80开关工作原理详解.docx
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80开关工作原理详解
1996年技工学校井下电钳专业毕业后，进入煤矿从事防爆低压电器设备的维修工作，至今已有16年了。
16年来，从一个什么也不懂的新工人，到现在熟练掌握了各种防爆设备的原理结构以及常见故障的维修。
这期间，走了不少的弯路。
每当我遇到疑难问题，想从书上找到答案的时候，却找不到关于维修防爆开关的图书，而网上的资料也是少之又少。
只能抱着产品说明书、原理图、再结合其他的电工类图书对遇见的故障进行分析、解决。
为了让在煤矿工作的电工朋友们，尤其是新进入煤矿的电工朋友，尽快的了解防爆磁力启动器以及其他防爆设备的原理、结构、用途和常见的故障与维修。
我将这16年来学习到的关于防爆电器的知识以及在工作中总结的维修经验与技巧在这里与整理出一套教程《防爆磁力启动器原理与维修》与大家分享。
我计划这套教程从简单的80防爆开关开始讲、然后讲解80N、照明综保、煤电钻综保、低压馈电开关、QJZ系列智能型开关、各种组合开关和移动变电站的高低压馈电开关。
目前考虑是这些，以后根据情况可能还会增加。
这将是一个漫长的过程，所以也请你耐心的等候，没事就来看看。
这套教程会不断的更新……
总目录
1、煤矿防爆开关简述
2、QBZ-80、120、225磁力启动器原理与维修
3、QBZ-80N防爆磁力启动器原理与维修
4、照明综合保护器原理与维修
5、煤电钻综合保护器原理与维修
6、KBZ系列低压馈电开关原理与维修
7、QJZ系列智能磁力启动器原理与维修
8、BKD系列智能型真空馈电开关原理
9、组合开关原理教程
10、矿用隔爆型移动变电站原理与维修
11、对《煤矿电器原理与维修》系列教程编写的一次总结
煤矿防爆开关简述
【2011年12月14日】最近几天比较忙，所以没能及时的更新帖子，让大家久等了。
那么现在就开讲吧。
从哪里开始呢？
就从防爆开关的作用开始吧。
我想可能很多坛友都知道防爆开关的作用，但是我还是要讲一下的。
因为我刚开始参加工作的时候，很长一段时间，都不知道这些防爆开关的具体用途。
每天都在修开关，学习这些开关的原理、结构、维修方法。
但是就是不知道它们是做什么用的。
因为我不下井。
防爆开关的用途
防爆开关的作用，就像我们家里的开关用来开灯、关电灯一样。
主要用于接通与断开井下用电设备的电源，像耙装机电机、绞车电机、皮带机电机等。
有的坛友疑惑了，我们家里的开关这么小，而这里的开关怎么这么大，还有个笨重的外壳？
家里的开关只有一对触点，而这个开关里面怎么这么多原件？
我们知道，煤矿井下经常会有瓦斯涌出，瓦斯属于易燃气体，当瓦斯的浓度在5%～16%且氧气浓度达到12%以上，在这样的环境中，万一出现明火，就会引起爆炸。
而我们的开关，在每次的接通与断开的瞬间，都会产生火花。
这样就有使瓦斯爆炸的危险。
所以我们在降低瓦斯浓度的同时，还要采用这样的防爆开关。
这种防爆开关在启动与断开的时候，产生的电火花很小。
同时这种防爆开关还有许多的保护功能，像短路保护、过载保护、漏电闭锁等。
这些在以后慢慢讲解。
防爆开关的防爆原理
现在，煤矿用防爆开关主要是隔爆型兼本质安全型。
隔爆型：
就是使用坚实的外壳，将容易产生生火花，引起爆炸的电路部分密封起来，即使电火花在开关内部引起了爆炸，隔爆外壳会将爆炸与外部隔开。
不会引起大范围的事故。
本质安全型：
就是采用较低的电压，较小的电流来进行电路控制。
即使控制电路发生短路引起火花，但是由于电流小，火花的较小，也不会引起爆炸。
好了，今天就说这些吧，下次将开始讲80开关的原理……
QBZ-80、120、225防爆磁力启动器原理与维修
QBZ-80、120、225防爆磁力启动器原理与维修：
QBZ-80、120、225防爆磁力启动器安装与使用：
QBZ-80、120、225矿用防爆开关看图基础：
QBZ-80、120、225防爆开关的内部结构及原理一：
QBZ-80、120、225防爆开关的内部结构及原理二：
QBZ-80开关远控原理：
QBZ-80开关的保护电路：
两台QBZ-80开关连锁控制电路：
QBZ-80开关的照明及阻容保护电路：
真空接触器吸合线圈工作原理：
真空管的构造：
CKJ5真空接触器的构造及动作原理：
浅谈二极管的特性和好坏与极性的判断：
桥式整流原理及整流器好坏的判断：
QBZ-80开关常见故障维修秘籍一：
QBZ-80开关常见故障维修秘籍二：
QBZ-80开关常见故障维修秘籍三：
真空管的调整：
QBZ-80、120、225防爆磁力启动器原理与维修
这一节我们介绍QBZ-80、120、225三种防爆磁力启动器原理与维修。
因为这三种开关虽然型号不同，但是他们的大致结构及工作原理是相同的，只是他们可以控制的设备容量不同。
QBZ-80最大可以控制额定电流80A的设备、QBZ-120最大可以控制额定电流120A的设备。
就像大人与小孩，虽然他们的力气不一样，大人可以搬起更重的东西，小孩只能搬比较轻的东西。
但是内部器官以及外部特征都是一样的。
首先，说一下型号的含义：
QBZ-80/1140（660）、QBZ-120/660（380）这是常见的磁力启动器的型号全称，那么这些型号是什么意思哪？
我们通过这些型号可以获得哪些信息哪？
Q：
启动器
B：
隔爆型
Z：
真空 （是指使用的是真空接触器，而不是整个开关内部是真空的）
80：
额定电流80A（最大可以控制额定电流是80A的设备、
120、225等数字是相同的含义）
1140（660）：
额定电压1140V或660V）（可以控制额定电压是1140V或660V的设备，需要通过调整接线，稍后详解）
上面这张图片，就是常见的80开关，不同厂家生产的开关，可能在外形及内部结构上，稍稍有一点点差别。
但是万变不离其宗，你学完了这个教程，它再变，你也知道怎么回事。
按照图上指示的各部件的名称，我们一一讲解。
1、接线腔：
打开这个盖子，你就会看到里面有6个大接线柱和几个小接线柱，六个大接线柱有三个是进电源的，另外三个是接负载的。
几个小接线柱是接远程控制线的。
2、电源进线喇叭口：
电源电缆线通过这个喇叭口，进入接线腔内，接在电源接线柱上。
在电源喇嘛口的对面还有一个喇叭口（就是上图中没有标注的那个大喇叭口），他是方便两台开关，进行电源并联时使用的。
如果还有一台开关需要电源，就可以从这台开关的电源接线柱上引出去。
3、负载线喇叭口：
通过这个喇叭口，将开关腔内的负载接线柱与电机接线柱
4、远程控制线喇叭口：
接远程控制按钮或两台开关联机时通过此喇叭口与开关内的小接线柱连接
喇叭口结构：
喇叭口内有密封胶圈、金属挡环和挡板。
当接电缆线时，去掉金属挡板，将电缆从外喇叭口、金属挡环、密封橡胶圈中间的孔里穿过去，然后将外喇叭口通过螺栓与开关外壳连接（如上图中喇叭口的状态）。
在外喇叭口上，还有一个压板，将电缆压紧，防止电缆受外力松动。
密封胶圈图
5、机械闭锁装置：
本装置的作用是防止带电打开防爆开关的盖子。
那根带丝的长螺栓，只有两个位置，一是向外旋出，插进开关外壳的豁口内，这时开关的盖子不能旋转，打不开。
隔离开关可以旋转，送电。
当要打开开关盖的时候，就必须将隔离开手把旋转到停的位置，使手把上的豁口对准机械闭锁装置螺栓，将螺栓旋入手把上的豁口内。
这样才能打开盖子。
从而做到开盖必须停电。
6、煤安标志：
凡是煤矿井下使用的电器设备，都需要有此标志。
7、橇型底座：
橇型底座可以方便防爆开关在井下搬运。
短距离移动，方便拖动，就像雪橇一样。
8、隔离开关手把：
隔离开关手把通过转轴，连接到开关内部的隔离开关机构上，对隔离开关进行操作。
隔离开关是本开关的总电源，断开隔离开关之后，除了电源接线柱至隔离开关电源侧有电外，其余元件的电源都被断开。
隔离开关的作用：
是在电气设备检修时，提供一个电气间隔，并且是一个明显可见的断开点，用以保障维护人员的人身安全。
9、启动按钮：
送上隔离开关，按启动按钮就可以启动开关。
10、停止按钮：
按一下，就可以停掉开关。
QBZ-80、120、225防爆磁力启动器安装与使用
上一贴，我们介绍了QBZ-80、120、225防爆磁力启动器的外部结构及功能，各位对QBZ系列的开关也有了一定的认识，那么，这一贴。
我们介绍这种开关的安装与使用。
只有知道了如何使用它，才能谈如何维修。
上面这张图，是QBZ开关的接线室内接线装置的布置图。
X1、X2、X3是电源接线柱。
D1、D2、D3是负荷接线柱。
中间的小的1-9和di是控制线接线柱。
使用时，我们将电源电缆通过喇叭口引入接线室内，然后将3根芯线接到电源接线柱上。
煤矿电缆一般都是3+1的四芯电缆线。
即三根电源导线和一个接地导线。
接地导线接在接线室中的接地接线柱上（在上图中没有画出接地接线柱）。
D1、D2、D3接线柱使用电缆与被控制设备的电机接线柱连接后。
主电路我们就接完了。
控制电路的连接就是图中1、2、8、13、9、di接线柱的连接。
如果是本地控制（就是使用开关本身的启动和控制按钮控制），将2号和9号接线柱相连后，再与接线室内的接地接线柱连接就可以了。
连接好电源线和负载线之后，首先从上一级开关的馈电开关给QBZ开关送上电，然后将QBZ开关的隔离开关打到“正传”或“反转”的位置，（如下图）在按下启动按钮，被控制的设备就可工作了。
停止的时候，停止的时候，只需要按下停止按钮，本控制的设备就可以停止工作。
在设备长时间不使用，或进行设备检修时，要将隔离开关旋转到“分闸”位置。
注意：
隔离开关在从合闸位置旋转到“分闸”的过程中，要按住停止按钮，否则你是扳不动隔离开关的。
这是开关“五防”功能里的其中一种，作用是防止带负荷分离隔离开关。
所以，当你扳隔离开关扳不动的时候，一定要看看是不是忘了按停止按钮，或者是没有按到位。
QBZ防爆开关的隔离开关除了具有断开电源的作用外，还具有换向的作用，就是拥有“正转”和“反转”两个位置。
如果设备的电机原来是正转的，你只需要将隔离开关打到“反转”的位置。
就可以改变电动机的旋转方向。
原理将在以后介绍。
以上是防爆开关大致的使用过程。
但是在使用之前千万别忘了检查开关是否完好，以及电缆的接线是否负荷要求，下面说一下关于防爆开关完好的标准。
防爆开关完好标准
1、隔爆外壳
隔爆外壳应清洁，完整无损，并有清晰的防爆标志，有下列情况之一者即为失爆。
（1）外壳有裂纹，开焊，严重变形的为失爆。
（注严重变形指变形长度超过50mm，同时深度凸凹深度超过5mm者）
（2）防爆壳内外有锈皮脱落（锈皮厚度达到0.2mm）为失爆。
（3）隔爆室的观察窗口的透明板松动，破裂或使用普通玻璃的为失爆。
（4）隔爆设备隔爆腔之间严禁直接贯通，去掉防爆设备接线盒内隔爆绝缘座为失爆。
（5）开关铭牌、煤安标志、防爆标志及各个按钮说明应齐全，否则为不完好。
2、用螺丝固定的隔爆面，有下列情况之一者为失爆：
（1）缺螺丝或弹簧垫圈者；
（2）弹簧垫圈未压平或螺丝松动；
（3）螺丝或螺孔滑扣者，但换同径长螺丝加螺母紧固者除外。
（4）弹簧垫的规格须与螺丝相适应，偶而出现个别弹簧垫断裂或失去弹性时，检查该处防爆间隙，若不超限，更换合格弹簧垫圈后不为失爆，也不影响完好。
（5）螺丝头大小一致，弹垫厚薄均匀，螺丝伸出防爆面1—3扣。
（6）螺丝松开之后，弹垫上下错口，无间隙；螺丝压紧之后，弹垫错口对严，无间隙。
否则应更换弹垫。
3、防爆结合面间隙不大于0.5mm；
4、闭锁装置不全，变形损坏起不到闭锁作用的为失爆。
5、密封圈内径与电缆外径差应小于1mm，电缆与密封圈之间不得包扎其他物体否则为失爆。
密封圈必须完好无损、不得割开使用。
6、密封圈的宽度不小于电缆外径的0.7倍，且不小于10mm。
7、密封圈的厚度不小于电缆外径的0.3倍，（70平方毫米电缆除外），但必须大于4mm。
8、电缆应压接紧固，电缆不得压偏，不得超过电缆直径的10%。
9、不用的接线嘴要分别用密封圈和档板、金属圈依次装入压紧，否则为失爆。
10、档板、金属圈外径与进线装置内径之差应不大于2毫米，挡板和金属圈直径大于110毫米时，厚度不小于3毫米，直径小于110毫米时，厚度不小于2毫米。
11、接地螺丝、弹垫、平垫、接地线完整齐全。
使用多股铜线时截面积不小于25平方毫米，无断丝现象，接地标志明显，使用镀锌扁铁和镀锌铁线时，截面积不小于50平方毫米，且无锈蚀。
a、接局部接地极的接地母线使用镀锌扁铁，其截面积应不小于100平方毫米，厚度不小于4毫米。
b、局部接地极使用直径不小于35毫米，长度不小于1.5米的镀锌钢管，管上应至少钻20个直径不小于5毫米的透眼，且垂直埋入潮湿的地板或水沟内。
12、线嘴压紧要有余量，余量不小于1毫米，否则为失爆。
线嘴应平行压紧。
13、喇叭嘴外部缺损，且不影响防爆性能者为不完好。
14、隔爆面不得锈蚀，否则属于失爆。
15、隔爆面上不允许有油漆和杂物，否则为失爆。
16、隔爆面应涂以适量的凡士林等合格的防锈油（如医用凡士林油）或磷化（磷化后也可涂凡士林油），如无防锈油或磷化面脱落均为失爆。
17、接线应整齐（不扭弯）紧固、导电良好、无毛刺。
卡爪或平垫圈弹簧垫双帽齐全（使用线鼻子可不用平垫圈）。
接线后，卡爪或平垫圈不压绝缘胶皮，芯线祼露距卡爪或平垫圈不大于1毫米。
18、接线室接线长度应适宜，以松开线嘴卡兰拉动电缆后，三相火线拉紧或松脱时地线不掉为宜。
19、接线室（腔）应保持干净，无杂物和水珠。
20、电缆深入器壁为5---15毫米，小于5毫米为失爆，大于15毫米为不完好。
21、螺旋式喇叭嘴最少齿合扣数不得低于6扣，拧紧程度一般用单手用力拧不动为合格，否则为失爆。
22、螺旋式喇叭嘴外部最少留1扣。
23、螺旋式接线嘴如上金属圈时应装在档板外面，否则也属失爆。
QBZ-80、120、225矿用防爆开关看图基础
激动人心的时刻终于到来了，我想，很多的朋友可能更想了解矿用开关的内部结构及原理，但是我们的教程要一点的一点的讲。
今天终于讲到这里了，让各位久等了。
要想学习开关的原理，当然要学会看开关的原理图。
所以一些基本的看图知识还是要有的，不知道你会不会。
我们还是讲讲吧。
一篇教程，不可能适合所有的人，我们尽量以入门者为讲解对象。
如果你高手，请略过此贴。
如何看原理图
其实，电路图就是人们为了研究和工程的需要，用国家标准化的符号来代替实际元件而绘制的一种表示各元器件组成的图形。
我们常用的电路图有
原理图：
他是为了分析电器设备的工作原理而绘制的一种图形，原理图中元件的位置，不一定按照元件的实际位置画，外形也不一定与实际元件相似，他的绘制，一切从方便分析工作原理出发。
通过电路图可以详细的知道他的工作原理。
接线图：
他是表示各元件之间电器线路连接的图形。
每个元件各个接线端子与其它元件所连接的导线，都在接线图中表示出来，方便安装与维修。
下面我们具体讲一下原理图：
如下图
我们用符号
代表灯泡
用符号
代表开关
用符号
代表电池
用符号
代表导线
从而就可以知道他们的实物连接关系如下：
当然，实际中的电灯和开关也可以是这样的
所以，你在了解了各种符号代表的是什么元件之后，基本上就可以看懂简单的原理图了。
要看懂更多的电路图，除了要多看图，多画图外，还要结合原理图本身的说明（一般的开关的说明书，都会介绍一下大体的工作原理）。
现在给出一些常用的原理图符号，好好看一下，有助于以后的原理图分析。
常用电子元件符号
QBZ-80、120、225防爆开关的内部结构及原理一
图一QBZ-80、120、225内部结构图
图二QBZ-80、120、225原理图
上面两张图是QBZ-80、120、225开关的内部结构和电气原理图。
也就是实物与原理图的对照。
其中的核心部件，就是真空接触器。
它起到接通与断开主回路的作用。
开关内部的大部分元件，都是为了控制真空接触器触点的接通与断开而工作的。
现在，我们由简至繁的来分析这个电路。
图三
大家看一下上面两个电路。
左边的是一个真空接触器控制一个电动机，右边是一个开关控制一盏灯。
原理都是一样：
右边的电路中，开关闭合，灯亮。
断开，灯灭。
左边的电路中，接触器KM的触点闭合，电动机得电旋转。
接触器断开，电动机断电停止旋转。
我们都知道，右边电灯电路中的开关，是通过手动来控制。
那么左边的真空接触器是如何工作的哪？
再看下图：
图四
图五 真空接触器结构图
图四的那个白方框，他代表的是真空接触器的线圈。
线圈实质上就是一个电磁铁，给电磁铁通上电，电磁铁产生磁力，使真空接触器上的衔铁动作，从而带动真空管内的触点动作（如图五）。
现在，问题又指向了如何给电磁铁线圈通电。
图六
图七QBZ-80开关按钮结构图
图六是一个最简答的让真空接触器吸合的原理图，只要按下按钮SB1，真空接触器就会吸合。
但是QBZ-80开关里用的按钮不像家里控制灯的开关一样。
QBZ-80开关里的按钮你按下去的时候，按钮上的接通，只要你一松手，按钮就又断开了（如图七）。
那如何才能让接触器长时间吸合哪？
图八
原理图八很好的解决了这个问题。
对比发现，图八比图七多了一对触点KM。
这对触点就是图五中的辅助触点，当按下按钮SB1时，线圈得电，衔铁在带动真空管内触点闭合的同时，也带动了辅助触点中的常开点KM闭合。
这是，即使你松开了按钮，由于辅助触点闭合了，为吸合线圈提供了通路，线圈也会维持吸合。
这时，电流流过的途径如图九中箭头所示。
图九
图八中的原理图很好的解决了按钮松开后，吸合线圈断电的问题。
但是你想过没有，现在线圈吸合之后，能够维持住了，我们应该怎样把它停下来哪？
下一贴我们再讲。
QBZ-80、120、225防爆开关的内部结构及原理二
上一贴我们讲了如何让真空接触器吸合，并维持（看看上一贴）。
维持住之后，如何才能让它停下来哪？
图十接触器控制原理图
再对比一下，发现图十比图八又多了一个元件，按钮SB2。
他的实物如图十一。
正常情况下，按钮SB2是接通的，KM接触器的线圈可以正常工作。
当按下SB2时，SB2断开，从而断开了KM线圈的回路。
线圈断电，接触器的真空管触点和常开辅助触点全部断开。
电路回到初始状态。
图十一
图十二
、
现在我们来总结一下前面所讲的内容。
图十二是前面几个原理图汇总起来的一张完整的电路图。
这个图就是典型的接触器控制原理图。
看懂了这个图，以后再分析防爆开关原理图的时候，就会非常容易。
按下按钮SB1，36V电源通过SB1——SB2——KM吸合线圈——回到36V电源的另一端。
线圈得电吸合。
带动主触点和辅助触点闭合。
松开按钮SB1后，由于线圈已经将辅助触点闭合，这是的电流回路为：
36V电源——KM辅助触点——SB2——KM吸合线圈——36V电源另一端。
线圈维持吸合。
当需要停止时，按下SB2，回路断开，线圈释放，主触点和辅助触点断开。
松开SB2后，SB2恢复到原来的接通状态，由于这时辅助触点已经断开了，所以这时线圈也不会吸合。
只有再次按下启动按钮才会重新启动。
在学会了典型的接触器控制电路之后，我们再来看看QBZ-80开关的原理图。
两张图对比一下，你会发现很多相似之处。
其中，主触点KM是一样的。
线圈ZJ、SB1、SB2、KM2和图十二中的KM线圈、SB1、SB2、KM辅助触点连接方式是一样的。
只不过画法不一样，一个横着画，一个竖着画。
图十三QBZ-80开关简化原理图
对比了两张图之后，再看图十三是不是要容易些？
即使我不讲解，相信你也看懂了一部分。
为了方便原理分析，我对开关原图进行了简化，图十三是简化之后的（原图可以查看上一贴中的图二）。
图中的蓝色线，在分析时视为通路。
红色框中的部分，请视为图十二中那样的吸合线圈。
介绍一下图中的元件：
QS：
隔离换向开关
FU：
熔断器，就是常说的保险丝
KM：
真空接触器主触点
KM2：
真空接触器辅助触点
红色方框内：
真空接触器的吸合线圈
ZJ：
中间继电器吸合线圈
ZJ1：
中间继电器的触点
图十四中间继电器
合上隔离开关QS，控制变压器T得电，在变压器器的副边（即4、9端）变换出36V的电压。
为控制电路提供电源。
按下启动按钮SB1，线圈ZJ的电，其回路为：
36V电源4端——ZJ线圈——SB2——SB1——2#——9#端子至电源另一端。
线圈ZJ得电吸合。
使中间继电器的触点闭合，从而使真空接触的的线圈的电（图中的色框内）。
其线圈回路为：
36V电源4端——真空接触器线圈——ZJ1——电源另一端9#。
真空接触器吸合后，带动主触点和辅助触点KM2闭合。
松开启动按钮SB1后，由于KM2已经闭合，为中间继电器的线圈ZJ维持吸合提供了回路，其回路为：
36V电源4端——ZJ线圈——SB2——KM2——2#——9#端子至电源另一端。
当需要停止
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