qjz22140sa矿用隔爆兼本质安全型双速双回路真空电磁起动器.docx
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qjz22140sa矿用隔爆兼本质安全型双速双回路真空电磁起动器
QJZ-2⨯200/1140（660）SA矿用隔爆
兼本质安全型双速双回路真空电磁起动器
一、概述:
1．QJZ-2×200/1140（660）SA矿用隔爆兼本质安全型双回路真空电磁起动器（以下简称起动器）,适用于含有甲烷及煤尘爆炸危险的煤矿井下,可分别控制二台三相交流双绕组双速电动机，也可以同时控制二台双绕组双速电动机是煤矿井下大功率双速驱动输送机、皮带输送机、刨煤机等的必备设备。
该起动器采用快开门结构和可靠的闭锁装置，结构合理，操作方便等优点。
起动器因采用了先进的真空接触器和电子保护单元，分断能力高，电寿命长，功能齐全，CMOS逻辑保护单元及固体显示单元，在国内居领先地位。
起动器内所有零部件和线路符合有关技术标准，并通过严格的质量控制，因此使起动器保养费用低，可大大减少因起动出现故障而导致的停产事故。
2.工作条件
a.海拔高度不超过2000米;
b.周围介质温度不高于+40℃、不低于-20℃;
c.周围空气相对湿度不大于95%（+25℃）;
d.安装面与垂直的倾斜度不超过15度；
e.须能防止雨和雪浸入起动器内部;
3．型号的组成及其代表意义:
QJZ-2×200/1140（660）SA
改进型
双速
额定电压;
额定电流;
两回路
真空;
隔爆兼本质安全型;
起动器;
4.防爆型式和标志：
（1）防爆型式：
隔爆兼本质安全型
（2）防爆标志:
Exd[ib]I
三．外形尺寸见图1：
四．主要性能及技术参数
1.起动器额定工作电压:
660V、1140V,频率:
50Hz
线路电压不低于额定值75%不高于额定值110%,起动器能可靠工作。
2．额定电流:
2×200A
3．频率：
50-60HZ
4．电流整定范围与方式：
10-200A有级粗调、无级时钟式细调
5．主回路真空接触器性能指标：
（1）接通能力：
2500A100次
（2）通断能力：
2000A25次
（3）极限分断能力：
4500A3次
（4）电寿命：
AC3负荷>60万次
AC4负荷>6万次
6．隔离换向开关分断能力：
2500A
7．控制双速电动机功率范围：
（ηcosφ=0.75）
1140V2×（15-300kW）
660V2×（9─170kW）
8．控制方式：
（1）本质安全型先导回路：
最高开路电压24V，最大短路电流为139mA；
（2）远控、近控选择；
（3）单机、双机控制选择；
（4）手动切换、自动切换功能选择；
（5）手动测试选择。
9．低速起动到高速运行自动切换原则：
（1）1-1.1倍额定负荷切换；
（2）30秒以内时限切换.
10.切换时主回路断电时间:
75-90ms
11.保护方式:
（1）采用电子保护，具有过载、断相、短路、漏电闭锁保护。
（2）与电动机绕组内的热敏继电器配合，可实现电动机的据热保护。
（3）阻容吸收过电压保护。
（4）能防止先导回路发生短路的自起动事故。
12．起动器的工作制为八小时工作制，操作频率为300次/小时。
短时（20秒内）的操作频率900次/小时。
13．显示：
采用固体显示单元，具有各种故障、电源及运行状态显示。
14．引入电缆装置数量、外径见表一：
名称
动烽线进线装置
动力线出线装置
控制线装置
数量
2
4
4
可穿入电缆的外径mm
φ28-φ72
φ31.5-φ52
φ14.5-φ21
五.结构性能概述:
1.基本结构见图2:
其中
（1）动力线出线装置（4个）
（2）左接线腔（出线腔）
（3）前门
（4）观察窗
（5）主空腔
（6）右接线腔（进线腔）
（7）停止按钮
（8）隔离换向开关手柄
（9）内闭锁推杆
（10）撬架
（11）复位按钮
（12）单机-双机选择开关
（13）第2回路低速起动按钮
（14）试验开关
（15）第2回路高速起动按钮
（16）手动-自动选择开关
（17）第1回路低速起动按钮
（18）第1回路高速起动按钮
（19）前门把手
（20）铰链座
（21）控制线引入装置（4个）
注:
动力线进出线装2个位于右接线腔侧面,图中未标.
2.起动器采用快还开门和可靠的机械与电气联锁装置,结构先进合理,操作方便等优点.
外壳为方形结构,接线空腔在两侧,其中右接线腔为动力线
腔.有2个进线装置,左接线腔为负荷线及控制线接线腔,装有四个动力线进线装置与四个控制线进线装置,接线腔的门为螺钉紧固折页式,主空腔位于中部,装有全部电气部件.
前门采用快开门方式,并有绞链支撑,前门与换向开关采用内闭锁装置,起动器的开门方法如下（参看图2）
按下停止按钮7,将隔离换向开关手柄转至水平位置（即断
开位置）,用工具将闭锁推杆9右旋推进,此时闭锁杆扣入换向开关转轴上的缺口中,换向开关被卡住不能转动,门前闭锁解除,然后用手提前门左侧的手把20,则前门与主空腔法兰脱开扣板槽,至打开位置后,前门绞链轴中的插销进入定位位置.前门与箱位脱开,用手垂直外拉动,前门便可在手把作用下向左前方旋转打开.
合门方法如下:
首先转动前门,使前门与主空腔法兰保持平行靠拢合严,用
手按下前门把手19,使前门向下运动,插入固定于箱体上的扣板槽中,前门到位后,用扳手将内闭锁推杆,使闭锁推杆脱离换向开关的转轴缺口,此时前门不能开,可以操作换向开关,汉换向开关到位后,再拨出停止按钮7,则停止按钮处于接通位置,换向开关处于内定位状态.
起动器右下方有一块主回路单元1,装有主回路熔断器,电流互感器.
外壳后壁装有主回路单元Ⅱ二块,装有真空接触器及高压硅堆组,其中上部为第一回路,下部为第二回路,每一回路左边真空接触器为控制双速电动机低速绕组的接触器,右边真空接触器为控制双速电动机高还绕组接触器.
外壳底部装有控制回路Ⅲ,上面装有控制变压器BK1,控制变压器一次侧保险5RD、6RD，2次侧保险7-10RD，2个回路的粗调开关KZ1、KZ2及电流互感器的负载电阻组件和控制线用接线端子。
在外壳侧面装有隔离换向开关HG，停止按钮TA，以及阻容吸收装置。
其余控制回路装有前门上的控制回路芯板及主腔内芯板上。
前门上芯板装有显示组件，高速起动按钮，低速起动按钮，复位按钮，单机-双速选择开关，试验开关，手动-自动选择开关，主腔内芯板装有远-近控选择钮子开关，本安型电源变，本安型先导插件，保护系统电子组件，小型直流继电器组，中间继电器，以及控制线和插件。
控制回路芯架板主要元件位置见图3及图4
FA3QA4QA1QA2QA
复位于2-低速2-高速1-低速1-高速
2HK1-HK
单机-双机试验开关手动-自动
单机—双机试验开关手动—自动
图3：
控制回路单元1示意图
1-XDZ
BK2
BK3
2-XDZ
K2
K1
1-XZZ
1-BHZ
1-LDZ
1-DSZ
2-XZZ
2-BHZ
2-LDZ
2-DSZ
2J
1J
3J
4J
1RJ
5J
6J
7J
2RJ
1ZJ
2ZJ
3ZJ
4ZJ
5ZJ
6ZJ
六、线路原理
原理图附后
憙1.起动前:
接通隔离开关HG，控制变压器BK1有电，向控制保护系统供电，其中：
36V为真空接触器一线圈交流电源和1-LDZ、2-LDZ的检测交流电源，24V为1-DSZ与2-DSZ输入交流电源和BK2、BK3输入电源，0-36V为中间继电器1-6ZJ工作电源。
此时1-DSZ与2-DSZ进入工作状态，输出+15V稳压电源供电电子保护插件，并输出+24V直流电压为1-7J，1-2RJ提供工作电源。
同时1-2DSZ中的3SJ由于其控制端分别经1CJ4、2CJ3T和3CJ4、4CJ3接K0。
而延时3-5秒吸合，则1J和5J也吸合，1ZJ和4ZJ相继也吸合，起动器二个回路负荷端经GD1、GD2、GD3、GD4、L13、L14接到1-2DSZ的漏电闭锁检测端，由于1-2DSZ输入36V交流电源及+15V工作电源，则其中的LDZ吸合，在检测回路上有检测回路上有检测电流流过，此电流的大小反比于负荷线对地电缘电阻，如此阻值大于允许值（1140V时为40K、660V时为22K），则检测信号不足以驱动电路动作，LDJ维持吸合状态，其触点LDJ2闭合，为BK2、BD3的电源提供通路条件之一，若此阻值小于允许值，则LDJ立即释放，LDJ2打开BK2、BK3失电，开关无法起动，起到了漏电闭锁保护作用，同时LDJ1、LDJ2闭合，D32或D40亮，以说明哪一回路出现故障。
如果双速电动机具有热敏电器保护装置，可分别将其接入K9-K0（若无此保护，则短接K9、K10、K0点）。
在允许温度范围内，1DRJ、2DRJ打开，1-2RJ释放，切断BK2、BK3电源，跳闸并闭锁，并且D31或D39亮，显示哪一回路电机过热，直到电机温度下降到返回值时，才能复位。
由于1-2DSZ输出+15V稳压电源，所以1-XZZ、2-XZZ、1-BHZ、2-BHZ进入正常工作状态，其中的过载保护继电器GZJ、断相保护断电器DXJ吸合、短路保护断电器GLJ、漏气保护继电器LQJ释放，所以控制出口A1-B4通，无任何故障显示。
一旦BK2、BK3输入交流24V，则1-XDZ及时2-XDZ有了工作电源，可以起动。
2.起动过程:
起动器有远-近控选择，单-双机选择，手动-自动功能选择。
当选择单机时，即分别控制二台双速电动机，故可选择自动切换或手动切换功能；而选择双机运转时，为保证同步运行，只能选择自动切换功能。
下面对近控为例，说明单机手动切换及双机自动切换的动作原理。
（1）单机、手动切换选择：
3HK避于单机僧，1HK置于手动位置，此时3HK1、3HK2闭合，3HK3打开，1HK1打开，1HK2闭合，1HK3打开，1HK4闭合，HK5打开。
如果起动器第一回路，按下低速起动按钮1QA，1KJ吸合，1KJ1打开，1ZJ释放，1KJ2打开，1ZJ释放后1ZJ1闭合，2ZJ吸合，同时1ZJ2、1ZJ3、1ZJ4打开，断开漏电闭锁检测回路。
3ZJ吸合后，3ZJ1吸合，1CJ大电流吸动；3ZJ2闭合（自动切换时用）。
3ZJ4打开（自动切换时用），3ZJ5打开，（漏电闭锁检测回路联锁用），3ZJ6闭合，1-DSZ中4SJ延时吸合，2J吸合，（双机用），在1CJ吸合后，1CJ6打开，1CJ由吸动转为小电流吸持，1CJ5闭合，电机低速运行显示D35亮，1CJ2闭合，1KJ自保，电动机处于低速运行状态。
1CJ1打开，切断2CJ回路；1CJ3闭合（自动切换时限切换用），1CJ4打开，1-DSZ中3SJ释放，3SJ1打开，1J释放，为停机后漏电闭锁投入准备条件。
按下停止按钮，使起动顺回到准备状态，再按下高速起动按钮，则2CJ吸动并转吸合，其动作过程与低速基本一样。
若起动器处于远控状态，低速起动的手动切换高速可直接按下高速起动按钮，直接进入高速运行状态。
第二回路的起动过程与第一回路基本一样，仅是控制继电器不一样。
（2）单机、自动切换选择：
3HK1、3HK2、闭合，3HK3打开；1HK置于自动位置：
1HK1、1HK3、1HK5闭合，1HK2、1HK4打开。
按下第一回路低速起动顺按钮1QA，1KJ吸合，1ZJ释放，漏电闭锁检测回路断开，3ZJ吸合，1CJ吸动并转吸持，电机进入低速起动状态，3ZJ2闭合，3ZJ4打开，1CJ3闭合，则自动切换检测环节投入，直到电动机负荷下降到额定荷的1.1倍左右时，或到达设定时限（30秒内可调）时，1-XZZ中的SJ吸合，4J吸合，4J1闭合，2ZJ吸合，2ZJ1打开，2ZJ2闭合，则1CJ释放1KJ释放，2CJ吸动转吸持，2CJ吸合，维持3ZJ吸合，电机转为高速起动运行状态，2ZJ5打开，过载信号由低速转为高速，2ZJ6闭合，确保SJ处于吸合状态，2ZJ4、2ZJ7闭合，2SJ（1-DSZ中）延时吸合，确保3ZJ在切换过程中不失电，此时显示低速灭、高速亮。
按下第二回路低速起动按钮3QA，则3KJ吸合，4ZJ释放，6ZJ吸合，3CJ由吸动转吸持，电机低速起动转运行，同时2-XZZ中的乍动切换环节投入，一旦负荷下降到1.1倍左右或到达设定延时，2-XZZ中SJ吸合，7J吸合，5ZJ吸合，3CJ释放，4CJ吸动转吸持，电机进入高速起动运行，显示也相应变换。
同时3KJ释放，4KJ吸合，6ZJ吸合状态，切换完毕。
总之，当选择在单机、自动切换状态，二个可分别控制二对双速电动机，它们之间互不牵连，只需按各自的低速起动按钮，由低速转为高速的切换，无需人工控制，而由相应的XZZ中的自动切换环节来实现。
（3）双机、自动切换特，在这种状态下，3HK2打开，3HK3闭合，1HK1、1HK3、1HK5闭合，1HK2、1HK4打开。
按下第一回路低速起动按钮1QA，1KJ吸合，1ZJ释放，第一回路漏电闭锁检测回路断开，3ZJ吸合，1CJ吸动转吸持，第一回路被控电机低速运行，由于3ZJ6闭合，1-XZZ中的4SJ延时吸合，，2J2J1闭合，3KJ吸合，4ZJ释放，第二回路漏电闭锁检测回路断开，6ZJ吸合3CJ吸动转吸持，第二回路被控电机也进入低速运行，这时二台电动机均在低速状态下运行，此时1-DSZ中与2-DSZ中的3SJ均释放，1J、5J释放，为停机后漏电闭锁推迟投入准备条件。
二台电机都在低速运行，只有当它们的负荷均下降到1.1倍额定负荷左右或均到达设定时限后，1-XZZ与2-XZZ中的3SJ均吸合，4J与7J均吸合时，2ZJ与5ZJ才能同时吸合，则1CJ和3CJ同时释放，2CJ和4CJ同时吸动转吸持，二台电机同时由低速切换到高速状态，保证了同步切换，相应显示也同步变更，即由低速向高速的切换继电器2ZJ、5ZJ的吸合，不仅取决于本回路的切换检测断电器SJ的吸合，还必须依靠另一回路的切换检测继电器的吸合，切换后1KJ释放，2KJ与3KJ吸合，2SJ与3KJ吸合，3J、6J延时吸合，整个切换过程结束。
3．停止过程：
（1）利用远控按钮中停止按钮可分别停止电动机（单机控制）。
以第一回路为例：
按下远控按钮合中的停止按钮，则1KJ或2KJ释放，1CJ或2CJ释放，电机失电，4SJ释放，2J释放，3SJ延时吸合，1J吸合，第一回路漏电闭锁检测回路接通。
（2）双机控制的停止：
在远控时只需按下第一回路的停止按扭合中的停止按钮，则1KJ、2KJ释放，3ZJ释放，1CJ、2CJ释放，同时4SJ释放，2J释放，3KJ释放，3CJ、4CJ释放，二台电动机均失电，显示组件中运行状态消失，只有电源显示D33、D44亮。
（3）紧急停止：
利用本机停止按钮，可直接同时切断1-4CJ线圈的电源，达到紧急停止的目的。
无论采用何种停止方式，由于停止后，2ZJ、3ZJ或5ZJ、6ZJ释放，二个回路中的3SJ延时3-5秒吸合，1ZJ或4ZJ方能吸合，漏电闭锁回路才按通，避免了负载反电势损坏保护系统。
4．保护性跳闸及漏电闭锁保护：
（1）过载保护：
在运行中出现过载，则BHZ中过载保护电路延时动作，GZJ释放，3ZJ（6ZJ）释放，1CJ、2CJ（3CJ、4CJ）释放，电机失电，同时BHZ记忆故障，D38（D46）亮，表示跳闸性能是过载引起。
要重新起动，需探险下复位，电路返回，显示消失，才能重新起动。
（2）断相保护：
在运行中出现主回路断相或取样二次回路断线，则BHZ中断相保护电路延时8-20秒动，并记忆故障，DXJ释放，3ZJ（6ZJ）释放，1CJ、2CJ（3CJ、4CJ）释放，电机失电D37（D45）亮，显示断相故障，需复位后显示消失才能重新起动。
（3）短路保护：
当出现8-10倍过载电流时，BHZ中短路保护电路立即动作并记忆故障，GLJ吸合，3ZJ（6ZJ）释放，1CJ、2CJ（3CJ、4CJ）释放，电机失电D36（D44）亮，显示短路故障，排除故障后，复位后才能重新起动。
当出现大于3500A以上大短路电流时，由于1-4RD为快速熔断器，其熔断时间短，将在HBZ运行前先分断短路电流，以防止真实接触器分断不了的粘闸故障，作为种后务保护。
（4）漏电闭锁保护：
在起动前，如果负荷电源或电动机高，低速绕组对地绝缘电阻小于允许值（1140V时为40K，660V时为22K），LDZ将运行，切断BK2、BK3电源，开关闭锁，无法起动同时D32K或D40亮，显示漏电故障，故障排除后，电路自动返回，可以投入运行。
5．防止控制先导回路的短路自动保护：
一旦在起动前发生某种原因造成控制电源短路，由于远控按钮中地一极管被短接，1-4KJ流过交流电流而无法吸合，防止了起动或自动起。
6．过电压保护：
起动器装有四套ZR-1型阻容吸收装置，可有效地防止过电压损坏被控设备。
7．电动机的据热保护：
如被控电机绕组具有热保护，其办输出接点可接于K9-K0或K10-K0端，当运行中达到保护运行温度时，1-2DRJ吸合，显示消失，可以重新起动。
8．试验检查系统：
在起动器起动前，可使用2HK试验保护系统是否正常，当2HK置于过流位置时，2HK1、2HK3闭合，BHZ引入24V作为过流信号，首先短路保护动作GLJ吸合，D36、D44亮，然后经10秒钟左右，过载保护动作GZJ释放，D38、D46亮，再将2HK置于漏电检查位置，2HK2、2HK4闭合，LDZ动作，LDJ释放，D32、D40亮，则说明保护系统正常，2HK置于运行位置，LDZ返回、D32、D40灭，但BHZ中有记忆电路，需进行复位才能投入运行。
七．使用、维护与安全技术
1．起动器起动前应检查真空接触器的真空灭弧室是否完好，有无损伤，发现问题及时处理，否则不准使用。
考核真空灭弧的直空度可采用工频耐压法，将真空灭弧室处于分断状态，开距1.55mm动静触点间施加工频电压10KV一分钟,无击穿与闪络,耐压水平不允许下降30%以下,注意区别灭弧室外部放电与内部击穿,使用过程中可定期进行.
2.起动器所有隔爆面已热磷化处理,使用时可仅涂少量防锈油即可.
3.起动器右接线盒为电源进线,左接线盒为负荷线,使用中暂不使用的喇叭口应用压盘,金属堵权和密封圈进行可靠的密封.
4.起动器在井下装卸及搬运过程中,应避免强烈振动、撞击，严禁翻滚，安装时与地面的垂直倾斜度不得大于15度，否则将影响吸合特性。
5．使用过程中不得随意更改控制及保护系统，以免影响整机性能。
维护时不能更改本安电路的规格、型号和技术参数。
6．起动器起动前应注意电网电压等级是否与控制变压器BK1及LDZ中整定开关电压一致，否则应更改BK1原端接线端子并拨动LDZ钮子开关使之一致。
7．起动器地面试验要严格执行电工操作规程，一般不得折除闭锁装置开门试验，特殊情况下要采取有效安全措施，防止人身事故。
8．试验中严禁带电拨插电子组件，以免损坏内部集成元件，使用时电子组件不得随意拆卸，紧固螺钉应上紧。
9．起动器出厂时100%进行出厂试验，用户验收，如进行耐压试验，应按下列规定进行：
主回路工频4200V一分钟，控制回路工频1000V一分钟，注意必须拆下阻容吸收装置连线及电子组件，否则将造成损坏，进行大电流试验时，应拨除控制变压器原端熔断器5RD、6RD，否则将可能发生人身事故。
10．建议每班运行前，应使用检查开关3HK对起动顺进行检查，确认动作正常，显示正确后，再置于运行位置，复位投入运行。
11．粗调开关的整定：
粗调开关KZ1、KZ2有五挡位置：
10-20A、20-40A、40-80A、80-160、160-320A应按被控双速电动机低速绕组的额定电流值来选挡位。
例如：
某电机高速绕组额定电流为84A、低速绕组额定电流为63A，则粗调开关选择40-80A挡。
（因为40<63<80）
12．细调整定方法：
细调整定位于XZZ上，采购员时钟式整定，分为电流规定W2和双速转换整定W3。
（1）电流整定W2按照XZZ组件上整定铭牌中的时钟整定法（见表二）将电流整定电位器W2整定于电动机低速绕组额定电流值的1-1.1倍。
表二
时钟式电流整定法（W2）
粗调Ⅰ
粗调Ⅱ
粗调Ⅲ
粗调Ⅳ
粗调Ⅴ
10-20A
20-40A
40-80A
80-160A
160-320A
W2对应时钟
10
20
40
80
160
0：
00
11
22
44
88
176
1：
55
12
24
48
96
192
3：
29
13
26
52
104
208
4：
47
14
28
56
112
224
5：
53
15
30
60
120
240
6：
49
16
32
64
128
256
7：
38
17
34
68
136
272
8：
20
18
36
72
144
288
8：
58
19
38
76
152
304
9：
031
20
40
80
160
320
10：
00
粗精确整定时按下式进行：
X2=18.87100（粗调下限）
6Ie-0.7（粗调下限）
其中:
粗调下限为粗调开关档次的小电流值
Ie为低速绕组额定电流值的1-1.1倍
计算结果X2的整数部分为“时”，小数乘以60即为“分”
例如：
低速绕组电流为63A，粗调40-80A
则X2=18.87100×40=7.44
6×63-0.7×40
则X27:
26
故W2整定于7点26分.
（2）双速转换整定W3：
由于双速电动机的高低速绕组额定电流不一致，而本组合起动器中采用一套保护同时对二种绕组进行保护，故需经W2对高低速高流进行转换整定；
整定方法如下：
X3=22.22（I高-I低）
I低-0.1（粗调下限）
其中:
I高:
高速绕组额定电流
I低:
低速绕组额定电流1-1.1倍
例:
其电机高速绕组额定电流为84A,低速绕组额定电流为63A,粗调选40-80A,粗调下限为40
X3=22.22（84-63）=7.97:
54
63-0.1×40
故W3整定于7点54分
说明:
有时低速整定电流按额定电流整定后,计算出W3整定大于10点,则应把低速整定一值改为1.1倍额定重新整定.
（3）XZZ组件上W2、W3位置见图5
电流整定双速转换整定
（4）为便于用户使用，现有国产双速电动机与起动器配用时速定结果列表如下：
（见表三）
表三：
控制不同双速电动机时速定表
型号
功率KW
电压V
电流A
粗调A
W2
W3
YBKYKS-22/40-8/4
22/40
660
36.9/46.8
20-40
9:
31
5:
24
YBKYKS-27/55-8/4
27/55
660
46.3/60.8
40-80
2:
51
7:
36
YBKYKS-37/75-8/4
37/75
660
54.3/82
40-80
6:
49
8:
44
YBKYKS-37/75-8/4
37/75
1140
31.4/47.5
20-
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