KJZ1500A组合开关使用说明书.docx

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KJZ1500A组合开关使用说明书

KJZ-1500/1140Z

矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关

使用说明书

常州联力自动化科技有限公司

2003.9

1概述

1.1主要用途及适用范围

KJZ-1500/1140Z矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关（以下简称组合开关）适用于含有甲烷混合气体、具有煤尘爆炸危险的煤矿井下。

在额定电压交流50HZ、1140V供电线路中，对多台三相交流电动机进行起动、停止控制，并能对电动机及供电线路进行保护。

组合开关另配有127V、220V辅助电源，供外部照明与控制系统。

1.2正常工作条件

a）海拔不超过2000m；

b）周围空气温度为（-5～+40）℃；

c）周围空气相对湿度不大于95%（+25。

C时）；

d）在有沼气与煤尘爆炸性混合物的矿井中；

e）无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；

f）无显著摇动和冲击振动的地方；

g）能防止滴水的地方；

h）与水平面安装倾斜度不超过15°；

i）安装类别Ⅲ类、污染等级3级。

1.3产品品种、规格

组合开关随其控制的设备不同，其组合的输出回路数也不同。

a.8路输出组合开关

用于综采工作面。

额定工作电压1140V，总工作电流1500A。

所有的交流真空接触器在额定工作电压1140V时额定工作电流为400A。

配有127V、220V的辅助电源。

b.11路输出组合开关

用于控制顺槽胶带运输机,与CST配套使用。

额定工作电压1140V，总工作电流1500A。

配有127V、220V的辅助电源。

1.4型号

KJZ-1500/1140Z

智能、组合

额定工作电压（V）

额定工作电流（A）

真空

隔爆兼本安

控制类电器

2主要技术参数及性能

2.1额定工作电压：

1140V；

2.2总工作电流：

1500A；

2.3额定频率：

50HZ；

2.4单路最大工作电流：

350A；

2.5额定工作制：

不间断工作制；

2.6控制方式：

自动式；

2.7电寿命：

AC-360万次；AC-46万次；

2.8机械寿命：

100万次；

2.9动作性能

在控制电源电压为额定值的75%～110%范围内，组合开关应能可靠地吸合。

组合开关的释放电压应不高于额定控制电压的65%，在交流额定频率下，其释放电压也不应低于20%的额定控制电压。

2.10引入装置

2.10.1主回路

a.电源侧：

4只500A电缆连接器

b.负载侧：

8回路8只350A电缆连接器;

11回路3只350A电缆连接器;8只100A电缆连接器。

2.10.2控制回路

a.A1压紧螺母式引入装置，14只，可穿入￠12.4mm～14mm的电缆；

b.A3压紧螺母式引入装置，2只，可穿入￠11mm～19mm的电缆。

3外型尺寸、质量

3.1外型尺寸（mm）:

3050×1195×1065。

3.2质量:

约6000kg。

4结构特征

组合开关外型结构如图1。

其长方型箱体，由钢板焊接而成，隔爆性能符合GB3836.1、GB3836.2的有关规定。

箱体整体坐落在一长型底架上。

它由四个独立的隔爆腔：

接线腔、主腔、隔离开关腔、变压器腔和输入输出电缆连接器构成。

4.1接线腔

接线腔位于箱体的左前侧，内装有接线端子排。

控制回路引入装置安装在接线腔的后侧，共两种规格16只（具体见2.14.2）。

外部控制导线经引入装置进入接线腔，再经接线端子排与组合开关内的控制导线相连。

组合开关内的控制导线由安装在接线腔与主腔隔板上的穿腔端子，引入接线腔内。

4.2主腔

主腔在箱体的中间。

主腔的右侧及中间装有3个机芯架，每个机芯架上装有3个可抽拉式驱动单元。

每个驱动单元包括有交流真空接触器；用于控制的电源板、中间继电器、熔断器。

腔内最多可以安装9个装有400A交流真空接触器的驱动单元,在AC4类别载荷下工作,电寿命不小于6万次。

过电压吸收装置安装在机芯架左侧。

采样用电流互感器安装在机芯架后侧的输出端。

驱动单元的主电路、控制电路都通过安装于其后的主、控接插件与组合开关的系统连接。

主、控接插件的座及母线排安装在机芯架的背后。

当驱动单元沿机芯架轨道推进到位时，驱动单元的主输入、主输出和所有控制的对接，将自动完成。

在主腔的左侧，还有一个机芯架，用于放置组合开关的核心部件DSP保护控制单元。

它对所有主驱动器提供以下的保护与控制：

a.过载保护

整定值：

50A～350A，由键盘设置；

动作时间：

反时限；

复位方式：

手动复位。

b.短路保护

整定值：

3～8Ie，由键盘设置；

动作时间：

≯280ms；

复位方式：

手动复位。

c.漏电闭锁

动作值：

1140V40K＋20%；

返回值:

1.5倍的动作值。

d.缺相保护

动作值：

一相电流为0时；

动作时间：

＜3min；

复位方式：

手动复位。

e.欠压/过压

U＜85%Ue，欠压；

U＞110%Ue,过压。

f.后备保护

当组合开关任一路真空交流接触器发生粘连，后备保护动作，提供开关量输出，使上一级馈电开关跳闸，组合开关因失电而分闸,切断故障。

g.先导控制；

h.程序控制；

i.所有需要试验的功能；

j.通讯；

4.3主腔前门

主腔前门分为左、右两门，各门依上、下铰链开门、关门。

门与主腔的隔爆结合面采用平面结合，结合面宽度不小于25mm。

结合面的间隙由门上20只M16

螺栓来保证。

前门与隔离开关的机械闭锁靠安装在主腔顶板前侧的闭锁杆与顶块。

当隔离开关闭合时，主腔前门被闭锁，不能打开，只有当隔离开关打在分位置时，才能打开前门。

左门上部有一个圆形观察窗，装有驱动器工作状态的显示器。

当任一路驱动器工作时，代表该路工作的发光二极管点亮，并由固定在观察窗边框上的标牌指示。

在其左边，还有一个方型观察窗，装有320×240点的中文液晶显示器。

液晶显示器显示组合开关的工况，如模块器件工作状态；先导、通讯状态；电流、电压、功率、绝缘电阻值；故障类别、故障点；当前日期、时间、电网频率、箱内环境温度等。

键盘、全停按钮、复位按钮及蜂鸣器安装在方型观察窗的下方。

按下全停按钮，处于工作状态的驱动器全部分闸。

按下复位按钮（待故障排除后），故障回路刷新，并处于待工作状态。

当回路发生任一故障时，蜂鸣器可设定为报警或不报警,同时显示器显示故障类别和故障点。

右门上部也有一圆形观察窗，它显示各控制回路工作电源是否正常。

4.4隔离开关腔

隔离开关腔在箱体的右上侧，该腔的上门盖由14只M16螺栓固定在腔体的上方。

门盖与腔体间采用平面隔爆结合面，结合面宽度不小于25mm。

腔体的右侧板安装了4只进线电缆连接器座，由它向组合开关提供4路最大400A、1140V工作电源。

连接器选用英国VICTOR公司的AFA33A500A/3300型。

每个连接器与安装在腔内的4只GHK-400/1140，能带载分断的隔离开关经电缆相连。

隔离开关可在规定的AC23使用类别下工作。

当功率因数为0.35时，分断能力为1200A。

隔离开关负载侧电缆，经与穿腔端子封灌后，进入主腔，接至主腔机芯架的母线排上。

每个隔离开关均有正转、停止、反转三个位置，通过操作安装在腔体前面板上的控制手把，即可实现。

为了操作方便，每2只隔离开关共用一个操作手把。

无论隔离开关打在哪个位置，均有隔离开关工作状态信息，反馈给DSP单元。

用于合、分辅助电源及控制变压器电源的辅助隔离开关QA125/1140，安装在腔体的右前侧。

使用类别AC22。

辅助隔离开关的“合”、“分”操作，由安装在前面板上的操作手把来执行。

试验开关安装在腔体的前左侧。

当试验开关打在0°位时，组合开关处于运行状态；打在右45°时，可对任一接触器进行试验检查；打在右90°时，可对所有输出回路进行模拟过流试验；打在右135°时，可对所有输出回路进行模拟漏电闭锁试验。

在腔体的左、右内侧，分别安装了用于显示的三相电压互感器8只,功率检测电压互感器2只。

在腔体的前面板上，有一只闭锁开关，用于隔离开关与主腔前门间的机械闭锁。

还有2个观察窗也在腔体的前面板上。

右边一个安装了4路输入的三相电源显示器；左边一个安装了4个隔离开关合闸后的三相电源显示器。

4.5变压器腔

变压器腔在箱体的右下侧，因安装的需要，竖隔板将腔体分隔成左、右两室，但仍是一个通腔。

左室用于11回路时，放置本安电源。

腔体前、后都有门盖，门盖通过螺栓与腔体连接。

在腔体右室的后侧，1个5KVA的辅助电源变压器；2个1.5KVA控制变压器同装于一块底板上，再固定于腔内。

二次熔断器组位于腔体的中部，一次熔断器组安装在腔体的右侧板上。

前部放置了辅助单元，它集中了输出3路辅助电源的所有控制与保护，3个用于接通、分断输出的3TF42交流接触器；3个用于过流保护的热继电器3UA52；一个控制变压器；一个漏电监测保护组件；一个LC组件；3个用来控制起动转换的中间继电器、1个漏电闭锁试验用中间继电器。

辅助单元的面板上放置了二次熔断器和转换接插件。

除与控制变压器连接的几根导线外,其它的都通过这些转换接插件与外部系统相连。

在腔体的前门盖上装有一个观察窗,可看到控制变压器、辅助变压器的电源显示；各辅助输出电路的故障状态。

在它的上部有三个用于控制输出的自复位转换开关；二个试验开关和一个控制本安电源的电源开关。

腔体的前门盖与主隔离开关间设有机械闭锁，主隔离开关打在停止位置时，前门才能打开。

4.6安全联锁装置

组合开关设有多种机械闭锁、电器闭锁，以保证组合开关的安全性、可靠性。

4.6.1隔离开关操作闭锁

隔离开关有三个工作位置，无论从哪个位置操作到另一位置，都必须按下操作手把旁的停止按钮，才能转动手把，即交流真空接触器处于断开位置，隔离开关无载合、分及换相。

到位后，松开按钮，手把被闭锁。

4.6.2隔离开关到位联锁

当隔离开关处在“停止”位置时，隔离开关操作机构顶部的微动开关，处于正常状态，其接点断开控制回路，真空交流接触器因失电而处于释放状态。

当隔离开关打到“正”或“反”的位置时，微动开关顶杆被压下，其接点接通，控制回路得电，这时才能起动真空交流接触器。

4.6.3隔离开关与门盖的闭锁

隔离开关打到“停止”位置时，连锁机构带动主腔门盖与变压器腔门盖的闭锁杆，使其退出闭锁位置，这时可以松动螺栓，打开门盖。

打开门盖后按正常操作方式，无法将隔离开关打到“正”或“反”的位置。

当组合开关处于运行状态时，不得松动门盖紧固螺栓中的任何一只！

只有在隔离开关打到“停止”位置时，才允许松动紧固螺栓，打开门盖。

4.6.4试验开关与隔离开关的闭锁

当试验开关打到试验位置时，其操作机构上的挡块将隔离开关闭锁在“停止”位置，保证在作试验时，主回路负载侧无电。

5工作原理

KJZ-1500/1140组合开关的电气原理图见附图。

主电路原理见附图1（附图1为8回路的主电路原理）。

5.1主回路

4路400A、1140V三相电源，由4只400A的电缆连接器分别引人至隔离换相开关QS1、QS2、QS3、QS4的电源侧，经隔离换相开关负载侧到交流真空接触器，再分别通过8只输出电缆连接器连接到负载。

隔离换相开关为手动操作，当隔离换相开关打到“正”或“反”的位置时，其辅助接点接通中间继电器线圈工作电路，为真空交流接触器的接通作好准备。

采用真空交流接触器（KM1～KM8）实现主电路的通、断控制，其灭弧性能优越、容量大，适应1140V电压下通、断时熄弧的要求。

三相电源指示器H1、H2、H3、H4为每一路电源输入显示，当有输入电源时三相电源指示器中的电压传感器二次输出的低电压使发光二极管点亮。

H5、H6、H7、H8为每一路隔离换相开关接通显示，当隔离换相开关合上后，其发光二极管点亮，原理同三相电源指示器。

在第二路与第三路的输入端还接有一台辅助隔离开关QS5，合上QS5，接其负载侧的控制变压器和照明变压器得电，为组合开关的正常工作提供保证。

变压器一次侧的短路保护采用熔断器FU1～FU6保护。

电流互感器TA1～TA8，检测三相电流，实现对电动机的综合保护。

其二次信号由DSP系统进行采样、运算、处理。

每一路的输出端设有阻容保护装置F1～F8，以吸收主电路中的操作过电压，保护电动机。

TV1、TV2为检测用电压传感器，其二次信号输入DSP系统中。

5.2保护、控制

组合开关的控制、保护由控制模块、先导模块、处理模块、调理模块、键盘、液晶显示器等组成，运用了DSP数字信号处理、CAN现场总线、自适应检测和网络化接口等创新技术，实现数字化处理、控制、保护、中文显示、故障诊断和网络联接等功能。

5.2.1起动、停止

回路起动、停止信号由先导模块接收，先导模块检测控制信号的状态，由于意外原因造成信号的线路短路时，先导模块会及时检测到，立即发出停接触器命令，同时送入液晶显示器显示此回路“先导短路”，并报警提醒用户。

先导模块检测到控制信号为启动状态并在2到5秒内转换到运行状态，被控回路没有漏电等故障，则发送“起动”命令，漏电检测继电器断开漏电闭锁检测回路，中间继电器KA闭合，真空接触器吸合，接通主回路，电机得电运行。

电流互感器将主回路电流转换成电压信号，系统根据信号大小自动调整放大倍数。

根据电压电流功率有效值的定义，数字信号处理器（DSP）随时跟踪电网的频率，并根据电网频率，经过滤波，滤掉干扰信号，得到正确的有效电流信号。

在真空接触器的起动过程中和起动后系统能检测到中间继电器和真空接触器的状态，若认为中间继电器或真空接触器有故障，发出断开真空接触器命令。

5.2.2短路保护

短路保护采用了相敏短路保护和电流保护两种原理。

当线路电流大于设定值时，电机控制继电器断开，中间继电器失电，真空接触器分闸，停止对电机供电，达到保护电机和线路的目的。

故障信息传送至液晶显示器显示，同时报警提醒用户有故障发生。

故障消失后需按复位按钮，此回路的真空接触器才能重新起动。

短路保护整定范围为3～8倍额定值。

5.2.3过载保护

过载保护按反时限规律，不同的过载倍数有不同的过载保护时间。

如负载电流为1.2倍额定电流时，过载保护时间约20min；负载电流为1.5倍额定电流时，过载保护时间约3min；当负载电流为6倍额定电流时，过载保护时间小于6S。

系统在计算负载电流时，按反时限进行累算。

当保护时间到时，电机控制继电器断开，中间继电器KA失电，真空接触器断开，停止对电机供电，达到保护电机和线路的目的。

故障信息传送至液晶显示器显示，同时报警提醒用户有故障发生。

故障消失后需按复位按钮，此回路的真空接触器才能重新起动。

5.2.4缺相保护

缺相保护按照比较回路三相电流之间百分比的方法。

当采集的回路三相电流有效值中任意两相电流值持续相差0.58倍2分钟以上时，电机控制继电器断开，中间继电器KA失电，真空接触器断开，停止对电机供电，达到保护电机和线路的目的。

故障信息传送至液晶显示器显示，同时报警提醒用户有故障发生。

故障消失后需按复位按钮，此回路的真空接触器才能重新起动。

5.2.5过压、欠压保护

将主回路电压转换后，由系统进行计算，当计算得出电压有效值小于0.85倍额定电压或大于1.15倍额定电压时，电机控制继电器断开，中间继电器KA失电，真空接触器断开主回路，停止对线路和电机供电，并将故障信息传送至液晶显示器显示，同时报警提醒用户有过压或欠压故障发生。

5.2.6漏电闭锁

漏电闭锁检测采用附加直流电源原理。

附加的直流信号经过电阻检测传感器送到主回路，电阻检测传感器将反映线路绝缘电阻数值的电流转换成电压信号后，进行计算。

当线路绝缘电阻下降时，流过电阻检测传感器的电流值增加；线路绝缘电阻上升时，流过电阻检测传感器的电流值减少。

系统检测到线路绝缘电阻值小于规定值40千欧（1140V）时，即使收到回路起动命令，也拒绝执行，并把故障信息传送至液晶显示器显示，同时报警提醒用户有漏电故障发生。

5.2.7后备跳闸保护

当系统发出分断真空接触器命令后，仍然检测到真空接触器为接通状态，处理模块则判断真空接触器处于粘连状态，立即要求系统输出后备跳闸信号，断掉前级供电，避免故障扩大；同时故障信息传送至液晶显示器显示，并报警提醒用户有接触器粘连故障发生。

5.3辅助电源

组合开关备有一个5KVA的辅助电源，可提供2路127V、1路220V电源，供外部照明和控制系统。

每路分别由独立的接触器KM9、KM10、KM11控制，并有熔断器FU18、FU19（133V）；FU16、FU17（220V）作为每路的短路保护；热继电器KR1、KR2、KR3作为每路的过载保护，其常闭接点串接在每个接触器线圈回路中，当有过载故障时KR动作，其常闭接点断开，接触器因线圈失电而释放，断开输出回路。

故障后须复位方可再次起动。

复位可手动复位也可自动复位。

出厂时，调至自动复位。

组件E5，对3路输出侧的漏电及漏电闭锁故障进行保护。

5.4显示

组合开关主显示器为中文液晶（320×240点）页面显示。

可显示各模块器件工作状态；先导、通讯状态；电流、电压、功率、绝缘电阻；故障类别、故障点；当前日期、时间、电网频率、箱体内环境温度等；可查询曾经发生过的故障，并具有故障原因长期记忆查询的功能。

另组合开关还设有以下几种由发光二极管组成的显示：

a）输入侧有电显示；

b）负载侧有电显示；

c）辅助单元、控制变压器有电显示；

d）驱动器吸合显示；

e）各控制回路有电显示；

f）保护控制单元有电显示。

5.5试验检查开关

组合开关设有试验检查开关，能在隔离换相开关处在断开位置时，进行接触器试验，过载短路试验和漏电闭锁试验。

将试验开关的手把，按顺时针方向操作，第一档为接触器试验，第二档为过载短路试验，第三档为漏电闭锁试验。

试验完成后，须将试验开关拨回运行位置。

组合开关在变压器腔前门盖上设有辅助单元漏电试验开关，可分别对三路输出进行漏电和漏电闭锁试验。

试验后须将试验开关打到复位，使保护复位后才能再次合闸。

6使用、操作

6.1在组合开关使用安装前，应仔细阅读使用说明书和使用操作手册。

6.2组合开关使用前，尤其对经贮存后再使用的应检查：

a真空接触器的真空灭弧室是否完好无损；

b各隔爆结合面有无锈蚀、损伤，紧固件是否松动；

c连接导线有无松动；

d送电前应注意各电器元件是否有因受潮而引起绝缘性能下降的情况；

e确认输入与输出的接法符合规定的要求后，方可送电。

6.3具体的使用与操作请按使用操作手册。

7保养、维修

7.1每班运行前,应用试验检查开关对保护功能及线路进行一次检查。

7.2每天检修班应对接地导线、隔爆面紧固件、电缆连接器等进行检查。

7.3每月应对隔爆面锈蚀情况进行一次检查，发现锈斑，须用0号砂布把锈斑打磨掉后涂少许防锈油。

7.4组合开关在井下停用一周以上，再送电使用时，应注意电器元器件是否因受潮而使其绝缘性能下降。

7.5不得任意更改组合开关内的接线。

8故障分析与排除

组合开关中使用的元、器件,均选用对产品质量有承若的国内外知名品牌，并经我公司严格检验后，转入装配。

制造中认真把好每道工序，最终经出厂检验，对组合开关的性能、装配质量等进行全面的检查，方可出厂。

所以，只要正确使用，一般不会有问题。

若经使用一段时间后发现故障，请按下表对照检查，排除故障。

故障现象

原因分析

排除方法

备注

无电源指示

上级开关没送电

上级开关送电

隔离开关没合上

将隔离开关合到位

控制回路的熔断器熔断

换新的熔断器

接触器辅助接点没接触好

调整或更换

发光二极管坏

换发光二极管

有电但接触器不吸合

起动回路接线是否正确

查接线

有备件

接触器控制回路熔断器熔断

更换驱动单元面板上的10A、6A熔断器

隔离开关的辅助接点接触不好

调整或更换隔离开关辅助接点

驱动单元一次接插件严重发热

驱动单元没有推到位

用专用工具将驱动单元推到位

二次熔断器烧断

线路有短路现象

查线路，更换熔芯

有备件

辅助照明电路无输出

熔断器熔断

更换熔断器

有故障显示

查故障原因

热继电器动作后还没复位

等复位后再起动

保护工作不正常

DSP单元有故障

换保护板

9运输、贮存

9.1运输

在移动设备前，应确保组合开关的隔离开关腔、变压器腔和主腔的门盖牢固关闭。

组合开关总重约6吨。

组合开关在运输中应有防止雨雪侵蚀的措施。

在地面或井下运输移动过程中，尽量使用为安全装卸而设置的起吊环，对裸露的防爆面、电缆连接器、观察窗等应注意保护。

如果组合开关中的各部件已松动或已脱离其在箱体中的位置，请勿移动组合开关。

9.2贮存

产品应贮存在没有雨雪侵入，空气流通和相对湿度不大于90%（25±5℃），温度不高于+40℃，不低于-20℃的仓库中。

贮存期间，防爆面应涂上保护油脂以防止生锈。

电源输入、输出电缆连接器端面，应加保护盖板，以防防爆面碰伤。

10其它

10.1随同产品装箱的文件

a装箱单1份

b产品合格证1份

c产品使用说明书1份

d出厂检验报告1份

10.2随同产品装箱的备件1份

aRL516A/1140V2只

bRL56A/1140V2只

cRT14-6340A/500V2只

dRT14-6350A/500V2只

fRT14-3232A/500V2只

eRT14-208A/500V2只

gRT14-202A/500V2只