八达电气组合开关使用说明书.docx
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八达电气组合开关使用说明书
QJZ-2000/1140系列
矿用隔爆兼本质安全型组合开关
使用说明书
执行标准：
MT111-1998
Q/320583ADBD006-2005
江苏八达真空电气有限公司
二00六年四月
QJZ-2000/1140系列矿用隔爆兼本质安全型组合开关
使用说明书
1、概述
1.1用途及适用范围
QJZ-2000/1140系列矿用隔爆兼本质安全型组合开关（以下简称组合开关）适用于含有爆炸性危险
气体和煤尘的矿井中，在交流50Hz、额定电压1140V的线路中，对三相鼠笼型异步电动机的起动、停
止进行控制和保护，并可在停止时改变相序。
1.2型号及意义
1.2.1组合开关的型号及其代号含义如下：
QJZ—2000/1140
额定电压（V）
总电流（A）,按用户需要组合各回路电流
真空式
隔爆兼本质安全型
起动器
1.2.2防爆形式和防爆标志
防爆形式：
矿用隔爆兼本质安全型
防爆标志：
Exd（ib）l
1.3使用环境条件
1.3.1海拔不超过2000m
1.3.2运行环境温度为-5C〜+40C;
1.3.3周围空气相对湿度不大于95%（+25C时）;
1.3.4在有煤尘和爆炸性气体混合物的矿井中；
1.3.5与垂直面的安装倾斜度不超过15°;
1.3.6在无显著振动和冲击的地方；
1.3.7在无破坏绝缘的气体和蒸汽的环境中；
1.3.8无滴水的地方；
1.3.9污染等级：
3级；
1.3.10安装类别：
川类。
1.4产品特点
1.4.1组合开关的先导回路为本质安全型电路，能防止控制线路短路或接地时引起自起动事故的发生；
1.4.2组合开关控制与保护采用PLC对系统进行实时监控，本公司自行研发应用软件，可灵活地对运行方式和短路、断相、过载、过/欠压等实施保护及漏电闭锁，具有智能化程度高、性能稳定、动作可靠，设定方便简捷、保护准确可靠等优点；
1.4.3专门设计了和PLC配套的外部数据采集器，对组合开关的电压、电流、绝缘状态等大量数据信号的采集进行了扩展，并具有A/D转换、判断和处理等功能。
所有模拟信号全部处理为数字信号，具有抗干扰能力强、信息量大、控制可靠、准确等特点。
同时，研制了新型的漏电功能检测模块，实现了漏电和电流参数的同步采集，提高了检测的精度。
1.4.4采用中文显示系统，可对组合开关进行参数和单机、顺控、双机双速（含单机双速、双机单速、双机双速）等多种控制方式的设定，并有工作状态和故障类型的显示和记忆功能。
具有友好的人机界面，大大提高了故障判断和排除的效率；
1.4.58路以上组合开关可设置两组双机双速控制方式，对厚煤层放顶煤开采工艺的前、后两部工作面刮板运输机的机头、机尾电动机分别实施双机双速控制方式。
2、结构特征与工作原理
2.1箱体结构
组合开关外壳为长方体框架结构，由20mm厚的Q235A钢板焊接而成，造型美观、坚固耐用。
整个
箱体分为进线腔、主控腔和出线腔三个独立腔体。
隔离换向开关操纵手柄，停止按钮和机械闭锁机构均在箱体的前面板上。
箱体主腔为抽屉式前、后开门的结构形式，每个回路的抽屉式小车装有真空接触器、中间继电器、时间继电器、阻容保护、电流互感器、变送器等元器件，组成各回路的控制单元。
控制单元的容量可根据用户要求，灵活的进行组合。
主腔正面为两扇长方形快开门，为止口型隔爆机构，灵活的铰链与操作机构，使门的开启、关闭操作都非常简单、轻便。
后面也设有隔爆的三开门结构，可方便的对隔离换向开关、各回路的电源和负荷进行接线及检修，同时，对发生故障的控制单元可快速整体更换，减少故障处理的工作量和时间。
控制单元的动静触头座为多片状的扁形结构，克服了园形结构接触面积小、阻值大、可调性差、
结构不合理、故障隐患大等严重缺陷。
2.2电气结构组成及功能
2.2.1进线腔：
4路装有一组接线柱R、S、T；6、8路装有三组接线柱R、Si、Ti；R、S、T2；F3、
S3、T3;10、12路装有Ri、Si、Ti〜R6、S6、T6六组接线柱，供1140V进线使用。
2.2.2出线腔（以六回路为例）：
2.2.2.1输出有六组接线柱，分别为：
U、V1、W第1回路接线柱；
u、V2、W第2回路接线柱；
U3、V3、W第3回路接线柱；
U、V4、W第4回路接线柱；
U5、V5、W第5回路接线柱；
U6、V6、W第6回路接线柱；
依照组合开关回路数不同，出线腔有相应组数的接线柱。
2.2.2.2在出线腔装有九芯接线端子和接线排，做为温度保护、远控、程控回路和通信等使用。
2.2.3主控腔：
组合开关所有的主回路和控制保护元件均装在主控腔内。
2.2.3.1真空隔离换向开关HGK、HGKHGK,安装在腔体的右侧，其作用是确保供电电源正向一断
开一反向三个位置的无载转换，特殊情况下可带负荷分断；
2.2.3.2交流真空接触器KM1、KM、KMkKM、KM,,安装在腔体的后板上，接触器型号为CKd-400/1140、
CKS-250/1140、CKJ5-125/1140，按用户所需进行组合，控制电压AC220V,各回路分别控制普通电动
机或双绕组双速电动机；
2.2.3.3控制变压器T安装在主腔体内，规格均为1140V/220V/36V/1000VA为控制单元和真空接触器提供控制电源；
2.2.3.4电动机的限流熔断器FU、FU、FU3,,，型号为NGT3额定工作电压1140V,额定工作电流
560A，限流熔断器和PLC对主电路进行短路的双重保护；
2.2.3.5阻容保护TBP、TBR、TBF3,,用于吸收过电压。
2.2.4门板元件组装：
装有可编程控制器（PLO、本质安全型先导回路、显示器。
2.3工作原理
2.3.1控制原理
组合开关有单回路控制运行、多回路顺序控制运行、双速控制运行三类运行方式。
其中双速控制
又分为单机双速、双机单速、双机双速三种控制方式。
将隔离开关HGK置于“正向”或“反向”位置，控制变压器T有电，向PLC控制系统供电，此时
各回路处于分闸待机状态，PLC对各回路的绝缘电阻进行检测，若某一回路绝缘电阻值小于闭锁电阻值，
则该回路被闭锁不能起动，在顺序控制运行方式和双速控制运行方式的各回路均不能起动。
在分闸待机状态下，也可根据需要通过显示器和各功能按钮进行参数和控制方式的设定。
2.3.1.1单回路控制运行方式
2.3.1.1.1按照电气原理图进行接线。
231.1.2起动：
合上隔离换向开关后，PLC对所控制的回路进行漏电检测，若一切正常，按下所要起
动回路的远方起动按钮QA向PLC发出起动信号，PLC接收到信号后向相应的中间继电器J发出起动
信号，中间继电器的常开触点J-1闭合，主回路接触器线圈KM带电吸合，接通主回路，使该回路控制
的电动机投入运行；
2.3.1.1.3停止：
按下控制回路的远方停止按钮TA,向PLC发出停止信号，PLC接收到信号后向相应的中间继电器J发出停止信号，中间继电器J断电，其常开触点J-1打开，主回路接触器线圈KM断电，主回路被切断，电动机停止运行。
2.3.1.2多回路顺序控制运行方式
2.3.1.2.1按照电气原理图进行接线
2.3.1.2.2本组合开关4路、6路可设定一组顺序控制运行方式，8路以上可设定A、B两组顺序控制
运行方式，各自相互独立。
任意一个回路可作为顺序控制运行方式时的首台、中间或末台（投入A、B
两组顺序控制运行方式的回路不得重复），每组最多可投入顺序控制运行方式的回路数，4路、6路、8路为4个；10路、12路为6个，每组低于4个或6个回路的后续几路必须设为0。
如：
12路组合开关
A组确定1为首台，依1t3t5投入顺序控制运行方式。
B组确定12为首台，依12t4宀8宀7投入顺
序控制运行方式，可设定为：
1A顺序控制：
1t3t5t0t0t0
2B顺序控制：
12t4t8t7t0t0
2.3.1.2.3根据实际情况和使用要求设定顺序控制运行方式的起动间隔时间；
2.3.1.2.4起动：
合上隔离换向开关后，PLC对所控制的回路进行漏电检测，若一切正常，按下首台远
方起动按钮QA向PLC发出起动信号，PLC接收到信号后向相应的中间继电器J发出起动信号，起动
首台电动机；
2.3.1.2.5确定首台电动机起动后，延时到所设定的间隔时间后，发出起动信号起动第二台电动机，依次类推，直至所有回路依次起动完毕；
2.3.1.2.6在起动过程中，如后一回路的电动机在设定的时间内未能正常起动，则其前面已经起动的电动机将依照和起动相反的顺序逐台停机，并在显示器上显示起动失败的回路序号和时间，提醒用户重新起动或排除故障；
2.3.1.2.7在运行过程中，其中任意回路因某种故障跳闸，该回路电动机停止运行，同时投入顺序控制运行方式的电动机经一定的延时后从末台开始，依照和起动相反的顺序逐台停机；
23128停止：
按下投入顺序控制运行方式的任一回路的停止按钮，向PLC发出停止信号，PLC接收
到信号后，控制投入顺序控制运行方式的电动机从末台开始，依照和起动相反的顺序逐台停机。
2.3.1.3双速控制运行方式
该控制方式一般用于控制工作面刮板输送机机尾和机头电动机的低速和高速运行。
2.3.131本组合开关4、6路可设定一组双速控制运行方式，8路以上可设定A、B两组双速控制运行
方式，各自相互独立。
根据实际的需要可以设为双机双速、单机双速、双机单速三种运行方式。
例如：
双速控制运行方式设为：
11t2~4表示第1和第3回路控制电动机低速运行，第2和第4回路控制电动机高速运行，
为双机双速方式，此时根据需要设定尾-头起动的间隔时间和低-高的切换时间，但应注意，两台电动机起动的时间间隔为0〜1s,起动间隔时间不能太长，以免机尾电动机拖动机头电动机造成过载；低速
向高速切换的间隔时间为3〜99s，低速向高速切换的起动电流为额定电流的1.2倍，在PLC程序中已
设定好。
因每台隔离换向开关控制2〜3个回路,故在运行方式设定时,必须掌握同一隔离换向开关控制的各回路总电流不得超过隔离换向开关的额定电流。
起动：
合上隔离换向开关后，PLC对所控制的回路进行漏电检测，若一切正常，按下机尾低速回路
远方起动按钮QA向PLC发出起动信号，PLC接收到信号后向相应的中间继电器J发出起动信号，起
动第1回路（机尾）电动机低速运行,延时到设定的尾—头的间隔时间后,再起动第3回路（机头）
电动机低速运行,延时到低—高的切换时间,同时第1回路（机尾）电动机的起动电流已经下降到1.2倍后,第1和第3回路同时切换到第2和第4回路,两台电动机（机头、机尾）转入高速运行。
但第1回路（机尾）电动机起动电流没有下降到1.2倍时,禁止第1和第3回路向高速切换,同时,两台低速运行电动机停机,显示双机双速切换失败的提示画面,再按照画面提示进行操作。
20t1t0t2表示第1路控制电动机低速，第2路控制电动机高速，为单机双速方式，此时尾-头的间隔时间设为0.00,根据需要设定低-高的切换时间。
在第1回路电动机低速运行到低—高切换延时时间后,并且第1回路电动机起动电流已下降到1.2倍时,第1回路切换到第2回路高速运行。
但第1回路电动机起动电流没有下降到1.2倍时,禁止向高速切换,同时,低速运行的第1回路电动机停机,显示单机双速切换失败的提示画面,再按画面提示进行操作。
31t2t0t0表示第1和第2回路控制的两台电动机只在低速运行，不需切换到高速运行，此时根据需要设定尾—头的起动间隔时间，低—高的切换时间设定为3.00（设定的最小值，此时切换时间设定值无效）。
当第1回路（机尾）电动机起动低速运行后，经过尾—头的间隔延时时间，再起动第2回路（机头）电动机也进入低速运行。
42TOfOt0表示第2回路电动机点动运行方式，此时尾一头间隔时间设定为0.00，低一高间
隔时间为设定最小值（在点动运行方式下，此设定无效）。
按第2回路的起动、停止按钮，可点动第2回路所控制的电动机。
2.3.1.3.2按照电气原理图进行接线，在双机双速运行方式时，设定起动的第1个回路为外引远控的
端子，将接线箱中接线排最下方的2、3端子，与外引回路控制的1、2、3端子中的2、3端子并联，
这样，只引出第1个起动回路的1、2、3端子做为远控功能使用，只用这一回路的起动和停止按钮，即可控制该组的单机双速、双机单速和双机双速运行方式的起动、停止和点动，无须再引出本组其他双速控制回路的控制端子。
接线箱中接线排自上而下排列，分别为第1、第2,,回路控制的接线端子，每个回路有1、2、3
三个端子，也是自上而下排列。
4、6路组合开关外引控制的2、3端子及8、10、12路组合开关外引控
制的两组2、3端子，均在接线排的最下方，每两路的控制端子间均设有空位，以便识别。
2.3.133停止：
按下相应回路的远方停止按钮TA向PLC发出停止信号，PLC接收到信号后，发出
停止信号，电动机停机。
外接防爆按钮时，注意把远端二极管按极性接好。
2.3.1.4就地停止：
上述任何一种控制方式下运行的电动机，只要将组合开关面板上隔离开关相应的闭锁停止按钮按下，都能使在运行中对应的电动机立即停止运行，实现就地停机；若有特殊情况，可按下组合开关面板上的急停按钮，则所有回路都立即跳闸。
2.3.2保护功能
组合开关具有短路、过载、断相、过/欠压、漏电闭锁等保护功能。
2.3.2.1短路、过载和断相保护
短路、过载和断相保护采用鉴幅式保护原理：
通过模拟量输入通道采集到由I/V变送器转换的三
相电流信号与存放在PLC的整定电流值进行比较，判断是否发生故障以及发生故障的类型，发生故障时，在显示器上显示故障类型和发生故障的时间以及故障时的电流值，与此同时若该回路为顺序控制运行或者双速控制运行方式的回路之一，则投入顺序控制运行方式的所有电动机将逆起动顺序停机；该回路为单机控制运行时按照设定的时间延时停机。
2.3.2.2过/欠压保护
过/欠压保护原理：
通过PLC的模拟量输入通道采集到电网电压信号并和PLC存放的过/欠压值进
行比较，若发生电压异常（包括过压和欠压），PLC发出停止信号，使所有电动机同时停机，并在显示器上显示系统电压异常故障以及故障时的电压值和发生故障的时间。
2.3.2.3漏电闭锁保护
漏电闭锁采用附加直流的检测原理：
硬件上将各回路中间继电器J和接触器KM的两个常闭触点和
两个已知电阻串接在各自的漏电闭锁检测回路上，通过PLC的模拟量输入通道采集到检测回路上某点
的电压信号，利用电阻分压的原理和设定值进行比较，若小于设定的漏电闭锁电阻值，对单回路控制运行的电动机实施闭锁而不能起动；若该回路为顺序控制运行或双速控制运行中的一个回路，则该控制方式下的所有电动机都不能起动。
在检测正常情况下，电动机起动时，串联在漏电检测回路上的中间继电器J和接触器KM的两个常闭触点相继打开，切断漏电检测回路，避免主回路接地。
3、技术特性
3.1主要技术参数
3.1.1额定工作电压：
AC1140V、50Hz；
3.1.2额定工作电流：
总电流为2000A,接触器容量分别为400A、250A、125A;根据用户需要配置，
特殊情况最大可配置为630A。
3.1.3最大控制功率：
在额定工作电压1140V,n•cos①=0.75时，双速双回路控制电动机最大功率
为590KW单回路控制电动机最大功率为930KW（630A）、370KW（250A）、180KW（125A）;
3.1.4电流整定范围：
20〜125A（CKJ5-125）、20〜250A（CKJ5-250）（单回路），20〜400A（CKJ-400）（双速双回路）;
3.1.5主回路通断能力：
接通4000A,分断3200A;
3.1.6极限分断能力：
CKJ5-250、CKd-400为4500A;CKd-125为2500A,分断各3次；
3.1.7电寿命：
AC-3负荷60万次；AC-4负荷CKJ5-250、CKJ-1256万次；CKJ5-4002万次；
3.1.8机械寿命：
组合开关300万次;
3.1.9隔离开关：
630A/1140V，分断能力3780A，正反各3次。
机械寿命3000次。
3.2动作特性
3.2.1组合开关在额定控制电源电压的75%〜110%范围内能可靠工作；
3.2.2组合开关在额定控制电源电压的20%〜60%时应能释放。
3.3保护特性
组合开关具有过载、短路、断相、过/欠压、漏电闭锁和先导回路及防止自起动等各种保护。
3.3.1组合开关的短路保护采用双重保护
3.3.1.1主回路熔断器为560A，额定开断电流不低于100KA
3.3.1.2当主回路电流达到设定的短路倍数时，短路保护跳闸，动作时间为0.2s〜0.4s。
3.3.2过载保护特性见表1
表1过载保护特性参数
序号
实际电流
整定电流
动作时间
起始
状态
复位
方式
复位时间
min
1
1.05
长期不动作
2
1.2
5minv11.2<20min
热态
自动
1vtv3
3
1.5
1minv11.5V3min
热态
自动
1vtv3
4
6
8sw16<16s
冷态
自动
1vtv3
333断相保护特性参数见表2
表2断相保护特性参数
序号
相电流/整定电流
动作时间
min
起始状态
复位方式
任意两相
第三相
1
1.0
0.9
长期不动作
冷态
2
1.05
0
v3
热态
断电
3.3.4漏电闭锁保护特性：
组合开关的主电路对地绝缘电阻闭锁值见表3。
表3主回路对地绝缘电阻闭锁值
主回路额定工作电压（V）
单相动作电阻值（KQ）
动作允许误差（%）
1140
40
+20
3.3.6过压保护：
1140V组合开关由主回路接入R-C阻容吸收装置。
3.4本安参数
3.4.1输入电压AC36V输入电流AC80mA
3.4.2额定工作电压DC12V额定工作电流DC18mA
3.4.3远控回路最大开路电压为：
AC20V（交流有效值）；
3.4.4远控回路最大短路电流为：
AC85mA（交流有效值）；
3.4.5控制接点容量AC127V/DC36V5A；
3.4.6本安电路和与本安电路有关的元器件规格、型号及参数，使用中不得随意更改。
3.5组合开关整定设置操作与屏幕显示
3.5.1按键使用说明
上（A）：
将画面翻转到前页画面；
如果在数字设定状态，被修改的数字位加1,递增范围：
0t9宀0；
1,递减范围：
9t0t9；
下（V）:
将画面翻转到后页画面；
如果在数字设定状态，被修改的数字位减
左（V）：
修改设定参数时，左移被修改的数据位，即闪烁显示数字左移一位;
右（＞）:
修改设定参数时，右移被修改的数据位，即闪烁显示数字右移一位。
设置（SET）:
按下此键开始修改设定值，当前正在修改的设定值窗反色显示，其中被修改的位闪烁显
示。
在按下确认（ENT键之前再按一次设置（SET键，则当前修改操作取消，并继续修改下一个数
据。
确认（ENT）:
按下此键确定被修改的数据，并继续修改下一个数据。
当前画面的最后一个数据被修改
后，退出修改数据状态。
复位（ESC：
在系统时间日期设定画面中按下此键，设定的时间日期生效；在运行方式设定画面中按
下此键，若回路设定有重复，显示重复提示画面，回路设定无重复，则生效；在故障累计次数画面中
按下此键，故障累计次数和所有故障历史记录清零。
以上按键主要用于对系统时间、参数和运行方式的设定。
3.5.2画面信息介绍
“0”：
用户可以根据自己的需要通过上（人）、下（V）、左（＜）、右（＞）等键进行修改；“0”的个数表示数据位数，如00］年：
用两位整数表示年份；|0.00|秒：
用三位数字表示时间，其中小数点前一位数字，小数点后两位数字；
“*”：
需要显示的程序运行结果，用户无权限修改；“*“的个数表示其数据位数，如A相电流伫匚
用四位整数表示电流值。
3.5.3主要画面介绍（以12路组合开关为例）
开机送电后，显示器显示如下信息
描述：
开机屏
PLC智能控制保护装置
分闸待机
江苏八达真空电气有限公司
注：
按下（V）键跳至画面_2
描述：
主菜单
主菜单
参数设定V
回路电流＞
故障记录＜
注：
按上（A）键跳至画面1
按下（V）键跳至画面3
按右（＞）键跳至画面10
按左（V）键跳至画面12画面3
描述：
系统时间日期设定
系统
时
间日
期设定
001年
[0T|月
回日
00~|时
[0T|分
回秒
按复位（ESC键设定的时间日期生效
电
流设
定1
整定电流
短路倍数
01#
0000
A
02#
0000
A
03#
0000
A
04#
0000
A
冈
05#
0000
A
1001
06#
0000
A
103
注：
按上（A）键跳至画面2按下（V）键跳至画面4画面4
描述：
电流设定1
注：
按上（A）键跳至画面3
按下（V）键跳至画面_5画面5
描述：
电流设定2
电流设定2
07#0000|A回
08#0000|A回
09#0000|A回
10#0000|A回
11#0000|A回
12#0000|A回
注：
按上（人）键跳至画面4
按下（V）键跳至画面6
短路倍数分档连续可调，分别为整定电流的1倍、2倍”10倍
画面6
描述：
运行方式设定
运
行
方式设定
A顺序控制：
00t00^阿t00f回宀画
间隔时间：
0.0C
秒
B顺序控制：
回T回T回T回T画
间隔时间：
0.00
秒
A双速控制：
00
T00T00T回
尾一头：
0.00
秒低-高：
0.00秒
B双速控制：
00
T00T00T回
尾一头：
0.00秒低-高：
0.00秒
按复位（ESC）键设定的运行方式生效
注：
按上（人）键跳至画面5
按下（V）键跳至画面7_
00:
表示起动的回路序号1-12（不得重复），具体设定方法见本说明书2.3.1控制原理。
按下复位（ESC键：
若回路设定有重复，显示重复提示画面（画面8）;回路设定无重复，则
生效。
为防止设定结束后，没有按下复位（ESC键而造成无法覆盖修改前所设定的运行方式，在设定结束后，按下（V）跳转到画面7查看程序内部有效运行方式和当前设定运行方
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