潘宏進(jìn)

摘 要：ZBZ-4.0Z系列煤電鉆綜合保護(hù)器是針對目前國內(nèi)煤礦井下使用的煤電鉆綜保在實際運(yùn)行中所存在的問題，首創(chuàng)開發(fā)研制的一種新型無觸點(diǎn)煤電鉆綜合保護(hù)器。文章主要對其工作原理以及在礦井現(xiàn)場使用中與BBZ-2.5型煤電鉆綜保性能特點(diǎn)優(yōu)劣進(jìn)行簡單對比，介紹ZBZ-4.0系列煤電鉆綜合保護(hù)器的各種原理和常見故障維修方法，希望機(jī)電維修人員能夠全面的了解和掌握，在日常維修中能為維修人員提供良好的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：煤電鉆綜合保護(hù)器；工作原理；產(chǎn)品性能；故障分析

中圖分類號：TD421 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0056-01

隨著近幾年來天湖山能源公司小型移動設(shè)備更新力度的不斷加大，自2009年以來，天湖巖礦共先后引進(jìn)20臺ZBZ-4.0Z型煤電鉆綜合保護(hù)器，作為BBZ-2.5型煤電鉆綜保更新?lián)Q代產(chǎn)品，在天湖巖礦各采煤工作面得到廣泛的應(yīng)用，煤電鉆綜合保護(hù)器作為回采工作面控制煤電鉆通、斷電和保護(hù)采煤工人人身安全最重要的小型機(jī)電設(shè)備，其保護(hù)功能是否齊全可靠，維修是否簡便，對礦井安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行，有著決定性的現(xiàn)實意義。

1 產(chǎn)品主要功能

①保護(hù)功能齊全，有漏電、短路、網(wǎng)絡(luò)絕緣監(jiān)視等多種保護(hù)功能；②采用超越式先導(dǎo)控制回路，可在遠(yuǎn)方開停電煤鉆，工作面不打鉆時煤電鉆電纜不帶電，既節(jié)約電能，又安全可靠；③短路保護(hù)采用載頻檢查與熔斷器雙重保護(hù)，并具有自檢作用，電煤鉆不工作時線路發(fā)生短路，可實現(xiàn)短路閉鎖，保護(hù)裝置動作后，電路具有自消作用。

2 工作原理

①主回路：由隔離開關(guān)TK，一、二次側(cè)熔斷管FU，主變壓器ZB，熱繼電器RJ，固態(tài)繼電器等組成；②控制回路：閉合煤電鉆手柄開關(guān)——20 V正電——保護(hù)插件——煤電鉆繞組—形成先導(dǎo)回路。在電網(wǎng)無故障的情況下，導(dǎo)通電煤鉆啟動開始打鉆。由于煤電鉆運(yùn)行時是靠電流互感器感應(yīng)電壓維持三極管導(dǎo)通，繼而在輸入端固態(tài)繼電器輸入合適的控制信號觸發(fā)固態(tài)繼電器導(dǎo)通，當(dāng)放開煤電鉆手柄開關(guān)，電流互感器失去電流而不產(chǎn)生感應(yīng)電壓，保護(hù)插件動作，主回路停止工作，固態(tài)繼電器斷開，煤電鉆停止運(yùn)行，電鉆電纜不帶電；③短路保護(hù)回路：采用載頻電子檢測方式保護(hù)與熔斷器雙重保護(hù)，無論煤電鉆是否工作，晶體管線路板插件上始終通有一固定頻率信號。一旦電纜出現(xiàn)短路故障，載頻電子電路因信號短接而消失，固態(tài)繼電器斷開切斷電源，同時實現(xiàn)短路閉鎖；④漏電保護(hù)回路：系統(tǒng)采用127 V網(wǎng)路電源直接檢測方式。127 V電源（三相）——地——電網(wǎng)對地絕緣阻值——127 V電源。在電網(wǎng)對地絕緣水平較高時，流經(jīng)保護(hù)插件繼電器的電流很小，不足使其動作，當(dāng)電網(wǎng)對地絕緣低于整定值時，保護(hù)插件繼電器流過足夠電流吸合，其常閉接點(diǎn)斷開，切斷主回路電源，同時另一回路閉合，接入漏電試驗電阻，使保護(hù)插件繼電器自鎖。漏電故障排除后，需要斷開隔離開關(guān)TK，解除漏電自鎖，才能重新工作。

3 性能特點(diǎn)優(yōu)劣對比分析

①ZBZ-4.0Z型煤電鉆綜合保護(hù)器的煤電鉆主回路通、斷采用HHG1-3/032F-38-40Z型固態(tài)繼電器，實現(xiàn)了煤電鉆開停無觸點(diǎn)化控制。消除原BBZ-2.5型煤電鉆綜保工作時，CJ10交流接觸器觸頭回跳所產(chǎn)生的機(jī)械振動、電火花、電磁干擾及反向瞬間過電壓，同時也避免了因接觸器觸頭灼傷或彈簧松動造成煤電鉆單相運(yùn)轉(zhuǎn)，杜絕了現(xiàn)場使用時用木塞塞住接觸器強(qiáng)迫啟動煤電鉆嚴(yán)重違章現(xiàn)象的發(fā)生。

②二次控制回路采用RWH-SH-112D型繼電器直接在保護(hù)插件內(nèi)焊接固定，提高了小型繼電器的工作穩(wěn)定性，大大延長繼電器的使用壽命，克服了BBZ-2.5型煤電鉆綜保保護(hù)及控制回路（J1、J2、J3）采用的JTX-2C型底座插入式直流繼電器，經(jīng)常在搬運(yùn)、裝卸車、提升運(yùn)輸環(huán)節(jié)因震動使繼電器插頭松動或脫落，造成設(shè)備故障。

③綜保保護(hù)插件采用ZZ8L-B型采用集成電路，電子元件極少，線路簡單，動作更加靈敏迅速可靠，并且可調(diào)電位器采用旋鈕外置式，無需打開插件外殼即可調(diào)節(jié)保護(hù)動作靈敏度。而BBZ-2.5型煤電鉆綜保插件不僅電子元件繁多，線路復(fù)雜，而且可調(diào)電位器采用內(nèi)置式，調(diào)節(jié)時需拔出插件打開外殼費(fèi)時費(fèi)力十分不便。同時ZZ8L-B型插件采用下插式比BBZ-2.5型煤電鉆綜保采用平插式更為合理牢靠，在搬運(yùn)過程中，不易因抖動使插件松動接觸不良，引起綜保故障。

④主變壓器容量為4 kVA，可以同時供兩臺視在功率為1.2 kW煤電鉆使用。BBZ-2.5型煤電鉆綜保主變壓器視在功率僅為2.5 kVA，只可供一臺視在功率為1.2 kW煤電鉆和外加400 W負(fù)荷使用。在煤層較硬的工作面使用ZBZ-4.0Z型綜保，主變壓器容量較大，不容易因過負(fù)荷燒毀。

⑤綜保運(yùn)行、故障指示部分采用電子線路和發(fā)光二極管，控制電源經(jīng)插件內(nèi)部簡單的串聯(lián)式穩(wěn)壓電路后供給。故障指示更加細(xì)化，分打鉆、運(yùn)行、短路、漏電、絕緣五個發(fā)光二極管指示燈，指示具體明確，線路故障原因判斷更為方便明了。BBZ-2.5型綜保采用5.5 V燈泡，只有故障、運(yùn)行、電源三種指示燈，當(dāng)綜保電路發(fā)生短路、漏電故障時，根據(jù)故障指示燈無法直接判斷，使維修時間延長。

⑥保護(hù)動作試驗電路：分短路動作和漏電動作試驗兩部分，由插件內(nèi)部形成，綜保外殼分別裝設(shè)短路和漏電試驗按鈕，可以在綜保不開蓋情況下對短路和漏電回路是否完好進(jìn)行單獨(dú)試驗。BBZ-2.5型綜保采用本體內(nèi)部將短路和漏電按鈕分開，外殼只設(shè)一個按鈕，在不開蓋時試驗，無論短路或漏電保護(hù)回路只要有其中任何一個回路完好，試驗時綜保都會動作閉鎖，當(dāng)其中一個回路不完好時將產(chǎn)生巨大的安全隱患危及人身安全。

⑦由于控制及保護(hù)回路采用集成電路，綜保本體電氣元件僅有：隔離開關(guān)、一、二次側(cè)熔斷管、控制變壓器、熱繼電器、固態(tài)繼電器、試驗按鈕，比BBZ-2.5型綜保少了單相電抗器、三相電抗器、中間繼電器、電流互感器、扼流圈、載頻鈕子開關(guān)、36V電源板等多個元件。所以本體結(jié)構(gòu)簡單，控制線路大大減少，維修更加簡便。同時杜絕了井下使用時人為的將鈕子開關(guān)撥至無載頻狀態(tài)和將三相電抗器中性點(diǎn)不接地，即煤電鉆綜保在短路、漏電保護(hù)回路無投入狀態(tài)下運(yùn)行，安全隱患明顯。

⑧ZBZ-4.0Z型綜保電子插件每塊價格為190元，而BBZ-2.5型綜保插件每塊400元，天湖巖礦目前在用20臺新型綜保，按每臺綜保每年更換一塊插件計算，僅插件投入每年可節(jié)約維修資金20臺×400元-20×190元=4 200元，加上省去直流繼電器、電抗器等元件檢修費(fèi)用，年節(jié)約資金可達(dá)5 000元左右，維修費(fèi)用節(jié)約效果顯著。

4 故障分析及排除

①煤電鉆剛運(yùn)行，馬上出現(xiàn)短路現(xiàn)象，同時短路指示燈：是插件中300 Ω，10 W可調(diào)電位器磁芯調(diào)整位置不當(dāng)或煤電鉆電纜絕緣阻值<5 MΩ，用一字小螺絲刀將磁芯逆時針調(diào)整1～5圈，按外殼短路試驗按鈕短路燈亮，綜保正常。否則需更換煤電鉆電纜；②閉合煤電鉆手柄開關(guān)，綜保不工作：檢查三相電源電壓、煤電鉆手柄開關(guān)、熱繼電觸點(diǎn)是否正常；檢查電子插件是否松動、內(nèi)部導(dǎo)線是否脫落；③合綜保電源開關(guān)出現(xiàn)漏電或短路指示燈亮：檢查控制變壓器輸入、輸出電壓是否正常。如電壓不正常，應(yīng)檢查熔斷器是否松動、熔絲是否燒毀；如電壓正常，應(yīng)檢查手柄開關(guān)是否完好、到位，插件有無松動；檢查煤電鉆電纜是否破皮，煤電鉆是否老化絕緣過低。

5 使用中的注意事項

①綜保井下使用時，嚴(yán)禁用導(dǎo)線將固態(tài)繼電器短接，否則會燒毀電子插件和主變壓器；②由于各廠家煤電鉆參數(shù)不一樣和工作面電源網(wǎng)絡(luò)、電纜長度不同，個別綜保會出現(xiàn)短路保護(hù)誤動作現(xiàn)象，可以微調(diào)電位器即可；③接線前應(yīng)用1 000 kVA表測量高低壓絕緣阻值，不低于5 MΩ；主副接地應(yīng)>5 m；④由于新型綜保外形尺寸（654×645×480）比老式綜保（610×510×470）明顯加大，現(xiàn)場安裝時應(yīng)注意巷道寬度，避免因巷道過窄行車時撞壞設(shè)備。

6 結(jié) 語

通過近四年來天湖巖煤礦采煤工作面現(xiàn)場使用實踐證明，ZBZ-4.0系列煤電鉆綜合保護(hù)器的保護(hù)功能齊全，動作靈敏可靠、本體結(jié)構(gòu)簡單、維修簡便、故障率極低、設(shè)備性能先進(jìn)穩(wěn)定，得到采煤一線工人和機(jī)電維修人員的一致好評，是BBZ-2.5型煤電鉆綜保的理想替代產(chǎn)品。

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