礦用低壓防爆開關(guān)的原理及故障析劉書平(三級)

1、礦用低壓防爆開關(guān)的礦用低壓防爆開關(guān)的原理及故障分析原理及故障分析義煤職教中心采礦教研室義煤職教中心采礦教研室 劉書平劉書平一一.礦用防爆開關(guān)發(fā)展簡介礦用防爆開關(guān)發(fā)展簡介近年以來，隨著工業(yè)的發(fā)展，煤礦電氣設(shè)近年以來，隨著工業(yè)的發(fā)展，煤礦電氣設(shè)備大都采用了微處理器、檢測模塊、保護備大都采用了微處理器、檢測模塊、保護模塊，用來實現(xiàn)保護和控制。因此對事故模塊，用來實現(xiàn)保護和控制。因此對事故的準確判斷尤為重要。的準確判斷尤為重要。一一.接觸器觸頭由空氣觸頭接觸器觸頭由空氣觸頭真空觸頭真空觸頭二二.控制系統(tǒng)由接觸器、繼電器控制控制系統(tǒng)由接觸器、繼電器控制電子元件電子元件插件控制插件控制PLC控制控制三。各

2、種保護逐漸完善三。各種保護逐漸完善礦用防爆開關(guān)的發(fā)展過程礦用防爆開關(guān)的發(fā)展過程真空管真空管阻容吸收阻容吸收中間繼電器中間繼電器中間繼電器中間繼電器熔斷器熔斷器綜合保護器綜合保護器31 控制基礎(chǔ)控制基礎(chǔ)3-1 3-1 控制基礎(chǔ)控制基礎(chǔ) 本節(jié)簡介：一、電氣控制本節(jié)簡介：一、電氣控制 ：二、控制電器：二、控制電器 ：1 1、接觸器：、接觸器： 2 2、繼電器：、繼電器： 3 3、主令電器：、主令電器：4 4、控制器：、控制器：一、電氣控制：一、電氣控制： 所謂電氣控制就是利用一些裝置或起動器來控制用電設(shè)備的起動、停車、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等，稱之為電氣控制電氣控制。用來實現(xiàn)以上功能的電器稱為控制電器控制

3、電器。二、有關(guān)控制電器介紹：二、有關(guān)控制電器介紹： 1 1、接觸器：、接觸器： 接觸器是一個由電磁鐵帶動觸點動作的一種開接觸器是一個由電磁鐵帶動觸點動作的一種開關(guān)，在電路中，起著接通或切斷關(guān)，在電路中，起著接通或切斷主電路主電路的作用。的作用。 直流接觸器：直流接觸器：如圖3-2所示。 交流接觸器：交流接觸器：如圖3-1所示。 圖 交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu) 接觸器的工作原理接觸器的工作原理 當(dāng)電磁線圈通電后，當(dāng)電磁線圈通電后，線圈電流產(chǎn)生磁場，使線圈電流產(chǎn)生磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開，常作：常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合，

4、兩者是聯(lián)開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的；當(dāng)線圈斷電時，動的；當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放釋放彈簧的作用下釋放使觸頭復(fù)原：常開觸頭使觸頭復(fù)原：常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合。斷開，常閉觸頭閉合。接觸器的圖形符號和文字符號：接觸器的圖形符號和文字符號：特殊環(huán)境條件派生代號，用字母表示 輔助規(guī)格代號，用字母表示 派生代號，用一個字母表示 基本規(guī)格代號，用字母表示 特殊派生代號，用一個字母表示 設(shè)計代號，用數(shù)字表示 類組代號，最多三個字母31 控制基礎(chǔ)控制基礎(chǔ)2.2.繼電器：繼電器： 繼電器是一種靈敏的小型自動控制電器，一般用在控制回路控制回路中。它能根據(jù)主回路參數(shù)

5、的變化（如電流、電壓、時間、壓力等）使其連接點斷開或接通，達到控制的目的。 電磁式電流、電壓繼電器：如圖3-5所示 。 時間繼電器：如圖3-7所示 。3.3.主令電器：主令電器： 在控制電路時，起到發(fā)號施令作用發(fā)號施令作用的電器稱之為主令電器。如圖3-9所示。 4.4.控制器：控制器： 通常用于電動機的啟動或調(diào)速啟動或調(diào)速。如圖3-10所示。n結(jié)構(gòu)n工作原理 在按下按鈕帽令其動作時，首先斷開動斷觸點，再通過一定行程后才接通動合觸點；松開按鈕帽時，復(fù)位彈簧先將動合觸點分斷，通過一定行程后動斷觸點才閉合。按鈕的結(jié)構(gòu)及工作原理 常用低壓控制電器分類常用低壓控制電器分類 接觸器接觸器交流接觸器交流接觸

6、器直流接觸器直流接觸器繼電器繼電器電磁式繼電器電磁式繼電器電壓繼電器電壓繼電器中間繼電器中間繼電器電流繼電器電流繼電器熱繼電器熱繼電器時間繼電器時間繼電器直流電磁式直流電磁式空氣阻尼式空氣阻尼式電動式電動式電子式電子式溫度繼電器溫度繼電器速度繼電器速度繼電器壓力繼電器壓力繼電器開關(guān)電器開關(guān)電器低壓斷路器低壓斷路器刀開關(guān)刀開關(guān)裝置式裝置式開啟式開啟式智能式智能式行程開關(guān)行程開關(guān)直動式直動式滾動式滾動式微動式微動式熔斷器熔斷器管式管式螺旋塞式螺旋塞式快速式快速式其它電器其它電器(如按鈕、指示燈等如按鈕、指示燈等)一、電氣圖的識讀一、電氣圖的識讀1.電氣圖電氣圖一般由電路圖、技術(shù)說明、電氣設(shè)備（元件

7、）明細表和標題欄四部分組成。電路圖是用規(guī)定的圖形符號繪制，并按工作順序排列，詳細表示電路、設(shè)備或成套裝置的全部基本組成部分和連接關(guān)系，而不考慮其實際位置的一種簡圖。電路圖一般由主電路、控制保護電路及輔助電路等組成，如圖10-6所示。3.識讀電路圖電路圖是電氣圖的核心，它詳細表示了電路、設(shè)備或成套裝置的基本組成部分和連接關(guān)系，是最難讀懂的電氣圖樣。看電路圖時，首先要分清主電路和輔助電路、交流回路和直流回路，其次按照先看主電路再看輔助電路的順序進行識圖?？粗麟娐窌r，通常要從上往下看，即從電源開始，經(jīng)控制元件，順次往用電設(shè)備端看；看輔助電路時，則應(yīng)自上而下，從左向右看，即先看電源，再順次看各條回路，

8、分析各條回路元件的工作情況及其對主電路的控制關(guān)系。通過看主電路，要搞清電氣負載是怎樣獲取電能的，電源都經(jīng)過哪些元件到達負載。通過看輔助電路，則應(yīng)搞清它的回路構(gòu)成、各元件間的聯(lián)系以及其動作情況等。32 控制圖及常用控制方法控制圖及常用控制方法3-2 3-2 控制圖及常用控制方法控制圖及常用控制方法本節(jié)介紹：看圖：看圖：1 1、 原理圖；原理圖；2 2、安裝接線圖；、安裝接線圖； 繪圖繪圖：常用控制方法：單向控制；雙向控制。常用控制方法：單向控制；雙向控制。一、分類：一、分類： 原理圖：包括主回路、控制回路、輔助回路。 安裝接線圖：元件位置，接線位置。（一）原理圖：（一）原理圖： 1 1、主回路：

9、主回路：為用電設(shè)備提供動力電的回路為主回路。 2 2、控制回路控制回路：提供給接觸器線圈和繼電器線圈的電流（電壓）回路為控制回路。 3 3、輔助回路輔助回路：主要指信號、測量和保護等回路。（二）安裝接線圖：（二）安裝接線圖： 為安裝和施工提供的圖。 32 控制圖及常用控制方法控制圖及常用控制方法二、繪圖原則：二、繪圖原則： 1 1、分成主回路，控制回路，輔助回路來繪制；、分成主回路，控制回路，輔助回路來繪制； 2 2、用規(guī)定的圖符表示元件、用規(guī)定的圖符表示元件P181P181表表3-23-2； 3 3、接點位置按無電狀態(tài)畫出；、接點位置按無電狀態(tài)畫出； 4 4、交叉電氣接點畫上黑點。、交叉電氣

10、接點畫上黑點。三、常用控制方法：三、常用控制方法： 1 1、單向控制單向控制：當(dāng)工作機械只要求或只允許電動：當(dāng)工作機械只要求或只允許電動機正常工作時間向一個方面旋轉(zhuǎn)時，就須用單向機正常工作時間向一個方面旋轉(zhuǎn)時，就須用單向控制線路，如井下的水泵、局扇等。如圖所示。控制線路，如井下的水泵、局扇等。如圖所示。 2 2、雙向控制雙向控制：也就是我們常說的電動機正反轉(zhuǎn)：也就是我們常說的電動機正反轉(zhuǎn)的控制，企業(yè)需要正反轉(zhuǎn)的設(shè)備有很多，如提升的控制，企業(yè)需要正反轉(zhuǎn)的設(shè)備有很多，如提升機、天車、車床等。一般用換相序來實現(xiàn)，如圖機、天車、車床等。一般用換相序來實現(xiàn)，如圖所示。所示。32 控制圖及常用控制方法控制

11、圖及常用控制方法32 控制圖及常用控制方法控制圖及常用控制方法在Ss雙向QBZ-80,120,200原理圖1.產(chǎn)品執(zhí)行標準及特點產(chǎn)品執(zhí)行標準及特點 QBZ-80、120、200/1140（660）D 礦用隔爆型 真空電磁起動器（簡稱起動器）執(zhí)行標準為 Q/HWT63-2005、MT1111998礦用防爆型低壓 交流真空電磁起動器，隔爆型式為“ExdI”。起 動器采用快開門結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單合理，操作方便，本體采用立板式，使用簡單的控制線路，便于維護。 起動器遠距離起動和停止負載，具有過載、斷相、 短路、漏電閉鎖檢測等保護功能。 2.產(chǎn)品的主要用途及適用范圍產(chǎn)品的主要用途及適用范圍 QBZ-80、1

12、20、200/1140(660)D 礦用隔爆型 真空電磁起動器（以下簡稱起動器）適用于控制 交流50HZ、電壓為1140V 或660V、容量在 296KVA 以下的防爆電氣設(shè)備（如：水泵、局部扇 風(fēng)機等）?？捎糜诿旱V井下或其它周圍空氣中含有 爆炸性氣體（如：甲烷）的工礦企業(yè)中，但其周圍 空氣中不得含有腐蝕金屬和破壞絕緣的活動性化學(xué)物質(zhì)。 3.結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理 按電機運轉(zhuǎn)方向的要求，合上隔離換向開關(guān)QS，電源接入 控制變壓器初級得電，次級9、4兩端輸出36V交流電，使JDB得 電，漏電檢測開始。當(dāng)主回路對地絕緣電阻符合要求時，JDB內(nèi) 繼電器工作，常開點3、4接通，真空接觸器可投入使用，否則 接

13、觸器不能投入使用。當(dāng)就地自控或集中控制時，按下啟動按 鈕SB1，ZJ吸合，36V電源經(jīng)ZJ1接點，使真空接觸器線圈KM （CKJ）吸合，常閉ZJ2打開，這樣當(dāng)磁力起動器工作時，負荷 端電壓不會通過33號線進入JDB內(nèi)，當(dāng)真空接觸器主觸頭接通，接觸器線圈KM呈吸合狀態(tài)，這時KM2常開閉合自保。運行中如發(fā)生短路、過載或斷相等故障，則JDB動作切斷ZJ 的供電線路，使真空接觸器KM立即分斷。 停止時，按下停止按鈕SB2，ZJ斷電，ZJ1打開，真空接觸 器KM斷開，停止對電機供電。 故障診斷與排除 故障現(xiàn)象 產(chǎn)生原因 排除方法 電源正常起動器電源正常起動器不能不能 起動起動隔離開關(guān)是否打到位熔芯是否松

14、動檢查JDB 中繼電器是否動 作停止按鈕是否卡住將隔離開關(guān)打?qū)⒏綦x開關(guān)打到位到位旋緊保險旋緊保險更換更換JDB調(diào)整停止按鈕，調(diào)整停止按鈕，使其使其 靈活且能閉鎖靈活且能閉鎖 起動無力或有較起動無力或有較大的嗡嗡大的嗡嗡(交流交流)聲聲 1.檢查電源電壓是否和電壓調(diào)整牌上控制變壓器抽頭相符更正變壓器抽更正變壓器抽頭頭起動后電機稍負重起動后電機稍負重幾分鐘內(nèi)停機或無幾分鐘內(nèi)停機或無法起動法起動電流整定偏小調(diào)整設(shè)定值到稍大一 些最接近額定電流的檔位 通電后不合閘。通電后不合閘。 1、無電源或電壓不對。2、控制回路有斷路。3、輔助開關(guān)常閉觸點開路。4、整流二極管損壞5、有卡阻現(xiàn)象。1、檢查電源和接線。

15、2、檢查接線排，電源及開 關(guān)端子。3、修理或更換輔助開關(guān)。 4、更換整流二極管。 5、在各運動部件的縫隙中 注入二硫化鉬潤滑油， 降低摩擦。無法保持合閘呈連無法保持合閘呈連擊擊 狀態(tài)狀態(tài)1、電源線路板有問題。2、線圈有問題。3、磁極芯表面有異物。 4、輔助開關(guān)轉(zhuǎn)換位置不對。1、更換電源線路板。2、更換線圈。3、清除異物。4、調(diào)整開關(guān)位置。 動作慢。動作慢。 1、電源電壓太低。2、有卡阻現(xiàn)象3、分閘彈簧力不合適。 1、排除。2、在各運動部件的縫隙中注入二硫化鉬潤滑油脂，降低摩擦。3、調(diào)整。有噪聲。有噪聲。 1、安裝面不平。2、電磁系統(tǒng)吸合不平。1、用墊片墊平。2、調(diào)整電磁系統(tǒng)。線圈發(fā)燙或燒壞。線

16、圈發(fā)燙或燒壞。 1、電源電壓太高。 2、輔助開關(guān)觸點未打開 3、線圈損壞。 1、檢查電壓。 2、調(diào)整或更換輔助開關(guān)。3、更換線圈。KBZ-400/1140真空饋電開關(guān)真空饋電開關(guān) 隔爆外殼構(gòu)造隔爆外殼構(gòu)造 KBZ-400/1140真空饋電開關(guān)真空饋電開關(guān) 內(nèi)部構(gòu)造一覽圖內(nèi)部構(gòu)造一覽圖 KBZ-400/1140真空饋電開關(guān)真空饋電開關(guān) 部件一覽圖部件一覽圖 門板背面門板背面 主變壓器主變壓器TC 3 電源轉(zhuǎn)換排電源轉(zhuǎn)換排1扭子開關(guān)扭子開關(guān)NK和保險和保險FU斷電延時繼電器斷電延時繼電器SJ 9漏試電阻漏試電阻Rs30主保險主保險FU1214芯插頭芯插頭CAT22420芯插頭芯插頭CAT112按鈕

17、按鈕14、15、27、28中間繼電器中間繼電器ZJ6中間繼電器中間繼電器YJ8中間繼電器中間繼電器HJ7KBZ-400/1140真空饋電開關(guān)部件一覽圖真空饋電開關(guān)部件一覽圖 門板正面門板正面 顯示屏顯示屏 ALDB-3TM 綜合保護器綜合保護器 編號編號10 KBZ-400/1140真空饋電開關(guān)真空饋電開關(guān) 部件一覽圖部件一覽圖 斷路器本體斷路器本體 阻容吸收裝置阻容吸收裝置RC 電抗器電抗器SK 萬轉(zhuǎn)開關(guān)萬轉(zhuǎn)開關(guān) KBZ-400/1140真空饋電開關(guān)真空饋電開關(guān) 部件一覽圖部件一覽圖 斷路器本體斷路器本體 20芯插座芯插座 CAZ1 14芯插座芯插座 CAZ2 電流互感器電流互感器 KBZ-

18、400/1140真空饋電開關(guān)真空饋電開關(guān) 部件一覽圖部件一覽圖 綜合保護器綜合保護器 零序線圈零序線圈 660V1140V KBZ型饋電開關(guān)的檢修與故障處理型饋電開關(guān)的檢修與故障處理故障處理 (1)合閘不動作。合閘不動作。 可能原因： 控制電路無電壓。 控制電路接線不正確。 插頭接線不正確。 線圈燒壞或斷線。 整流橋擊穿。 處理方法： 用萬用表檢查控制回路電源電壓是否符合要求。 用萬用表檢查直流電源模塊輸出電壓極性是否正確，調(diào)整接線。 用萬用表歐姆擋檢查線圈通斷情況，根據(jù)檢查結(jié)果確定是否更換線圈。 用萬用表檢查整流橋情況，判斷整流橋是否擊穿。(2)合閘動作但機械保持鉤扣不住。合閘動作但機械保持

19、鉤扣不住。 可能原因： 控制電源電壓過低。 合閘部分機構(gòu)卡死。 真空開關(guān)管壞。 保持鉤不到位。 保持鉤扣不住或無壓釋放線圈不吸合。處理方法;用萬用表測量電源電壓是否在額定控制電源電壓的85以上，否則調(diào)整控制電電源電壓。檢查電磁鐵，銜鐵合閘是否到底，到底為正確，否則調(diào)整電磁鐵。檢查開關(guān)管有無裂紋、破損，有無負壓。觸頭分閘轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度過小，轉(zhuǎn)軸上恢復(fù)拉簧力過大，則調(diào)整拉簧i 保持鉤拉簧力小，分閘轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度過小，轉(zhuǎn)軸上恢復(fù)簧力轉(zhuǎn)軸上恢復(fù)拉簧力過大，則調(diào)整拉簧或更換。分閘轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動角度太小，轉(zhuǎn)軸上恢復(fù)拉簧力小或欠壓線圈燒壞，則調(diào)整拉簧或更換線圈。4注意事項 (1)通電前確認系統(tǒng)電壓與QJZ一400(2

20、00)起動器工作電壓相符，否則會損壞元器件。 (2)遠近控轉(zhuǎn)換開關(guān)必須處于所需正確狀態(tài)。 (3)單聯(lián)轉(zhuǎn)換開關(guān)必須處于所需正確狀態(tài)。 (4)QJZ一400(200)起動器電壓使用范圍75110，系統(tǒng)電壓過高可能損壞元器件。 (5)保護器WXCT01無故障顯示方可進行啟動停止操作。 (6)QJZ一400(200)起動器可聯(lián)臺使用：第一臺、第二臺都設(shè)為遠控，第一臺同時設(shè)為聯(lián)控，第二臺同時設(shè)為單機；第一臺啟動后延時控制第二臺啟動，第二臺啟動后延時反饋信號給第一臺，第一臺接到第二臺反饋信號后同時工作。 (7)使用中系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，禁止短接保護點BJl，從而甩掉保護功能，否則故障信號長時間加到保護器WXC

21、T01，將造成保護器WXCT01損壞因短接保護點BJl后， QJZ一400(200)不能停止斷電切除故障源。 (8)禁止直接檢測系統(tǒng)絕緣電阻，檢測系統(tǒng)絕緣電阻前必須斷開保護器WXCT01漏電檢測信號線，否則檢測到的系統(tǒng)絕緣電阻值很低，且保護器WXC一1701經(jīng)系統(tǒng)絕緣檢測電壓沖擊后造成損壞，起不到保護作用。四、四、 QBZ-120ND型磁力啟動器常見故障及檢修型磁力啟動器常見故障及檢修（一）啟動器送電后操作正反轉(zhuǎn)按鈕電動機均不啟動（一）啟動器送電后操作正反轉(zhuǎn)按鈕電動機均不啟動 1.故障原因（1）隔離開關(guān)閉合不好或電源無電壓。（2）熔斷器FU熔斷。（3）控制變壓器損壞或線頭接觸不良。（4）電動機

22、綜合保護器JRD漏電閉鎖動作或損壞。（5）停止按鈕閉合不好或9#連線斷。（二）操作啟動按鈕電動機只能正轉(zhuǎn)而不能反轉(zhuǎn)（二）操作啟動按鈕電動機只能正轉(zhuǎn)而不能反轉(zhuǎn)1.故障原因（1）按鈕SB1按下后，常開觸頭不能接通KA1線圈回路。（2）正轉(zhuǎn)按鈕SB2常閉觸頭接觸不良。（3）中間繼電器KA1線圈燒斷或機械動作機構(gòu)卡住。（4） 中間繼電器KA1常開觸頭接觸不良。（5）與中間繼電器KA1線圈串接的KA2互鎖常閉觸頭接觸不良。（6）真空接觸器KM1整流橋損壞或線圈開路、連線接觸不良。 （三）操作啟動按鈕電動機只能反轉(zhuǎn)能而不正轉(zhuǎn)（三）操作啟動按鈕電動機只能反轉(zhuǎn)能而不正轉(zhuǎn)故障原因與處理方法同操作啟動按鈕電動機只

23、能正轉(zhuǎn)而不能反轉(zhuǎn)一樣，只要把其中的按鈕SB1與SB2、中間繼電器KA1與KA2、真空接觸器KM1與KM2互換即可。（四）電動機啟動后不自保（四）電動機啟動后不自保1.故障原因（1）自鎖觸頭KM1、KM2接觸不良。（2）觸頭相關(guān)連線開路觸頭相關(guān)連線開路或接觸不良。要想對開關(guān)進行故障分析首先應(yīng)掌握其電氣原理，現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)開關(guān)的廠家很多，但其基本原理大同小異，開關(guān)分析首先應(yīng)掌握其共性。而其共性最主要表現(xiàn)在幾個線圈在開關(guān)所處不同狀態(tài)是否帶電。合閘時，欠壓線圈得電合閘時，欠壓線圈得電, 分勵（脫扣）線圈斷分勵（脫扣）線圈斷電。電。分閘時，按下分閘按鈕，欠壓線圈斷電，分勵分閘時，按下分閘按鈕，欠壓線圈斷電

24、，分勵（脫扣）線圈得電，欠壓線圈、分勵（脫扣）（脫扣）線圈得電，欠壓線圈、分勵（脫扣）線圈同時作用，使斷路器分閘線圈同時作用，使斷路器分閘。饋電開關(guān)特點分析：饋電開關(guān)特點分析：礦用防爆開關(guān)的特點礦用防爆開關(guān)的特點電磁起動器電路的特點：電磁起動器電路的特點：1合上隔離開關(guān)，保護器上電，進行漏電絕緣監(jiān)視若正常，保護觸點閉合，可進行遠控，進控或順序控制。2.按下啟動按鈕，接觸器線圈有電，主接點閉合，電機啟動。一般為大電流吸合，小電流維持。饋電開關(guān)電路的特點：饋電開關(guān)電路的特點：電路接通后：1）.保護器有電，進行絕緣監(jiān)視。2）.絕緣若正常，保護器保護接點閉合，為合閘做準備。（同時失壓線圈有電，為合閘做準備，分勵線圈（脫扣線圈無電。3）.合閘后，合閘線圈有電，線路接通。合閘后，合閘線圈斷電，機械保持。4）.當(dāng)發(fā)生故障時或按下停止按鈕，分勵線圈有電，失壓線圈無電，帶動斷路器跳閘。此外還有理論上不易分析的一些故障此外還有理論上不易分析的一些故障如：如： 漏電越級跳閘分析漏電越級跳閘分析 1.一臺變壓器所接線路是否有兩臺饋電設(shè)置成總開關(guān)。（合閘后，前級跳閘。在同一供電系統(tǒng)中不能在同一供電系統(tǒng)中不能有兩臺或兩臺以上的開關(guān)設(shè)定在總開關(guān)（主饋電）有兩