ZBZ—4.0Z系列煤電鉆綜合保護器在天湖巖煤礦的應用

潘宏進

摘 要：ZBZ-4.0Z系列煤電鉆綜合保護器是針對目前國內煤礦井下使用的煤電鉆綜保在實際運行中所存在的問題，首創(chuàng)開發(fā)研制的一種新型無觸點煤電鉆綜合保護器。文章主要對其工作原理以及在礦井現場使用中與BBZ-2.5型煤電鉆綜保性能特點優(yōu)劣進行簡單對比，介紹ZBZ-4.0系列煤電鉆綜合保護器的各種原理和常見故障維修方法，希望機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。

關鍵詞：煤電鉆綜合保護器；工作原理；產品性能；故障分析

中圖分類號：TD421 文獻標識碼：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備更新力度的不斷加大，自2009年以來，天湖巖礦共先后引進20臺ZBZ-4.0Z型煤電鉆綜合保護器，作為BBZ-2.5型煤電鉆綜保更新換代產品，在天湖巖礦各采煤工作面得到廣泛的應用，煤電鉆綜合保護器作為回采工作面控制煤電鉆通、斷電和保護采煤工人人身安全最重要的小型機電設備，其保護功能是否齊全可靠，維修是否簡便，對礦井安全生產的順利進行，有著決定性的現實意義。

1 產品主要功能

①保護功能齊全，有漏電、短路、網絡絕緣監(jiān)視等多種保護功能；②采用超越式先導控制回路，可在遠方開停電煤鉆，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短路保護采用載頻檢查與熔斷器雙重保護，并具有自檢作用，電煤鉆不工作時線路發(fā)生短路，可實現短路閉鎖，保護裝置動作后，電路具有自消作用。

2 工作原理

①主回路：由隔離開關TK，一、二次側熔斷管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——20 V正電——保護插件——煤電鉆繞組—形成先導回路。在電網無故障的情況下，導通電煤鉆啟動開始打鉆。由于煤電鉆運行時是靠電流互感器感應電壓維持三極管導通，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)繼電器導通，當放開煤電鉆手柄開關，電流互感器失去電流而不產生感應電壓，保護插件動作，主回路停止工作，固態(tài)繼電器斷開，煤電鉆停止運行，電鉆電纜不帶電；③短路保護回路：采用載頻電子檢測方式保護與熔斷器雙重保護，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，同時實現短路閉鎖；④漏電保護回路：系統(tǒng)采用127 V網路電源直接檢測方式。127 V電源（三相）——地——電網對地絕緣阻值——127 V電源。在電網對地絕緣水平較高時，流經保護插件繼電器的電流很小，不足使其動作，當電網對地絕緣低于整定值時，保護插件繼電器流過足夠電流吸合，其常閉接點斷開，切斷主回路電源，同時另一回路閉合，接入漏電試驗電阻，使保護插件繼電器自鎖。漏電故障排除后，需要斷開隔離開關TK，解除漏電自鎖，才能重新工作。

3 性能特點優(yōu)劣對比分析

①ZBZ-4.0Z型煤電鉆綜合保護器的煤電鉆主回路通、斷采用HHG1-3/032F-38-40Z型固態(tài)繼電器，實現了煤電鉆開停無觸點化控制。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生的機械振動、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轉，杜絕了現場使用時用木塞塞住接觸器強迫啟動煤電鉆嚴重違章現象的發(fā)生。

②二次控制回路采用RWH-SH-112D型繼電器直接在保護插件內焊接固定，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，經常在搬運、裝卸車、提升運輸環(huán)節(jié)因震動使繼電器插頭松動或脫落，造成設備故障。

③綜保保護插件采用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，并且可調電位器采用旋鈕外置式，無需打開插件外殼即可調節(jié)保護動作靈敏度。而BBZ-2.5型煤電鉆綜保插件不僅電子元件繁多，線路復雜，而且可調電位器采用內置式，調節(jié)時需拔出插件打開外殼費時費力十分不便。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，不容易因過負荷燒毀。

⑤綜保運行、故障指示部分采用電子線路和發(fā)光二極管，控制電源經插件內部簡單的串聯式穩(wěn)壓電路后供給。故障指示更加細化，分打鉆、運行、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、運行、電源三種指示燈，當綜保電路發(fā)生短路、漏電故障時，根據故障指示燈無法直接判斷，使維修時間延長。

⑥保護動作試驗電路：分短路動作和漏電動作試驗兩部分，由插件內部形成，綜保外殼分別裝設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行單獨試驗。BBZ-2.5型綜保采用本體內部將短路和漏電按鈕分開，外殼只設一個按鈕，在不開蓋時試驗，無論短路或漏電保護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，當其中一個回路不完好時將產生巨大的安全隱患危及人身安全。

⑦由于控制及保護回路采用集成電路，綜保本體電氣元件僅有：隔離開關、一、二次側熔斷管、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、36V電源板等多個元件。所以本體結構簡單，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撥至無載頻狀態(tài)和將三相電抗器中性點不接地，即煤電鉆綜保在短路、漏電保護回路無投入狀態(tài)下運行，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用，年節(jié)約資金可達5 000元左右，維修費用節(jié)約效果顯著。

4 故障分析及排除

①煤電鉆剛運行，馬上出現短路現象，同時短路指示燈：是插件中300 Ω，10 W可調電位器磁芯調整位置不當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，綜保不工作：檢查三相電源電壓、煤電鉆手柄開關、熱繼電觸點是否正常；檢查電子插件是否松動、內部導線是否脫落；③合綜保電源開關出現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，應檢查熔斷器是否松動、熔絲是否燒毀；如電壓正常，應檢查手柄開關是否完好、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，嚴禁用導線將固態(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不一樣和工作面電源網絡、電纜長度不同，個別綜保會出現短路保護誤動作現象，可以微調電位器即可；③接線前應用1 000 kVA表測量高低壓絕緣阻值，不低于5 MΩ；主副接地應>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，現場安裝時應注意巷道寬度，避免因巷道過窄行車時撞壞設備。

6 結 語

通過近四年來天湖巖煤礦采煤工作面現場使用實踐證明，ZBZ-4.0系列煤電鉆綜合保護器的保護功能齊全，動作靈敏可靠、本體結構簡單、維修簡便、故障率極低、設備性能先進穩(wěn)定，得到采煤一線工人和機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品。

參考文獻：

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