QJZ QBZ系列矿用真空电器起动器的升级改进

摘   要：针对起动器产品存在的问题，对原BQD10系列、BQD15系列起动器产品进行了升级改造，采用快开门结构，真空电器，计算机综合保护等技术改造措施后，新系列起动器产品工作电压为1140V，亦可用于660V或38 0V供电系统，增加了运行前检查试验。进一步满足了煤矿井下控制和监控的需要，同时也解决了起动器规格不全引起的使用不合理问题。

关键词：矿用；防爆；起动器；隔爆

中图分类号：TM35    文献标识码：B

Upgrading and Modified Design of Series

QJZ and QBZ Mining Vacuum Electromagnetic Starter

GAO Xiu—hong NIU Gui—ping

(Shangxi Changzhi City Explosion Protection Electrical Appliance Ltd.Co,Changzhi 046011,China)

Abstract：The new series starits are brought out through the upgrading of the old series against the existing problems．By adopting the fast on structure，vacuum electrical unit，computer integrated protection for motors，the new series starter can be supplied with 1140V operating voltage，as well as with 660v or 380v，increases test function before runing.so，the new series starters can be met the demand for supevising and controlling under coalmine，along with it，the problems of unreasonable use for the cause of shortage of specifications are solved．

Key words：mining;explosion protection;starter；flame proof

近几年来，随着我国煤炭工业的发展，用于Ⅰ类场所爆矿井下的千伏级防爆电器产品，在原BQD10系列、BQD15系列基础上，通过开门结构，采用真空电器，计算机综合保护等措施，技术水平得到大幅度提高，部分产品还可以与国外同类产品相媲美。由于厂家众多，行业内缺乏标准化、系列化、通用化，虽说各家同品种规格的产品大同小异，但毕竟存在系列多、品种杂、规格不全等诸多问题，给煤矿用户的选用和生产管理带来了一定不便。

针对上述问题，结合用户要求，我公司对原BQD系列产品，从外壳结构到接线腔，从方腔内电器元件到保护插件和控制电路进行了较全面的升级改造，并在品种规格上，进行了补充，形成了一个品种规格齐全的全新的千伏级产品系列。< /SPAN>

下面对该系列产品的升压改进作一简要介绍。

1 产品型号和主要技术数据

新系列产品按照煤炭系统标准，定名为QJZ—口×口/口，矿用隔爆兼本安型真空电磁起动器或QBZ—口×口/口，矿用隔爆型真空电磁起动器。其含义如下； 

新系列产品的主要技术数据如表1所示。

                                    表1

从表1中可以看到，新系列产品额定工作电压为1140V，亦可用于660V和380V供电系统，控制电路分为本质安全型，非本质安全型，额定发热电流分为80、120、160、200、3 15、400A六个电流等级；包括80A可逆，160N可逆，2×200A双回路(或可逆)在内，全系列产品共10个规格，所有产品均具有过载、短路、断相、过压、欠压、漏电闭锁保护功能。

2           隔爆型外壳结构特点

根据用户的实际需要，综合考虑容量，价格比，升级后的产品系列所用隔爆型外壳分为两种型式：200A及以下为圆型转盖式结构；200A以上为方型平移式快开门结构，两种型式的外形分别如图1和如图2所示。圆型转盖式结构是煤矿上早已使用，目前仍大量使用的防爆外壳，从图1可以看到，新系列外壳是按照千伏级电压等级和本质安全型电路标准要求改进设计而成的。改型后，接线箱内主电路采用了六个千伏级叉式接线端子，同时增设了绝缘隔板，控制回路由原产品的5个接线柱改为两个七芯端子，且相距大于50mm；控制电缆引入装置也由原来的2个增加为4个，这主要是为了满足目前矿井下控制和监控的需要，其余部分与原转盖式结构产品相同，这里不再多述。

图2是新型平移式快开门外壳的外形图。该外壳体由主腔、接线腔、前门和托撬组成。壳体和门盖采用平面止口式结构。接线腔在主腔上方，各为独立的隔爆结构。壳体右侧为门盖和隔离换相开关联锁机构，主腔左侧为平移式快开门机构，该机构与提升式快开门机构相比有较大的优越性，它由铰链、驱动轴、手柄、卡板等组成。开门和关门时，提起驱动轴上手柄至水平位置，向左旋转90°为关门，关门后向前旋转锁紧联锁杆。开关此门时要注意联锁杆的进退，隔离换相开关手柄分正转、停止、反转三档位置，开门时必须将手柄打在停的位置方可打开前门。

壳体内装有抽屉式本体(或称车式本体)、卡轨和主回路静碰撞触头、隔离开关操作板及控制线路连接器等，以上两种隔爆外壳集中了近几年矿用防爆外壳的设计精华，将成为我国煤矿井下目前和一段时间内开关外壳的代表作。

3  电路及动作原理

图3和图4是新系列产品的两种典型电气原理图，图3为QBZ—120N/1140(660)电气原理图，图4为QJZ—400/1140(660)电气原理图，其余产品电气原理图与此大同小异。

3.1  电器组成及电路特点

200A以下产品，电器主要由本体、接线箱电缆引入装置、接线端子等组成，其主要特点是：除电压升级为1140V外，具有通讯接口，用于实现监测监控功能用途的开关控制电路均为本质安全型电路，其保护采用数字式电动机综合保护器，并具有发光二极管显示功能，可实时显示开关的运行状态。主回路的负载能力和控制保护的准确性及可靠性均较之同类产品有显著提高。

图   1(略)

1.绝缘板；2.联通节；3.叉式接线端子；

  4.组合式接线端子(七芯端子套)

图   2(略)

图4所示为400A起动器的电气原理简图，电器主要由车式推拉碰撞本体总成、接线端子、碰撞静触头座、接线箱内控制线输出端子排、前门停止按钮、不带载试验开关等组成。其中车式本体装有隔离换相开关、真空接触器、电流互感器、阻容吸收装置、控制变压器、智能化综合保护器、起动按钮、停止按钮、复位按钮、漏试按钮、过试按钮、熔断器、碰撞触头、控制电路用连接器等元件。只需旋入或旋出丝杆螺母，与此同时拔掉或插接控制线插头，即可实现车式本体的进出壳体，使用和维护非常方便。本开关配备的不带载试验功能是井下现场实时检查开关和判别故障的有效手段，可大大缩短维护维修时间，减少停(断)电次数，方便用户使用。

3.2  操作方法和动作原理

升级后系列产品除规格、外型尺不同外，其电气原理大致相同。现以图4为例，对起动器操作方法和动作原理略作介绍。

将隔离换相开关QS置于正或反位置，控制变压器TC1得电，分别输出36V、24V、8V、5V电源。这时主控板上J2继电器的发光二极管燃亮，表明J2已经吸合，J2—1常开触点吸合，主电路负荷侧漏电闭锁回路接通，主控板通过“A2”端子进行绝缘电阻检测，如果绝缘电阻正常(1140V，大于40kΩ 660V，大于22kΩ) ，起动器可以起动。如果绝缘电阻小于规定值，则实行漏电闭锁保护，起动器不可以起动。只有当绝缘电阻值恢复正常时，方可起动。

起动过程

a.近控：将控制箱上的远近控钮子开关拨至近控位置，按下起动器前门上的起动按钮，J1吸合，J2释放，J2—1释放，中间继电器KA失电，继电器常开触点KA1断开漏电检测回路，J1—1吸合，接通接触器整流桥36V电源，吸合线圈得电，接触器吸合，电机起动。

b.远控：将控制箱上的远近控钮子开关拨至远控位置，按下远控起动按钮，可进行起动，过程同上。

图3(略)

图4(略)

停止过程

a.正常停止，按下停止按钮，JI释放，接触器分断，电机停止。J2吸合，KA1得电吸合，漏电闭锁回路投入。如果绝缘电阻正常，起动器可以再起动。

b.紧急停止，利用外壳上的停止按钮，可直接切断接触器线圈回路，使起动器停止运行。

过载、短路保护：起动器运行过程中，电流信号通过电流互感器TA送入主控板D1、D2、D3、D4、D7、D8端子，经过大功率电阻变为电压信号，电压信号经过整流、滤波、LM358放大后，送入单片机处理。如果出现过载、短路信号，则单片机发出高电平，经过“非”门切断固态继电器J1的电源，主控板B1、B2打开，切断接触器线圈回路，使起动器停止运行。同时，液晶显示器显示“过载”或“短路”，只有清除故障后，按下复位按钮，方可重新起动。

断相保护：在运行过程中，出现主回路缺相或者取样回路某相断线时，单片机经过延时后，发出信号，分断接触器，电机停止运行。同时，液晶显示器显示“×断相”，其中，“×”代表断相的序号。只有清除故障后，按下复位按钮，方可重新起动。

过压保护：起动器运行过程中，TC1二次侧的5V电压由主控板D5、D6输入，经过整流、滤波、LM358放大后，送入单片机，液晶显示器显示系统的电压。如果系统电压高于115％Ue，单片机经过延时，发出信号，分断接触器，电机停止运行。同时，液晶显示器显示“过压”。只有系统电压恢复到要求值时，方可重新起动。

欠压保护：动作过程同上。液晶显示器显示“欠压”。

程控保护：如两台或多台起动器顺序起动，按程控接线接好线路，将起动器控制箱上的拨码开关拨至“程控”位置。第一台起动器可以近控，也可以远控，其它起动器的远、近控开关拨至“ 远控”位置。第一台起动后，经过一定的延时，下一台起动，如果下一台没有起动，则前一台的单片机发出信号，J1释放，程控起动失败。同时，液晶显示器显示“程控”，欲再起动，必须按复位按钮。

4  结束语

本文介绍的QBZ、QJZ系列起动器，用于煤矿井下交流50Hz，额定工作电压660V、1140V供电系统中，对9～560kW的矿用隔爆型鼠笼式异步电动机进行起停控制有正反转运行，形成了从80A～400A的全系列产品。并且，将所用外壳统一为二方二圆四种结构形式，便于煤矿管理。其电气动作原理、操作要求大致相同，主要电器元件标准化程序较高，安装布局更着眼于用户的使用和维护，必将成为今后一段时期煤矿使用的首选产品。