十五组合开关说明书

目录

1 概述 (1)

1.1用图及适用范围 (1)

1.2型号的组成及代表意义 (1)

1.3使用环境及条件 (1)

1.4工作条件 (1)

1.5产品特点 (2)

2主要技术参数 (2)

2.1基本技术参数 (2)

2.2综合保护装置技术参数 (3)

3结构特征 (3)

3.1进线腔 (4)

3.2主腔 (4)

3.3接线腔 (4)

4基本工作原理 (4)

4.1 保护系统 (4)

4.2 控制原理 (5)

4.3显示 (6)

5 使用、维护 (6)

5.1使用前的准备和检查 (6)

5.2整定值的调整 (7)

5.3接线 (7)

5.4 维护与检查 (7)

6 标志、包装、运输、贮存 (8)

6.1标志 (8)

6.2 包装、运输注意事项 (9)

6.3 贮存条件及注意事项 (9)

7执行标准 (9)

8定货须知 (9)

1 概述

1.1用途及适用范围

QJZ5-1800/1140(660)-15矿用隔爆兼本质安全型多回路组合开关(以下简称组合开关)适用于含有爆炸性危险气体(甲烷)和煤尘的矿井中，在额定电压为1140V供电线路中，对三相鼠笼式异步电动机或三相双绕组鼠笼式异步电动机的起动、停止进行控制和保护,并可在停止时进行换向。该组合开关主要用于皮带传送系统设备的控制与保护。

1.2 型号的组成及其代表意义

组合开关的型号及其代码含义如下：

Q J Z 5－1800 / 1140(660)-15

十五回路（补充代号）

额定电压（主参数）

总电流（主参数）

设计序号（顺序号）

真空、组合（第二特征代号）

隔爆兼本安型（第一特征代号）

起动器（产品类型代号）

1.3 使用环境及条件

1.3.1 海拔高度不超过2000m。

1.3.2 运行环境温度-5℃～+40℃。

1.3.3 周围空气相对湿度不大于95%(相当于+25℃时)。

1.3.4 在无明显破坏绝缘的气体和蒸汽的环境中。

1.3.5 在有沼气、爆炸性混合物的矿井中。

1.4工作条件

1.4.1 在无显著摇动和冲击振动的地方。

1.4.2 与垂直面的安装倾斜度不超过150。

1.4.3 能防止滴水的地方。

1.4.4 工作制和操作频率:长期工作制。

1.4.5 污染等级：3级。

1.4.6 安装类别：Ⅱ类（负载水平级）。

1.4.7 控制方式：独立控制

1.5产品特点

1.5.1 组合开关先导回路为本质安全型电路，并能防止操作控制线路短路或接地时，引起自起动事故的发生。

1.5.2 组合开关保护与控制系统采用德国西门子S7-200工业控制用计算(PLC)，对系统进行监测监控，并完成漏电闭锁、漏电保护、过载、短路、断相、欠压和过压等保护功能。具有智能化程度高、性能稳定、动作可靠等优点。

1.5.3 采用西门子触摸式全中文液晶显示屏，可对开关的工作状态、参数和故障类型显示和记忆，友好的用户界面，具有良好的人机对话功能可大大提高判断故障和排除故障的效率。

1.5.4 所有模拟信号全部处理为数字信号，具有抗干扰能力强、接线简捷、信息量大、控制可靠准确等特点。

1.5.5具有完备的自检、自诊断和故障模拟试验功能，可方便地检查保护和控制系统正常与否。

2 主要技术参数

2.1 基本技术参数

2.1.1 额定电压：1140V

2.1.2 额定频率：50H Z。

2.1.3 额定工作电流：十五组合总电流为1800A；单台隔离换向开关为450A；单台接触器K111、K211、K311为400A；K121、K221、K321、

K411为30A；K421、K431、K511、K521为160A。

2.1.4 本安电路最高开路电压12V。

2.1.5 本安电路最大短路电流10mA。

2.1.6 允许电源电压波动范围：75%～110%。

2.1.7 单台接触器极限分断能力：400A为4.5kA

2.1.8 机械寿命：接触器300万次；隔离换向开关0.3万次。

2.1.9电寿命：不少于6万次。

2.1.10 外形尺寸：3200×800×900；

2.1.11 整机重量：2800Kg。

2.2 综合保护装置技术参数

保护系统的主要性能参数见表1、表2。

K111、K121、K211、K221、K311、K321、K411、K421、K431、K511、K521的保护为计算机保护，额定电流整定范围：

10A~400A，低档范围10A～199A,高档范围200A~400A；短路电流整定范围：8I N、9I N、10I N。。

表1

序号保护项目

动作条件

动作时间起始状态

复位

方式工作电流/整定电流

1

2 3 4过载保护

1.05＞2h 从冷态开始

手动

1.20<20min从冷态开始

1.50<3min从热态开始

68s

5短路保护8~10 （200~400）ms从冷态开始

6 7断相保护

任意两相第三相

1.00.9不动作从冷态开始

1.150<20min从热态开始

表2

序号保护项目动作参数动作条件动作时间1欠压保护系统工作电压Uw Uw<75%Un 瞬时动作2过压保护系统工作电压Uw Uw>110%Un瞬时动作

3漏电闭锁负荷线路对地绝缘电阻值R R≤22kΩ(660V) R≤40kΩ(1140V)

3结构特征

本组合开关主要由主箱体、左副箱体、右副箱体三部分组成。每个箱体都是由钢板焊接而成，隔爆性能符合GB3836.1、GB3836.2、GB3836.3的有关规定，本安性能符合GB3836.4的有关规定。它有三个独立的隔爆腔：进线腔、主腔、出线腔。

3.1进线腔

进线腔在整个箱体的右侧，主电源线通过进线喇叭嘴，从腔体的右侧输入，接至进线母线排上。

3.2主腔

主腔在箱体的中间，主要由两部分组成，箱体和箱门。

3.2.1在箱体内装有:

a)5个接触器架。每个架上装有交流接触器、电流互感器。

b)在主箱的右侧固定有四台隔离换向开关，隔离开关有三种位置：正向、

停止、反向，通过操作安装在腔体前面的操作手柄，即可实现。用于隔

离开关与主腔门之间的机械闭锁机构，安装在腔体的前面板上。

c)在主箱的左侧装有用于过电压吸收的阻容吸收装置。

d）在主箱的右侧装有控制变压器T101、T102、T201、T202，控制回路一次侧、二次侧熔断器组位于腔体的前部，以便于维修时更换。

e）在箱体的底部装有20个35芯接插件，将所有的控制回路导线连接起来。

3.5.2 在箱门上装有：

箱门共有两套，每套装有6个中间继电器、用于控制和保护的PLC系统、信号采集、处理系统一套、用于先导供电和用于漏电闭锁供电的变压器T103、T203各三个。

3.3接线腔

接线腔位于整个箱体的左侧,主箱和左副箱的隔板上装有十五路出线的接线柱,箱体的底部装有三排接线端子排。主回路的负荷出线接在对应的接线柱上。控制回路引入装置安装在接线腔的侧面。外部控制导线经引入装置进入接线腔，

再经接线端子排与主腔内的控制导线相连。主腔内的控制导线由安装在接线腔与主腔隔板上的穿墙端子，引入接线腔内。

4基本工作原理

4.1 保护系统

该保护系统可完成漏电闭锁、过载、短路、断相、过压、欠压等保护功能。

4.1.1 漏电闭锁

漏电闭锁采用附加直流的检测原理。在接触器闭合之前，如果被控制回路所设置的整定值正确，漏电闭锁继电器闭合，PLC对漏电信号进行检测，若负荷线路上的绝缘电阻值低于漏电闭锁设定值，PLC则闭锁故障回路，此时，无法进行起动操作，实现漏电闭锁，同时显示故障类型。

4.1.2过载、短路保护

过载和短路保护采用鉴副式保护原理。由I/V变换器将电流取样后送入PLC 进行处理，并与CPU存放的整定电流值进行比较，PLC按比较结果发出指令断开相应的故障回路，并显示和记忆故障类型以及故障时的参数。

4.1.3 断相保护

断相保护采用电流不平衡原理，该信号通过多路转换开关供PLC分时采样，采样值与断相信号的整定值进行比较，如采样值大于比较值，断开相应的故障回路，并显示记忆故障类型。

4.1.4 过压、欠压保护

欠压和过压信号直接由PLC进行采样处理，将采样值与设定值进行比较，如果采样值低于或高于CPU设定的欠压和过压值，开关在起动前延时闭锁全部回路，不能执行起动操作，同时显示故障类型。当系统电压恢复到允许值时，开关解锁，可执行起动操作。起动后，则延时跳闸。

4.2控制原理

a)将控制电源开关Q001置于“1”位置,控制变压器T101、T201分别带

电，向控制和检测回路以及中央控制处理系统供电，这时，保护系统处于功

能自检和绝缘检测状态；

b)根据本开关的配置情况，将隔离换向开关Q101、Q201、Q301 、Q401

置于“1”或“2”位置，相应的主回路带电；

c)如果被控制回路没有发生整定错误和漏电闭锁故障，就可进行起动操作。

(以第一回路K111为例)

4.2.1 起动:按下第一回路的远方起动按钮,先导电路中的继电器闭合,并同时向PLC发出起动命令,漏电闭锁检测继电器K113释放,主控制继电器K112闭合,主接触器K111闭合,主回路接通,电机投入运行。

4.2.2 停止：按下被控制回路的远方停止按钮，先导继电器失电，并同时向PLC 发出停止命令，主控制继电器K112释放，主接触器K111断开,主回路被断开,电机立即停止运行。经过延时，漏电闭锁检测继电器K113闭合，投入漏电闭锁检测状态，即可再次进行起动操作。

4.3显示

组合开关主显示器为中文液晶显示。可显示系统电压；每一回路的工作状态、工作电流、整定电流、短路倍数；系统各种参数的整定值；故障类别、故障参数；试验状态；当前日期、时间等；并具有故障记忆功能。

5 使用、维护

5.1使用前的准备和检查

5.1.1 组合开关在使用前应检查是否有产品合格证书,并检查在运输或存放过程中

有无损坏,发现问题应及时处理,否则不准使用。

5.1.2 组合开关在使用前应仔细阅读使用说明书。

5.1.3 组合开关在使用前，尤其对经贮存后再使用的应检查：

a）真空接触器的真空灭弧室是否完好无损；

b）各隔爆结合面有无锈蚀、损伤、紧固件是否松动；

c）连接导线有无松动；

d ) 电源的电压等级是否与本组合开关的电压等级相互一致。

5.1.4 组合开关在使用前，应对线路的绝缘进行测合开关在使用前，应对线路的绝缘进行测试，其绝缘电阻应不小于以下规定值：

a)主回路相间和相对地≥100MΩ。

b)主回路对控制回路≥100MΩ。

c)控制回路之间和对地≥20MΩ。

5.2 保护参数整定：

开关门盖中央设有三个保护参数整定按钮和一个复位按钮，四个按钮分别为↑（增加）、↓（减少）、OK、复位。开关在上电后未运行之前要对保护电流和短路倍数以及运行方式进行整定。整定方法如下；

开关上电PLC进行自检（十几秒）完成后，PLC要对所保护的电机和电缆进行绝缘检测；

（1）如果任一回路绝缘下降到小于允许值时，开关显示该回路“漏电闭锁”，此时首先查找绝缘下降的原因并处理故障，故障处理后上电进行保护参数整定。（2）如果绝缘值大于允许值时，开关显示如下画面：(运行画面)

试验状态（系统正常）

一回路检测绝缘正常

二回路检测绝缘正常

三回路检测绝缘正常

四回路检测绝缘正常

五回路检测绝缘正常

六回路检测绝缘正常

系统电压正常1140V

试验状态（系统正常）

七回路检测绝缘正常

八回路检测绝缘正常

九回路检测绝缘正常

十回路检测绝缘正常

十一回路检测绝缘正常

十二回路检测绝缘正常

系统电压正常1140V

注：一回路对应的接触器为K111 二回路对应的接触器为K121三回路对应的接触器为K211 四回路对应的接触器为K221

五回路对应的接触器为K311 六回路对应的接触器为K321如果是双开门开关左显示屏则显示七至十二回路；分别对应接触器为：七回路对应的接触器为K411 八回路对应的接触器为K421

九回路对应的接触器为K431 十回路对应的接触器为K511

十一回路对应的接触器为K521 十二回路对应的接触器为K531 5.2.1 额定电流参数整定

第一步：按下OK键3S后出现额定电流整定画面，

回路额定电流整定

●一回路电流整定A

○二回路电流整定A

○三回路电流整定A

○四回路电流整定A

○五回路电流整定A

○六回路电流整定A

回路额定电流整定

●七回路电流整定A

○八回路电流整定A

○九回路电流整定A

○十回路电流整定A

○十一回路电流整定A

○十二回路电流整定A

第二步：按一下OK键所选定回路指示灯亮启，此时可进行电流整定（OK键选择所整定回路）。

第三步：按下↑（增加）↓（减少）键整定好所选回路的额定电流值。

[如果连续按下↑（增加）或↓（减少）键时，参数会连续增加或减少；如果间断按下↑（增加）或↓（减少）键时，每按一下参数会增加或减少1个数值]。

5.2.2 短路倍数整定

第一步：额定电流参数整定完成后，按下OK键3S后出现短路倍数整定画面

短路倍数整定

●一回路电流短路倍数X

○二回路电流短路倍数X

○三回路电流短路倍数X

○四回路电流短路倍数X

○五回路电流短路倍数X

○六回路电流短路倍数X

短路倍数整定

●七回路电流短路倍数X

○八回路电流短路倍数X

○九回路电流短路倍数X

○十回路电流短路倍数X

○十一回路电流短路倍数X

○十二回路电流短路倍数X

第二步：按下OK键选择所整定回路。

第三步：按下↑（增加）↓（减少）可进行所选回路的短路倍数整定。[如果连续按下↑（增加）或↓（减少）键时，参数会连续增加或减少；如果间断按下↑（增加）或↓（减少）键时，每按一下参数会增加或减少1个数值，短路倍数整定值为7-13倍]。

整定完成后，按下OK键3S后返回运行画面，参数整定完成，开关可以正常运行。

注：开关内整定参数在失电后只能保留10天左右，10天后上电需重新参数整定方可运行，否则会出现短路故障不能运行。

5.3接线

5.3.1主回路接线

a)从移变将主回路电源线通过主箱右侧的电缆引入装置接在进线腔的接线柱上。

b)用户根据需要,将负载通过主箱左侧的电缆引入装置接在出线腔的接线柱上。

5.3.2控制回路接线

组合开关起动控制方式为先导控制。外部控制线通过电缆引入装置接到接线腔本安端子排对应的端子上。

5.4 维护与检查

5.4.1 组合开关的维护按照《煤矿机电设备完好标准》和《煤矿安全规程》进行。

5.4.2 每班运行前,应用试验开关对保护功能及线路进行一次检查。

5.4.3 每天检修班应对接地导线、隔爆面紧固件进行检查。

5.4.4 每月应对防爆面锈蚀情况进行一次检查,发现锈斑,须用0号砂布把锈斑打磨掉后薄薄地涂上一层204-1防锈油。

5.4.5 组合开关在井下停用一周以上,再送电使用时,应注意电器元器件是否因受潮而使其绝缘性能下降。

5.4.6 不得任意更改组合开关内的接线。

5.4.7 警告！严禁带电拔电子插件,以免损坏电路板。

5.4.8 在使用和维修时,不得改变本安电路和与本安电路有关的电器元件的规格、型号、参数。

5.4.9 警告！在使用中严禁带电开盖。

5.4.10 本开关的保护装置只要正确安装和使用，一般不需要维护，一旦保护系统出现误动、拒动等不正常现象，首先应检查整定值是否适当，然后检查控制回路是否存在短路、断路及接插件接触是否良好，可以换用同一种完好保护插件，进行判断系统的故障点。

5.4.11 保护装置上的外壳和护罩不要随意拆卸，以免影响其性能和造成插件的损坏。

5.4.12 在开关使用前或检修完毕后，应对保护装置进行功能检验，利用模拟故障试验转换开关，对其进行验证，其方法如下：

将转换开关分别切换到“漏电试验”和“短路试验”位置，观察显示屏，是否能正确显示相应故障类型。

如果，按上述两种方法进行验证的结果均显示正确，说明保护系统工作正常；否则，应进行排查处理。

6标志、包装、运输、贮存

6.1标志

防爆标志：“Exd[ib]I”

安全标志：“MA”

标准编号：Q/WQ003-2007

6.2 包装、运输注意事项

6.2.1包装箱内随同产品的技术文件有：

a)装箱单

b)产品合格证

c)产品使用说明书

6.2.2 运输

产品在运输过程中不得受到强烈颠簸、振动，并应防止雨雪侵袭。在地面或井下运输移动过程中，应同时使用为安全装卸而设置的4只起吊环。警告！严禁使用2只起吊环进行起吊。对露裸的隔爆面、喇叭嘴、观察窗等应注意保护。6.3 贮存条件及注意事项

产品应放置在没有雨雪侵入、空气流通、环境温度为-25℃～+40℃、相对湿度应不大于95%（25℃）以及不含有破坏金属和绝缘的腐蚀性气体的仓库中。7执行标准

本产品执行Q/WQ003-2007和MT111-1998标准。

8定货须知

定货时应说明：

产品名称、型号、额定工作电压和电流;

数量:××台