ZXB-2.54型照明信号综合保护装置.doc

ZXB-2.5/4型照明信号综合保护装置 一、适用范围 1、用途 本装置适用于煤矿井下127V照明及信号负载的电源控制，并具有短路保护、漏电保护及电缆绝缘危害指示综合性保护功能的隔爆型电气设备。 2、适用条件 （1）海拔高度不超过2000米； （2）环境温度不超过40℃、不低于-20℃； （3）周围空气湿度不大于95（25℃）； （4）无强烈颠簸震动，与垂直面倾角不大于15； （5）可用于有甲烷和煤尘爆炸危险的矿井中； （6）在无腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽的环境中。 3、型号意义 ZXB 2.5/4 主变压器额定容量KVA 综合保护装置 信号 照明 二、技术特征 1、主变压器（干式）参数 项目 单位 ZXB-2.5 ZXB-4 额定容量 KVA 2.5 4 额定电压 V 1140,660,380/133 1140,660,380/133 额定电流 A 1.27,2.49,3.79/10.85 2.02,3.49,5.8/17.36 接线方式 Y,△/△ Y,△/△ 允许温升 ℃ 85 85 绝缘等级 B B 2、照明短路保护参数 电缆截面 mm 2 保护距离（m） ZXB-2.5电流整定值11A ZXB-4电流整定值18A 6 1100 750 4 650 450 2.5 450 250 1.5 300 150 1 200 100 3、信号短路保护参数 电缆截面mm2 保护距离m ZXB-2.5电流整定值11A ZXB-4电流整定值18A 6 1800 1800 4 1500 1400 2.5 1100 850 1.5 750 600 1 500 400 4、照明短路保护时间小于250mS；信号短路保护时间小于400MS；漏电保护动作时间小于250ms； 5、漏电电阻整定值1.5KΩ1.5～3.0KΩ可调； 6、漏电闭锁电阻动作值3KΩ1KΩ； 7、电缆绝缘危险指示值10KΩ2KΩ； 8、工作电压允许波动范围Ue15％； 三、结构概述 本综合保护装置的隔爆外壳为圆筒形，具有突出的底和盖。壳盖和壳体采用转盖止口式联接结构。外壳上部有方形线箱作为引进和引出电缆用。外壳右侧装有隔离开关的操作手把、启动及停止按钮（有试验作用）。并有可靠的机械连锁装置，保证当隔离开关闭合时，壳盖打不开；壳盖打开时隔离开关不能闭合。壳盖上方有一小透明窗，可以从外面观察状态指示灯。机芯于机壳的连接采用滑道式结构，电子线路部分采用线路板插接方式，检修方便。 主要元件作用 1、隔离开关1K正常情况下仅作隔离电源用，不允许带负荷操作。在故障状态下可分断主变压器6倍额定电流3次。 2、一次熔断器1RD、2RD对主变压器作短路保护。 3、二次熔断器3RD、4RD127V系统后备保护。 4、控制电路熔断器5RD保护控制变压器。 5、交流接触器CJ用于控制127V负荷的通断。 6、电流互感器LH1、LH2、用于照明系统保护取样。 7、电流互感器LH3用于127V信号系统短路保护取样。 8、主变压器ZB127V电源。 9、控制变压器保护系统的低压电源。 10、电子线路插件由保护电路电子元件组成，用于实现装置的各项保护功能。 11、控制试验按钮QA、TA用于控制负荷的接入和分断，以及试验保护功能是否正常。 12、发光二极管LED1～5用于正常工作及故障状态指示。 13、直流继电器J作为保护电路终端执行元件。 四、电气原理 本保护装置电器线路有主电路和控制、保持电路组成。（见图1） （一） 主电路 由隔离开关1K、一次熔断器1RD、2RD、主变压器ZB/二次熔断器3RD、4RD，交流接触器CJ主接点等部件组成。 （二） 由控制电路 由接触器CJ线圈、送电按钮QA停止按钮TA、控制继电器常闭接点J1等组成。 装置投入工作时，首先闭合1K使主变压器ZB及控制变压器KB有电工作。此时发光二极管LED3（绿色）通电发光。在127V网路负载侧无漏电状态下可按下送电按钮QA、经CJ线圈通电，CJ吸合其主接点CJ11-3，127V网络负荷得电工作。停电时，按停电按钮TA，CJ断电释放，主接点CJ1-3断开。 （三）保护电路 电源变压器KB（一次电压127V、二次电压20V），整流桥QSZ、R1、C1C2集成稳压器W1等元件组成。 控制变压器KB输出20V交流电经整流桥QSZ变为直流脉动电流，经R1、C1、C2、π形滤波器和集成稳压器W1稳压后，输出18V直流电压，作为保护电路的稳压电源。 2、照明短路保护电路 由集成电路T1的二分之一及其管脚8、9、10、11、13、14所接的半导体元件组成。 当照明线路任意两相发生故障时，LH1/LH2产生较大的电压信号，该信号由LH1、LH2、→D14、D15→R11→R10→电源负极→D13→插件16→QA2→TA2→LHD，形成回路。在R10产生的电压信号由T1管脚8输入，触发T1内部翻转导通。其输出端管脚13由高电位降为低电位。电流由电愿正极→三极管BG的e极到b极通过R3→D2→T2管脚13→负电，形成回路，流过基极电流，BG1的e极对c极开关导通。继电器J通电吸合，其回路为正电→BG1e极→C极→插件2→继电器J线圈→插件5→负电。J的常闭接点J1断开CJ线圈回路，CJ释放，CJ1-3断开，切断127V主电源。 与此同时、发光二极管LED1导通发出红光，给出故障指示。 T1触发导通后可实现自锁，只有解除故障后，将1K组合开关分端断停电，然后重新送电方可正常工作。 正常工作时，电流传感器之信号电压不足以使T1触发翻转动作。 3、信号短路保护电路 由集成电路T1的另二分之一电路及管脚1、2、4、5、6、7所接电子元件组成。当信号负载线路发生故障时，电流互感器LH3产生较大电压信号。电压信号由LH3→插件20→D16→R16→R15→负电→D13→插件16→QA2→LHD形成回路，并在R15上产生电压降信号，由T1管脚6输入触发T1内部翻转导通，其输出端管脚2由高电位下降为低电位，三极管BG通过e极→b极→R3→D5→T1管脚2→负电，流过基极电流BG开关导通。继电器J吸合，J1接点断开接触器CJ线圈回路，切断主电源。同时发光二极管LED2导通发出黄光给出故障指示。 由于规程规定打电信号回路必须声光具备。又因信号白炽灯灯 丝由冷态变为热态，其电阻相差很大，在启动瞬间电流之大相当于短路，因此在打点瞬间有可能产生误动作，所以在信号短路保护电路中，设置有充电延时，放电加速电路（BT1、C9、R14等元器件组成）。 在信号打点瞬间，电流传感器的信号电压在R15两端电压（BT1控制极于阴极间电压）高于C9两端电压（BT1阳极于阴极间电压）即BT1的控制极高于阳极电位。BT1处于截止状态，R14、C9充电延时，打点与打点的停顿之间，电流传感器的电压信号降低，此时C9两端电压高于R15两端电压，即BT1的阳极电位高于控制极电位。BT1阳极对阴极导通，C9两端电荷迅速放电，从而防止了连续打点C9两端产生积累电压大于BT1的触发翻转电压而产生的误动作。 4、漏电保护电路 由集成电路T2的二分之一及其管脚（8、9、10、11、13、14）电路元件组成。 127V照明与信号未送电状态下，网络存在漏电故障时保护电路可实现闭锁。其动作回路为电源正极→D11→插件4→C→故障点→Za（或Zb、Zc）→插件12（或13、14）→R35（R36、R37）→D8（或D9、D10）→R34→R26→负电源，R26上的信号电压由T2管脚8输入触发T2翻转，管脚13由高电位转为低电位。电源正极→BGe极→BGb极→R3→D7→T2管脚13→T2内部→负电。BG开关导通，继电器J吸合，断开CJ线圈回路，切断127V主电源。同时发光二极管LED5发出红光指示。 127V照明与信号网络在送电状态下，网络漏电时保护器可实现动作跳闸。其动作回路为Za（Zb、Zc）→插件12（13、14）→R35（R36、R37）→D8（D9、D10）→R34→R26→负电R25→R38→D12→插件11→漏电故障点→Za（Zb、Zc）。R26上的电压信号触发T2翻转，BG导通J吸合，CJ释放、切断主电源。同时LED4发出红光指示。 由于电路具有自锁功能，当故障排除后，切断电源后再重新送电方可正常工作。 5、电缆绝缘危险指示电路 由集成电路T2的另二分之一及管脚4、2、5外围元件组成。 电缆绝缘危险指示的漏电触发电路与漏电保护电路相同，只是漏电动作值不同（漏电动作值1.5KΩ，绝缘危险值为10KΩ2KΩ）。 电缆绝缘电阻降到10KΩ2KΩ时，漏电电流在R26的压降信号由T2管脚4输入，触发T2翻转，管脚由高电位变为低电位，电源正极→插件17→LED5→插头1→R24→T2管脚2→T2内部→负电源，LED4发出黄色指示信号，当故障排除，绝缘电阻值大于危险值时LED4熄灭，危险指示信号解除。 （四）动作实验电路 1、短路动作实验按TA2按钮，其回路为电源正极→插件17→TA2→LHD→LH1（LH2、LH3）→插件18（19、20）→D14（D15、D16）→R11→R10（R16→R15）→负电源。 R10、R15得到信号电压，T1两部分同时翻转，继电器J动作，同时给出指示信号。