KJZ-400-1140(660)E-4矿用隔爆兼本质安全型组合开关箱(GS)使用说明书

KJZ-400/1140（660）E-4矿用隔爆兼本质安全型组合开关箱（双速型）使用说明书济宁拓新电气有限公司2012年3月使用前请详细阅读本说明书注意事项1．开关箱隔爆外壳壳体结构和本安及非本安电路的电气参数，在出厂前均已装配调试合格，在维修和使用中用户不得善自更改开关箱的结构及电气元件，不得改变本安电路和与本安电路有关的元器件的规格型号和参数，以确保本产品的防爆性能、电气性能和本安性能。安装使用中不得随意改变本说明书中的配接设备。2．设备在带电情况下，严禁松动隔爆壳紧固件，在检修或处理故障时，请注意“严禁带电开盖”、“断电后20分钟开盖”，并将煤尘打扫干净后方可松开紧固螺栓打开上盖或箱门。3．必须确保电机接线、开关箱内变压器电压等级、主控制器工作状态与系统工作电压一致。4．电缆引入装置的密封胶圈、金属垫圈、压板等不得残缺，防爆部位紧固螺栓、内外接地必须接牢。定期检查各导线的连接是否有松动现象,特别是主回路各接线端。5.异常情况时请按下“总急停”或拉下隔离开关断开开关箱电源，必要时停前级电源。正常工作时禁止带负荷拉隔离开关停机。6.使用中应尽可能避开有淋水的地方。7．非专业操作人员不得使用,以防止造成误操作。操作人员离开时,必须将隔离开关扳至“断开”位置并把开关搬手取下。目次1概述……………………………………………………………………………12结构特征………………………………………………………………………23工作原理………………………………………………………………………34开关箱关联设备技术特征……………………………………………………95尺寸与重量……………………………………………………………………96安装和调试……………………………………………………………………107包装、运输、贮存……………………………………………………………168开启使用………………………………………………………………………169订货须知………………………………………………………………………1610警示……………………………………………………………………………1711电器元件明细表………………………………………………………………1712电气图…………………………………………………………………………1811．概述1.1产品特点KJZ-400/1140(660)E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱（以下简称开关箱）、CXH-12矿用本安型操作箱（以下简称操作箱）、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、截割电机、油泵电机、二运电机、GJC4低浓度甲烷传感器、流量开关等组成掘进机电气系统，是整机的主要组成部分，与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。开关箱是掘进机电气系统的核心，控制系统具有控制和保护功能模块化（主控制器）、故障记忆功能、遥控功能（用户选配）等特点。操作箱液晶屏与开关箱显示仪表同步显示、开关箱与操作箱之间的通讯采用RS232通讯技术，通讯电缆采用快速插头连接方式。整个电气系统具有设计理念新、保护功能全、显示功能强大、内部元件配置高、结构紧凑、安装方便、可靠性高等特点。1.2主要用途及适用范围1.2.1主要用途开关箱主要用于控制掘进机的截低电机、截高电机、油泵电机、二运电机的起动、停止，所控制电机工作电压为AC1140V或AC660V；对掘进机的电铃、照明灯、总急停、截割急停按钮及瓦斯断电仪提供控制信号，具有低压漏电保护功能；以可编程控制器PLC为核心，对油泵、截低、截高、二运4个电机的过压、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘进行监控和保护，同时显示各电机运行状态、工作电压、截割电机负荷和各种故障信息。1.2.2适用范围本产品适用于煤矿等具有爆炸性气体的危险场合和具有煤尘和潮湿的恶劣环境中。1.3防爆型式防爆型式:隔爆兼本质安全型；防爆标志：Exd［ib］I。1.4本安参数本安参数:U0:DC12VI0:1AC0:5.7μFL0:0.4μH；配接设备：CXH-12矿用本安型操作箱、GJC4低浓度甲烷传感器。1.5执行标准GB3836爆炸性气体环境用电气设备；Q/QTGS05—2007矿用隔爆兼本质安全型开关箱；MT/T682-1997悬臂式掘进机电控设备系列与参数。1.6使用环境条件a.运行环境温度为－5℃～＋40℃；2b.海拔不超过2000m；c.周围空气相对湿度不大于90%(+25℃)；d.在无破坏绝缘的气体或蒸气的环境中；e.能防止滴水的地方；f.有显著振动与冲击的地方；g.与水平面的安装倾斜度不超过16°；h.在含有瓦斯等爆炸性混合物的矿井中；i.污染等级3级。1.7型号的组成及其含义KJZ-400/1140(660)E-4回路数掘进机用电压（V）总电流（A）真空隔爆兼本质安全型开关箱2.结构特征开关箱是按照GB3836.1-2010《爆炸性环境第1部分：设备通用要求》、GB3836.2-2010《爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备》和GB3836.4-2010《爆炸性环境第4部分：由本质安全型“i”保护的设备》的标准，属隔爆兼本质安全型电气设备。其隔爆壳体是用钢板焊制的两个通过接线端子相互连接的独立腔体。开关箱位于掘进机本体的左后方，掘进机的主要电器元件都安装在此开关箱内,开关箱的主腔和接线腔均为隔爆型结构,接线腔和壳体上均设有接地螺栓。开关箱箱体为长方形，箱门和上盖用螺栓和箱体紧固，箱门只有在电源开关处于停止的位置才允许打开，电器元件均装在主腔内，分别安装在主盘、主控器和变压器安装盘上。主腔的右侧装有隔离开关、保护隔板，主盘安装在壳体后壁上，为螺栓固定式结构，主电路的电气元器件大部分都安装在该盘板上，主盘板占据了主腔大部分空间，其上装有控制回路断路器QF1～QF4、漏电检测元件霍尔传感器ELK1～ELK2和NL、交流真空接触器KM1～KM4等元件。主控器内装有由PLC、3个8路模数转换及继电器板等组成的主控制器，采用螺栓加减振垫的方式固定在箱体底板上。变压器安装3盘上有控制变压器和主回路熔断器，也是采用螺栓加减振垫的方式固定在箱体底板上。开关箱的左门面上有产品铭牌，右门上设置了电源开关、煤安“MA”和防爆标志“Exd［ib］I”。两扇门均设有“严禁带电开盖”警示牌。在两门中间安有仪表盘，上有油泵计时表、截割计时表、解锁闭锁指示标牌等。开关箱与电源、电机、电铃等元件的电气连接是通过电缆、开关箱进线嘴、开关箱接线腔来实现的。接线腔内装有1组电源接线端子、5组电机接线端子、9个七芯低压端子和4个接地端子。在其左右后三个壁上共设置了17个进线嘴，右壁上的1个进线嘴可穿入电缆与电源相连；左壁上的2个进线嘴可穿入电缆与截高电机、油泵电机接线端子及热敏电阻相连；后壁上的14个进线嘴通过电缆分别与操作箱、截低电机、二运电机、3个照明灯、2个压扣控制按钮、1个甲烷传感器及1个电铃相连。接线腔盖与箱体用螺栓紧固，并设有“严禁带电开盖”警示牌。接线腔和主腔内电源线端子均设有绝缘保护板和隔板，防止误操作危害人身安全。开关箱壳体为Q235-A钢外壳，外壳焊有接地螺栓，通过专用接地导线将壳体与机架相连。3.工作原理电控系统各回路组成及工作原理分述如下（详见附录KJZ-400/1140(660)E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱电气原理图）。3.1主回路主回路主要是由隔离开关QS、真空接触器KM1-KM4、阻容吸收电路RC1-RC4以及电流互感器组成。隔离开关作为电源开关，当其闭合时主回路各接触器与隔离开关连接端得电。通过控制回路分别闭合真空接触器KM1-KM4，油泵、截割低速、截割高速、二运电机便可运转。各回路利用阻容吸收电路RC1-RC4吸收主回路过电压。电流互感器检测各回路电流，转换成电压信号送可编程控制器，通过程序对电机进行保护，并通过显示窗和液晶屏显示故障原因。3.2控制电源控制电源主要是提供电控系统各等级工作电压。控制电源主要由电源变压器KB、熔断器FU1、FU2、断路器QF1～QF4、整流单元、本安电源、霍尔传感器ELK1～ELK2、接触器KM5、KM6共同组成对220V、120V和24V回路漏电检测并断电保护，通过按复位按钮可以重新供电。电源变压器为1140V和660V通用。使用时根据实际电压调整接线。注意：本机型适用AC1140V和AC660V。43.3控制回路：3.3.1控制回路的组成控制回路是以可编程控制器（简称PLC）为核心，通过RS232通讯接受CXH-12操作箱的控制信号，通过内部程序运算控制继电器输出，实现各电机的启动和停止。同时PLC接受电流互感器的信号、甲烷传感器信号、漏电检测信号、KM1-KM4反馈信号、电机温度保护信号，通过程序实现整个电控系统的保护功能。SB1-SB3为紧急停止按钮，SB3装在操作箱上，和设在整机油箱前侧的紧急停止按钮SB1一样为总急停按钮,按下总急停KA2、KA3吸合，KM5断电，切断220V供电，各电机将不能启动。截割紧急停止按钮SB2设在整机左侧，司机席前部，按下SB2并自锁,截割电机将不能启动。PLC接受甲烷传感器动作信号，控制继电器KA12吸合停前级电源。3.3.2控制回路的工作原理系统送电后，液晶屏显示“济宁拓新电气有限公司”、“时间”及“软件版本”信息，同时PLC控制漏电闭锁继电器KA11、漏电闭锁接触器KM7吸合，进行粘连及漏电检测，如系统正常则按顺序进行以下操作。3.3.2.1信号油泵启动前应给信号，按住开机键，PLC输出点Y6控制警铃继电器KA10闭合，KA10.1吸合,电铃鸣响，五秒后电铃停止鸣响，此时松开按键，液晶屏画面自动切换至电机启动画面，此时才允许启动油泵电机。油泵未启动再次按开机键，液晶屏画面又返回至前级画面。3.3.2.2油泵启动、停止进入电机启动画面后，液晶屏仅显示油泵电机的状态信息“油泵停止”。瞬时按油泵按键，PLC输出点Y2控制的继电器KA6吸合，其常开点KA6.1闭合,接触器KM1吸合，其常开触点KM1.3闭合，接通油泵计时表H1,油泵电机开始计时。同时常开触点KM1.1闭合，输入至PLC的X8,PLC检测到此信号认为油泵启动，否则将发出油泵启动失败的故障信息，按复位键复位。油泵启动后状态信息将变为“油泵运行”，液晶屏右列第一个指示灯（第一为油泵，第二为截割低速，第三为截割高速，第四个为二运）由空心变为实心，同时液晶屏上依次显示“油泵运行”、“截低停止”、“截高停止”、“二运停止”，此时三台电机才允许启动。再次瞬时按“油泵”按键，主控器发出指令控制接触器KM1断开，KM1.1断开，主控器检测到输入信号X8断开，认为电机已正常停止，否则PLC认为接触器KM1主触头粘合，发出“油泵粘连”故障信息。油泵电机正常停止后，液晶屏再次显示油泵启动前的画面信息。3.3.2.3截割启动、停止油泵电机启动后，瞬时按“截低”按键，主控器启动定时器工作，同时输出点Y65控制KA10吸合，电铃鸣响，截割开始启动前预警。液晶屏上截割状态信息变为“截低预警”。定时时间到，Y6断开KA10.1，电铃停止，液晶屏上截割状态信息变为“截低待启”，再次按下“截低”按键，PLC输出Y3控制断电器KA7闭合,其常开点KA7.1闭合,接触器KM2吸合，常开触点KM2.3闭合，接通截割计时表H2，截割开始计时。常开触点KM2.1闭合，输入至PLC的X9，PLC检测到此信号认为截割低速已启动，否则发出截低启动失败的故障信息，按复位键复位。截割启动后状态信息将变为“截低运行”，右列对应的指示灯由空心变为实心，同时截割高速指示显示“截高互锁”。再次瞬时按“截低”按键，PLC输出Y3控制继电器KA7断开,控制接触器KM2断开，KM2.1断开，PLC检测到输入信号X9断开，认为电机已正常停止，否则PLC认为接触器KM2主触头粘合，发出“截低粘连”故障信息。截割停止后状态信息显示“截低停止”，同时截割高速处指示显示“截高停止”。截高回路控制原理同截低。3.3.2.4二运启动、停止油泵电机启动后，瞬时按“二运”按键，PLC输出点Y5控制KA9吸合，其常开点KA9.1闭合