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KJZ3-1500/3300Z矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关1概述1.1主要用途及适用范围KJZ3-1500/3300Z矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关（以下简称组合开关）适用于含有甲烷混合气体、具有煤尘爆炸危险的煤矿井下。在额定电压交流50HZ3300V供电线路中，对多台三相交流电动机（采煤机、运输机等）进行起动、停止控制，并能对电动机及供电线路进行保护。组合开关配有127V、220V辅助电源，供照明或控制使用。1.2正常工作条件a)海拔不超过1000m；b)周围空气温度为（-5～+40）℃；c)周围空气相对湿度不大于95%（+25。C时）；d)在有沼气与煤尘爆炸性混合物的矿井中；e)无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；f)无显著摇动和冲击振动的地方；g)能防止滴水的地方；h)与水平面安装倾斜度不超过15°。1.3产品规格3路三相3300V500A输入；2路450A、7路400A输出智能、真空组合开关。用于综采工作面，控制采煤机、运输机、转载机和破碎机。真空交流接触器在AC4载荷下额定工作电流为2路450A、7路400A。1.4型号KJZ3-1500/3300Z补充特征代号额定工作电压（V）额定工作电流（A）设计序号真空、组合隔爆兼本安控制类电器2KJZ3-1500/3300Z矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关2主要技术参数及性能2.1额定工作电压：3300V；2.2总工作电流：1500A；2.3额定频率：50HZ；2.4单路最大工作电流：2路450A、7路400A；2.5额定工作制：不间断工作制；2.6控制方式：自动；2.7电寿命：AC-360万次；AC-46万次；2.8机械寿命：100万次；2.9动作性能控制电源电压在额定电压值的75%～110%范围内，组合开关应能可靠吸合。组合开关的释放电压应不高于额定控制电压的65%，在交流额定频率下，其释放电压也不应低于20%的额定控制电压。2.10引入装置2.10.1主回路a.电源侧：VICTOR500A/3300V电缆连接器b.负载侧：VICTOR500A/3300V电缆连接器2.10.2控制回路非安：a.A1压紧螺母式引入装置6只，可穿入￠7mm～14mm的电缆；b.A3压紧螺母式引入装置2只，可穿入￠11mm～19mm的电缆。本安：M22×1.56只，可穿入￠6mm～12mm的电缆。3外型尺寸、质量3.1外型尺寸(mm):4100×1250×1200。3.2质量:约6500kg。4结构特征组合开关外型结构如附图1。其长方型箱体，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3KJZ3-1500/3300Z矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关规定。箱体整体坐落在一长型底架上。它由四个独立的隔爆腔：隔离开关腔、变压器腔、主腔、接线腔和输入输出电缆连接器构成。4.1接线腔接线腔位于箱体的左前侧，内装有接线端子排。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或接插件进入接线腔，再经接线端子排与组合开关内的控制导线相连。组合开关内的控制导线由安装在接线腔与主腔隔板上的穿腔端子，引入接线腔内（接线腔内接线，见附图4）。4.2主腔主腔在箱体的中间。主腔内装有3个组合机芯架和一个单体机芯架。最右边的组合机芯架上装有2个可抽拉式450A驱动单元，另两个机芯架各装有3个可抽拉式400A驱动单元。每个驱动单元装有：真空交流接触器、中间继电器、控制回路熔断器、三相电抗器、过电压吸收装置等。驱动单元中的450A、400A真空交流接触器,在AC4类别载荷下的电寿命不小于6万次。采样用电流互感器安装在机芯架后面的输出端。驱动单元的控制电路通过安装于其后的控制接插件与组合开关的系统连接。控制接插件的座及母线排安装在机芯架的背后。当驱动单元沿机芯架轨道推进到位时，驱动单元的所有控制对接将自动完成。主回路的连接为螺栓固定式。在主腔的左侧单体机芯架上，装有DSP保护控制单元。它对所有主驱动器提供以下的保护与控制：a.过载保护整定值：50A～500A，由键盘设置；动作时间：反时限；复位方式：手动复位。b.短路保护整定值：3～8Ie，由键盘设置；动作时间：小于280ms；复位方式：手动复位。c.漏电闭锁动作值：3300V100K＋20%；4KJZ3-1500/3300Z矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关d.断相保护动作值：任意两相电流值持续相差0.58倍；动作时间：＜3min；复位方式：手动复位。e.欠压/过压U＜75%Ue，欠压；U＞110%Ue,过压。f.漏电保护g.先导控制单点先导、双点先导h.程序控制予置有A、B、K程序。i.试验功能当隔离开关打在试验位，操作键盘，可进行过载试验、漏电闭锁试验、漏电试验和高压绝缘监视试验。j.通讯RS4854.3主腔前门主腔前门分为左、右两门，各门依上、下铰链开门、关门。门与主腔的隔爆结合面采用平面结合型式，结合面宽度不小于25mm。结合面的间隙由门上20只M16螺栓来保证。前门与隔离开关的机械闭锁靠安装在主腔顶板前侧的闭锁杆与顶块。当隔离开关闭合时，主腔前门被闭锁，不能打开，只有当隔离开关打在分位置时，才能打开前门。中门上部有一个圆形观察窗，装有驱动器工作状态的显示器HL5。当任一路驱动器工作时，该路的发光二极管发光，并由固定在观察窗边框上的标牌与之对应指示。右门上的显示器显示控制电源的工作状态。左门上方方型观察窗，装有320×240点的中文液晶显示器。液晶显示器显示组合开关的工况，如模块器件工作状态；先导、通讯状态；电流、电压、功率、绝缘电阻值；故障类别、故障5KJZ3-1500/3300Z矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关点；当前日期、时间、电网频率、箱内环境温度等。在中文液晶显示器的下方，装有保护单元的工作电源指示器。键盘、全停按钮、复位按钮及蜂鸣器安装在方型观察窗的下方。按下全停按钮，处于工作状态的驱动器全部分闸。按下复位按钮（待故障排除后），故障回路刷新，并处于待工作状态。当任一回路发生任一故障时，蜂鸣器报警，显示器显示故障类别和故障点。4.4隔离开关腔隔离开关腔在箱体的右上侧，该腔的上门盖由14只M16螺栓固定在腔体的上方。门盖与腔体间采用平面隔爆结合面，结合面宽度不小于25mm。腔体的右侧板上安装了3只进线电缆连接器座，由它向组合开关提供3路最大500A、3300V工作电源。连接器选用英国VICTOR公司的500A/3300型。每个连接器经电缆与安装在腔内的QS1～QS33只600A/3300V隔离换相开关电源侧相连，隔离换相开关在功率因数为0.35时，分断能力为1800A。隔离换相开关负载侧电缆，经穿腔端子封灌后，进入主腔，接至主腔机芯架上的母线排。每个隔离开关均有正、停、试验、反位置，通过操作安装在腔体前面的操作手把，即可实现。无论隔离开关打在哪个位置，都有隔离开关工作状态信息反馈给DSP单元，并由中文液晶显示器显示状态信息。门闭锁、解锁操作手把安装在腔体的左侧。在腔体的后内侧，分别安装了3只用于功率检测的电压互感器TV1、TV2、TV3和6只用于显示输入、输出电源的三相电压互感器H1～H6。在每台隔离开关的顶部，安装了控制变压器和辅助变压器的一次熔断器，它们分别是：QS1上的控制T2；QS2上的控制T1；QS3上的控制T3。用于隔离开关与主腔前门间的机械闭锁开关，安装在腔体的前面板上。2个观察窗位于腔体的前侧板上。右边一个安装了3路输入的三相电源显示器HL1；左边一个安装了3个隔离开关合闸后的三相电源显示器HL2。4.5变压器腔变压器腔在箱体的右下侧，如因安装的需要，可将腔体分隔成左、右两室，但仍是一个通腔。左室装有3路本安电源，右室装有变压器等。腔体前、后都有门盖，门盖由螺栓与腔体法兰结合。6KJZ3-1500/3300Z矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关腔体右室的后侧依次装有1个5KVA的辅助电源变压器T1；2个1.5KVA控制变压器T2、T3。二次熔断器组位于右室的中部，前部放置了辅助单元，它集中了3路辅助电源的所有控制与保护件：用于接通、分断输出回路的交流接触器KM01、KM02、KM03（3TF42）；用于输出回路过流保护的KR1、KR2、KR3热继电器3UA52；提供工作电源的控制变压器T5；监视输出端对地绝缘水平的漏电保护组件E5及LC组件；4个用来控制起动转换的中间继电器KC1、KC2、KC3、KC5和二次熔断器FU40、FU41、FU42和转换接插件XS31、XS32、XS33、XS34。除与控制变压器连接的几根导线外,其它的都通过转换接插件与外部系统相连。在腔体的前门盖上有一观察窗,装有显示器HL3，它显示控制变压器、辅助变压器的工作状态；各辅助输出电路的故障。在它的下部有三个用于控制三路输出的自复位式转换开关SA1、SA2和SA3；二个试验开关SA4、SA5和一个控制本安电源的电源开关。腔体的前门盖与主隔离开关间设有机械闭锁，当主隔离开关、辅助隔离开关打在停止位置时，才能打开前门。4.6安全连锁、闭锁装置组合开关设有多种机械闭锁、电气闭锁，以保证组合开关的安全性、可靠性。4.6.1操作主隔离开关的连锁主隔离开关有四个工作位置，无论从哪个位置操作到另一位置，各隔离开关的辅助接点，都会先断开控制回路，再断开主回路，即交流真空接触器处于断开位置时，主隔离开关无载合、分及换相。4.6.2主隔离开关接通到位的连锁当隔离开关处在各位置时，其辅助接点向DSP系统提供信息，液晶显示器显示隔离开关状态，DSP系统根据状态，发出各指令。4.6.3隔离开关与主腔、变压器腔门盖的闭锁当隔离开关打在“停止”位置时，逆时针操作门闭锁手把至门解锁位置，此时齿轮带动闭锁杆，使其退出主腔门盖与变压器腔门盖的闭锁块，门解锁，这时松动螺栓就可打开门盖。打开门盖后按正常操作方式，无法将隔离开关打到“正”或“反”的位置。当组合开关处于运行状态时，不得松动门盖紧固螺栓中的任何一只！只有在隔离开关打到“停止”位置时，才允许松动紧固螺栓，打开门盖。4.6.4试验与隔离开关的闭锁7KJZ3-1500/3300Z矿用隔爆兼本质安全型智能真空组合开关当隔离开关位于试验位置时，隔离开关的主触头处于分断状态，其辅助接点向DSP系统发出试验信息，保证在作试验时，隔离开关负载侧无电。5工作原理KJZ3-1500/3300Z组合开关的主回路原理见附图2。主腔内布置见附图3。5.1主回路3路500A、3300V三相电源，由3只500A的电缆连接器分别引人至主隔离换相开关QS1、QS2、QS3的电源侧，经主隔离换相开关负载侧到交流真空接触器，再分别通过9只输出电缆连接器连接到负载。隔离换相开关为手动操作，当隔离换相开关打到“正”或“反”的位置时，其辅助接点QS-F1、QS-F2、QS-F3接通，中间继电器KE1、KE2的常闭接点接通工作电源，为真空交流接触器的接通作好准备。组合开关中的真空交流接触器选用7路400A、2路450A。采用真空交流接触器实现主电路的通、断控制，其灭弧性能优越、容量大，适应3300V电压下通、断时熄弧的要求。三相电源指示器H1、H2、H3为每一路电源输入显示，当有输入电源时三相电源指示器中的电压传感器二次输出的低电压使发光二极管点亮。H5、H6、H7、为每一路隔离换相开关接通显示，当隔离换相开关合上后，其发光二极管点亮，原理同三相电源指示器。电流互感器TA1～TA9，检测三相电流，实现对电动机的综合保护。其二次信号由DSP系统进行采样、运算、处理。每一路的输出端设有阻容保护装置F1～F9，以吸收主电路中的操作过电压，保护电动机。TV1、TV2、TV3为检测用电压传感器，其二次信号输入DSP系统中。5.2保护、控制组合开关的控制、保护由控制模块、先导模块、处理模块、调理模块、键盘、液晶显示器等组成，运用了DSP数字信号处理、CAN现场总线、自适应检测和网络化接口等创新技术，实现数字化处理、控制、保护、中文显示、故障诊断和网络联接等功能。5.2.1起动