120课程(第三版).docx
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项目QBZ-120矿用隔爆型真空电磁起动器的使用与维修
1.1项目背景
张山是一名煤矿矿井维修电工高级技师,同时还是开拓队的一名班长。
本队的电气设备都是由他负责管理,平时的主要工作就是带领工人进行设备的安装、维护和维修工作。
最近,队里进了一批新工人,其中几名工人分到了张山所在的班,队长要求这些新工人能够尽快胜任自己的工作,所以请张山对这几名新工人进行短期的培训,让他们一周后熟悉队里的供电系统和电气设备,并能够承担常用的电气设备:
QBZ-120矿用隔爆型电磁起动器的正确操作、维护和维修工作。
张山接到了任务后,马上投入了培训中,从移变到馈电,从馈电到综保、照明、120起动器等都做了详细的介绍。
并根据队长要求重点对120起动器做了具体而详尽的讲解和操作训练,经过一周的学习和训练,这几名新工人全部通过考核,并走上了自己的工作岗位。
1.2项目知识准备
1.2.1起动器的初步认识
1.用途
QBZ-120(80)/1140(660)矿用隔爆型真空电磁起动器(以下简称起动器)主要用于具有爆炸性气体(甲烷混合物)和煤尘的矿井中,在交流50Hz、电压1140V(660V)的线路中,对三相鼠笼型感应电动机直接起动、停止和换相,同时对电动机及其相关线路进行保护,符合GB3836.1~3-2000《爆炸性气体环境用电气设备》和MT111-1998《矿用防爆型交流真空电磁起动器》之规定。
2.产品的型号型式
QBZ-120/1140(660)
额定工作电压
额定工作电流
真空
隔爆型
起动器
(1)防爆类型:
矿用隔爆型
(2)防爆标志:
“ExdI”
(3)产品生产依据标准:
①GB3836.1~3-2000《爆炸性气体环境用电气设备》
②MT111-1998《矿用隔爆型交流真空电磁起动器》
③Q/ZA02.04—2008《QBZ系列矿用隔爆型真空(可逆)电磁起动器》
1.2.2起动器隔爆外壳组成和各部分意义
如图1-1所示起动器主要由本体和隔爆外壳两大部分组成。
到目前为止,隔爆外壳的形状发展经历了三个阶段:
第一个阶段是英式的方形壳体,壳体截面呈方形,壁厚较厚,体积较大,但由于方形壳体本身固有的受力特性,壳体强度不高;第二个阶段是德式的圆形结构,壳体截面呈圆形,壁厚较薄,体积小,受力均匀,强度较高;第三个阶段是椭圆式壳体,在继承了德式圆形壳体结构的优点的基础上,考虑了国内煤矿巷道有的宽度较小,去掉了壳体两侧的闲置空间,壳体截面呈椭圆形,减小了壳体宽度,整机体积更小,更加适于井下运输。
本体
隔爆外壳
图1-1120起动器外观图
隔爆外壳有三部分组成:
接线腔、主腔和隔爆盖子。
1.接线腔
由图1-2所示为起动器的接线腔,接线腔内:
X1、X2、X3三个接线柱接电源进线,D1、D2、D3三个接线柱连接负载出线,1、2、8、9、13五个接线端子连成的接线端子排,1#、2#、9#线为远近控操作控制接线柱,8#线为36V引出线,13#线为输出信号线。
接地端子
七星端子
接线端子排
图1-2接线腔外观图
2.主腔
主腔内主要放置本体,本体卡在滑槽内,可拉出。
3.隔爆外壳侧面结构认识
由图1-3所示,隔爆外壳的侧面主要有喇叭嘴、起动按钮、停止按钮、隔离操作手把和闭锁杆组成。
隔离操作手把
闭锁杆
停止按钮
起动按钮
大喇叭嘴(主要用来进出动力线)
图1-3隔爆外壳侧面图
其中大喇叭嘴进出动力线(电源线、负载线),小喇叭嘴进出控制线和信号线;闭锁杆用来闭锁隔离手把和前门盖,防止擅自开盖、擅自送电。
1.2.3隔爆外壳各个标志意义
由图1-4所示,“MA”为煤矿安全标志,“Ex”为防爆标志,“d”是隔爆型符号,“I”指一类防爆设备。
煤矿安全标志
额定电流
一类设备
防爆标志
隔爆型
图1-4隔爆外壳正面图
1.2.4本体的初步认识
如图1-5所示,本体正面主要由熔断器、真空接触器、中间继电器、电动机综合保护器和阻容吸收装置等元器件组成;本体的背面主要由隔离换向开关、变压器、起动按钮和停止按钮组成。
电动机综合保护器
电压端子转换排
真空接触器
近、远控拨钮
中间继电器
阻容吸收装置
熔断器
停止按钮
起动按钮
隔离换向开关
变压器
图1-5本体的正面和背面图
1.2.5本体正面各元器件的认识学习
1.熔断器(螺旋式瓷管型)
文字符号:
FU
熔座
熔断体
实物图图形符号
图1-6熔断器外观图
如图1-6所示为熔断器的外观图、分解图和图形符号。
熔断器俗称保险丝,主要由熔座和熔断体组成。
熔断器串联在电路中,是进行短路保护的电器。
当电路发生短路,负载电流超过额定电流许多倍时,熔体立即熔断,保护电路及用电设备不遭损坏。
2.真空交流接触器
文字符号:
KM
主触头下接线柱
主触头上接线柱
辅触头
真空管
复位弹簧
图1-7交流接触器外观图
如图1-7所示,真空交流接触器是利用电磁力来接通和断开大电流电路的一种自动控制电器,它常用在控制电动机的主电路上。
如下图1-8所示,是接触器各个部分的图形符号。
用于控制电路流过的小电流(无需加灭弧装置)
用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置)
图1-8图形符号
如上图1-8所示,接触器有主、辅触头之分,主触头为三个动合触点(又叫常开触点),辅触头为动合、动断(又叫常闭)触点两种。
如下图1-9所示为交流接触器的结构原理图。
图1-9交流接触器的结构原理图
由图1-9知,交流接触器触头分为主触头和辅助触头两种,主触头连接在主电路中,是常开点,辅助触头连接在控制电路中,有常开和常闭两种触点。
交流接触器动作过程:
在线圈上施加交流电压后在铁心中产生磁通,该磁通对衔铁产生克服复位弹簧拉力的电磁吸力,使衔铁带动触头动作(常开闭合;常闭断开)。
起动完成后,真空接触器吸合,接通主回路。
一般当施加在线圈上的交流电压大于线圈额定电压值的85%时,接触器能够可靠地吸合。
3.中间继电器
文字符号:
ZJ
中间继电器的结构和交流接触器基本相同,只是电磁系统小些,触头个数多些,共有八对触头,如图1-10所示,其中四对常开触头,四对常闭触头,而且没有主、辅触头之分。
触头容量相当于接触器的辅助触头,其额定电流为5A。
中间继电器与接触器的主要区别在于:
接触器的主触头可以通过大电流,而中间继电器的触头只能通过小电流。
如图1-11所示为中间继电器线圈和触点的图形符号。
作用:
中间继电器主要用在控制电路中,起信号传递与转换作用以及同时控制多个电路。
动断触点
动合触点
线圈接点
实物图结构图
图1-10中间继电器实物图和结构图
图1-11图形符号
4.电动机综合保护器(简称:
综保)
文字符号:
ZB
如图1-12所示为电动机综合保护器的外观图。
电动机综合保护器使用的是36V交流电,通过综保的9号端子和4号端子输入;33号接线端是漏电闭锁检测端子,它有两个位置,当外接电源为380V时,漏电检测线应连接在“380V”位置,外接电源为660V时,漏电检测线应连接在“660V”位置;3号、4号接线端子之间有一个常开触点,通常叫做保护接点,由综保内部的执行继电器控制,当起动器正常工作时闭合,有故障时断开。
综保有三种实验拨钮,分别是“漏试”、“过试”和“短试”,用来检测保护器是否能够可靠动作。
起动器工作时,要把拨钮拨在“正常”工作位置。
图1-13为电动机综合保护器的图形符号。
整定电流设定旋钮(和高低档拨钮配合使用)
主电路输入端
故障模拟实验拨钮,起动器工作时,拨在“正常”位。
9号、4号端子为保护的36V交流电源输入端子
主电路输出端
33号:
漏电检测输入端子
图1-12综合保护器实物图
保护节点:
负载和相关线路没有故障时节点闭合,有故障时节点打开。
图1-13综合保护器图形符号
功能:
起动器起动前,JDB综保首先对电机和相关线路进行漏电电阻检测,如果负载(电动机)或相关线路发生漏电,保护节点不闭合,起动器不能闭合,电机无法起动(即:
综保有漏电闭锁保护),若无漏电现象,保护节点闭合,为电机起动做好准备;起动器起动后,JDB综保开始根据整定电流值对控制电动机及线路进行过载、断相(包括相不平衡)及短路保护等功能。
综保设有模拟各种故障开关,以检验保护器的动作功能是否完好。
5.阻容吸收装置
文字符号:
FV(有时也用RC表示)
如图1-14所示为阻容吸收装置的实物外观图和图形符号。
由图可知,阻容吸收装置是由6个电阻和3个电容串并联组成,它的主要作用是用来吸收操作过电压。
电容
电容
电阻
电阻
图1-14阻容吸收装置外观图和图形符号
注意:
在连接阻容吸收装置时,连接接点不能有松动现象,否则会烧毁。
1.2.6本体背面各元器件的认识学习
1.隔离换向开关
文字符号:
QS
如图1-15所示为隔离换向开关的外观图和图形符号。
图中所示X1、X2、X3三个接线柱为电源进线端,连接三相电源;D1、D2、D3三个接线柱为出线端,连接真空接触器主触头进线。
动触头
静触头
图1-15隔离换向开关的外观图和图形符号
隔离换向开关的两个功能:
一是接通和断开主电路;二是改变电源相序,控制电机的正反转。
换向功能的实现方法:
当隔离开关的三个动触头打向左边,和静触头接通后,电源输出的相序是X1、X2、X3,此时电机正转;当隔离开关的三个动触头打向右边,和静触头接通后,电源输出的相序是X2、X1、X3,此时电机反转。
[注意]:
隔离换向开关没有灭弧装置,不允许带负荷切断电源。
2.变压器
文字符号:
TC
如图1-16所示为变压器的外观图和图形符号。
变压器主要由铁芯和绕组两部分组成。
变压器一次侧(也叫原边)有3个接线端子,2个电压等级,分别是660V和380V;二次侧(也叫副边)有2个接线端子,输出36V交流电,给真空交流接触器线圈和电动机综合保护器提供工作电源。
变压器的图形符号
二次侧绕组接线端子(36V)
一次侧绕组接线端子(380V/660V)
绕组
铁心
图1-16变压器外观图
工作原理:
当变压器一次侧绕组输入660V(或380V)交流电时,在一次侧绕组中就有交流电流流过,交变电流将在铁心中产生交变的磁通,这个变化的磁通经过闭合磁路同时穿过一次绕组和二次绕组。
交变的磁通将在绕组中产生感应电动势,因此,二次侧绕组两端就产生了电动势。
这时,如果在二次绕组上接上负载,那么变压器就会为负载提供工作电源(36V)。
[注意]:
一次侧绕组连接电源工作时,电压等级和接线端子要相对应。
如果把660V电压错接在了380V接线端子上,将会烧坏变压器。
如果把380V电压错接在了660V接线端子上,起动器不能正常工作。
3.按钮
文字符号:
启动按钮:
QA停止按钮:
TA
按钮通常用来短时间接通或断开控制电路的手动电器。
按钮的额定电流一般不超过5A。
因此,一般情况下,它不直接控制主电路(大电流电路)的通断,而是在控制电路(小电流电路)中发出指令或信号,控制接触器、继电器等电器,在由它们去控制主电路的通断。
(a)(b)
(c)(d)
图1-17按钮的结构图和图形符号
如下图1-17所示,为按钮的结构图和触点的图形符号。
其中启动按钮主要用来接通电路,图d为它的图形符号,停止按钮主要用来切断电路,图c是停止按钮的图形符号。
1.3项目实施
1.3.1起动器入井前检查和入井后安装
步骤1:
入井前的检查
根据《煤矿安全规程》第四百五十二条规定:
防爆电气设备入井前,应检查其“产品合格证”、“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能;检查合格并签发合格证后,方准入井。
1.防爆电气设备入井检查的重要性
煤矿井下存在着瓦斯、煤尘。
为了防止瓦斯、煤尘发生爆炸事故,根据瓦斯、煤尘爆炸的基本条件,一方面要限制瓦斯、煤尘在空气中的含量;另一方面要杜绝一切能够点燃矿井瓦斯、煤尘的点火源和危险温度。
电气设备正常运行或故障状态下可能出现的火花、电弧和热表面都具有一定的热能,可以成为点燃矿井中可燃物质的点火源。
因此,煤矿井下使用防爆电气设备,对防止瓦斯、煤尘爆炸事故具有十分重要的意义。
防爆电气设备入井前的检查,是确保井下防爆电气设备的防爆性能、设备完好和保障安全运行的重要前提。
只有对井下的防爆电气设备进行检查,才能有效地防止设备本身存在失爆缺陷对现场的不适用性。
2.防爆电气设备的种类及基本要求
(1)防爆电气设备的种类
防爆电气设备主要由三种:
a.隔爆型电气设备(代号为“d”):
它是一种具有隔爆外壳的电气设备。
b.增安型电气设备(代号为“e”):
在正常运行条件下,不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的电气设备。
c.本质安全型电气设备(代号为“i”):
全部电路均为本质安全电路的电气设备。
(2)防爆电气设备的基本要求
a.除符合专门的防爆规程之外,还要符合通用要求。
b.紧固件。
c.具有机械闭锁装置。
d.带有绝缘套管。
e.引入装置的接线必须按规定工艺进行。
f.外壳必须设内外接地螺栓。
3.防爆电气设备入井前的安全性能检查
a.通过外观检查确定设备的型式与铭牌的标志是否相符。
b.是否有设备管理编号,经过检查或检修的设备必须有检查检修和验收试验的记录,并有检查、检修人员和验收人员的签名或盖章。
c.零部件齐全完整。
d.连锁装置齐全、功能完善。
e.电缆引入装置有合格的密封圈、垫圈和封堵用的金属垫片。
f.非携带式和移动式电气设备的金属外壳和铠装电缆的接线盒,应有外接地螺栓,并标志接地符号;电气设备的接线盒内部有规定的内接地螺栓,并标志接地符号。
g.隔爆型电气设备,必须检查隔爆结合面的宽度、表面光洁度和间隙是否符合规定;对圆筒式结构还必须检查径向间隙是否符合规定。
通过以上检查合格,并给予签发合格证以后,这些防爆电气设备才可以入井。
步骤2:
起动器的安装
1.本起动器在安装前应仔细检查螺栓是否松动,是否有产品说明书。
2.安装前必须检查开关的工作电压、负载容量、使用位置等,并将保护器内的参数按实际情况正确设置。
3.接线腔接线方法、所需工具器材及要求见项目三。
1.3.2起动器的操作和维护
步骤1:
起动器起动前需要满足的条件
1.起动器起动前需要满足的环境条件
为了防止电火花引起瓦斯、煤尘爆炸,起动器起动前需要检测附近20m以内风流中的瓦斯浓度,瓦斯浓度在1%以下时,方可送电。
2.起动器起动前需要满足的自身条件
起动器起动前需要检查起动器是否有失爆现象。
(1)检查用螺栓固定的隔爆结合面有无失爆现象;
(2)检查电缆引入装置有无失爆现象;
(3)检查电气设备隔爆外壳有无失爆现象。
[注]:
潞安集团《防爆电气设备检查标准》中关于外壳的规定
第四条、凡是转轴穿过隔爆外壳壁的地方应有隔爆轴承盖,否则为失爆。
第五条、隔爆外壳变形长度超过50mm,凸凹深度超过5mm为失爆。
第六条、隔爆外壳开焊为失爆,锈蚀严重、有锈皮脱落为失爆;油漆皮脱落较多为不完好。
第七条、穿越隔爆腔的接线座有裂纹或晃动为失爆。
第十条隔爆面划伤为不完好,其深度与宽度大于0.5mm,或无伤隔爆面有效宽度小于表1、表2规定值的2/3,为失爆。
第十一条转盖式或插盖式隔爆面的宽度不得小于25mm,间隙不得大于0.5mm,否则为失爆。
快开式门或盖因变形打不开,且隔爆面间隙大于或结合面有效宽度小于表1规定值为失爆,否则为不完好。
第十二条隔爆面的表面粗糙度应不大于6.3μm,操纵杆的粗糙度应不大于3.2μm,否则为失爆。
第十三条隔爆面有锈迹,用棉纱擦后,有“云影”为不完好,仍留有锈蚀斑痕者,为失爆。
(云影:
青褐色氧化亚铁云状痕迹,用手摸无感觉)。
第十四条隔爆面局部存在直径大于0.5mm,深度大于1mm的砂眼,在1cm2范围内超过5个为失爆。
第十五条隔爆面上不得有油漆和硬杂物,否则为失爆。
第十六条隔爆面应磷化或涂以适量的中性凡士林油等合格的防锈油(磷化后也可涂凡士林油),磷面脱落并未涂防锈油为失爆。
涂油应在防爆面上形成一层薄膜为宜,涂油过多为不完好。
3.参数的调整
起动器要想起到应有的保护作用,起动器控制电机起动前,必须对相关参数进行正确的调整。
所有参数的调整,在本体的正面均可完成,但在打开前门盖前需要满足一定的环境条件,在打开前门盖后,也需要进行一些必要的安全操作。
打开前门盖之前:
1)停上级馈电开关,挂停电牌;
2)检测风流中瓦斯浓度,瓦斯浓度低于0.5%时,方可开盖作业。
打开前门盖后:
1)首先用相应电压等级的电笔验电;
2)用专门的放电线进行放电;
3)挂接地线。
完成上述操作后,方可进行参数设置。
(1)电压调整
2.把33号漏电检测线调整到相应的位置
1.把电压端子转换排接线调整到外围电压(380V或660V)
图1-18电压调整指示图
由上图知,电压调整分两步完成,
第一步:
把电压端子转换排接线调整到外围电压(380V或660V);
第二步:
把33号漏电检测线调整到相应的位置。
(2)电流调整
2.把高、低档拨到相应的位置
1.根据实际负载的大小,把整定电流旋钮旋到相应的位置
图1-19电流调整指示图
由上图1-19所示,电流调整分两步完成,
第一步:
根据实际负载的大小,把整定电流旋钮旋到相应的位置
第二步:
把高、低档拨到相应的位置
(3)近、远控的调整
把拨钮拨在“正常”位
就地控制时,把拨钮拨在“近控”位,远方控制时,把拨钮拨在“远控”位置。
图1-20近、远控调整指示图
参数设置完成后,关上前门盖。
以上各项调试完毕后,需作短路、过载试验,全部合格才能验收并交付使用。
步骤2:
起动器的正确操作方法
【注意】《煤矿安全规程》第446条:
操作井下电气设备应遵守下列规定
非专职人员或值班电气人员不得擅自操作电气设备。
1.近控操作
在满足送电条件和参数正确设置的前提下,需完成以下操作:
a.如图1-21所示,把接线腔接线端子排上2号和9号线用导线短接。
把2号和9号端子短接
图1-21接线腔图
b.如图1-20所示,把近控、远控按钮拨到“近控”的位置。
c.送电
起动:
按下起动按钮
第二步:
按住停止按钮,把隔离手把打向“合闸”位置。
第一步:
退出连锁杆,锁住前门盖
图1-22隔爆外壳侧面图
如图1-22所示,送电操作步骤为:
第一步:
退出连锁杆,锁住前门盖;
第二步:
按住停止按钮,吧隔离手把打向“合闸”的位置;
d.起动。
如图1-22所示,按下起动按钮,起动器吸合,电机转动,起动完成。
f.停机。
按下停止按钮,电路断开,电机停转。
2.远控操作
在满足送电条件和参数正确设置的前提下,需完成以下操作:
a.把接线腔接线端子排上2号和9号线断开。
b.连接远控按钮。
远控按钮的接线为:
1号线接“起动”,9号线接“停止”,2号线接起动和停止的中间连线上。
c.把近控、远控拨钮拨到“远控”位置。
d.合上隔爆盖子和前门盖。
e.送电。
第一步:
退出连锁杆,锁住前门盖;
第二步:
按住停止按钮,把隔离手把打向“合闸”的位置。
f.起动。
按下远控按钮的“起动”按钮,起动器吸合,电机转动,起动完成。
g.停止。
按下远控按钮的“停止”按钮,电路断开,电机停转。
1.3.3起动器的日常检查和维护作业
步骤1:
起动器的维护作业
1.起动器未起动之前,必须注意运动部分的灵活性;
2.防爆面必须保持清洁和预防破坏,必须时常地擦拭,定期清除污垢、锈斑。
为了防止生锈,在擦拭以后应涂上一层薄薄的机油或工业用凡士林;
3.定期检查接线装置、接地装置是否良好,防爆面涂防锈油、主转动轴加润滑油以防锈蚀。
4.起动器由于长期地使用,可能有一部分零部件因工作时的磨损、震动及电气作用遭破坏,因此对于这些零部件需及时加以更换,以保证起动器在运行中的安全和正确可靠。
步骤2:
起动器的检查作业
1.定期检查辅助触头和继电器触头有无损坏。
2.定期检查真空接触器的同步性能。
3.定期检查JDB的动作性能。
1.3.4起动器常见故障分析和排除
步骤1:
故障信息收集
1.问:
询问故障时现场人员是否听到或看到有关的异常现象,如出现声响、火花等。
2.看:
详细查看故障设备外围和内部有无烧焦、脱落、裂痕、缺陷等异常状况。
3.闻:
断电打开启动器的门盖,闻一闻有没有异味,如:
焦味、烟味等。
4.摸:
用手摸一摸有没有特别热的元器件和脱落、断开的线头。
5.听:
如果经以上几步没有得到有用的故障信息,若情况允许可以关门送电进一步查看故障现象,听一听有什么异常声音。
步骤2:
故障原因分析
通过故障现象,结合起动器工作原理图(原理图见附图),分析发生故障的原因;
常见故障与故障现象如下:
一级故障:
1)熔断器熔断(起动器不能正常启动)
2)实验拨钮没有打在“正常”位(起动器不能正常启动)
3)隔离手把没有打到位
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- 120 课程 第三