QJZ-4×400/1140(660)
矿用隔爆兼本质安全型真空组合开关
使用说明书
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淮南市万泰电子有限责任公司
2008年7月
淮南市万泰电子有限责任：0554-*******传真：0554-*******
1、概述
1.1用途及适用范围
QJZ-4×400/1140（660）矿用隔爆兼本质安全型真空组合开关（以下简称组合开关）适用于含有爆炸
性危险气体和煤尘的矿井中，在交流50Hz、额定电压1140V（660V）的线路中，对三相鼠笼式异步电动机的起动、停止进行控制和保护，并可在停止时改变相序。1.2型号及意义 1.2.1组合开关的型号及其代号含义如下：
Q J Z-4×□/□
额定工作电压（V）
额定工作电流（A）
真空蓄电池恒温箱
隔爆兼本安型
组合开关
1.2.2防爆型式和防爆标志
防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型主回路电阻
防爆标志：Exd[ib]I
1.2.3执行标准：Q/HWT126-2008、MT111－1998
1.3使用环境条件
1.3.1海拔不超过2000m；
1.3.2运行环境温度为-5℃~+40℃；氧气调节阀
1.3.3周围空气相对湿度不大于95%（25℃时）；
1.3.4在有煤尘和爆炸性气体混合物的矿井中；
1.3.5与垂直面的安装倾斜度不超过15°；
1.3.6在无显著振动和冲击的地方；
1.3.7在无破坏绝缘的气体和蒸气的环境中；
1.3.8无滴水的地方；
1.3.9污染等级：3级；
1.3.10安装类别：Ⅲ类。
1.4产品特点
1.4.1组合开关的先导回路为本质安全型电路，能防止控制线路短路或接地时引起的自发起动事故的发生；
1.4.2组合开关控制与保护采用PLC对系统进行实时监控，本公司自行研发应用软件，可灵活地对运行方式和短路、过载、过/欠压实施保护及漏电闭锁，具有智能化程度高、性能稳定、动作可靠，设定方便简捷、保护准确可靠等优点；
1.4.3专门设计了和PLC配套的外部数据采集器，对组合开关的电压、电流、绝缘状态等大量数据信号的采集进行了扩展，并具有A/D转换、判断和处理等功能。所有模拟信号全部处理为数字信号，具有抗干扰能力强、信息量大、控制可靠、准确等特点。同时，研制了新
型的漏电功能检测模块，实现了漏电和电流参数的同步采集，提高了检测的精度。
1.4.4采用中文显示系统，可对组合开关进行参数和单机、顺控、双机双速（含单机双速、双机单速、
双机双速）等多种控制方式的设定，并有工作状态和故障类型的显示和记忆功能。具有友好的人机界面，大大提高了判断和排除故障的效率。
2、结构特征与工作原理
2.1箱体结构
组合开关外壳为长方体柜架结构，由16mm厚的Q235A钢板焊接而成，造型美观、坚固耐用。整个箱体分为接线腔、主控腔两个独立的腔体。隔离换相开关操纵手柄，停止按钮和机械闭锁机构均在箱体的前面板上。
箱体的主腔为抽屉式前、后开门的结构形式，每个回路的抽屉式小车装有真空接触器、中间继电器、时间继电器、阻容保护、电流互感器、变送器等元件，组成各回路的控制单元。控制单元的容量可根据用户要求，灵活的进行组合。
主腔正面为一扇长方形快开门，为止口式防爆机构，灵活的铰链与操作机构，使门的开启、关闭操作都非常简单、轻便。后面也设有隔爆的双开门结构，可方便的对隔离换相开关、各回路的电源和负荷进行接线及检修，同时，对发生故障的控制单元可快速整体更换，减少故障处理的工作量和时间。
控制单元的动静触头座为多片状的扁形结构，克服了园形结构接触面积小、阻值大、可调性差、结构
不合理、故障隐患大等严重缺陷。
2.2电气结构组成及功能
2.2.1接线腔
2.2.1.1进线：上方装有一组电源进线接线柱X1、X2、X3。
2.2.1.2输出有四组接线柱，分别为：
D11、D12、D13--------第一回路接线柱
D21、D22、D23--------第二回路接线柱
D31、D32、D33--------第三回路接线柱
D41、D42、D43--------第四回路接线柱
2.2.1.3在出线腔装有九芯接线端子和接线排，做为联机、通讯、远控和程控回路等使用。
2.2.2主控腔
组合开关所有的主回路和控制保护元件均装在主控腔内。
2.2.2.1真空隔离换相开关GHK1、GHK2装在腔体的右侧，其作用是确保供电电源正向——断开——反向三个位置的无载转换，特殊情况下可带负荷分断；
2.2.2.2交流真空接触器KM1、KM2、KM3、KM4型号为CKJ5-400/1140，控制电压AC220V，各回路分别控制普通电动机或双绕组双速电动机；
2.2.2.3控制变压器T安装在主腔内，规格为1140V（660V）/220V/36V/500VA为控制单元和真空接触器提供控制电源；
2.2.2.4电动机的限流熔断器FU1A、FU1B、FU2A、FU2B……，型号为NGT3，额定工作电压1140V，额定工作电流视接触器额定电流不同而不同；本机为560A，限流熔断器和PLC 对主电路进行短路的双重保护；
2.2.2.5阻容保护RC1、RC2、RC3、RC4用于吸收过电压。
2.2.3门板元件组装：装有可编程控制器（PLC）、本质安全型先导回路、显示器。
2.3工作原理
2.3.1控制原理
组合开关有单回路控制运行、多回路顺序控制运行、双速控制运行三类运行方式。其中双速控制又分为单机双速、双机单速、双机双速三种控制方式。
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将隔离开关GHK置向“正向”或“反向”位置，控制变压器T有电，向PLC控制系统供电，此时各回路处于分闸待机状态，PLC对各回路的绝缘电阻进行检测，若某一回路绝缘电阻值小于闭锁电阻值，则该回路被闭锁不能起动，在顺序控制运行方式和双速控制运行方式的各回路均不能起动。在分闸待机状态下，也可根据需要通过显示器和各功能按钮进行参数和控制方式的设定。
2.3.1.1单回路控制运行方式
2.3.1.1.1按照电气原理图进行接线。
2.3.1.1.2起动：合上隔离换向开关后，PLC对所控制的回路进行漏电检测，若一切正常，按下所要起动回路的远方起动按钮QA，向PLC发出起动信号，PLC接收到信号后向相应的中间继电器J发出起动信号，中间继电器的常开触点J-1闭合，主回路接触器线圈KM带电吸合，接通主回路，使该回路控制的电动机投入运行；
2.3.1.1.3停止：按下控制回路的远方停止按钮TA，向PLC发出停止信号，PLC 接收到信号后向相应的中间继电器J发出停比信号，中间继电器J断电，其常开触点J-1打开，主回路接触器线圈KM断电，主回路被切断，电动机停止运行。
2.3.1.2多回路顺序控制运行方式
2.3.1.2.1按照电气原理图进行接线
2.3.1.2.2任意一个回路可作为顺序控制运行方式时的首台、中间或末台，最多可投入顺序控制运行方式的回路数为4个，低于4个回路的后续几路必须设为0。如：确定1为首台，依1投入顺序控制运行方式。
23O
2.3.1.2.3根据实际情况和使用要求设定顺序控制运行方式的起动间隔时间；
2.3.1.2.4起动：合上隔离换向开关后，PLC对所控制的回路进行漏电检测，若一切正常，按下首台远方起动按钮QA，向PLC发出起动信号，PLC接收到信号后向相应的中间继电器J发出起动信号，起动首台电动机；
2.3.1.2.5确定首台电动机起动后，延时到所设定的间隔时间后，发出起动信号起动第二台电动机，依次类推，直至所有回路依次起动完毕；
2.3.1.2.6在起动过程中，如后一回路的电动机在设定的时间内未能正常起动，则其前面己经起动的电动机将依照和起动相反的顺序逐台停机，并在显示器上显示起动失败的回路序号和时间，提醒用户重新起动或排除故障；
2.3.1.2.7在运行过程中，其中任一回路因某种故障跳闸，该回路电动机停止运行，同时投入顺序控制运行方式的电动机经一定的延时后从末台开始，依照和起动相反的顺序逐台停机；
2.3.1.2.8停止：按下投入顺序控制运行方式的任一回路的停止按钮，向PLC发出停止信号，PLC接收到信号后，控制投入顺序控制运行方式的电动机从末台开始，依照和起动相反的顺序逐台停机。
2.3.1.3双速控制运行方式
该起动方式一般用于控制工作面刮板输送机机尾和机头电动机的低速和高速运行。
2.3.1.3.1接线
在双机双速运行方式时，第一个起动的低速回路作为外引远控端子，并将接线排上最下方的九芯接线柱的2、3端子与接线排上外引控制线的1、2、3端子中的2、3端子并联，这样只引出双机双速第一个起动回路的1、2、3端子作为远控功能使用，只用这一回路的起动、停止按钮即可控制单机双速、双机
低速和双机双速三种运行方式的起、停和点动，无须再外引其他双速控制回路的控制端子。
2.3.1.3.2设定方法
例如将第二回路设置为低速起动的第一个回路，此时将该回路外引远控起动、停止按钮控制线接到接线排上第二回路的1、2、3端子上，同时，将其中2、3端子与接线排最下方的2、3端子并联，通过显示器和面板上的功能按钮，设定双速控制方式实现点动、单机双速、双机低速和双机双速控制。
①点动：例如第二回路为单机点动控制，设定和显示为：紫花针茅
双速控制：20
尾-头：0.00秒低一高：3.00秒
低-高的间隔时间3.00秒为程序内部设定的最小值，在点动运行方式时无效。按起动、停止按钮点动第二回路所控制的电机。
②双机低速：例如第二回路和第一回路为双机低速运行，设定和显示为：
双速控制：21O
尾-头：1.00秒低-高：3.00秒
低-高的间隔时间3.00秒为程序内部设定的最小值，在双机低速运行方式时无效。按起动按钮。起动第二回路（机尾）电机低速运行，并延时到所设定的尾一头的间隔时间后（举例设定为1秒），再起动第一回路（机头）电机低速运行。
③单机双速：例如第二回路为低速，第一回路为高速，设定和显示为：
双速控制：2O0
尾-头：0.00秒低-高：4.00秒
a．按起动按钮，起动第二回路控制的电机低速运行，并延时到所设定的低一高的切换间隔时间（举例设定为4秒），同时第二回路电机的起动电流己下降到1. 2倍时，第二回路切换到第一回路，控制电机转入高速运行。悬挂链
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b．按起动按钮，起动第二回路控制的电机低速运行，并延时到所设定低一高的间隔时间，但是第二回路控制的电机起动电流没有下降到1.2倍时，禁止电机向高速切换，同时低速运行的电机也停机，并显示双机双速切换失败的提示画面，再按画面提示重新进行操作。
④双机双速：例如第二和第三回路为低速，第一和第四回路为高速，设定和显示为：
双速控制：2314
尾-头：1.00秒低-高：4.00秒
a．按起动按钮，起动第二回路控制的首台（机尾）电机低速运行，并延时到所设定的尾一头间隔时间后（举例设定为1秒），随之起动第三回路控制的（机头）电机低速运行。延时到低一高的切换间隔时间（举例为4秒），并且首台起动的电机的起动电流下降到1.2倍时，第二和第三回路两个低速回路，同时切换到第一回路（机尾）和第四回路（机头），两台电机转入高速运行。b．按起动按钮，起动第
二回路（机尾）电机低速运行，并延时到所设定的尾一头的间隔时间，起动第三回路（机头）电机也低速运行。延时到低一高的切换间隔时间，但是首台起动的第二回路电机的起动电流没有下降到1.2倍，禁止第二回路和第三回路向第一回路（机尾）和第四回路（机头）两个高速控制回路切换，同时第二和第三回路控制低速运行的两台电机随之停机，并显示双机双速切换失败的提示画面，再按画面提示重新进行操作。
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