ZBZ—4.0Z系列煤电钻综合保护器在天湖岩煤矿的应用

潘宏进

摘 要：ZBZ-4.0Z系列煤电钻综合保护器是针对目前国内煤矿井下使用的煤电钻综保在实际运行中所存在的问题，首创开发研制的一种新型无触点煤电钻综合保护器。文章主要对其工作原理以及在矿井现场使用中与BBZ-2.5型煤电钻综保性能特点优劣进行简单对比，介绍ZBZ-4.0系列煤电钻综合保护器的各种原理和常见故障维修方法，希望机电维修人员能够全面的了解和掌握，在日常维修中能为维修人员提供良好的借鉴和参考。

关键词：煤电钻综合保护器；工作原理；产品性能；故障分析

中图分类号：TD421 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）15-0056-01

随着近几年来天湖山能源公司小型移动设备更新力度的不断加大，自2009年以来，天湖岩矿共先后引进20台ZBZ-4.0Z型煤电钻综合保护器，作为BBZ-2.5型煤电钻综保更新换代产品，在天湖岩矿各采煤工作面得到广泛的应用，煤电钻综合保护器作为回采工作面控制煤电钻通、断电和保护采煤工人人身安全最重要的小型机电设备，其保护功能是否齐全可靠，维修是否简便，对矿井安全生产的顺利进行，有着决定性的现实意义。

1 产品主要功能

①保护功能齐全，有漏电、短路、网络绝缘监视等多种保护功能；②采用超越式先导控制回路，可在远方开停电煤钻，工作面不打钻时煤电钻电缆不带电，既节约电能，又安全可靠；③短路保护采用载频检查与熔断器双重保护，并具有自检作用，电煤钻不工作时线路发生短路，可实现短路闭锁，保护装置动作后，电路具有自消作用。

2 工作原理

①主回路：由隔离开关TK，一、二次侧熔断管FU，主变压器ZB，热继电器RJ，固态继电器等组成；②控制回路：闭合煤电钻手柄开关——20 V正电——保护插件——煤电钻绕组—形成先导回路。在电网无故障的情况下，导通电煤钻启动开始打钻。由于煤电钻运行时是靠电流互感器感应电压维持三极管导通，继而在输入端固态继电器输入合适的控制信号触发固态继电器导通，当放开煤电钻手柄开关，电流互感器失去电流而不产生感应电压，保护插件动作，主回路停止工作，固态继电器断开，煤电钻停止运行，电钻电缆不带电；③短路保护回路：采用载频电子检测方式保护与熔断器双重保护，无论煤电钻是否工作，晶体管线路板插件上始终通有一固定频率信号。一旦电缆出现短路故障，载频电子电路因信号短接而消失，固态继电器断开切断电源，同时实现短路闭锁；④漏电保护回路：系统采用127 V网路电源直接检测方式。127 V电源（三相）——地——电网对地绝缘阻值——127 V电源。在电网对地绝缘水平较高时，流经保护插件继电器的电流很小，不足使其动作，当电网对地绝缘低于整定值时，保护插件继电器流过足够电流吸合，其常闭接点断开，切断主回路电源，同时另一回路闭合，接入漏电试验电阻，使保护插件继电器自锁。漏电故障排除后，需要断开隔离开关TK，解除漏电自锁，才能重新工作。

3 性能特点优劣对比分析

①ZBZ-4.0Z型煤电钻综合保护器的煤电钻主回路通、断采用HHG1-3/032F-38-40Z型固态继电器，实现了煤电钻开停无触点化控制。消除原BBZ-2.5型煤电钻综保工作时，CJ10交流接触器触头回跳所产生的机械振动、电火花、电磁干扰及反向瞬间过电压，同时也避免了因接触器触头灼伤或弹簧松动造成煤电钻单相运转，杜绝了现场使用时用木塞塞住接触器强迫启动煤电钻严重违章现象的发生。

②二次控制回路采用RWH-SH-112D型继电器直接在保护插件内焊接固定，提高了小型继电器的工作稳定性，大大延长继电器的使用寿命，克服了BBZ-2.5型煤电钻综保保护及控制回路（J1、J2、J3）采用的JTX-2C型底座插入式直流继电器，经常在搬运、装卸车、提升运输环节因震动使继电器插头松动或脱落，造成设备故障。

③综保保护插件采用ZZ8L-B型采用集成电路，电子元件极少，线路简单，动作更加灵敏迅速可靠，并且可调电位器采用旋钮外置式，无需打开插件外壳即可调节保护动作灵敏度。而BBZ-2.5型煤电钻综保插件不仅电子元件繁多，线路复杂，而且可调电位器采用内置式，调节时需拔出插件打开外壳费时费力十分不便。同时ZZ8L-B型插件采用下插式比BBZ-2.5型煤电钻综保采用平插式更为合理牢靠，在搬运过程中，不易因抖动使插件松动接触不良，引起综保故障。

④主变压器容量为4 kVA，可以同时供两台视在功率为1.2 kW煤电钻使用。BBZ-2.5型煤电钻综保主变压器视在功率仅为2.5 kVA，只可供一台视在功率为1.2 kW煤电钻和外加400 W负荷使用。在煤层较硬的工作面使用ZBZ-4.0Z型综保，主变压器容量较大，不容易因过负荷烧毁。

⑤综保运行、故障指示部分采用电子线路和发光二极管，控制电源经插件内部简单的串联式稳压电路后供给。故障指示更加细化，分打钻、运行、短路、漏电、绝缘五个发光二极管指示灯，指示具体明确，线路故障原因判断更为方便明了。BBZ-2.5型综保采用5.5 V灯泡，只有故障、运行、电源三种指示灯，当综保电路发生短路、漏电故障时，根据故障指示灯无法直接判断，使维修时间延长。

⑥保护动作试验电路：分短路动作和漏电动作试验两部分，由插件内部形成，综保外壳分别装设短路和漏电试验按钮，可以在综保不开盖情况下对短路和漏电回路是否完好进行单独试验。BBZ-2.5型综保采用本体内部将短路和漏电按钮分开，外壳只设一个按钮，在不开盖时试验，无论短路或漏电保护回路只要有其中任何一个回路完好，试验时综保都会动作闭锁，当其中一个回路不完好时将产生巨大的安全隐患危及人身安全。

⑦由于控制及保护回路采用集成电路，综保本体电气元件仅有：隔离开关、一、二次侧熔断管、控制变压器、热继电器、固态继电器、试验按钮，比BBZ-2.5型综保少了单相电抗器、三相电抗器、中间继电器、电流互感器、扼流圈、载频钮子开关、36V电源板等多个元件。所以本体结构简单，控制线路大大减少，维修更加简便。同时杜绝了井下使用时人为的将钮子开关拨至无载频状态和将三相电抗器中性点不接地，即煤电钻综保在短路、漏电保护回路无投入状态下运行，安全隐患明显。

⑧ZBZ-4.0Z型综保电子插件每块价格为190元，而BBZ-2.5型综保插件每块400元，天湖岩矿目前在用20台新型综保，按每台综保每年更换一块插件计算，仅插件投入每年可节约维修资金20台×400元-20×190元=4 200元，加上省去直流继电器、电抗器等元件检修费用，年节约资金可达5 000元左右，维修费用节约效果显著。

4 故障分析及排除

①煤电钻刚运行，马上出现短路现象，同时短路指示灯：是插件中300 Ω，10 W可调电位器磁芯调整位置不当或煤电钻电缆绝缘阻值<5 MΩ，用一字小螺丝刀将磁芯逆时针调整1～5圈，按外壳短路试验按钮短路灯亮，综保正常。否则需更换煤电钻电缆；②闭合煤电钻手柄开关，综保不工作：检查三相电源电压、煤电钻手柄开关、热继电触点是否正常；检查电子插件是否松动、内部导线是否脱落；③合综保电源开关出现漏电或短路指示灯亮：检查控制变压器输入、输出电压是否正常。如电压不正常，应检查熔断器是否松动、熔丝是否烧毁；如电压正常，应检查手柄开关是否完好、到位，插件有无松动；检查煤电钻电缆是否破皮，煤电钻是否老化绝缘过低。

5 使用中的注意事项

①综保井下使用时，严禁用导线将固态继电器短接，否则会烧毁电子插件和主变压器；②由于各厂家煤电钻参数不一样和工作面电源网络、电缆长度不同，个别综保会出现短路保护误动作现象，可以微调电位器即可；③接线前应用1 000 kVA表测量高低压绝缘阻值，不低于5 MΩ；主副接地应>5 m；④由于新型综保外形尺寸（654×645×480）比老式综保（610×510×470）明显加大，现场安装时应注意巷道宽度，避免因巷道过窄行车时撞坏设备。

6 结 语

通过近四年来天湖岩煤矿采煤工作面现场使用实践证明，ZBZ-4.0系列煤电钻综合保护器的保护功能齐全，动作灵敏可靠、本体结构简单、维修简便、故障率极低、设备性能先进稳定，得到采煤一线工人和机电维修人员的一致好评，是BBZ-2.5型煤电钻综保的理想替代产品。

参考文献：

[1] 靳永刚，李亚平，胡首勋，等.浅谈煤电钻常见故障及处理方法[J].陕西煤炭，2009，（1）.

[2] 王秀琴，王德才.煤电钻控制系统的研究[J].煤矿机械，2002，（8）.

[3] 董德明，梁南丁.煤电钻综合保护装置的使用及改进[J].矿山机械，2010，（11）.