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摘要：ZK80矿用隔爆型电气组合开关具有合适的检测电压值，漏电闭锁性能良好，较好的选择性短路保护性能，还可以远距离操作，适合在煤矿中应用。
关键词：防爆 组合开关 短路保护 漏电闭锁
0 引言
近年来，我国煤矿采掘机械化的发展速度很快，采掘工作面的设备不断增加，但所采用的配电开关基本上仍是QC、DW系列的单体防爆启动器及馈电开关。由于机械化水平的不断提高，一个配电点往往需要6~10台防爆电磁启动器，而为了布置这些启动器需要开凿专用峒室或加宽巷道。每个配电点所需要的峒室至少要30m2，对于年产300万吨的特大型矿井有将近100个配电点，施工费用都很大。由于单体开关的数量多，操做维护及安装运输都不方便，而且造价高。ZK80矿用隔爆型电气组合开关在煤矿中的应用解决了这些问题。
1 ZK80矿用隔爆型电气组合开关（以下简称组合开关）技术数据
该组合开关的外壳系长方形焊接结构，进行箱和出线箱分别处于主壳体的左侧和右侧作为馈入和输出电缆用。电源侧进线箱有4个喇叭口，允许馈入外径φ45~67mm的电缆，内设9×M16的接线柱。负载侧φ35~52mm11个喇叭口，允许输出外径φ35~52mm的电缆，其反面有24个喇叭口允许连接外径φ16~19mm电缆。出线箱中有24×M10和82×M16的接线柱，供连接负载、控制和检测用。
组合开关内安装了9块控制元件板，用于安装自动开关、延时元件、电气参数检测元件、控制和照明电源、电磁启动器等。盖板上有观察窗，可以看到漏电闭锁报警指示灯，如某控制回路发生接地故障，漏电闭锁装置动作，指示灯亮。
2 组合开关的主要性能
2.1 具有合适的检测电压值，漏电闭锁性能良好。我国煤矿井下供电是采用中性点不接地的供电系统，一般情况下系统装有漏电继电器进行网络检测，当其绝缘电阻值低于整定值时则切断电源实行保护。但当网络中任何一处绝缘电阻值低于某一整定值时，整个系统将跳闸，寻找故障点颇费时间，将严重影响生产，所以低压供电系统应装设漏电闭锁装置。组合开关有1~8条主回路，另有3条电源线，一次接线原理见图1所示。
其中图1中LDB为漏电闭锁继电器，用作监视输出线上接触器断开后负载侧无电压时的三相对地绝缘状态。继电器的接点与接触器合闸回路有电气连锁，当线路绝缘电阻低于整定值时，继电器的连锁接点断开，使该回路无法合闸。
选取检测电压值要保证其在正常状态下所产生的电火花不能引起爆炸性混合物的爆炸。一般低压供电线路较长，线路具有较大的分布电容，当线路绝缘电阻很高时，分电容两端的电压最终将由于充电达到闭锁检测电压值，这时如发生金属性接地，将会产生较大的电火花。从电容引爆曲线可查得分布电容为1μF时的引爆电压为70V。考虑一定的安全系数，如选择低于35V的检测电压，就能保证在任何情况下均不会引起爆炸。
另外选取检测电压值也要保证不发生引起人体异常的生理感受，因为安装漏电闭锁继电器后，将使供电线路及设备在非运行状态下也处于带电状态，电工检修时将直接感受到检测电压。IEC规定的长期接触电源电压为不超过50V。因此，组合开关中选择的漏电闭锁检测电压应在合适的范围之内。
2.2 具有较好的选择性短路保护性能。电磁启动器中的熔断器通常作为启动器到电动机之间这段支线电缆的短路保护，主变压器侧的馈电开关作为整个供电网络的过流保护，对各支线来说是两级保护。当电磁启动器到电动机之间这段支线发生短路时，启动器中的熔断器应瞬时熔断，分断短路电流，达到有选择性保护的目的。若熔断器不能瞬时熔断，用馈电开关实际上难以达到后备保护的目的。普通矿用隔爆型电磁启动器一般都采用RT0、RL1、RM10等型号的熔断器作短路保护。有的熔断器分断容量不够，有的则是动作特性与接触器不匹配。如RM10型号的熔断器在660V的回路中就显得分断容量不够。RL1型380V的熔断器虽在660V的回路中分断容量足够，但与之配置的交流接触器不能很好地匹配，即当发生短路时，在其短路电压低于接触器的释放电压下，熔断器的熔断时间将大于接触器的释放时间，导致接触器强迫分断短路电流，造成事故。
由此可见，ZK80矿用隔爆型电气组合开关是把自动开关和启动器集合为一体，馈电开关起到短路保护作用。过流动作值整定比较易于掌握。
3 可以远距离操作
国家保准《矿用隔爆型电磁启动器》中规定了隔离开关的分断能力为1倍额定电流，显然不能带负荷操作。如发生意外事故时，启动器中的接触器触头产生熔焊、粘连，需要后面馈电开关迅速分断电源时，操作人员需奔跑相当距离。即使馈电开关在附近，普通矿用隔爆型馈电开关就地操作，也需要花一定时间进行拉闸，也会耽误事故的排除。ZK80礦用隔爆型电气组合开关把馈电开关和8台电磁启动器的功能合二为一，这样既具有普通隔离开关难以胜任的分断额定电流的能力，又具有馈电开关分断短路电流的性能。该组合开关采用伺服电机控制，可以方便地满足远距离操作，可以单台或多台进行正常空载切换，紧急情况下瞬间带负荷的接通与分断都较为方便和安全。
4 组合开关过电流动作值的整定要求
4.1 避开电动机的启动电流，即对干线的短路保护须满足I2≥IQ+IZ≥IQ+∑I，其中IQ是被保护范围内最大容量电动机的启动电流，∑I是其余电动机额定电流的总和。
4.2 IZ与自动开关保护范围内出现的最小两相短路电流I■■/IZ≥1.5。由于馈电开关与启动器位于同一腔体内，不用电缆连接，即使供电的主变压器容量很小，也易于满足上述要求。因此该组合开关有较好的选择性短路保护性能，熔断器仅作为后备保护用。
5 结语
ZK80矿用隔爆型电气组合开关在煤矿中的应用既能很好地解决了发生故障时带负荷操作的问题，又能远距离操作，造价低，使用方便。适合在防爆场所大规模使用。
参考文献：
[1]国家标准《矿用隔爆型电磁启动器》.
[2]《防爆电气设备》.化学工业出版社.2008年出版.
关键词：防爆 组合开关 短路保护 漏电闭锁
0 引言
近年来，我国煤矿采掘机械化的发展速度很快，采掘工作面的设备不断增加，但所采用的配电开关基本上仍是QC、DW系列的单体防爆启动器及馈电开关。由于机械化水平的不断提高，一个配电点往往需要6~10台防爆电磁启动器，而为了布置这些启动器需要开凿专用峒室或加宽巷道。每个配电点所需要的峒室至少要30m2，对于年产300万吨的特大型矿井有将近100个配电点，施工费用都很大。由于单体开关的数量多，操做维护及安装运输都不方便，而且造价高。ZK80矿用隔爆型电气组合开关在煤矿中的应用解决了这些问题。
1 ZK80矿用隔爆型电气组合开关（以下简称组合开关）技术数据
该组合开关的外壳系长方形焊接结构，进行箱和出线箱分别处于主壳体的左侧和右侧作为馈入和输出电缆用。电源侧进线箱有4个喇叭口，允许馈入外径φ45~67mm的电缆，内设9×M16的接线柱。负载侧φ35~52mm11个喇叭口，允许输出外径φ35~52mm的电缆，其反面有24个喇叭口允许连接外径φ16~19mm电缆。出线箱中有24×M10和82×M16的接线柱，供连接负载、控制和检测用。
组合开关内安装了9块控制元件板，用于安装自动开关、延时元件、电气参数检测元件、控制和照明电源、电磁启动器等。盖板上有观察窗，可以看到漏电闭锁报警指示灯，如某控制回路发生接地故障，漏电闭锁装置动作，指示灯亮。
2 组合开关的主要性能
2.1 具有合适的检测电压值，漏电闭锁性能良好。我国煤矿井下供电是采用中性点不接地的供电系统，一般情况下系统装有漏电继电器进行网络检测，当其绝缘电阻值低于整定值时则切断电源实行保护。但当网络中任何一处绝缘电阻值低于某一整定值时，整个系统将跳闸，寻找故障点颇费时间，将严重影响生产，所以低压供电系统应装设漏电闭锁装置。组合开关有1~8条主回路，另有3条电源线，一次接线原理见图1所示。
其中图1中LDB为漏电闭锁继电器，用作监视输出线上接触器断开后负载侧无电压时的三相对地绝缘状态。继电器的接点与接触器合闸回路有电气连锁，当线路绝缘电阻低于整定值时，继电器的连锁接点断开，使该回路无法合闸。
选取检测电压值要保证其在正常状态下所产生的电火花不能引起爆炸性混合物的爆炸。一般低压供电线路较长，线路具有较大的分布电容，当线路绝缘电阻很高时，分电容两端的电压最终将由于充电达到闭锁检测电压值，这时如发生金属性接地，将会产生较大的电火花。从电容引爆曲线可查得分布电容为1μF时的引爆电压为70V。考虑一定的安全系数，如选择低于35V的检测电压，就能保证在任何情况下均不会引起爆炸。
另外选取检测电压值也要保证不发生引起人体异常的生理感受，因为安装漏电闭锁继电器后，将使供电线路及设备在非运行状态下也处于带电状态，电工检修时将直接感受到检测电压。IEC规定的长期接触电源电压为不超过50V。因此，组合开关中选择的漏电闭锁检测电压应在合适的范围之内。
2.2 具有较好的选择性短路保护性能。电磁启动器中的熔断器通常作为启动器到电动机之间这段支线电缆的短路保护，主变压器侧的馈电开关作为整个供电网络的过流保护，对各支线来说是两级保护。当电磁启动器到电动机之间这段支线发生短路时，启动器中的熔断器应瞬时熔断，分断短路电流，达到有选择性保护的目的。若熔断器不能瞬时熔断，用馈电开关实际上难以达到后备保护的目的。普通矿用隔爆型电磁启动器一般都采用RT0、RL1、RM10等型号的熔断器作短路保护。有的熔断器分断容量不够，有的则是动作特性与接触器不匹配。如RM10型号的熔断器在660V的回路中就显得分断容量不够。RL1型380V的熔断器虽在660V的回路中分断容量足够，但与之配置的交流接触器不能很好地匹配，即当发生短路时，在其短路电压低于接触器的释放电压下，熔断器的熔断时间将大于接触器的释放时间，导致接触器强迫分断短路电流，造成事故。
由此可见，ZK80矿用隔爆型电气组合开关是把自动开关和启动器集合为一体，馈电开关起到短路保护作用。过流动作值整定比较易于掌握。
3 可以远距离操作
国家保准《矿用隔爆型电磁启动器》中规定了隔离开关的分断能力为1倍额定电流，显然不能带负荷操作。如发生意外事故时，启动器中的接触器触头产生熔焊、粘连，需要后面馈电开关迅速分断电源时，操作人员需奔跑相当距离。即使馈电开关在附近，普通矿用隔爆型馈电开关就地操作，也需要花一定时间进行拉闸，也会耽误事故的排除。ZK80礦用隔爆型电气组合开关把馈电开关和8台电磁启动器的功能合二为一，这样既具有普通隔离开关难以胜任的分断额定电流的能力，又具有馈电开关分断短路电流的性能。该组合开关采用伺服电机控制，可以方便地满足远距离操作，可以单台或多台进行正常空载切换，紧急情况下瞬间带负荷的接通与分断都较为方便和安全。
4 组合开关过电流动作值的整定要求
4.1 避开电动机的启动电流，即对干线的短路保护须满足I2≥IQ+IZ≥IQ+∑I，其中IQ是被保护范围内最大容量电动机的启动电流，∑I是其余电动机额定电流的总和。
4.2 IZ与自动开关保护范围内出现的最小两相短路电流I■■/IZ≥1.5。由于馈电开关与启动器位于同一腔体内，不用电缆连接，即使供电的主变压器容量很小，也易于满足上述要求。因此该组合开关有较好的选择性短路保护性能，熔断器仅作为后备保护用。
5 结语
ZK80矿用隔爆型电气组合开关在煤矿中的应用既能很好地解决了发生故障时带负荷操作的问题，又能远距离操作，造价低，使用方便。适合在防爆场所大规模使用。
参考文献：
[1]国家标准《矿用隔爆型电磁启动器》.
[2]《防爆电气设备》.化学工业出版社.2008年出版.