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KE3002组合开关在综采工作面的应用
发布时间：2013-09-03 08:07 来源：未知
1、结构原理
KE3002组合开关是SAIT公司为煤矿井下特殊工作环境而设计生产的，可以用作断路器、磁力启动器、控制和监测异步电动机及照明系统，主要用于控制综采工作面采煤机、破碎机、转载机和输送机。KE3002组合开关主要由隔爆腔和本安接线腔组成，其电气原理图如图1所示。
KE3002组合开关的额定工作电压为3.3 kV，有两个独立的输出回路，每回路额定工作电流450Ao开关两侧上、下部各有一个500 A的插座，下部插座引入动力回路给母线排供电，也可以给开关串行供电，上部插座用于动力输出。插座有六根接线柱，三根粗的为动力接线柱，两根细的为PTC接线柱，用来检测电机温度，剩下一根为先导接线柱，插座中间为接地铜片。
隔爆腔内有两台可抽拉的接触器�？�，集成了具有所有监测及保护功能的电子�；つ？�。电子�；つ？榈募嗖獗；すδ苡校汗乇；�、短路�；�、相平衡监测、绝缘监测、漏电闭锁、温度监测、先导回路监测、中心点漂移和高压测试等。
隔爆腔设计为快开门结构，有一中央集锁系统，只有当所有接触器模块从母线排开时，快开门才能打开，母线排安装在隔爆腔后面。每台接触器模块都有自己的隔离机构使其单独和电源接通或分断，当隔离手柄打到“1”位，接触器�？椴褰赶吲诺玫�，同时与输出回路相连；当隔离手柄打到“O”位，接触器�？榇幽赶吲胖型芽赶吲派系墓┑绮遄痪蛋甯亲�，以免触及动力部分，输出回路也被短路且接地，由于有断电接点，可保证真空管分断后，接触器才从母线排脱开。
隔爆腔右侧是本安接线腔，有显示单元和继电器�？楦髁娇榧癙E4200板一块。每台接触器模块与一显示单元和继电器�？楣钩梢桓龌芈贰Ｏ允镜ピ饕美唇胁问柚煤痛娲�，也能显示参数值、测量值及故障信息等。KE3002组合开关共有电工、工程师、使用者、管理者、工厂和服务等六种不同级别的参数菜单，用户主要使用前三种。电工菜单设置开关的过载、短路分断电流及漏电闭锁值；工程师菜单设置系统的监测功能参数；使用者菜单设置系统中有关控制类型的参数。继电器�？橹饕墙酉叨俗优�，X2和X6为继电器模块到接触器�？楹拖允镜ピ牧叨俗优牛籜4为节点输出端子排；x5为安全回路端子排，其中1、2脚是输入点，3、4脚为输出点：X3为控制输入端子排，3、4脚是控制开关的起停输入点，5、6脚是控制电机换向输入点，通过5、6脚之间的二极管方向来确定电机的正反转。
PE4200板用于组合开关和KJ50监控系统之间的通讯，其一端通过七芯电缆串联在KJ50监控系统的PROMOS总线中，另一端与开关两个回路的显示单元相连接。板上有一路安全回路输出，接到x5的1、2脚上，通过3、4脚串联到另一个x5端子排的1、2脚上。
2、启动方式
KE3002组合开关有继电器启动、先导启动和PROMOS总线启动三种启动方式，可通过参数设置来确定，见于表l。继电器启动方式通过控制X3的3、4脚来控制组合开关，要求先导回路导通；先导启动方式通过控制先导回路的通断来控制组合开关，X3的3、4脚必须是一个闭合信号；PROMOS总线控制启动方式是通过PE4200板接收KJ50监控系统发出的信号来控制组合开关。先导回路和起、停端子都是闭合信号，无论何种启动方式，安全输入回路都是闭合回路。
为防止线路短路或误操作设备，在先导回路、起停控制回路和安全输入回路中，都串联了一个二极管。组合开关检测二极管整流后的半波直流信号来确定输入，若没有二极管，则检测是一个全波交流信号，开关被认为是故障，接触器锁定不能启动。X5的1、2脚接的是反向二极管，先导对地接正向二极管，X3的3、4脚也是接正向二极管。如果X3的3、4脚接反向二极管，表示组合开关可对高压绝缘测试，此时显示单元显示“HiF”，表示线路绝缘低于设置值，开关锁定；若显示“Hir”，则证明高压绝缘测试正常。
3、设备控制
KE3002组合开关的每个回路可以单独控制，也可以两回路或多台开关同时控制。
(1)采煤机控制
采煤机基本上是远程和单独启动，组合开关采用先导启动方式，见于图2。KE3002组合开关只需一个输出回路，先导线路一端接入接触器�？橹�，另一端通过二极管与插座的接地铜片相连，构成回路。
采煤机开关的先导线路通过采煤机电缆连接到采煤机上，采煤机电缆共七芯，其中三芯为动力线，控制芯线中的两根用作采煤机闭锁，另两根用作煤机启动。采煤机启动旋钮串联在先导回路中，启动旋钮闭合时，先导回路导通，开关真空接触器吸合，采煤机便得电。
为防止先导线路中间短路或采煤机误启动，先导二极管安装在采煤机机体上，即先导回路的最远端。当未启动时，显示单元显示“pir”，先导故障，并且先导故障灯亮。在参数设置上，因在未启动时，先导是断路状态，故先导故障复位参数(PSF)不能设置“2”，而参数值“2”是先导短路和断路时，都需要按复位旋钮键进行故障复位。
(2)输送机等控制
综采工作面破碎机、转载机和输送机通过通讯控制系统集中控制，其组合开关的启动方式是根据控制系统的不同而不同。先导回路二极管接在电缆插头上，为防止在接触器没有断开的情况下插拔电缆插头，可以通过先导回路提前断开真空接触器。
当工作面通讯控制系统为KJ50监控系统时，启动控制可选择PROMOS总线启动方式，见于图3。X5的l、2脚信号通过PE4200板接收控制系统后给出，不需在两点间串二极管。输送机组合开关中，采煤机闭锁信号和PE4200板上的安全输出信号一同串联到x5的1、2脚上。
当工作面通讯控制系统选择其它设备时，启动控制可选择继电器启动方式，见于图4�？刂破魍ü齀/O�？榻刂菩藕攀涑�，连接到KE3002组合开关继电器模块X3的3、4脚上。转载机和破碎机开关的安全输入点间串联一个反向二极管。输送机组合开关中，采煤机闭锁信号直接连到X5的l、2脚上。输送机有两个传动部并带高低速，需要两台组合开关四个回路，闭锁信号进入某台开关安全输入回路后，通过开关另一回路输出连入另一台组合开关某一安全输入回路，从而把整个运输机开关所有回路都串联在一起。
4、闭锁装置
《煤矿安全规程》第六十九条规定：采煤机上必须安装有能停止工作面刮板输送机运行的闭锁装置。按此规定，闭锁装置发出的信号通过PrC接线柱进入采煤机组合开关，再从组合开关输出一信号，接入输送机开关安全输入回路中，通过控制其组合开关安全回路的通断来实现输送机闭锁。
(1)采煤机专用KE3002组合开关闭锁
采煤机专用开关只有一个，另一个电源插座被PC220插座所代替�？厥涑霾遄械腜TC接线柱没有接入接触器模块中，而是相互并联在一起，通过两根电线与PC220插座相连。闭锁装置有一个�？�、常闭旋钮，发出一个开关量控制信号。信号通过采煤机电缆进入组合开关后，再从PC220插座输出到输送机组合开关的安全输入回路中。
(2)普通KE3002组合开关闭锁
采煤机闭锁输送机是通过软件参数设置来实现，首先将闭锁信号虚拟成模拟信号量，通过PTC接线柱对信号进行检测，然后开关对信号进行处理并从继电器�？閄4输出一个开关量信号，传送到输送机开关的安全输入回路中。参数设置时，PCr参数值设置为l，PCL参数值设置为5K，PCH参数值设置为15K，Rax参数值设置为11。PCL和PCH分别为Prc远控功能设置的最小和最大值。PCr参数设置PTC远程控制功能，设置值为“O”时，取消该功能；设置值为“l”时，表示该功能有效，当P'l℃监测到的电阻值大于PCH或小于2/3PCL时，继电器模块输出节点（Rax）断开，当Prc监测到的电阻值小于PCL而大于2/3 PCL时，继电器�？槭涑鼋诘�( Rax)闭合，开关自身接触器不分断。
采煤机闭锁线路中串联了一个3.9 kΩ,和一个22 kΩ的电阻，输送机闭锁旋钮并联在22 kΩ,的电阻上。闭锁旋钮断开时，开关检测PTC信号的电阻值为26 kΩ，输出节点（Rax）为�？浚渌突艏蓖３祷蛘卟荒苷Ｆ舫�。闭锁旋钮闭合后，开关检测的电阻值为3.9 kΩ，输出节点（Rax）为常闭量，此时，输送机开关安全回路导通，开关可正常启车。
5、结语
(1)KE3002型组合开关经井下使用，已成为综采I作面大功率设备的主要启动开关，具有故障率低、集成度高、接线简单、使用和检修维护方便等特点。
(2)开关结构小、安全可靠并经济实用。但开关在使用过程中，因监测系统灵敏度高，有时也出现误�；は窒�，故必须及时进行调整为妥。
