80开关、综保及真空馈电开关的结构原理及其常见故障的处理解析

第一节QBZ-80开关简介及工作原理学时：1学时教学环节课堂主要教学内容教学程序设计时间分配目标熟悉掌握开关的原理及开关简单故障的诊断与处理，从而在实际工作中减少开关的故障率，增强业务水平、应急处理能力和安全意识，达到实现安全生产的目的。

重点：QBZ-80N真空电磁启动器的技术参数、结构原理。

难点：QBZ-80N真空电磁启动器的技术参数、结构原理。

教学内容第一节执行标准及特点QBZ-80、120、200/1140（660）矿用隔爆型真空电磁起动器（简称起动器）执行标准为Q/HWT63-2005、MT111—1998《矿用防爆型低压交流真空电磁起动器》，隔爆型式为“ExdI”。

起动器采用快开门结构，结构简单合理，操作方便，本体采用立板式，使用简单的控制线路，便于维护。

起动器远距离起动和停止负载，具有过载、断相、短路、漏电闭锁检测等保护功能。

第二节主要用途及适用范围QBZ-80、120、200/1140(660) 矿用隔爆型真空电磁起动器（以下简称起动器）适用于控制交流50HZ、电压为1140V或660V、容量在296KVA 以下的防爆电气设备（如：水泵、局部扇风机等）。

可用于煤矿井下或其它周围空气中含有爆炸性气体（如：甲烷）的工矿企业中，但其周围空气中不得含有腐蚀金属和破坏绝缘的活动性化学物质。

第三节型号含义型号中的大写字母代表起动器的型式及其特征，主要参数由阿拉伯数字表示。

简要介绍QBZ-80开关的特点、用途、使用范围理解QBZ-80型号含义5分钟5分钟5分钟示例：额定主电压为1140V 备用电压为660V、额定电流为80A 的矿用隔爆型真空电磁起动器，其型号标记为：QBZ—80/1140（660）。

第四节技术参数电源电压不低于额定值的75%，起动器应能可靠的工作；电源电压超过或达到额定值的10%时允许短时工作。

起动器的技术参数了解80开关的技术参数，对技术参数有一个基本印象10分钟第五节外形尺寸重量：68㎏尺寸：790×560×645QBZ-80、120/1140（660）D 外形图第六节结构原理了解外形尺寸，实际以现场实测为准5分钟30结构、原理及电流整定说明按以下说明进行：结构：起动器外壳采用圆形快开门结构。

内部装一块控制底板，底板的正面装有一个真空接触器、一个中间继电器、电机综合保护器和熔断器，底板的背面装有隔离开关、阻容过电压吸收器、控制变压器和停止按钮。

起动器的盖子和隔离开关的手柄有机械闭锁，保证断电源后开盖，未盖上盖子不能送电。

工作原理：按电机运转方向的要求，合上隔离换向开关QS，电源接入控制变压器初级得电，次级9、4两端输出36V交流电，使JDB 得电，漏电检测开始。

当主回路对地绝缘电阻符合要求时，JDB 内继电器工作，常开点3、4接通，真空接触器可投入使用，否则接触器不能投入使用。

当就地自控或集中控制时，按下启动本部分为重点，职工必须对开关内部结构有深刻理解，各元件功能和状态必须认识清楚。

工作原理讲解要一点一点进行，遇分钟按钮SB1，ZJ吸合，36V电源经ZJ1接点，使真空接触器线圈KM （CKJ）吸合，常闭ZJ2打开，这样当磁力起动器工作时，负荷端电压不会通过33号线进入JDB内，当真空接触器主触头接通，接触器线圈KM呈吸合状态，这时KM2常开闭合自保。

运行中如发生短路、过载或断相等故障，则JDB动作切断ZJ的供电线路，使真空接触器KM立即分断。

停止时，按下停止按钮SB2，ZJ断电，ZJ1打开，真空接触器KM断开，停止对电机供电。

原理及电流整定：保护器由传感组件、保护插件和面板等组成。

面板上设有电流整定波段开关、高低档拔动开关、试验拔动开关及接线端子。

传感器组件电路由电流互感器A、B、C，电阻器R1-R9，电容器C3-C5，二极管D3、D5、D6、D10-D15等组成。

通过电流互感器和取样电阻R1-R6电流信号转变成电压信号，再经过二极管D3、D5、D6 整流和C3-C5滤波变成直流信号电压，它基本上与互感器一次侧电流成正比例关系。

信号电压经波段开关输出。

D10-D15—组成断相检测电路，当某一相无电流，该相取样电路相接的那端电位升高，经稳压管、三极管输出断相信号。

波段开关SA和电阻IR1-IR11组成了电流整定电路，它利用到职工听不懂或者无法理解的要及时记录下来反复讲解。

串联电阻的分压作用使得整定在任一档时都能保证在额定负载时输出同样的信号电压VA。

（面板上A 点）过载保护：过载保护电路由信号比较放大电路，延时电路、定时鉴幅电路等组成。

在额定负载下，VA信号电压为+3V，它与设定的比较电压3V 相平衡。

因而输出端VB（面板上B点）也为0V。

运算放大器11 脚输出为高电平。

当发生过载时，VA信号电压升高。

1.2倍过载时，VA为3.6V,VB为3V(此电压由22K可调电位器调整）经过由R28、R24、D16、C1组成的延时电路延时约5-20分钟，充电到12脚的门槛电压，11脚输出变为低电平，经D17使三级管Q1截止，继电器K释放，电磁起动器跳闸，电动机得到保护。

当1.5倍过载时，VA为4.5V,VB为7.5V，经过由R28、DB8、D16、C1组成的延时电路约延时1-3分钟，充电到12脚的门槛电压，11脚输出变为低电平，Q1截止，继电器K释放，起动器跳闸，保护了电动机。

当电动机起动时，起动电流约为6倍额定电流，VA约为18V，它直接经DB5、R26、D16向C1充电，如果电动机起动正常，则VA很快降低为额定负载下的信号电压，如果电动机经8-16秒仍未能起动，由C1充电到13脚的门槛电压，输出变为低电平，Q1 截止，继电器K释放，起动器跳闸，保护电动机免于烧毁。

当电机保护动作后，主电路断电，VA信号电压回零，VB输出为零，电容C1上的电压通过R22、DB8、R28放电，约2分钟后，11脚输出变为高电平，Q1导通，继电器K又吸合，允许起动器再次启动。

此过程称复位。

短路保护：短路保护电路由运算放大器5、6、7脚及Q2等外围电路组成。

当发生短路时VA约为24V，经过DB9、R16、R15分压后加到运算放大器的5脚，经R14、C9短延时达到触发电平输出翻转成正电平，经过Q2使Q1截止，继电器K释放，开关跳闸，实现了短路保护。

输出端的正电平通过R47、D8反馈到同相输入端，使得在短路信号消失后，也不会自动复位，即实现了自锁，只有断开36V交流电源，重新送电后，输出才又恢复为正电平。

漏电闭锁保护：漏电闭锁保护电路由运算放大器1、2、3脚及其外围电路组成。

在起动器释放时，+15V电源通过R40、D19辅助常闭接点对电动机及其供电线路的对地绝缘电阻进行监测。

当绝缘电阻较高时，经分压后，得到较高电压输入到同相输入端，其输出为负电平。

当绝缘电阻下降到低于规定的漏电闭锁电阻动作值时，R39端电平下降，输入到集成块的同相输入端的电压低于门槛电压，1脚输出变为正电平，Q2导通，Q1截止，继电器K 释放，电磁起动器不能起动，实现了漏电闭锁。

电源：保护器的电源电路由交流稳压和直充稳压两级构成。

D4、D43、R44组成交流稳压电路，输入到集成稳压器，输出稳定的+15V直流电源。

合上隔离开关QS，此时若负荷电路无漏地故障，得电吸合，按下起动按钮，中间继电器ZJ 吸合，接触器KM（CKJ）吸合，电机运转。

按下停止按钮，接触器失电释放，电机停转。

QBZ-80开关JDB-80-A型电动机综合保护器QBZ-80开关中起保护作用的是JDB-80-A型电动机综合保护器，这是最常用的一种保护器。

QBZ-120开关中是JDB-120-A型，QBZ-225开关中是JDB-225-A。

这三种型号的保护器外型、结构、功能以及接线方式都是一样的，区别仅在于额定电流不一样。

本部分主要讲解综合保护器JDB-120-A 型的工作原理和工作过程，本部分必须深刻理解，现场实际操作指导图 18 电动机综合保护器在原理图中的接线JDB-80-A保护器的设定：电流设定：保护器的电流大小设定值一般与被控制设备的额定值一样或稍大即可。

例如，被控制电机额定电流为39A，如果保护器的电流档有39A，则调至39A即可。

如果没有，可以调到40A。

电流调整方法：在电流调节旋钮的每一个档位上都有两个数值，其中一个数大，一个数小。

数大的为高档，数小的是低档。

对应的选择开关就是高低档开关（图17）。

试验按钮：为了确保保护器的可靠运行，要定期对保护器进行试验，以检测保护器的好坏。

过载与短路试验，需要在开关吸合之后，将试验开关拨至短路或过载试验位置。

短路试验，开关会立即跳闸。

过载试验，开关会延时一段时间才会跳闸。

过载试验之后，如果立即将试验开关拨至“正常”位置。

3、4点也不会立即闭合。

这是需要按一下复位按钮，3、4点才会复位。

有的JDB保护器没有复位按钮，可以将隔离开关扳至“停”的位置。

稍等一会即可。

漏电闭锁试验时，需要将试验按钮先拨至“漏电”位置，然后在按启动按钮，如果此时保护器动作，开关不能吸合，说明保护器正常。

图 19 两台QBZ-80开关连锁控制图19中蓝色框内的电路是连锁控制功能电路。

虽然这个电路并不常用，但既然有了这个电路，我也讲解一下他的原理及使用方法。

功能：图中的开关一作为主控开关，开关二是连控开关。

当开关一吸合时，开关而自动吸合，当开关一释放时，开关二自动释放。

接线方法：用电缆将第一台开关的十三号线与第二台开关的1号线连接，第一台开关中与KM4相连的di 端子接地，第二台开关中的9号线接地。

两台开关主电源L1、L2、L3用四芯电缆并联，四芯电缆的接地芯线将两台开关外壳的接地端子（di）相连。

连接之后的等效图如图19中的绿色连线所示。

工作原理：第一台开关按启动按钮，真空接触器吸合，同时真空接触的辅助触点KM4闭合，接通了第二台开关的控制回路，第二台开关随即吸合，其回路为：电源端子4——JDB保护器端子——3号线——中间继电器线圈——6号线——停止按钮SB2——1号线——第一台开关13号线——第一台开关停止按钮——第一台开关辅助触点KM4——第一台开关di 端子——第二台开关9号端子——电源另一端。

图 20 QBZ-80开关照明及阻容保护回路图20中上面的红色框所圈的为80开关的照明电路，利用这个电路，可以外接一个36V的照明灯，其接法如图中绿色线所画的那样。

但实际上这个电路没有什么用途，不知道当初设计这个电路的初衷是什么，也许是为了应急照明吧。

阻容保护电路在上图中已经圈出，圈出的电路是他的简化画法。

实际元件的组成如下图，虚线框内是阻容元件他的实物及接线如下图阻容吸收器的作用：阻容吸收器的主要作用是为了吸收主回路中的浪涌电压，防止主回路电压突然升高对元件造成损害。

我们可以想象一下，在一条河中，有一个闸门，闸门的上方有水，下方没有谁。