一種啟動(dòng)器故障檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張偉柱

(潞安化工集團(tuán) 王莊煤礦，山西 長(zhǎng)治 046031)

QBZ型礦用隔爆型真空電磁啟動(dòng)器適用于控制交流50 HZ、電壓1 140 V或660 V、容量在296 kVA以下的防爆電氣設(shè)備。其工作原理如圖1所示。

圖1 啟動(dòng)器工作原理

按電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向的要求，合上隔離換向開(kāi)關(guān)QS，電源接入控制變壓器初級(jí)得電，次級(jí)9、4兩端輸出36 V交流電，使JDB得電，漏電檢測(cè)開(kāi)始。當(dāng)主回路對(duì)地絕緣電阻符合要求時(shí)，JDB內(nèi)繼電器工作，常開(kāi)點(diǎn)3、4接通，真空接觸器可投入使用，否則接觸器不能投入使用。當(dāng)就地自控或集中控制時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕SB1，ZJ吸合，36 V電源經(jīng)ZJ1接點(diǎn)，使真空接觸器線圈KM(CKJ)吸合，常閉ZJ2打開(kāi)，這樣當(dāng)磁力啟動(dòng)器工作時(shí)，負(fù)荷端電壓不會(huì)通過(guò)33號(hào)線進(jìn)入JDB內(nèi)，當(dāng)真空接觸器主觸頭接通，接觸器線圈KM呈吸合狀態(tài)，這時(shí)KM2常開(kāi)閉合自保。運(yùn)行中，如發(fā)生短路、過(guò)載或斷相等故障，則JDB動(dòng)作切斷ZJ的供電線路，使真空接觸器KM立即分?jǐn)唷ＭＶ箷r(shí)，按下停止按鈕SB2，ZJ斷電，ZJ1打開(kāi)，真空接觸器KM斷開(kāi)，停止對(duì)電機(jī)供電。

啟動(dòng)器在使用過(guò)程中，往往容易出現(xiàn)以下幾種故障：①隔離換向開(kāi)關(guān)燒毀；②保護(hù)器損壞；③啟動(dòng)器回路絕緣阻值低，保護(hù)器動(dòng)作；④啟動(dòng)回路故障；⑤中間繼電器故障。

這些情況造成的表象都是開(kāi)關(guān)不啟動(dòng)，因故障表象基本相同，需要用排除法解決，處理起來(lái)比較麻煩。

綜上所述，啟動(dòng)器不同的部位發(fā)生故障卻存在相同的表象。在排查故障的時(shí)候，傳統(tǒng)上只能采取排除法，使檢修啟動(dòng)器非常麻煩。鑒于此，設(shè)計(jì)一種啟動(dòng)器故障檢測(cè)裝置，既縮短了故障檢測(cè)時(shí)間，又提高了故障檢測(cè)效率。

1 設(shè)計(jì)目標(biāo)及方案

1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

設(shè)計(jì)一種啟動(dòng)器故障檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)器故障的自動(dòng)檢測(cè)，可以對(duì)QBZ-80、120、200/1140(660)等型號(hào)的礦用隔爆型真空電磁啟動(dòng)器進(jìn)行檢測(cè)，快速判斷出啟動(dòng)器的故障點(diǎn)，縮短故障排查時(shí)間，提高故障識(shí)別效率。

1.2 設(shè)計(jì)方案

啟動(dòng)器故障檢測(cè)裝置的殼體內(nèi)設(shè)置有電源模塊、絕緣試驗(yàn)?zāi)０濉⒈Ｗo(hù)器試驗(yàn)?zāi)K和PLC控制器；殼體上設(shè)置有絕緣保護(hù)試驗(yàn)端子模塊、隔離換向燒傷試驗(yàn)端子模塊、36 V交流輸出端子、啟動(dòng)停止試驗(yàn)端子模塊、保護(hù)器指示燈、隔離換向燒傷指示燈模塊、啟動(dòng)停止指示燈模塊和關(guān)鍵點(diǎn)指示燈模塊。如圖2所示。

圖2 啟動(dòng)器故障檢測(cè)裝置外觀

電源模塊包括變壓器和整流濾波電路，變壓器用于將220 V交流電轉(zhuǎn)化為24 V交流電和36 V交流電，整流濾波電路用于將24交流電整流成為24 V直流電后為PLC測(cè)試模塊供電；36 V交流電通過(guò)36 V交流輸出端子分別與啟動(dòng)器的4號(hào)端子和9號(hào)端子連接。如圖3所示。

圖3 電源模塊

絕緣和保護(hù)器試驗(yàn)?zāi)K包括整流橋模塊、測(cè)試電阻、歐姆表，測(cè)試電容和保護(hù)器指示燈L1；整流橋模塊的輸入端與36 V交流電連接，輸出正端分別經(jīng)測(cè)試電阻、測(cè)試電容和歐姆表后與輸出負(fù)端連接；測(cè)試電容的兩端通過(guò)絕緣保護(hù)試驗(yàn)端子模塊與啟動(dòng)器的負(fù)荷側(cè)的相間接線端子連接；保護(hù)器指示燈的兩端通過(guò)絕緣保護(hù)試驗(yàn)端子模塊分別與啟動(dòng)器3號(hào)端子和9號(hào)端子連接；啟動(dòng)器隔離換向開(kāi)關(guān)的一端三相并聯(lián)后通過(guò)隔離換向燒傷試驗(yàn)端子模塊與PLC控制器的1M端子連接，另一端的三相通過(guò)隔離換向燒傷試驗(yàn)端子模塊與PLC控制器的I0.0端子，I0.1端子和I0.2端子分別連接；啟動(dòng)器的9號(hào)端子通過(guò)啟動(dòng)停止試驗(yàn)端子模塊與PLC控制器的2M端子連接，3號(hào)端子和7號(hào)端子通過(guò)啟動(dòng)停止試驗(yàn)端子模塊與分別接入PLC控制器的I1.5端子和I1.6端子分別連接，隔離換向燒傷指示燈模塊、啟動(dòng)停止指示燈模塊和關(guān)鍵點(diǎn)指示燈模塊分別與PLC控制器的輸出端子連接。如圖4所示。

圖4 絕緣和保護(hù)器試驗(yàn)?zāi)K

隔離換向燒傷指示燈模塊包括綠燈L2和紅燈L3，綠燈L4和紅燈L5以及綠燈L6和紅燈L7，啟動(dòng)停止指示燈模塊包括綠燈L8和紅燈L9，關(guān)鍵點(diǎn)指示燈模塊包括紅燈L10和綠燈L11；綠燈L2、紅燈L3、綠燈L4、紅燈L5、綠燈L6、紅燈L7、綠燈L8、紅燈L9、紅燈L10和綠燈L11的一端與PLC控制器的L端子連接，另一端分別與PLC控制器的輸出端子連接。

絕緣和保護(hù)器試驗(yàn)?zāi)K包括3個(gè)整流橋模塊、3個(gè)測(cè)試電阻、3個(gè)歐姆表、3個(gè)測(cè)試電容。3個(gè)整流橋模塊的輸入端均與36 V交流電連接，輸出正端分別經(jīng)測(cè)試電阻、測(cè)試電容和測(cè)試歐姆表后與輸出負(fù)端連接；絕緣保護(hù)試驗(yàn)端子模塊包括第一、第二、第三、第四絕緣保護(hù)試驗(yàn)端子組；3個(gè)測(cè)試電容的兩端分別經(jīng)第一、第二、第三絕緣保護(hù)試驗(yàn)端子組與啟動(dòng)器的負(fù)荷側(cè)3個(gè)相間接線端子連接；保護(hù)器指示燈的兩端經(jīng)第四絕緣保護(hù)試驗(yàn)端子組與啟動(dòng)器3號(hào)端子和9號(hào)端子連接。和PLC連接后如圖5所示。

圖5 PLC控制器的電路連接

隔離換向開(kāi)關(guān)燒傷后一般是一相或兩相不通，通過(guò)PLC控制器和直流24 V電源可以對(duì)隔離換向開(kāi)關(guān)的燒傷情況進(jìn)行判斷，通過(guò)將隔離換向開(kāi)關(guān)三相的兩端分別接入PLC控制器，可以由PLC控制器判斷三相的通斷情況，然后根據(jù)三相輸入的通斷情況，利用程序設(shè)定對(duì)應(yīng)指示燈的得電情況。即三相中的某一相接通時(shí)，輸出信號(hào)控制對(duì)應(yīng)的綠燈發(fā)光，不通時(shí)輸出信號(hào)控制對(duì)應(yīng)的紅燈發(fā)光。通過(guò)兩次正反操作，根據(jù)隔離換向燒傷指示燈的亮、滅情況可輕松判斷其好或壞。

啟動(dòng)停止回路和關(guān)鍵點(diǎn)之間有一個(gè)公共點(diǎn)為9號(hào)端子，啟動(dòng)停止回路另一端是3號(hào)端子，關(guān)鍵點(diǎn)是7號(hào)端子。通過(guò)將啟動(dòng)器的9號(hào)端子線接入PLC控制的2M端子，3號(hào)端子和7號(hào)端子分別接入PLC控制器的I1.5端子和I1.6端子，可以接收啟動(dòng)停止回路和關(guān)鍵點(diǎn)的通斷信號(hào)，通過(guò)對(duì)PLC進(jìn)行設(shè)置，可通過(guò)這兩個(gè)端子輸入的通斷信號(hào)輸出信號(hào)控制啟動(dòng)停止指示燈模塊7和關(guān)鍵點(diǎn)指示燈模塊8的亮滅情況；一般設(shè)定輸入接通信號(hào)時(shí)亮綠燈，不通時(shí)亮紅燈。則對(duì)啟動(dòng)停止回路進(jìn)行測(cè)試時(shí)，先按一下啟動(dòng)再按一下停止，若綠燈先亮，紅燈不亮；隨后待按下停止按鈕后，綠燈滅紅燈亮，則表示正常；關(guān)鍵點(diǎn)測(cè)試時(shí)，應(yīng)按下啟動(dòng)器的中間繼電器，若按下前紅燈先亮，按下后紅燈滅綠燈亮則表示關(guān)鍵點(diǎn)無(wú)故障。

2 啟動(dòng)器故障檢測(cè)裝置的創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用效果

啟動(dòng)器故障檢測(cè)裝置利用啟動(dòng)器工作原理，結(jié)合PLC和相關(guān)模塊、指示燈完成啟動(dòng)器的各種故障一次識(shí)別，就像汽車4S店里用電腦檢測(cè)汽車故障一樣，避免了以往用萬(wàn)用表、兆歐表等儀器多次檢測(cè)的麻煩。通過(guò)在王莊煤礦機(jī)修廠應(yīng)用，可對(duì)QBZ-80、120、200/1140(660)等礦用隔爆型真空電磁啟動(dòng)器的多種故障原因進(jìn)行一次性識(shí)別，提高了啟動(dòng)器檢修效率，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 結(jié) 語(yǔ)

啟動(dòng)器故障檢測(cè)裝置可以對(duì)啟動(dòng)器的多種故障原因進(jìn)行識(shí)別，縮短了故障排查時(shí)間，提高了啟動(dòng)器檢修效率，可以廣泛應(yīng)用于QBZ型防爆型真空電磁啟動(dòng)器的檢修。通過(guò)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)后，值得在煤礦井下檢修工作中推廣。