一、 概述

1 、用途与功能：

KBG-315/10 矿用隔爆型移动变电站用高压真空配电开关（以下简称“配电开关”）适用于具有爆炸性危险气体及粉尘的矿井中，安装于变压器的高压侧，与我厂生产的 BXBD-500/3300 矿用隔爆型低压综合保护箱、 BXBD-800/1140 矿用隔爆型低压综合保护箱配套，用于煤矿井下10kV/50HZ 额定容量 5000kVA （ 3300V ）或 2500kVA （ 1140V ）及以下移动变电站高、低压两端 , 作为 3300V 或 1140V（ 660V ）矿用隔爆型移动变电站的高、低压配电开关，共同组成低压侧故障分断高压侧电源的理想型移动变电站系统。

2 、主要特点：（ 1 ）与变压器和低压综合保护箱配套组成了国际先进的低压侧故障分断变压器高压侧电源的运行模式。

（ 2 ）具有的高压隔离开关，运行及维护安全、可靠。

（ 3 ）结构合理、操作方便，并具备电动合闸及手动储能合闸双重机构。

（ 4 ）高压隔离开关腔具有前级 10kV 高压电源指示，能够显示前级 10kV 电源是否输入到该配电装置。

（ 5 ）高压真空断路器分断容量大。

（ 6 ）能够保护变压器内部故障。

（ 7 ）采用技术先进的进口工业可编程序控制器 PLC 和人机屏 GOT （液晶显示器及设置键盘）系统，参数设置灵活方便、质量稳定、动作性能灵敏可靠、运行和故障画面直观简明。

（ 8 ） PLC 智能型综合保护器具有系统自检、故障诊断巡检及记忆功能，能够实时检测并数字化显示运行状态及故障指示，便于系统使用、维护和故障判断处理。

（ 9 ）保护功能齐全，有过载、短路、断相、过压、欠压、超温、上级电源紧停保护，并对低压侧反馈来的故障进行保护。

3 、型号说明

4 、使用环境条件

（ 1 ）海拔高度不超过 2000m ；

（ 2 ）周围环境温度为－ 5 ℃～＋ 40 ℃；

（ 3 ）周围空气相对温度不大于 95% (25 ℃时 ) ；

（ 4 ）具有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤矿井下；

（ 5 ）在无破坏金属和绝缘的腐蚀性气体及蒸汽的环境中；

（ 6 ）在无强烈颠簸和冲击振动的环境中；

（ 7 ）在能防滴水和无水浸的环境中；

（ 8 ）与水平面的安装倾斜度不得超过 15 °；

（ 9 ）污染等级 3 级，安装类别Ⅲ类。

二、结构特征

１、结构

配电装置主要由隔爆箱、断路器和ＰＬＣ智能型综合保护器（包括人机屏ＧＯＴ）三大部分组成。隔爆箱体分接线箱、隔离刀闸箱和断路器箱三个箱体 , 隔爆箱由箱体、箱门、盖板等组成。

箱体为长方形，中间隔板将整个箱体隔成三个防爆腔室。上腔接线腔左右两侧各有一只高压电缆引入装置。上腔隔离开关腔内装有一只刀闸隔离开关，并有高压电源指示装置和观察窗。下腔装有信号取样单元和真空断路器，断路器由左右两根导条导入，并可以在两导条内部固定断路器。箱体右侧板上设有隔离开关分合闸手柄、断路器机械合闸手柄、机械闭锁装置等。箱体前门内部装有PLC 和 GOT ，面板设有液晶显示窗，显示配电装置运行状态和各种故障状态。面板还设有参数设定按钮、过载、短路、复位、紧停、电合、电分、手分按钮，用于实现参数设定和功能操作。真空断路器上装有真空管、压敏电阻和电源变压器，断路器上的二次控制线与箱体、箱门上的二次控制线相互通讯。

２、结构特性

（１）具有的高压隔离开关和前级 10kV 高压电源指示装置，运行及维护安全、可靠。

（２）配套移动变电站采用国际流行的低压侧故障分断高压侧电源的运行模式。

（３）具有电动合闸及手动储能合闸双重机构。

（４）具有与国产变压器和进口变压器两种安装配套模式，可与国产变压器和进口变压器配套使用。

三、外形尺寸、重量

１、外形尺寸:外形尺寸见图 1

四、技术特性

１、主要技术参数:

主要技术参数见表 1

表 1 主要技术参数

（ 1 ）真空断路器主要性能见表 2

表 2 真空断路器主要性能

表 3 工频耐压和冲击耐压

额定短时工频

表 4 　综合保护器功能及参数

表 5 过载保护电流－时间特性

1 、工作原理（参见原理框图和电气原理图）

（ 1 ）当 6KV 电源接入高压接线腔后，通过高压隔离开关的分合闸可控制高压电压互感器（ PT ）及真空断路器上触头的得电与失电，操作高压离开关必须首先按下机电闭锁按钮以防止真空断路器未分断时的带电拉合；同时真空断路器处于合闸位置时，系统自身也具有与隔离开关的机械闭锁。

（ 2 ）电压互感器 (PT) 二次输出 AC110V 作为 PLC 智能型综合保护器及驱动真空断路器分合闸的工作电源，电源失压时，真空断路器交流电磁铁处于无释放状态，从而闭锁真空断路器不能合闸。

（ 3 ）当配电装置隔离开关合闸后， PLC 首先对整个系统进行自检 , 系统正常后方可投入运行。配电装置运行后， PLC 对高压开关的线路电压、电流、分合闸状态进行实时监控及显示，对系统的过载、短路、断相、过压、欠压等故障以及低压侧反馈来的故障， PLC 根据各种逻辑关系，输出控制和保护信号送给执行单元，驱动断路器上的脱扣器动作使断路器跳闸，从而实现保护。（ 4 ）通过配电型硅橡胶氧化锌压敏电阻实现对真空断路器的操作过电压保护，同时消除了普通压敏电阻的爆炸隐患。

２、保护特性

（ 1 ）过载保护。配电装置的过载保护采样值取自 B 相电流—电压变换器，该取样值送入 PLC CH0 A/D 通道。经 A/D 转变后送入 PLC 内部 D1 寄存器。当该寄存器内数据大于 PLC 内部设定值的 1.2 倍时， PLC 延时输出一开关信号使高压真空断路器跳闸，动作时间＜ 120s，同时人机屏显示过负荷故障画面。

（ 2 ）短路保护：本装置的短路保护采样值取自 A 、 C 相电流—电压变换器，该取样值送入 PLC CH1 A/D 通道，经 A/D 转换后送入 PLC内部 D12 寄存器。当 A 、 C 任一相电流超过设定值时， PLC 按表 5 规定的反时限特性进行保护，当 A 、 C 任一相电流超过速断设定值时， PLC 送出一开关信号迅速使高压真空断路器动作，动作时间＜ 200ms ，同时人机屏显示短路故障画面。

（ 3 ）断相保护： PLC 在每个扫描周期内将送入 D1 、 D12 、 D3 寄存器内的电流值进行比较，找出电流最大值寄存器 ( 如 D1) ，然后分别用 D1 减去其它两寄存器内的数据，当差值超过设定电流值的 70% 时，断相保护动作。

（ 4 ）欠压、过压保护：欠压、过压保护采样值取自配电装置电压—电压转换器，送入 PLC CH3 A/D 通道。经 A/D 转换后送入 PLC 内部D14 寄存器。 PLC 在每个扫描周期内将 D14 内数据与设定值进行比较。当取样电压低于设定电压的 75% 时，或高于设定值的 125 ％时， PLC 控制断开高压真空断路器，同时人机屏显示对应保护画面。

（ 5 ）超温保护。当变压器温度超过变压器规定温度时， PLC 控制断开高压真空断路器，同时人机屏显示对应保护画面。

（ 6 ）上级电源紧停保护。当上级电源需要紧急停电时，按下配电装置的紧停按钮，即可紧停上级电源与上级电源配电装置连接控制线时。

3 、机械原理

（ 1 ）合闸

1 ）高压隔离开关具有：合闸、分闸两个位置。按下机电闭锁按钮后，向前推动手柄可进行合闸，向后拉动手柄可进行分闸。

2 ）操作储能手柄→带动离合器转动→通过手合机构 ｜

启动电合按钮→电合接触器闭合→通过电合机构 ｜

驱动棘轮单向转动→储能弹簧逐拉伸→过中后能量释放→凸轮撞击脱扣器四连杆机构→推动主轴转动→其拐臂推动绝缘子→闭合真空开关管→合闸。随着主轴转动合闸，分闸弹簧被拉伸和触头弹簧被压缩而储能，使脱扣器四连杆机构过中后稳定下来，保持合闸位置。

（ 2 ）分闸

按下手动分断按钮，用外力直接驱动冲杆撞击 ｜

按电分按钮或保护动作→直流阀得电冲杆撞击｜

按电气闭锁按钮或保护动作→电磁铁失电冲杆撞击｜

脱扣制子转动→脱扣器四连杆机构失去平衡→在分闸弹簧和触头弹簧的作用下，主轴转动→其拐臂带动绝缘子→拉开真空开关管→分闸。分闸后，三个绝缘子的螺钉紧靠在分闸限位缓冲器上，保持分闸位置。

4 、联锁

（1） 高压隔离开关与前门联锁

高压隔离开关合闸时，高压开关前门由于联锁螺杆的旋入将不能打开。当需要打开前门时，必须将高压隔离开关打在分闸位置（此时真空断路器已处于分闸状态），门联锁螺杆才能旋出门联锁孔，高压隔离开关前门才能打开。

（ 2 ） 高压隔离开关与真空断路器联锁

高压隔离开关合闸后，高压隔离开关主轴连接操作手把转盘与真空断路器形成机电闭锁，使高压隔离开关主轴无法转动。只有当按下高压隔离开关与真空断路器的机电闭锁按钮后（此时真空断路器已处于分闸状态），高压隔离开关才能动作，这样从根本上保证了高压隔离开关在无载时才能合闸或分闸。

六、安装、整定

1 、安装

（ 1 ）安装前应在地面仔细检查本装置各部位及隔爆面是否完好，有无因运输造成的损伤，内部插头、紧固件等是否有松动，上述故障应及时处理后方可进行安装。

（ 2 ）安装前还应进行必要的绝缘试验：用 2500V 兆欧表进行摇测，绝缘值不应小于 10M Ω，有条件的地方还应进行工频耐压试验，试验标准见表 3 ；（注意：试验前打开左右两侧方法兰和大门，解除电压互感器 PT 和压敏电阻高压端，拔下保险管和综合保护器控制线插头，解除隔离开关腔高压指示灯的高压电源等）。

2 、安装程序：

（ 1 ）变压器内部七芯信号线的布线见图 4

（ 2 ）用起重设备平稳吊起本装置抽出后法兰内的三条母线及七芯信号线，穿好上角两条螺栓，整体移向变压器高压法兰口。

（ 3 ）接信号线入变压器七芯接线柱，两条红黑色线接 1 、 2 号端子为 AC110V 电源线 , 黄色线接 3 、 4 号端子为控制线 , 绿色线接5 、 6 号端子为温度控制线。切记不可接错，否则将造成保护器元件的损坏。

（ 4 ）接三条母线电缆入相应端，注意压平垫和弹垫并确认紧固，以防松动造成打火和高接触电阻的过热。

（ 5 ）对平法兰口，旋入预穿两条螺栓到适当位置， ( 注意不能造成电缆和信号线的损伤 ) ，穿入其它螺栓并保证孔位平滑旋入，放下起吊线缆，旋紧螺栓。

（ 6 ）用 0.5mm 塞尺检查防爆间隙，完成安装。

3 、 PLC 智能型综合保护器的整定和 GOT 显示画面

（ 1 ） PLC 智能型综合保护器和 GOT 组成保护显示系统，保护动作灵敏可靠，参数设定灵活方便，运行、故障画面直观简明。

（ 2 ）密码解除

同时按下“ SET ”和“ ENTER ”键，进入密码提示画面，选中“打开口令”项，按“ ENTER ”进入口令输入画面，按方向键“ ▲ ”输入四位（1234 ） 密码，按“ ENTER ”键出现“口令已打开”画面，连续按“ ”键两次，密码解除，进入主画面，可以进行参数设定。

（ 3 ）保护整定

人机屏在开机后显示如图 5 所示的运行界面，按下参数设定键“ ”，出现图 6 所示参数设定界面，按下“ SET ” 键，第一行设定数据 “过载保护整定”数据区个位数光标闪烁，按“ ▼ ▲ ”增减光标闪烁位数据，按“ ”键光标移位，数据设定完成后，再按“ ENTER ”键，设定数据写入 PLC 内部寄存器。每项设定完成后，按下“ ENTER ”键，人机屏闪烁光标自动进入下一项参数设定区，然后可用同样的方法依次进行设定。全部完成设定后按“返回”键，人机屏回到运行画面.

（ 4 ）人机屏具有丰富的画面显示功能，本保护装置使每种故障均对应一指示画面，画面能够显示故障类型和例：短路故障指示画面（如图

7 所示）图 7 短路故障图

（ 5 ）密码锁定

同时按下“ SET ”和“ ENTER ”键，进入密码提示画面，选中“关闭口令”项，按“ ENTER ” 进入口令已关闭提示画面，连续按

“　 　”键两次，密码已锁定，进入主画面。不再能够进行参数设定，如需进行参数设定需再重复（ 2 ）操作。

4 、试验

配电装置在使用前，应进行以下有关试验：

（ 1 ）绝缘水平试验

1 ）使用 2500V 摇表，一次对地、相间均应≥ 200M Ω。摇测前要将电压互感器零点拆除，或拆除一次接线。

2 ）试验前，请将三相电压互感器、压敏电阻器的高压引线和电源指示从高压主回路中拆除，高压综合保护器从插座上拔出。

3 ）高压主回路的相间、每相对地、真空断路器灭弧室的触头断口之间耐压试验按表 3 进行。检修后试验时按检修标准（降级）试验。

（ 2 ）三相 10kV 通电试验

首先将配电装置的一切元器、电路恢复正常，把三相 10kV 电源从配电装置的电源接线腔室引入，送电。然后对各种电器元件的工作情况、综合保护器的工作情况逐一进行试验，工作应当正常。

（ 3 ）保护功能试验可以在一次（主回路）侧施加大电流或高电压，一般采用在二次侧施加电压信号法做各种功能试验，但此时必须断开一次侧高压回路。

（ 4 ）压敏电阻器在投入运行前和运行一年后，应进行一次预防性试验。压敏电阻器不允许做工频放电电压试验！配电装置在进行工频耐压试验时，应将压敏电阻器拆除掉。试验可按如下项目进行：

1 ）压敏电阻器两端施加直流电压（其脉动值不超过±1.5 ％）当电流稳定于1mA 后测出的电压值不得低于9.5kV ，不合格的要及时更换。

2 ）直流漏电电流试验

在压敏电阻器两端施加规定的直流电压（ 8kV ），要求其脉动值不超过± 1.5 ％，电压表指示稳定后测出微安表的电流值不应大于 30uA，不合格的要及时更换。

3 ）绝缘电阻测量

用 2500V 摇表测量压敏电阻器两端之间的绝缘电阻应不小于 2500M Ω，不合格的要及时更换。

七、使用、操作

1 、隔离开关合闸

（ 1 ）隔离开关合闸：首先从高压电源观察窗观察前级是否有 10kV 电源，然后按住机电闭锁按钮，操作隔离开关手柄至“合闸”位置，松开闭锁按钮使之进入限位凹槽。

（ 2 ）隔离开关合闸后，系统首先进行自检，正常状态下自检完毕后显示运行画面，然后观察人机屏电压值，是否在允许范围内。

（ 3 ）观察低压保护箱人机屏显示是否正确，正常后进行参数整定，复位待机。

2 、断路器合闸

（ 1 ）顺时针操作储能手柄，反复转动几次（小范围）即可完成合闸。

（ 2 ）按电动合闸按钮，合闸电机启动，电合接触器保持至完成合闸；合闸后人机屏合闸灯亮，储能手柄将进入分离位置，辅助开关合闸电机回路接点打开，防止重复启动及储能。

（ 3 ）再次合闸：仔细观察高压侧人机屏显示故障原因，再观察低压侧人机屏显示故障原因。故障排除并复位后，重复（ 4 ）；故障未排除不可重复合闸。

3 、断路器分闸

（ 1 ）任何高低压保护范围内故障均可使断路器自动分断，保护器将记忆故障原因，直至故障排除。

（ 2 ）人为分断可按电分、自检按钮，通过综合保护器实现继电器分断；按闭锁按钮，通过控制失压电磁铁回路使断路器分断；按手动分断按钮可实现机械快速分断。

（ 3 ）移动变电站可通过低压侧试验按钮实现分断高压侧电源，具体参照 BXBD － 800/1140 （ 660 ）矿用隔爆型低压保护箱使用说明书。

4 、其它操作说明

（ 1 ）大门闭锁螺杆主要控制隔离开关的操作，即开门时不能送电合闸，大门闭合后必须旋紧该螺杆，才能操作高压隔离开关。

（ 2 ）远控接线口内部为七芯接线柱，主要用于输出开关状态接点信号及远控端控制断路器失压电磁铁回路使开关分断。

（ 3 ）按过载、短路等试验按钮时，人机屏显示相应故障界面，按复位按钮后方可返回正常画面。

八、故障分析与排除

配电装置的外购件选用进口优质件和国家质量水平最高的定点生产厂产品，并经公司严格筛选；制造工艺考究，并经严格的出厂质检。所以，只要合理使用，出现故障极少。若使用后发现故障，按表 6 和电气原理图及接线图查找、排除故障。

表 6 查找、排除故障参考表

１、配电装置带电正常运行中，每隔半年应检查各隔爆结合面，发现锈斑，须用０号砂布把锈斑打磨干净后并进行防锈处理。

２、配电装置在井下停电一周以上，在送电前应当注意各电气元件是否有因受潮而引起绝缘水平较低不合格的情况。

３、配电装置正常运行中，每一年应对压敏电阻器进行一次预防性试验，试验按照本使用说明书有关条款进行。

十、运输、保存

1 、设备在运输过程中不得有强烈振动和撞击，不允许有水浸入。

2 、设备应保存在没有滴水、空气流通、相对湿度不大于95%（25℃时）、温度不大于＋40℃，不低于－5℃、没有腐蚀性气体的环境中。

3 、下井安装时，对设备要进行全面的检查和必要的电气试验。

4 、运行过程中，应经常检查该设备与变压器连接是否牢固，接地是否可靠。

5 、定期（ 6 个月左右）检查和保养各隔爆面，防止锈蚀。

6 、定期（ 6 个月左右）进行工频绝缘试验。下载本文