中煤R
KXJ1-321/1140 E-4
矿用隔爆兼本质安全型组合开关箱
使 用 说 明 书
上海创力矿山设备有限公司
Shanghai Chuangli Mining Equipment Co.,Ltd.
2008年6月
1．概述
1.1 产品特点：
KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱（以下简称开关箱）、CX4-4/12矿用本质安全型操作箱（以下简称操作箱）、BAL1-36/127/150矿用隔爆型电铃、BZA1-10/24-1ZS矿用隔爆型压扣控制按钮、DGY35/24B隔爆照明灯、YBUD-220-（4/8）掘进机用隔爆型三相异步电动机（截割电机）、DYB-90A泵站用隔爆型三相异步电动机（油泵电机）、BYD11-160-8050隔爆型电滚筒（二运电机）、GJC4低浓度甲烷传感器组成S220A型掘进机电气系统。是整机的主要组成部分，与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。
KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱是S220A掘进机电气系统的核心。控制系统将控制和保护功能模块化（主控制器）、有故障记忆功能、有应急遥控功能（遥控器）、操作箱液晶屏与开关箱显示仪表同步显示、开关箱与操作箱之间的通讯采用232串口通讯技术，仅用两芯通讯电缆便可实现，通讯电缆采用快速插头连接方式。整个电气系统具有设计理念新、保护功能全、显示功能强大、内部元件配置高、结构紧凑、安装方便、可靠性高等特点。 1.2主要用途及适用范围： 1.2.1主要用途:
本开关箱主要用于控制S220A掘进机的截割电机、油泵电机、二运电机的起动、停止，所控制电机工作电压AC1140V；对掘进机的电铃、照明灯、总急停、截割急停按钮及瓦斯断电仪提供控制信号，具有低压漏电保护功能；以可编程控制器PLC为核心，对油泵、截割、二运3个电机的过压、欠压、短路、超温、过载、过流、三相不平衡、电机绝缘进行监控和保护，同时显示各电机运行状态、工作电压、截割电机负荷和各种故障信息。 1.2.2适用范围:
1.2.2.1本产品适用于煤矿等具有爆炸性气体的危险场合。 1.2.2.2本产品可使用在具有煤尘和潮湿的恶劣环境中。
KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱防爆型式:矿用隔爆兼本质安全型。 防爆标志：Exd［ib］I。
本安元件: 本安电源及配接设备GJC4低浓度甲烷传感器 本安电源参数: U0:DC12.7V I0:350mA C0:4.7μF L0:0 本安元件:本安电源及配接设备CX4-4／12本质安全型操作箱 本安电源参数: U0 :DC12V I0:1A C0:5.7μF L0:0.4μH
执行标准: MT/T661-1997 《 煤矿井下用电器设备通用技术条件》
MT/T682-1997 《悬臂式掘进机电控设备系列与参数》 Q/JC-04-2005 《KXJ4-□/□E矿用隔爆兼本质安全型开关箱》
1.3使用环境条件：
a. 运行环境温度为－5℃～＋40℃； b. 海拔不超过2000m ；
c. 周围空气相对湿度不大于90%(+25℃)； d. 在无破坏绝缘的气体或蒸气的环境中； e. 能防止滴水的地方； f. 有显著振动与冲击的地方；
g. 与水平面的安装倾斜度不超过16°； h. 在含有瓦斯等爆炸性混合物的矿井中； i.污染等级 3级。 1.4 型号的组成及其含义
KX J 4—321 / 1140 E
掘进机用 电压（V） 功率（KW） 产品序号
隔爆兼本质安全型 开关箱
2、结构特征：
开关箱是按照GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分 通用要求》、GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第2部分 隔爆型“d”》和GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分 本质安全型“i”》的标准，属隔爆兼本质安全型电气设备。其隔爆壳体是用钢板焊制的两个通过接线端子相互连接的独立腔体。
开关箱位于掘进机本体的左后方，掘进机的主要电器元件都安装在此开关箱内,开关箱的主腔和接线腔均为隔爆型结构,接线腔和壳体上均设有接地螺栓。
开关箱箱体为长方形，箱门和上盖用螺栓和箱体紧固，箱门只有在电源开关处于停
止的位置才允许打开，电器元件均装在主腔内，分别安装在主盘、主控制器盘和变压器
安装盘上。主腔的右侧装有隔离开关、保护隔板，主盘安装在壳体后壁上，为螺栓固定式结构，主电路的电气元器件大部分都安装在该盘板上，主盘板占据了主腔大部分空间，其上装有控制回路断路器QF1～QF4、漏电检测元件霍尔传感器HEC1～HEC2和NL、交流真空接触器KM1～KM4、电流互感器TA1～TA9等元件。主控制器盘上装有由PLC、2个8路模数转换及继电器板等组成的主控制器，采用螺栓加减振垫的方式固定在箱体底板上。变压器安装盘上有控制变压器和主回路熔断器，也是采用螺栓加减振垫的方式固定在箱体底板上。
开关箱的左门面上有产品铭牌，右门上设置了电源开关、煤安“MA”和防爆标志“Exd［ib］I”。两扇门均设有“严禁带电开盖”警示牌。在两门中间安有仪表盘，上有油泵计时表、截割计时表、2个显示仪表。
开关箱与电源、电机、电铃等元件的电气连接是通过电缆、开关箱进线嘴、开关箱接线腔来实现的。接线腔内装有1组电源接线端子、5组电机接线端子、9个九芯低压端子和3个接地端子。在其左右后三个壁上共设置了17个进线嘴，右壁上的1个进线嘴可穿入95mm2电缆与电源相连；左壁上的2个进线嘴可穿入35mm2电缆与截割电机、油泵电机接线端子及热敏电阻相连；后壁上的14个进线嘴通过电缆分别与操作箱、二运电机、3个照明
灯、2个急停控 制按钮、1个瓦斯传感器及1个电铃相连。
接线腔盖与箱体用螺栓紧固，并设有“严禁带电开盖”警示牌。接线腔和主腔内电源线端子均设有绝缘保护板和隔板，防止误操作危害人身安全。 开关箱外壳焊有接地螺栓，通过专用接地导线将壳体与机架相连。 KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱的壳体为Q235-A钢外壳。
3、工作原理
电控系统各回路组成及工作原理分述如下(详见KXJ4-321/1140E-4矿用隔爆兼本质安全型开关箱电气原理图)： 3.1主回路：
主回路主要是由隔离开关QS、真空接触器KM1-KM4、阻容吸收电路RC1-RC4以及电流互感器TA1-TA12组成。
隔离开关作为电源开关，当其闭合时主回路各接触器上端得电。通过控制回路分别闭合真空接触器KM1-KM4，油泵、截割低速、截割高速、二运电机便可运转。各回路利用阻容
吸收电路RC1-RC4吸收主回路过电压。电流互感器TA1-TA12检测各回路电流，转换成电压信号送可编程控制器，通过PLC对电机进行保护，并通过显示窗和液晶屏显示故障原因。 3.2控制电源：
控制电源主要是提供电控系统各等级工作电压。
控制电源主要由电源变压器KB、熔断器FU1-FU4、断路器QF1～QF4、整流单元、本安电源、霍尔传感器HEC1-HEC2、接触器KM5～KM8共同组成对220V、120V和24V回路漏电检测并断电保护，通过按复位按钮可以重新供电。电源变压器为1140V和660V通用。
注意：本机型适用AC1140。
3.3控制回路： 3.3.1控制回路的组成:
控制回路是以可编程控制器（简称PLC）为核心，通过RS232通讯接受CX4-4/12操作箱的控制信号，通过内部程序运算控制继电器输出，实现各电机的启动和停止。同时PLC接受电流互感器的信号、瓦斯传感器信号、漏电检测信号、KM1-KM4反馈信号、电机温度保护信号，通过程序实现整个电控系统的保护功能。SB1-SB3为紧急停止按钮，SB3装在操作箱上，和设在整机油箱前侧的紧急停止按钮SB1一样为总急停按钮,拔出总急停KA2、KA3吸合，KM5断电，切断220V供电，各电机将不能启动。截割紧急停止按钮SB2设在整机左侧，司机席前部，拔出SB2并自锁,截割电机将不能启动。 3.3.2控制回路的工作原理:
系统送电后，液晶屏显示“上海创力矿山设备有限公司”信息，同时开关箱视窗内的指示灯齐亮并闪烁，检查指示灯有无损坏，稍后熄灭，同时PLC控制漏电闭锁继电器KA11、漏电闭锁接触器KM7吸合，进行各回路漏电检测，如系统正常则按顺序进行以下操作。 3.3.2.1信号
油泵启动前应给信号，按下开机键，PLC输出点DO1.A6控制警铃继电器KA10闭合，KA10.1吸合,电铃鸣响，5秒后电铃停止鸣响，此时松开按键，液晶屏画面自动切换至电机启动画面，此时才允许启动油泵电机。油泵未启动再次按开机键，液晶屏画面又返回至前级画面。
3.3.2.2油泵启动、停止:
进入电机启动画面后，液晶屏仅显示油泵电机的状态信息“油泵停止”。瞬时按油泵按键，PLC输出点DO1.B7无输出，断开漏电闭锁检测KM7，3s后DO1.A2控制的继电器KA6吸