照明信号综合保护装置--讲义
照明信号综合保护装置主变压器
在井下，如果没有照明灯，则到处是一片黑暗，那才是真正的伸手不见五指。井下的照明除了矿工随身携带的矿灯以外，固定的照明设施就是安装在巷道里的防爆灯了。这些防爆灯并不像我们在家中使用的灯是220V的，这些灯都是127V的。由于井下的电源都是660V、1140V的，所以要给这些灯提供电源，还需要一个降压变压器。由于井下环境特殊，除了要给这些灯提供电源以外，还要进行短路、漏电等故障保护，由此照明信号综合保护装置便应运而生。也就是我们常说的照明综保。
照明综保的全称是照明信号综合保护装置，为什么还要加上信号两个字哪？这是因为照明综保除了给照明灯提供电源意外，他还可以给井下使用的语言信号，语音信号提供电源。在煤矿，经常听到“打点”二字。也就是在使用绞车等设备时，通过语言信号或语音信号进行联络。
照明综保的内部主要有两大部分组成，一个是降压变压器，另一个便是具有漏电、短路保护功能的磁力启动器。
我们先来讲讲降压变压器。也就是主变压器。照明综保的主变压器有4KVA和2.5KVA两种。他们只是容量上的区别，其外形结构都一样。容量大的，可以带更多的灯，更多的负载。照明综保的型号ZXB-2.5ZXB-4后面的2.5和4就是指主变压器的容量。
照明综保的外形：
照明综保的型号含义：
照明综保主变压器安装在壳体的最里面。
照明综保主变压器外形图：
照明综保主变压器接线端子标有高压380/660V的为
一次侧，使用电缆线连接到隔离开关上。
标有低压127V的为低压侧，使用电缆线连接到照明
综保本体上。
现在给出一个照明综保变压器与本体的连接示意
图。下帖我们讲照明综保主回路工作原理。点击下
图可放大。
ZBZ-2.5(4)M照明综保主回路工作原理
我们先来看看照明综保的电路图（点击图片可放大），看上去，这个电路图有点复杂。其实，如果你不
去修综保插件，照明综保和QBZ-80开关原理差不多，甚至说比80开关还简单。在这个开关讲解的过程中，我会先把综保作为一个整体进行讲解。这样分析起来就比较简单了。等大家熟悉了之后，再来讲保护插件的工作原理。就像我讲80开关原理时使用的方法一样，由浅至深，逐步讲解，争取让每位坛友都能看懂，学会。
上面这张图就是照明综保的主回路，你可以对照上一贴主变压器连接图来看这张图。电源接线柱（在接线室内）L1、L2、L3（多数开关标识的是X1、X2、X3）连接到隔离开关上，隔离开关的出来之后，通过两个熔断器连接到主变压器的一次侧。这样，当合上隔离开关，主变压器的一次侧得电，在二次侧就会感应出127V的电源。这个127V的电源在通过两个熔断器FU3、FU4连接到交流接触器上，从交流接触器出来，接到负载接线柱U、V、W（多数开关标示为Za、Zb、Zc)同时从W相分出一根线，为Xa，从V相分出一根，为Xb。U、V、W、Xa、Xb就是接线室内的5个负载小接线柱。U、V、W是接照明灯用的，Xa、Xb是接信号用的。
当按下启动按钮（为了简化，图中未标出），交流接触器KM吸合。照明或信号负载就会得到电源工作。当按下停止按钮，交流接触器KM断开，负载停止工作。
这就是照明综保的主回路工作原理，很简单。众位坛友先把这个搞清楚了，下一贴，我们将综合保护器的控制回路，也就是按启动按钮，交流接触器KM是如何吸合的。
ZBZ-2.5(4)M照明综保控制回路工作原理
ZBZ-2.5(4)M照明综保控制回路工作原理
上一贴，讲了照明综保的主回路，这一贴讲控制回路。为了简化原理图，让初学者更容易理解，我们先省略综保插件内部的工作原理。有的坛友也许会问，不学综保插件的工作原理，怎么维修呀。其实是一样，我们可以把综保插件看做一个整体，只需要了解他的功能，一样可以修好照明综保。在实际的工作中，也没有几个人会去修综保的插件，万一插件坏了，都是更换新的。当然，为了让坛友更好的理解照明综保的原理，我们会在后面介绍综保插件的工作原理。
上面这张图（点击图片可放大），是照明综保的控制回路。图中的白色部分，是综保插件的内部结构，虚线下的数字，是综保插件的引脚号。
在主回路中，交流接触器CJ吸合，负载部分Za、Zb、Zc和Xa、Xb就会有电。交流接触的CJ的吸合，要靠CJ的吸合线圈来驱动。【交流接触器的工作原理和我们在80开关中讲到的真空接触器的工作原理差不多，都是靠吸合线圈（电磁铁）来带动动触点来进行工作的。大家可以找一个交流接触器拆开来看看。我在这里就不讲了，因为太简单了。】
交流接触器的线圈要想得到电源，就需要为它提供一个回
路。他的回路如下：
这就是照明综保的控制回路，很简单。比80开关都简单。
有的坛友又开始疑惑了，既然这么简单的电路就可以使照
明综保工作，那剩下的那么多线路是做什么用的，你怎么
不讲？大家别急，剩下的电路就是对照明综保进校保护的。
当照明综保及负载出现漏电、短路、过载、绝缘下降的时
候，综保就会跳闸。这些知识，将在下一贴介绍。
ZBZ-2.5(4)M照明综保控制回路工作原理
上一贴，讲了照明综保的主回路，这一贴讲控制回路。为
了简化原理图，让初学者更容易理解，我们先省略综保插
件内部的工作原理。有的坛友也许会问，不学综保插件的
工作原理，怎么维修呀。其实是一样，我们可以把综保插
件看做一个整体，只需要了解他的功能，一样可以修好照明综保。在实际的工作中，也没有几个人会去修综保的插件，万一插件坏了，都是更换新的。当然，为了让坛友更好的理解照明综保的原理，我们会在后面介绍综保插件的工作原理。
上面这张图（点击图片可放大），是照明综保的控制回路。图中的白色部分，是综保插件的内部结构，虚线下的数字，是综保插件的引脚号。
在主回路中，交流接触器CJ吸合，负载部分Za、Zb、Zc和Xa、Xb就会有电。交流接触的CJ的吸合，要靠CJ的吸合线圈来驱动。【交流接触器的工作原理和我们在80开关中讲到的真空接触器的工作原理差不多，都是靠吸合线圈（电磁铁）来带动动触点来进行工作的。大家可以找一个交流接触器拆开来看看。我在
这里就不讲了，因为太简单了。】
交流接触器的线圈要想得到电源，就需要为它提供一个回
路。他的回路如下：
这就是照明综保的控制回路，很简单。比80开关都简单。
有的坛友又开始疑惑了，既然这么简单的电路就可以使照
明综保工作，那剩下的那么多线路是做什么用的，你怎么
不讲？大家别急，剩下的电路就是对照明综保进校保护的。
当照明综保及负载出现漏电、短路、过载、绝缘下降的时
候，综保就会跳闸。这些知识，将在下一贴介绍。
照明综合保护器插件的功能
介绍完照明综保的主回路和控制回路，现在来说说综合保
护器插件的功能。
上面这张图是照明综保指示灯的示意图。通过了解这几个指示灯的含义，我们就知道综保插件都有哪些保护功能。
绝缘：电缆绝缘危险指示，当电缆的绝缘低于10KΩ时，保护器动作，指示灯亮。
漏电：当负载对地绝缘低于3KΩ时，保护器动作，指示灯亮。
运行：当一切正常，照明综保启动之后，运行灯亮。
照明：当照明负载发生短路时，保护器动作，此灯亮。
信号：当线号负载发生短路时，保护器动作，此灯亮。
这些就是保护插件的功能。它实现的这些功能的原理如下：（点击图片可放大）
133变20V的变压器经过插件的6、7脚，为保护插件提供工作电源。
2、5脚是为保护插件执行继电器J的线圈提供电源的。当有漏电、短路等故障时，保护插件通过2、5脚使直流继电器J吸合，从而切断主交流接触器CJ的控制回路，使主交流接触器释放。
9脚接指示灯LED1
10脚接指示灯LED2
8脚接指示灯LED3
3脚接指示灯LED4
1脚接指示灯LED5
17脚、指示灯的公共端
这些都是为指示灯提供电源的，发生故障时，相应的指示灯有电、发光。
短路保护：18、19脚接照明回路的电流互感器。20脚接信号回路的电流互感器。电流互感器LH的0、Zc、Zb、Xb四个端子通过保护插件的16、18、19、20四脚将主回路中的大电流变换成小的电流信号输入的保护插件。保护插件将这个小的电流信号与插件设定的电流值进行比较。当电流大过允许值时。保护器就会认为主回路有短路现象，便驱动2、5脚输出电源，使直流继电器J吸合，切断主回路。同时驱动相应的指示灯亮。
漏电保护：
漏电保护分为两种情况，一种是在开关没有吸合之前，线路有漏电现象，这时漏电指示灯亮，开关不能吸合。这个称之为漏电闭锁。4、12、13、14这四个引脚是漏电闭锁检测回路。
漏电闭锁的检漏回路是这样的：从插件的4脚——常闭点CJ5——接线线——大地，如果这是Za、Zb或Zc 任意一相有接地故障，则Za（或Zb、Zc）与大地是相通的，回路沿着大地——故障点——Za（Zb、Zc）插件的12或13、14脚进入插件。为插件的检漏提供了回路。保护插件就会动作，使直流继电器J吸合，切断CJ的控制回路，使CJ不能吸合。
如果Za、Zb、Zc没有接地现象，检漏回路从插件4脚——常闭点CJ5——接地线——大地，然后就不通了。检漏回路无法形成通路，保护插件不动作。
另一种情况是，
照明综保不吸合故障的维修
当照明综保不吸合时，我们首先要看一下故障指示灯，如果有故障指示灯亮不吸合，这种故障现象在以后介绍。我们先来介绍没有故障指示灯亮，但是照明综保就是不吸合故障的维修。
遇到这种故障我们要先看看综保的5个熔断器1RD--5RD是否正常，他们的位置如下图。
如果这5个熔断器正常，我们用万用表测量一下3RD与4RD之间有没有
127V的电压。如果电压不正常，再测量一下1RD与2RD侧的三相电源是
否正常。如果正常，则检查一下主变压器。如果不正常，就检查一下
隔离开关。
如果3、4RD之间电压正常。我们按照下面的步骤继续检查：
通过以上几个步骤的检查，基本上就可以排除照明综保不吸合的故
障。
照明综保短路试验及短路故障的维修
一、短路试验
按照使用要求，照明综保在连续使用时，应每班进行一次保护性能试
验。就是按下照明综保的试验按钮，按下试验按钮以后，综保的信号
短路指示灯、照明短路指示灯、漏电故障指示灯、绝缘故障指示灯全
亮。说明照明综保保护功能正常。
这一贴我们只讲短路试验，漏电试验下一贴再讲。
短路试验回路如下图中红色线标示：
按下试验按钮TA2，短路试验构成回路。从保护插件内
部电源正极——保护插件的17脚开始——试验按钮
TA2——电流互感器0脚——电流互感器Za（Zb、Xb）——
保护插件的18（19、20）脚。为保护插件的短路保护电
路提供了一个模拟短路的电源。保护插件就会保护动
作。
保护插件试验不动作故障的维修：在进行保护
性能试验时，如果按下试验按钮，信号短路指
示灯、照明短路指示灯不亮，有条件的话，最
好先更换一个保护插件试一下。更换之后，故
障排除，说明保护插件坏了。更换之后，故障
依旧，则可能是综保本体的故障，我们按照以
下步骤查找。
二、短路故障的维修
短路故障保护电路如上图中的蓝色线所示。电
流互感器LH将感应到的电流信号，通过16脚
——启动按钮QA2——电流互感器0端子——
电流互感器内部——端子Zb（Zc、Xb）——保
护插件的18、19、20脚，输入到保护插件。当
主回路发生短路故障时，电流互感器就会送给
保护插件一个很大信号。使插件知道主回路短
路，从而使继电器J吸合，切断主回路。
短路保护电路常见的故障是：
合上照明综保的隔离开关，就照明或信号短路指示灯就亮，照明综保无法吸合。遇到这种故障，首先要照明综保漏电试验及漏电故障的维修
一、漏电试验
按照使用要求，照明综保在连续使用时，应每班进行一次保护性能试验。就是按下照明综保的试验按钮，按下试验按钮以后，综保的信号短路指示灯、照明短路指示灯、漏电故障指示灯、绝缘故障指示灯全亮。说明照明综保保护功能正常。
上一贴我们讲了短路试验及短路故障的维修，这一贴我
们将一下漏电试验。
短路试验回路如下图中红色线标示：
按合试验按钮Ta3、TA4。从保护插件内部电源+极——
插件4脚——常闭点CJ5——主接地极——大地——辅
助接地极——按钮TA3——插件15脚。为保护插件的漏
电保护电路提供了一个模拟的漏电电源。保护插件就会
保护动作。
保护插件试验不动作故障的维修：在进行保护性能试验
时，如果按下试验按钮，漏电指示灯和绝缘指示灯不亮，
最好先更换一个保护插件。更换之后，故障排除，说明
保护插件坏了。更换之后，故障依旧，则可能是综保本
体的故障，我们按照以下步骤查找：
二、漏电故障的维修
漏电故障分为两种现象，一个是在没有按启动按钮之
前，漏电指示灯就亮了，这个是漏电闭锁。其检测回路
为：电源+极——插件4脚——常闭点CJ5——主接地极
——大地——故障点——Za（Zb、Zc）——插件12（13、
14脚）。
另外一种情况是按下
集成运算放大器原理
截止到上一贴，照明综保的本体的基本电路我们已经讲解完了。在以前的帖子中，为了简化照明综保的原理，让坛友更容易理解，我们将照明综保的插件视为一个整体器件，省略了内部的结构原理，只讲了插件各个引脚的功能及其外围电路。其实对于大多数矿井维修电工来说，讲到这个程度就可以了，已经可以处理大部分的故障了。因为没有几个人会去修综保插件，坏了，都是整体更换。
但是，为了坛友修炼更高的技术水平，我们现在来粗略的讲一下照明插件的内部机构原理。在讲这个之前，我们先要说说综保插件内部一个最重要的电子元件，集成运算放大器。这个刚开始看起来，可能很多人会晕，但是为了提升技术，还是要坚持看下去的，多看几遍就好了：
【转帖】《运算放大器原理》
运算放大器（OperationalAmplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in,single-endedoutput）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开回路增益、无限大的共模排斥比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和
一个输出端(OP_O)。
图1-1
通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端
（invertinginputnode）连接，形成一负反馈
（negativefeedback）组态。原因是运算放大器的电压增
益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可
保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈（positivefeedback），相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。
开环回路
图1-2开环回路运算放大器
开环回路运算放大器如图1-2。当一个理想运算放大器采
用开回路的方式工作时，其输出与输入电压的关系式如
下：Vout=(V+-V-)*Aog
其中Aog代表运算放大器的开环回路差动增益
（open-loopdifferentialgai由于运算放大器的开环回
路增益非常高，因此就算输入端的差动讯号很小，仍然会让输出讯号「饱和」（saturation），导致非线性的失真出现。因此运算放大器很少以开环回路出现在电路系统中，少数的例外是用运算放大器做比较器（comparator），比较器的输出通常为逻辑准位元的「0」与「1」。
闭环负反馈
将运算放大器的反向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在负反馈组态的状况，此时通常可以将电路简单地称为闭环放大器。闭环放大器依据输入讯号进入放大器的端点，又可分为反相（inverting）放大器与非反相（non-inverting）放大器两种。
反相闭环放大器如图1-3。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端为虚接地（virtualground），其输出与输入电压的关系式如下：
Vout=-(Rf/Rin)*Vin
图1-3反相闭环放大器
非反相闭环放大器如图1-4。假设这个闭环放大器使用理想的运算放大器，则因为其开环增益为无限大，所以运算放大器的两输入端电压差几乎为零，其输出与输入电压的关系式如下：
Vout=((R2/R1)+1)*Vin
图1-4非反相闭环放大器
闭环正回馈
将运算放大器的正向输入端与输出端连接起来，放大器电路就处在正回馈的状况，由于正回馈组态工作于一极不稳定的状态，多应用于需要产生震荡讯号的应用中。
理想运放和理想运放条件
在分析和综合运放应用电路时，大多数情况下，可以将集成运放看成一个理想运算放大器。理想运放顾名思义是将集成运放的各项技术指标理想化。由于实际运放的技术指标比较接近理想运放，因此由理想化带来的误差非常小，在一般的工程计算中可以忽略。
理想运放各项技术指标具体如下：
1．开环差模电压放大倍数Aod=∞；
2．输入电阻Rid=∞；输出电阻R od=0
3．输入偏置电流I B1=I B2=0；
4．失调电压U IO、失调电流I IO、失调电压温漂、失调电流温漂均为零；
5．共模抑制比CMRR=∞；；
6．-3dB带宽fH=∞；
7．无内部干扰和噪声。
实际运放的参数达到如下水平即可以按理想运放对待：
电压放大倍数达到104～105倍；输入电阻达到105Ω；输出电阻小于几百欧姆；外电路中的电流远大于偏置电流；失调电压、失调电流及其温漂很小，造成电路的漂移在允许范围之内，电路的稳定性符合要求即可；输入最小信号时，有一定信噪比，共模抑制比大于等于60dB；带宽符合电路带宽要求即可。
运算放大器中的虚短和虚断含意理想运放工作在线性区时可以得出二条重要的结论：
虚短
因为理想运放的电压放大倍数很大，而运放工作在线性区，是一个线性放大电路，输出电压不超出线性范围（即有限值），所以，运算放大器同相输入端与反相输入端的电位十分接近相等。在运放供电电压为±15V时，输出的最大值一般在10～13Ｖ。所以运放两输入端的电压差，在1mV以下，近似两输入端短路。这一特性称为虚短，显然这不是真正的短路，只是分析电路时在允许误差范围之内的合理近似。
虚断
由于运放的输入电阻一般都在几百千欧以上，流入运放同相输入端和反相输入端中的电流十分微小，比外电路中的电流小几个数量级，流入运放的电流往往可以忽略，这相当运放的输入端开路，这一特性称为虚断。显然，运放的输入端不能真正开路。
运用“虚短”、“虚断”这两个概念，在分析运放线性应用电路时，可以简化应用电路的分析过程。运算放大器构成的运算电路均要求输入与输出之间满足一定的函数关系，因此均可应用这两条结论。如果运放不在线性区工作，也就没有“虚短”、“虚断”的特性。如果测量运放两输入端的电位，达到几毫伏以上，往往该运放不在线性区工作，或者已经损坏。
重要指标
输入失调电压UIO
一个理想的集成运放，当输入电压为零时，输出电压也应为零（不加调零装置）。但实际上集成运放的差分输入级很难做到完全对称，通常在输入电压为零时，存在一定的输出电压。输入失调电压是指为了使输出电压为零而在输入端加的补偿电压。实际上是指输入电压为零时，将输出电压除以电压放大倍数，折算到输入端的数值称为输入失调电压,即
U IO的大小反应了运放的对称程度和电位配合情况。U IO越小越好，其量级在2mV~20mV之间，超低失调和低漂移运放的U IO一般在1μV~20μV之间
输入失调电流I IO
当输出电压为零时，差分输入级的差分对管基极的静态电流之差称为输入失调电流I IO，即
由于信号源内阻的存在，I IO的变化会引起输入电压的变化，使运放输出电压不为零。I IO愈小，输入级差分对管的对称程度越好，一般约为1nA~0.1μA。
输入偏置电流I IB
集成运放输出电压为零时，运放两个输入端静态偏置电流的平均值定义为输入偏置电流，即
从使用角度来看，偏置电流小好，由于信号源内阻变化引起的输出电压变化也愈小，故输入偏置电流是重要的技术指标。一般I IB约为1nA~0.1μA。
输入失调电压温漂△U IO/△T
输入失调电压温漂是指在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量的比值。它是衡量电路温漂的重要指标，不能用外接调零装置的办法来补偿。输入失调电压温漂越小越好。一般的运放的输入失调电压温漂在±1mV/℃~±20mV/℃之间。
输入失调电流温漂△I IO/△T
在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值称为输入失调电流温漂。输入失调电流温漂是放大电路电流漂移的量度，不能用外接调零装置来补偿。高质量的运放每度几个pA。最大差模输入电压U idmax
最大差模输入电压U idmax是指运放两输入端能承受的最大差模输入电压。超过此电压,运放输入级对管
将进入非线性区，而使运放的性能显著恶化，甚至造成损坏。根据工艺不同，U idmax约为±5V~±30V。最大共模输入电压U icmax
最大共模输入电压U icmax是指在保证运放正常工作条件下，运放所能承受的最大共模输入电压。共模电压超过此值时，输入差分对管的工作点进入非线性区，放大器失去共模抑制能力，共模抑制比显著下降。最大共模输入电压U icmax定义为，标称电源电压下将运放接成电压跟随器时，使输出电压产生1％跟随误差的共模输入电压值；或定义为下降6dB时所加的共模输入电压值。
开环差模电压放大倍数A ud是指集成运放工作在线性区、接入规定的负载，输出电压的变化量与运放输入端口处的输入电压的变化量之比。运放的A ud在60～120dB之间。不同功能的运放，A ud相差悬殊。
差模输入电阻Rid是指输入差模信号时运放的输入电阻。Rid越大，对信号源的影响越小，运放的输入电阻Rid一般都在几百千欧以上。
运放共模抑制比K CMR的定义与差分放大电路中的定义相同，是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，常用分贝数来表示。不同功能的运放，K CMR也不相同，有的在60～70dB之间，有的高达180dB。K CMR 越大，对共模干扰抑制能力越强。
开环带宽BW
开环带宽又称－3dB带宽，是指运算放大器的差模电压放大倍数A ud在高频段下降3dB所对应的频率f H。单位增益带宽BWG是指信号频率增加，使A ud下降到1时所对应的频率f T，即A ud为0dB时的信号频率f T。它是集成运放的重要参数。741型运放的f T＝7Hz，是比较低的。
转换速率S R(压摆率)
转换速率S R是指放大电路在电压放大倍数等于1的条件下，输入大信号（例如阶跃信号）时，放大电路输出电压对时间的最大变化速率，见图7-1-1。它反映了运放对于快速变化的输入信号的响应能力。转换速率S R的表达式为
转换速率S R是在大信号和高频信号工作时的一项重要指标，目前一般通用型运放压摆率在1～10V/μs左右。
图7-1-1压摆率示意图
单位增益带宽BWG(f T)
共模抑制比K CMR
差模输入电阻
开环差模电压放大倍数A ud
集成运放的典型应用—电压比较器
上一贴我们讲了集成运算放大器的原理，对集成运放有了一个初步的了解，其实在综保插件里应用的两个集成运放LM339是作为电压比较器应用的，通过电流互感器传来的电流信号转换成电压信号，与插件内部设定的电压信号进行比较，当电流互感器传来的信号大于插件内部设定的电压信号时，综保插件就会认为照明主回路有短路故障，从而驱动执行电路切断主回路的交流接触器控制电源。漏电保护电路也同短路保护电路一样，进行电压比较来判断设备是不是漏电的。
集成运算放大器是这样组成比较电路：
集成运算放大器,简称为集成运放.它实际上是一个高增益的多级直接耦合放大器,最早用于模拟计算机,并由此而得名.随着电子技术的高速发展,集成运放不断升级换代,其性能参数和技术指标不断提高,而
价格日益降低.它的应用早已超出运算的范畴之外,已成为一种通用性很强的功能性器件,它的应用犹如六、七十年代无线电电路中的三极管一样,已成为现代电子电路中的核心器件,正如三级管一样,如略去电源端和调零端以外,集成运放的符号也有三个端,即反相输入端、同相输入端和输出端.
图1集成运放符号
集成运放的高增益,其含义是开环电压放大倍数趋于无穷大,其次输入电阻高,几乎不从信号源索取电流;输出电阻低,带负载的能力很强.这三点是集成运放多项性能指标中的集中体现.尤其是前两条,是分析
运放线性应用的原始依据,即可以演变为所谓“虚短”和“虚断”的两条重要性质.由于输出和输入可
写为:U0=Au(U+-U-),因为开环电压放大倍数Au趋于无穷大,线性应用时:U+=U-,即“虚短”.非线性应用时,某时刻两输入端谁的电位高,输出就反映谁的特征,即:当U+>U-,输出U0趋于正向饱和;当U+ 电压比较器就是集成运放在非线性状态下的具体应用.所谓电压比较器,就是一种用来比较输入信号电 压大小的电子电路.它可以将连续变化的模拟信号转换成仅有两个状态的矩形波.集成运放工作在非线 性区时,两个输入端谁的电位高,输出就反映谁的特征,这是构成电压比较器的理论基础.如下图2所示为最基本的电压比较器和其电压传输特性图.其中两个输入端中一个端子为参考端,参考电压为UR,另一个端子(比如反相端)作为信号输入端,将信号电压与参考电压相比较,当信号电压小于参考电压时,输出为高电平,反之输出为低电平.由此得到如图的电压传输特性曲线. 如此简单的电压比较器,增加限幅保护电路、引入正反馈去影响参考电压值等措施就可得到几种电压比较器的原型电路.比如: 1.过零比较器:参考电压为零,输入信号每过零时,输出发生跃变,它实际上是一个单限比较器.最简单的应用是可以将正弦波变为方波. 2.滞回比较器:利用正反馈来影响原来的参考电压使参考电位与此时的输出状态有关,从而消除在原来 的参考电位附近输入信号由于受干扰而产生的空翻现象. 3.双限比较器:由两个单限比较器组成所谓的双限比较器(也称为窗口比较器),可以将输入信号按需要 范围进行选取. 正是这样简单的电压比较器,在非正弦波产生变换电路、延时定时电路、自动控制及有关模数接口电路中得到了广泛的应用.如下图3所示为方波发生器的原形电路.它实质上是由一个带有正反馈的电压比较器和负反馈延时微分电路组成,同相端的参考电压由R1和R2将输出电压分压得到,在输出高电平或低电 平时,使之电容充电或放电,电容两端得到的电压跟此时的参考电压U+去比较,从而使电路的输出状态来回翻转输出方波. 在方波发生器的基础上,将电容的充放电回路分开,即可得到矩形波发生器.在矩形波发生器的基础上后面加接一级积分电路,并稍微调整电路结构即可得到三角波发生器和锯齿波发生器.它们是示波器中扫 描电压信号的基本产生电路. 555定时器是包含模拟与数字的一种综合性中规模集成电路器件.其中模拟部分的核心就是由三个5千欧电阻分压器提供参考电压的两个电压比较器,上面的反相比较器是以2P3UCC作为参考电压,下面的同相 比较器是以1P3UCC作为参考电压.两者的输出分别控制基本RS触发器的R端和S端,以触发器的输出作为 定时器的输出,并以它的反端去控制放电三极管的导通与截止.正是这样巧妙地结合,使555定时器加上 简单的RC外围电路,便可构成单稳态触发器、施米特触发器、多谐自激振荡器等应用型电路.这里面,两个电压比较器将输入信号或电容上充放电而得的电压值跟参考电压2P3UCC和1P3UCC去比较,从而转换成高电平或低电平,去控制触发器动作,输出所需要的电压波形进而控制执行机关,从而实现了电路的自动控制、延时、定时等多项功能,而电压比较器在此发挥出了至关重要的作用. 同上情况相似,在并行比较型APD转换器中,根据量化单位的大小,由n个分压电阻组成的分压电路得到 (n-1)个阶梯型电压值作为(n-1)个电压比较器的反相端的参考电压,跟加在同相端的采样保持后的模拟信号电压比较,使每个比较器输出高电平或低电平,并通过其后面的缓冲寄存器得到(n-1)位二进制数, 完成了将模拟信号转换为数字信号的关键的一步. 综上所述:电压比较器是集成运放的一种非线性应用.变化的、随机的输入信号跟另一个端的参考电压进行比较,使输入信号转换成只有高电平或低电平的输出信号,当输入信号电压等于参靠电压(即阈值)时,输出状态发生翻转.能实现这一点的关键就是取决于集成运放优良的性能,即开环电压放大倍数无穷大.但是实际运放的开环电压放大倍数不可能无穷大,除去运放的响应时间及零点漂移等因素,其比较误差 及上升(下降)沿的陡度决定于运放的开环电压放大数,其值越大,产生的误差越小,上升(下降)沿越竖直.假设运放的开环电压放大倍数为10的6次方,运放的输出饱和压降为±10V,则产生的阈值误差为±10μV,可见产生的误差是很小的. 深刻理解电压比较器为集成运放在非线性应用下的本质特征,并在教学中将其应用实例适时地进行归纳、总结、比较,这对提高教学质量,丰富学生的知识,培养学生的创新能力,都有着重要的意义. 集成运放LM339 现在我们来说说综保插件里用的集成运放LM339的各项参数及引进LM339功能简介 LM339电压比较器芯片内部装有四个独立的电压比较器，是很常见的集成电路。利用LM339可以方便的组成各种电压比较器电路和振荡器电路。 LM339的特点和一些参数： 1）电压失调小，一般是2mV； 2）共模范围非常大，为0v到电源电压减1.5v； 3）他对比较信号源的内阻限制很宽； 4）LM339vcc电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V； 5）输出端电位可灵活方便地选用。 6）差动输入电压范围很大，甚至能等于vcc； 四电压比较器LM339简介 LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）输出端电位可灵活方便地选用。 LM339集成块采用C-14型封装，外型及管脚排列如图。由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。 LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。LM339可构成单限比较器、迟滞比较器、双限比较器（窗口比较器）、振荡器等。 LM339还可以组成高压数字逻辑门电路，并可直接与TTL、CMOS电路接口。 下面给出一个过热保护电路的实例： 照明综保插件工作原理 现在该看一个完整的电路图了：1、照明综保插件实物图 2、照明综保完整电路图 3．原理介绍 3．1稳压电源： 电源变压器KB（一次电压127V、二次电压20V），整流桥堆QSZ、R1、C1、C2集成稳压器W1等元件组成。控制变压器KB输出20V交流电经整流桥堆QSZ变为直流脉动电流，经R1、C1、C2、π形滤波和集成稳压W1稳压后，输出+18V直流电压，作为保护电路的稳压电源。 3．2照明短路保护电路： 由集成电路T1的二分之一及其管脚8、9、10、11、13、14所接的半导体元件组成。 当照明线路任意两相发生短路故障时,LH1、LH2产生较大的电压信号，该信号由LH1、LH2→D14、 D15→R11→R10→电源负极→D13→插件16→QA2→TA2→LHD,形成回路，在R10产生的压降信号由T1管脚8输入，触发T1内部翻转导通。其输出端管脚13由高电位降为低电位。电流由电源正极→三极管BG的e极到b极通过R3→D2→T2管脚13→负电,形成回路。流过基极电流，BG1的e极C对C极开关导通。继电器J通电吸合，其回路为正电→BG1e极→c极→插件2→继电器J线圈→插件5→负电。J的常闭接点J1断开CJ线圈回路，CJ释放，CJ1-3断开，切断127V主电源。 与此同时，发光二极管LED1导通发出红光，给出故障指示信号。 T1触发导通后可实现自锁，只有解除故障后,将1K组合开关分断停电，然后重新送电方可正常工作。 正常工作时电流传感器的信号不足以使T1触发翻转动作。 3．3信号短路保护电路： 由集成电路T1的另二分之一部分电路及管脚1、2、4、5、6、7所接无线电元件组成。当信号负载线路发生短路故障时，电流互感器LH3产生较大电压信号。电压信号由LH3→插件20→D16→R15→负电→D13→插件16→QA→LHD形成回路，并在R15上产生电压降信号，由T1管脚6输入触发T1内部翻转导通，其输出端管脚2由高电位下降为低电位，BG1通过e极→b极→R3→D5→T1管脚2→负电，流过基极电流，BG1开关导通。继电器J吸合，J1接点断开CJ接触器线圈回路，切断主电源。同时发光二极管LED2导通发出黄光，给出故障指示信号。 由于规程规定打点信号回路必须声光具备，又因光信号白炽灯灯丝由冷态变为热态，其电阻相差很大。在启动瞬间电流之大相当于短路，因此在打点瞬间有可能产生误动作，所以在信号短路保护电路中，设置有充电延时、放电加速电路（BT1、G9、R14等元器件组成）。 在信号打点瞬间，电流传感器的信号在两端电压（BT1控制极与阴极间电压）高于C9两端电压（BT1阳极与阴极之间电压）即BT1的控制高于阳极电位，BT1处于截止状态，R14、C9充电延时，打点与打点的停顿之间，电流传感器的电压信号降低，此时C9两端电压高于R15两端电压，即BT1的阳极电位高于控制极电位。BT1阳极对阴极击穿导通，C9两端电荷迅速放电，从而防止了连续打点C9两端产生积累电压大于 BT1的触发翻转电压而产生的误动。 3．4漏电保护电路： 由集成电路T2的二分之一及其管脚步（8、9、10、11、13、14）联接元件而成。 127V照明与信号线路未送电状态下，网络存在漏电故障时保护电路可实现闭锁。其动作回路为电源 +→D11→插件4→C→故障点→Za（或Zb、Zc）→插件12（或13、14）→R35（或R36、R37）→D8（或D9、D10）→R34→R26→负电，R26上的信号电压由T2管脚8输入触发T2翻转，管脚13由高电位转为低电位。电源+→BG1e极→BG1b极→R3→D7→T2管脚13→T内部→负电。BG1开关导通，继电器J吸合，断开CJ线圈回路,切断127V主电源.同时发光二极管LED5发出红光指示。 127V照明与信号网络在送电状态下，网络漏电时保护器可实现动作跳闸。其动作回路为：Za（或Zb、Zc）→插12（或13、14）→R35（或R36、R37）→D8（或D9、D10）→R34→R26→负电→R25→R38→D12→插件11→漏电故障点→Za（或Zb、Zc）。R26上的电压信号触发T2翻转，BG1导通J吸合，CJ释放,切断主电源。同时LED4发出红光信号指示。 由于电路具有自锁功能，当排除故障后，切断1K开并再重新送电方可正常工作。 3．5电缆绝缘危险指示电路： 由集成电路的另二分之一及管脚4、2、5所联接元件组成。 电缆绝缘危险指示的漏电触发电路与漏电保护电路相同，只是漏电动作值不同（漏电动作值1.5KΩ，绝缘危险值为10KΩ±2KΩ）。 电缆绝缘电阻降到10KΩ±2KΩ时，漏电电流在R26的压降信号由T2管脚4输入，触发T2翻转，管脚2由高电位变为低电位，电源+→插件17→LED5→插头1→R24→T2管脚→T2内部→负电源，LED5发出黄色指示信号，当绝缘故障排除，电阻值大于危险值时，LED5熄灭，解除危险指示信号。 4．动作试验电路： 4．1短路动作试验：按合按钮TA2，其回路为电源+→插件17→TA2→LHD→电流传感器→LH1（LH2、LH3）→插件18（19、20）→D14（D15、D16）→R11→R10(R16、R15)→负电。 R10、R15得到信号电压，T1两半部分同时翻转，继电器J动作，同时给出指示信号。 4．2漏地动作试验： 按合TA3、TA4其回路为：电源+→D11→插件4→CJ5→主接地极→大地→辅助接地极→TA3→插件 15→R29→Za相→R37→D10→R34→R26→负电。R26得到信号（动作）使T2触发翻转。管脚13由高电位变为低电位，继电器J动作，同时给出指示信号。 ZBZ-2.5/4.0M系列 矿用隔爆型照明信号综合保护装置 一、适用范围 1．1用途 适用于煤矿井下127V照明及信号负载的电源控制,并具有短路保护、漏电闭锁、漏电动作及电缆绝缘指示等综合性的隔爆型电气设备。三合一结构形式，可以取代替现有的2.5或4KA干式变压器及手动防爆开关的多体控制方式。二合一结构形式可与现有的2.5及4KA干式变压器配套使用。 1．2适用条件 （1）海拔高度不超过2000米； （2）周围介质温度不高于+40℃，不低于-20℃； （3）周围空气相对湿度不大于95%（+25℃时）； （4）在无强烈颠簸振动以及垂直倾斜不超过15度的地方； （5）在无足以腐蚀金属及破坏绝缘的气体与蒸气的环境中； （6）可用于有甲烷和煤尘瓦斯危险的矿井中； （7）能防止水和液体浸入的地方； （8）环境大气压力80-110Kpa。 1．3型号意义 隔爆型 1．4防爆形式：矿用隔爆型；防爆标志：Exd I。 1．5执行标准：JB6312-1992 Q/JZ2009-2006。 二、技术特征及主要参数 2．1主变压器参数（见表1）。 2．2照明短路保护参数（见表2） 2．3信号短路保护参数（见表3） 2．4照明短路保护时间：小于0.25秒，信号短路保护时间：小于0.4秒。 2．5漏电闭锁电阻整定值1.5KΩ（1.5KΩ～3KΩ可调）。 2．6漏电闭锁电阻动作值3KΩ±1KΩ。 2．7电缆绝缘危险批示值10K Ω±2K Ω。 2．8漏电保护动作时间小于0.25秒。 2．9工作电压允许波动范围：U e ±10%. 2.10 外形尺寸：ZBZ-2.5M 420×480×645 ZBZ-4.0M 420×605×645 2．11整机重量：95kg （110kg ） 三、结构概述 结合装置的隔爆外壳为圆筒形，具有凸出的底和盖。壳盖与壳身采用转盖止口结构。外壳上部有一接线箱作为引进电缆用。外壳右侧有操作隔离开关的手柄、启动及停止按钮和检验短路、漏电保护系统是否有效的，的试验按钮。并有可靠的机械联锁装置，保证当隔离开关闭合时，壳盖打不开；壳盖打开时，隔离开关不能闭合。壳盖上方有一透视镜，可以从外面观察状态指示灯。 注：根据用户要求如需延长保护距离可与厂方联系。 ZBZ-2.5M 和ZBZ-4.0M 为三合一结构形式，即外壳变压器、控制、保护三者合一。 电子线路部分采用线路板插接方式。 主要元件作用： 3．1隔离开关1K ：正常情况下仅作隔离电源之用，不允许带负荷操作。在故障状态下，可分断主变压器的6倍额定电流3次。 3．2一次熔断器1RD 、2RD ：对主变压器作短路保护。 3．3二次熔断器3RD 、4RD ：127V 系统后备保护。 3．4控制电路熔断器5RD ：保护控制变压器。 3．5交流接触器CJ 用于控制127V 负荷的通断。 3．6电流互感器LHZb 、LHZc 用于照明系统保护取样。 矿用ZBZ-4.0(2.5)M照明综保外部结构简介 一、功能简介： 1、ZBZ-4.0(2.5)M煤矿用隔爆型照明信号综合装置（以下简称为装置）为煤矿井下127V照明及信号负载供电同时对有关线路及负载进行短路、漏电保护及漏电闭锁。 2、产品型号及其含义： 照明信号 额定容量（KV A） 装置 煤矿用 综合保护 二、结构概述 综合装置的隔爆外壳为圆筒形，具有凸出的底和盖。壳盖与壳身采用转盖止口结构，外壳上部有一接线箱作为引进和引出电缆用。外壳右侧装有操作隔离开关的手柄和检查短路、漏电保护系统是否有效的试验按钮。并有可靠的机械联锁装置，当隔离开关闭合时壳盖打不开，壳盖打开时，隔离开关不能闭合。壳盖上方有一观察窗，可以从外面观察到综合装置的状态指示灯。具体如图所示： 详细介绍如下： 开关的外部结构及功能 1、接线腔（上盖下面）：里面有3个大接线柱和几个小接线柱，3个大接线柱有三个是进电源的，另外5个是接负载和1个接地的。 布局如图所示 2、电源进线喇叭口：电源电缆线通过喇叭口，进入接线腔内，接在电源接线柱上。在电源喇嘛口的对面还有一个喇叭口，他是方便两台开关，进行电源并联时使用的。如果还有一台开关需要电源，就可以从这台开关的电源接线柱上引出去。 3、负载线喇叭口：通过这个喇叭口，将开关腔内的负载接线柱与照明灯或信号铃接线柱 4、辅助接地喇叭口：辅助的接地线通过此喇叭口与开关内的接地接线柱连接，用于漏电试验。 喇叭口结构：喇叭口内有密封胶圈、金属挡环和挡板。当接电缆线时，去掉金属挡板，将电缆从外喇叭口、金属挡环、密封橡胶圈中间的孔里穿过去，然后将外喇叭口通过螺栓与开关外壳连接（如上图中喇叭口的状态）。在外喇叭口上，还有一个压板，将电缆压紧，防止电缆受外力松动。 照明信号综合保护装置 概述用途参数 本装置是适用于煤矿井下127V照明及信号负载的电源控制，它是一种新型无触点照明综合保护装置，该产品性能安全可靠，使用寿命长。并具有短路，漏电保护及电缆绝缘指示综合性保护功能的隔爆型电气设备。本装置可以代替旧式2.5KVA、4KVA干式变压器及手动隔爆开关的多体控制方式。该装置本体与壳体连接采用插接式，便于安装调试和维修。 (1)海拔高度不超过2000m： (2)周围介质温度不高于+40℃,不低于-20℃; (3)周围空气的相对湿度不大于95%(+25%); (4)在无强烈颠簸振动及垂直斜度不超过15度的地方; (5)在无足以腐蚀和破坏绝缘的气体与蒸汽的环境中; (6)可用于有甲烷和煤尘爆炸危险的矿井中; 型号意义 Z B Z - 2.5(4.0)/1140(660,380) M 照明信号 额定电压(V) 功率(KVA) 保护装置 隔爆型 综合装置 照明短路保护参数 信号短路保护参数 4、照明短路保护时间小于250ms；信号短路时间小于400ms；漏地保护动作时间小于250ms； 5、漏地电阻动作值1.5KΩ(1.5-3KΩ可调); 6、漏地闭锁动作指示值3KΩ±1KΩ； 7、电缆绝缘危险指示值10KΩ±2KΩ； 8、工作电压允许波动范围错误！未找到引用源。±15%； 结构概述 本综合装置的隔爆外壳为圆筒形，具有凸出的底和盖。壳盖与壳体采用转盖止口结构。外壳上有一接线箱作为引进和引出电缆用。外壳右侧装有操作隔离开关的手柄和检验短路、漏电保护系统是否有效的试验按钮。并有可靠的机械联锁装置，保证当隔离开关闭合时，壳盖打不开；壳盖打开时，隔离开关不能闭合。壳盖上方有一小透明窗，可以从外面观察状态指示灯。机芯和机壳连接采用滑道结构，电子线路部分采用线路板插接方式，以方便检修。 矿用照明综保ZBZ-10.0M工作原理简介 ZBZ-10.0M装置为煤矿井下127V照明及信号负载供电、电源控制及对有关线路及负载进行短路、漏电保护及漏电闭锁。可以取代现在2.5KVA或40KVA干式变压器及手动防爆开关的多体控制方式。1、元件介绍 2、电气原理 2.1、电气原理及操作程序： 合上隔离开关GHK,控制变压器BK2得电，副边输出交流36V电压，为控制回路提供电源；同时，三相变压器BK1得电，副边输出三相交流127V,—方面为照明和信号回路提供工作电源；另一方面为 综合保护装置WZB-7正常工作提供电源。这时，综合保护装置WZB-7得电，工作灯亮，给出信号指 示，进行各项功能的自检。若线路正常，其保护结点K1闭合，为起动作好准备。按下起动按钮QA，中 间继电器ZJ得电吸合，其常开触点闭合，常闭触点断开。于是，真空接触器CJ得电吸合并自保。合 位灯亮，给出相应的信号指示。127V主线路接通，照明和信号回路正常工作。 按停止按钮TA,切断控制回路，中间继电器ZJ释放，真空接触器CJ跳闸。合位和事件灯熄灭， 工作灯亮，给出相应的信号指示。127V主线路断开，照明和信号回路被切断。 2.2、电气原理见附图 2.3 动作试验电路 2.3.1 短路动作试验 按合短试按钮，DS2闭合，保护器动作，K1、K1K（CB1）断开，中间继电器断电，触点ZJ1-1断开，真空接触器断电，主接触器断开，综保断电动作。 2.3.2 漏电动作试验 按合漏试按钮，LS闭合, 保护器动作，K1、K1K（CB1）断开，中间继电器断电，触点ZJ1-1断开，真空接触器断电，主接触器断开，综保断电动作。 Q/JM 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司企业标准Q/JM XXXXX—XXXX 矿用隔爆型照明信号综合 保护装置使用规范 XXXX - XX - XX发布 XXXX - XX – XX试行 发布 晋煤集团科学技术委员会 目次 前言I I 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 基本要求1 前言 本标准按GB/《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》的要求进行编写。本标准由晋煤集团专家委员会提出。 本标准由晋煤集团机电与自动化专业委员会归口。 本标准起草单位：晋煤集团机电设备处。 本标准主要起草人：张志飞 矿用隔爆型照明信号综合保护装置使用规范 范围 本规范规定了煤矿井下隔爆型照明信号综合保护装置使用要求。 本规范适用于晋煤集团所有矿井。 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 MT/T 1123-2011 矿用隔爆型照明信号综合保护装置 煤矿安全规程 基本要求 对短路保护定值不可调的照明综保使用要求 对、4kVA照明综保使用要求 照明短路保护距离应符合以下规定 照明短路保护距离 信号短路保护距离应符合以下规定 信号短路保护距离 对10kVA照明综保使用要求 照明短路保护距离应符合以下规定 照明短路保护距离 信号短路保护距离应符合以下规定 信号短路保护距离 照明负荷干线电缆截面不得小于4mm2，可以在干线电缆上串接三通，用2.5mm2信号线引入灯具，引线距离不得超过10米。 对短路保护定值可调的新型照明综保使用要求 各单位应逐步推广使用保护定值可调的新型照明综保，增加照明综保短路保护距离，满足现场使用需求。 使用短路保护定值可调的照明综保时，应按负荷大小对照明短路保护电流进行整定，按末端两相最小短路电流进行校验，末端两相最小短路电流必须大于短路保护电流整定值的倍（即灵敏系数不小于），且不小于7A。对与终端保护装置配合使用的新型照明综保使用要求 各单位可使用与终端装置配合使用的新型照明综保，增加照明综保短路保护距离，满足现场使用需求。 对与终端保护装置配合使用的新型照明综保，要对其保护功能及保护距离进行现场检测试验，确保可靠时方可使用，检测试验报告留存备查。 井下新安装照明应采用MYPQ型屏蔽信号电缆，新购置灯具喇叭咀必须能够满足屏蔽信号电缆接线需求。 井下照明设施应从照明综保照明负荷回路接出，并尽可能做到三相负载对称，严禁从信号回路接出。 井下用激光指示仪、127V信号等应从照明综保信号负荷回路接出，与照明分别供电。确需在照明负荷上串接的，其距离应符合照明短路保护距离要求。 井下用照明灯具、激光指示仪、127V信号等金属外壳必须有保护接地。 _________________________________ 每天应对照明综保短路、过载和漏电保护进行一次试验，试验记录现场留存。 v1.0 可编辑可修改 Q/JM 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司企业标准 Q/JM XXXXX—XXXX 矿用隔爆型照明信号综合 保护装置使用规范 XXXX - XX - XX发布XXXX - XX – XX试行 目次 前言................................................................................ II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 基本要求 (1) 前言 本标准按GB/《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》的要求进行编写。本标准由晋煤集团专家委员会提出。 本标准由晋煤集团机电与自动化专业委员会归口。 本标准起草单位：晋煤集团机电设备处。 本标准主要起草人：张志飞 矿用隔爆型照明信号综合保护装置使用规范 1 范围 本规范规定了煤矿井下隔爆型照明信号综合保护装置使用要求。 本规范适用于晋煤集团所有矿井。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 MT/T 1123-2011 矿用隔爆型照明信号综合保护装置 煤矿安全规程 3 基本要求 3.1 对短路保护定值不可调的照明综保使用要求 3.1.1 对、4kVA照明综保使用要求 a)照明短路保护距离应符合以下规定 照明短路保护距离 b)信号短路保护距离应符合以下规定 表1 信号短路保护距离 3.1.2 对10kVA照明综保使用要求 a)照明短路保护距离应符合以下规定 表2 照明短路保护距离 b)信号短路保护距离应符合以下规定 表3 信号短路保护距离 第五节综合保护装置 一、电动机综合保护器 电动机综合保护器是一种以电子器件为基础的保护装置，能对电动机实现过负荷保护、断相保护、短路保护和漏电闭锁功能的保护装置。下面以JDBl20(225)型综合保护器为例，分别介绍其整定及使用方法。 1．电动机综合保护器的整定 取样电路由电流互感器、信号变换电路和整定电路等部分组成。图4—12为JDR一120(225)型综合保护器中取样器的电气线路。 从电流互感器(LH，一LH，)二次绕组输出的交流电流信号，首先经过电阻R，一‰转变成交流电压信号，然后再经过二极管D，。D。和电容器C，一C，整流、滤波，最后在电阻R，一R。上形成所需要的直流信号电压。为了能同时得到反映过载、短路和断相3种故障的信号电压，将3个电流互感器二次侧的直流信号电压并联输出，并用6个二极管D。～D，组成的或门电路进行综合，b点为三相的中性点。这样，从a、C两点引出的电压就正比于电动机主电路中的电流，因而a、c两点间的电压就是过载和短路保护的信号电压。当电动机一相断线时(如A相)，该相的电流互感器无信号输出，但另外的两相电流互感器仍有信号电压输出。此电压的下端除可以继续由a点输出外，还可以通过断线那一相的滤波电阻(如R，)和二极管D加到b端，电压的负端则通过二极管D，和D。加到c端，因而在b、e两点之间得到一个电压，此电压就是断相故障的信号电压。 图4。12 JDB一120(250)型综合保护器的取样器电路 段数越少，动作电流越大。整定电流的具体分档可见表4—2， 具体整定时，动作电流按电动机的额定电流整定。 表4—2整定动作电流的分档值 2．电动机综合保护器的使用 (1)为了对综合保护器工作性能进行定期检查，可以利用保护器的漏电试验开关与过载试验开关进行相应的试验。在试验时必须先断开隔离开关，然后打开开关外壳，将上述试验开关拨到试验位置，随后再盖上开关盖，合上隔离开关，进行试验。严禁违反安全操作规程。此外也可以将电流整定在较低值，利用实际启动电流与工作电流进行模拟过流或过载试验。这些试验同样要严格遵守上述试验步骤。 (2)属保护性动作的判断原则是：磁力启动器停止工作时不能启动，属漏电故障。磁力启动器工作时发生跳闸并且跳闸后经～定延时后可以重新启动，属过载或断相故障。磁力启动器工作时发生跳闹并且跳阕唇不能再次启动，属短路故障。 二、煤电钻综合保护器 目前我国生产有多种形式的煤电钻综合保护装置。以下就介绍其中的一种ZZ8L一2．5型煤电钻综合保护装置，如图4—13所示。 矿用照明综保工作原理(总4 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 矿用照明综保工作原理简介 ZBZ-4.0(2.5)M煤矿用隔爆型照明信号综合装置（以下简称为装置）为煤矿井下127V照明及信号负载供电同时对有关线路及负载进行短路、漏电保护及漏电闭锁。 本装置适用于具有爆炸性气体（甲烷）和煤尘的矿井下，在交流50HZ、电压至660V的线路中，为井下127V照明及信号负载供电，取代现在2.5KVA或40KVA干式变压器及手动防爆开关的多体控制方式。 下面结合电气原理图介绍一下其工作原理： 1、元件介绍 2、电气原理 本装置电气线路主要由主电路和控制、保护电路组成； 2.1 主电路： 由隔离开关1K、一次熔断器1RD、2RD，主变压器ZB，二次熔断器3RD、4RD，交流接触器CJ 等器件组成。 2.2 控制电路： 由接触器CJ线圈，送电按钮QA，停电按钮TA控制继电器常闭接点J1等组成。 装置投入工作时，首先闭合1K，使主变压器ZB及控制变压器KB有电工作，发光二级管 LED3(绿色)通电发光。在127网络(负载侧)无漏电状态下可按合送电按钮QA，给CJ线圈通电，CJ 吸合主接点CJ1~3闭合，127V网络负荷得电工作。停止工作时，可按合TA，使CJ断电释放，断开主接点。 2.3 保护电路： 主要有保护插件实现 2.3.1 稳压电源：由控制变压器KB，经保护插件输出18V直流电压，作为保护电路的稳压电源。 2.3.2 照明短路保护电路：正常运行时，电流传感信号电压(该电压为电流传感器LH1、LH2二次输出整流，滤波后的电压值)不足以使保护插件动作。当照明负载任意二相发生短路时，保护插件动作，继电器J吸合，使控制回路J1接点断开，切断主电路。同时发光二极管LED1(红色)给出信号指示。 2.3.3 信号短路保护电路：正常运行时电流传感信号电压(该电压为电流传感路LH3二次输出整流，滤波后的电压值)不足以使保护插件动作。当信号负载发生短路时，保护插件动作，继电器吸合，控制回路J1断开。切断主电路，同时发光二极管LED2(黄色)给出信号指示。 2.3.4 漏电保护电路： 10kV A真空照明信号综合保护装置的研制 10kV A真空照明信号综合保护装置为矿用隔爆兼本质安全型，额定容量为10kV A，额定电压为1140V/660V。本文主要介绍其大容量，实现远距离送电，短路保护距离的校验以及一些其他保护功能原理和本质安全型通讯功能。 标签：照明综保；大容量；长距离；智能 1 概述 随着煤矿开采技术的提高和矿井年产量的增加，大型、超大型矿井日益增多，矿井中的巷道越来越长，井下需要的照明距离也相应加长。《国家煤矿安全规程》相关规定指出：使用机车的主要运输巷道、兼作人行道的集中带式输送机巷道、升降人员的绞车道以及升降物料和人行交替使用的绞车道，其照明灯的间距不得大于30m；综合机械化采煤工作面，照明大门间距不得大于15m[1]。而且一些先进矿井实施亮化工程，要求灯具间距做到不大于10m，因此所需照明设备的数量也随之增多，供电距离也不断加长。目前，我国矿用隔爆型真空照明信号综合保护装置电源变压器额定容量一般为2.5kV A、4.0kV A，难以满足我国现有大型矿井的发展需求，为此，研发矿用隔爆兼本质安全型10.0kV A真空智能照明信号综合保护装置（以下简称“照明综保”），为127V照明及信号负载提供可靠的供电、控制和保护。其主要特点具有容量大、保护距离长，保护功能全面、动作安全可靠等优点。 2 整体结构 外壳机构采用方形壳体结构，具有快开门门盖结构，门盖与壳身之间具有机械闭锁结构，当隔离开关处于合闸状态下门盖无法打开。壳身上方设有接线腔，用于接入来自电源及其照明、信号负载和控制线的连线；壳身内部装有10.0kV A 电源变压器、隔離开关、接触器等组件；门盖上装有智能保护器、显示屏、控制按钮等。通过门盖上的控制按钮操作人员可以对照明综保进行分闸、合闸及其参数的整定。 3 电源变压器 本照明综保电源变压器采用10kV A大容量变压器，一次电压为1140V/660V，二次侧电压为133V。煤矿井下照明用防爆灯功率按60w计算，2.5kV A的照明综保可以带41盏防爆灯，4.0kV A的照明综保可以带66盏防爆灯，而10.0kV A的照明综保可以带166盏防爆灯；井下照明设备间隔按10m计算，即2.5kV A的照明综保可以提供的照明长度为410m， 4.0kV A的照明综保可以提供的照明长度为为660m，而10.0kV A的照明综保可以提供的照明长度可达到1660m。由此可见，大容量的照明综保可以满足更加远距离、更加亮化的照明供电需求。 4 显示功能 Q/JM 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司企业标准 Q/JM XXXX—XXXX 矿用隔爆型照明信号综合XXXX - XX - X 发布 保护装置使用规范 XXXX - XX-XX M行晋煤集团科学技术委员会 前言............................................................................................................................................................................................................. II 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3基本要求 (1) 本标准按GB/《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写》的要求进行编写。本标准由晋煤集团专家委员会提出。本标准由晋煤集团机电与自动化专业委员会归口。 本标准起草单位：晋煤集团机电设备处。 本标准主要起草人：张志飞 矿用隔爆型照明信号综合保护装置使用规范 1范围 本规范规定了煤矿井下隔爆型照明信号综合保护装置使用要求。 本规范适用于晋煤集团所有矿井。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 MT/T 1123-2011 矿用隔爆型照明信号综合保护装置 煤矿安全规程 3 基本要求 3.1对短路保护定值不可调的照明综保使用要求 3.1.1 对、4kVA照明综保使用要求 a）照明短路保护距离应符合以下规定 照明短路保护距离 b）信号短路保护距离应符合以下规定 表1信号短路保护距离 3.1.2 对10kVA照明综保使用要求 a）照明短路保护距离应符合以下规定 表2照明短路保护距离 信号照明综合保护实训装置 1.引言 1.1 概述 照明是不可或缺的一个方面，在生活中起着至关重要的作用。无论是家庭、道路、商业场所还是公共设施，都需要良好的照明条件来提供安全、便利和舒适的环境。而信号照明作为照明的一个重要组成部分，更是直接涉及到交通安全的问题。 在现代社会中，交通流量日益增加，各类交通工具频繁穿梭。而信号灯作为指示交通流向的重要信号设备，对于保障交通顺畅、避免交通事故起到了至关重要的作用。然而，由于各种突发状况和恶劣环境的影响，信号灯的照明效果往往会受到一定程度的影响，从而导致交通事故的发生。因此，提高信号灯的照明效果并加强对其保护显得尤为重要。 为了解决信号灯照明问题并确保交通安全，设计一个可实训的综合保护装置显得尤为必要。该实训装置可以对信号灯进行全方位保护，并提供实训操作的机会，使工作人员能够熟悉和掌握实际情况下的维护与保护技术。通过这种实训手段，工作人员能够及时发现和解决信号灯的照明问题，提高其工作效率和灵敏度。 本文将详细介绍信号照明综合保护实训装置的设计与原理，并分析其 在实际应用中的优势和应用前景。同时，探讨信号照明安全保护的意义和建议，以期为提升交通安全做出贡献。通过对信号照明综合保护实训装置的研究和探索，我们相信可以为交通行业提供更加安全、高效和便利的照明解决方案。 1.2文章结构 文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织结构和各个部分的内容和目的。本文按照以下结构展开： 一、引言 1.1 概述 1.2 文章结构 1.3 目的 二、正文 2.1 信号照明的重要性 2.2 信号照明综合保护实训装置的设计与原理 三、结论 3.1 实训装置的优势与应用前景 3.2 对信号照明安全保护的意义和建议 在引言部分，我们会对本文的主题进行概述，简要介绍信号照明综合 WZB-7型微机监控保护装置(照明信号综合保护装置) 产品使用说明书 中国电光防爆电气有限公司 2004年2月 目录 前言 1．概述1 2．工作原理1 3．技术特征2 4．操作及用户界面说明3 5．安装、使用10 6.常见故障与排除11 7、包装、运输、保管11 8、开箱检查11 9、定货须知11 10、附图12 前言 欢迎使用WZB-7型微机照明信号综合保护装置。本说明书介绍了该装置的结构和技术特征、应用范围、安装接线、操作维护等方面内容。对本装置的操作，务必是在获得用户主管部门的授权并仔细阅读了本说明书后方可进行。对于保护器WZB-7的一些重要操作，如定值修改等均设有授权密码。 本说明书解释权归中国电光防爆电气有限公司开发部所有，如有疑问或本说明书未涵盖的技术问题，请向中国电光防爆电气有限公司开发部咨询。 注意：如不按本说明书的要求进行操作，则有可能造成不良后果！ 1、概述 1.1主要用途及使用范围 1.1.1 主要用途 WZB-7型微机照明信号综合保护装置用于煤矿井下交流50Hz，额定电压为380V、660V、1140V，额定电流至400A三相中性点不接地的供电系统中。作为总开关、分支开关或用于大容量电动机不频繁起动控制。当供电电路中出现过载、短路、远方分励或漏电时能自动切断电源。作为总开关使用时具有三相对称性漏电和漏电闭锁保护，作为分开关漏电保护的后备保护；作为分开关使用时具有选择性漏电保护与漏电闭锁保护功能；过流保护具有反时限特性，近端出口短路采用大电流无压释放保护电路。 1.1.2 使用范围 装置集控制、保护、监测、通信于一体，适用于工业系统交流50Hz,标称电压在 660V/1140V/3300V的电网中，改善供电电压质量的控制装置。通讯规约灵活，可与其他自动化设备或系统接口。 1.2 使用环境 1.2.1 装置应能在下列环境下正常工作： a) 海拔不超过2000米； b) 周围空气温度为 -5℃— +40℃； c) 空气相对湿度不大于95%（在25℃时）； d) 在无强烈震动和冲击振动的地方； e)与垂直面的安装倾斜度不超过15°； f)含有沼气和煤尘的空气中，但无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸气。 2、工作原理 WZB-7型微机照明信号综合保护装置（简称WZB-7）是新型高性能微机监控保护系列产品之一，主要应用于工业系统交流50Hz,标称电压660V及以上的电网中，用于改善供电电压质量的控制装置。本装置以16位单片机为核心，辅以工业级外围芯片、精密小型互感器、小型专用继电器，运用科学的算法，使保护灵敏可靠，测量精度高。采用多种抗干扰措施，使装 ZBZ-2.5、4.0M（ZXZ8）照明信号综合保护装置 一、适用范围 1、用途 本装置为煤矿井下133V照明及信号负载的供电、电源控制以及短路、漏电保护等综合防爆电气设备，可以取代现有的2.5KV A干式变压器以及手动防爆开关的多体控制方式。 2、适用条件 （1）海拔不超过2000米； （2）周围介质温度不高于+40℃，不低于-25℃； （3）周围空气的相对湿度不大于97±2%； （4）在无强烈颠簸振动以及垂直倾斜不超过15°的地方； （5）现列足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体与蒸汽的环境中； （6）可用于有煤尘、瓦斯危险的矿井中。 3、型号意义 电压等级 照明 额定容量 综合 隔爆型 装置 二、技术特征 1、型号：ZXZ82.5/4型 2、基本参数 ①主变压器 ②照明电缆短路保护 ③信号电缆短路保护 注：用户如需容量2.5～10KV A，电压133～220V，保护距离100～2300米时，请与厂方联系。 ④照明短路保护动作时间：小于0.5秒，信号短路保护动作时间小于 0.1秒。 ⑤漏地电阻动作值2ΚΩ。 ⑥漏地闭锁电阻动作值2-4ΚΩ。 ⑦电缆绝缘危险指示值13ΚΩ±10%。 ⑧漏电地保护动作时间小于0.25秒。 ⑨工作电压允许波动范围：Ue±10%。 ⑩外形尺寸480×740×602（2.5KV A）480×625×614（4KV A）。三、结构概述 综合装置的隔爆外身为圆筒形，具有凸出的底和盖。壳盖与盖身采用转盖止口结构，外壳上部有一接线箱作为引进和引出电缆用。外壳右侧法有操作隔离开关闭合时壳盖打不开，壳盖打不开时，隔离开关不能闭合，壳盖上方有一透明镜，可以从外面观察状态指示灯。外形图如下： 主变压器与机芯的连接采用接线端子板方式，检修时机芯可独立拿出。 电子线路部分采用线路板插接方式，可以方便地拆卸。 主要元件作用： 1、隔离开关1K：正常情况下仅作隔离电源之用，不允许带负荷操作。在故障状态下，可分断主变压器的6倍额定电流2次。 2、一次熔断器1RD、2RD：对主变压器作短路保护。 3、二次熔断器3RD、4RD：133V系统后备保护。 4、控制电源熔断器5RD：保护控制变压器。 5、交流接触器CJ用于控制133V负荷的通断。 6、电流互感器LH1、LH2：用于133V照明系统短路保护信号取样。 7、电流互感器LH3：用于133V信号系统短路保护信号取样。 8、主变压器ZB：133V动力电源。 9、控制变压器KB：综合装置保护系统用的低压电源。 10、电子线路板插件：由保护电路的电子元件器件组成。用于实现装 照明信号综合保护装置主变压器 在井下，如果没有照明灯，则到处是一片黑暗，那才是真正的伸手不见五指。井下的照明除了矿工随身携带的矿灯以外，固定的照明设施就是安装在巷道里的防爆灯了。这些防爆灯并不像我们在家中使用的灯是220V的，这些灯都是127V的。由于井下的电源都是660V、1140V的，所以要给这些灯提供电源，还需要一个降压变压器。由于井下环境特殊，除了要给这些灯提供电源以外，还要进行短路、漏电等故障保护，由此照明信号综合保护装置便应运而生。也就是我们常说的照明综保。 照明综保的全称是照明信号综合保护装置，为什么还要加上信号两个字哪？这是因为照明综保除了给照明灯提供电源意外，他还可以给井下使用的语言信号，语音信号提供电源。在煤矿，经常听到“打点”二字。也就是在使用绞车等设备时，通过语言信号或语音信号进行联络。 照明综保的内部主要有两大部分组成，一个是降压变压器，另一个便是具有漏电、短路保护功能的磁力启动器。 我们先来讲讲降压变压器。也就是主变压器。照明综保的主变压器有4KVA和2.5KVA两种。他们只是容量上的区别，其外形结构都一样。容量大的，可以带更多的灯，更多的负载。照明综保的型号ZXB-2.5ZXB-4后面的2.5和4就是指主变压器的容量。 照明综保的外形： 照明综保的型号含义： 照明综保主变压器安装在壳体的最里面。 照明综保主变压器外形图： 照明综保主变压器接线端子标有高压380/660V的为 一次侧，使用电缆线连接到隔离开关上。 标有低压127V的为低压侧，使用电缆线连接到照明 综保本体上。 现在给出一个照明综保变压器与本体的连接示意 图。下帖我们讲照明综保主回路工作原理。点击下 图可放大。电光ZBZ-M综合保护装置
矿用照明综保外部结构简介
照明综保
矿用照明综保ZBZ-10.0M工作原理简介
照明综保使用规范
照明综保使用规范
综合保护器
矿用照明综保工作原理
10kVA真空照明信号综合保护装置的研制
照明综保使用规范
信号照明综合保护实训装置
电光照明综合保护装置说明书
ZBZ-2.5-4.0 M照明信号综保-浙江荣欣
照明信号综合保护装置--讲义