EBZ160悬臂式掘进机维修手册.docx

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EBZ160悬臂式掘进机维修手册

EBZ160悬臂式掘进机使用说明书

第六章电气部分

第1节概述

EBZ160系列掘进机电控系统主要由电控箱、控制操作箱（以下简称操作）、矿用隔爆电铃、隔爆型照明灯、隔爆型泛光灯、隔爆型急停按钮、矿用本安型甲烷传感器以及各工作机构的电机等组成。

掘进机电气控制系统是整机的重要组成部分，与液压控制系统配合，可自如的实现整机的各种生产作业。

同时对截割高速、低速电机、油泵电机、二运电机、锚杆电机的工况及回路的绝缘情况进行监控和保护。

掘进机电控箱防爆型式：

Exd[ib]I（隔爆兼本质安全型）

掘进机操作箱防爆型式：

ExdI（隔爆型）

第2节技术参数和特征

一、技术参数

1、额定电压

主回路：

AC1140V/660V

电控箱：

控制回路额定电压分别为：

AC220V、AC36V、AC24V

操作箱：

控制回路额定电压DC24V

显示回路额定电压DC24V

2、额定电流（见附表1）

3、额定频率50Hz

4、输出分路数5路

5、额定功率（见附表1）

6、本安部分本安电源输入电压DC24V；输出电压DC12V；

最大负载电流500mA

甲烷传感器工作电压DC12V

最大工作电流130mA

二、使用条件

1、海拔高度不超过2000米；

2、周围环境温度-5℃~+40℃；

3、周围空气相对湿度不大于95%（+25℃）；

4、能承受掘进机的振动,与水平安装倾斜度不超过15°；

5、适合在有沼气爆炸性混合物隧道或矿井中；

6、无破坏绝缘的气体或蒸汽的环境中；

7、无长期连续滴水的地方；

8、污染等级3级；

9、安装类别Ⅲ类；

三、电控箱结构

电控箱是按照GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备隔爆型“d”》的标准设计，为隔爆兼本质安全型电气设备。

其隔爆壳体是用钢板焊制而成的两个通过接线端子相互连接的独立腔体。

上边为进出线腔（接线腔），下边为主腔。

接线腔内设有接线端子和内接地端子。

主腔的右侧装有隔离开关，隔板上装有主回路熔断器，主盘板占据了主腔大部分空间，其上装有控制变压器、真空接触器、阻容吸收器、中间继电器以及电流、电压变送器等组件。

电控箱的门为两扇由销轴支撑，并用螺栓和箱体紧固。

左门内侧面设置了装有开关电源、本安电源、EPEC专用控制器的控制器盒。

两扇门均设有“严禁带电开盖”警告牌，“MA”及“Exd[ib]I”标志。

左门上有产品铭牌，右门上设置了电源开关。

箱体的正面有电压表、光电隔离板、信号转换板。

接线腔盖与箱体用螺栓紧固，并设有“严禁带电开盖”警告牌。

注：

此图为专用控制器的控制盒

四、操作箱结构

操作箱是按照GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备通用要求》，GB3836.2-2000《爆炸性气体环境用电气设备隔爆型“d”》的标准设计，为隔爆型电气设备。

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。

后面为接线腔，前面为主腔。

主腔门用销轴支撑，并用螺栓与箱体紧固。

门上装有各电机控制开关，紧急停止按钮及监视电源、截割电机、油泵电机、二运电机、锚杆电机工况的显示屏。

门上设有“MA”及“ExdI”标志。

箱体左侧设有“严禁带电开盖”警告牌及产品铭牌。

接线腔内设有接地螺栓，接线腔盖是用螺栓和箱体紧固。

第3节电路的组成及工作原理

电控系统的功能和用途分述如下（附图1）：

一、主回路：

主回路主要是由隔离开关、熔断器、真空接触器、中间继电器、阻容吸收电路以及电压传感器、电流传感器组成。

隔离开关作为电源开关，当其闭合时主回路得电。

真空接触器控制截割高速电机、截割低速电机、油泵电机、二运电机、锚杆电机的运转。

利用阻容吸收电路吸收主回路电动机断电瞬间的反向电势。

电流、电压传感器分别采集回路电流及电压信号并输入至EPEC专用控制器，通过编程实现对电机的过流、过载、断相、漏电检测以及电源的过压及欠压等保护作用。

二、控制电源：

控制电源，主要为电气控制系统提供所需的工作电源。

控制电源主要是由控制变压器、熔断器、漏电断路器、电压表、开关电源等组成，一次侧为AC1140V/660V，二次侧为AC220V、AC36V、AC24V。

三、控制回路：

控制回路是以EPEC专用控制器为核心，它接受各输入元器件的状态信息，通过编程计算，对所控制的元器件发出动作指令，实现对设备的逻辑控制。

为了安全可靠，在控制回路中增设了中间继电器。

在操作箱上、机体油箱前侧和二运电机附近装有三个紧急停止按钮，按下其中的任意一个，机器将立即停止运行。

在机体左侧的司机席的前部设有一个截割紧急停止按钮，其作用是立即停止截割头工作。

转换开关有自动复位式和自锁式，它们作为控制器的指令输入开关装在操作箱上。

四、工作原理

1、主控器与显示器的通讯

电控箱通电，主控器与显示屏通讯时，显示屏将显示画面如下（本画面以EBZ100为例）：

注：

此状态为主控器和显示器通讯中，此时操作开关都应在停止位置，也不便对机器进行操作，否则显示开关操作错误。

数秒之后，主控器与显示器通讯结束，显示画面如下：

2、复位、警报

将“复位/警报”开关旋至“警报”

位置，警报继电器线圈得电，其常开

点闭合，电铃回路接通电源，电铃鸣

响，系统发出警报。

将“复位/警报”开关旋至“复位”位置，控制系统内各报警故障均复位。

截割电机启动前必须先发出报警信号。

3、电机漏电闭锁检测

在启动油泵电机时（将“油泵启/停”开关旋至“启动”位置），系统先整体对截割高、低速电机、油泵电机、二运电机、锚杆电机进行漏电闭锁检测，即各回路漏电闭锁检测继电器同时吸合。

如有漏电发生，则分别对各个电机进行检测，确定漏电的电机，并显示。

在此过程中所有电机都不能启动，显示屏显示画面（油泵漏电闭锁）如下：

本系统还做了故障诊断在里面，当有故障出现时，在故障跳出显示的同时，相应的故障原因及帮助也同时显出。

4、油泵电机启动、停止：

启动：

将“油泵启/停”开关旋至“启动”位置，警报运行继电器先得电，电铃鸣响7秒后停止，此时油泵运行继电器得电，其常开点闭合，从而使真空接触器线圈得电，接触器主触点闭合，油泵电机主回路接通电源，电机运行。

停止：

将“油泵启/停”开关旋至“停止”位置，油泵运行继电器线圈失电，其常开点断开，使真空接触器线圈失电，主触点断开，油泵电机主回路电源被切断，运行中的油泵电机将停止运行。

启动前，在无故障时，显示屏将显示画面如下：

注：

通过此画面能监测油泵电机各相的电流值和故障信息（当油泵电机出现过载、过流、断相等故障时，显示屏将显示相对应的故障画面）。

5、截割高速电机启动、停止

启动：

油泵运行后，将“高速启/停”开关旋至“启动”位置，警报运行继电器先得电，电铃鸣响5秒后停止，此时高速运行继电器得电，其常开点闭合，使高速真空接触器线圈得电，接触器主触点闭合，使高速电机主回路接通电源，高速电机起动运行。

停止：

将“高速启/停”开关旋至“停止”位置，截割高速运行继电器线圈失电，其常开点断开，使真空接触器线圈失电，接触器主触点断开，截割高速电机主回路电源被切断，运行中的截割高速电机停止运行。

启动前，在无故障时，显示屏将显示画面如下：

注：

通过此画面能监测截割高速电机各相的电流值和故障信息（当截割高速电机出现过载、过流、断相等故障时，显示屏将显示相对应的故障画面）。

6、截割低速电机的启动、停止

启动：

油泵运行后，将“低速启/停”开关旋至“启动”位置，警报运行继电器先得电，电铃鸣响5秒后停止，此时低速运行继电器得电，其常开点闭合，使低速真空接触器线圈得电，接触器主触点闭合，使低速电机主回路接通电源，低速电机起动运行。

停止：

将“低速启/停”开关旋至“停止”位置，继电器线圈失电，其常开点断开，使低速运行真空接触器线圈失电，接触器主触点断开，低速电机主回路电源被切断，运行中的低速电机停止运行。

启动前，在无故障时，显示屏将显示画面如下：

1注：

通过此画面能监测截割低速回路各相的电流值和故障信息（当截割低速电机出现过载、过流、断相等故障时，显示屏将显示相对应的故障画面）。

注意：

截割高速与截割低速电机是互锁关系。

7、二运电机的启动、停止：

启动：

将“二运启/停”开关旋至“启动”位置，二运运行继电器得电，其常开点闭合，使二运真空接触器线圈得电，接触器主触点闭合，使二运电机主回路接通电源，二运电机起动运行。

停止：

将“二运启/停”开关旋至“停止”位置，二运运行继电器线圈失电，其常开点断开，使真空接触器线圈失电，接触器主触点断开，二运电机主回路电源被切断，运行中的二运电机停止运行。

启动前，在无故障时，显示屏将显示画面如下：

8、锚杆电机的启动、停止

启动：

油泵停止，将“锚杆启/停”开关旋至“启动”位置，警报运行继电器先得电，电铃鸣响5秒后停止，此时锚杆运行继电器得电，其常开点闭合，使锚杆真空接触器线圈得电，接触器主触点闭合，使锚杆电机主回路接通电源，锚杆电机起动运行。

停止：

将“锚杆启/停”开关旋至“停止”位置，锚杆运行继电器线圈失电，其常开点断开，使真空接触器线圈失电，接触器主触点断开，锚杆电机主回路电源被切断，运行中的锚杆电机停止运行。

注意：

锚杆电机与油泵电机是互锁关系。

启动前，在无故障时，显示屏将显示画面如下：

9、上、下翻页：

将“上/下翻页”开关旋至“上翻页”位置，显示屏向上翻一页。

将“上/下翻页”开关旋至“下翻页”位置，显示屏向下翻一页。

10、总急停

按下三个紧急停止按钮中的任意一个，并顺时针旋转自锁，使运行中的所有电机立刻停止工作。

11、截割急停

按下截割紧急停止按钮，并顺时针旋转自锁，使运行中的截割电机立刻停止工作。

12、电气联锁

在控制回路中主要的电器联锁有三处：

第一：

只有当油泵电机启动后，高速或低速电机、二运电机才能启动，油泵电机停止运行，运行中的高速或低速电机、二运电机也随之停止。

第二：

截割高、低速电机为互锁关系。

第三：

油泵电机停止运行后，才能起动锚杆电机，锚杆电机与油泵电机为互锁关系。

五、保护回路

1、电路的组成

保护回路主要是由电流、电压传感器、熔断器、漏电断路器、电机内的温度传感器、温度开关、安装在油箱中的油温开关、安装在油箱中的液位开关、瓦斯传感器及漏电闭锁回路等组成。

2、工作原理

2.1电机综合保护（以油泵电机为例）

当出现过流、过载、断相等故障时，控制器将电流传感器取来的信号经过编程计算，一旦出现过流、过载、断相时，控制器通过内部程序控制，使油泵运行的中间继电器线圈失电，真空接触器线圈失电，油泵电机主回路电源被切断，运行中的油泵电机停止。

故障处理完毕后，将“复位/警报”开关旋至“复位”位置，油泵异常点复位。

截割高、低速电机、二运电机、锚杆电机的综合保护原理和油泵电机相同就不再重复了。

2.2电机过热保护

当截割高、低速电机因长时间工作或由于故障引起绕组温度升高超过规定值，埋设在该电机绕组中的温度开关动作，使截割高速、截割低速运行继电器动作，切断对应真空接触器线圈回路，断开截割高速电机、截割低速的主回路，对截割高、低速电机进行保护。

在截割电机中预埋了PT100温度传感器，信号送入控制器经过程序处理后，对电机进行起停控制，并在显示屏上即时显示截割电机的温度和超温报警。

如高速电机温度升高超过规定值时显示屏将显示画面如下：

2.3故障信息

a．油箱温度

当油箱温度超过规定值时,油箱过温信号送到控制器，经过程序处理,使运行中的所有电机立刻停止。

b．油位过低:

当油箱液位低于规定值时,油位过低信号送到控制器，经过程序处理,使运行中的所有电机立刻停止。

c．瓦斯报警:

当瓦斯含量超标时,瓦斯报警信号送到控制器，经过程序处理,使运行中的所有电机立刻停止。

d．电压高、低超限

当电压过高、过低时，经过程序处理，使运行中的所有电机停止。

各个故障信息显示画面如下：

注：

故障处理完毕后，通过“复位/警报

开关”对故障进行复位

第4节

操作方法

一、将电控箱右侧隔离开关手柄扳至“接通”的位置，此时前后照明灯同时点亮。

检查显示屏、电压表和机器周围，如果没有异常情况，即可按如下顺序进行开机操作。

二、将“复位/警报”开关旋至“警报”位置，发出开机信号。

并观察工作现场，确认不能发生机械和人身事故方可开机。

三、将“油泵启/停”开关旋至“启动”位置，警报先鸣响5秒后，油泵启动运转。

将“油泵启/停”开关旋至“停止”位置，运行中的油泵电机停止运行。

（在试车时应注意油泵电机运转方向，若反转应重新接线）。

四、若需截割低速作业，将“低速启/停”开关旋至“启动”位置，警报先鸣响5秒后，截割低速电机运行。

将“低速启/停”开关旋至“停止”位置，运行中的截割低速电机停止运行。

若需截割高速作业，将“高速启/停”开关

旋至“启动”位置，警报先鸣响5秒后，截割高速电机运行。

将“高速启/停”开关旋至“停止”位置，运行中的截割高速电机停止运行。

（试车时应当观察截割电机的旋转方向，若反转需重新接线）。

五、若需二运电机作业，将“二运启/停”开关旋至“启动”位置，二运电机运行。

将“二运启/停”开关旋至“停止”位置，运行中的二运电机运行停止。

（试车时应当观察二运电机的旋转方向，若反转需重新接线）。

六、若需锚杆电机作业，油泵电机必须停止运行，将“锚杆启/停”开关旋至“启动”位置，警报先鸣响5秒后，锚杆电机运行。

将“锚杆启/停”开关旋至“停止”位置，运行中的锚杆电机运行停止。

（试车时应当观察锚杆电机的旋转方向，若反转需重新接线）。

七、注意不允许在不需要紧急停止的情况下，利用急停按钮停整机，也不允许利用停油泵电机的方法，停高、低速、二运电机。

八、停机后，切断电源，取下隔离开关手柄。

第5节注意事项

一、当司机离开司机席时，必须将设在操作箱上的急停按钮锁死，将隔离开关旋至“停止”位置并把扳手取下。

二、当需打开门或盖时必须先停电，并将煤尘打扫干净后方可松开紧固螺栓。

三、检修时必须停电，特别应当注意的是，隔离开关上端至电源接线柱，停电后仍然带电，因此不能随意取下电源接线柱上的护板，若需检修此处时，前级馈电开关应停电。

四、各电器组件之间的电缆不能拉得过紧，特别注意电源电缆不能压在履带下。

五、必须定期检查各导线的连接部位是否有松动现象。

六、各防爆部位紧固螺栓必须确实紧固；

七、各电缆引入装置的密封胶圈、金属垫圈、压板等不得残缺，内外接地必须接牢。

（附图2）

八、检修时不得随意改变本安电路元器件型号、规格、参数。

九、每三个月对主要电器件进行功能性检验，对电机进行性能试验。

第6节维护

为了便于操作者和维修人员排除故障，把常见的故障及分析作如下表，供相关人员参考。

EBZ160掘进机标准故障术语表及处理方法

电机部分

序号

故障术语

故障部位

故障内容

备注

1.

油泵电机过流

油泵电机定子电枢

电流传感器

1.电机过负荷或堵转

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

4.I≥3.5Ie

1.调整截割头位置

2.检查电枢冷态或热态电阻

3.更换传感器

2.

油泵电机过载

油泵电机定子电枢

电流传感器

1.电机短时过负荷

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

4.I＜3.5Ie

1.调整截割头位置

2.检查电枢冷态或热态电阻

3.更换传感器

3.

油泵电机断相

1.油泵电机回路

2.隔离开关触点

3.控制器进线端子

1.油泵电机回路断相

2.隔离开关断相

3.控制器进线端子松脱

4.电流传感器损坏

1.检查相应断点并作出相应的处理处理

2.更换电流传感器

4.

油泵电机漏电闭锁

油泵接触器以下线缆、端子、电机。

油泵接触器以下线缆、端子、电机漏电。

先断电，用万用表或500V兆欧表复查，找到故障点并作出相应的处理。

5.

油泵电机超温

油泵电机电枢

油泵电机电枢温度超过1550C

水冷电机先检查水路，然后检查电机

6.

切割电机低速过流

电机定子电枢

电流传感器

1.电机过负荷或堵转

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

4.≥3.5Ie

1.调整截割头位置

2.检查电枢冷态或热态电阻

3.更换传感器

7.

切割电机低速过载

定子电枢

电流传感器

1.电机短时过负荷

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

1.I＜3.5Ie

1.调整截割头位置

2.检查电枢冷态或热态电阻

3.更换传感器

8.

切割电机低速断相

1.切割电机低速回路

2.隔离开关触点

3.控制器进线端子

1.截割电机低速回路断相

2.隔离开关断相

3.控制器进线端子松脱

1.电流传感器损坏

1.检查相应断点并作出相应的处理处理

2.更换电流传感器

9.

切割电机低速漏电闭锁

切割电机低速接触器以下线缆、端子、电机。

切割电机低速接触器以下线缆、端子、电机漏电。

先断电，用万用表或500V兆欧表复查，找到故障点。

10.

切割电机低速超温

切割低速电机电枢

切割电机电枢温度超过1550C

水冷电机先检查水路，然后检查电机

11.

切割电机高速过流

切割电机高速定子电枢

电流传感器

1.电机过负荷或堵转

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

4.I≥3.5Ie

1.调整截割头位置

2.检查电枢冷态或热态电阻

3.更换传感器

12.

截割电机高速过载

截割电机高速定子电枢

电流传感器

1.电机短时过负荷I＜3.5Ie

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

1.调整截割头位置

2.检查电枢冷态或热态电阻

3.更换传感器

13.

切割电机高速断相

1.切割电机高速回路

2.隔离开关触点

3.控制器进线端子

1.截割电机高速回路断相

2.隔离开关断相

3.控制器进线端子松脱

4.电流传感器损坏

1.检查相应断点并作出相应的处理处理

2.更换电流传感器

14.

切割高速电机漏电闭锁

切割高速电机接触器以下线缆、端子、电机。

切割高速电机接触器以下线缆、端子、电机漏电。

　先断电，用万用表或500V兆欧表复查，找到故障点。

15.

切割高速电机超温

切割高速电机电枢

电机电枢温度超过1550C

水冷电机先检查水路，然后检查电机

16.

二运电机过流

二运电机定子电枢

电流传感器

1.电机过负荷或堵转I≥3.5Ie

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

1.检查二运皮带

2.检查二运电机

3.更换电流传感器

17.

二运电机过载

二运电机定子电枢

电流传感器

1.电机短时过负荷I＜3.5Ie

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

1.检查二运皮带

2.检查二运电机

3.更换电流传感器

18.

二运电机断相

1.二运电机高速回路

2.隔离开关触点

3.控制器进线端子

1.二运电机高速回路断相

2.隔离开关断相

3.控制器进线端子松脱

4.电流传感器损坏

1.检查相应断点并作出相应的处理处理

2.更换电流传感器

19.

二运电机漏电闭锁

二运电机接触器以下线缆、端子、电机。

二运电机接触器以下线缆、端子、电机漏电。

　先断电，用万用表或500V兆欧表复查，找到故障点。

20.

锚杆电机过流

锚杆电机定子电枢

电流传感器

1.电机过负荷或堵转I≥3.5Ie

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

1.检查锚杆油泵

2.检查锚杆电机

3.更换传感器

21.

锚杆电机过载

锚杆电机定子电枢

电流传感器

1.电机短时过负荷I＜3.5Ie

2.电枢内部短路

3.传感器回路有问题

1.检查锚杆油泵

2.检查锚杆电机

3.更换传感器

22.

锚杆电机断相

1.锚杆电机高速回

路

2.隔离开关触点

3.器进线端子

1.锚杆电机高速回路断相

2.隔离开关断相

3.控制器进线端子松脱

4.电流传感器损坏

1.检查相应断点并作出相应的处理处理

2.更换电流传感器

23.

锚杆电机漏电闭锁

锚杆电机接触器以下线缆、端子、电机。

锚杆电机接触器以下线缆、端子、电机漏电。

　先断电，用万用表或500V兆欧表复查，找到故障点。

24.

显示屏显示电压过高

进线电压

进线电压高于额定电压

U≥120%Ue10S

检查进线电压，检查传感器

25.

显示屏显示电压过低

进线电压

进线电压低于额定电压

U＜75%Ue10S

检查进线电压，检查传感器

真空接触器部分

26

真空管损坏

真空接触器真空管

真空管漏气，触点烧坏。

更换相应规格真空接触器

27

真空接触器线圈损坏

真空接触器线圈

真空接触器线圈短路、断路、整流二极管损坏。

更换相应规格真空接触器

28

真空接触器机构损坏

真空接触器机构

运动部为有卡阻；机构间隙变化；其他原因。

更换相应规格真空接触器

29

真空接触器烧毁

真空接触器本体

由于真空接触器本体受潮、凝露、煤粉等原因引起爬电、击穿等故障。

更换相应规格真空接触器

30

真空接触器触头动作不同步

真空接触器机构

真空接触器机构须调校。

调校或更换相应规格真空接触器

隔离开关部分

31

隔离开关端子故障

隔离开关端子

隔离开关端子松动、虚联引起发热或断相

更换隔离开关

32

隔离开关触点故障

隔离开关触点

隔离开关触点烧蚀或接触不良

更换隔离开关

33

隔离开关机构故障

隔离开关机构、手柄

隔离开关机构松脱、卡阻

更换隔离开关

接线端子部分

34

接线端子绝缘损坏

接线端子

接线端子绝缘损坏导致漏电、爬电

更换接线端子

35

接线端子螺纹损坏

接线端子

接线端子螺纹损坏，不能压紧电缆电线接线端子。

更换接线端子

36

接线端子烧损

接线端子

接线端子由于长时间过热而烧毁，机械电气性能丧失。

更换接线端子

控制保护电气部分

37

低压断路器跳闸

低压断路器220\36\24V

低压断路器由于过流、短路引起跳闸

处理故障点后上电

38

熔断器芯熔断

主回路、控制回路熔断器芯

主回路、控制回路熔断器芯由于过流、短路引起熔断

处理故障点后更换熔断器芯

39

小型继电器损坏

中间小型继电器包括插座、触点。

小型继电器由于机械原因或触点烧蚀而损坏

更换继电器或插座

40

漏电保护模块损坏

漏电保护模块

质量老化或意外击穿

更换相应模块

41

漏电闭锁模块损坏

漏电闭锁模块

质量老化或意外击穿

更换相应模块

42

控制变压器损坏

控制变压器

控制变压器由于质量、机械、环境等因素引起的电气故障如过热、打火、无输出等

更换控制变压器

43

开关电源损坏

开关电