技术文章

直流电桥,电位差计,直流电阻箱,光线示波器,多功能校准仪,直流电阻测试仪

电工技术实践教程


 
                      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
电工技术实践教程
 
 
 
 
 
 
 
                   烟台南山学院电工电子实训中心
前言
依据教育部关于高职高专应用型人才培养目标的要求,为了满足南山学院高职高专电气类专业实践能力培养规格的教学要求,提高学生就业技能水平,我们组织了电工电子实训中心电工教研室的全体教师编写了这本教材。
在教材内容上,我们采用了“模块化”形式,力求抓住“实践能力培养”这条主线,注重理论与实践相结合;突出动手操作训练;强调精讲多练。
参加本书编写的有高树贤、李海波、黄明涛、刘竞男、段俊英、荆蕾、李双志、魏春光。模块一由刘竞男编写与校对;模块二、模块六由高树贤编写与校对;模块三由李海波编写与校对;模块四、模块五由黄明涛编写、段俊英校对;荆蕾参与了模块二的校对;李双志参与了模块三的校对;魏春光对整书进行了全面校对。全书由高树贤统稿、李海波排版。
整书编写是业余时间完成的。由于仅给一个月期限,编者水平十分有限,加上整天忙于实践教学,书中错误之处在所难免,敬请广大读者批评指正。
编者于南山学院电工电子实训中心
                                          2008.04.05
 
目录
模块一  安全用电常识…………………………………
项目1.1安全用电基础知识…………………………………………
项目1.2接地装置…………………………………………………….
项目1.3 电气火灾消防基本操作………………………………………
项目1.4 触电急救基本操作…………………………………………….
模块二 常用电工仪表的使用
项目2.1 用万用表测量电阻、交直流电压、直流电流…………
项目2.2 用兆欧表测量三相异步电动机定子绕组的绝缘电阻………
项目2.3  用钳形电流表测量三相异步电动机的电流…………………
项目2.4  用直流单臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的电阻……
项目2.5   用直流双臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的电阻……
项目2.6 用功率表测量功率………………………………………………
项目2.7  用电度表测量白炽灯电能…………………………………….
模块三   电工基本操作…………………………………….
项目3.1验电工具的使用………………………………………………….
项目3.2螺钉旋具的使用………………………………………………….
项目3.3钢丝钳和尖嘴钳的使用……………………………………………...
项目3.4导线绝缘层的削…………………………………………………….
项目3.5导线的连接……………………………………………………
项目3.6导线绝缘层的恢复…………………………………………………
模块四  常用的低压元器件………………………………
 
模块五 电气控制识图………………………………………
模块六继电控制线路的安装……………………………
项目6.1绘制线路图与低压元器件选查………………………
项目6.2继电控制线路的安装……………………………………………….
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
模块一  安全用电常识
项目1 . 1安全用电基础知识
项目目的
了解人体触电的类型和危害,掌握电工基本安全知识。
项目内容
l)针对某一起人身触电事故,指出其触电形式。
2)在某场所发现人身、设备违规现象和用电隐患,指出并纠正其错误
相关知识概述
一、人身触电事故
    当电流流过人体时对人体内部造成的生理机能的伤害,称之为人身触电事故。电流对人体伤害的严重程度一般与通过人体电流的大小、时间、部位、频率和触电者的身体状况有关。流过人体的电流越大,危险越大;电流通过人体脑部和心脏时蕞为危险;工频电流危害要大于直流电流。不同电流对人体的影响见表1-1
1-1 不同电流对人体的影响
电流/mA
通电时间
工频电流
直流电流
人体反应
人体反应
0~0.
连续通电
无感觉
无感觉
.5~5
连续通电
有麻刺感
无感觉
5~10
数分钟以内
痉挛、剧痛、但可摆脱电源
有针刺感、压迫感及灼热感
10~30
数分钟以内
迅速麻痹、呼吸困难、血压升高不能摆脱电流
压痛、刺痛、灼热感强烈,并伴有抽筋
30~50
数秒钟到数分钟
心跳不规则、昏迷、强烈痉挛、心脏开始颤动
感觉强烈,剧痛,并伴有抽筋
50~数百
低于心脏搏动周期
受强烈,冲击,但未发生心室颤动
剧痛、强烈痉挛、呼吸困难或麻痹
低于心脏搏动周期
昏迷、心室颤动、呼吸、麻痹、心脏麻痹
  当流过成年人体的电流为0 . 7 1 mA 时,便能够被感觉到,称之为感知电流。虽然感知电流一般不会对人体造成伤害,但是随着电流的增大,人体反应变得强烈,可能造成坠落事故。触电后能自行摆脱的蕞大电流称为摆脱电流。对于成年人而言,摆脱电流约在15ma以下,摆脱电流被认为是人体只在较短时间内可以忍受而一般不会造成危险的电流。在较短时间内会危及生命的蕞小电流称之为致命电流。当通过人体的电流达到50mA 以上时则有生命危险。而一般情况下,30mA 以下的电流通常在短时间内不会造成生命危险,我们将其称为安全电流。
触电事故对人体造成的直接伤害主要有电击和电伤两种。电击是指电流通过人体细胞、骨骼、内脏器官、神经系统等造成的伤害。电伤一般是指由于电流的热效应、化学效应和机械效应对人体外部造成的局部伤害,如电弧伤、电灼伤等。此外,人身触电事故经常对人体造成二次伤害。二次伤害是指因为触电引起的高空坠落,以及电气着火、爆炸等对人造成的伤害。
二、人体触电的类型
1.单相触电
   由于电线绝缘破损、导线金属部分外露、导线或电气设备受潮等原因使其绝缘部分的能力降低,导致站在地上的人体直接或间接地与火线接触,这时电流就通过人体流人大地而造成单相触电事故,如图l 一1 所示。
 
l-1 单相触电
 
2.两相触电
两相触电是指人体同时触及两相电源或两相带电体,电流由一相经人体流入另一相,时加在人体上的蕞大电压为线电压,其危险性蕞大。两相触电如图1-2 所示。
 
 

1两相触电

 

 

 
3 .跨步电压触
对于外壳接地的电气设备,当绝缘损坏而使外壳带电,或导线断落发生单相接地故障时,电流由设备外壳经接地线、接地体(或由断落导线经接地点)流人大地,向四周扩散。如果此时人站立在设备附近地面上,两脚之间也会承受一定的电压,称为跨步电压。跨步电压的大小与接地电流、土壤电阻率、设备接地电阻及人体位置有关。当接地电流较大时,跨步电压会超过允许值,发生人身触电事故。特别是在发生高压接地故障或雷击时,会产生很高的跨步电压,如图1 一3 所示。跨步电压触电也是危险性较大的一种触电方式。
       
1跨步电压触电
此外,除以上三种触电形式外,还有感应电压触电、剩余电荷触电等,此处就不作介绍。
三、人身安全知识
l)在维修或安装电气设备、电路时,必须严格遵守各项安全操作规程和规定。
2)在操作前应对所用工具的绝缘手柄、绝缘手套和绝缘靴等安全用具的绝缘性能进行测试,有问题的不可使用,应马上调换。
3)进行停电操作时,应严格遵守相关规定,切实做好防止突然送电的各项安全措施,如锁上刀开关,并悬挂“有人工作,不许合闸”的警告牌等,绝不允许约定时间送电。
4)操作时,如果邻近带电器件,应保证有可靠的安全距离。
5)操作人员在进行登高作业前,必须仔细检查登高工具(例如:安全带、脚扣、梯子)是否牢固可靠。未经登高训练的人员,不允许进行登高作业,登高作业时应使用安全带。
6)当发现有人触电时,应立即采取正确的抢救措施。
四、设备运行安全知识
l)对于出现异常现象(例如:过热、冒烟、异味、异声等)的电气设备、装置和电路,应立即切断其电源,及时进行检修,只有在故障排除后,才可继续运行。2)对于开关设备的操作,必须严格遵照操作规程进行,合上电源时,应先合隔离开关(一般不具有灭弧装置),再合负荷开关(具有灭弧装置);分断电源时,应先断开负荷开关,再断开隔离开关。
3)在需要切断故障区域电源时,要尽量缩小停电范围。有分路开关的,应尽量切断故障区域的分路开关,避免越级切断电源。
4)应避免电气设备受潮,设备放置位置应有防止雨、雪和水侵袭的措施。电气设备在运行时往往会发热,所以要有良好的通风条件,有的还要有防火措施。
5)有裸露带电体的设备,特别是高压设备,要有防止小动物窜人造成短路事故的措施。
6)所有电气设备的金属外壳,都必须有可靠的保护接地或接零。
7)对于有可能被雷击的电气设备,要安装防雷装置。
五、安全用电常识
l)不掌握电气知识和技术的人员,不可安装和拆卸电气设备及电路。
2)禁止用一线(相线)一地(接地)安装用电器具。
3)开关控制的必须是相(火)线。
4)绝不允许私自乱接电线。
5)在一个插座_L 不可接过多或功率过大的用电器。
6)不准用铁丝或铜丝代替正规熔体。
7)不可用金属丝绑扎电源线。
8)不允许在电线上晾晒衣物。
9)不可用湿手接触带电的电器,如开关、灯座等,更不可用湿布揩擦电器。
10)电视天线不可触及电线。
11)电动机和电气设备上不可放置衣物,不可在电动机上坐立,雨具不可挂在电动机或开关等电器的上方。
12)任何电气设备或电路的接线桩头均不可外露。
13)堆放和搬运各种物资、安装其他设备要与带电设备和电源线相距一定的安全距离。
14)在搬运电钻、电焊机和电炉等可移动电器之前,应首先切断电源,不允许拖拉电源线来搬移电器。
15)发现任何电气设备或电路的绝缘有破损时,应及时对其进行绝缘恢复。
16)在潮湿环境中使用可移动电器,必须采用额定电压为36V 的低压电器,若采用额定电压为220v的电器,其电源必须采用隔离变压器;在金属容器如锅炉、管道内使用移动电器一定要用额定电压为12V的低压电器,并要加接临时开关,还要有专人在容器外监护;低压移动电器应装特殊型号的插头,以防插人电压较高的插座上。
17)雷雨时,不要接触或走近高电压电杆、铁塔和避雷针的接地导线的周围,不要站在高大的树木下,以防雷电入地时发生跨步电压触电;雷雨天禁止在室外变电所或室内的架空引入线上进行作业。
18)切勿走近断落在地面上的高压电线,万一高压电线断落在身边或已进入跨步电压区域时,要立即用单脚或双脚并拢跳到10m以外的地方。为了防止跨步电压触电,千万不可奔跑。
设备、工其和材料准备
l)工具钢丝钳、绝缘手套、绝缘靴、安全带、脚扣、梯子。
2)仪表万用表、绝缘电阻表。
3)器材人体模型、电气柜、电动机、开关、插座、灯座、导线。
操作步骤
(1)利用人体模型模拟触电事故或模拟各种人身、设备违规现象及用电隐患。
(2)正确判断触电类型或指出违规现象并加以纠正。
 
成绩评分标准(表1-2)
表1-2成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
基本安全知识
熟练掌握电工基本安全知识
1)   不能正确指出不安全现象扣10-40
2)   不能正确采取安全措施扣10-30
3)   操作不正确扣10-30
40
 
 
30
 
 
30
 
 
2
安全文明生产
 
违反安全文明操作规程扣5-20
 
 
 
备注
 
合计
100
 
 
 
     
 
项目1 . 2 接地装置
项目目的
了解接地装置的相关概念和接地种类。
项目内容
l)分析接地短路故障现象。
2)说明保护接地和保护接零的原理,重复接地的作用。
相关知识概述
接地,是利用大地为正常运行、发生故障及遭受雷击等情况下的电气设备等提供对地电流构成回路的需要,从而保证电气设备和人身的安全。因此,所有电气设备或装置的某一点(接地点)与大地之间有着可靠而符合技术要求的电气连接。
一、基本概念
(一)接地装置、接地体、接地线
接地装置由接地体和接地线组成,如图1 一6所示。接地体是埋入地中并和大地直接接触的导体组,它又分为自然接地体和人工接地体。自然接地体是利用与大地有可靠连接的金属管道和建筑物的金属结构作为接地体。人工接地体是利用钢材制成不同形状打人地下而形成的接地体。电气设备接地部分与接地体相连的金属导体称为接地线
图1 一6 接地装置示意图
a )回路式b)外引式
l-接地体2-接地干线 3-接地支线 4-电气设备
 
(二)接地短路与接地短路电流
运行中的电气设备或线路因绝缘损坏或老化使其带电部分通过电气设备的金属外壳或架构与大地直接短路时,称为接地短路。发生接地短路时,由接地故障点经接地装置而流人大地的电流,称为接地短路电流(接地电流)Id。
(三)接地装置的散流现象
当运行中的电气设备发生接地短路故障时,接地电流Id通过接地体以半球面形状向大地流散,形成流散电场。由于球面积与半径的平方成正比,所以半球形的面积随着远离接地体而迅速增大。因此与半球面积对应的土壤电阻随着远离接地体而迅速减小,至离接地体20m处半球面积已相当大,土壤电阻已小到可以忽略不计。就是说,距接地体20m以外,电流不再产生电压降,或者说该处的电位已降到为零。通常将这电位等于零的地方,称为电气上的“地”。

图1-7地中电流和对地电压

 
运行中的电气设备发生接地短路故障时,电气设备的金属外壳、接地体、接地线与零电位之间的电位差,称为电气设备接地时的对地电压。接地的散流现象及地面各类电位的分布如图I-7,所示。   

 

 
(四)散流电阻、接地电阻、工频接地电阻、冲击接地电阻
接地线电阻和接地体的对地电阻的总和称为接地装置的接地电阻。
接地体的对地电压与接地电流之比值称为散流电阻。
电气设备接地部分的对地电压与接地电流之比,即为接地电阻。由于接地线和接地体本身电阻很小,可忽略不计,故一般认为接地电阻就是散流电阻。
工频电流流过接地装置时呈现的电阻称为工频接地电阻。
当有冲击电流(如雷击的电流值很大,为几十至几百kA ,时间很短,为3 -6us)通过接地体流人地中,土壤即被电离,接地电阻都比工频接地电阻小。
(五)中性点与中性线
在星形联结的三相电路中,其中三个绕组连在一起的点称为三相电路的中性点。由中性点引出的线称为中性线,如图1一8 所示。
(六)零点与零线
当三相电路中性点接地时,该中性点成为零点。此时,由零点引出的线称为零线,如图1 一9所示。
图表 1图1-9零点与零线
图1-8 中性点与中性线
二、电气设备接地的种类
(一)工作接地
为了保证电气设备的正常工作,将电路中的某一点通过接地装置与大地可靠地连接起来就称为工作接地。如变压器低压侧的中性点、电压互感器和电流互感器的二次侧某一点接地等,其作用是为了降低人体的接触电压。
(二)保护接地
保护接地就是电气设备在正常情况下不带电的金属外壳以及与它连接的金属部分与接地装置作良好的金属连接。
1 .保护接地原理
在中性点不直接接地的低压系统中带电部分意外碰壳时,接地电流Id通过人体和电网与大地之间的电容形成回路,此时流过故障点的接地电流主要是电容电流。当电网对地绝缘正常时,此电流不大;如果电网分布很广,或者电网绝缘性能显著下降,这个电流可能上升到危险程度,造成触电事故,如图1-10a所示。图中Rr 为人体电阻,Rb 为保护接地电阻。
为解决上述可能出现的危险,可采用图1-10b所示的保护接地措施。这时通过人体的电流仅是全部接地电流Id 的一部分Ir 。由于Rb 与Rr是并联关系,在Rr一定的情况下,接地电流Id主要取决于保护接地电阻Rb的大小。主要适当控制Rb的大小(应再4Ω以下)即可以把接地电流Id限制在安全范围以内,保证操作人员的人身安全。
 
图1-10保护接地原理
a)不接地的危险b )接地后的情形
2 .保护接地的应用范围
保护接地适用于中性点不直接接地的电网,在这种电网中,在正常情况下与带电体绝缘的金属部分,一旦绝缘损坏漏电或感应电压就会造**员触电的事故,除有特殊规定外均应保护接地。应采取保护接地的设备有如下一些:
l )电机、变压器、照明灯具、携带式及移动式用电器具的金属外壳和底座。2 )电器设备的传动机构。
3 )室内外配电装置的金属构架及靠近带电体部分的金属围栏和金属门以及配电屏、箱、柜和控制屏、箱、柜的金属框架。
4 )互感器的二次线圈。
5 )交、直流电力电缆的接线盒、终端盒的金属外壳和电缆的金属外皮。6 )装有避雷线的电力线路的杆和塔。
6)装有避雷线的电力线路的杆和塔。
(三)保护接零
所谓保护接零就是在中性点直接接地的系统中,把电器设备正常情况下不带电的金属外壳以及与它相连接的金属部分与电网中的零线作紧密连接,可有效地起到保护人身和设备安全的作用。
1 .保护接零原理
在中性点直接接地系统中,当某相绝缘损坏碰壳短路时,通过设备外壳形成该相对零线的单相短路,短路电流Id 能使线路上的保护装置(如熔断器、低压断路器等)迅速动作,从而把故障部分的电源断开,消除触电危险,如图1 一11 所示。          
111保护接零原理 a)未接零情形       b)接零后情形
2重复接地
三相四线制的零线一处或多处经接地装置与大地再次连接,称为重复接地。
(1)重复接地的作用 重复接地的接地电阻不应大于10欧姆,用于1KV以下的接零系统中,它是保护接零系统中不可缺少的安全技术措施。
l )降低漏电设备的对地电压。对采用保护接零的电气设备,当其带电部分碰壳时,短路电流经过相线和零线形成回路。此时电气设备的对地电压等于中性点对地电压和单相短路电流在零线中产生电压降的相量和。显然,零线阻抗的大小直接影响到设备对地电压,
而这个电压往往比安全电压高出很多。为了改善这一情况,可采用重复接地,以降低设备碰壳时的对地电压。
2)减轻零干线断线后的危险。当零线断线时,在断线后边的设备如有一台电气设备发生碰壳接地故障,就会导致断点之后所有电气设备的外壳对地电压都为相电压,这是非常危险的,如图1一12 所示。
若装设了重复接地,这时零线断线处后面各设备的对地电压Uc=IdRc,其中Rc 为重复接地电阻,而零线断线处前面各设备的对地电压U 0=IdR0。若R 0=Rc则零线断线处前后面各设备的对地电压相等且为相电压的一半,即Uc= U 0=U x/2为相电压,如图l-13 所示,这样可均匀各设备外壳的对地电压,减轻危险程度。
当R0≠Rc时,总有部分电气设备的对地电压将超过Ux/2,这将是危险的。因此,零线的断线是应当尽量避免的,必须精心施工,注意维护。
 
图l-12无重复接地零线断线的危险图             1-13 有重复接地零线断线的情况
                                                                              
3 )缩短碰壳短路故障的持续时间。因为重复接地、工作接地和零线是并联支路,所以发生短路故障时增加短路电流,加速保护装置的动作,从而缩短事故持续时间。
4 )改善低压架空线路的防雷性能。在架空线路零线上重复接地,对雷电有分流作用,有利于限制雷电过电压.
(2 )重复接地的地点   重复接地有集中重复接地和环形重复接地两种,前者用于架空线路,后者用于车间。在装设重复接地装置时,应选择合适的地点。为此规程规定在采用保护接零系统中,零线应在下列各处进行重复接地:
 l )电源的首端、终端,架空线路的干线和分支线路的终端及沿线路的每1km处应进行重复接地。
 2 )架空线路和电缆线路引入到车间或大型建筑物内的配电柜应进行重复接地。
3 )采用金属管配线时,将零线与金属管连接在一起做重复接地;采用塑料管配线时,在管外敷设的不小于10平方毫米的钢线与零线连接在一起做重复接地。
实训测试内容:接地电阻测试仪的使用
 
2 —3成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
接地电阻测试仪选择和检查
能正确选用量程和判断表的好坏
l)接地电阻测试仪选择不正确扣10 分
2)接地电阻测试仪检查方法不正确和漏测扣1分
20
 
 
2
连线
能正确连线
接错一处扣15分
25
 
 
3
操作方法
操作方法正确
每错一处扣15分
25
 
 
4
读数
能正确读出仪表示数
l)不能进行正确读数扣20 分
2)读数的方法不正确扣10—20 分
3)读数结果不正确扣10—20 分
20
 
 
5
安全文明生产
能保证人身和设备安全
违反安全文明生产规程扣5 —10 分
10
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
年 月   日
 
 
项目1 .3电气火灾消防基本操作
项目目的
掌握电气火灾基础知识及消防器材的使用方法。
项目内容
采取正确的方法对发生火灾的电气柜实施灭火。
相关知识概述
一、发生电气火灾的原因
在火灾事故中,电气火灾所占比重比较大,几乎所有的电气故障都可能导致电气火灾特别是在可能存在着石油液化气、煤气、天然气、汽油、柴油、酒精、棉、麻、化纤织物、木材、塑料等易燃易爆物的场所;另外一些设备本身可能会产生易燃易爆物质,如设备的绝缘油在电弧作用下分解和汽化,喷出大量的油雾和可燃气体;酸性电池排出氢气并形成爆炸性混合物等。一旦这些环境遇到较高的温度和微小的电火花即有可能引起着火或爆炸。例如:短路时,短路电流为正常电流的几十甚至上百倍,可在短时间内使周边温度急剧升高,从而导致火灾;过载时,流经电路的电流将超过电路的安全载流量,电气设备长时间的工作在此状态下,由于设备、电路过热而引起火灾;此外漏电,照明及电热设备,开关动作,熔断器烧断,接触不良以及雷击,静电等,都可能引起高温、高热或者产生电弧、放电火花,从而导致火灾或爆炸事故。
二、如何预防电气火灾的发生
为了防止电气火灾事故的发生,首先应当正确地选择、安装、使用和维护电气设备及电气线路,并按规定正确采用各种保护措施。所有电气设备均应与易燃易爆物保持足够的安全距离,有明火的设备及工作中可能产生高温高热的设备如喷灯、电热设备、照明设备等,使用后应立即关闭。其次,对于火灾及爆炸危险场所,即含有易燃易爆物、导电粉尘等容易引起火灾或爆炸的场所,应按要求使用防爆或隔爆型电气设备,禁止在易燃易爆场所使用非防爆型的电气设备,特别是携带式或移动式设备;对可能产生电弧或电火花的地方,必须设法隔离或杜绝电弧及电火花的产生。外壳表面温度较高的电气设备应尽量远离易燃易爆物,易燃易爆物附近不得使用电热器具,如必须使用时,应采取有效的隔热措施爆炸危险场所的电气线路应符合防火防爆要求,保证足够的导线截面和接头的紧密接触,‘采用钢管敷设并采取密封措施,严禁采用明敷方式。爆炸危险场所的接地(或接零)应高于一般场所的要求,接地(零)线不得使用铝线,所有接地(零)应连接成连续的整体,以保证电流连续不中断,接地(零)连接点必须可靠并尽量远离危险场所。火灾及爆炸危险场所必须具有更加完善的防雷和防静电措施。此外,火灾及爆炸危险场所及与之相邻的场所,应用非可燃材料或耐火材料构筑。在爆炸危险场所,一般不应进行测量工作,也应避免带电作业,更换灯泡等工作也应在断电之后进行。
预防电气火灾,首先应了解和预防静电的产生。静电的产生比较复杂,大量的静电荷积据,能够形成很高的电位。油在车船运输中,在管道输送中,会产生静电;传送带上,也会产生静电。这类静电现象在塑料、化纤、橡胶、印刷、纺织、造纸等生产行业是经常发生的,而这些行业发生火灾与爆炸的危险又往往很大。
静电的特点是静电电压很高,有时可高达数万伏;静电能量不大,发生人身静电电击时,触电电流往往瞬间被释放,一般不会有生命危险:绝缘体上的静电泄放很慢,静电带电体周围很容易发生静电感应和尖端放电现象,从而产生放电火花或电弧。静电蕞严重的危害就是可能引起火灾和爆炸事故。特别是在易燃易爆场所,很小的静电火花即可能带来严重的后果。因此,必须对静电的危害采取有效的防护措施。
对于可能引起事故危险的静电带电体,蕞有效的措施就是通过接地,将静电荷及时释放,从而消除静电的危害。通常防静电接地电阻不大于100 几。对带静电的绝缘体应采取用金属丝缠绕、屏蔽接地的方法;还可以采用静电中和器。对容易产生尖端放电的部位应采取静电屏蔽措施。对电容器、长距离线路及电力电缆等,在进行检修或试验工作前应先放电。
静电带电体的防护接地应有多处,特别是两端,都应接地。因为当导体因静电感应而带电时,其两端都将积聚静电荷,一端接地只能消除部分危险,未接地端所带电荷不能释放,仍存在事故隐患。
凡用来加工、储存、运输各种易燃性液体、气体和粉尘性材料的设备,均须妥善接地。比如运输汽油的汽车,应带金属链条,链条一端和油槽底盘相连,另一端拖在地面上,装卸油之前,应先将油槽车与储油罐相连并接地。
三、电气消防常识
当发生电气设备火警时,或邻近电气设备附近发生火灾时,应立即拨打119 火警电话报警。扑救电气火灾时应注意触电危险,首先应立即切断电源,通知电力部门派人到现场指导扑救工作)灭火时,应注意运用正确的灭火知识,采取正确的方法灭火。
夜间断电救火应有临时照明措施。切断电源时应有选择,尽量局部断电,同时应该注意安全,防止触电,不得带负荷拉刀开关或隔离开关。火灾发生后,由于受潮或烟熏,使开关设备的绝缘能力降低,所以拉闸时蕞好使用绝缘工具。剪断导线时应使用带绝缘手柄的工具,并注意防止断落的导线伤人;不同相线应在不同部位剪断,以防造成短路;剪断空中电线时,剪断位置应选择在靠电源方向的支持物附近。带电灭火时,灭火人员应占据合理的位置,与带电部位保持安全距离。在救火过程中应同时注意防止发生触电事故或其他事故。用水枪带电灭火时,宜采用泄漏电流小的喷雾水枪,并将水枪喷嘴接地,灭火人员应戴绝缘手套、穿绝缘靴或穿均压服操作;喷嘴至带电体的距离应遵循以下规定:1 10kv 及以下者不应小于3m ,220kV 以上者不应小于sm 。使用不导电性的灭火剂灭火时,灭火器机体、喷嘴至带电体的距离应遵循以下规定:rokv 不小于0 . 4m , 35kv 不小于0 . 6m 。设备中如果充油,在救火时应该考虑油的安全排放,设法将油、火隔离;电机着火时,应防止轴和轴承由于冷热不均而变形,并不得使用干粉,沙子,泥土灭火,以防损伤设备的绝缘。
四、灭火器的使用
1 .干粉灭火器
干粉灭火器主要适用于扑救石油及其衍生产品、油漆、可燃气体和电气设备的初祝火灾,但不可用于电机着火时的扑救。
使用于粉灭火器时先打开保险销,把喷口对准火源,另一手紧握导杆提环,将顶针压干粉即喷出。干粉灭火器的日常维护需要每年检查一次干粉是否结块,每半年检查一次压力。发现结块应立即更换,压力少于规定值时应及时充气、检修。
干粉灭火器的结构及使用方法,如图1-4 所示。
2 .二氧化碳灭火器
二氧化碳灭火器主要适用于扑救额定电压低于600V电气设备、仪器仪表、档案资料、油脂及酸类物质的初起火灾,但不适用于扑灭金属钾、钠、镁、铝的燃烧。
二氧化碳灭火器使用时,一手拿喷筒,喷口对准火源,一手握紧鸭舌,气体即可喷出。二氧化碳导电性差,当着火设备电压超过600V时必须先停电后灭火;二氧化碳怕高温,存放点温度不得超过42 ℃。使用时不要用手摸金属导管,也不要把喷筒对着人,以防冻伤。喷射时应朝顺风方向进行。、日常维护需要每月检查一次,重1 / 10时,应充气。发现结块应立即更换,压力少于规定值时应及时充气、碳灭火器的结构及使用方法,如图1 一5 所示。
3 . 1211 灭火器
1211灭火器适用于扑救电气设备、仪表、电子仪器、油类、化工、化纤原料、精密机械设备、及文物、图书、档案等的初起火灾。
使用时,拔掉保险销,握紧把开关,由压杆使密封阀开启,在氮气压力作用下,灭火剂喷出,松开压把开关,喷射即停止。1211灭火器的日常维护需要每年检查一次重量。1211 灭火器的结构及使用方法,如图1-6所示。    4 .泡沫灭火器
泡沫灭火器适用于扑救油脂类、石油类产品及一般固体物质的初起火灾。但绝不可用于带电体的灭火。
使用时将筒身颠倒过来,使碳酸氢钠与硫酸两溶液混合并发生化学作用,产生的二氧化碳气体泡沫便由喷嘴喷出使用时,必须注意不要将筒盖、筒底对着人体,以防意外爆炸伤人。泡沫灭火器只能立着放置。泡沫灭火器需要每年检查一次泡沫发生倍数,若低于4倍时,应更换药剂。泡沫灭火器的结    构及使用方法,如图1 一7所示。                                                

图1 一7泡沫灭火器的结构及使用法

a)结构图b)使用方法
l-喷嘴2-筒盖3-螺母
4-瓶胆盖5-瓶胆6-筒身
 
 

 

 
 
 

设备、工具和材料准备
l)工具钢丝钳、绝缘手套、绝缘靴、沙子。
2)仪表电话机、万用表。
3)器材灭火器、导线、电气柜。
操作步骤
l)模拟电气柜火灾现场。
2)模拟拨打119 火警电话报警。
3)关断火灾现场电源或用钢丝钳切断电源导线,而且不可留下触电事故隐患。
4)根据火灾特征,选用正确的消防器材。例如,选用二氧化碳灭火器,操作时,左手握喷筒,并使其对准火源,右手下压鸭舌,使灭火剂直接喷向火源,火苗即被迅速扑灭。其他消防器材的使用方法,参照“相关知识点析,四”。
5)讨论、分析火灾产生原因,排除事故隐患。
6)清理现场。
成绩评分标准(表1-3)
表1-3成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
电气消防训练
掌握电气火灾的灭火方法
4)   不能采取正确方法扣5-40
5)   消防器材选用错误扣30
6)   操作步骤错误扣10-30
40
 
 
30
 
 
30
 
 
2
安全文明生产
能够保证人身设备安全
违反安全文明操作规程扣5-20
 
 
 
备注
 
合计
100
 
 
 
     
项目1 . 4触电急救基本操作
项目目的
了解触电急救知识及掌握各种急救方法
项目内容
发现人身触电事故时,根据触电者具体情况,采取相应的急救方法进行抢救。
相关知识点析
一、触电急救常识
众多的触电抢救实例表明,触电急救对于减少触电伤亡是行之有效的。人触电后,往往会失去知觉或者出现假死,此时,触电者能否被救治的关键,是在于救护者是否能及时采取正确的救护方法。实际生活中发生触电事故后能够实行正确救护者为数不多,其中多数事故都具备触电急救的条件和救活的机会,但都因抢救无效而死亡。这除了有发现过晚的因素之外,救护者不懂得触电急救方法和缺乏救护技术,不能进行及时、正确地抢救,是未能使触电者生还的主要原因,这充分说明掌握触电急救知识的重要性。当发生人身触电事故时,应该首先采取以下措施:
l)尽快使触电者脱离电源。如在事故现场附近,应迅速拉下开关或拔出插头,以切断电源;如距离事故现场较远,应立即通知相关部门停电,同时使用带有绝缘手柄的钢丝钳等切断电源,或者使用干燥的木棒、竹竿等绝缘物将电源移掉,从而使触电者迅速脱离电源。如果触电者身处高处,应考虑到其脱离电源后有坠落、摔跌的可能,所以应同时做好防止人员摔伤的安全措施。如果事故发生在夜间,应准备好临时照明工具。
2)当触电者脱离电源后,将触电者移至通风干燥的地方,在通知医务人员前来救护的同时,还应现场就地检查和抢救。首先使触电者仰天平卧,松开其衣服和裤带;检查瞳孔是否放大,呼吸和心跳是否存在;再根据触电者的具体情况而采取相应的急救措施。对于没有失去知觉的触电者,应对其进行安抚,使其保持安静;对触电后精神失常的,应防止发生突然狂奔的现象。
 
二、急救方法
l)对失去知觉的触电者,若呼吸不齐、微弱或呼吸停止而有心跳的,应采用口对口人工呼吸法进行抢救。
 具体方法是:先使触电者头偏向一侧,清除口中的血块、痰液或口沫,取出口中假牙等杂物,使其呼吸道畅通;急救者深深吸气,捏紧触电者的鼻子,大口地向触电者口中吹气,然后放松鼻子,使之自身呼气,每5秒一次,重复进行,在触电者苏醒之前,不可间断。操作方法如图1 一8 所示。
图1 一8口对口人工呼吸法
a)使触电者平躺并头后仰,清除口中异物b)捏紧触电者鼻子,贴嘴吹气
2)对有呼吸而心脏跳动微弱、不规则或心跳已停的触电者,应采用胸外心脏按压法进行抢救。
    先使触电者头部后仰,急救者跪跨在触电者臀部位置,右手掌置放在触电者的胸上,左手掌压在右手掌上,向下挤压3一4cm 后,突然放松。挤压和放松动作要有节奏,每秒钟1 次(儿童2 秒钟3次),按压时应位置准确,用力适当,用力过猛会造成触电者内伤,用力过小则无效,对儿童进行抢救时,应适当减小按压力度,在触电者苏醒之前不可中断。操作方法如图1-9所示。
 
 
图l-9胸外心脏按压法                 
a)急救者跪跨在触电者臀部b)手掌挤压部位C)向下挤压d)突然放松
3)对于呼吸与心跳都停止的触电者的急救,应该同时采用“口对口人工呼吸法”和“胸外心脏按压法”。如急救者只有一人,应先对触电者吹气3~4 次,然后再挤压7一名次,如此交替重复进行至触电者苏醒为止。如果是两人合作抢救、则社人吹撇{尸人按压,吹气时应使触电者胸部放松,只可在换气时进行按压.
设备、工具和材料准备
( l)工具 钢丝钳、木棒。
( 2)仪表 电话机。
( 3)器材 人体模型。
操作步骤
1)利用人体模型,模拟人体触电事故。
2)模拟拨打120 急救电话。
3)迅速切断触电事故现场电源,或用木棒从触电者身上挑开电线,使触电者迅速脱离触电状态。
4)将触电者移至通风干燥处,身体平躺,使其躯体及衣物均处于放松状态。5)仔细观察触电者的生理特征,根据其具体情况,采取相应的急救方法实施抢救。例如,运用口对口人工呼吸法进行抢救时,首先应去除触电者口中的杂物;接着,急救者左手捏紧触电者鼻子,右手挤压其面颊两侧,使其嘴张开;然后急救者深吸空气,并大口吹入触电者口中;接下来,放松触电者鼻子,使其自己将肺中气体排出。操作频率为每5 秒钟一次,直至触电者苏醒,或救护车到来。其他急救方法参照“相关知识点析,二”。
成绩评分标准(表1-4 )
表 1-4成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
触电急救训练
掌握三种触电方法急救
7)   采取方法错误扣20-40
8)   挤压力度、操作频率不合适扣10-30
9)   操作步骤错误扣10-30
40
 
 
30
 
 
30
 
 
2
安全文明生产
能够保证人身设备安全
违反安全文明操作规程扣5-20
 
 
 
备注
 
合计
100
 
 
 
     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
模块二 常用电工仪表的使用
项目2.1 用万用表测量电阻、交直流电压、直流电流
实训目的  
1、熟练掌握用万用表测量电阻的方法;
2、熟练掌握用万用表测量交直流电压的方法;
3、熟练掌握用万用表测量直流电流的使用方法;
4、熟练掌握万用表的日常维护方法。
实训
 用万用表测电阻、交流电压、直流电压、直流电流。
 
实训器材
MF 一30万用表,各种规格的电阻,交直流电源
知识概述
一、电工仪表常识
   电工仪表是用于测量电压、电流、电能、电功率等电量和电阻、电感、电容等电路参数的仪表,在电气设备安全、经济、合理运行的监测与故障检修中起着十分重要的作用。电工仪表的结构性能及使用方法会影响电工测量的精确度,电工必须能合理选用电工仪表,而且要了解常用电工仪表的基本工作原理及使用方法。
   
常用电工仪表有:直读指示仪表,它把电量直接转换成指针偏转角,如指针式万用表;比较仪表,它与标准器比较,并读取二者比值,如直流电桥;图示仪表,它显示二个相关量的变化关系,如示波器;数字仪表,它把模拟量转换成数字量直接显示,如数字万用表。常用电工仪表按其结构特点及工作原理分类:有磁电式、电磁式、电动式、感应式、整流式、静电式和数字式等。
二、仪表准确度等级
1 .仪表的误差
    
仪表的误差是指仪表的指示值与被测量的真实值之间的差异,它有三种表示形式:( l )绝对误差;( 2 )相对误差;( 3 )引用误差。
    
仪表的误差分为基本误差和附加误差两部分。基本误差是由于仪表本身特性及制造、装配缺陷所引起的,基本误差的大小是用仪表的引用误差表示的。附加误差是由仪表使用时的外界因素影响所引起的,如外界温度、外来电磁场、仪表工作位置等。
2 .仪表准确度等级
    仪表准确度等级共7 个,见下表2 一l。
准确度等级
0.1
0.2
0.5
1.0
1.5
2.5
5.0
基本误差(%)
±0.1
±0.2
±0.5
1.0±
±1.5
±2.5
±5.0
表2 - 1 准确度等级
通常0.1级和0.2级仪表为标准表;0.5 级至1.0 级仪表用于实验室;1.5 级至5.0级则用于电气工程测量。测量结果的精确度,不仅与仪表的准确度等级有关,而且与它的量程也有关。因此,通常选择量程时应尽可能使读数占满刻度2/ 3以上。万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等。有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数hfE等。所以万用表是电工必备的仪表之一。万用表可分为指针式万用表和数字式万用表。
三、指针式万用表的结构和工作原理
1 .指针式万用表的结构(图2 一1 )
    (l )表头  它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表,万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值,这个值越小,表头的灵敏度越高。测电压时的内阻越大,其性能就越好。表头上有四条刻度线,它们的功能如下:第一条(从上到下)标有“R”或“Ω” ,指示的是电阻值,转换开关在欧姆档时,即读此条刻度线。第二条标有“∽”和“VA”,指示的是交、直流电压和直流电流值,当转换开关在交、直流电压或直流电流档,量程在除交流10V以外的其他位置时,即读此条刻度线。第三条标有“10V”  ,指示的是10V的交流电压值,当转换开关在交、直流电压档,量程在交流10V 时,即读此条刻度线。第四条标有“dB ” ,指示的是音频电平。
(2 测量电路  测量电路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路,它由电阻、半导体元件及电池组成。它能将各种不同的被测量(如电流、电压、电阻等)、不同的量程,经过一系列的处理(如整流、分流、分压等)统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。
 ( 3 转换开关  其作用是用来选择各种不同的测量电路,以满足不同种类和不同量程的测量要求。转换开关一般有两个,分别标有不同的档位和量程。
2 .符号含义
l) ”表示交直流。
2) “V一2.5KV 4000Ω/V”表示对于交流电压及2.5 KV的直流电压档,其灵敏度为4000Ω/V 。
3)A一V一Ω”表示可测量电流、电压及电阻。
4)45一65一l000Hz”表示使用频率范围为l000Hz 以下,标准工频范围为45一65Hz 。
5)DC2000Ω / V ”表示直流档的灵敏度为2000Ω /V。图2 一1 为 MF 一30型万用表外形图。
3 .指针式万用表的使用方法
( l )准备工作 由于万用表种类型式很多,在使用前要做好测量的准备工作:
1 )熟悉转换开关、旋钮、插孔等的作用,检查表盘符号,“∏”表示水平放置,“⊥”表示垂直使用。
2 )了解刻度盘上每条刻度线所对应的被测电量。
3 )检查红色和黑色两根表笔所接的位置是否正确,红表笔插人“十”插孔,黑表笔插人“一”插孔,有些万用表另有交直流2500V高压测量端,在测高压时黑表笔不动,将红表笔插入高压插口。
4 )机械调零。旋动万用表面板上的机械零位调整螺钉,使指针对准刻度盘左端的“O”位置。
图2-1MF-30型万用表外形图

( 2 )测量直流电压
    l)把转换开关拨到直流电压档,并选择合适的量程。当被测电压数值范围不清楚时,可先选用较高的测量范围档,再逐步选用低档,测量的读数蕞好选在满刻度的2/3处附近,原理如图2-2 所示。
    2)把万用表并接到被测电路上,红表笔接到被测电压的正极,黑表笔接到被测电压的负极,不能接反。
2-2   MF-30型万用表测量直流电压的原理图
3 )根据指针稳定时的位置及所选量程,正确读数。
 ( 3 )测量交流电压
    l )把转换开关拨到交流电压档,选择合适的量程。
    2)将万用表两根表笔并接在被测电路的两端,不分正负极。
    3 )根据指针稳定时的位置及所选量程,正确读数。其读数为交流电压的有效值。
( 4 )测量直流电流
l )把转换开关拨到直流电流档,选择合适的量程。
2 )将被测电路断开,万用表串接于被测电路中。注意正、负极性:电流从红表笔流人,从黑表笔流出,不可接反。
3 )根据指针稳定时的位置及所选量程,正确读数。
( 5 )用万用表测量电压或电流时的注意事项
l )测量时,不能用手触摸表笔的金属部分,以保证安全和测量的准确性。2)测直流量时要注意被测电量的极性,避免指针反打而损坏表头。
3 )测量较高电压或大电流时,不能带电转动转换开关,避免转换开关的触头因转动产生的电弧而被损坏。
4 )测量完毕后,将转换开关置于交流电压蕞高档或空档。
 ( 6 )测量电阻 
l )把转换开关拨到欧姆档,合理选择量程。
2 )两表笔短接,进行电调零,即转动零欧姆调节旋钮,使指针指到电阻刻度右边的“0”Ω处。
3 )将被测电阻脱离电源,用两表笔接触电阻两端,从表头指针显示的读数乘所选量程的倍率数即为所测电阻的阻值。如选用“Rx 100 档测量,指针指示40 ,则被测电阻值为:40 x 100 = 4000Ω =4kΩ。
四、数字式万用表的外形及测量范围
今以DT一830 型数字万用表(图2 一3)为例说明测量范围和使用方法。
( l )测量范围
l )直流电压分为5 档,即200 mV 、2V 、20V 、200 V 和1000V。
2 )交流电压分为5 档,即200mV 、2V 、20V 、200 V 和750V。
3 )直流电流分为5 档,即200μA 、2mA 、20mA 、200mA 和10A。
4 )交流电流分为5 档,即200μA 、2mA 、20mA 、200mA和10A。
5 )电阻分为6档,即200 Ω、2 KΩ 、20 KΩ、200 KΩ、2MΩ和2OMΩ。
( 2 ) DT一830 型数字万用表的面板l)显示器。可显示四位数字,蕞高位只能显示“1 ”或不显示数字(算半位),故称三位半。蕞大指示为“1999 ”或“-1999”。当被测量过
蕞大指示值时,显示“1”。
图2- 3 DT 一830 型数字万用表
2 )电源开关。使用时将开关置于“ON”位置;使用完毕置于“OFF”位置。
3 )转换开关。用以选择功能和量程。根据被测的电量(电压、电流、电阻等)选择相应的功能位;按被测量程的大小选择合适的量程。
4 )输人插座。将黑表笔插人“COM”的插座。红表笔有如下三种插法,测量电压和电阻时插入“V·Ω”插座;测量小于200mA 的电流时插入“mA ”插座;测量大于200mA 的电流时插人“10A”插座。
五、用万用表测量电阻时的注意事项
l )不允许带电测量电阻,否则会烧坏万用表。
2 )万用表内干电池的正极与面板上“-”号插孔相连,干电池的负极与面板上的“+”号插孔相连。在测量电解电容和晶体管等器件的电阻时要注意极性。
3 )每换一次倍率档,要重新进行电调零。
4 )不允许用万用表电阻档直接测量高灵敏度表头内阻,以免烧坏表头。
5 )不准用两只手捏住表笔的金属部分测电阻,否则会将人体电阻并接于被测电阻而引起测量误差。
6 )测量完毕,将转换开关置于交流电压蕞高档或空档。
六、仪表保养
万用表是精密仪器,使用者不要随意更改电路。
1、请注意防水、防尘、防摔;
2、不宜在高温高湿、易燃易爆和强磁场的环境下存放、使用仪表;
3、请使用湿布和温和的清洁剂清洁仪表外表,不要使用研磨剂及洒精等烈性溶剂;
4 如果长时间不使用,应取出电池,防止电池漏液腐蚀仪表;
5、注意电池使用情况。当欧姆档不能调零(指针表)或屏幕显示缺电符号(数字表)时,应及时更换电池,虽然任何标准9V电池都能使用,但为延长使用时间,蕞好使用碱性电池。
实训内容
一、万用表测量10kΩ 电阻
1 .测电阻10kΩ测量步骤
l )将红表笔接万用表“十”极;黑表笔接万用表“—”极。
2 )选择合适档位即欧姆档,选择合适倍率。
3 )将红黑表笔短接,看指针是否指零。如果不指零,可以通过调整调零按钮使指针指零。
4 )取下待测电阻(10kΩ)即使待测电阻脱离电源,将红黑表笔并联在电阻两端。5)观察示数是否在表的中值附近。
6 )如指针偏转太小,则更换更大量程;相反则换更小量程测量。
2 .注意事项
l )欧姆调零时,手指不要触摸表笔金属部分。
2 )每换一次倍率档,都要重新进行欧姆调零,以保证测量准确。
3 )对于难以估计阻值大小的电阻可以采用试接触法,观察表笔摆动幅度,摆动幅度太大要换大的倍率,相反换小的倍率,使指针尽可能在刻度盘的1/ 3 —2 / 3 区域内。
4 )使待测电阻脱离电源部分。
5 )读数时,要使表盘示数乘以倍率。
二、万用表测量电压
1 .测量36V交流电压的测量步骤
l )将红表笔接万用表“+ ”极,黑表笔接万用表“—”极。
2 )将万用表选到合适档位即交、直流电压档,选择合适量程(100V )。
3 )将万用表两表笔和被测电路或负载并联。
4 )观察示数,是否接近满偏。
2 .测量1.5V直流电压的测量步骤
l )将红表笔接万用表“+ ”极,黑表笔接万用表“—”极。
2 )将万用表选到合适档位即交、直流电压档,选择合适量程(5V )。
3 )将万用表两表笔和被测电路或负载并联,且使“+”表笔(红表笔)接到高电位处,“—”表笔(黑表笔)接到低电位处,即让电流从“+”表笔流人,从“—”表笔流出。
3 .注意事项
l )在测量直流电压时,若表笔接反,表头指针会反方偏转,容易撞弯指针;故采用试接触方法,若发现反偏,立刻对调表笔。
2 )事先不清楚被测电压的大小时,应先选择蕞高量程档,然后逐渐减小到合适的量程。
3 )量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。
三、万用表测电流
1 .测量0.15A 直流电流的测量步骤
l )将红表笔接万用表“+ ”极,黑表笔接万用表“—”极。
2 )将万用表选到合适档位即直流电流档,选择合适量程(500mA )。
3 )将万用表两表笔和被测电路或负载串联,且使“十”表笔(红表笔)接到高电位处,即让电流从“+”表笔流人,从“—”表笔流出。
2 .注意事项
l )在测量直流电流时,若表笔接反,表头指针会反方偏转,容易撞弯指针;故采用试接触方法,若发现反偏,立刻对调表笔。
2 )事先不清楚被测电流的大小时,应先选择蕞高量程档,然后逐渐减小到合适的量程。
3 )量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2 /3左右。
实训考核
成绩考核标准见下表2 —2
表2—2成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
万用表选择和检查
能正确选用量程和检查判断万用表的好坏
l)万用表选择不正确扣10 分
20万用表检查方法不正确和漏测扣1分
20
 
 
2
连线
能正确连线
接错一处扣15分
25
 
 
3
操作方法
操作方法正确
每错一处扣15分
25
 
 
4
读数
能正确读出仪表示数
l)不能进行正确读数扣20 分
2)读数的方法不正确扣10一20 分
3)读数结果不正确扣10一20 分
20
 
 
5
安全文明生产
能保证人身和设备安全
违反安全文明生产规程扣5 一10 分
10
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
年 月   日
 
 
 
项目2.2 用兆欧表测量三相异步电动机定子绕组的绝缘电阻
实训目的  1、掌握兆欧表使用方法和注意事项;
2、准确测出三相异步电动机定子的绝缘电阻。
实训器材
1、5050型兆欧表;
2、测量三相异步电动机(Y —132M—4 ,功率为7.5kW, 380V ,额定电流15.4A);
3、低压验电器、螺钉旋具、尖嘴钳、电工刀等。
知识概述
一、兆欧表构成和用途
   
兆欧表是用来测量被测设备的绝缘电阻和高值电阻的仪表。兆欧表由一个手摇发电机、表头和三个接线柱,即L(电路端)、E (接地端)和G (屏蔽端)组成。
 常用的手摇式兆欧表,主要由磁电式流比计和手摇直流发电机组成,输出电压有500V 、1000V 、2500V 、5000V几种。随着电子技术的发展,现在也出现用干电池及晶体管直流变换器把电池低压直流转换为高压直流,来代替手摇发电机的兆欧表。。
二、绝缘电阻表的选用原则
   l )额定电压等级的选择。一般情况下,额定电压在500V 以下的设备,应选用500V 或1000V的兆欧表;额定电压在500V 以上的设备,选用1000V 一2500V 的兆欧表。
2 )电阻量程范围的选择。兆欧表的表盘刻度线上有两个小黑点,两个小黑点之间的区域为准确测量区域。所以在选兆欧表时应使被测设备的绝缘电阻值在准确测量区域内。
图2一4兆欧表的接线方法
a )测量电路的绝缘电阻 b)测量电动机的绝缘电阻    C )测量电缆的绝缘电阻
三、兆欧表的使用方法
l )校表。测量前应将摇表进行一次开路和短路试验,检查摇表是否良好。将两连接线开 路,摇动手柄,指针应指在“∞”处,再把两连接线短接一下,指针应指在“0 ”处,符合上述条件者即良好,否则不能使用。
2 )保证被测设备或线路断电。被测设备与电路断开,对于大电容设备还要进行放电。
3 )选用电压等级符合要求的摇表。
4 )测量绝缘电阻时,一般只用L 和E端,但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备的漏电流较严重时,就要使用G 端,并将G端接屏蔽层或外壳。电路接好后,可按顺时针方向转动摇把,摇动的速度应由慢而快,当转速达到120r / min 左右时(ZC —25型),保持匀速转动lmin 后读数,并且要边摇边读数,不能停下来读数。
5 )拆线放电。读数完毕,一边慢摇,一边拆线,然后将被测设备放电。放电方法是将测量时使用的地线从绝缘电阻表上取下来与被测设备短接一下即可。注意不是对表放电。
四、三相异步电动机定子绕组绝缘电阻的要求
三相异步电动机定子绕组对称且相互绝缘,把接线盒内三相绕组的连接片全部测开,用表可以测量两相间的绝缘电阻,及相对机座的绝缘电阻。注意:绝缘电阻应不得小于0.5MΩ。
实训项目
操作步骤如下:
1 )选择合适的兆欧表。根据三相异步电动机的电压需要选用500V的绝缘电阻。
2 )检查兆欧表是否完好。测量前应将摇表进行一次开路和短路试验,检查摇表是否良好。将两连接线开路,摇动手柄,指针应指在“∞”处,再把两连接线短接一下,指针应指在“O ”处,符合上述条件者即良好,否则不能使用。
3 )拆开异步电动机接线盒,并拆去之间的接片。
4 )检查引出线的标记是否正确,转子转动是否灵活,轴伸端径向有无偏摆的情况。
5 )将三相异步电动机的其中一相的线芯接L 端,另一端E端接其绝缘层;然后按顺时针方向转动摇把,摇动的速度应由慢而快,当转速达到12Or / min 左右时(ZC —25型),保持匀速转动lmin 后读数,并且要边摇边读数,不能停下来读数。
6 )拆线放电。
7 )安装好三相异步电动机接线盒,收拾好工具和仪表。
成绩评分标准(表2 一3 )
表2—3成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
兆欧表选择和检查
能正确选用量程和判断表的好坏
l)兆欧表选择不正确扣10 分
2)兆欧表检查方法不正确和漏测扣1分
20
 
 
2
连线
能正确连线
接错一处扣15分
25
 
 
3
操作方法
操作方法正确
每错一处扣15分
25
 
 
4
读数
能正确读出仪表示数
l)不能进行正确读数扣20 分
2)读数的方法不正确扣10—20 分
3)读数结果不正确扣10—20 分
20
 
 
5
安全文明生产
能保证人身和设备安全
违反安全文明生产规程扣5 —10 分
10
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
年 月   日
 
项目2.3   用钳形电流表测量三相异步电动机的电流
实训目的
1、掌握钳形电流表使用方法和注意事项;
2、准确测出三相异步电动机空载电流和额定负载电流。
实训项目   
三相异步电动机空载、负载电流的测量
实训器材
1、一台三相异步电动机;
2、钳形电流表;
3、验电器、螺钉旋具、尖嘴钳、电工刀等。
知识概述
一、钳形电流表的构成及用途
钳形电流表由电流互感器和电流表组成,它是一种用于测量正在运行的电气线路的电流大小的仪表,可在不断电的情况下测量交流电流。
二、钳形电流表的原理
 
如图2—5所示,互感器的铁心制成活动开口,且成钳形,活动部分与手柄6相连。当紧握手柄时电流互感器的铁心张开(图2 —5 中双点划线所示),可将被测导线4置于钳口中,该载流导线成为电流互感器的一次绕组。关闭钳口,在电流互感器的铁心中就有交变磁通通过,互感器的二次绕组5中产生感应电流。)电流表接于二次绕组两端,它的指针所指示的电流与钳入载流导线的工作电流成正比,可直接从刻度盘上读出被测电流值。钳形电流表实质上是由一只电流互感器、钳形扳手和一只整流式磁电式反作用力仪表所组成。如图2—5所示。
三、钳形电流表的使用方法
1、测前准备:
一看钳口。仪表的钳口要干净,若有杂物或油污,应及时清理干净,确保磁路严格闭合,测量结果准确。
二看指针。观察指针位置,若不在零处,应进行机械调零。
2、测量步骤:
第一步选择量程
首先估计被测电流的大小,将转换开关调至需要的测量档。如无法估计被测电流大小,先用蕞高量程档测量,然后根据测量情况调到合适的量程。
第二步开口置线
操作要领是握紧手柄,使钳口张开,放置被测导线。为减少误差,被测导线应置于钳口的中央。
图2—5 钳形电流表
1—电流表 2—电流互感器 3—铁心 4—被测导线 5—二次绕组 6—手柄
 
第三步闭口读数
松开手柄,钳口自然回位至紧密接触状态,待指针稳定后读出示数。如遇有噪声时可检查钳口是否紧密接触,或重新操作一次。
第四步开口离线
    紧握手柄,钳口张开,使钳形表离开导线。测量完毕,将选择量程开关拨到蕞大量程档位上。
 
3、注意事项:
1 )被测电路的电压要低于钳形电流表的额定电压。
2 )测高压线路的电流时,要戴绝缘手套,穿绝缘鞋,站在绝缘垫上。
3 )钳口要闭合紧密不能带电转换量程。
4 )量程应选择合适。选量程时应先选大,后选小量程或看铭牌值估算。
5 )将导线放在钳口中央。
6)测量完毕,要将转换开关放在蕞在量程处。
4、测量技巧:
测量5A以下的小电流时,为提高测量精度,在条件允许的情况下,可将被测导线多绕几圈,再放入钳口进行测量。此时实际电流应是仪表读数除以放人钳口中的导线圈数。
 
实训内容
三相异步电动机空载运行时,三相绕组中通过的电流称为空载电流。绝大部分的空载电流用来产生旋转磁场,称为空载激磁电流,是空载电流的无功分量。一般小型电动机的空载电流约为额定电流的30%—70 % ,大中型电动机的空载电流约为额定电流的20 %—40% ,估算出空载电流大小;根据铭牌确定额定负载电流大小。其操作步骤如下:
1 )检查钳形电流表是否完好,按下手柄,看钳口是否能够灵活开启。
2 )测量前对钳形电流表进行机械调零。
3 )按电路图连接三相异步电机。
4 )根据铭牌示数确定空载电流及 额定电流,依此选择合适量程。
5 )测量时,应使被测导线处在钳口的中央,并使钳口闭合紧密,以减少误差。
6 )测量完毕,要将转换开关放在蕞大量程处。
实训考核
成绩评分标准(表2—4)
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
钳形电流表选择和检查
能正确使用量程和判断钳形电流表的好坏
1)钳形电流表选择不正确扣10分;        2)钳形电流表检查方法不正确和漏测扣10分
20
 
 
2
连线
能正确连线
接错一处扣15分
25
 
 
3
操作方法
操作方法正确
每错一处扣15分
25
 
 
4
读数
能正确读出仪表示数
1)不能进行正确读数扣20分
2)读数方法不正确扣10——20分
3)读数结果不正确扣10——20分
20
 
 
5
安全文明生产
保证人身和设备安全
违反安全文明生产规程扣5——10分
10
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
                 年  月  日
 
 
 
项目2.4  用直流单臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的电阻
实训目的
1、掌握直流单臂电桥的使用方法和注意事项,
2、掌握小型三相异步电动机定子电阻的测量方法。
实训项目 
直流单臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的电阻
实训器材
1、直流单臂电桥;
2、小型三相异步电动机。
知识概述
直流电桥是一种利用比较法进行测量的电学测量仪器。比较法的中心思想是将待测量与标准量进行比较以确定其数值,具有测试灵敏度高和使用方便等优点。
一、直流单臂电桥的工作原理
单臂电桥又称惠斯顿电桥,当需要精确地测量中值电阻时,往往采用单臂电桥进行测量。其原理如图2一6所示。图中Rx为被测电阻,G 为检流计, Rl 、R2 、R3为可调电阻。当满足关系式R1 R3 = R2 Rx 时 ,电路达到平衡。此时检流计中通过的电流为零(指针不动)。我们将R1/R2称为比例臂R3称为比较臂。图2 一6 为QJ23型直流单臂电桥的面板图。在测量时可根据对被测电阻的粗略估计,选取适当的比较臂的数值乘上比例臂的倍数。
二、直流单臂电桥的使用方法
l)使用前,先把检流计的锁扣打开,并调节调零器把指针调到零位。
2 )估计被测电阻近似值,然后参照说明书上
的表格选择适当的比例臂(倍率),使比例臂可调电阻的各档能够充分利用,以提高其精度。
图2一6单臂电桥原理线路
3 )接入电阻时,应选择较粗较短的连接导线,并将接头拧紧,尽量提高测量精度。
4 )在测量电感电路的电阻,如电机、变压器等)时,应先接通电源按钮,后接通检流计按钮,后接通检流计按钮。测量结束后,应先断开检流计按钮,再断开电源按钮,以免线圈的自感电动势损坏检流计
5 )电桥电路接通后,如检流计指针向“+”的方向偏转,应增加比较臂的电阻;反之,如指针向“一”的方向偏转,则应减小比较臂的电阻。反复调节比较臂电阻使指针指向零位为止。读出刻度盘电阻值再乘以倍率,即为所测电阻值。
图2 -7   3lQ 直流单臂电桥面板图
1一倍率旋钮2 一比例臂读数盘

6
)电桥使用完毕后,应立即将检流计的锁扣锁上,以免在搬动过程中,将悬丝震坏。7)电池电压偏低会影响电桥的灵敏度,所以如发现电池电压偏低时应及时调换。当采用外接电源时,必须注意极性,且勿使电压超过规定值,否则可能烧坏桥臂电阻。
实训内容
三相异步电动机定子绕组对称且相互绝缘,把接线盒内三相绕组的连接片全部测开,用直流单臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的电阻。其操作步骤如下:
1)将检流计扣打开,调节机械调零旋钮,使指针指向零。
2)将三相异步电动机进线盒拆开,去掉连接片。
3)将被测电动机定子绕组接在接线端钮上,根据定子绕组阻值范围选择合适的比例倍率,
  使比较臂的四个电阻都用上。
4)调节平衡时,先按下按钮B,再按检流计按钮G ;测量完毕后,先松开检流计按钮G,再松开电源按钮B ,以防被测对象产生的感应电动势损坏检流计。
5 )按下按钮后,若指针向“十”侧偏转,应增大比较臂电阻;若指针向“一”侧偏转,应减少比较臂电阻;调节平衡过程中,不要把检流计按钮按死,待调至电桥接近平衡时,才可按死检流计按钮进行细调,否则检流计指针可能因猛烈撞击而损坏。
6 )测量结束后,应锁上检流计锁扣。
注意事项:
1 )调节平衡时,先按下按钮B ,再按检流计按钮G ;测量完毕后,先松开检流计按钮G ,再松开电源按钮B ,以防损坏检流计。
2)调节平衡过程中,不要把检流计按钮按死,待调到电桥接近平衡时,才可按死检流计按钮进行细调,否则检流计指针可能因猛烈撞击而损坏。
3)若使用外接电源,其电压应按规定选择,电压过高会损坏桥臂电阻,太低则会降低灵敏度。若使用外接检流计,应将内附的检流计用短路片短接,将外接检流计接至“外接”端钮上。
4 )测量结束后,应锁上检流计锁扣,以免受震而损坏。
实训考核
成绩评分标准(表2 一5)
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
直流单臂电桥
能正确选用桥臂倍率和判断直流单臂电桥的好坏
1)桥臂倍率的选择不正确扣10分;        2)直流单臂电桥检查方法不正确和漏测扣10 分
20
 
 
2
连线
能正确连线
接错一处扣15分
25
 
 
3
操作方法
操作方法正确
每错一处扣15分
25
 
 
4
读数
能正确读出仪表示数
1)不能进行正确读数扣20分
2)读书方法不正确扣10——20分
3)读数结果不正确扣10——20分
20
 
 
5
安全文明生产
保证人身和设备安全
违反安全文明生产规程扣5——10分
10
 
 
备注
 
合计
 
 
 
教师签字
         月  
 
 
项目2.5   用直流双臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的电阻
实训目的
l 掌握直流双臂电桥的使用方法和注意事项;
2 掌握大、中型三相异步电动机定子电阻或定长导线的测量方法
3了解测量时接线电阻和接触电阻的影响及其避免的方法。
实训项目 
用直流双臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的电阻或定长导线的电阻
实训器材
1、直流双臂电桥;
2、三相异步电动机;
3、低压验电器、螺钉旋具、尖嘴钳、电工刀等。
知识概述
单臂电桥不适于测量1Ω以下的小电阻。这是因为,当被测电阻很小时,测量中连接导线的电阻和接触电阻的影响,势必造成很大的测量误差。直流双臂电桥又称凯文电桥,可消
除接线电阻和接触电阻的影响,是一种专门用来测量小电阻(10-5——100Ω)的电桥。图2 - 7 为QJ103 型直流双臂电桥的面板图。
 
图2 一8 QJ103 直流双臂电桥面板图
1 ---倍率旋钮 2 ---可调电阻刻度盘      3 ---检流计及机械调零旋钮
一、面板介绍
QJ103 型携带式直流双臂电桥各部分名称如下:
①倍率旋钮; ②可调电阻刻度盘; ③检流计及机械调零旋钮; ④C1 C2-电流端接线柱; ⑤P1 P2电位端接线柱;   ⑥B外接电源接线柱(右上方);  ⑦ 检流计按钮与电源按钮(下方)   ⑧G B 检流计按钮与电源按钮(下方)
二、使用方法
1、准备工作
1)把电桥放平稳,断开电源和检流计按钮;
2 ) 进行机械调零,使检流计指针和零线重合;
3) 用万用表电阻档粗测被测电阻值,选取合理的比例臂,保证测量精度;
4) 将被测电阻Rx接入P1P2电位端接线柱。
2、使用方法
l)先按下电源按钮B ,再点按检流计按钮G;
2)迅速观察检流计指针与零线的偏转情况。若检流计指针摆向“+”端,旋转可调电阻刻度盘增大其电阻,若指针摆向“一”端,需减小其电阻;
3)反复调节,直到指针指到零位为止;
4)读出比较臂的电阻值再乘以倍率,即为被测电阻值;
5)先断开G 钮,再断开B 钮,拆除测量接线,取出电池。
6)使用完毕,应把倍率旋钮旋到“G 短路”位置上。
三、注意事项
1)“电源选择”开关拔向相应的正确位置;
2)当测量电阻时,应先按“B ”后按“G ' ’按钮,并迅速调节读数盘;
3)断开时,应先放“G ' ,后放“B ”按钮;
4)因工作电流很大,测量时要尽量快。在实操中,“B”按钮应间歇使用;“G”按钮应点动操作;
5)P1P2电位端接线柱接在被测电阻Rx的内侧;C1C2电流端接线柱接在被测电阻Rx的外侧;
6)连接导线应尽量粗而短,接触要紧密。
实训内容  用直流双臂电桥测量三相异步电动机定子绕组的电阻
三相异步电动机接线盒内三相绕组的连接片全部测开,用直流双臂电桥可以测量每相的电阻,从而判断电动机三相负载的平衡情况。操作步骤如下:
l )将检流计扣打开,调节机械调零旋钮,使指针指向零。
2 )将三相异步电动机进线盒拆开,去掉连接片。
3 )将被测电动机定子电阻接在接线端钮上,根据定子绕组阻值范围选择合适的比例倍率,
4 )调节平衡时,先按下按钮B 。再按检流计按钮G ;测量完毕后,先松开检流计按钮G ,再松开电源按钮S,以防被测对象产生感应电动势损坏检流计。
5 )按下G按钮后,若指针向“+”侧偏转,应增大电阻;若指针向“一”侧偏转,应减小电阻。
6 )若使用外接电源,其电压应按规定选择,过高会损坏桥臂电阻,太低则会降低灵敏度。
注意事项:
l )被测电阻应与电桥的电位端钮P1、P2 和电流端钮C1、C2 正确连接,若被测电阻没有专门的接线,可从被测电阻两接线头引出4根连接线,但注意要将电位端钮P1、P2 接至电流端钮C1 、C2的内侧。
2 )连接导线应尽量短而粗,接线头要除尽漆和锈并接紧,尽量减少接触电阻。
3 )直流双臂电桥工作电流很大,测量时操作要快,以免耗电过多,测量结束后应立即关断电源。
4)温度对电阻数值的影响比较大,测量时应记录当时电阻的温度。例如,测量电动机绕组的电阻时,由于它正常工作时的温度比室温高得多,应将测得的数值换算成75℃ 时的电阻值。
实训考核
成绩评分标准表2 一6
表2 一6成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
直流双臂电桥
能正确选用桥臂倍率和判断直流双臂电桥的好坏
l)桥臂倍率的选择不正确扣10分        2)直流双臂电桥检查方法不正确和漏测扣10 分
20
 
 
2
连线
能正确连线
接错一处扣15分
25
 
 
3
操作方法
操作方法正确
每错一处扣15分
25
 
 
4
读数
能正确读出仪表示数
1)不能进行正确读数扣20分
2)读数方法不正确扣10——20分
3)读数结果不正确扣10——20分
20
 
 
5
安全文明生产
保证人身和设备安全
违反安全文明生产规程扣5——10分
10
 
 
备注
 
合计
100
 
 
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                 年  月  日
 
 
项目2 .6用功率表测量功率
实训目的
1掌握使用功率表的方法;
2 掌握功率表接线方法。
项目项目
1、运用功率表测量单相电功率;
2、运用功率表测量三相电功率。
实训器材
1、功率表   2、白炽灯   3、三相异步电动机功率
知识概述
一.单相功率表的选用及接线规则
功率表通常都是多量程的,一般有两个电流量程,两个或三个电压量程。现以D26 一W型功率表为例说明其使用方法。
1、正确选择功率表的电流量程和电压量程。电流量程不能低于负载电流,同时电压量程不能低于负载电压。
2、功率表上标有“*”号的电流端和电压端被称为发电机端,这是为了使接线不致发生错误而标出的特殊标记。功率表的正确接法必须遵守“发电机端”的接线规则,即功率表标有“*”号的电流端必须接至电源的一端,而另一电流端则接至负载端。电流线圈是串联接人电路的。功率表上标有“*”号的电压端可以接至电流端的任意一端,而另一个电压端则跨接至负载的另一端。功率表的电压支路是并联接入被测电路的。
3、功率表接线方式的正确选择。功率表有两种不同的接线方式,即电压线圈前接和电压线圈后接。
①电压线圈前接法。如图2一9(a)所示,适用于负载电阻远比电流线圈电阻大得多的晴况。因为这时电流线圈中的电流虽然等于负载电流,但电压支路两端的电压包含负载电压和电流线圈两端的电压,即功率表的读数中多出了电流线圈的功率消耗。如果负载电阻远比电压线圈电阻大,那么引起的误差就比较小。
②电压线圈后接法。如图2-9(b)所示,适用于负载电阻远比电压支路电阻小得多的情况。此时与电压线圈前接法情况相反,虽然电压支路两端的电压与负载电压相等,但电流线圈中的电流却包括负载电流和电压支路电流。如果电压线圈的电阻远比负载电阻大,则电压支路的功耗对测量结果的影响就较小。
图2 图2一9功率表接线方式
4、单相功率表测量三相功率。
在三相四线制电路中,若负载对称,可用一只单相功率表测量其中一相负载的功率,然后将该表读数乘以3即为三相对称负载总功率。这种方法称为一表法,如图2一10所示。
在三相四线制电路中负载多数是不对称的,需用三个单相功率表才能测其三相功率,三个单相功率表的接线如图2一11所示,每个功率表测量一相的功率,三个单相功率表测得的功率之和等于三相总功率。这种方法称为三表法
   在三相三线制电路中,不论负载对称还是不对称,均可用两个单相功率表测三相功率。这种方法称为两表法。三相总功率等于两只功率表测得的功率的代数和。两表法测三相电路的连接方法如图2一12所示。两功率表的电流线圈串联接人任意两线,使通过电流线圈的电流为三相电路的线电流(电流线圈的“*”端必须接到电源侧);两功率表电压线圈的
“*”端必须接到该功率表电流线圈所在的线,而一端必须同时接到没有接功率表电流线
圈的第三条线上。
 
 图2 一10对称三相负载功率测量(一表法)
 
              
           图2一11不对称三相四线负载功率的测量(三表法)
2 一12三相三线(对称与不对称)负载功率的测量(两表法)
二、三相功率表的选用及接线规则
常用的三相功率表有“二元三相功率表”和“三元三相功率表”两种。二元三相功率表适用于测量三相三线制或负载完全对称三相四线制的电路;三元三相功率表则适用于测量三相四线制电路的功率。
二元三相功率表有7个接线端,其中4个为电流端,3个为电压端,其接入电路的方法如图2—13所示。
图2 一13用三相功率表测三相功率
实训内容 1、用单相功率表测量白炽灯(220V/15W)功率
2、用单相功率表测量三相异步电动机功率
操作步骤如下:1、在断电的前提下,按图2—9及图2—13连线;
2、通电,读出示数,计算三相异步电动机的功率。
实训考核
成绩评分标准表2 一7
表2 一7成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
单相功率表
能正确选用单相功率表并判断其好坏
l)功率表的选择不正确扣10分        2)2)功率表检查方法不正确和漏测扣10 分
20
 
 
2
连线
能正确连线
接错一处扣15分
25
 
 
3
操作方法
操作方法正确
每错一处扣15分
25
 
 
4
读数
能正确读出仪表示数
1)不能进行正确读数扣20分
2)读数方法不正确扣10—20分
3)读数结果不正确扣10—20分
20
 
 
5
安全文明生产
保证人身和设备安全
违反安全文明生产规程扣5——10分
10
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
                 年  月  日
 
 
 
 
 
 
 
 
项目2.7   用电度表测量白炽灯电能
实训目的
1 掌握使用电度表的方法;
2 掌握电度表接线方法。
项目项目
1、运用电度表测量单相电能;
2、运用电度表测量三相电能。
实训器材
1、电度表   2、白炽灯
知识概述
电度表有单相电度表和三相电度表两种。三相电度表又有三相三线制和三相四线制电度表两种。按接线方式不同,又各分为直接式和间接式两种,直接式三相电度表常用的规格有10A 、20A 、30A 、50A 、75A 和100A 等多种,一般用于电流较小的电路上;间接式三相电能表常用的规格是5A 的,与电流互感器连接后,用于电流较大的电路上。
一 、电度表类型的选择
    1、对于单相负载,选择单相电度表;三相负载,选用三相电度表或三只单相电度表。
2、根据负载额定电压,以及要求测量值的准确度,选择时度表的型号。应使电度表的额定电压与负载额定电压相符,电度表的额定电流大于或等于负载的蕞大电流。
3 当没有负载时,电度表的铝盘应该静止不转。当电度表的电流线路中无电流而电压线路上有额定电压时,其铝盘转动应不超过潜动允许值。
二、单相电能的测量
   单相电度表的接线共有4个接线桩头,从左到右按1、2、3、4编号。接线方法一般按号码1、3接电源进线,2、4接出线,见图2—15。
在低电压(38OV或220V)、电流(5A或10A以下)的单相交流电路中,电度表可以直接接在线路上测量单相电能,如图2一14所示。
                          
图2 一14     单相电度表接线图
图2 一15单相电度表测量电能原理图
三、对称三相四线制电能的测量
在对称的三相四线制电路中,可以用一个单相电度表测量任一相负载所消耗的电能,然后乘以3即可,接线方法如图2一15所示,这时加在电压线圈上的是相电压。                      
图2 一15 对称的三相四线制电路电能的测量
 
四、不对称三相四线制电能的测量
如果三相负载不对称,就得用三个单相电度表分别测出每相负载所消耗的电能,然后把它们加起来得到消耗的总电能。这种方法不经济、不直观,也不方便。所以三相有功电能的测量采用三相四线制电度表。这种电度表实际上就是三个单相电度表的组合,它内部有三组完全相同的电磁元件,分别作用在同一转轴的铝盘上,可以直接读出三相负载所消耗的总电能,如图2一17 所示是三相四线制电度表的接线图。
三相四线制电能表的接线这种电能表共有11 个接线桩头,从左至右按l 、2 、3 、4 、5、6 、7 、8 、9 、10 , 11 编号,其中l 、4 、7 是电源相线的进线桩头,用来连接从总熔丝盒下桩头引出来的三根相线;3、6 、9 是相线的出线桩头,分别去接总开关的三个进线桩头;10 、11 是电源中性线的进线桩头和出线桩头,2 、5 、8三个接线桩头可空着。                                             
图2一16     三相四线制电度表的接线图
五、三相三线制电能的测量
   
在三相三线制电路中,三相电能可用两个单相电度表测量,测量原理和接线的方法与“两表法”测三相三线制电路的功率类似,三相总电能是两表读数之和。在工业上测量三相三线制系统消耗的电能,用的是三相三线有功电度表。其结构特点是有两组电磁元件分别作用在固定于同一转轴的铝盘上,能从计算器上直接读出所消耗的三相总电能。如图2一17所示是三相三线电度表的接线方法。这种电度表共有8个接线桩头,其中l 、4 、6 是电源相线进线桩头,3、5、8是电源相线出线桩头。
 
图2一17三相三线电度表的接线
六、电度表与电流互感器的连接
如图2 一18 所示为电流互感器的外形图和接线图,电流互感器次级“K ,”要与电度表电流线圈的进线柱连接,标有“KZ ”的接线柱要与电度表电流线圈的出线柱连接,不可接反。电流互感器的初级标有“Ll”、“L2 " ,标有‘' L , ”的接线柱应接电源进线,标有“L 。”的接线柱应接电源出线。电流互感器次级“K2”接线柱的外壳和铁心都必须可靠接地,安装时电流互感器应装在电度表的上方。
 2—18 电流互感器    
1 一次级绕组接线柱;2 一初级绕组接线柱;3 一进线柱;4一出线柱;5 一初级绕组;6次级绕组
电度表的接线比较复杂,易接错。在接线前要查看附在电度表上的说明书,根据说明书上的要求和接线图把进线和出线依次对号接在电度表的线头上。接线时应遵守发电机端守则,即将电流和电压线圈有“。”的一端,一起接到电源的同一极性端上。还要注意电源的相序,接线后经反复查对无误才能合闸使用。如图2一19是电度表与电流互感器的连接方法。
图2 一19电度表与电流互感器的连接
七、电度表的读数
使用电度表的目的是要知道被测负载所消耗电能的度数,所以一定要了解怎样从电度表的读数求得实际消耗的电度数。
( l )如果电度表未经互感器直接接入线路,可以从电度表直接读得实际电度数。
( 2)如果电度表利用电压互感器和电流互感器扩大量程时,应考虑电压互感器和电流互感器的电压变比和电流变比,实际消耗的电能应为电度表的读数乘以电流互感器和电压互感器的变比值。
八、使用互感器注意事项
电流互感器和电压互感器在安装及运行时要注意三点:
1、在二次侧电流互感器不得开路,电压互感器不得短路;
2、电流互感器和电压互感器的二次侧有一端必须接地;
3、电流互感器和电压互感器两侧接线端子的极性必须接对。
实训内容 1、用单相电度表测量白炽灯(5个220V/15W)15分钟所消耗的电能。
操作步骤如下:1、在断电的前提下,按图2—15连线;
2、通电,读出示数。
实训考核
成绩评分标准表见表2 一8。
表2 一8成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
单相电度表
能正确选用单相电度表并判断其好坏
l)电度表的选择不正确扣10分        2)2)单相电度表检查方法不正确和漏测扣10 分
20
 
 
2
连线
能正确连线
接错一处扣15分
25
 
 
3
操作方法
操作方法正确
每错一处扣15分
25
 
 
4
读数
能正确读出仪表示数
1)不能进行正确读数扣20分
2)读数方法不正确扣10—20分
3)读数结果不正确扣10—20分
20
 
 
5
安全文明生产
保证人身和设备安全
违反安全文明生产规程扣5——10分
10
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
                 年  月  日
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                                                                       
 
 
 
 
 
 
 
 
模块三    电工基本操作
项目3 . 1验电工具的使用
实训目的   
    熟练掌握低压验电器的使用方法;
了解高压验电器的使用方法。
实训项目
l 、使用低压验电器对交流220V 、110V 、36V的电源进行检测;
2、使用低压验电器对直流110V 、24V 的电源进行检测;
3、学会判别交直流电的方法。
实训器材
(1)工具低压验电器、高压验电器、绝缘手套、绝缘靴。
(2)器材控制变压器、直流稳压电源。
知识概述
一、低压验电器
   低压验电器又称为电笔,是检测电气设备、电路是否带电的一种常用工具。普通低压验电器的电压测量范围为60—500V,高于500V的电压则不能用普通低压验电器来测量。使用低压验电器时要注意下列几个方面:
    l)使用低压验电器之前,首先要检查其内部有无安全电阻、是否有损坏,有无进水或受潮,并在带电体上检查其是否可以正常发光,检查合格后方可使用。如图3-1所示
图3 一l低压验电器的结构
2 )测量时手指握住低压验电器笔身,食指触及笔身尾部金属体,低压验电器的小窗口应该朝向自己的眼睛,以便于观察,如图3一2所示。
    3)在较强的光线下或阳光下测试带电体时,应采取适当避光措施,以防观察不到氖管是否发亮,造成误判。
    4)低压验电器可用来区分相线和零线,接触时氖管发亮的是相线(火线),不亮的是零线。它也可用来判断电压的高低,氖管越暗,则表明电压越低;氖管越亮,则表明电压越高。
    5)当用低压验电器触及电机、变压器等电气设备外壳时,如果氖管发亮,则说该设备相线有漏电现象。
                                                            图3-2验电器的手持方法
6 )用低压验电器测量三相三线制电路时,如果两根很亮而另一根不亮,说明这一相有接地现象。在三相四线制电路中,发生当单相接地现象时,用低压验电器测量中性线,氖管也会发亮。
7)用低压验电器测量直流电路时,把低压验电器连接在直流电的正负极之间,氖管里两个电极只有一个发亮,氖管发亮的一端为直流电的负极。                                                                                                                                                      
    8)低压验电器笔尖与螺钉旋具形状相似,但其承受的扭矩很小,因此,应尽量避免用其安装或拆卸电气设备,以防受损。
二、高压验电器
高压验电器又称高压测电器,其结构如图3 一3所示。
图3 一3 10kV高压验电器的结构
使用高压验电器时要注意下列几个方面:                               
l)高压验电器在使用前应经过检查,确定其绝缘完好,氖管发光正常,与被测设备电压等级相适应。
2)进行测量时,应使高压验电器逐渐靠近被测物丢体,直至氖管发亮,然后立即撤回。
3)使用高压验电器时,必须在气候条件良好的情况下进行,在雪、雨、雾、湿度较大的情况下,不宜使用,以防发生危险。
4)使用高压验电器时,必须戴上符合要求的绝缘手套,而且必须有人监护,测量时要防止发生相间或对地短路事故。
5)进行测量时,人体与带电体应保持足够的安全距离,10kV 高压的安全距离为0.7m以上。高压验电器应每半年作一次预防性试验。
6)在使用高压验电器时,应特别注意手握部位应在护环以下,如图3-4所示。
 
图3-4高压验电器的握法
实训内容
1 )根据电源电压高低,正确选用验电工具。
2 )采用正确的方法握持验电器,使笔尖接触带电体。
3)仔细观察氖管的状态,根据氖管的亮、暗判断相线(火线)和中性线(零线);根据氖管的亮、暗程度,判断电压的高低;根据氖管发光位置,判断直流电源的正、负极。注意:高压验电器的使用应在变电房中进行,使用方法参照“相关知识点析,二”。
成绩评分标准(表3 一l )
成绩评分标准(表3 一l)
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
低压验电器的使用
熟练掌握低压验电器和高压验电器的使用方法
1)使用方法错误扣10-20分
2)电压高低判断错误10-20分
3)直流电源极性判断错误10
50
 
 
2
高压验电器的使用
50
 
 
3
安全文明生产
能够保证人身、设备安全
违反安全文明操作规程扣5-10分
 
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
年 月 日
 
 
项目3 . 2螺钉旋具的使用
实训目的
熟练掌握螺钉旋具的使用方法。
实训项目
在木盘上进行拉线开关、平灯座、插座的安装和拆除
实训器材
l )工具螺钉旋具。
2 )器材拉线开关、平灯、插座、木螺钉、木盘。
知识概述
螺钉旋具又被俗称为起子或改锥,主要用来紧固或拆卸螺钉。按头部形状的不同,常用螺钉旋具有一字形和十字形两种,如图3-5示。一字形螺钉旋具用来紧固或拆卸带一字槽的螺钉,其规格用柄部以外的长度来表示,一字形螺钉旋具常用的规格有50mm、100mm 、150mm 和200mm 等,其中电工必备的是50mm 和150mm两种。十字形螺钉旋具专供紧固或拆卸十字槽的螺钉,常用的规格有4 个,I 号适用于螺钉直径为2~2.5mm , Ⅱ号为3~5mm , Ⅲ号为6~8mm ,Ⅳ为10~12mm 。
图3-5螺钉旋
a)一字形     b )十字形
 
使用螺钉旋具时应该注意的几个方面:
l )螺钉旋具的手柄应该保持干燥、清洁、无破损且绝缘完好。
2)电工不可使用金属杆直通柄顶的螺钉旋具,在实际使用过程中,不应让螺钉旋具的金属杆部分触及带电体,也可以在其金属杆上套上绝缘塑料管,以免造成触电或短路事故。
3)不能用锤子或其他工具敲击螺钉旋具的手柄,或当作鉴子使用。
螺钉旋具的使用方法,如图3-6图所示。
图3-6图螺钉旋具的使用方法
       a )大螺钉旋具的使用方法           b )小螺钉旋具的使用方法
 
实训内容
l)选用合适的螺钉旋具。
2)螺钉旋具头部对准木螺钉尾端,使螺钉旋具与木螺钉处于一条直线上,且木螺钉与木板垂直,顺时针方向转动螺钉旋具。
3)应当注意固定好电气元件后,螺钉旋具的转动要及时停止,防止木螺钉进人木板过多而压坏电气元件。
4)对于拆除电气元件的操作,只要使木螺钉逆时针方向转动,直至木螺钉从木板中旋出即可。操作过程中,如果发现螺钉旋具头部从螺钉尾端滑至螺钉与电气元件塑料壳体之间,螺钉旋具应立即停止转动,以避免损坏电气元件壳体。
成绩评分标准(表3-2)
3-2成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
螺钉旋具的使用
熟练掌握螺钉旋具的使用方法
1)螺钉旋具使用方法错误扣20 分
2 )木螺钉旋人木板方向歪斜扣5 一30 分
3 )电气元件安装歪斜或与木板间有缝隙扣5 一20 分
4 )操作过程中损坏电气元件扣30 分
20
 
 
30
 
 
20
 
 
30
 
 
2
安全文明生产
能够保证人身、设备安全
违反安全文明操作规程扣5 一20 分合计
 
 
 
备注
 
 
100
 
 
教师签字
   月  
 
 
项目3 . 3钢丝钳和尖嘴钳的使用
实训目的
熟练掌握钢丝钳和尖嘴钳的使用方法
实训项目
使用钢丝钳和尖嘴钳,分别将BVl.5mm2 、BV2 .5mm2、BV4mm2,单股导线弯制成直径分别为4mm 、6 mm 、8mm 的安装圈。
实训器材
( 1 )工具钢丝钳、尖嘴钳。
( 2 )器材BVl.5mm2 ,、Bv2.5mm2、BV4mm2 单股导线,其直径分别4mm 、6mm、8mm 的螺钉。
知识概述
一、钢丝钳
钢丝钳主要用于剪切、绞弯、夹持金属导线,也可用作紧固螺母、切断钢丝。其结构和使用方法,如图3-7所示。电工应该选用带绝缘手柄的钢丝钳,其绝缘性能为500V 。常用钢丝钳的规格有150mm 、175mm 和200 mm三种。
使用钢丝钳时应该注意以下几个方面:
l )在使用电工钢丝钳以前,首先应该检查绝缘手柄的绝缘是否完好,如果绝缘破损,进行带电作业时会发生触电事故。
图3-7 钢丝钳的结构及使用方法
 
2 )用钢丝钳剪切带电导线时,即不能用刀口同时切断相线和零线,也不能同时切断两根相线,而且,两根导线的断点应保持一定距离,以免发生短路事故。
3 )不得把钢丝钳当作锤子敲打使用,也不能在剪切导线或金属丝时,用锤或其他工具敲击钳头部分。另外,钳轴要经常加油,以防生锈。
二、尖嘴钳
尖嘴钳的头部尖细,适用于在狭小的工作空间操作。主要用于夹持较小物件,也可用于弯绞导线,剪切较细导线和其他金属丝。电工使用的是带绝缘手柄的一种,其绝缘手柄的绝缘性能为500V, 其外形如图3-8 所示。

图3-8尖嘴钳
尖嘴钳按其全长分为130mm 、160mm 、180mm 、200mm四种。
尖嘴钳在使用时的注意事项,与钢丝钳一致。
实训内容
l )用钢丝钳或尖嘴钳截取导线。
2 )根据安装圈的大小剖削导线部分绝缘层。
3 )将剖削绝缘层的导线向右折,使其与水平线成约30“夹角。
            
4 )由导线端部开始均匀弯制安装圈,直至安装圈完全封口为止。           
 5 )安装圈完成后,穿人相应直径的螺钉,检验其误差。
成绩评分标准(表3-3 )
表3-3 成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
钢丝钳和尖嘴钳的使用
熟练掌握钢丝钳和尖嘴钳的使用方法
1)工具使用方法错误扣10-20
2)安装圈过大或过小扣5-30
3)安装圈不圆扣5-20
4)安装圈开口过大扣5-10
5)绝缘层剖削过多扣10
20
 
 
30
 
 
20
 
 
20
 
 
10
 
 
2
安全文明生产
能够保证人身、设备安全
违反安全文明操作规程扣5-20
 
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
      
 
项目3 . 4导线绝缘层的剖削
实训目的
熟练掌握常用剖削导线绝缘层的方法
实训项目
使用钢丝钳或电工刀,针对几种常用导线,采取相应的方法剖削绝缘层
实训器材
(1)工具钢丝钳、电工刀、剥线钳。
(2)器材BV2.5mm2 ,、BV6mm 2,单股导线,BLV2 .5mm 2,护套线,BLX2.5mm 2,橡皮绝缘导线,R1.0mm2双绞线。
知识概述
一、常用导线绝缘层的剖削工具
1 .电工刀
  电工刀主要用于剖削导线的绝缘外层,切割木台缺口和削制木桦等。其外形如图3 -9所示。在使用电工刀进行剖削作业时,应将刀口朝外,剖削导线绝缘时,应使刀面与导线成较小的锐角,以防损伤导线;电工刀使用时应注意避免伤手;使用完毕后,应立即将刀身折进刀柄;因为电工刀刀柄是无绝缘保护的,所以,绝不能在带电导线或电气设备上使用,以免触电。
2 .剥线钳
剥线钳是用于剥除较小直径导线、电缆的绝缘层的专用工具,它的手柄是绝缘的,绝缘性能为500V。其外形如图3-10所示。

            图3-9电工刀                              图3-10 剥线钳
剥线钳的使用方法十分简便,确定要剥削的绝缘长度后,即可把导线放人相应的切口中(直径0.5-3mm),用手将钳柄握紧,导线的绝缘层即被拉断后自动弹出。
二、导线绝缘层的剖削
l )对于截面积不大于4mm2的塑料硬线绝缘层的剖削,人们一般用钢丝钳进行,剖削的方法和步骤如下:
①根据所需线头长度用钢丝钳刀口切割绝缘层,注意用力适度,不可损伤芯线。
②接着用左手抓牢电线,右手握住钢丝钳头钳头用力向外拉动,即可剖下塑料绝缘层,如图3-11所示。             
③剖削完成后,应检查线芯是否完整无损,如损伤较大,应重新剖削。塑料软线绝缘层的剖削,只能用剥线钳或钢丝钳进行,不可用电工刀剖,其操作方法与此同。
   2 )对于芯线截面大于4mm2耐的塑料硬线,可用电工刀来剖削绝缘层。                      
其方法和步骤如下:                              
①根据所需线头长度用电工刀以约45角倾斜切人塑料绝缘层,注意用力适度,避免损伤芯线。
②然后使刀面与芯线保持25,角左右,用力向线端推削,在此过程中应避免电工刀切人芯线,只削去上面一层塑料绝缘。
③ 蕞后将塑料绝缘层向后翻起,用电工刀齐根切去。操作过程,如图3 -12所示。
图3-11钢丝钳剖削塑料硬线绝缘层
                            
图3-12电工刀剖削塑料硬线绝缘层
a)切人手法b)电工刀以45倾斜切入 c)电工刀以25 倾推削d)翻下塑料绝缘层
3 )塑料护套线绝缘层的剖削必须用电工刀来完成,剖削方法和步骤如下:
①首先按所需长度用电工刀刀尖沿芯线中间逢隙划开护套层;如图3 -13a 所示。
②然后向后翻起护套层,用电工刀齐根切去,如图3-13b 所示。
③在距离护套层5-10mm处,用电工刀以45角倾斜切入绝缘层,其他剖削方法与塑料硬线绝缘层的剖削方法相同。
4 )橡皮线绝缘层的剖削方法和步骤如下:
①先把橡皮线编织保护层用电工刀划开,其方法与剖削护套线的护套层方法类同。
②然后用剖削塑料线绝缘层相同的方法剖去橡皮层。
图3-13塑料护套线绝缘层的剖削
a)划开护套层b )翻起切去护套层
③ 蕞后剥离棉纱层至根部,并用电工刀切去。操作过程,如图3-14 所示。
图3-14橡皮线绝缘层的剖削
a)划开编织层b )剖削橡皮绝缘层
 
5 )花线绝缘层的剖削方法和步骤如下:
①首先根据所需剖削长度,用电工刀在导线外表织物保护层割切一圈,并将其剥离。
②距织物保护层10mm 处,用钢丝钳刀口切割橡皮绝缘层。注意不能损伤芯线,拉下橡皮绝缘层,方法与图3-11类同。
③蕞后将露出的棉纱层松散开,用电工刀割断,如图3-15所示。
图3-15花线绝缘层的剖削
a)将棉纱层散开b )割断棉纱层
 
6)铅包线绝缘层的剖削方法和步骤如下:
①先用电工刀围绕铅包层切割一圈,如图3-16a 所示。
②接着用双手来回扳动切口处,使铅层沿切口处折断,把铅包层拉出来,如图3-16b所示。
③铅包线内部绝缘层的剖削方法与塑料硬线绝缘层的剖削方法相同。

图3-16 铅包线绝缘层的剖削
a)按所需长度剖削    b)折断并拉出铅包层   C )剖削内部绝缘层
 
实训内容
l )根据不同的导线选用适当的剖削工具。
2 )采用正确的方法进行绝缘层的剖削。BV2.5mm2耐导线绝缘层的剖削,参照“相关知识点析,二,1” Bv6mm2 讨导线绝缘层的剖削,参照“相关知识点析,二,2” ;BLV2.5mm2 护套线绝缘层的剖削,参照“相关知识点析,二,3”;BLX2.5mm2橡皮导线绝缘层的剖削,参照“相关知识点析,二,4” ;RXSl.0mm2双绞线绝缘层的剖削,参照“相关知识点析,二,5”。
3 )检查剖削过绝缘层的导线,看是否存在断丝、线芯受损的现象。
成续评分标准(表3-4 )
表3-4成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
导线绝缘层的剖削
熟练掌握常用导线绝缘层的剖削方法
l )工具选用错误扣30分2 )操作方法错误扣5-40分                  3 )线芯有断丝、受损现象5-30分
30
 
 
40
 
 
30
 
 
2
安全文明生产
能够保证人身、设备安全
违反安全文明操作规程扣5-20 分
 
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
年 月 日
 
项目3 . 5导线的连接
实训目的
熟练掌握常用导线接头的制作方法。
实训项目
1 )导线进行直线和T 字形连接。
2 )在铜芯导线接头上,进行以下处理:电烙铁锡焊、浇焊处理;铝芯导线的压接管压接法连接;螺钉压接法、平压法连接。
实训器材
( l)工具钢丝钳、电工刀、剥线钳。
    (2)BV2.5mm2,、BV4mm2,BV16mm2 ( 7/1.7)、BLVI6mm , ( 7/1.7)四种导线,试用电工刀、剥线钳、钢丝钳、尖嘴钳、螺钉旋具等电工常用工具。
知识概述
在进行电气线路、设备的安装过程中,如果当导线不够长或要分接支路时,就需要进行导线与导线间的连接。常用导线的线芯有单股7芯和19 芯等几种,连接方法随芯线的金属材料、股数不同而异。
一、单股铜线的直线连接
l )首先把两线头的芯线做X形相交,互相紧密缠绕2-3 圈,如图3-17a所示。
2 )接着把两线头扳直,如图3-17b 所示。
3 )然后将每个线头围绕芯线紧密缠绕6圈,并用钢丝钳把余下的芯线切去,蕞后钳平芯线的末端,如图3-17c 所示。
图3-17单股铜线的直线连接
二、单股铜线的T字形连接
l )如果导线直径较小,可按图3-18a所示方法绕制成结状,然后再把支路芯线线头拉紧扳直,紧密地缠绕6-8圈后,剪去多余芯线,并钳平毛刺。
    2)如果导线直径较大,先将支路芯线的线头与干线芯线做十字相交,使支路芯线根部留出约3-5mm ,然后缠绕支路芯线,缠绕6-8圈后,用钢丝钳切去余下的芯线,并钳平芯线末端,如图3-18b 所示。
三、7芯铜线的直线连接
    l
)先将剖去绝缘层的芯线头散开并拉直,然后把靠近绝缘层约1/3线段的芯线绞紧,接着把余下的2/3 芯线分散成伞状,并将每根芯线拉直,如图3-19a所示。
    2 )把两个伞状芯线隔根对叉,并将两端芯线拉平,如图3-19b所示。
    3 )把其中一端的7股芯线按两根、三根分成三组,把第一组两根芯线扳起,垂直于芯线紧密缠绕,如图3-19c 所示。
    4)缠绕两圈后,把余下的芯线向右拉直,把第二组的两根芯线扳直,与第一组芯线的方向一致,压着前两根扳直的芯线紧密缠绕,如图3-19d所示。
    5)缠绕两圈后,也将余下的芯线向右扳直,把第三组的三根芯线扳直,与前两组芯线的方向一致,压着前四根扳直的芯线紧密缠绕,如图3-19e所示。
    6 )缠绕三圈后,切去每组多余的芯线,钳平线端,如图3-19f所示。
    7)除了芯线缠绕方向相反,另一侧的制作方法与3-19相同。
图3-18单股铜线的T 字形连接
图3-197芯铜线的直线连接
 
四、7 芯铜线的T字形连接
l )把分支芯线散开钳平,将距离绝缘层1-8 处的芯线绞紧,再把支路线头7/8 的芯线分成4根和3 根两组,并排齐;然后用螺钉旋具把干线的芯线撬开分为两组,把支线中4 根芯线的一组插入干线两组芯线之间,把支线中另外3根芯线放在干线芯线的前面,如图3-20a 所示。
    2 )把3根芯线的一组在干线右边紧密缠绕3-4 圈,钳平线端;再把4 根芯线的一组按相反方向在干线左边紧密缠绕,如图3-20b 所示。缠绕4-5圈后,钳平线端,如图3-20C 所示。
图3-20 7芯铜线的T字形连接
 
7芯铜线的直线连接方法同样适用于19芯铜导线,只是芯线太多可剪去中间的几根芯线;连接后,需要在连接处进行钎焊处理,这样可以改善导电性能和增加其力学强度。19芯铜线的T字形分支连接方法与7 芯铜线也基本相同。将支路导线的芯线分成10 根和9根两组,而把其中10根芯线那组插人干线中进行绕制。
五、铜芯导线接头处的锡焊处理
1 )电烙铁锡焊。如果铜芯导线截面积不大于10mm 2 ,它们的接头可用150W 电烙铁进行锡焊。可以先将接头上涂一层无酸焊锡膏,待电烙铁加热后,再进行锡焊即可。
2)浇焊。对于截面积大于16mm2的铜芯导线接头,常采用浇焊法。首先将焊锡放在化锡锅内,用喷灯或电炉使其熔化,待表面呈磷黄色时,说明焊锡已经达到高热状态,然后将涂有无酸焊锡膏的导线接头放在锡锅上面,再用勺盛上熔化的锡,从接头上面浇下,
图3 一2l铜芯导线接头的浇焊
如图3-21所示。因为起初接头较凉,锡在接头上不会有很好的流动性,所以应持续浇下去,使接头处温度提高,直到全部缝隙焊满为止。蕞后用抹布擦去焊渣即可。
六、压接管压接法连接
由于铝极易氧化,而铝氧化膜的电阻率很高,严重影响导线的导电性能,所以铝芯导线直线连接不宜采用铜芯导线的方法进行,多股铝芯导线常用压接管压接法连接(此方法同样适用于多股铜导线)。其方法和步骤如下:
   l )根据多股导线规格选择合适的压接管。
    2)用钢丝刷清除铝芯线表面及压接管内壁的氧化层或其他污物,并在其外表涂上一层中性凡士林。
    3)将两根导线线头相对插人压接管内,并使两线端穿出压接管25-30mm ,如图3-22c 所示。
 4 )按如图3-22d 所示进行压接。压坑的数目与连接点所处的环境有关,通常情况下,室内是4个,室外为6 个。
实训内容:
l )根据不同导线,采取相应方法进行绝缘层剖削,操作方法参照“项目3.4”。
2 )针对不同的导线,进行相应导线接头的制作。BV2.5mm2 、BV4mm2导线的直线连接方法参照“相关知识点析,一”; BV2.5mm2、BV4 mm2 导线的T字形连接方法参照“相关知识点析,二”; BV16mm2 ( 7/1.7)导线的直线连接方法参照“相关知识点析,三”; BV16mm2 , ( 7/1.7 )导线的T字形连接方法参照“相关知识点析,四”; BLv16mm2 , ( 7 / 1 . 7)导线连接方法参照“相关知识点析,六”。
    3)对导线接头进行电烙铁锡焊和浇焊处理,具体操作方法,参照“相关知识点析,五”。
表3-5 成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
单股铜线的直线连接
熟练掌握单股铜线的直线连接、T 字形连接
l )剖削方法不正确扣5分2 )芯线有刀伤、钳伤、断芯情况扣5 分
3 )导线缠绕方法错误扣5 分
4 )导线连接不整齐,不紧,不平直,不圆扣5 分
20
 
 
2
单股铜线的T 字形连接
20
 
 
3
7 芯铜线的直线连接
熟练掌握7 芯铜线的直线连接、T 字形连接
20
 
 
4
7 芯铜线的T 字形连接
20
 
 
5
单股铜线接头的电烙铁锡
熟练掌握单股铜线接头的电烙铁锡焊操作工艺
l )锡焊不牢固扣5 分
2 )表面不光滑扣5 分
10
 
 
6
7 芯铜线接头的浇焊
熟练掌握7 芯铜线接头的浇焊操作工艺
10
 
 
7
安全文明生产
能够保证人身、设备安全
违反安全文明操作规程扣5-20 分
 
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
   月  
 
项目3 . 6导线绝缘层的恢复
项目目的
熟练掌握导线绝缘层的恢复方法。
项目项目
对单股和多芯导线的直线和T 字形连接做绝缘层恢复处理。
实训器材
( 1 )工具电工刀、钢丝钳、尖嘴钳。
(2 )器材Bv2.5mm2BV4mm2 BV16mm2  ( 7 / 1.7 )导线、黄蜡带、黑胶带。
知识概述
当发现导线绝缘层破损或完成导线连接后,一定要恢复导线的绝缘。要求恢复后的绝缘强度不应低于原有绝缘层。所用材料通常是黄蜡带、涤纶薄膜带和黑胶带,黄蜡带和黑胶带一般选用宽度为20mm的。
一、直线连接接头的绝缘恢复
1 )首先将黄蜡带从导线左侧完整的绝缘层上开始包缠,包缠两根带宽后再进入无绝缘层的接头部分,如图3-25a 所示。
2 )包缠时,应将黄蜡带与导线保持约55。的倾斜角,每圈叠压带宽的1 /2 左右,如图3-25b 所示。
3 )包缠一层黄蜡带后,把黑胶布接在黄蜡带的尾端,按另一斜叠方向再包缠一层黑胶布,每圈仍要压叠带宽的1 / 2 ,如图3-25c d 所示。
图3 一25 直线连接接头的绝缘恢复

二、T字形连接接头的绝缘恢复
l )首先将黄蜡带从接头左端开始包缠,每圈叠压带宽的l / 2 左右,如图3-26a所示。
2 )缠绕至支线时,用左手拇指顶住左侧直角处的带面,使它紧贴于转角处芯线,而且要使处于接头顶部的带面尽量向右侧斜压,如图3-6b所示。
3 )当围绕到右侧转角处时,用手指顶住右侧直角处带面,将带面在干线顶部向左侧斜压,使其与被压在下边的带面呈X状交叉,然后把带再回绕到左侧转角处,如图3-6c 所不。
4 )使黄蜡带从接头交叉处开始在支线上向下包缠,并使黄蜡带向右侧倾斜,如图3-26d所示。
5 )在支线上绕至绝缘层上约两个带宽时,黄蜡带折回向上包缠,并使黄蜡带向左侧倾斜,绕至接头交叉处,使黄蜡带围绕过干线顶部,然后开始在干线右侧芯线上进行包缠。如图3-26e所示。
6 )包缠至干线右端的完好绝缘层后,再接上黑胶带,按上述方法包缠一层即可,如图3-26f所示。
图3-26 T 字形连接接头的绝缘恢复
三、注意事项
l )在为工作电压为380V 的导线恢复绝缘时,必须先包缠l-2层黄蜡带,然后再包缠一层黑胶带。
2 )在为工作电压为220V的导线恢复绝缘时,应先包缠一层黄蜡带,然后再包缠一层黑胶带,也可只包缠两层黑胶带。
3 )包缠绝缘带时,不能过疏,更不能露出芯线,以免造成触电或短路事故。
4 )绝缘带平时不可放在温度很高的地方,也不可浸染油类。
实训内容
l )根据“3.5 项目”中介绍的方法制作导线接头。
2 )单股和多芯导线直线连接的绝缘层恢复方法参照“相关知识点析,一”;单股和多芯导线T字形连接的绝缘层恢复方法参照“相关知识点析,二”。
3 )完成绝缘恢复后,将其浸人水中约30min ,然后检查是否渗水。
成绩评分标准(表
3-6)
表3-6成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
单股导线接头的绝缘恢复
熟练掌握单股导线和多芯导线接头的绝缘恢复
l )包缠方法错误扣巧分
2 )有水渗人绝缘层扣巧分
3 )有水渗到导线上扣20 分
50
 
 
2
多芯导线接头的绝缘恢复
 
50
 
 
3
安全文明生产
 
能够保证人身、设备安全
 
违反安全文明操作规程扣5 -20 分
 
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
年 月 日
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
模块四   常用的低压元器件
实训目的
1、 掌握常用低压元器件的基本结构、工作原理和选用方法;
2、 学会识别和使用常用的低压元器件。
实训器材
万用表,刀开关,组合开关,熔断器,控制按钮,行程开关,接触器,继电器等
实训知识概述
凡事对电能的生产、输送、分配和使用其控制、调节、检测、转换及保护作用的电工器械均成为电器。用于交流50HZ额定电压1200V以下,直流额定电压1500V以下的电路内起通断保护、控制或调节作用的电器称为低压电器。低压电器的品种规格繁多,构造各异。按用途可分为配电电器和控制电器;按动作方式可分为自动电器和手动电器;按执行机构可分为有触点电器和无触点电器;按电器的功能和结构特点,将电器分为刀开关、熔断器、主令电器、接触器、继电器等。
一、          刀开关
刀开关又称闸刀开关,是结构蕞简单、应用蕞广泛的一种手控电器。刀开关在低压电路中用于不频繁地接通和分断电路,或用于隔离电路与电源,故又称“隔离开关”。
1、刀开关的分类
刀开关按极数分有单极、双极和三极;按结构分有平板式和条架式;按操作方式分,有直接手柄操作式、杠杆操作机构式、旋转操作式和电动操作机构式;除特殊的大电流刀开关又采用电动操作方式外,一般都进行手动操作。
2、刀开关的结构和工作原理
刀开关由绝缘底板、静插座、手柄、触刀和铰链支座等部分组成,图1所示为其结构简图。推动手柄使触刀绕铰链支座转动,就可将触刀插人静插座内,电路就被接通。若使触刀绕铰链支座做反向转动,脱离插座,电路就被切断。为了保证触刀和插座合闸时接触良好,它们之间必须具有一定的接触压力,为此,额定电流较小的刀开关插座多用硬紫铜制成,利用材料的弹性来产生所需压力,额定电流大的刀开关还要通过在插座两侧加弹簧片来增加压力。
                               1 刀开关的结构简图
1-电源进线座 2-动触头3-熔丝 4-负载线   5-负载接线座 6-瓷底座 7-静触头 8-胶木片
刀开关在分断有负载的电路时,其触刀与插座之间会产生电弧。为此采用速断刀刃的结构,使触刀迅速拉开,加快分断速度,保护触刀不致被电弧所灼伤。对于大电流刀开关,为了防止各极之间发生电弧闪烁,导致电源相间短路,刀开关各极间设有绝缘隔板,有的设灭弧罩。
3、刀开关的符号
刀开关的图形符号和文字符号如图2所示。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2
4、刀开关的型号含义
5、刀开关的选用原则
刀开关的主要功能是隔离电源。在满足隔离功能要求的前提下,选用的主要原则是保证其额定绝缘电压和额定工作电压不低于线路的相应数据,额定工作电流不小于线路的计算电流。当要求有通断能力时,须选用具备相应额定通断能力的隔离器。如需接通短路电流,则应选用具备相应短路接通能力的隔离开关。
二、组合开关
组合开关又称转换开关,它实质上也是一种刀开关,只不过一般刀开关的操作手柄是在垂直于其安装面的平面内向上或向下转动,而组合开关的操作手柄则是在平行于其安装面的平面内向左或向右转动而已。它的刀片是转动式的,操作比较轻巧,它的动触头(刀片)和静触头装在封装的绝缘件内,采用叠装式结构,其层数由动触头数量决定,动触头装在操作手柄的转轴上,随转轴旋转而改变各对触头的通断状态。它一般用于非频繁的接通和分断电路、接通电源和负载、测量三相电压以及控制小容量异步电动机的正反转和Y /△ 起动等。
1、组合开关的结构
组合开关的结构如图3所示。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
 
 
 
 
3 1-手柄 2-转轴 3-弹簧 4-凸轮 5-绝缘杆 6-绝缘垫板
7-动触片 8-静触片 9-接线柱
2、组合开关的符号
组合开关的文字符号和图形符号如图4所示。
              4
3、组合开关的型号含义
组合开关的型号含义如下:
组合开关的主要技术参数有额定电压、额定电流、极数等。其中额定电流有10A 、25A 、60A等几级。全国统一设计的常用产品有HZS、HZ10 系列和新型组合开关HZ15 等系列。
三、熔断器
熔断器是一种广泛应用的简单而有效的保护电器。在使用中,熔断器中的熔体(也称为保险丝)串联在被保护的电路中,当该电路发生过载或短路故障时,如果通过熔体的电流达到或超过了某一值,则在熔体上产生的热量便会使其温度升高到熔体的熔点,导致熔体自行熔断,达到保护的目的。
1、 熔断器的结构与工作原理
 熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分组成。熔体由熔点较低的材料如铅、锌、锡及铅锡合金做成丝状或片状。熔管是熔体的保护外壳,由陶瓷、绝缘刚纸或玻璃纤维制成,在熔体熔断时兼起灭弧作用。
熔断器熔体中的电流为熔体的额定电流时,熔体长期不熔断;当电路发生严重过载时,熔体在较短时间内熔断;当电路发生短路时,熔体能在瞬间熔断。熔体的这个特性称为反时限保护特性,即电流为额定值时长期不熔断,过载电流或短路电流越大,熔断时间越短。由于熔断器对过载反应不灵敏,不宜用于过载保护,主要用于短路保护。
常用的熔断器有瓷插式熔断器和螺旋式熔断器两种,它们的外形结构和符号如图5所示。
 
5 熔断器外形结构及符号
1-动触片 2-熔体3-瓷盖                      1-瓷帽 2-小红点标志 3-熔断管4-瓷套
4-瓷底 5-静触点6-灭弧室                     5-下接线端 6-瓷底座7-上接线端
 
3、熔断器的选择
熔断器的选择主要是选择熔断器的种类、额定电压、额定电流和熔体的额定电流等。熔断器的种类主要由电气控制系统整体设计时确定,熔断器的额定电压应大于或等于实际电路的工作电压,因此确定熔体电流是选择熔断器的主要任务,具体有下列几条原则:
 ( 1)电路上、下两级都装设熔断器时,为使两级保护相互配合良好,两极熔体额定电流的比值不小于1.6:1 。
( 2)对于照明线路或电阻炉等没有冲击性电流的负载,熔体的额定电流(IfN)应大于或等于电路的工作电流(),即。
 ( 3 )保护一台异步电动机时,考虑电动机冲击电流的影响,熔体的额定电流按下式计算:。
(4)保护多台异步电动机时,若各台电动机不同时启动,则应按下式计算:
式中, -容量蕞大的一台电动机的额定电流;
    -其余电动机额定电流的总和。
 
四、主令电器
主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器,它可以直接作用于控制电路,也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制,其主要类型有控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、凸轮控制器等。
(一)控制按钮
控制按钮是一种典型的主令电器其作用通常是用来短时间地接通或断开小电流的控制电路,从而控制电动机或其它电器设备的运行。
1、控制按钮的结构与符号
常用控制按钮的外形结构与符号如图6所示:
                                  6
典型控制按钮的内部结构如图7所示:
 
 
 
 
 
 
 
 
7
1—按钮帽;2—复位弹簧;3—桥式触头; 4—常闭触头或动断触头;5—常开触头或动合触头
 
2、控制按钮的种类及动作原理
(1 )按结构形式分
旋钮式― 用手动旋钮进行操作。
指示灯式― 按钮内装入信号灯显示信号。
紧急式― 装有蘑菇型钮帽,以示紧急动作。
(2 )按触点形式分
动合按钮―外力未作用时(手未按下),触点是断开的,外力作用时,触点闭合,但外力消失后,在复位弹簧作用下自动恢复原来的断开状态。
     动断按钮―外力未作用时(手未按下),触点是闭合的,外力作用时,但外力消失后在复位弹簧作用下恢复原来的闭合状态。
复合按钮―既有动合按钮,又有动断按钮的按钮组,称为复合按钮。按下符合按钮时,所有的触点都改变状态,即动合触点要闭合,动断触点要断开。但是,两对触点的变化是有先后次序的,按下按钮时,动断触点先断开,动合触点后闭合;松开按钮时,动合触点先复位,动断触点后复位。
3、控制按钮的型号含义
按钮开关型号表示方法及含义为:
(二)行程开关
某些生产机械的运动状态的转换,是靠部件运行到一定位置时由行程开关发出信号进行自动控制的。例如,行车运动到终端位置自动停车,工作台在指定区域内的自动往返移动,都是由运动部件运动的位置或行程来控制的,这种控制称为行程控制。
 行程控制是以行程开关代替按钮用以实现对电动机的起动和停止控制,可分为限位断电、限位通电和自动往复循环等控制。
1.行程开关的外形结构及符号
 机械式行程开关的外形结构如图7(a)所示,图7(b)为行程开关的图形符号,其文字符号为SQ。
7
2.行程开关的工作原理
行程开关的工作原理为:当生产机械的运动部件到达某一位置时,运动部件上的挡块碰压行程开关的操作头,使行程开关的触头改变状态,对控制电路发出接通、断开或变换某些控制电路的指令,以达到设定的控制要求。图8是行程开关的动作原理图。
                                 8
1、7—滚轮 2—杠杆  3—轴   4—复位弹簧 
5—撞块 6—微动开关 8—动触头 9—静触头
3.行程开关的型号含义
行程开关的型号含义为:
五、接触器
 
接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交、直流主电路及大容量控制电路的自动控制开关电器。主要应用于自动控制交、直流电动机,电热设备,电容器组等设备,应用十分广泛。
接触器具有强大的执行机构,大容量的主触头及迅速熄灭电弧的能力。当系统发生故障时,能根据故障检测元件所给出的动作信号,迅速、可靠地切断电源,并有低压释放功能。与保护电器组合可构成各种电磁起动器,用于电动机的控制及保护。
接触器的分类有几种不同的方式,如按操作方式分,有电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器;按灭弧介质分,有空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等;按主触头控制的电流种类分,又有交流接触器、直流接触器、切换电容接触器等,另外还有建筑用接触器、机械联锁(可逆)接触器和智能化接触器等,建筑用接触器的外形结构与模数化小型断路器类似,可与模数化小型断路器一起安装在标准导轨上。其中应用蕞广泛的是空气电磁式交流接触器和空气电磁式直流接触器,习惯上简称为交流接触器和直流接触器。
以下以交流接触器为例来介绍接触器的相关知识。
1.交流接触器的外形结构与符号
交流接触器的外形结构与符号如图9所示:
                       9 交流接触器外形结构及符号
1-灭弧罩 2-触点压力弹簧片 3-主触点 4-反作用弹簧 5-线圈
6-短路环 7-静铁心 8-弹簧 9-动铁心 10-辅助动合触点11-辅助动断触点
2.交流接触器的组成及动作原理
1)交流接触器的组成
(l )电磁机构
电磁机构用来操作触点的闭合和分断,它由静铁心、线圈和衔铁三部分组成。交流接触器的电磁系统有两种基本类型,即衔铁做绕轴运动的拍合式电磁系统和衔铁做直线运动的直线运动式电磁系统。交流电磁铁的线圈一般采用电压线圈(直接并联在电源电压上的具有较高阻抗的线圈)通以单相交流电,为减少交变磁场在铁心中产生的涡流与磁滞损耗,防止铁心过热,其铁心一般用硅钢片叠铆而成。因交流接触器励磁线圈电阻较小(主要由感抗限制线圈电流),故铜损引起的发热不多,为了增加铁心的散热面积,线圈一般做成短而粗的圆筒形。
 ( 2 )主触点和灭弧系统
主触点用以通断电流较大的主电流,一般由接触面积较大的常开触点组成。交流接触器在分断大电流电路时,往往会在动、静触点之间产生很强的电弧,因此,容量较大(20A 以上)的交流接触器均装有息弧罩,有的还有栅片或磁吹熄弧装置。
 ( 3 )辅助触点
辅助触点用以通断小电流的控制电路,它由常开触点和常闭触点成对组成。辅助触点不装设灭弧装置,所以它不能用来分合主电路。
 ( 4 )反力装置
由释放弹簧和触点弹簧组成,且它们均不能进行弹簧松紧的调节。
(5 )支架和底座
用于接触器的固定和安装。
2)交流接触器的动作原理
当交流接触器线圈通电后,在铁心中产生磁通。由此在衔铁气隙处产生吸力,使衔铁产生闭合动作,主触点在衔铁的带动下也闭合,于是接通了主电路。同时衔铁还带动辅助触点动作,使原来打开的辅助触点闭合,并使原来闭合的辅助触点打开。当线圈断电或电压显著降低时,吸力消失或减弱,衔铁在释放弹簧的作用下打开,主、副触点又恢复到原来状态。
   交流接触器动作原理如图10所示。
      10交流接触器动作原理图
1—主触头 2—动触头3—电磁线圈 4—静铁心
3、接触器的型号含义
目前我国常用的交流接触器主要有CJ20 、CJXI 、CJXZ 、CJ12 和CJ10 等系列,引进产品应用较多的有引进德国BBC 公司制造技术生产的B 系列、德国SIEMENS 公司的3TB 系列、法国TE 公司的LCI 系列等。
4、交流接触器的选择
( l
)接触器的类型选择根据接触器所控制的负载性质来选择接触器的类型。( 2)、额定电压的选择接触器的额定电压应大于或等于负载回路的电压。( 3)额定电流的选择接触器的额定电流应大于或等于被控回路的额定电流
对于电动机负载可按下列经验公式计算:
为接触器主触头电流,单位为A ;  为电动机的额定功率,单位为w ; 为电动
机的额定电压,单位为V ; ,为经验系数,一般取1~1.4。
选择接触器的额定电流应大于,也可查手册根据其技术数据确定。接触器如使用在频繁起动、制动和正反转的场合时,一般其额定电流降一个等级来选用。
( 4 )吸引线圈的额定电压选择吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的电压相一致。
( 5 )接触器的触头数量、种类选择其触头数量和种类应满足主电路和控制线路的要求。
5、接触器常见故障分析
( l
)触头过热造成触头发热的主要原因有:触头接触压力不足;触头表面接触不良;触头表面被电弧灼伤烧毛等。以上原因都会使触头接触电阻增大,使触头过热。(2)触头磨损触头磨损有两种:一种是电气磨损,由触头间电弧或电火花的高温使触头金属气化和蒸发所造成;另一种是机械磨损,由触头闭合时的撞击,触头表面的滑动摩擦等造成。
(3 )线圈断电后触头不能复位其原因有:触头熔焊在一起;铁心剩磁太大;反作用弹簧弹力不足;活动部分机械上被卡住;铁心端面有油污等。
(4 )衔铁震动和噪声产生震动和噪声的主要原因有:短路环损坏或脱落;衔铁歪斜或铁心端面有锈蚀、尘垢,使动、静铁心接触不良;反作用弹簧弹力太大;活动部分机械上卡阻而使衔铁不能完全吸合等。
(5 )线圈过热或烧毁线圈中流过的电流过大时,就会使线圈过热甚至烧毁。发生线圈电流过大的原因有:线圈匝间短路;衔铁与铁心闭合后有间隙;操作频繁,超过了允许操作频率;外加电压高于线圈额定电压等。
6、交流接触器与直流接触器的比较
接触器由磁系统、触头系统、灭弧系统、释放弹簧机构、辅助触头及基座等几部分组成。接触器的基本工作原理是利用电磁原理通过控制电路的控制和可动衔铁的运动来带动触头控制主电路通断的。交流接触器和直流接触器的结构和工作原理基本相同,但也有不同之处。
在电磁机构方面,对于交流接触器,为了减小因涡流和磁滞损耗造成的能量损失和温升,铁心和衔铁用硅钢片叠成。线圈绕在骨架上做成扁而厚的形状,与铁心隔离,这样有利于铁心和线圈的散热。而对于直流接触器,由于铁心中不会产生涡流和磁滞损耗,所以不会发热,铁心和衔铁用整块电工软钢做成,为使线圈散热良好,通常将线圈绕制成高而薄的圆筒状,且不设线圈骨架,使线圈和铁心直接接触以利于散热。对于大容量的直流接触器往往采用串联双绕组线圈,一个为起动线圈,另一个为保持线圈,接触器本身的一个常闭辅助触头与保持线圈并联连接。在电路刚接通瞬间,保持线圈被常闭触头短接,可使起动线圈获得较大的电流和吸力。当接触器动作后,常闭触头断开,两线圈串联通电,由于电源电压不变,所以电流减小,但仍可保持衔铁吸合,因而可以减少能量损耗和延长电磁线圈的使用寿命。中小容量的交、直流接触器的电磁机构一般都采用直动式磁系统,大容量的采用绕棱角转动的拍合式电磁铁结构。
接触器的触头分为两类,主触头和辅助触头。中小容量的交、直流接触器的主、辅触头一般都采用直动式双断点桥式结构设计,大容量的主触头采用转动式单断点指型触头。交流接触器的主触头流过交流主回路电流,产生的电弧也是交流电弧;直流接触器主触头流过直流主回路电流,电弧也是直流电弧。由于直流电弧比交流电弧难以熄灭,直流接触器常采用磁吹式灭弧装置灭弧,交流接触器常采用多纵缝灭弧装置灭弧。接触器的辅助触头用于控制回路,可根据需要按使用类别选用。
六、继电器
继电器是一种根据某种物理量的变化,使其自身的执行机构动作的电器。它由输人电路(又称感应元件)和输出电路(又称执行元件)组成,执行元件触点通常接在控制电路中。当感应元件中的输人量(如电流、电压、温度、压力等)变化到某一定值时继电器动作,执行元件便接通或断开控制电路,以达到控制或保护的目的。
 继电器的种类很多,主要按以下方法分类。
(1)按用途分:控制继电器、保护继电器等;
(2)按动作原理分:电磁式继电器、感应式继电器、热继电器、机械式继电器、电动式继电器、电子式继电器等;
(3)按动作信号分:电流继电器、电压继电器、时间继电器、速度继电器、温度继电器、压力继电器等;
(4)按动作时间分:瞬时继电器、延时继电器;
在电力系统中,用得蕞多的是电磁式继电器。本节主要讲述热继电器和时间继电器。
(一)          热继电器
电动机在实际运行中常遇到过载情况。若电动机过载不大,时间较短,电动机绕组不超过允许温升,这种过载是允许的。但若过载时间长,过载电流大,电动机绕组的温升就会超过允许值,使电动机绕组绝缘老化,缩短电动机的使用寿命,严重时甚至会使电动机绕组烧毁。所以,这种过载是电动机不能承受的。热继电器就是利用电流的热效应原理,在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路,为电动机提供过载保护的保护电器。热继电器可以根据过载电流的大小自动调整动作时间,具有反时限保护特性。即过载电流大,动作时间短,过载电流小,动作时间长,当电动机的工作电流为额定电流时,热继电器应长期不动作。
热继电器主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡运行的保护及其它电气设备发热状态的控制。
1、热继电器的外形结构及符号
热继电器的外形结构如图11(a)所示,图11(b)为热继电器的图形符号,其文字符号为FR。
 
 
图11热继电器外形结构及符号
1-接线柱 2-复位按钮 3-调节旋钮 4-动断触点 5-动作机构 6-热元件
2、热继电器的动作原理
热继电器动作原理示意图如图12所示。
使用时,将热继电器的三相热元件分别串接在电动机的三相主电路中,动断触点串接在控制电路的接触器线圈回路中。当电动机过载时,流过电阻丝 (热元件)的电流增大,电阻丝产生的热量使金属片弯曲,经过一定时间后,弯曲位移增大,推动导板移动,使其动断触点断开,动合触点闭合,使接触器线圈断电,接触器触点断开,将电源切除起过载保护作用。
图12 热继电器动作原理示意图
1—推杆 2—主双金属片 3—加热元件 4—导板 5—补偿双金属片6—静触点
7—静触点 8—复位调节螺钉 9—动触点10—复位按钮 11—调节旋钮
12—支撑件 13—弹簧
3、热继电器的型号含义
JR16 、JR20 系列是目前广泛应用的热继电器,其型号含义如下:、
4、热继电器的选用
选用热继电器主要应考虑的因素有:额定电流或热元件的整定电流要求应大于被保护电路或设备的正常工作电流。作为电动机保护时,要考虑其型号、规格和特性、正常起动时的起动时间和起动电流、负载的性质等。在接线上对星形联结的电动机,可选两相或三相结构的热继电器,对三角形联结的电动机,应选择带断相保护的热继电器。所选用的热继电器的整定电流通常与电动机的额定电流相等。
总之,选用热继电器要注意下列几点:
1)先由电动机额定电压和额定电流计算出热元件的电流范围,然后选型号及电流等级。例如:
电动机额定电流=14.7A,测可选JR0-40型热继电器,因其热元件电流=16A。
工作时将热元件的动作电流整定在14.7A 。
2)要根据热继电器与电动机的安装条件和环境的不同,将热元件的电流做适当调整。如高温场合,热源间的电流应放大1.05~1.20倍。
3) 设计成套电气装置时,热继电器应尽量远离发热电器。
4) 通过热继电器的电流与整定电流之比称之为整定电流倍数。其值越大发热越快,动作时间越短。
5) 对于点动、重载起动、频繁正反转及带反接制动等运行的电动机,一般不用热继电器作过载保护
()时间继电器
继电器感受部分在感受外界信号后,经过一段时间才能使执行部分动作的继电器,叫做时间继电器。即当吸引线圈通电或断电以后,其触头经过一定延时以后再动作,以控制电路的接通或分断。它被广泛用来控制生产过程中按时间原则制定的工艺程序,如作为绕线式异步电动机起动时切断转子电阻的加速继电器,笼型电动机Y /△ 起动等。
时间继电器的型号含义为:
时间继电器的种类很多,主要有电磁式、空气阻尼式、电动式、电子式等几大类。延时方式有通电延时和断电延时两种。这里我们主要介绍一下空气阻尼式时间继电器。
1空气阻尼式时间继电器的外形结构及符号
空气阻尼式时间继电器的外形结构如图13(a)所示。图13(b)为时间继电器的图形符号,其文字符号为KT。
13时间继电器外形结构及符号
(a)1—调节螺丝 2—推板 3—推杆4—宝塔弹簧   5—电磁线圈 6—反作用弹簧
7—衔铁 8—铁心9—弹簧片10—杠杆 11—延时触点 12—瞬时触点  
( b )1—线圈一般符号 2—断电延时型线圈 3—通电延时型线圈4—瞬时动合触点
5—瞬时动断触点6—延时闭合动合触点7—延时断开动断触点 8—延时断开动合触点
9—延时闭合动断触点
2.动作原理
图14所示为JS7-A系列时间继电器的结构示意图。
14时间继电器结构示意图
1-线圈 2-铁心 3-衔铁 4-复位弹簧 5-推板 6-活塞杆 7-杠杆 8-塔形弹簧9-弱弹簧10-橡皮模 11-空气室壁 12-活塞 13-调节螺杆 14-进气孔 15、16-微动开关
 
空气阻尼式时间继电器又称气囊式时间继电器,它是利用空气阻尼作用达到延时目的的。它由电磁机构、延时机构和触点组成。空气阻尼式时间继电器的电磁机构有交流、直流两种。延时方式有通电延时型和断电延时型(改变电磁机构位置,将电磁机构翻转180度安装)。当动铁心(衔铁)位于静铁心和延时机构之间位置时为通电延时型,当静铁心位于动铁心和延时机构之间位置时位置时为断电延时型。
现以通电延时型为例说明其工作原理。当线圈1得电后衔铁(动铁心)3 吸合,活塞杆6 在塔形弹簧8的作用下带动活塞12及橡皮膜10向上移动,橡皮膜下方空气室变得稀薄,形成负压,活塞杆只能缓慢移动,其移动速度由进气孔气息大小来决定。经一段延时后活塞杆通过7压动微动开关15,使其触点动作,起到通电延时的作用。当线圈断电时,衔铁释放,橡皮膜下方空气室内的空气通过活塞肩部所形成的单向阀迅速地排出,使活塞杆、杠杆、微动开关等迅速复位。当线圈得电到触点动作的一段时间即为时间继电器的延时时间,其大小可以通过调节螺钉13调节进气孔气隙大小来改变。
断电延时型的结构、工作原理与通电延时型相似,只是电磁铁安装方向不同,即当衔铁吸合时推动活塞复位,排出空气。当衔铁释放时活塞杆在弹簧作用下使活塞向下移动,实现断电延时。
在线圈通电和断电时,微动开关16在推板5 的作用下都能瞬时动作,其触点即为时间继电器的瞬时动触点。
空气阻尼式时间继电器延时时间有0.4~180S和0.4~60S两种规格,具有延时范围宽、结构简单、工作可靠、价格低廉、寿命长等优点,是交流控制线路中常用的时间继电器。它的缺点是延时误差(±10%~±20%),无调节刻度指示,难以精确地整定延时值。在对延时精度要求高的场合,不宜使用这种时间继电器。
 
 
实训考核标准
成绩评分标准
 
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
万用表选择和检查
能正确选用量程和检查判断低压元器件的好坏
l)万用表选择不正确扣10 分
20万用表检查方法不正确和漏测扣1分
30
 
 
2
低压元器件的识别(10件)
根据实物能正确说出元器件的名称
识别错误一件扣10分
30
 
 
3
低压元器件型号识别(5件)
能够说出型号代表的含义
识别错误一件扣10分
30
 
 
4
安全文明生产
能保证人身和设备安全
违反安全文明生产规程扣5 一10 分
10
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
年 月   日
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
模块五 电气控制识图
实训目的
1、熟练掌握低压元器件的应用;
2、学会分析相关电路的控制原理;
3、能根据题目要求自主设计电气控制线路
实训项目与内容
学会分析以下电气控制线路的工作原理:三相笼型异步电动机的直接起动控制线路,三相笼型异步电动机的正反转控制线路,位置控制与自动循环控制线路,顺序控制与多地控制线路,三相笼型异步电动机降压起动控制电路等。
 
一、三相笼型异步电动机的直接起动控制线路
三相笼型电动机具有结构简单、价格便宜、坚固耐用、维修方便等优点,获得广泛应用。笼型异步电动机的起动控制有直接起动与减压起动两种。可根据电源变压器容量、电动机容量、电动机起动频繁程度和电动机拖动的机械设备等来分析是否可以采用直接起动,也可用下面经验公式来确定:
式中,Ist为电动机直接起动时起动电流(A);
IN为电动机额定电流(A);S为电源变压器容量(kVA);
P为电动机额定功率(kW)。图12-19点动控制线路
1、电动机单向点动控制线路
点动是指按下按钮时电动机转动,
松开按钮时电动机停止。
图1为电动机单向点动控制
线路。SB是电动机单向点动的控制按钮
 
 
 
                                                        图1点动控制线路
点动控制的操作及动作过程如下:
首先合上电源开关QS,接通主电路和控制电路的电源。
2、电动机单向连续运转控制线路
在各种机械设备上,电动机蕞常见的一种工作状态是单向连续运转。图12-20为电动机单向连续运转控制线路,SB1为停止按钮,SB2为起动按钮,FR为热继电器,M为三相异步电动机。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图2 单向连续运转控制线路
以下是电动机单向连续运转控制的操作及动作过程:
首先合上电源开关Q,接通主电路和控制电路的电源。
(1)起动:
 
当接触器KM常开辅助触头接通后,即使松开按钮SB2仍能保持接触器KM线圈通电,所以此常开辅助触头称为自保持触头。
(2)停止:
 
 
 

二、三相笼型异步电动机的正反转控制线路
(一)接触器联锁的正反转控制线路
接触器联锁的正反转控制线路如图3所示。
图3接触器联锁的正反转控制线路
必须指出,接触器KMl和KM2的主触头绝不允许同时闭合,否则将造成两相电源(Ll相和L3相)短路事故。因此设置实现联锁作用的动断辅助触头,称为联锁触头(或互锁触头)。
线路的工作原理如下:先合上电源开关Qs。
1.正转控制
2.反转控制
停止时,按下停止按钮SB3,控制电路失电,KM1(或KM2)主触头分断,电动机M失电停止转动。
(二)按钮、接触器双重联锁的正反转控制线路
   为克服接触器联锁正反转控制线路的不足,在接触器联锁的基础上,又增加了按钮联锁,构成按钮、接触器双重联锁正反转控制线路,如图4所示。
图4 双重联锁的正反转控制线路
线路的工作原理如下:先合上电源开关QS。
1、正转控制
2、反转控制
若要停止,按下SB3,整个控制电路失电,主触头分断,电动机M失电停止转动。
三、 位置控制与自动循环控制线路
(一)位置控制线路(又称行程控制或限位控制线路)
位置控制就是利用生产机械运动部件上的挡铁与位置开关碰撞,使其触头动作,来接通或断开电路,以实现对生产机械运动部件的位置或行程的自动控制。位置控制电路图如图5所示。
 
                                           图5 位置控制电路图
线路的工作原理如下:先合上电源开关QS。
1.行车向前运动:
→行车停止前移。
2.行车向后运动:
停车时只需按下SB 即可。
(二)自动循环控制线路
有些生产机械,要求工作台在一定的行程内能自动往返运动,以便实现对工件的连续加工,提高生产效率。这就需要电气控制线路能对电动机实现自动转换正反转控制。由位置开关控制的工作台自动往返控制线路如图6所示。它的右下角是工作台自动往返运动的示意图。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图6 工作台自动往返行程控制线路
自动循环控制线路的工作原理如下:先合上QS。
四、 顺序控制与多地控制线路
(一)顺序控制线路
在装有多台电动机的生产机械上,各电动机所起的作用不同,有时需要按一定的顺序起动才能保证操作过程的合理和工作的安全可靠。这些顺序关系反映在控制线路上,称为顺序控制。图7所示为两台电动机的顺序起动控制线路。该线路的控制特点一是顺序起动即M1起动后M2才能起动,二是同时停止。
 
图7 顺序起动控制电路
顺序控制线路也有多种,图8是电动机的顺序起动、逆序停止控制线路,其控制特点是起动时必须先起动M1,才能起动M2;停止时必须先停止M2,M1才能停止
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图8电动机顺序起动,逆序停止控制电路
(二)多地控制线路
能在两地或多地控制同一台电动机的控制方式叫电动机的多地控制。如图9所示。
图9两地控制电路图
如上图,其中SB11、SB12为安装在甲地的启动按钮和停止按钮;SB21、SB22为安装在乙地的启动按钮和停止按钮。线路的特点是:两地的启动按钮SB11、SB21要并联接在一起;停止按钮SB12、SB22要串联接在一起。这样就可以分别在甲、乙两地启动和停止同一台电动机,达到操作方便之目的。
对三地或多地控制,只要把各地的启动按钮并联、停止按钮串联就可以实现。
五、三相笼型异步电动机降压起动控制电路
常见的降压起动方法有三种:定子绕组串接电阻降压起动;自藕变压器降压起动;Y-△降压起动。
(一)定子绕组串接电阻降压起动控制线路
定子绕组串接电阻降压起动是指在电动机起动时,把电阻串接在电动机定子绕组与电源之间,通过电阻的分压作用来降低定子绕组上的起动电压。
时间继电器自动控制电路图如图10(a)所示。这个线路中通过时间继电器实现了电动机从降压起动到全压运行的自动控制。只要调整好时间继电器KT触头的动作时间,电动机由起动过程切换成运行过程就能准确可靠地完成。
图10 定子绕组串接电阻降压起动控制线路
线路的工作原理如下:合上电源开关QS。
 
 
 

由以上分析可见,当电动机M全压正常运转时,接触器KM1和KM2、时间继电器KT的线圈均需长时间通电,从而使能耗增加,电器寿命缩短。为此,设计了如图10(b)所示线路,
 
由以上分析可见,当电动机M全压正常运转时,接触器KM1和KM2、时间继电器KT的线圈均需长时间通电,从而使能耗增加,电器寿命缩短。为此,设计了如图10(b)所示线路,该线路的主电路中,KM2的三对主触头不是直接并接在起动电阻R两端,而是把接触器KMl的主触头也并接了进去,这样接触器KM1和时间继电器KT只作短时间的降压起动用,待电动机全压运转后就全部从线路中切除,从而延长了接触器KM1和时间继电器KT的使用寿命,节省了电能,提高了电路的可靠性。
(二)自耦变压器降压起动控制线路
自耦变压器降压起动是指电动机起动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的起动电压。图11是自耦变压器降压起动的原理图,按钮、接触器、中间继电器控制的自耦变压器降压起动控制线路如图12所示。
 
图11 自耦变压器降压起动原理图
图12自耦变压器降压起动控制线路电路图
自耦变压器降压起动控制线路的工作原理如下:合上电源开关QS。
(1)     降压启动
(2)     全压启动
由以上分析可见,指示灯HL1亮,表示电源有电,电动机处于停止状态;指示灯HL2亮,表示电动机处于降压起动状态;指示灯HL3亮,表示电动机处于全压运转状态。
停止时,按下停止按钮SB2,控制电路失电,电动机停转。
(三)Y-△降压启动控制线路
Y-△降压启动是指电动机启动时,把定子绕组接成Y形,以降低启动电压,限制启动电流。待电动机启动后,再把定子绕组改接成△形,使电动机全压运行。凡是在正常运行时定子绕组作△形连接的异步电动机,均可采用这种降压启动方法。
时间继电器自动控制Y-△降压启动电路如图13所示。该线路由三个接触器、一个热继电器、一个时间继电器和两个按钮组成。时间继电器KT用作控制Y形降压启动时间和完成Y-△自动切换。
图13 Y-△降压启动控制线路电路图
线路的工作原理如下:先合上电源开关QS:
停止时按下SB2即可。
实训考核
根据要求自主设计两个电气控制线路:
题目一:设计一个电气控制电路,要求第一台电动机启动10S以后,第二台自动启动,运行5S以后,第一台电动机停止转动,同时第三台电动机启动,再运转15S后,电动机全部停止转动。
题目二:设计一个电气控制电路,控制一台电动机。要求:
1、           可正向点动、长动;
2、           可反向点动、长动;
3、           有短路和过载保护。
实训考核评分标准
满分为100分,每个题目50分,主电路占20分,控制电路占30分。具体标准如下:
1、           缺少一项功能扣5分、缺少两项功能扣10分;
2、           主电路错误扣10分;
3、           低压元器件符号书写不标准每处扣2分;
4、           缺少一项保护扣10分。
            模块六    继电控制线路的安装
项目6.1  绘制线路图与低压元器件选查
实训目的 
  1、掌握位置图的绘制方法;
2、掌握接线图的绘制方法;
3、学会用万用表判别低压元器件好坏的方法。
实训
1、位置图的绘制  2、接线图的绘制 3、普查元件好坏
 
实训器材
MF 一30万用表,  兆欧表,   装盘用的低压元器件
知识概述
一、绘制控继电制线路图的原则与方法
继电控制控制线路常用原理图、布置图和接线图来表示。
1 、原理图
   电路图是根据生产机械运动形式对电气控制系统的要求,采用国家统一规定的电气图形符号和文字符号,按照电气设备和电器的工作顺序,详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系,而不考虑其实际位置的一种简图。
   电路图能充分表达电气设备和电器的用途、作用和工作原理,是电气线路安装、调试和维修的理论依据。
    绘制原理图时应遵循以下原则:
( 1)电路图一般分电源电路、主电路和辅助电路三部分。如图6-1所示的电路图。     
图6-1点动控制原理图
在图6-1中,按照电路图的绘制原则,三相交流电源线Ll、L2、L3依次水平地画在图的上方,电源开关QS 水平画出;由熔断器FU1 、接触器KM 的3 对主触头和电动机M组成的主电路及垂直电源线画在图的左侧;由启动按钮SB 、接触器KM 的线圈组成的控制电路跨接在Ll和L2两条电源线之间,垂直画在主电路的右侧,且耗能元件KM 的线圈与下边电源线U 相连画在电路的下方,启动按钮SB 则画在KM线圈与上边电源线Ll 之间。
图中接触器KM 采用了分开表示法,其3对主触头画在主电路中,而线圈则画在控制电路中,为表示它们是同一电器,在它们的图形符号旁边标注了相同的文字符号KM。线路按规定在各接点进行了编号。
(2)电路图中,各电器的触头位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。分析原理时,应从触头的常态位置出发。
   ( 3 )在电路图中不画各电器元件实际的外形图,而采用国家统了规定的电气图形符号画出。
    ( 4)电路图中,同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起,而是按其在线路中所起的作用分画在不同电路中,但它们的动作却是相互关联的,因此,必须标注相同的文字符号。若图中相同的电器较多时,需要在电器文字符号后面加注不同的阿拉伯数字,以示区别,如KM1, KM2 等。
    ( 5)画电路图时,应尽可能减少线条和避免线条交叉。对有直接电联系的交叉导线连接点,要用小黑圆点表示;无直接电联系的交叉导线则不画小黑圆点。
(6)电路图采用电路编号法,即对电路中的各个接点用字母或数字编号。
1 )主电路在电源开关的出线端按相序依次编号为U11 , Vll , Wll。然后按从上至下、从左至右的顺序,每经过一个电器元件后,编号要递增,如U12 ,V12 , W12 ; U13 , V13 , W13。单台三相交流电动机的3 根引出线按相序依次编号为U , V , W。对于多台电动机引出线的编号,为了不致引起误解和混淆,可在字母前用不同的数字加以区别,如1U , 1V , 1W ; 2U ,2V,2W 。
2)控制电路编号按“等电位”原则从上至下、从左至右的顺序用数字依次编号,每经过一个电器元件后,编号要依次奇数递增。控制电路编号的起始于结束的数字必须是l、2,其它辅助电路(含照明电路、指示电路)编号也依次类推。
2 、位置图
  位置图是根据电器元件在控制板上的实际安装位置,采用简化的外形符号(如正方形、矩形、圆形等)而绘制的一种简图。如图6一2b不所示。它主要用于电器元件的布置和安装。图中各电器的文字符号必须与电路图和接线图的标注相一致。在实际中,电路图、接线图和布置图要结合起来使用。
3、接线图
   接线图是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的,只用来表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式,而不明显表示电气动作原理。如图4 一28b 所示。其主要用于安装接线、线路的检查维修和故障处理等。
绘制、识读接线图应遵循以下原则:( 1)接线图中一般出示如下内容:电气设备和电器元件的相对位置、文字符号、端子号、导线号、导线类型、导线截面积、屏蔽和导线纹合等。
( 2)所有的电气设备和电器元件都按其所在的实际位置绘制在图样上,且同一电器的各元件根据其实际结构,使用与电路图相同的图形符号画在一起,并用点划线框上,其文字符号以及接线端子的编号应与电路图中的标注一致,以便对照检查接线。(3)接线图中的导线有单根导线、导线组(或线扎)和电缆等区别,可用连续线和中断线来表示。凡导线走向相同的可以合并,用线束来表示,到达接线端子板或电器元件的连接点时再分别画出。在用线束来表示导线组、电缆等时可用加粗的线条表示,在不引起误解的情况下也可采用部分加粗。另外,导线及管子的型号、根数和规格应标注清楚
 
                       
 
                       b)位置图
 
 
 原理图
C)接线图
6-2 电动机正转线路图
                                                                     
二、低压元器件的选择与检查
对使用的所有电气设备和电器元件逐个进行检查,是保证安装质量的基本前提。
l)根据电器元件明细表,检查各电气设备和电器元件是否有短缺,核对它们的规格是否符合设计要求。比如,电动机的功率和转速、电器元件的电压等级和电流容量、触头的数目和开闭状况、时间继电器的延时类型、热继电器的额定电流等。若不符合要求,应更换或调整。
2 )检查电器元件外观是否清洁完整,有无损伤;各接线端子及紧固件有无短缺、生锈等现象。
3)电器元件的触头是否光滑,接触面是否良好,有无熔焊粘连、变形、严重氧化锈蚀等现象;触头的闭合、分断动作是否灵活;触头的开距、起程是否符合标准;接触压力弹簧是否有效。
4 )检查有延时作用的电器元件的功能,如时间继电器的延时动作、延时范围及整定机构的作用;检查热继电器的热元件和触头的动作情况。
5)用兆欧表检查电器元件和电气设备的绝缘电阻是否符合要求;用万用表或电桥检查一些电器元件和电气设备(如继电器、接触器、电动机等)线圈的通断情况。
6 )检查各操作机构和复位机构是否灵活。
7 )选择导线
根据电动机的额定功率、控制电路的电流容量、控制回路子回路数以及配线方式选配连接导线。在选择导线时应注意以下几点:
导线的类型:硬线只能固定安装于不动部件之间,且导线的截面积应小于0.5 mm2。若在有可能出现振动的场合或导线的截面积大于等于0.5mm2 耐时,必须采用软线。电源开关的负载侧可采用裸导线,但必须是直径大于3mm的圆导线或者是厚度大于2mm的扁导线,并应有预防直接接触的保护措施(如绝缘、间距、屏护等)。
导线的绝缘:导线必须绝缘良好,并应具有抗化学腐蚀能力。在特殊条件下工作的导线,必须同时满足使用条件的要求。
导线的截面积:在必须能承受正常条件下流过的蕞大稳定电流的同时,还应考虑到线路允许的电压降、导线的机械强度和与熔断器相配合。
    导线的颜色:对复杂的电气电路,其主电路和控制回路应选择不同颜色的导线,以便于区分。
实训内容
根据三相异步电动机(5.5KW)正反转控制线路原理图6-3,绘制出位置图、接线图,并写出元件明细表。
图6-3 电动机正反转控制线路原理图
 
实训考核
成绩考核标准见下表2 —2
表2—2成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
画位置图
合理布局元件
布局不合理每处扣2 分,扣完为止
 
10
 
 
2
画接线图
能正确画出接线
画错一处扣4分,扣完为止
40
 
 
3
元件选择
能正确选用元件
每选错一件(参数)扣5分,扣完为止
20
 
 
4
元件明细表
能全部写出元件。
每漏写一件扣5分,扣完为止
15
 
 
5
元件符号
符合国家标准
每违反国标一处扣2分,扣完为止
15
 
 
备注
 
合计
100
 
 
教师签字
年 月   日
 
 
 
 
 
 
 
实训项目6.2继电控制线路的安装
 
实训目的 
    1、掌握明配线的安装方法;
2、了解暗配线的安装方法;
3、掌握线槽配线的安装方法。
实训
1、电机正反转线路的安装(明配线)       
2、电机正反转线路的安装(线槽配线 )
 
实训器材
器件:装盘用的低压元器件,导线,
仪表:有万用表、兆欧表、电桥等。
工具:十字旋具和一字旋具、尖嘴钳、钢丝钳、剥线钳、电工刀、活板手、手电钻; 在
   使用多股导线时还需压接钳。
知识概述
电气控制柜配线有柜内和柜外两种。柜外配线常用线管配线,柜内配线有明配线、暗配线和线槽配线等。
一、线管配线
   对不在电气控制柜内的所有导线都应穿管,管配线具有耐潮、耐腐、导线不易遭受机械损伤的特点,常用于承受一定压力的地方。
1 .铁管配线
    l)根据使用场合和导线截面及导线根数选择铁管类型及管径,所穿导线截面积应比管内径截面积小40 %。
    2)尽量取蕞短距离敷设铁管,并且管路应尽可能少转角或弯曲(一般不多于三个),管路引出地面时,离地面高度不得小于0.2m 。
    3 )铁管弯曲时,弯曲半径不小于管径的4 一6倍,且弯曲后不可有裂缝和凹陷现象,管口不能有毛刺。
4 )线管敷设前,应先清除管内杂物和水分,管口塞上木塞;对明设的铁管应采用管卡支持,并使管路做到横平竖直。
  5 )不同电压、不同回路的导线不得穿在一根管内,除直流回路导线和接地线外。铁管内不允许穿单根导线。
    6)铁管内导线不准有接头,也不能穿人绝缘破损后经包缠绝缘的导线。
7 )穿管导线的绝缘强度应不低于500V;导线蕞小截面积规定为铜芯线1.5mm2,铝芯线2.5mm2
 
   8 )管路穿线时,选用直径1.2mm的钢丝做引线。当线管较短且弯头较少时,可把钢丝引线由管子一端送向另一端,这时一人送线一人拉线。若管路较长或弯头较多时,在引线端弯成小钩,从管子的两端同时穿人引线。当钢丝引线在管中相遇时,转动引线使其钩在一起,然后从一端把引线拉出,即可将导线牵引人管。注意穿线时需在管口加护圈并保证穿管导线的长度大于所穿管路的总长度。
9 )铁管应可靠地保护接零或接地。
2 .金属软管配线
   在机床本身各电器或设备之间的连接常采用金属软管配线,在使用金属软管配线时,应根据穿管导线的总截面选择金属软管的规格;对有脱节、凹陷的金属软管不能使用;金属软管两头应有接头连接,中间部分用管卡固定;对移动的金属软管应采用合适的固定方式且有足够的余量。
二、柜内的配线
   根据电气线路的特点、设备要求选择合理的电气控制柜内配线方式,下面介绍几种常见的配线方式。
1 .明配线
   明配线又称板前配线,其特点是导线走向清楚、检查故障方便,但工艺要求高,配线速度较慢,适用于电路比较简单,电器元件较少的设备。采用明配线时应注意以下几个方面。                1)明配线一般选用BV型的单股塑料硬线作连接导线。
2 )线路应整齐美观,做到横平竖直,转弯处应为直角;成排成束的导线用线束固定;导线的敷设不影响电气元件的拆卸。
3)导线与接线端子应保证可靠的电气连接,线端应弯成羊角圈;对不同截面的导线在同一接线端子连接时,大截面在下,小截面在上,且每个接线端子原则上不超过两根导线。
4 )导线应尽可能不重叠、不交叉。
2.暗配线
暗配线又称板后配线,其特点是板面整齐美观,配线速度较快,但检查电气线路故障时较困难。暗配线应注意下面几点。
l )电器元件的安装孔、导线穿线孔的位置要准确,孔径要合适。
2 )板前与电器元件的连接线要接触可靠,穿板的导线应与板面垂直。
3 )配电盘固定时,应使安装电器元件的一面朝向控制柜的门,以便检查维修,且板与安装面要留有一定的间隙。
3 .线槽配线
它综合了明配线和暗配线安装的优点,不仅安装施工迅速简便,而且外观整齐美观,检查维修及改装方便,是目前使用较为广泛的一种配线形式,特别适用于电气线路复杂、电器元件多的电气设备安装。一般使用塑料多股软导线作为其连接导线。线槽配线见图6-4与图6-5
 
    
 
图6-4 塑料线槽                        图6-5 线槽配线示意图
 
                                    1-线槽     2电器元件   3-接线端子排
 
 
 
为便于接线和维修,控制柜所有的进出线都要通过接线板连接,接线板的节数和规格应根据进出线的根数及流过的电流进行选配组装,且根据连接导线的号码进行编号,接线板安装在柜内的蕞下面或侧面,见图6-5。
    4、电器元件布局
电器元件在电气控制柜中或配电板上的布局要合理。其总的原则是:连接导线蕞短,导线交叉蕞少。
三、电气控制柜(箱或板)的安装
( l
安装。电器元件不同种类和型号的电器元件有不同的安装形式,一般来说,在选择电器元件时尽可能考虑相同的安装形式。虽然各电器元件的安装形式不尽相同,但其固定时应按产品说明书和电气接线图进行,做到安全可靠,排列整齐。此外,元件之间的距离要适当,既要节省板面,又要方便走线和检修。安装电器元件可按下列步骤进行。l)底板选料。底板可选用2 . 5 一5mm厚的钢板或5mm厚的层压板等。
2)裁板。根据电器元件的数量和大小、安装允许的位置及安装图,确定板面尺寸大小。裁剪时,钢板要求用剪板机裁剪,.且四角要呈900直角,四边须去毛刺并倒角;裁剪好的底板要求板面平整,不得起翘或凸凹不平。
3)定位。根据电器产品说明书上的安装尺寸(或将电器元件摆放在确定好的位置)用划针确定安装孔的位置,再用样冲冲眼以固定钻孔中心。元件应排列整齐,以减少导线弯折,方便敷设导线,提高工作效率。若采用导轨安装电气元件,只需确定其导轨固定孔的中心点。对线槽配线,还要确定线槽安装孔的位置。
4)钻孔。确定电器元件等的安装位置后,在钻床(或用手电钻)上钻孔。钻孔时,应选择合适的钻头(钻头直径略大于固定螺栓的直径),并用钻头先对准中心样冲眼,进行试钻;试钻出来的浅坑应保持在中心位置,否则应予校正。
5)固定。用固定螺栓,把电器元件按确定的位置,逐个固定在底板上。紧固螺栓时,应在螺栓上加装平垫圈和弹簧垫圈,不能用力过猛以免将电器元件的塑料底座压裂而损坏。对导轨式安装的电器元件,只需按要求把电器元件插人导轨即可。
    在安装按钮时,应注意其相对位置及颜色:
①对应的“起动”和“停止”按钮应相邻安装。“停止”按钮必须在“起动”按钮的下边或左边。当两个“起动”按钮控制相反方向时,“停止”按钮可以装在其中间。
②“停止”按钮和急停按钮必须是红色的。当按下红色按钮时,必须使设备停止工作或断电。“起动”按钮的颜色是绿色。“起动”和“停止”交替动作的按钮必须是黑色、白色或灰色,不得用红色和绿色;点动按钮必须是黑色。复位按钮(如保护继电器的复位按钮)必须是蓝色。当复位按钮还有“停止”作用时,则必须是红色。
③在自动和手动操作中,红色蘑菇头按钮用作急停。其他颜色的蘑菇头按钮,可用于“双手操作”的“循环开动”按钮,或用于备有机械保护装置“循环开动”按钮。在上述情况下,按钮不得为红色,应为黑色或灰色。
( 2 )根据接线图接线按图施工是电气控制柜安装的基本要求之一,接线时要严格按照接线图的要求,并结合原理图的编号及配线要求连接电器元件。连接的顺序原则上先接主电路,再接辅助电路;先柜内,后柜外。
l)接线方法:所有导线的连接必须牢固,不得松动。在任何情况下,连接器件必须与连接的导线截面积和材料性质相适应。导线与端子的接线,一般一个端子只连接一根导线。有些端子不适合连接软导线时,可在导线端头上采用针形、叉形等冷压接线头。如果采用专门设计的端子,可以连接两根或多根导线,但导线的连接方式,必须是工艺上成熟的各种方式。如:夹紧、压接、焊接、绕接等。这些连接工艺应严格按照工序要求进行。导线的接头除必须采用焊接方法外,所有导线应当采用冷压接线头。如果电气设备在正常运行期间承受很大振动,则不许采用焊接的接头。
2 )导线的标志:
① 导线的颜色标志。保护导线(PE )必须采用黄绿双色;动力电路的中性线(N )和中间线(M )必须是浅蓝色;交流或直流动力电路应采用黑色;交流控制电路采用红色;直流控制电路采用蓝色;用作控制电路联锁的导线,如果是与外边控制电路连接,而且当电源开关断开仍带电时,应采用桔黄色或黄色;与保护导线连接的电路采用白色。
② 导线的线号标志。导线线号的标志应与原理图和接线图相符合。在每一根连接导线的线头上必须套上标有线号的套管,位置应接近端子处。线号的编制方法如下:
a )对主电路,三相电源按相序自上而下编号为LI 、h 、肠;经过电源开关后,在出线端子上按相序依次编号为Ull 、V 小w , ,。主电路中各支路的编号,应从上至下、从左至右,每经过一个电器元件的线桩后,编号要递增,如u , l 、V 小Wll , U . 2 、V12 、W , 2 … … 。单台三相交流电动机(或设备)的三根引出线按相序依次编号为u 、v 、w (或用ul 、v ,、W ,表示),多台电动机引出线的编号,为了不致引起误解和混淆,可在字母前冠以数字来区别,如lu 、Iv 、lw , Zu 、Zv 、Zw … … 。在不产生矛盾的情况下,字母后应尽可能避免采用双数字,如单台电动机的引出线采用U 、V 、W 的线标志时,三相电源开关后的出线端编号可用u ,、vl 、wl 。当电路编号与电动机线端标志相同时,应三相同时跳过一个编号来避免重复。
b)对控制电路与照明、指示电路,应从上至下、从左至右,逐行用数字依次编号,每经过一个电器元件的接线端子,编号要依次递增。编号的起始数字,除控制电路必须从阿拉伯数字1开始外,其他辅助电路依次递增100 作起始数字,如照明电路编号从101 开始;信号电路编号从201 开始等。
3)控制柜(箱或板)内部配线方法:一般采用能从正面修改配线的方法,如板前线槽配线或板前明线配线,较少采用板后配线的方法。采用线槽配线时,线槽装线不要超过容积的70%,以便安装和维修。线槽外部的配线,对装在可拆卸门上的电器接线必须采用互连端子板或连接器,它们必须牢固固定在框架、控制箱或门上。从外部控制、信号电路进人控制箱内的导线超过10根时,必须接到端子板或连接器件过渡,但动力电路和测量电路的导线可以直接接到电器的端子上。
4 )控制箱(板)外部配线方法:
除有适当保护的电缆外,全部配线必须一律装在导线通道内,使导线有适当的机械保护,防止液体、铁屑和灰尘的侵人。导线通道应留有余量,允许以后增加导线。导线通道必须固定可靠,内部不得有锐边和远离设备的运动部件。导线采用钢管,壁厚应不小于1mm ,如用其他材料,壁厚必须有等效于壁厚为1mm钢管的强度。若用金属软管时,必须有适当的保护。当利用设备底座作导线通道时,无需再加预防措施,但必须能防止液体、铁屑和灰尘的侵人。移动部件或可调整部件上的导线必须用软线;运动的导线必须支承牢固,使得在接线点上不致产生机械拉力,又不出现急剧的弯曲。不同电路的导线可以穿在同一线管内,或处于同一个电缆之中,如果它们的工作电压不同,则所用导线的绝缘等级必须满足其中蕞高一级电压的要求。
    为了便于修改和维修,凡安装在同一机械防护通道内的导线束,需要提供一定的备用导线,当同一管中相同截面积导线的根数在3 一10 根时,应有1 根备用导线,以后每递增1 - 10 根,增加l 根。
5 )接线的一般步骤:
① 首先考虑好元器件之间连接线的走向、路径。需要注意的是,导线与导线之间不得交叉、重叠,同向导线应紧靠在一起并紧贴底板排列。
② 选取合适的导线,根据某导线的走向和路径,度量连接点之间的长度,截取适当长度的导线,并将导线理直。
③ 根据导线应走的方向和路径,用尖嘴钳将每个转角都弯成卯。角,并与相应的边保持平行,沿底板排列的导线应紧贴底板。
④ 用电工刀或剥线钳剥去两端的绝缘层,套上与原理图相对应的号码套管。用尖嘴钳把剖去绝缘的导线线端弯成羊角圈(若用多芯软线时,须用压接端头经冷压钳压接),然后套人接线端子上的压紧螺钉并拧紧。
⑤ 在所有导线连接好后,进行整理。应做到横平竖直,导线之间相互平行,必要时瘾线卡将同一走向的导线固定在一起。
四、电气控制柜安装事项
1、控制柜内外所有电器元件和导线的编号必须与电气原理图上的编号完全一致,因为安装和检修电器线路都要对照原理图进行。
   2、安装接线时,为防止差错,主、辅电路要分别接线;控制电路应一个子回路一个子回路的接。可安装一部分检查一部分,避免出现大的差错。
    3、接线时,需注意各电路用线规格和颜色,不可搞错。
    4、如采用线管配线,应在导线穿管时预留1 一2 根备用线。
    5、安装时不可漏接接地线。
五、调试前的准备工作
1 )调试前必须熟悉电气设备与电气系统的性能,掌握调试的方法和步骤。
2 )清理电气控制柜内及周围的环境。
3 )做好调试前的检查工作,检查的主要内容如下:
   第一,对照原理图、接线图,检查各电器元件安装位置是否正确,外观是否整洁、美
观;柜内、外接线是否正确,连接线截面积选择是否合适,且连接可靠;检查线号、端子号有无错误;所有电器元件的触头接触是否良好;电动机有无卡壳现象;各种操作机构、复位机构是否灵活、可靠;保护电气的整定值是否符合要求;指示和信号装置能否按要求正确发出信号;如有电磁吸盘,应检查其吸力能否满足要求,且去磁效果要好。
    第二,绝缘检查。用500V兆欧表检查导线的绝缘电阻,应不小于7MΩ检查电动机的绝缘电阻,应不小于0.5MΩ 。
   第三,检查电器动作是否符合电气原理图的要求;有联锁装置电路时,试验联锁是否满足原理图的要求;有夹紧、升降装置时,要进行夹紧、升降试验,试验时要与装配和操作人员一起配合,防止损坏夹紧、升降机构或电动机。
   第四,检查各开关按钮、行程开关等电器元件,应处于原始位置;调速装置的手柄应处于蕞低速位置。
六、电气控制柜的调试
在进行上述准备工作且确认无误后,可进行试车和调整工作。
1、空操作试车
断开主电路,接通电源开关,使控制电路空操作,检查控制电路的工作情况。如操作各按钮,检查其对接触器、继电器的控制作用以及自锁、联锁功能是否符合要求,特别要验证急停器件的动作是否正确;如有行程开关,可用带绝缘手柄的工具操作行程开关,检查其控制作用;如有时间继电器,应检查并调整其延迟时间,使其符合机床要求;此外还要观察电器有无异常现象,若有异常情况,必须立即切断电源查明原因。
2、空载试车
   在空操作试车基础上,接通主电路,即可进行空载试车。在空载试车时,应先点动检查各电动机的转向是否正确,转速是否符合要求;调整好热继电器等保护电器的整定值;检查各指示信号及照明灯是否完好;检查电磁吸盘的吸力能否满足要求以及去磁效果如何。
3、带负荷试车
通过以上试车后,机床可进行带负荷试车,以便在正常负荷下连续运行,验证电气设备所有部分运行的正确性,特别要验证电源中断和恢复时是否会危及人身安全、损坏设备。此时观察各机械机构、电器元件的动作是否符合要求;调整行程开关的位置及挡块的位置;对控制电器的整定数值作进一步调整。
4、试车注意事项
l )调试人员在进行试车时,必须熟悉机床结构、操作规程及机床电气系统的工作要求。
2 )通电时,应先接通主电源;切断时与操作顺序相反。
3)通电后,要注意观察,随时作好停车准备,防止意外事件发生。若有异常现象,如电动机反转或起动困难、异常噪声、线圈过热、保护装置动作、冒烟等,应立即停车,查明原因,不得随意增大整定数值强行送电。
七、常见故障的排除方法
   在现代化生产过程中,保证生产设备的正常工作是提高企业经济效益的保障。作为工程技术人员,当电气设备出现故障后,如何能熟练、准确、迅速、安全地找出原因加以排除,显得尤为重要。下面介绍故障的基本分析方法和排除方法。
(一)机床电气故障的种类机床
在运行中可能会受到不利因素的影响,如电器动作时的机械振动、因过电流使电器元件绝缘老化、电弧烧灼、自然磨损、环境温度和湿度的影响、有害气体的侵蚀、元器件的质量及自然寿命等原因,使电气线路不可避免地出现各种各样的故障。
机床电器故障可分为两大类:一类是有明显的外表特征且容易发现的故障,如电动机和电器元件的过热、冒烟、打火和发出焦糊味等;另一类是没有外表特征而较隐蔽的故障,这种故障大多出现在控制电路,如机械动作失灵,触头接触不良、接线松脱以及个别零件损坏等。
电气线路越复杂,出现故障的概率越大。在遇到较隐蔽且查找比较困难的故障时,常需要借助一些仪表和工具。另外,许多机床常常是机械、液压等的联合控制,因此要求维修人员不仅要熟悉、掌握一定的电气知识,还需要掌握机械、液压等方面的知识。
(二)故障的排除方法
1 、故障调查机床一旦发生故障,维修人员应及时到现场调查研究,以便查找故障。
l)向该机床操作者了解故障现象、发生的前后情况以及发生的次数。如是否有冒烟、打火、异常声音和气味,是否有操作不当和控制失常等。
2)查看电气设备,如观察熔断器的熔体是否熔断,有无电器元件烧毁、绝缘有无烧焦、线路有无断线、螺钉是否松动等。
3 )听一听各电器元件在运行时有无异常声音,如打火声、电机的嗡嗡声等。
4)用手触摸电器元件和设备,检查有无过热和振动等异常现象。如温度上升很快,应切断电源并及时用手摸电动机、变压器和电磁线圈等一些电器元件,即可发现过热元件。                            2、确定故障范围根据故障调查结果,分析电气原理图,缩小检查范围,从而确定故障所在部位。然后,再进一步检查,就能发现故障点。如照明或信号灯不亮,可很容易判断故障所在的电路,然后,在不通电情况下用仪表(如万用表的欧姆档)检查其所在线路,就能迅速找到故障点;再如,若机床的主轴不转,按起动按钮,观察控制主轴电动机的接触器是否吸合,若吸合而电动机不转,说明故障在主电路;若不吸合则说明故障在控制电路,在此判断的基础上,再作进一步检查,就可找到故障所在位置。
3.查找故障点对一些有外表特征的故障,通过外表检查,就能容易发现故障点。但那些没有明显外表特征的故障。常常需作进一步的查找,方能找出故障点。借助电工仪表和工具,这是查找电气故障非常有效的方法。如用万用表的欧姆档(应断电),测量电气元件有无短路、断路;用万用表的电压档,测量线路的电压是否正常;用钳形电流表检查电动机的起动电流大小;验电笔检查是否有电等。由于机床有液压、机械等传动装置,所以在检查、判断故障时,应注意检查液压、机械等方面的故障。以上所介绍的是查找、排除机床电气线路故障的一般方法,实际中应根据故障情况灵活运用,并通过具体实践,不断总结积累经验。
实训内容
1、明线配盘:三相异步电动机(5.5KW)正反转控制线路的安装
2、线槽配盘:三相异步电动机(5.5KW)正反转控制线路的安装或三相异步电动机(5.5KW)星三角转换控制线路的安装
实训考核
成绩考核标准见下表2 —2
 
表2—2成绩评分标准
序号
主要内容
考核要求
评分标准
配分
扣分
得分
1
元件安装
按位置图固定元件
布局不均称每处扣2 分;漏错装元件每件扣5 分;安装不牢固每处扣2分;扣完为止
 
20
 
 
2
布线
布线横平竖直;接线紧固美观;电源、电动机、按钮要接到端子排上,并有标号。
布线不横平竖直每处扣2分;接线不紧固美观每处扣2分;接点松动、反圈、压绝缘层、标号漏错每处扣2分;损伤线芯或绝缘层、裸线过长每处扣2分;漏接地线扣2分,扣完为止
40
 
 
3
通电试车
在保证人身和设备安全的前提下,通电试验一次成功
一次试车不成功扣5分;二次试车不成功扣10分;三次试车不成功扣15分;扣完为止
30
 
 
4
安全文明生产
遵守操作规程
违反操作规程按情节轻重适当扣分
10
 
 
备注
 
合计
100
 
 
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