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            高压电工安全课件

            文档来源: 安全管理网
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            更新时间: 2020年12月14日
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            高压电工安全培训 2 我国相关法律、法规及行业规范要求电工必须持证上岗。这里的持证应包含“三证”,即:安全生产监督管理局核发的特种作业操作证书、劳动和社会保障局核发的职业资格证。 维修电工执业要求 3 1.特种作业操作证 (1)所有从事电工等特种作业的操作人员必须持证上岗,违者将规追究法律责任。 (2)学员经指定卫生医疗机构体检合格后,方可参加电工作业初训。电工作业初训的主要内容包括电工基础知识、人体触电、触电预防、触电急救、高(低)压变配电设备、电气安全管理(包括组织措施和技术措施)等六个方面。初训后由省、市安全生产监督管理部门组织考核,合格才发证。电工作业操作证每两年须复审。 4 2.电工职业资格证 国家职业资格证书制度要求按照国家制定的职业标准,通过政府认定的考核鉴定机构,对从业者的技能水平或职业资格进行客观、公正、科学规范的评价和鉴定,并对合格者授予相应的国家职业资格证书。 维修电工国家职业资格证共分为5个级别 ,即:初级(五级)、中级(四级)、高级(三级)、技师(二级)和高级技师(一级)。 5 第一章 电工与电子基础 一、导体、绝缘体和半导体(超导体)知识 二、电阻、电容、电感相关知识及应用 三、电路分析方法 四、二极管、可控硅整流原理 6 第一节导体、绝缘体和半导体、超导体知识 导体、半导体、绝缘体器件是构成各种电气设备、电工电子器件的基础,在电力生产上,更是普遍存在,作为一名电力生产人员,应熟悉掌握导体、半导体、绝缘体的定义和性质以及应用。 7 一、导体 定义:具有良好导电性能的材料就称为导体。大家知道,金属、石墨和电解液具有良好的导电性能,他们都是导体。 8 二、绝缘体 定义:不导电的物质,称为绝缘体。如包在电线外面的橡胶、塑料。常用的绝缘体材料还有陶瓷、云母、胶木、硅胶、绝缘纸和绝缘油(变压器油)等,空气也是良好的绝缘物质。 导体和绝缘体的区别决定于物体内部是否存在大量自由电子,导体和绝缘体的界限也不是绝对的,在一定条件下可以相互转化。 9 三、半导体 有一些物质,如硅、锗、硒等,其原子的最外层电子既不象金属那样容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子,也不象绝缘体那样受到原子核的紧紧束缚,这类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间,并且随着外界条件及掺入微量杂质而显著改变,这类物质称为半导体。 10 1.半导体有以下独特性能: 通过掺入杂质可明显地改变半导体的 电导率。 温度可明显地改变半导体的电导率。即热敏效应 光照不仅可改变半导体的电导率,还可以产生电动势,这就是半导体的光电效应。 与金属和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。半导体技术的发现应用,使电子技术取得飞速发展, 11 2.本征半导体与杂质半导体、PN结 (1)本征半导体:天然的硅和锗提纯后形成单晶体就是一个半导体,称为本征半导体。 本征半导体中的载流子浓度很小,导电能力较弱,且受温度影响很大,不稳定,用途有限。 (2)杂质半导体、PN结:如果在本征半导体中掺入微量杂质(掺杂),其导电性能将发生显著变化,如在纯硅中掺入少许的砷或磷(最外层有五个电子),就形成N型半导体;掺入少许的硼(最外层有三个电子),就形成P型半导体。 P型和N型半导体并不能直接用来制造半导体器件。通常是在半导体的局部分别掺入浓度较大的三价或五价杂质,使其变为P型或N型半导体,在P型和N型半导体的交界面就会形成PN结,而PN结就是构成各种半导体器件的基础,最简单的一个PN结就是二极管。 12 四、超导体 定义:某些金属在摄氏零下273度的绝对温度下,电阻会突然消失,这种金属电阻完全消失的特殊现象,称超导电性,具有超导电性的金属称超导体。 超导现象是1911年荷兰物理学家昂尼斯在研究导体的电阻随温度变化的实验中,首次发现水银在4.2K的低温时,电阻突然消失,即R=0;1933年,又发现处于超导状态的物质,外部磁场不能深入超导体内,有抗磁性,即B=0,以上是超导体的两大特性。 13 第二节 电阻、电容、电感相关知识及应用 电阻、电容、电感是构成各种电路的基本元件。这一部分主要是了解一下它们性质、用途,以及实际应用举例。 14 一、电阻1.定义:衡量物体导电性能的物理量称为电阻。 在一定的温度下,其电阻与长度成正比,与截面积成反比。这就是导体的电阻定律。 2.电阻的常用单位:欧姆(Ω)、KΩ、MΩ 1Ω的含义:当导体两端电压为1V,通过的电流为1A,这段导体的电阻为1Ω。 换算:1 MΩ=103 KΩ=106Ω 阻值标示:一般用色环法和数字法。 15 3.电阻的性质 电阻是一个耗能元件,即消耗电能变为热能。 电阻是线性元件,它符合欧姆定律:Ι=U/R。 电阻在电路中主要用于限流、分流、降压、分压。 主要参数:阻值及误差、额定电压、额定功率等。 电阻的串并联及计算: 串联:R∑=R1+ R2+ R3+… 分压作用 并联: 分流作用 常用计算公式: 串联各电阻的电压与电阻成正比。也就是说,大电阻分到高电压,小电阻分到小电压。 两个电阻并联时,总电流为两分支电流之和。电流的分配与电阻大小成反比。 16 4.电阻的测量:一般用万用表、兆欧表、平衡电桥等 电阻测量一般不能带电测量。在测量半导体(二极管、三极管)、电容等有极性的器件时,因有正向、反向之分,所以万用表在电阻档时:“黑”表笔为正极,“红”表笔为负极。兆欧表一般用于测量阻值较大的绝缘电阻。阻值较小电阻的精确测量也有很多种方法,平衡电桥测量是较常用的一种(高试常用),有直流电桥和交流电桥。 5.电阻的分类及应用: 按阻值特性:固定电阻、可调电阻 按制造材料:碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、水泥电阻、陶瓷电阻、半导体电阻等。 按安装方式:插件电阻、贴片电阻。 17 5.特种电阻(敏感电阻)常识: 热敏电阻:是一种对温度极为敏感的电阻器,分为正温度系数(阻值随温度升高而增大)和负温度系数(阻值随温度升高而降低)电阻器。应用举例: 如电视机消磁电路、电饭锅电路 18 光敏电阻:阻值随着光线的强弱而发生变化的电阻器,称为光敏电阻器。分为可见光光敏电阻、红外光光敏电阻、紫外光光敏电阻。选用时先确定电路的光谱特性。实际应用如光控路灯,根据光线的强度自动控制路灯的开关。 压敏电阻:是对电压变化很敏感的非线性电阻器,具有非线性伏安特性并有抑制瞬态过电压作用的固态电压敏感元件。当电阻器上的电压在标称值内时,电阻器上的阻值呈无穷大状态,当电压略高于标称电压时,其阻值很快下降,使电阻器处于导通状态,当电压减小到标称电压以下时,其阻值又开始增加(可以自恢复)。实际应用如电话机过压?;?、避雷器阀片等。 19 湿敏电阻:是对湿度变化非常敏感的电阻器,能在各种湿度环境中使用,它是将湿度转换成电信号的换能器件。主要用作湿度传感器,如婴儿的尿湿报警器等。 熔断器、分流器:也可以看作是一种电阻器件,熔断器是一种阻值很小,功率较小的电阻,当通过的电流超过一定值时,其发热熔断起到?;ぷ饔?;分流器实际上就是一个阻值很小的电阻,串在回路中,当有直流电流通过时,产生压降且随电流大小变化,供直流电流表显示,或接到变送器(如励磁回路),实际上相当于取样、测量的作用。 20 二、电容 1.电容器结构原理: 在电子电路中,电容器是必不可少的电子器件;在电力生产中,电力电容器也是广泛应用。简单地说,电容器就是一种储存电荷的容器,他不消耗能量。电容器通常简称为电容,用字母“C”表示。其基本结构是由两片靠得较近的金属片,中间隔以绝缘物质而组成,两金属片为电容得极板,中间的绝缘物质为介质, 电容器的电容等于电容器的带电荷 量,平板电容器的电容与极板面积成正 比,与极间距离成反比。 21 一般规定把电容器外加1V直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉(F),还有微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF),因法拉单位较大,实际不常用,实际常用的是微法、皮法。其换算关系:1法拉(F)= 微法(μF) 1微法(μF)= 纳法(nF)= 皮法(pF) 2.电容器的基本性质、作用: 基本性质:简单地说就是隔直流通交流,即对直流呈现电阻无穷大,相当于开路;对交流呈现的电阻力受交流电频率影响,即相同一电容器对不同频率的交流电呈 现不同的容抗: 22 电容器在电路中主要作用有:整流电路平滑滤波、电源电路的退耦滤波、交流信号旁路、交流信号耦合(隔直)、与电阻电感构成振荡、谐振回路、延时电路等等。电子电路中需要用到各种各样的电容器,它们在电路中分别起着不同的作用。电力电容器的主要应用有:无功补偿、电容式电压互感器、阻波器、载波耦合电容器、油开关触头?;さ缛萜鞯鹊?。 小容量的电容,通常在高频电路中使用;大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。电解电容为有极性电容,分正、负极,一般电源电路的低频滤波均采用电解电容,其正向漏电流较小,而反向漏电流较大,所以在电路中要注意极性不能接反,否则会因漏电流大引起爆炸损坏。 23 电容的充放电:把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上,过一会儿把电源断开,两个引脚间仍然会有残留电压,这是因为电容器储存了电荷,电容器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程称为电容器的充电。而电容器储存的电荷向电路释放的过程,称为电容器的放电。 电容器的充电和放电就形成电容电流,电 容电流与电容和端电压的变化率成正比。 只有加在电容两端的电压发生变化时,电 容才有电流通过。 电容器储藏的电场能量与端电压的平方成 正比: 24 充电过程分析:开关合闸瞬间,过渡过程,呈指数规律。 25 放电过程分析:其中 称为电路充放电时间常数,它是反映充放电快慢的一个参数。 以上是电容在直流电路瞬态过渡充放电过程的简单分析,从波形图可以看出,其充电电流超前电压。 26 正弦交流电路中,电压电流的波形、相量关系: 由其波形和相量图可以看出:即电流超前电压90°,这就是我们通常所说的容性负载电流超前电压90°的原因。电容的串并联性质:并联:总电容为各电容之和。串联:总电容的倒数为各电容倒数之和。电容器串联时,各电容电压与电容量成反比,每个电容分配到的电压计算式在形式上与并联电阻的分流计算公式相似。 27 3.电容的参数:主要有标称容量、额定电压、绝缘电阻(漏电阻)、温度范围等 4.电容器的测量、极性判别:对于通常的电容器,一般用万用表电阻档测量。 ★每次测试前,需将电容器放电(两极短接一下放电),然后将红、黑表笔分别接电容器的两极,由表针的偏摆来判断电容器质量。好的电容器,表针迅速向右摆起(摆的角度与容量大小有关),然后慢慢向左退回原位(靠近∞,所指示的阻值就是漏电阻)。 ★如果表针摆起后不再回转,说明电容器已击穿。如果表针摆起后逐渐退回到某一位置停住,则说明电容器已漏电。如果表针摆不起来,说明电容器电解质已干涸失去容量。 ★对于极性电容(电解电容),一般反向漏电比正向大,其测出的正向漏电阻大于反向漏电组。(可依此判别极性) ★其实,万用表测量的过程就是反映电容充放电的过程。 28 5.电容器应用举例: 分布电容、杂散电容影响: 旁路、消干扰: 储能作用: 耦合电容、阻波器: 无功补偿电容器: 少油断路器断口均压电容: 电容式电压互感器: 29 30 31 三、电感1.电感的结构原理:用导线绕制成线圈就构成一个电感器,它是一种能够储存磁场能量的元件。 电感的单位是亨利(H),常用单位为毫亨(mH)、微亨(μH)和纳亨(nH),其换算关系为: 电感量的大小表示产生感应电动势的能力。 2.电感的性质、作用:?形象说法:电感器就是“通直流,阻交流”。也就是说,只有电感上的电流变化时,电感两端才有电压,而且其电动势的方向是阻止电流变化的方向,大小与电感量和电流变化率成正比。在直流电路中,电感上即使有电流通过,但u=0,相当于短路。其电压与电流的关系: 32 同一电感对不同频率的交流电呈现不同的阻抗,即感抗:XL=ωL=2πfL。电感L越大,电源频率f越高,感抗就越大。对直流,f=0,相当于短路。 电感线圈是一个储能元件,它以磁的形式储存电能,储存的电能大小可用下式表示: 可见,线圈电感量越大,流过电 流越大,储存的电能也就越多。 其储能和释放过程:当电流的绝对值增加时,电感元件吸收能量并全部转换成磁场能量;当电流的绝对值减小时,电感元件释放磁场能量。 可见,电感元件与电容元件一样,并不是把吸收的能量消耗掉,而是以磁场或电场的形式储存,用以交换,释放与吸收的能量一样。 33 对于正弦交流电路,其电压、电流波形图和相量图如下: 由以上波形图和相量图可以看出,电感在正弦交流电路中电流滞后电压90°,即: 我们通常所说的,感性负载电 流滞后电压90°就是这个道理。 34 3.电感的参数、测量:测量:用电感测量仪测量其电感量;用万用表测量其通断,理想的电感电阻很小,近乎为零。若测量电阻为∞,则说明电感器已经开路损坏。参数:主要有电感量、额定电流等。 4.电感的应用举例: 电抗器:实质上是一个无导磁材料的空心线圈。在电力系统中起增大短路阻抗,限制短路电流作用。常串于出线断路器处,起到维持母线电压水平的作用,使母线电压波动较小,保证非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。 消弧线圈:在中性点不接地系统发生单相接地时,减少通过接地点的电容电流,有效防止铁磁谐振过电压的产生。 消弧线圈补偿方式有三种:全补偿、欠补偿、过补偿 35 第三节电路分析方法 一、电路的基本概念: 为了某种需要、功能而由电源、导线、开关和负载等元件按一定方式组合起来的电流的通路称为电路。 电路的主要功能:一是进行能量的转换、传输和分配;二是实现信号的传递、存储和处理。 电路分析的主要任务就在于解得电路物理量,其中最基本的电路物理量就是电流、电压和功率。 36 二、电路的基本物理量: 1.电流:导体中电荷的定向移动形成电流。定义为单位时间内通过导体截面的电荷量,即 2.电压、电位和电动势: 电位:电路中某点的电位定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。要有一个参考零电位点 。 电压:电路中a、b点两点间的电压定义为单位正电荷由a点移至b点电场力所做的功?;蛘咚?,两点之间的电位差即为电压: 电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。 电源电动势:是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功,称为电源的电动势。 电动势的实际方向与电压实际方向相反,规定为由电源负极指向正极。 37 3.电功率和电能:电场力在单位时间内所做的功称为电功率,简称功率。它表示电能转化为其他形式的能量,被电路吸收(消耗)的速率。单位为:瓦(W),常用的有KW(千瓦)、MW(兆瓦)、mW(毫瓦)。 在一定时间内,电路(负载)吸收(消耗)的电功率(电量)称为电能,即电量(电度)。 电能的单位是焦(耳)(J),它 等于功率1W的用电设备在1s内消耗的电能,量值较小。在实用上采用kWh(千瓦小时)作为电能的单位,它等于功率1kW的用电设备在1h(3600s)内消耗的电能,简称为1度电?;凰愎叵担?38 二、电路的基本物理量: 电路的分析计算有两大基本定律:一是欧姆定律;一是基尔霍夫定律。欧姆定律反映的是电路中元件上的电流和电压的约束关系,而基尔霍夫定律反映的是电路中各支路电流之间的约束关系或各回路电压之间的约束的关系。 1.欧姆定律: 欧姆定律只适用于纯线性电阻电路。欧姆定律有两种:即部分电路欧姆定律(也称作外电路欧姆定律)和全电路欧姆定律。 外电路欧姆定律:表述为在同一电路中,流过电阻的电流跟其两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。 串联电阻分压公式: 并联电阻分流公式: 39 全电路欧姆定律:全电路是指电源以外的电路(外电路)和电源(内电路)之总和。电源产生电动势,它有内电阻。流过电路的电流,与电源的电动势成正比,与外电路的电阻与内电路的电阻之和成反比。这就是全电路欧姆定律。 在实际电路中,由于内阻的存在要消耗一定的功率,产生一定的电压降(Ir)。因此,外电路端电压U=ε-Ir。当外电路开路时,I=0,U=ε;当外电路有负载时,端电压随着负载(I)的增大而降低。 40 2.基尔霍夫定律: 基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。不论元件是线性的还是非线性的,电流、电压是直流的还是交流的,基尔霍夫定律总成立。 基尔霍夫电流定律:对电路中任一结点,在任一时刻,流出结点的电流之和一定等于流入结点电流之和,即流出或流入该结点的所有支路电流的代数和为零。 KCL也可以推广到电路中任 一假设的封闭面,即在任一时刻, 通过该封闭面的所有支路电流的 代数和等于零。 41 基尔霍夫电压定律:对任一电路中的任一回路,在任一时刻,沿着该回路的的所有支路电压的代数和恒等于零,简称为KCL。 KCL确定了连接 在同一回路中各支路 电压之间的关系。体 现的是电荷在电场中 从一点移到另一点时, 它所具有能量的改变 量只与这两点的位置 有关,而与移动路径 无关的性质。 在分析电路列回路KCL方程时,应先规定回路绕行方向,各 支路电压参考方向与回路绕行方向一致时(从“+”极性向“- ”极性)取正号,反之取负号。 42 第四节二极管、可控硅整流原理 电力电子器件是电力电子变流技术的核心,通常包括非可控器件(如整流二极管)和可控器件(如晶闸管,也叫可控硅)两大类。电力电子变流技术和控制技术的发展,使变流技术主要能实现以下几个功能:整流器、逆变器、暂波器、交流调压器、周波变流器等,以上的几个功能都可以通过晶闸管来实现。 下面,我们主要介绍整流电路原理。 43 一、二极管及其整流原理 1.二极管结构原理:一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起来,就构成了半导体二极管,简称二极管。 二极管按其结构不同可分为点接触型和面接触型。点接触型二极管PN结面积很小,因而结电容小,通流能力小,主要应用于小电流的整流和高频时的检波、混频及脉冲数字电路中的开关元件等;面接触型二极管PN结面积大,因而能通过较大的电流,但其结电容也小,只适用于较低频率下的整流电路中,一般的电源整流电路均采用面接触型。 44 2.二极管的伏安特性 二极管由PN结组成,因此,具有PN结的单向导电特性,它属于非线性电阻元件。 正向特性(右半部分): 当正向电压大于死区电压后,正向电流随着正向电压增大迅速上升。 反向特性 (左半部分): 当二极管外加反向电压时,PN结处于截止状态,反向电流很??;如果所加反向电压继续增大,大于击穿电压时,反向电流急剧增加,而电压几乎保持不变(稳压二极管就是利用这一反向击穿区特性工作的,控制反向电流数值,使其不致过热而烧坏)。 普通二极管被击穿后,由于反向电流很大,一般都会造成“热击穿”,使二极管永久性损坏,不再具有单向导电性。 45 二极管的测量一般用万用表的电阻档(R×1K)测量,其正向电阻(黑表笔接阳极,红表笔接阴极)较?。赴佟?KΩ左右),反向电阻很大(一般为接近∞),而根据正反向测量结果,也可以判断出其极性。 二极管在电工电子电路中应用很广,常用于整流、稳压、检波、限幅、元件?;ひ约霸谑值缏分杏米骺卦鹊?。如整流二极管、发光二极管、稳压二极管、光电二极管(可以与光敏三极管做成 光耦器件,用于信号 的电路隔离传输,如 微机?;さ仁淙胧涑?口常采用光耦传输, 起电路隔离,避免因 某一输入输出口问题 影响整个系统)等。 46 3.二极管整流原理 二极管整流电路实际就是利用其单向导电特性,有半波整流、全波整流和桥式整流三种形式,常用桥式整流。 半波整流: 47 当输入电压处于交流电压正半周时,二极管导通,输出电压Vo=Vi(忽略管压降) ;当输入电压处于交流电压的负半周时,二极管截止,输出电压Vo=0。 半波整流电路的交流利用率只有50%,且输出电压脉动很大,对于使用直流电源的电动机等功率型的电气设备,半波整流输出的脉动电压就足够了。对于电子电路,这种电压则不能直接作为半导体器件的电源,还必须经过平滑(滤波)处理。 电压正半周时,交流电源在通过二极管向负载提供电源的同时对电容充电,在交流电压负半周时,电容通过负载电阻放电。 48 全波整流: 当输入电压处于交流电压正半周时,D1导通,Vo=Vi(忽略管压降);当输入电压处于负半周时,D2导通,Vo=Vi。其输出波形是一个方向不变的脉动电压,但脉动频率是半波整流的一倍。 49 同样,全波整流输出的直流脉动电压不能满足电子电路对直流电源的要求,必须经过平滑(滤波)处理。也是在全波整流的输出端接一个电容。电容在脉动电压的两个峰值之间向负载放电,使输出电压得到相应的平滑。 全波整流电路的交流利用率为100%,正负半周均利用,其输出电压脉动较半波整流小,比较平滑。全波整流电路必须采用具有中心抽头的变压器,而且每个线圈只有一半时间通过电流,所以变压器的利用率不高。 50 桥式整流: 当输入电压处于交流电压正半周时,二极管D1、负载电阻RL、D3构成一个回路(图中虚线所示),输出电压Vo=Vi(忽略管压降);当输入电压处于交流电压负半周时,二极管D2、负载电阻RL、D4构成一个回路,输出电压Vo=Vi。 51 可见,桥式整流电路的输出波形脉动情况、脉动频率。交流利用率与全波整流一样。不同的是桥式整流电路无需采用具有中心抽头的变压器,整流二极管承受的反向电压也不高。 二、可控硅及其整流原理 二极管整流电路通常称为不可控整流电路,当输入的交流电压不变时,其输出的直流电压也是固定的,不能任意控制和改变。在实际工作中,有时希望整流器的输出直流电压能够根据需要进行调节,在这种情况下,需要采用可控整流电路,而晶闸管正是可以实现这一要求的可控整流元件。 52 1.晶闸管结构原理 内部由四层半导体(PNPN)构成,形成三个PN结(J1、J2、J3),最下层的P1引出为阳极(A),最上层的N2引出为阴极(K),中间的P2引出为控制极(G)。 53 工作原理:如果只在晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压而控制极不加电压,则PN结J2为反向偏置,晶闸管不导通,称为阻断;如果A、K之间加反向电压而控制极不加电压,J1、J3反偏,晶闸管还是阻断。也就是说,在G极没有加控制电压情况下,晶闸管始终处于阻断状态。 当在阳极和阴极之间加正向电压的同时,在控制极与阴极之间也加一个正向电压,则晶闸管将由阻断变为导通,而且其压降很?。?V左右),相当于开关处于闭合状态。晶闸管导通后,可以通过几十甚至上千安的电流,只要A、K之间一直加有正向电压,它就一直维持导通状态,控制极一般就不再起控制作用。所以,控制极也叫触发极,加在其上的电压一般为触发脉冲电压。 晶闸管的导通原理可以由其等效电路来分析:根据晶闸管的结构,可以把它看成由一个NPN型三极管和一个PNP型三极管组合而成。 54 55 晶闸管导通后,控制极就失去控制作用。那么,如何使晶闸管由导通变为阻断状态呢?只能通过降低电源电压,或增大负载电阻,或改变电源电压极性(加反向电压)等方法,使阳极电流IA减少,到某一特定数值以下(即小于维持电流),才能使晶闸管重新阻断。 若不加控制极正向电压,而提高阳极电压,则当达到某一限度时,由于正向漏电流的增大,也会导致晶闸管导通。 当A、K加反向电压时,两个三极管集电极电压极性接反,都不能放大,只有较小的反向漏电流,晶闸管处于阻断状态。 56 2.晶闸管的主要参数 (1)电压定额: 断态重复峰值电压( ): 反向重复峰值电压( ): 通态(峰值)电压( ): (2)电流定额: 通态平均电流 : 维持电流 : 擎住电流 : (3)门极定额:门极触发电流 、门极触发电压 (4)额定结温 :器件在正常工作时所允许的最高结温,在此温度下,晶闸管有关的额定值和特性都能得到保证。 57 3.单相可控整流电路(1)单相半波可控整流电路: 电阻性负载的情况: 58 其整流输出电压是极性不变的脉动直流电压,它的波形只在电源电压的正半周内出现。 VT承受的电压,在导通时忽略管压降为零,其余不导通时承受全部电源电压。 从VT开始承受正向电压起到加上触发脉冲这一电角度称为控制角α,VT导通的电角度称为导通角θ,θ=π-α,输出平均电压:它是α的函数,也就是说改变α就可以控制改变 。α愈小, 愈大。当α=0时,晶闸管全导通,相当于二极管整流,输出最大;当α=π时, =0。 59 电感性负载的情况: 60 当在电源电压正半周的t1时刻触发晶闸管,在负载侧就立即出现直流电压,感性负载通过电流 ,当 在增加的过程中,L的自感电动势极性为上正下负,它力图阻止电流增加;当 过零变负时,电流处于逐步减小的过程中,在L两端产生一个上负下正的电动势,力图阻止电流减小,此时感应电动势比值大,使晶闸管仍然承受正向电压,继续维持导通(此时可以理解为L释放出先前储藏的能量,使晶闸管保持导通维持负载电流)。这个过程一直维持到L中的电流降为零,即L中的磁场能量释放完毕,晶闸管关断(即t2时刻),并且立即承受电源负半周的反向电压??杉?,由于电感的存在,延迟了晶闸管的关断时刻,使输出波形上出现负值,导致输出直流电压的平均值下降。 61 根据 ,当R为一定值时,L越大,感应电动势就大,进入负半周后维持晶闸管导通的时间就越长,输出电压波形负值部分越大,输出电压越低。当ωL>>R时,输出波形中正负波形面积接近, ,输出电流平均值就很小。 为解决大电感负载时的上述矛盾,可在整流电路的负载两端并联一个整流二极管,称为续流二极管VD。 当电源电压过零变负后,电感L的感应电动势可经续流二极管使负载电流继续流通,也就是说电感储藏的能量通过续流二极管与负载形成回路释放。此时,输出不再出现负电压,在续流期间,晶闸管承受电源反向电压而关断。 从波形可以看出,加了续流二极管后,输出电压的波形与电阻性负载时一样,但输出电流波形就大不相同,流过负载的电流不但连续而且基本上维持不变,电感愈大,电流波形愈接近一条水平线,此电流由晶闸管VT和二极管VD分担,晶闸管导通期,从晶闸管流过,晶闸管关断期,从续流二极管流过。 62 63 (1)单相桥式全控整流电路:把单相桥式整流电路中的四个二极管换成晶闸管,就组成了单相桥式全控整流电路。 电阻性负载的情况:VT1和VT4组成一对桥臂,VT2和VT3组成另一对桥臂。当电源正半周,在t1时刻给VT1和VT4以触发脉冲,VT1和VT4导通,负载流过电流;而此时VT2和VT3均承受反向电压而截止;当电源电压过零时,VT1和VT4也随之关断。当电源变为负半周时,VT2和VT3承受电源正向电压,在控制角为α处触发晶闸管VT2和VT3,则VT2、VT3导通,负载流过电流;此时VT1和VT4承受反向电压;当电压再次过零时,VT2和VT3随之关断;以后又是VT1和VT4导通,如此循环下去??梢钥闯?,两组触发脉冲在相位上应相差180°。 桥式可控整流属于全波整流,负载在电源正负半周均有电流流过,一个周期内整流输出电压脉动两次,输出电压的平均值为: 64 65 它的输出电压是半波整流的两倍。当α=0时,相当于二极管桥式整流,输出电压最大,当α=180°时,输出电压为零,故可控移相范围为180°。 由于晶闸管VT1、VT4和VT2、VT3在电路中是轮流导通的,所以流过每个晶闸管的平均电流只有负载上平均电流的一半。 电感性负载的情况:当电源为正半周,在t1时刻(即控制角为α)给晶闸管VT1和VT4加上触发脉冲,两管导通,Ud=U2。由于电感中的电流不能突变,起平波作用,所以通过负载的电流接近于直线。当电源电压过零变负时,因电感上产生上负下正的电动势使VT1和VT4仍承受正向电压而继续导通,波形中出现负值部分。此时VT2和VT3虽承受电源负半周的正向电压,由于未加触发脉冲而不能导通。当在ωt=π+α时刻,VT2、VT3加上触发脉冲导通,VT1和VT4立即承受反向电压而关断,负载电流由VT1、VT4转移到VT2、VT3上,这个过程叫换相。到第二个周期又重复上述过程,循环下去。 66 67 由波形可知,当α=0时, 最大;α=90°时, (正负半周面积相等),其移相范围为90°。晶闸管承受的最大正反向电压都是 。当负载回路的电感量不够大时,电感储藏的能量不足以维持电流导通到(π+α)时,负载的电流将不连续。 单相桥式全控整流电路特点:与半波可控整流比较,一个周期内整流电压脉动二次,脉动程度比半波??;变压器二次绕组中,两个半周期的电流方向相反且波形对称,因此不存在直流磁化问题;变压器绕组的利用率也比半波提高了一倍。 68 第二章 电 工 测 量 一、电工常用携带式仪表的应用 电工常用携带式仪表主要有万用表、钳形电流表及兆欧表。 69 70 二、直流电阻的测量 电压、电流表法 万用表法和欧姆表法 直流单臂电桥(惠斯顿电桥)测量法 直流双臂电桥(凯尔文电桥)测量法 71 三、接地电阻的测量 四、电能的测量 测量电能的仪表称为电度表,常用的是感应式电度表,用于测量交流负载所消耗的电能。 72 第三章 触电危害与急救 触电事故: 1、电击:单线电击、两线电击、跨步电压电击 电伤:电弧烧伤、电流灼伤、皮肤金属化、电烙印、电光眼 2、雷电事故 3、静电事故 4、电磁辐射事故 5、电路故障及事故 6、电路故障:断路、短路、接地、漏电、突然停电、误合闸 电路故障得不到控制就可能发展为电路事故 73 第一节 电流对人体的危害 一、电流作用机理 电流通过人体时破坏人体内部细胞组织的正常工作,主要表现为生物学效应。 电流作用还包括热效应、化学效应、机械效应 电流是造成人体触电的本质原因。 74 电流的大小 人体电阻主要由表皮电阻和体内电阻构成,体内电阻一般较为稳定,约在500Ω左右,表皮电阻则与表皮湿度、粗糙程度、触电面积等有关,一般人体电阻在1kΩ~2kΩ之间 持续时间(时间越长对人体伤害最严重) 电流频率(50Hz~60Hz时电流对人体伤害最严重) 电流途径(通过人心脏的电流对人体伤害最严重) 人体健康状况 二、影响电流对人体作用因素 75   按通过人体的电流大小而使人体呈现不同的状态,可将电流划分为三级: 感知电流(成年男性1.1mA;女性 0.7mA) 是指在一定的概率下通过人体引起人有任何感觉的最小电流 摆脱电流(成年男性16mA;女性 10.5mA) 在一定概率下人触电后能自行摆脱带电体的最大电流 致命电流-触电电流(30mA以上有生命危险) 76 第二节 触电事故种类、方式与规律 一、电流对人体伤害的类型 1、电击 电击是电流对人体内部组织造成的伤害,是内伤。如人的呼吸和心跳停止。 2、电伤 电伤是电流的热效应、化学效应、机械效应对人体造成的外伤。 77 单相触电(人体不同部位同时接触一根相线和零线) 两相触电(人体不同部位同时接触两根相线) 跨步电压触电   按人体触及带电体的方式和电流通过人体的途径,触电主要有三种情况: 二、人体触电的方式 78 三、人体触电的规律 1、触电事故季节性明显,6~9月事故最多; 2、低压触电事故多; 3、携带式设备和移动式设备触电事故多; 4、电气连接部位触电事故多; 5、错误操作和违章作业造成的触电事故多; 6、不同行业、不同年龄、不同地域触电事故各不相同 79 第三节 触电急救 1、脱离低压电源的方法 拉闸断电、切断电源线、用绝缘物品脱离电源 2、脱离高压电源的方法 拉闸停电、短路法 3、脱离跨步电压的方法 穿绝缘靴或单脚着地跳到触电者身边,紧靠触电者头或脚把他拖成躺在等电位地面上,即可就地静养或进行抢救 当人体触电首先是尽快脱离电源 一、触电者脱离电源的方法 80 脱离电源时的注意事项 1、救护者一定要判明情况,做好自身防护。 2、在触电人脱离电源的同时,要防止二次摔伤事故。 3、如果是夜间抢救,要及时解决临时照明,以避免延误抢救时机。 81 二、触电急救 发现有人触电时,首先要尽快的使触电人脱离电源,然后根据触电人的具体情况,采取相应的急救措施: 触电者神志清醒时,首先将触电者转运到最近的通风干燥的平地,仰面平躺,观察的触电者情况,并作好急救准备; 触电者神志不清醒时,首先将触电者转运到最近的通风干燥的平地,仰面平躺,一边进行触电急救,一边进行对外呼救。 82 急救——心肺复苏法 1、畅通气道 2、口对口(鼻)人工呼吸 3、胸外按压(人工循环) 胸外按压与口对口(鼻)人工呼吸同时进行时,其节奏为:单人抢救时,每按压15次后吹气2次,反复进行;双人抢救时,每按压5次后由另一人吹气一次,反复进行 83 第四章 防触电技术 为了达到安全用电的目的,必须采用可靠的技术措施,防止触电事故发生。绝缘、安全间距、漏电?;?、安全电压、遮栏及阻挡物等都是防止直接触电的防护措施。?;そ拥?、?;そ恿闶羌浣哟サ绶阑ご胧┲凶罨镜拇胧?。所谓间接触电防护措施是指防止人体各个部位触及正常情况下不带电,而在故障情况下才变为带电的电器金属部分的技术措施。 专业电工人员在全部停电或部分停电的电气设备上工作时,在技术措施上,必须完成停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设遮栏后,才能开始工作。 84 一、绝缘 1.绝缘的作用 绝缘是用绝缘材料把带电体隔离起来,实现带电体之间、带电体与其他物体之间的电气隔离,使设备能长期安全、正常地工作,同时可以防止人体触及带电部分,避免发生触电事故,所以绝缘在电气安全中有着十分重要的作用。良好的绝缘是设备和线路正常运行的必要条件,也是防止触电事故的重要措施。 绝缘具有很强隔电能力,被广泛地应用在许多电器、电气设备、装置及电气工程上,如胶木、塑料、橡胶、云母及矿物油等都是常用的绝缘材料。 85 2.绝缘破坏 绝缘材料经过一段时间的使用会发生绝缘破坏。绝缘材料除因在强电场作用下被击穿而破坏外,自然老化、电化学击穿、机械损伤、潮湿、腐蚀、热老化等也会降低其绝缘性能或导致绝缘破坏。 绝缘体承受的电压超过一定数值时,电流穿过绝缘体而发生放电现象称为电击穿。 气体绝缘在击穿电压消失后,绝缘性能还能恢复;液体绝缘多次击穿后,将严重降低绝缘性能;而固体绝缘击穿后,就不能再恢复绝缘性能。 在长时间存在电压的情况下,由于绝缘材料的自然老化、电化学作用、热效应作用,使其绝缘性能逐渐降低,有时电压并不是很高也会造成电击穿。所以绝缘需定期检测,保证电气绝缘的安全可靠。 86 3.绝缘安全用具 在一些情况下,手持电动工具的操作者必须戴绝缘手套、穿绝缘鞋(靴),或站在绝缘垫(台)上工作,采用这些绝缘安全用具使人与地面,或使人与工具的金属外壳,其中包括与相连的金属导体,隔离开来。这是目前简便可行的安全措施。 为了防止机械伤害,使用手电钻时不允许戴线手套。绝缘安全用具应按有关规定进行定期耐压试验和外观检查,凡是不合格的安全用具严禁使用,绝缘用具应由专人负责保管和检查。 常用的绝缘安全用具有绝缘手套、绝缘靴、绝缘鞋、绝缘垫和绝缘台等。绝缘安全用具可分为基本安全用具和辅助安全用具?;景踩镁叩木登慷饶艹な奔涑惺艿缙璞傅墓ぷ鞯缪?,使用时,可直接接触电气设备的有电部分。辅助安全用具的绝缘强度不足以承受电气设备的工作电压,只能加强基本安全用具的保安作用,必须与基本安全用具一起使用。在低压带电设备上工作时,绝缘手套、绝缘鞋(靴)、绝缘垫可作为基本安全用具使用,在高压情况下,只能用作辅助安全用具。 87 第五章 ?;そ拥赜氡;そ恿?在工厂里,使用的电气设备很多。为了防止触电,通??刹捎镁?、隔离等技术措施以保障用电安全。但工人在生产过程中经常接触的是电气设备不带电的外壳或与其连接的金属体。这样当设备万一发生漏电故障时,平时不带电的外壳就带电,并与大地之间存在电压,就会使操作人员触电。这种意外的触电是非常危险的。为了解决这个不安全的问题,采取的主要的安全措施,就是对电气设备的外壳进行?;そ拥鼗虮;そ恿?。 88 ?;そ拥厥侵附缙璞钙绞辈淮绲慕鹗敉饪怯米派柚玫慕拥刈爸檬敌辛己玫慕鹗粜粤?。?;そ拥氐淖饔檬堑鄙璞附鹗敉饪且馔獯缡?,将其对地电压限制在规定的安全范围内,消除或减小触电的危险。?;そ拥刈畛S糜诘脱共唤拥嘏涞缤械牡缙璞?。 89 一、保 护 接 地   变压器中性点(或一相)不直接接地的电网内,一切电气设备正常情况下不带电的金属外壳以及和它连接的金属部分与大地作可靠电气联接。 90 ?;そ拥赜τ梅段В?——适用于中性点不接地电网 1、电机、变压器、照明灯具、携带式移动式用电器具的金属外壳和底座 2、配电屏、箱、柜、盘,控制屏、箱、柜、盘的金属构架 3、穿电线的金属管,电缆的金属外皮,电缆终端盒、接线盒的金属部分 4、互感器的铁心及二次线圈的一端 5、装有避雷器的电线杆、塔。高频设备的屏护 91 接 地 临时接地 固定接地 检修接地 事故接地 工作接地 安全接地 ?;そ拥?防雷接地 防静电接地 屏蔽接地 临时线接地 带电体与地意外接地 三相四线制中性点接地 92 二、保 护 接 零   ?;そ恿憔褪窃冢眐V以下变压器中性点直接接地的系统中一切电气设备正常情况下不带电的金属部分与电网零干线可靠连接。 ?;そ恿阌τ梅段В?  中性点直接接地的供电系统中,凡因绝缘损坏而可能呈现危险对地电压的金属部分均应采用?;そ恿阕魑踩胧?。   ?;ち阆叩南呗飞?,不准装设开关或熔断器。在三相四线制供电系统中,零干线兼做工作零线时,其截面不能按工作电流选择。 93 当某相带电部分碰触电气设备的金属外壳时,通过设备外壳形成该相线对零线的单相短路回路,该短路电流较大,足以保证在最短的时间内使熔丝熔断、?;ぷ爸没蜃远靥?,从而切断电流,保障了人身安全。?;そ恿愕挠τ梅段?,主要是用于三相四线制中性点直接接地供电系统中的电气设备。在工厂里也就是用于380/220伏的低压设备上。 94 第六章 电气安全操作技术 第一节 电气安全工作基本要求 1、遵守规章制度和安全操作规程 2、配备专业人员并进行安全教育 3、进行安全检查 4、建立档案资料 95 组织管理措施 安全技术措施 第二节 电气安全的措施 96 一、 保证安全的组织管理措施 1、工作票制度 一个工作负责人只能发一张工作票 2、工作许可制度 工作票签发人不得兼任该项工作的负责人 工作负责人可填写工作票 工作许可人不得签发工作票 3、工作监护制度 4、工作间断、转移和终结制度 97 二、 保证电气作业安全的技术措施 工作地点必须停电的设备如下: 待检修的设备 与工作人员进行工作中正?;疃段У木嗬胄∮诠娑ň嗬氲纳璞?在44kV以下的无安全遮拦的设备上进行工作时,距离小于规定的设备 带电部分在工作人员后面或两侧无可靠安全措施的设备 1.停电 98 必须用电压等级合适且合格的验电器 高压验电必须戴绝缘手套 2.验电 3.装设接地线 4.悬挂标示牌 如果线路上有人工作,应在线路开关和刀闸操作把手上悬挂“禁止合闸,线路有人工作!”的标示牌 在室内高压设备上工作,应在工作地点两旁间隔和对面间隔的遮拦上及禁止通行的过道上悬挂“止步,高压危险!”的标示牌。 在室外高压设备上工作,应在工作地点四周用绳子做好围栏,围栏上悬挂适当数量的“止步,高压危险”的标示牌。 99 第三节 安全标识 安全色是表达安全信息含义的颜色 国家规定的有红、黄、蓝、绿四种颜色 红色——禁止、停止 黄色——警告、注意 蓝色——指令、必须遵守 绿色——指示、通行、安全状态 100 第四节 防止直接接触带电体的防护技术 绝缘、屏护、间距是防止直接接触带电体的防护技术 101 一、绝 缘 绝缘就是用绝缘物把带电体隔离起来 绝缘电阻:绝缘电阻是最基本的绝缘性能指标 绝缘破坏:当绝缘材料受到某些因素时不再绝缘 绝缘材料:玻璃、云母、木材、塑料、橡胶等 102 加强绝缘 加强绝缘有三种: 1.双重绝缘(工作绝缘,?;ぞ担?2.加强绝缘:不小于5M欧 3.另加总体绝缘:不小于2M欧 特别说明:加强绝缘设备,不必再接地 103 二、屏 护(即遮拦和阻挡) 防止触电事故 防止电弧飞溅 防止电弧短路 作 用: 分 类: 永久性屏护装置 临时性屏护装置 移动性屏护装置 104 三、间 距   安全距离的大小取决于:   电压的高低、设备类型、安装方式 1、线路间距 2、设备间距   赔垫装置的布置应考虑设备搬运、检修、操作和试验方便 3、检修间距   在维护检修中人体及所带工具与带电体必须保持足够的安全距离 105 线路电压(kV) 1以下 10 35 垂直距离 2.5 3.0 4.0 水平距离 1.0 1.5 3.0 线路电压(kV) 1以下 10 35 垂直距离 1.0 1.5 3.0 水平距离 1.0 2.0 导线与建筑物的最小距离(m) 导线与树木的最小距离(m) 106 10 kV以下 20—35 kV 35 kV 一般情况下 0.7 1.0 用绝缘杆操作时 0.4 0.6 在线路上工作时 人与临近带电线的距离 1.0 2.5 使用火焰时,火焰与线 1.5 3.0 在高压无遮拦操作中,人体或其所带工具与带电体之间的最小距离(m) 检修间距 低压工作中,人体或其所带的工具与带电体之间的距离不应小于0.1m。 107 第五节 通用触电的防护技术 一、安全电压   是指把可能加在人体上的电压限制在某一范围之内,使得在这种电压下,通过人体的电流不超过允许的范围。这一电压称为安全电压。 但是安全电压并不是绝对没有危险的电压。 安全电压额定值:42V、36V、24V、12V、6V 空载上限值: 50V、43V、29V、15V、8V 108 1、供电系统单独自成回路,不得与其他电气回路(包括零线和地线)有任何联系 2、使用变压器做电源时,其输入电路和输出电路要严格实行电气上的隔离,二次回路不允许接地。为防止高压串入低压,变压器的铁心(或隔离层)应牢固接地或接零。不允许用自耦变压器作安全电压电源 安全电压对供电电源的要求 109 安全电压的选用 42V用于危险环境中的手持电动工具 36V和24V用于有触电危险的环境中使用的行灯和局部照明灯 12V用于金属容器内等特别危险环境中使用的行灯 6V用于水下作业场所 110 二、漏电?;て?电气线路或电气设备发生单相接地短路故障时会产生剩余电流,利用这种剩余电流来切断故障线路或设备电源的?;さ缙鞒莆┑绫;て?这些是空气开关 111 用途 漏电?;て髦饕糜?000V以下的低压系统,防止由于间接接触和由于直接接触引起的单相触电。 漏电?;て饕灿糜诜乐褂陕┑缫鸬幕鹪?,以及用于监测或切除各种一相接地故障。 有的漏电?;て骰勾泄乇;?、过电压和欠电压?;?、缺相?;さ缺;すδ?。 112 电流型漏电?;て鳎?我国标准规定电流型漏电?;て鞯亩疃ǘ鞯缌骺煞治?、10、15、30、50、75、100、200、300、500、1000、3000、5000、10000、20000mA等15个等级(15、50、75、200mA不推荐优先采用)。其中,30及30mA以下的属高灵敏度,主要用于防止各种人身触电事故;30mA以上、1000及1000mA以下的属中灵敏度,用于防止触电事故和漏电火灾;1000mA以上的属低灵敏度,用于防止漏电火灾和监视一相接地事故。 为了避免误动作,?;て鞯亩疃ú欢缌鞑坏玫陀诙疃ǘ鞯缌鞯?/2。 我国有关标准还规定用于防火的漏电报警器的额定动作电流宜设计为25、50、100、200、400和800mA。 113 电压型漏电?;て鳎?电压型漏电?;て鞯亩鞯缪乖蛏喜挥Τ踩缪?。 114 漏电?;て鞯募际醪问?1.漏电?;て鞯闹饕际醪问鞑问?电压型漏电?;て鞯亩鞑问嵌鞯缪购投魇奔?; 电流型漏电?;て鞯亩鞑问嵌鞯缌骱投魇奔?。 115 动作时间 漏电?;て鞯亩魇奔渲缸畲蠓侄鲜奔?。 快速型漏电?;て鞫魇奔溆攵鞯缌鞯某嘶挥Τ?0mA·S。如:30mA及以下漏电?;て鞯亩魇奔溆π∮?S。 116 漏电?;て鞯难∮?(1)正确选择漏电?;て鞯穆┑缍鞯缌?。在浴室、游泳池、隧道等触电危 险性很大的场所,应选用高灵敏度、快速型漏电?;ぷ爸茫ǘ鞯缌鞑灰顺?0mA)。 (2)用于防止漏电火灾的漏电报警器宜采用中灵敏度漏电?;ぷ爸?。其动作电流可在25~1000mA内选择。 (3)连接室外架空线路的电气设备应装用冲击电压不动作型漏电?;て?。 (4)对于电动机,?;て饔δ芏愎缍钠鸲┑绲缌鳎?00kW的电动机可达15mA)而不动作。?;て饔τ薪虾玫钠胶馓匦?,以避免在数倍于额定电流的堵转电流的冲击下误动作。对于不允许停转的电动机应采用漏电报警方式,而不应采用漏电切断方式。 (5)对于照明线路,宜根据泄漏电流的大小和分布,采用分级?;さ姆绞?。支线上选用高灵敏度?;て?,干线上选用中灵敏度?;て?。 (6)在建筑工地、金属构架上等触电危险性大的场合,Ⅰ类携带式设备或多动式设备应配用高灵敏度漏电?;ぷ爸?。 117 (7)电热设备的绝缘电阻随着温度变化在很大的范围内波动。例如,聚乙烯绝缘材料60℃时的绝缘电阻仅为20℃时的数十分之一。因此,应按热态漏电状况选择?;て鞯亩鞯缌?。 (8)对于电焊机,应考虑?;て鞯恼9ぷ鞑皇艿绾傅亩淌背寤鞯缌?、电流急剧的变化、电源电压的波动的影响。对于高频焊机,?;て骰褂τ辛己玫目沟绱鸥扇判阅?。 (9)对于有非线性元件而产生高次谐波以及对有整流元件的设备,应采用零序电流互感器二次侧接有滤波电容的?;て?,而且互感器铁心应选用剩磁低的软磁材料制成。 (10)漏电?;て鞯募Π聪呗诽卣餮≡?。单相线路选用二极?;て?,仅带三相负载的三相线路或三相设备可选用三极?;て?,动力与照明合用的三相四线线路和三相照明线路必须选用四极?;て?。 (11)漏电开关的额定电压、额定电流、分断能力等性能指标应与线路条件相适应。漏电?;ぷ爸玫睦嘈陀τ牍┑缦呗?、供电方式、系统接地类型和用电设备特征相适应。 118 第六节 电气安全日常管理 一、管理措施要到位 1、在电气工程的设计、施工、安装、运行、维护和配置安全防护装置时,要严格遵守国家规定、标准和法规,并符合现场的特定安全要求。 2、建立健全的安全规章制度,包括安全操作规程、运行管理规程、维护检修制度、事故分析制度和安全用具使用保管制度等。 119 3·定期对电气操作人员进行安全技术培训和考核,宣传国家、地方、行业的最新安全技术要求和规定。不断提高安全生产意识和安全操作技能,杜绝违章指挥和违章操作。 凡从事电气作业人员,必须持有电气作业人员操作证方准上岗,无证人员不准独立操作。严禁非电工从事电气作业。 4、建全管理体系。企业动力部门(设备部门)或安技部门应有专职或兼职技术人员负责电气安全级技术管理、电气资料管理和定期的电气安全检查。用电部门要经??挂甲约?,对查出的问题要制定整改计划。 120 二、提供可靠的技术措施 1、正确选用和安装电气设备的导线、开关、?;ぷ爸?。 2、电气设备正常不带电的金属外壳、框架,应采取?;そ拥?接零)措施。 3、电气设备和线路要保持合格的绝缘、屏护、间距要求。 4、合理配置和使用各种安全用具、仪表和防护用品。对特殊专用安全用具要定期进行安全试验,取有合格证。 121 5.积极推广和优先使用带有漏电?;て鞯目?。 6.在采用接地?;さ墓┑缦低?,要实行三相五线制供电方式 7、手持电动工具,应有专人管理.经常检查安全可靠性。应尽量选用Ⅱ类,Ⅲ类。 8.电气设备和线路周围,应留有一定操作和检修场地。易燃易爆物品应远离电气设备。 9.室外电气设备应有防雨措施。 10.电气标志(警示牌、标志桩、信号灯)设置完好。 122 第七章 电气火灾、雷电及静电安全 123 第一节 防火防爆安全要求 一、电气火灾的原因 1、电气火灾直接原因 电气设备过热——短路、过载、接触不良、 铁芯发热、散热不良 电火花、电弧 124 2、电气火灾的间接原因:工作火花与事故火花 工作火花是指电气设备正常工作时或正常操作过程中产生的火花。如:开关或接触器开合时产生的火花、插销插拔时产生的火花。 事故火花是指线路或设备发生故障时出现的火花。如:发生短路时产生的火花、静电火花、保险丝熔断时的火花等 125 二、电气火灾的扑灭 电气火灾的突出特点: 1.着火后电气设备可能仍然带电。 2.因着火后使电气设备绝缘损坏,或带电体断落而形成接地或短路事故,在一定范围内大地带电,存在着危险。 3.充油电气设备,喷油,容易形成爆炸。 126 电气火灾用灭火器: 1.二氧化碳灭火器 2.干粉灭火器 3.1211灭火器 127 三、电气防火安全要求 电气设备的额定功率要大于负载的功率 电线的截面积允许电流要大于负载电流 电气设备的绝缘要符合安全要求 电气设备的安装要符合一定的安全距离 不可卸的接头及活动触头要接触良好 加强电气设备的维护工作 灯具完整、无损伤,附件齐全 不同极性的带电部件之间有合理的电气间隙 开关、插座、接线盒及其面板等绝缘材料要有阻燃性 电线、电缆绝缘层厚度要符合有关规定 128 消除或减少爆炸性混合物 隔离 消除引燃源 接地措施完好 四、防爆安全要求 129 第二节 防雷防静电安全要求 一、防雷安全要求 直击雷、感应雷、雷电入侵波 雷电的危害 电作用的破坏 热作用的破坏 机械作用的破坏 130 防雷措施 建筑物的防雷:措施避雷针、避雷带、避雷网 架空线路防雷措施:设避雷线;提高线路自身的绝缘水平;用三角形顶线做?;は?;安装自重合熔断器 变配电站的防雷措施:设避雷针;高压侧装设阀型避雷器或?;ぜ湎?;当低压侧中性点不接地时,也应装设阀型避雷器或?;ぜ湎?131 二、防静电安全要求 静电的危害 爆炸和火灾——容易产生静电火花 电击——带静电的人体电压可达上万伏 妨碍生产,影响产品质量(纺织业) 防静电的措施 接地、泄漏法、静电中和、工艺控制 132 第一节:电容器的分类 1、按额定电压分为高压(1.05、3.15、6.3、10.5KV及以上)和低压(0.23、0.4、0.52KV)、按相数分为单相和三相、按用途分为并联电容器、均压电容器、耦合电容器、脉冲电容器。 第八章 电力电容器 133 2、并联电容器:1)用途:改善电网的功率因数2)基本结构: 电容器元件:由电介质和被它隔开的电极所构成的部件。电容器芯子:由若干电容器元件串并联组成。(串联为了提高电压,并联为了提高电容量) 134 3、耦合电容器:1)用途:通讯、测量、控制、?;?。2)基本结构:电容芯子:数目不同的电容元件串联。高电压端子:用来连接到母线的端子。低电压端子:用来连接到载波耦合装置上或接地的端子。外瓷套、浸渍挤等。 135 4、并联电容器的连接方式:低压电容器采用三角接线(三相),高压电容器采用星接(单相),大型变电站采用双星、每相结成桥式电路。串电抗器的目的:限制合闸涌流、限制高次谐波电流。电抗器电抗不大于容抗6%,使电流不超过1.3倍额定电流。 136 5、应装放电装置:高压用电压互感器,低压用自放电电阻或白炽灯。要求高压在5分钟、低压在1分钟内将电容器电压降到65V以下。 137 6、配备完善的?;ぷ爸茫?)Q≥300kvar:采用断路器,过流?;て鸲缌鳌?IN,每台装设管形熔断器。2)100kvar< Q<300kvar:采用负荷开关。3)Q≤ 100kvar:采用跌落式熔断器。 138 第二节电容器的运行维护 1、温度的监视:无厂家规定时,电容器的温度一般应为-40~+40℃,在电容器外壳粘贴示温蜡片。 运行中电容器温度异常升高的原因:A)运行电压过高(介损大);B)谐波的影响(容抗小电流大);C)合闸涌流(频繁投切);D)散热条件恶化。 139 2、电压的监视:应在额定电压下运行,亦允许在1.05倍额定电压运行,在1.1倍额定电压运行不超过4小时。3、电流的监视:应在额定电流下运行,亦允许在1.3倍额定电流下运行,电容器组三相电流的差别不应超过±5%。 140 4、电容器日常巡视检查的主要项目:A)监视运行电压、电流、温度。B)外壳有无膨胀、渗漏油,附属设备是否完好。C)内部有无异音。D)熔丝是否熔断;放电装置是否良好,防电指示灯是否熄灭。E)各处接点有无发热及小火花放电。F)套管是否清洁完整,有无裂纹、闪络现象。G)引线连接处有无松动、脱落或断线,母线各处有无烧伤、过热现象。H)室内通风、外壳接地线是否良好。I)电容器组继电?;ぴ诵星榭?。 141 5、当电容器组发生下列情况之一者,应立即退出运行:1)电容器爆炸2)喷油或起火3)瓷套管发生严重放电闪烙4)接点严重过热5)电容器内部或放电设备有严重异常声音6)外壳有异形膨胀 142 6、操作电容器时的注意事项:1)正常情况下,全站停电操作,应先拉开电容器短路器,后拉各出线断路器;恢复送电时,顺序相反。2)事故情况下,全站停电后,必须将电容器的断路器拉开。3)并联电容器组断路器跳闸后,不准强送;熔丝熔断后,未查明原因前,不准更换熔丝送电。4)并联电容器组,禁止带电荷合闸;再次合闸时,必须在分闸3min后进行5)装有并联电阻的断路器不准使用手动操作机构进行合闸。 143 第九章 低压配电装置 第一节 低压电器的基本知识 第二节 开关电器 第三节 接触器 第四节 继电器 第五节 熔断器 第六节 主令电器 144 第一节 低压电器的基本知识 一、低压电器的分类 按电器的动作性质分 :手动电器和自动电器 按电器的性能和用途分:控制电器和?;さ缙?按有无触点分:有触点电器和无触点电器 按工作原理分:电磁式电器和非电量控制电器。 145 二、电磁式电器 1.电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。 组成 原理:线圈通入电流,产生磁场,经铁芯、衔铁和气 隙形成回路,产生电磁力,将衔铁吸向铁芯。 交流:硅钢片叠加 直流:整块铸铁或铸钢 直动式 转动式 电压线圈:并联在电路中,匝数多、导线细。 电流线圈:串联在电路中,匝数少、导线粗。 交流线圈:短而粗,有骨架。 直流线圈:细而长,无骨架。 线圈 铁芯 衔铁 146 二、电磁式电器 2.短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。 147 二、电磁式电器 3.触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。 类型 材料:一般采用铜材料制成;对于小容量电器常用银 质材料制成 桥式触头 指形触头 148 二、电磁式电器 3.灭弧系统 电?。嚎氐缙髑卸系缌鞯缏肥?,触头间电压大于10V, 即电弧。 电弧的危害 , 电流超过80mA时,触头间会产生蓝色的光切断故障的时间; 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏; 形成飞弧造成电源短路事故。 灭弧措施:吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、 利用介质灭弧、改善触头表面材料 。 149 第二节 开关电器 一、刀开关 作用:隔离电源,不频繁通断电路 分类: 按刀的级数分:单极、双极和三极 按灭弧装置分:带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为:单掷和双掷 按接线方式分为:板前接线和板后接线 按操作方式分为:手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器分:带熔断器和不带熔断器 150 一、刀开关 负荷开关 (2)封闭式负荷开关(铁壳开关) 作用:手动通断电路及短路?;?。 151 二、组合开关(转换开关) 结构:静触头一端固定在胶木盒内,另一端伸 出盒外,与电源或负载相连。动触片套 在绝缘方杆上,绝缘方轴每次作90°正 或反方向的转动,带动静触头通。 特点:结构紧凑,安装面积小,操作方便。 用途:电源的引入开关;通断小电流电路; 控制5KW以下电动机。 152 (a)外形 (b) 符号 (c) 结构 153 154 三、低压断路器 功能:不频繁通断电路,并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。 特点:操作安全,分断能力较高。 分类:框架式(万能式)和塑壳式(装置式) 结构:触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。 155 万能式低压断路器结构图 156 塑壳式低压断路器原理图 1.主触头2.自由脱扣器 3.过电流脱扣器 4.分励脱扣器 5.热脱扣器6.失压脱扣器 7.按钮 157 塑壳式低压断路器原理图 1.主触头2.自由脱扣器3.过电流脱扣器4.分励脱扣器 5.热脱扣器6.失压脱扣器 7.按钮 线路短路或严重过载?;?158 塑壳式低压断路器原理图 1.主触头2.自由脱扣器3.过电流脱扣器4.分励脱扣器 5.热脱扣器6.失压脱扣器 7.按钮 远距离跳闸,对电路不起?;ぷ饔?159 塑壳式低压断路器原理图 1.主触头2.自由脱扣器3.过电流脱扣器4.分励脱扣器 5.热脱扣器6.失压脱扣器 7.按钮 线路过载?;?160 塑壳式低压断路器原理图 1.主触头2.自由脱扣器 3.过电流脱扣器 4.分励脱扣器 5.热脱扣器6.失压脱扣器 7.按钮 电动机的失压?;?161 162 触头系统:主触头、辅助触头 ??ネ罚ǘ洗ネ罚?常闭触头(动断触头) 电磁系统:动、静铁芯,吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统:灭弧罩及灭弧栅片灭弧 第三节 接触器 1.结构 一、交流接触器 163 交流接触器结构图 主触头 常闭辅助触头 ??ㄖネ?静铁心 动铁心 吸引线圈 灭弧装置 164 2.工作原理 线圈加额定电压,衔铁吸合,常闭触头断开,??ネ繁蘸?;线圈电压消失,触头恢复常态。为防止铁心振动,需加短路 环。 165 用途:远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。 结构:电磁机构、触头系统和灭弧装置。 工作原理:与交流接触器基本相同。 二、直流接触器 166 KM 常闭辅助触点 线圈 KM 主触点 KM ??ㄖサ?KM 三、接触器的符号 167 额定电压 交流接触器: 127、220、380、500V 直流接触器: 110、220、440V 交流接触器:5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器:40、80、100、150、250、400、600A 额定电流 吸引线圈额定电压 交流接触器:36、110(127)、220、380V 直流接触器:24、48、220、440V 四、接触器的主要技术指标 168 根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型; 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压; 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致; 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。 四、接触器的使用选择原则 169 作用:控制、放大、联锁、?;ず偷鹘?分类: 按用途分 :控制和?;ぜ痰缙?按动作原理分:电磁式、感应式、电动式、电子式、 机械式 按输入量分:电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分:瞬时、延时继电器 特点:额定电流不大于5A 第四节 继电器 170 一、电流继电器 特点:线圈串接于电路中,导线粗、匝数少、阻抗小。 分类:过电流继电器、欠电流继电器 过流电流继电器 欠流电流继电器 171 欠电流继电器 KA I < KA KA 过电流继电器 > I KA KA KA 172 动作电流Iq :使电流继电器开始动作所需的电流值; 返回电流If :电流继电器动作后返回原状态时的电流值; 返回系数Kf :返回值与动作值之比,Kf=If /Iq 。 主要技术指标: 173 特点:线圈并联在电路中,匝数多,导线细 分类:过电压继电器和欠电压继电器 结构原理:与电流继电器类似 欠电压继电器 KA U < KA KA 过电压继电器 > U KA KA KA 二、电压继电器 174 中间继电器实质上是一种电压继电器,结构和工作原理与接触器相同。但它的触点数量较多,在电路中主要是扩展触点的数量。另外其触头的额定电流较大。 三、中间继电器 175 作用:电动机的过载?;?利用双金属片受热弯曲去推动杠杆使触头动作 利用电阻值随温度变化而变化的特性制成 利用过载电流发热使易熔合金熔化而使继电器动作 四、热继电器 型式:双金属片式 热敏电阻式 易熔合金式 结构:由发热元件、双金属 片和触头及动作机构 等部分组成 。 176 a ) 外形 b ) 结构图 1 - 电流整定装置 2 - 主电路接线柱 3 - 复位按钮 4 - 常闭触头 5 - 动作机构 6 - 热元件 31 - 常闭触头接线柱 32 - 公共动触头接线柱 33 - ??ネ方酉咧?双金属片式热继电器 177 1 - 1.接线端子 2 - 主双金属片 3 - 热元件 4 - 推动导板 5 - 补偿双金属片 6 - 常闭触头 7 - ??ネ?8 - 复位调节螺钉 9 - 动触头 110 - 复位按钮 11 - 偏心轮 12 - 支撑件 13 - 弹簧 双金属片式热继电器原理示意图 178 使用与选择 使用:作为电动机的过载?;?,注意与熔断器的配合。 选择:IeR≥Ied IeR:热继电器热元件的额定电流; Ied:电动机的额定电流。 179 作用:按整定时间长短通断电路 分类: 按构成原理分:电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 按延时方式分:通电延时型 断电延时型 四、时间继电器 180 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (a) 线圈一般符号 (b) 通电延时线圈 (c) 断电延时线圈 (d) 通电延时闭合动合(??┐サ?(e) 通电延时断开动断(常闭)触点 (f)断电延时断开动合(??┐サ?(g)断电延时闭合动断(常闭)触点(h)瞬动触点 符号 181 作用:根据速度的大小通断电路 结构:定子、转子和触头 原理:与异步电动机类似 参数:动作转速:>120rpm 复位转速:<100rpm 五、速度继电器 182 定子---由硅钢片迭成笼型空心圆环套在转子上,装有鼠笼型短路绕组。 符号 转子---圆柱形永久磁铁,与电动机同轴连接。 183 压力继电器 光电继电器 温度继电器 六、其它继电器 184 作用:短路和严重过载?;?应用:串接于被?;さ缏返氖锥?优点:结构简单,维护方便,价格便宜,体小量轻 分类: 第五节 熔断器 瓷插式RC 螺旋式RL 有填料式RT 无填料密封式RM 快速熔断器RS 自恢复熔断器 185 瓷插式熔断器 186 螺旋式熔断器 187 有填料式熔断器 188 无填料密封式熔断器 189 快速熔断器 190 自恢复熔断器 191 作用:发送控制命令或信号的电器 分类:控制按钮 万能转换开关 主令控制器 行程开关 接近开关 第六节 主令电器 192 控制按钮 193 万能转换开关 194 主令控制器 195 行程开关 196 接近开关 197 第十章 电气线路 电气线路安全基本要求、常见故障检查和巡视检查是电气线路满足供电可靠性的重要保证,是电力系统安全运行的重要组成部分。 198 第一节 架空线路 一.线路与要求 1.线路: 1). 架空线路, 2). 室内线路, 3). 电缆线路. 架空线路 室内线路 电缆线路 199 卡盘 横担 高压针式绝缘子 横担支撑 低压蝶式瓷瓶 低压针式瓷瓶 拉线上把 拉线抱箍 底盘 拉线盘 拉线底把 杆头 H 1800 2.架空线路包括: 导线, 避雷器, 绝缘子, 杆塔, 基础, 拉线, 夹具 200 3.要求: A.采用钢芯铝绞线或铝绞线. 高压: 铝绞线≮50㎜2, 钢芯铝绞线≮35㎜2. 低压: ≮16㎜2. B.导线截面: 1).电流满足最大负荷; 2).电压损失≯5%. C.机械强度满足要求. 201 二.施工 1.线路测量: 1). 地形地物. 2). 确定起点, 终点, 转角点. 中间杆. 3). 打上标桩. 直线线路测量布置图 A B C D E 线路 转角点 转角线路测量布置图 202 2. 基坑: 杆长( m ) 7 8 9 10 11 12 15 坑深( m ) 1.1 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.5 1.3m 0.8m 基坑口 1.3m 0.8m 拉线坑口 杆长与坑深表 坑深 203 3. 立杆: 将电杆在基坑内竖起来. 方法: 起重机, 三角架, 倒落式, 架脚式. 4. 横担组装: 承载线路和电气设备 内容: 安装绝缘子, 开关设备, 避雷器. 要求: 直线杆时装于负荷侧. 5. 绝缘子: 支撑带电体并与接地物之间绝缘. 要求: 1). 低压绝缘子额定电压为1000伏, 2). 高压绝缘子用于3kv.6kv,10kv线路. 204 6. 拉线施工: 起支撑电杆的作用. A. 适用于转角,终端, 张力杆. B. 拉线与地面夹角在30°~60°. C. 分为上,中,下三把. 7. 导线架设方法: 放线, 导线连接, 挂线,紧线. 要求: 1).相序排列: 面向负荷左起U,N,V,W. 2). 线路一般在道路的东,北一侧. N靠道路侧. 30°~60° 上把 中把 下把 U N V W 205 8. 接户线要求: 1).不跨越铁路,低压线不 从高压线附近穿越. 2).线距: 当档距≯30m时. a).10kv及以下≮0.5m. b).0.5kv及以下0.3m. 3).低压用绝缘线时对地高度. a). 一般≮2.5m. b). 跨街≮6m, c). 小巷≮3.5m. 4).低压与弱电交叉距离: ≮0.6m. U N V W 线距 档距 206 1).进户点距地面高度: ≮2.7m. 2).进户线截面积: 铜线≮2.5㎜2, 铝线≮10㎜2的绝缘导 线.中间无接头. 3).穿墙时应用进户套管, A. 管壁厚: 钢管≮2.5㎜, 硬塑料管≮2㎜, B. 墙外部分应做防水弯 头,伸出≮60㎜, 9.进户线要求: 线路杆 接户线 进户线 主线路 ≯30m 线间:10KV及以下0.5m 0.5kv以下0.3m ≮2.7m 207 一.类型与方式 1.配线类型: A. 明装式: 将导线沿墙, 天花板等室内建筑表面 敷设. B. 暗装式: 将导线沿墙, 天花板内; 地下等建筑 内部敷设. 2.配线方式: A. 瓷,塑夹板配线. B. 瓷瓶配线. C. 槽板配线. D. 塑料护套配线. E. 线管配线. 第二节 室内线路 A . C . B . D . E. 208 二. 基本要求: 1).导线额定电压>线路电压. 2).导线截面积按机械强度和允许载流量选择;最小截面积铜线为≮1㎜2, 铝线≮1.5㎜2. 3).明配线, 水平敷设对地距离≮2 m; 垂直敷设≮1.3m.否则应穿管或槽 板敷设. 三. 配线工序: 1).按图确定器件位置. 2).根据建筑物结构确定导线敷设路径. 3).在土建抹墙前固定器件的木块或螺丝. 4).装设支承物. 5).敷设导线. 6).接线(导线.器件的连接). 209 四.线管配线 1.工序: A.线管选择. B.线管加工. C.配管. D.穿线. 2.选管: A.水煤气管: 壁厚, 机械强度好. 适应潮湿和有腐蚀气体的地方. B.电线管: 管壁薄. 适应干燥的地方. C.硬塑料管: 耐腐蚀, 机械强度差. 3.管径选择: 一般导线总截面积(包绝缘)不超线管内截面积的40%. 管子长度按 下列要求选择: A.无弯头时,管长为50m. B.有一个弯头时, 管长为30m. C.有二个弯头时, 管长为20m. D.有三个弯头时, 管长为12m. 4. 线管的加工, 配管, 穿线: 210 5. 注意事项: 1).导线额定电压>线路电压. ≮500V. 2).最小截面积铜线为≮1㎜2,铝线≮2.5㎜2. 3).管内不得有接头, 穿线一般不超10根. 4).不同电压和不同电度表的导线不得同管穿;同一电机和同一设备的 所有导线可穿在同一线管内. 5).除直流回路和地线外, 不得在钢管内穿单根导线. 6).超下列长度时要加装接线盒. A. 无弯角时, 不超45m; B. 一个弯角时, 不超30m; C. 二个弯角时, 不超20m; D. 三个弯角时, 不超12m; 211 五. 护套线配线 六. 电缆线路 1. 敷设方法: A. 直埋式, B.电缆沟, C.电缆隧道, D.排管, E.室内外明敷. A B D E C 212 2. 要求: A. 埋设深度应距地面0.7m以上; 与其它电缆或管道接近时应1m以上. B. 电缆沟敷设应在沟底铺100㎜细土或沙. C. 铠装和铅包电缆的金属外皮两端应接地. 213 第十一章 异步电机 1 三相异步电动机的结构 2 三相异步电动机的转动原理 3 三相异步电动机的电路分析 4 三相异步电动机的转矩与机械特性 5 三相异步电动机的起动 6 三相异步电动机的调速 7 三相异步电动机的制动 8 三相异步电动机的铭牌数据 9 三相异步电动机的选择(自学) 10 单相异步电动机 214 交流电动机 电动机 直流电动机 鼠笼式 绕线式 异步机 同步机 他励、异励、串励、复励 鼠笼式交流异步电动机授课内容: 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法 电动机的分类: 215 Y B Z X A C 转子 定子 定子绕组 (三相) 机 座 转子:在旋转磁场作用下, 产生感应电动势或 电流。 三相定子绕组:产生旋转 磁场。 绕线式 鼠笼式 鼠笼转子 第一节 三相异步电动机的构造 216 三相感应电动机的定子 定子由机座、定子铁心、定子绕组组成: 1、机座:起固定和支撑定子铁心的作用,一般用铸铁制造。 2、定子铁心:由厚0.5mm的硅钢片冲叠而成,铁心内开有均匀的槽,嵌放定子绕组。 3、定子绕组:由完全相同的三个绕组组成,空间互差120度,可接成Y或Δ。 217 第二节 三相异步电动机的转动原理 磁铁 闭合 线圈 218 三相感应电动机的转子 转子由转子铁心和转子绕组组成: 1、转子铁心:和定子铁心一样,既是电动机磁路的一部分,又能安放转子绕组。 2、转子绕组:有笼型和绕线型两种。 (1)笼型绕组:导体用铜条或铝条,两头用端环联接。结构可靠简单,但是转子电阻固定。 (2)绕线型转子:接成星型的三相绕组通过滑环与外电路联接,便于串入电阻改善电动机的运行性能。 219 磁极旋转 导线切割磁力线产生感应电动势 导线长度 磁感应强度 切割速度 (右手定则) 闭合导线产生电流 i (左手定则) 通电导线在磁场中受力 220 1. 线圈跟着磁铁转→两者转动方向一致 结论: 异步 2. 线圈比磁场转得慢 221 由于转子转动的方向与磁场旋转的方向是一致的,所以如果n=n1,则磁场与转子之间就没有相对运动,它们之间就不存在电磁感应关系,也就不能在转子导体中感应电动势、产生电流,也就不能产生电磁转矩。所以,感应电动机的转子速度不可能等于磁场速度。因此,这种电动机一般也叫做异步电动机。 三相感应电动机的转速小于磁场速度 222 1、旋转磁场的产生 A Y C B Z 在异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极 (?)电流出 (?)电流入 X 223 A X Y C B Z A X B Y C Z 合成磁场方向: 向下 224 X B Z A Y C A X Y C B Z A X Y C B Z 同理分析,可得 其它电流角度下 的磁场方向: 225 三相感应电动机的工作原理(图解) n N S T f n1 f 226 U1 V1 W1 U2 V2 W2 W V U i t 分析规定: 电流 I 为正时,从首端流入、末端流出; 电流 I 为负时,从首端流出、末端流入。 1 旋转磁场的定性分析图解 N S 1 2 3 2 N S 3 N S 4 4 N S 5 5 N S 6 N S 6 227 U1 V1 W1 U2 V2 W2 旋转磁场的连续观察 N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S N S 228 旋转方向:取决于三相电流的相序。 改变电机的旋转方向的方法:改变相序(换接其中两相) 2、旋转磁场的旋转方向 229 方法:将与电源相接的任意两相互换(改变相序),就可实现反转。 三相异步电动机的正、反转 正转 反转 A B C M 3~ 电 源 A B C M 3~ 电 源 230 3、极对数(P)的概念 A X B Y C Z 此种接法(每相绕组只有一组线圈)下,合成磁场 只有一对磁极,则极对数为1。 即: A X Y C B Z 231 C' Y' A B C X Y Z A' X' B' Z' 将每相绕组分成两段,按右下图放入定子槽内。 形成的磁场则是两对磁极。 A X B Y C Z 232 极对数 C' Y' A B C X Y Z A' X' B' Z' 233 3、旋转磁场的转速大小 一个电流周期,旋转磁场在空间转过360°。则 同步转速(旋转磁场的速度)为: A X Y C B Z A X Y C B Z A X Y C B Z 234 极对数和转速的关系: 235 三相异步电动机的同步(旋转磁?。┳伲?极对数 每个电流周期 磁场转过的空间角度 同步转速 236 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系: 电动机转速: 电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致, 但 异步电动机 无转距 转子与旋转磁场间没有相对运动 无转子电动势(转子导体不切割磁力线) 无转子电流 提示:如果 237 5、转差率 的概念: 异步电机运行中: 转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即: 电动机起动瞬间: (转差率最大) 238 三相异步电动机的“电-磁”关系: i2 转、定子电路 R1 R2 i1 u1 e1 e? 1 e2 e? 2 :漏磁通 产生的漏感应电动 势。 :主磁通产 生的感应电动势。 e1 e2 、 e? 1 e? 2 、 设: 则: 定子边: 第三节 三相异步电动机的电路分析 239 R1 R2 i1 u1 e1 e? 1 e2 e? 2 同理得转子边: i2 240 :转子感应电动势的频率 :转子线圈匝数 取决于转子和旋转磁场的相对速度 241 电磁转矩 T:转子中各载流导体在旋转磁场的作用下, 受到电磁力所形成的转距之总和。 常数 每极磁通 转子电流 转子电路的 1 转矩公式 第四节 三相异步电动机的转矩与机械特性 242 R1 R2 i1 u1 e1 e? 1 e2 e? 2 其中 转子功率因数: i2 243 COSψ2 I2 I2, COSψ2 1 S 0 结论: 转子电路的电动势、电流、频率、感抗、功率因数等都与转差率S有关, 与转差率 S 的关系如右图所示。 I2、 COSψ2 244 将其中参数代入: 得到转矩公式 245 2 三相电动机的机械特性 根据转矩公式 1 0 n0 T n 得特性曲线: 246 电动机的自适应负载能力: 电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调整, 这种能力称为自适应负载能力。 常用特 性段 n0 n T 自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械的重要特点。(如:柴油机当负载增加时,必须由操作者加大油门,才能带动新的负载。) 直至新的平衡。此过程中, 时, 电源提供的功率自动 增加。 247 三个重要转矩: n0 T n 额定转矩 : 电机在额定电压下,以额 定转速 运行,输出额 定功率 时,电机转轴 上输出的转矩。 ( 1 ) (牛顿?米) nN 248 如果 电机将会 因带不动负载而停转。 最大转矩 : ( 2 ) 电机带动最大负载的能力。 n0 T n 求解 249 过载系数: 三相异步机 工作时,一定令负载转矩 ,否则电机将停转。致使 注意: (1)三相异步机的 和电压的平方成正比,所 以对电压的波动很敏感,使用时要注意电压的变化。 (2) 电机严重过热 250 起动转矩 : ( 3 ) 电机起动时的转矩。 n0 T n 其中 则 体现了电动机带载起动的能力。若 电机能 起动,否则将起动不了。 251 机械特性和电路参数的关系 和电压的关系 结论: ? 252 和转子电阻的关系 R2的 改变 : 鼠笼式电机转子导条的金属材料不同,线绕式电机外接电阻不同。 令: 得: 结论: ? 253 机械特性的软硬 硬特性:负载变化时,转速变化不大,运行特性好。 软特性:负载增加转速下降较快,但起动转矩大,起 动特性好。  ? 硬特性 (R2?。?软特性 (R2大) 不同场合应选用不同的电机。如金属切削,选硬特性电机;重载起动则选软特性电机。 254 第五节 三相异步机的起动 起动电流 : 中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 ~ 7 倍。 定子电流  原因:起动时 ,转子导条切割磁力线速度很大。 转子感应电势 转子电流 大电流使电网电压降低  影响其他负载工作 频繁起动时造成热量积累  电机过热 影响: 255 三相异步机的起动方法: (1) 直接起动。二三十千瓦以下的异步电动机一般 采用直接起动。 (2) 降压起动。 Y- ? 起动 自耦降压起动 (3)转子串电阻起动。 以下介绍 Y- ? 起动和转子串电阻起动。 256 Y- ? 起动:  正常运行 A Z B Y X C 起动 A B C X Y Z 设:电机每相阻抗为 257 A Z B Y X C 正常 运行 UP A B C X Y Z 起动 UP' (2) Y- ? 起动应注意的问题: (1)仅适用于正常接法为三角形接法的电机。 所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合 Y- ? 起动 。 258 转子串电阻起动 定子 R R R 线绕式转子 起动时将适当的R串入转子绕组中,起动后将R短路。 259 转子串电阻起动的特点: 适于转子为线绕式的电动机起动。 (1) (2)R2选的适当,转子串电阻既可以降低起动电流, 又可以增加起动力矩。 260 第六节 三相异步电动机的调速 1. 改变极对数 有级调速。 2. 改变转差率 无级调速 调速方法: S T 261 3. 改变电源频率 (变频调速) 无级调速 变频电源 可变 此种调速方法发展很快,且调速性能较好。其主要环节是研制变频电源(常由整流器、逆变器等组成)。 262 制动方法: 1. 抱闸:加机械抱闸; 2. 反接制动:停车时,将电动机接电源的意 两相反接,使电动机由原来的旋转方向反过来,以达制动的目的; 第七节 三相异步电动机的制动 反接制动时,定子旋转磁场与转子的相对转速很大。 为限制电流,在制动时要在定子或转子中串电阻。 即切割磁力线的速度很大,造成 ,引起 。 注意: 263 4.发电反馈制动: 令电机转子的转速超过 旋转磁场的同步转速,便 会产生制动转矩。 M 3~ + - 运行 制动 n ? F 转子 3. 能耗制动:停车时,断开交流电源,接至直流 电源上,产生制动转矩; n ? F no 264 1. 型号 Y 132M-4 磁极数(极对数 p=2) 同步转速1500转/分 转差率 第八节 三相异步电动机的铭牌数据 2. 转速: 电机轴上的转速(n)。 如: n =1440 转/分 265 3. 联接方式:Y/ ?接法: Y 接法: ?接法: A B C Z X Y A B C Z X Y A B C X Y Z A Z B Y X C A B C X Y Z 接线盒: 266 三相异步电动机的接线方法 V2 U1 U2 V1 W1 W2 定子绕组在接线盒中布置 定子绕组的Y型连接 定子绕组的Δ型连接 267 4. 额定电压:定子绕组在指定接法下应加的线电压. 说明:一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的 5 %。 线 电 压 A Z B Y X C 线 电 压 A B C X Y Z 例:380/220 Y/?是指:线电压为380V时采用Y接法; 当线电压为220V时采用?接法。 268 电压波动对电动机的影响 269 5. 额定电流:定子绕组在指定接法下的线电流。 如: 表示:三角形接法时,电机的线电流为11.2A,相电流为6.48A;星形接法时线、相电流均为6.48A。 6. 额定功率P2: 额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率 ( ),不等于从电源吸收的功率( )。两者的 关系为: 其中 鼠笼电机 ?=72-93% 270 额定负载时cos?1一般为0.7 ~ 0.9 , 空载时功率因数很低约为0.2 ~ 0.3。额定负载时,功率因数最大。 注意:实用中应选择合适容量的电机,防止“大马” 拉“小车”的现象。 7. 功率因数(cos?1): P2 PN 此外还有绝缘等级等参数,不一 一介绍。 cos?1 271 第十节 单相异步电动机 一、 单相异步电动机的工作原理 结构:定子放单相绕组(其中通单相交流电); 转子一般用鼠笼式。 定子 转子 ? 定子 绕组 定子中通入单相交 流电后,形成脉动 磁场。其磁感应强 度按正弦分布,且 随时间按正弦变化。 272 定子绕组产生的脉动磁?。?),可用正、反两个旋转磁场合成而等效。即: ? + ? - = ? + ? - = ? m t ?m ? 273 脉动磁场的分解 ④ ④ ⑥ ⑥ ⑧ ⑧ ? ② ② ?- ? + ③ ③ ⑦ ⑦ ⑨ ⑨ ⑤ ⑤ ① ① ? + ? - ? 274 单相异步电动机的特点: 自身没有起动转矩 ? . . . . F 转子导条 及电流 当定子绕组产生的合成磁场增加时,根据右手螺旋定则和左手定则,可知转子导条左、右受力大小相等方向相反,所以没有起动转矩。 275 1、电容分相式起动 二、 单相异步电动机的起动 ~ K D C W ST W: 主绕组 ST:起动绕组 K:离心开关 起动时开关K闭合,使两 绕组电流 相位差约 为90°,从而产生旋转磁 场,电机转起来;转动正 常以后离心开关被甩开,起动绕组被切断。 工作原理 276 正反向旋转磁场的合成转矩特性 合成转矩 起动转矩 为零。 (正向) (反向) 正 转 转 反 277 单相异步电动机的功率小,主要制成小型电机。它的应用非常广泛,如家用电器(洗衣机、电冰箱、电风扇)、电动工具(如手电钻)、医用器械、自动化仪表等。 单相电机的使用: 三相异步电动机的单相(缺相)运行: 三相异步电动机在运行过程中,若其中一相和电源断开,则变成单相运行。此时和单相电机一样,电机仍会按原来方向运转。但若负载不变,三相供电变为单相供电,电流将变大,导致电机过热。使用中要特别注意这种现象;三相异步电动机若在启动前有一相断电,和单相电机一样将不能启动。此时只能听到嗡嗡声,长时间启动不了,也会过热,必须赶快排除故障。 278 2、罩极式单相电机 定子 磁极 转子 短路 环 定子通入电流以后,部分磁通穿过短路环,并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化,致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差,从而形成旋转磁场,使转子转起来。 图中电机的转动方向:瞬时针 旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的 磁通领先。 279 第十二章手持电动工具的安全 280 手持电动工具导致触电的原因 接触电阻小、难以摆脱 经常移动、设备和电源线容易漏电 环境变动、恶劣 ?;ち阆呓哟?281 常用的手持电动工具 一、手电钻 282 常用的手持电动工具 二、电动砂轮机 283 常用的手持电动工具 三、电动圆锯 284 电气设备的防护类别 仅靠基本绝缘防护——0类 绝缘+接地(或接零)——Ⅰ类 双重(加强)或绝缘——Ⅱ类 靠安全电压进行?;ぁ罄?285 Ⅰ类设备的电源插头 通过黄绿双色线与设备外壳连接 286 双重绝缘结构示意图 金属壳体 ?;ぞ?工作绝缘 带电体 其外壳一般有“回”型标志 287 类别 安全性 方便性 生产及使用情况 0类 最差 好 不允许生产 Ⅰ类 较差 差 不允许生产 但仍在使用 Ⅱ类 较好 好 大量 Ⅲ类 最好 差 较少 不同类别的手持电动工具的特点 288 手持电动工具的合理选用 一、一般场所,为保证安全,应?、蚶喙ぞ?若?、窭?,除应正确进行接地或接零外,还应另外采取防护措施: ⑴使用绝缘用具(手套、鞋、垫、台) ⑵ 装设漏电?;て?⑶ 安全隔离变压器 289 将接地电网转换为范围很小不接地电网 1:1 隔离变压器的安全原理 电源 火线 零线 中性点接地 290 二、在潮湿场所或金属构架上等导电良好的作业场所, 必须使用Ⅱ类或Ⅲ类工具。 若?、窭?,必须装设漏电动作电流在30mA以下、动作时间在0.1秒以内的漏电?;て?手持电动工具的合理选用 291 手持电动工具的合理选用 三、在锅炉、金属容器、管道等狭窄且导电良好的场所,应使用Ⅲ类。 若?、蚶?,必须装设漏电动作电流在15mA以下、动作时间在0.1秒以内的漏电?;て?。 且安全变压器、漏电?;て鞅匦敕旁谕饷?,同时有人在外监护。 292 手持电动工具的安全要求 电源开关灵活、牢固,接线无松动 电源线应采用橡皮护套多股铜芯软线,电缆各部分应保证完好,不得有中间接头,不得破损 Ⅰ类设备应良好的接地或 接零措施 机械防护装置无损伤、变形、松动 绝缘电阻合格 Ⅰ类不低于2兆欧 Ⅱ类不低于7兆欧 Ⅲ类不低于1兆欧 293 手持电动工具的使用注意事项 1、使用前应辨认名牌,是否与使用环境相适应 2、检查工具的外壳、机械防护装置、插座、插头、电源线有无损坏 3、检查电源的电压、相数 4、长期不用的工具,使用前检查转动部分是否灵活,然后测试绝缘电阻是否合格。 5、接通电源时,先对外壳进行验电 6、应严格按照操作规程操作 7、发生异常情况、立即切断电源 294 手持电动工具的管理 工具必须由具备电气技术和安全知识的人员管理 工具在发出及收回时必须进行日常检查,定期进行全面检查和试验 制定安全操作规程 使用范围和方法、注意事项、检查项目、防护措施、存放保养要求 建立安全技术管理档案 使用说明书、合格证、工具台帐、检验和维修记录、使用记录 295 手持电动工具的维护检修制度 每季度至少一次,雷雨季节前及时检查 检查试验的项目含外壳、手柄、接地、插头、电源线、机械防护和?;ぷ爸?、转动部分、绝缘电阻 非专业人员不得擅自拆卸和修理 维修时内部的绝缘材料不得任意调换、漏装 绝缘部分修理后进行绝缘的耐压试验,达不到要求必须报废处理 296 第十三章 照明设备与安装 本章学习要点: 1.了解照明的方式与种类 2.掌握照明装置的安装与维修 3.能够正确选择导线截面、连接导线 297 电气照明是工业企业用电的一个组成部分,保证照明设备的安全运行,可以防止人身或火灾事故的发生。 第一节 照明方式和种类 一、照明方式有:一般照明、局部照明和混合照明 1.一般照明 在室内外,保证场所明晰视觉的基本照明。满足场所一般工作照度要求,照度比较均匀。 一般照明可采用较大功率的灯泡。达到照明装置数量少,覆盖面大的效果。 298 2.局部照明 对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时采用局部照明。局部照明是局限于工作部位的固定或移动的照明。 3.混合照明 混合照明是一般照明与局部照明共同组成的照明。对于工作部位需要较高照度,并对照射方向有特殊要求的场所,宜采用混合照明。二种光源合用的一般照明也为混合照明?;旌险彰鞯挠诺闶强梢栽诠ぷ鞔怪焙颓阈北砻嫔匣竦媒细叩恼斩?,并且改善光色,减小装载功率和节约安装运行费用。在一个工作场所内,不应只装局部照明而无一般照明。 299 二、事故照明 事故照明是由于电气事故而使工作照明熄灭后,为了继续工作或疏散人员而设置的照明。 对于事故照明的装置,主要是应由单独线路供电,自成体系,集中控制,并能自动切换投入,或双电源供电。 三、照明种类 一般按使用的目的分为正常照明(包括局部照明),事故照明(正常时不参与工作照明的),值班照明,警卫照明(警卫地区照明),障碍照明(机场,水港,修路时的指示性照明),装饰性照明(商业柜窗、射灯、闪灯),广告性照明(霓虹灯)等。 300 第二节 灯 具 一、电光源 1.种类 301 2.常用照明电光源工作原理 (1)白炽灯和卤钨灯是靠电流加热灯丝至白炽状态而发光。 (2)荧光灯是靠汞蒸气放电时辐射的紫外线去激发灯管内壁的荧光物质使之发出可见光。 (3)高压汞灯分荧光高压汞灯、反射型荧光高压汞灯和自镇流高压汞灯三种。这类灯外??悄诒谕坑杏夥?,它能将汞蒸气放电时辐射的紫外线转变为可见光,改善光色,提高光效。自镇式是利用钨丝作镇流器,由汞蒸气放电、白炽体和荧光材料三种发光物质同时发光的复合光源。 302 (4)高压钠灯是利用高压钠蒸气放电,其辐射光的波长集中在人眼感受较灵敏的范围内,紫外线辐射少,光效高,寿命长,透雾性好。 (5)金属卤化物灯是在高压汞灯内添加了某些金属卤化物,从而改善了光色。不同金属卤化物可制成不同光色的灯。 (6)高压氙灯是氙气放电时产生很强的白光,和太阳光十分相似。饱和的氙气放电具有上升的伏安特性,因此正常工作时可不用镇流器,但为提高电弧稳定和改善启动性能,1500W管仍用镇流器。 303 304 二、按环境条件与生产要求选择灯具。 1.干燥场所 广泛采用配照型、广照型、深照型灯具,个别冷加工场 所可采用碘钨灯或荧光灯。对13m以上较高厂房可考虑采用镜面深照型灯具。一些辅助设施,如控制室、操作室等可考虑采用圆球型工厂灯、乳白玻璃罩吊链灯、吸顶灯、天棚顶 灯、软线吊灯和荧光灯等。一般反射背影较好的小房间,如变压器室、电抗室等可采用墙灯座。 2.尘埃较多或有尘又潮湿的场所 应采用各种防水、防尘灯具,灯具悬挂高度很高,可采 用带防水灯头的配照型、深照型以及投光灯具等。 有尘埃但工作要求精密的场所,如木模型车间等亦可采用双罩型工厂灯、圆球型工厂灯,或采用带裸磨砂灯泡的防水灯头。 305 3.潮湿场所 地下泵房,隧道和地沟等,应视具体情况采用各种防潮灯。如有水蒸气,但蒸汽密度不大的场所,可采用散照型防水防尘灯或圆球型工厂灯,也可采用带防水灯头的开启式灯具或防水灯头灯座等。 如果水蒸气特别大,宜采用投光灯远照或带反射罩灯具,装于加密封玻璃板的墙孔内等其他安全方式。 4.含有酸性气体的场所 采用耐腐蚀性的防潮灯或其他密闭灯具,如果厂房较高,而耐腐蚀性的防潮灯不能满足工作照度要求时,亦可采用带防水灯头的配照型或深照型等灯具。 5.有爆炸性气体或爆炸性尘埃的场所 (如:汽油库、乙炔发生站、电石库等),采用隔爆型灯具,或采用带反射罩灯具装于密封玻璃板的墙孔内。 (如:煤气站、机械房、蓄电池室等),采用安全型灯具。 306 6.高温场所 温度较高的场所(如:炼铁车间出铁场,炼钢车间铸锭间等),采用投光灯斜照,或与其它灯具配合。 7.易发生火灾危险的场所 如润滑油库或其他可燃性物质的场所,可采用密闭型灯具。 8.局部加强照明的场所 应按具体场所而定。一般仪表盘、控制盘,宜采用斜照型工厂灯、圆球型工厂灯或荧光灯等。小面积检验场所等可装荧光灯、碘钨灯、工作台灯,或其他局部照明灯具。大面积检验场所,可采用投光灯、碘钨灯等。 307 9.室外场所 一般道路可采用马路弯灯,较宽的道路及要道处等可采用高杆式路灯,或其他型式的路灯。 室外场所广泛采用马路弯灯、拉杆式路灯和投光灯等。 10.生活用电场所 采用的灯具须按照使用要求而选择相应的灯具。一般采用软线吊灯、荧光灯、吸顶灯等。 308 三、照明设备安装要求 1.一般照明电源对地电压不应大于250V。在危险性较大,及特殊危险场所,如灯具离地面高度低于2.5m时,应有?;ご胧┗蚴褂冒踩缪刮?6V及以下的照明灯具。 2.室外照明灯具安装高度不低于3m(墙上安装可不低于2.5m)。 3.使用螺口灯头时,中心触点应接在相线上,灯头的绝缘外壳不应有损伤,螺口白炽灯泡金属部分不准外露。 4.吊链灯具的灯线不应受拉力,灯线与吊链编叉在一起,软线吊灯的软线两端应作保险扣,桥式天车行车上照明应采用挂钩柔性连接,采用钢管作灯具的吊杆时,钢管的内径一般不应小于10mm。 309 5.避免导线承受灯具的额外重量,防止脱落,发生事故。吊灯灯具的重量超过了3kg时,应预埋吊钩和螺栓。软线吊灯限于lkg以下,超过者应加吊链。 6.金属卤化物灯(钠铊铟灯、镝灯等)及碘钨灯,此类灯点燃后,温度较高,灯具安装高度宜在5m以上,且周围不要有易燃品,电源线应经接线柱连接,并不得使电源线靠近灯具的表面。, 7.由于灯泡的温度过高,在使用中玻璃罩常有破裂现象发生,为确保安全,安装在重要场所的大型灯具的玻璃罩,应有防止碎裂后向下溅落的措施。有较大冲击震动的厂房,灯具要有防脱落措施。 8.在易燃、易爆、潮湿以及产生腐蚀性气体的场所使用的照明装置应符合其特殊的要求。 310 9.各种照明灯具的聚光装置必须安全合格,不得使用易燃物或金属片代替,更不准用金属丝在灯口处捆绑。 10.应接地(接零)的灯具金属外壳,要与接地(接零)干线连接完好。 11.密闭式灯具内,灯泡容量超过150W时,禁止使用胶木灯口。 12.行灯、机床、工作台局部照明灯具安全电压不得超过36V,金属容器内或特别潮湿地点,安全电压不得超过12V。 13.行灯必须带有绝缘手柄及金属?;ね?,采用瓷灯口、橡套线。 14.事故照明灯具应有特殊标志。 15.照明支路容量不应大于15A。并且要有短路?;ぷ爸?。 311 16.每个照明支路的灯具数量(包括插座)不宜超过20个,最高负载在10A以下时,可增加到25个。 17.当电源由三相供电时,各照明支线应尽可能达到平衡,并按负载最大一相考虑选用导线。 18.用梯子维护的照明灯具一般不应高于6m。 19.变配电所内高、低压盘及母线的正上方,不得安装灯具(不包括采用封闭母线,封闭式盘、柜的变电所)。 20.室外使用灯具要考虑防雨要求,装饰灯要考虑使用发热量小的。 312 第三节 开关与插销 开关一般是用来控制照明电路通断的装置,常使用的有:拉线开关、平型开关、墙壁开关等??鼗褂忻髯昂桶底?,瓷质和胶木质的区别,集中控制的有用低压断路器,转换开关,刀开关等。 插销由插头和插座组成,插销的类型较多,应用也相当广泛。 一、开关的安装要求 1.使用单级照明开关(包括电门)时,应装在电源的相线上。 2.拉线开关距地面一般在2m~3m,距门框0.15m~0.2m。 3.其他各种开关安装一般高度为1.3m。 313 4.成排安装的开关高度应一致,高低差不大于2mm,拉线开关相邻间距一般不小于20mm,生产厂房禁止用手电门或带电门灯口。 5.多尘、潮湿场所和户外应用防水瓷质拉线开关,或加装?;は?。 6.在易燃,易爆和特别潮湿的场所,.开关应分别采用防爆型,密闭型或安装在其他处所控制。 314 二、插销的安装要求 1.交、直流或不同电压的插销安装在同一场所时,应有明显区别,且不能互相插入。插座线路,要有短路?;?。 2.插座安装高度一般距地面为1.3m,在托儿所、幼儿园及小学校等不应低于1.8m,同一场所安装的插座高度应尽量一致。 3.车间及试验室的明、暗插座一般距地面高度不低于0.3m,特别场所暗装插座一般不低于0.15m,同一室内安装的插座高低差不应大于5mm。 4.舞台上的落地插座和生产车间,装配线上的落地插座,应有?;じ前寮胺浪δ?。 315 5.单相两孔插座,面对插座的右孔接相线,左孔接零线。 6.单相设备应用三孔插座,三相设备应用四孔插座,?;さ叵?零线)接于正上孔,不允许工作零线和?;ち阆吖灿靡桓枷?。必须从接地干线上引下专用?;さ叵?零线)。 7.暗设的插座(开关)应有专用盒,盖板应端正紧贴墙面。 8.插座必须固定在绝缘板上安装,不允许用电线吊装,严禁电源接在插头上使用。 9.用插头直接带负载:电感性不应大于500W,电阻性不应大于2kW。 316 一、电力系统的基本知识 第十四章 交配电系统及安全 317 电力系统的基本知识 电力系统是由发电厂、输配电系统及用户组成,是电能产、供、销的统一整体。发电由发电厂的发电机承担,通常三相交流发电机产生6kV、10kV或15kV的电压。输配电系统又称电力网,它包括电能传输过程中途经的所有变电所、配电所中的电气设备和各种不同电压等级的输电线路。发电厂变电所将电压升高后输送出去,输电电压的高阮由输电距离的远近、输电容量的大小来决定。通常输电电压有35kV、110kV,220kV、330kV和500kV等。输电线路经地区变电所降压之后,输送至用户变电所。通过配电变压器将电压降为380V及220V,供负载使用。电力系统的用户也叫用电负载。 318 发电 :把其他形式的能量转换成电能的场所,称为发电站或发电厂,简称电站或电厂。根据发电所用能源,可分为火力、水力、原子能、太阳能发电以及风力、潮汐、地热发电等。我国电力的主要来源是火力发电和水力发电。 大中型电厂通常由多台机组构成,将多台机组的电力并联起来,形成集中的电力输出,发电机输出电压有3.15 KV、6.3 KV、10.5KV等几个等级,小型发电机输出电压有0.23 KV和0.4KV两种。 319 输电:为了安全和节约资金,通常都把大电站建在远离城市中心的能源附近,如水电站就是建在远离城市中心的江河上。所以电站发出的电能还需通过一定距离的输送,才能分配给各种用户使用。 电力系统中,联系发电和用电设备的输配电系统,称为电力网,简称电网,如图11所示。为了提高输电效率并减少输电线路上的损失,通常都采用升压变压器将电压升高后再进行远距离输电。目前我国高压输电的标准电压为35千伏,超高压输电电压有110千伏、220千伏、330千伏及500千伏几个等级。 输电线路一般采用架空线路,在不宜采用架空线路的地段如闹市区,通常采用电缆线路。 320 变电 :即变换电网的电压等级,电力从电厂到用户,电压要经过多次变换。先是在发电厂将发电机的发电电压升高,经电力线路把电能输送到用电地区后需用经过一次或多次降压。变电由变电所完成,同时变电所还起集中、分配电能的作用。 321 配电:指电能的分配。大多数用户由10千伏和6千伏的高压配电电压供电,经过总变电所,再由高压配电线路输送到各车间变电所,降低成低压配电。用电量较小的厂矿,通常采用380/220V电压供电。 322 二、工业企业供配电 (一)负荷分级:电力负荷是对用电设备及用电对象的总称。 电力负荷分为三级: (1)一级负荷是指:中断供电将造成人身伤亡、在政治、经济上造成重大损失、有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作或造成公共场所秩序严重混乱的。 (2) 二级负荷是指:中断供电将在政治、经济上造成较大损失、影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱的。 (3)三级负荷。凡不属于一级和二级负荷者均为三级负荷。 323 三级负荷相应的供电要求: 一级负荷应由两个独立的电源供电。在允许中断供电时间内的一级负荷,仍有一个电源不中断供电。 二级负荷应由两个电源供电,并尽可能引自不同的变压器和母线段。应做到发生任何一种故障时,不致中断供电或能迅速恢复。 特殊要求应考虑取得第三电源或备用电源,做到迅速恢复供电。 三级负荷对供电无特殊要求,一般按其容量大小确定。 324 (二)企业高压供电 1、电能质量标准   综合新颁布的电磁兼容国家标准和发达国家的相关标准,中低压电能质量标准分5大类13个指标?! ?1)频率偏差:包括在互联电网和孤立电网中的两种;  (2)电压幅值:慢速电压变化(即电压偏差);快速电压变化(电压波动和闪变);电压暂降(是由于系统故障或干扰造成用户电压短时间(10ms~lmin)内下降到90%的额定值以下,然后又恢复到正常水平,会使用户的次品率增大或生产停顿);短时断电(又称电压中断,是由于系统故障跳闸后造成用户电压完全丧失(3min,电压中断使用户生产停顿,甚至混乱);长时断电;暂时工频过电压;瞬态过电压;  (3)电压不平衡;  (4)电压波形:谐波电压;间谐波电压;(由较大的波动或冲击性非线性负荷引起,如大功率的交一交变频,间谐波的频率不是工频的整数倍,但其危害等同于整数次谐波)?! ?5)信号电压(在电力传输线上的高频信号,用于通信和控制)  我国迄今为止已颁布了6项电能质量指标的国标 325 2、各级电压电力线路的合理输送能力 326 3、工业企业供电的一般要求:简单可靠,同一电压等级的配电级数不宜超过二级。对用电单位进行两回电源线路供电时,一般应采用同级电压供电。因各级负荷的不同需要或受当地供电条件所限时,也可采用不同等级电压进行供电。 同时供电的两回及以上供配电线路,当其中一个回路中断供电时,其余的线路应有供给全部一级及二级负荷的能力。 高压供配电线路深入负荷中心,并将各级降压变配电所建在尽量靠近负荷中心的位置,可节约大量有色金属,降低电能损耗,提高电压质量。 327 4、工业企业供电的常见方式: ①进线电压35kV,变电站降压10(6)kV,配电变为0.4kV,适用大型企业; ②进线电压10(6)kV,经总配电站分送各车间,再降为0.4kV。适用中型企业; ③进线电压10(6)kV,经总配电室降为0.4kV,再分送各车间。适用中小型企业; ④进线电压0.4kV,经配电室送往配电箱或设备。 328 5、工业企业供电的常见接线方式: ①高压供电方式常见的有: 放射式 树干式 环式。 329 高压供电方式 a.放射式供电可靠性高,故障发生后,影响范围较小,切换操作方便,?;ぜ虻?,但造价较高。 330 b.树干式投资少,但事故的影响范围较大,供电可靠性较差。 331 c.环式有闭路环式和开路环式,为简化?;?,一般采用开路环式。供电可靠性较高,运行比较灵活,但切换操作较频繁。 332 (三)企业低压供电 低压供电方式常见的有: 放射式 树干式 变压器——干线式 链式 333 低压供电方式 a.放射式 放射式系统配电线故障互不影响,供电可靠性较高,配电设备集中、检修比较方便,但系统灵活性差,有色金属消耗较多。一般在下列情况下采用: (1)容量大、负荷集中或重要的用电设备。 (2)需要集中联锁起动、停车的设备。 (3)有腐蚀介质和爆炸危险等场所不宜将配及?;て鸲璞阜旁谙殖≌?。 334 b.树干式 树干式系统配电设备较少,有色金属消耗较少,系统灵活性好,但在干线故障时影响范围大。一般用于用电设备的布置比较均匀、容量不大、又无特殊要求的场合。 335 C.变压器——干线式 变压器——干线式系统特点与树干式系统的特点相似,但接线更简单,能大量减少低压配电设备。为了提高母干线的供电可靠性,应适当减少接出的分支回路数,一般不超过10个。频繁起动、容量较大的冲击负荷,以及对用电设备要求严格的用电设备,不宜用此方式供电。 336 d.链式 链式系统特点与树干式系统相似,适用于 距配电屏较远而彼此相距又较近的不重要的小容量用电设备。向配电箱送电时,一般不超过三个配电箱,向电动机送电时,一般不超过四台电动机。链式系统的设备总容量一般不大于10kW,其中一台不超过5Kw。 337 三、变配电站的组成 338 变配电站的组成 (一)常见接线方式即:一次主接(结)线: 主接线的一般要求为: (1)配、变电所的主接线,应按照电源情况、生产要求、负荷性质、容量大小以及与邻近配、变电所的联系等因素确定,并力求简单可靠。 (2)配、变电所的高、低压母线,一般采取单母线或单母线分段。变电所的变压器,一般均分列运行。 (3)接在母线上的避雷器和PT,一般合用一组隔离开关,架空进出线上的避雷器不装设隔离开关。 (4)若供电要求高可采用双母线或双母线带旁路接线。 339 常见一次主接(结)线 单母线不分段适用于电源引自电力部门或其它企业,一路工作,一路备用。 340 单母线分段适用于两路工作电源、分段断路器自动投入或是出线回路较多的配、变电所,供一、二级负荷用电。 341 单母线分段带专用旁路接线比单母分段又进一步提高了供电可靠性,实现了不停电检修开关。 342 单母线分段兼旁路接线比前一种相比同样可以实现不停电检修开关,但节约了一台断路器。 343 (二)变配电站位置选择 1、靠近供电区域负荷中心:对变电所的供电对象,负荷分布情况以及近期和远期在电力系统中的地位作用,选择比较接近负荷中心的位置作为所址,以减少工程建设投资及电网损耗。 2、交通运输方便:考虑变电所施工时设备材料及变压器等大型设备的运输,及长期运行、检修的交通运输方便。 3、高低各侧进出线方便:统筹安排变电所各级电压出线的走廊。不仅要使进出线方便,而且要使送电线路交叉、跨越少,转角少。根据发展规划预留扩建位置。 4、避开易燃易爆场所及人口密集场所。 5、兼顾负荷中心和行政中心关系,并考虑将来运行、检修及管理人员的生活方便。 344 (三)变配电站的建筑要求 高压配电室应采用一、二级耐火等级建筑。低压配电室的耐火等级不应低于三级,采用混凝土地面。长度大于7米的高压配电室和长度大于10米的低压配电室至少应有两个门,并应向外开启。相邻配电室之间设门时,则应能向两个方向开启。配电室可以开窗,但应采取一定防范措施,如设网格不大于20毫米 x 20毫米的铁丝网和遮雨棚,以防雨雪侵入和小动物进入。高、低压配电装置如布置在同一室内时,装置问的距离应不小于1米。 345 屏护:即采用遮拦、护罩、护盖、箱闸等把带电体同外界隔离开来。此种屏护用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合,是防止人体接触带电体的重要措施 间距:为防止体触及或接近带电体,防止车辆等物体碰撞或过分接近带电体,在带电体与带电体、带电体与地面、带电体与其他设备、设施之间,皆应保持一定的安全距离。间距的大小与电压高低、设备类型、安装方式等因素有关。 346 四、变配电站安全运行 (一)现场管理要求: 1、记录 1)运行记录簿 2)操作记录簿 3)设备缺陷记录簿 4)断路器开闸记录簿 5)设备检修、试验记录簿 6)继电?;?、自动装置、(远动装置)调试工作记录簿 备注:1)运行记录簿 ????? (1)由当值人员填写。应填写年、月、日、天气情况、交接班时间和参加交接班人员姓名。 ????? (2)变电所的运行方式。 ????? (3)设备投运和停运情况。 ????? (4)设备检修、试验、安全措施的布置和工作票执行情况。 ????? (5)继电?;?,自动装置及仪表运行变更情况。 ????? (6)事故发生的时间、内容以及处理经过。 ????? (7)设备的异常现象和发现的缺陷以及缺陷处理情况。 ????? (8)调度和上级有关运行工作的通知和指示。 ????? (9)受理工作票的情况。 ????? (10)交接班和交接小结以及与运行有关的其他事宜。 2)操作记录簿 ????? (1)记录调度发令及变电所授权人姓名,操作命令编号,操作命令的内容,发布预令,动令时间及正式执行操作的时间和内容。 ????? (2)记录本班倒闸操作项目,内容及时间。 ????? (3)操作任务完成后应填写终了时间。 ????? (4)记录倒闸操作内容,其他内容均记录入运行记录簿。 3)设备缺陷记录簿 ????? (1)发现缺陷由所长或值班长定性,然后填入记录中。 ????? (2)记录运行、检修、试验人员所发现的缺陷。 ????? (3)按缺陷定性程度分页填写。 ????? (4)记录发现缺陷的时间、内容、分类和发现人姓名。 ????? (5)缺陷消除后,应及时填上消除日期,消除人员和验收人员的姓名。 ????? (6)本单位不能消除的缺陷,应上报单位主管领导,督促及时消除,并做好记录。 4)断路器开闸记录簿 ????? (1)记录由当值人员填写并签名。 ????? (2)按断路器(开关)或线路名称分页填写,记录跳闸原因,?;ぜ爸睾险⒍髑榭?,外观检查情况,最近一次检修日期。 ????? (3)?;ざ魈?,未重合或重合良好记一次,如重合闸动作不成功,应统计为故障跳闸2次,并记载累计跳闸次数。 ????? (4)自动跳闸应填写跳闸原因和时间。 ????? (5)记录上次检修日期,(便于核对跳闸次数,确定下次检修日期),断路器大修后,累计次数从该次检修后重新统计。 5)设备检修、试验记录簿 ????? (1)按设备名称分页进行,记录检修和试验设备的工作日期,检修类别,内容。 ????? (2)记录由工作负责人填写并签名,值班长审核后签名,按值移交。 ????? (3)记录缺陷处理经过,试验项目,试验数据,设备能否投入运行等结论,工作负责人和验收人员姓名。 6)继电?;?,自动装置,(远动装置)调试工作记录簿 ????? (1)该记录簿由继电人员填写,填写完毕后,由工作负责人向值班人员交待所记录的内容,注意事项,?;?,自动装置动作原理,操作步骤记所下的结论。 ????? (2)该记录簿按设备或线路名称分页进行填写。记录设备?;ぷ爸?,自动装置的调试工作内容,以及?;ず妥远爸玫恼ㄖ?,接线变更,试验中所发现的异常及处理情况,模拟试验和带负荷试验结果,调试人员所下的结论。 ????? (3)值班负责人将记录簿中所记录的内容与实际设备核对无误后,与工作负责人在记录簿上共同签名。 ????? (4)值班负责人要按值向下值顺序交接,各值运行人员均应了解其全部内容。 ????? (5)变电所所长,值班负责人,值班员均要对记录进行审核,并在值班人员栏内签名,签名方式一律采用手写,不准盖章,不准代签。 347 7)蓄电池充放电巡视记录簿 8)事故预想记录簿 9)培训工作记录簿 10)避雷器动作记录簿 11)反事故演习记录簿 12)安全活动记录簿 13)事故、障碍及异常记录簿 14)运行分析记录簿 15)安全(仪器、仪表)用具试验登记簿 备注:7)蓄电池充放电巡视记录簿 ????? (1)记录由当值巡视人员填写。 ????? (2)记录每天抽测代表电池的电压,比重及核对蓄电池的容量。 8)事故预想记录簿 ????? (1)事故预想每周每值一次,由当值值班长组织进行。值班长负责填写当时系统运行方式,预想题目,事故现象,并向值班员交待清楚。 ????? (2)值班员根据值班长所交待的当时系统运行方式,事故现象,来判明是什么事故,填写出正确的处理步骤。 ????? (3)值班员处理步骤填写完毕后,值班长要逐一进行审核,如有遗漏或需要补充的地方,填写在值班长补充步骤栏内,无补充填写时,写“无”。 ????? (4)变电所负责人,每月审核一次,并将审核意见填写在审核意见栏内,并在审核人处签字。 9)培训工作记录簿 ????? (1)应制定年培训工作计划。 ????? (2)记录培训工作计划的执行情况及具体内容,记录技术问答,考问讲解,反事故演习,考试,集中学习等项目的内容,时间,参加人数,学时数。 10)避雷器动作记录簿 ????? (1)按电压等级及运行编号、名称按组进行记录。 ????? (2)避雷器在新投运和试验检修后投入运行前,应把动作记录器表示数字记录下来。 ????? (3)每次雷雨后,都应检查避雷器动作计数器指示情况,并做好记录,写明动作原因。 ????? (4)如更换避雷器时,动作累计次数应重新统计,记录器更换后也应做好记录,但避雷器累计动作次数不变。 11)反事故演习记录簿 ????? (1)反事故演习应由变电所负责人拟定反事故演习计划,并主持演习。 ????? (2)记录好事故现象(包括音响,表计,信号指示,继电?;ざ骱蜕璞敢斐@衔恢茫?。 ????? (3)记录被演习人判断的结果和实际处理情况。 ????? (4)记录演习的日期,参加人员姓名,演习的题目及内容。 ????? (5)记录演习中发现的问题及今后拟采取的措施,并对演习做出评价。 12)安全活动记录簿 ????? (1)安全活动每周一次,安全员负责填写记录。 ????? (2)记录安全活动的日期,参加人员的姓名,活动内容,发现的问题及所采取的措施。 ????? (3)检查一周的安全情况,提出改进和注意事项。 13)事故、障碍及异常运行记录簿 ????? (1)记录事故,障碍,异常情况发生的时间、经过、天气情况、设备状况和继电?;?、自动装置动作情况,以及周波、电压和温度情况。 ????? (2)针对异常现象、障碍、事故发生的原因,制定出反事故措施。 ????? (3)记录发生异常、障碍、事故的责任分析,以及责任人的姓名、职务。 ????? (4)记录障碍、事故发生时,造成的设备损坏及损失情况。 14)运行分析记录簿 ????? (1)记录活动日期,参加人员姓名,分析的题目及内容,存在的问题和采取的措施。对分析出的问题应及时向单位主管领导汇报,以利于解决问题。 ????? (2)主要分析设备的异常及不安全情况,采取的措施办法,分析运行系统变动和继电?;ぴ诵凶刺按嬖谖侍?,分析安全生产,执行规程制度情况和存在问题等。 15)安全(仪器、仪表)用具试验登记簿 ????? (1)记录安全(仪器、仪表)用具的名称,编号,允许使用的电压等级,试验周期,已进行试验、校验的日期,下次应试验、校验的日期,送试人的姓名,变电所负责人签名。 ????? (2)安全用具,仪器、仪表等应有固定存放地点,摆放整齐无灰尘,时刻保持完好状态。 348 2、变电所应具备以下制度 1)交接班制度; 2)设备巡视检查制度; 3)设备定期试验轮换制度; 4)设备缺陷管理与验收制度; 5)两票管理制度; 6)运行维护工作制度; 7)变电所培训制度; 8)变电所运行岗位责任制; 349 3、运行基本要求: a.变配电所等作业场所必须设置安全围栏,悬挂警示标志,配置有效的消防器材和通讯设施; b.为运行人员提供合格的绝缘和防护用具; c.对电气设备定期进行预防性试验,实验报告存档; d.安全用具定期试验,防护用具保管良好。 350 (二)对值班人员的要求: 倒闸操作必须两人进行,一人操作,一人监护; 严禁口头约时停送电; 值班人员对本站接线情况及主要设备的性能、状况熟悉; 值班人员熟悉掌握事故照明的配备情况和操作方法; 认真填写抄报有关报表,并将当日的运行情况、检修及事故处理情况填入运行记录; 遵守劳动纪律和规章制度,正确穿戴劳保和防护用具; 具备必要的电气“应知”、“应会”技能,有一定排除故障能力,熟知电气安全操作规程,并经考试合格; 检修或安装时,应有保证安全的组织措施和技术措施,并向上级负责人指明停电范围和带电部位; 在严重威胁人身或设备安全的紧急情况下,先行断开有关电源,但事后必须立即报告上级; 熟练掌握触电急救方法。 351 (三)值班人员应知的安全注意事项 不论高压设备带电与否,值班人员不得单独移开或越过遮栏进行工作;若有必要移开遮栏时,必须有监护人在??; 巡视检查时应注意安全距离:高压柜前0.6m,10kV及以下0.7m,35kV以下1m。 电气设备停电后,即使是事故停电,在未拉开有关隔离开关(刀闸)和做好安全措施以前,不得触及设备或进入遮栏,以防突然来电。 巡视架空线路、变压器台时,禁止随意攀登电杆、变压器台,两人检查时,可以一人检查一人监护,并注意安全距离。 雷雨天气,需要巡视室外高压设备时,应穿绝缘靴,并不得靠近避雷器和避雷针。 高压设备发生接地时,室内不得接近故障点4m以内,室外不得接近故障点8m以内。进入上述范围人员必须穿绝缘靴,接触设备的外壳和架构时,应戴绝缘手套。 352 (四)交接班要求 1)值班人员应按照现场交接班制度的规定进行交接。接班人员必须提前到岗,交班人员未办完交接手续前,不得擅离职守。 2)交接班内容一般应为: ????? (1)变电所运行方式。 ????? (2)?;ず妥远爸迷诵屑氨涓榭?。 ????? (3)设备异常,事故处理,缺陷处理情况。 ????? (4)倒闸操作及未完的操作指令。 ?????(5)设备检修、试验情况、安全措施的布置,接地线组数、编号及位置。受理和执行中的工作票情况等。 353 3)接班人员应重点检查的内容: (1) 查阅上次下班到本次接班的值班记录及有关记录,核对运行方式变化情况。 (2)核对模拟图板是否与当前运行状态相符。 (3)检查设备运行情况,了解缺陷及异常情况。 (4)变压器负荷及运行情况。 (5)电容器组运行状况。 (6)检查中央信号及音响情况。 (7)检查直流系统绝缘状况及浮充电流。 (8)核对接地线的装设地点和编号。 354 4)交接班注意事项: a)交接时应全面交接,做到模拟图板交接、现场交接、实物交接、对口交接。 b)在处理事故和进行倒闸操作时,不得进行交接班,交接班时发生事故与异常,应停止交接班。并由交班人员处理,接班人员在交班值班长指挥下协助处理工作。 c)接班人员班前饮酒或精神不正常时,不得交接班。 355 五、倒闸操作 倒闸操作必须根据值班调度员或值班负责人命令,受令人复诵无误后执行。发布命令应准确、清晰、使用正规操作术语和设备双重名称,即设备名称和编号。发令人使用电话发布命令前,应先和受令人互报姓名。值班调度员发布命令的全过程(包括对方复诵命令)和听取命令的报告时,都要录音并作好记录。倒闸操作由操作人填写操作票,每张操作票只能填写一个操作任务。 356 操作票应用钢笔或圆珠笔填写,票面应清楚整洁,不得任意涂改。操作人和监护人应根据模拟图板或接线图核对所填写的操作项目,并分别签名,然后经值班负责人审核签名。 下列项目应填入操作票内: ??? 应拉合的断路器(开关)和隔离开关(刀闸),检查断路器(开关)和隔离开关(刀闸)的位置,检查接地线是否拆除,检查负荷分配,装拆接地线,安装或拆除控制回路或电压互感器回路的熔断器(保险),切换?;せ芈泛图煅槭欠袢肺薜缪沟?。 ??? 操作票应填写设备的双重名称,即设备名称和编号。 357 开始操作前,应先在模拟图板上进行核对性模拟预演,无误后,再进行设备操作。操作前应核对设备名称、编号和位置,操作中应认真执行监护复诵制。发布操作命令和复诵操作命令都应严肃认真,声音宏亮清晰。必须按操作票填写的顺序逐项操作。每操作完一项,应检查无误后做一个“√”记号,全部操作完毕后进行复查。操作票应先编号,按照编号顺序使用。作废的操作票,应注明“作废”,已操作的注明“已执行”。操作票保存三个月。 停电拉闸操作必须按照断路器(开关)--负荷侧隔离开关(刀闸)--母线侧隔离开关(刀闸)的顺序依次操作,送电合闸操作应按与上述相反的顺序进行。严防带负荷拉合刀闸。 倒闸操作必须由两人执行,其中一人对设备较为熟悉者作监护。单人值班的变电所倒闸操作可由一人执行。 ??? 特别重要和复杂的倒闸操作,由熟练的值班员操作,值班负责人或值长监护。 用绝缘棒拉合隔离开关(刀闸)或经传动机构拉合隔离开关(刀闸)和断路器(开关),均应戴绝缘手套。雨天操作室外高压设备时,绝缘棒应有防雨罩,还应穿绝缘靴。接地网电阻不符合要求的,晴天也应穿绝缘靴。雷电时,禁止进行倒闸操作。 358 倒闸操作----防止误操作 应该以人防、技防为主要环节 1、?人防就是加强人员的学习,认真执行各项规定,而不是形式主义。 (1) 认真执行操作票制度,监护制“四对照”。 (2) 不断提高个人防范能力和技术能力。 (3) 制定相应的管理办法。 (4) 经常组织防误装置的技术培训。 (5) 建立岗位责任制。 (6) 定期检查,要做到防误好用。 359 2、 技防就是在防止误操作装置上下功夫,因为它是防止操作人员发生误操作的有效技术措施。 防误装置包括许多,如微机防误、电气闭锁、机械闭锁、电磁闭锁、机械连锁、程序锁、机械锁、带电显示装置等。 防误装置应满足“五防” 即:防止误分、误合断路器;防止带负荷拉合柄离开关(刀闸);防止带电挂合接地装置;防止带接地装置合闸;防止误入带电间隔。 新建、改造变电所的时候,必须重点在防误上下功夫,这样才能对以后的运行安全起到?;ぷ饔?。 360 六、巡视检查 巡视检查是保证设备安全运行的有效制度。巡视检查应遵守明确规定的检查项目、周期、路线,要精神集中,细听、细看、细嗅,保证巡视质量。 巡视工作一般应两人进行,每次巡视后应将缺隐立即记入记录薄,巡视者对记录不完全负责。因巡视不周和违犯规定造成事故者,要追究责任,对于发现重大缺陷或防止了事故的发生,要给以表扬和奖励。 巡视周期:每日交接班时双方共同巡视一次;正常情况时每日10点、20点巡视二次;每月对全站设备进行全面巡视检查,晚上进行熄灯检查一次。 361 1、正常巡视检查项目 (1) 设备的所有瓷质部分如套管、直瓶、吊瓶、空墙套管、避器等是否清洁,有无破损及放电痕迹和异响。 (2) 注油设备的油位、油色是否正常,有无渗漏油现象,设备内部有无异响。 (3) 电气设备的接头接触是否良好,有无发热打火现象。 (4) 运行中的仪表指示,电度表转动是否正常。 (5) 继电?;ず妥远爸檬欠穹显诵幸?,有无损坏和异响,指示灯是否有损坏。 (6) 直流系统设备运行是否正常,母线电压是否合适,储能电容是否有损坏。 (7) 室外端子箱、机构箱、接线盒关闭是否严密,是否有受潮现象。 362 2、特殊巡视:天气急变如雷、雨、大风、雪、雹雾和重大节日时要酌情增加巡视次数,新投运的设备,检修后的设备和带缺陷异常运行的设备,要适当增加巡视检查次数。 特殊巡视检查内容: (1) 雷雨天气时主要检查设备有无闪络放电,门窗是否关好,电缆沟是否有积水,基础有无下沉。 (2) 刮大风时,主要检查导线摆动情况,连接夹是否有损坏,架构是否牢固,接头处有无积雪溶化,冒气现象。设备有无冻结冰棒,引线是否过紧。 (3) 雪雾时主要检查室外设备有无闪络放电。 (4) 高峰负荷时主要检查主变温升,负荷分配情况,接头是否发热。 (5) 夜巡主要检查套管、母线瓷瓶是否有电晕、放电,设备接头是否发热烧红,设备内部有无异常响声。 363 第十五章 电力变压器  变压器是一种静止的电气设备,利用电磁感应原理将一次侧的能量传递到二次侧供用户使用,同时根据输配电的需要将电压变高或变低改变电能的参数。在电力系统中依靠变压器将不同电压等级的输电线路连接起来。 需要变压器升压、降压的原因 变压器的分类 按用途分类:电力变压器、特种变压器、仪用互感器 按冷却方式分为:油浸式和干式 364 第一节 变压器的工作原理与结构 一、工作原理:电磁感应原理 1、工作过程:(如图),闭合的 铁芯上绕有两个互相绝缘的绕组其中接入电源的一侧叫一次绕组,输出电能的一侧叫二次绕组。 单相变压器的原理图 当交流电源电压U1加到一次绕组后,就有交流电流I1通过该绕组并在铁芯中产生交变磁通Φ。这个交变磁通不仅穿过一次绕组,同时也穿过二次绕组,两个绕组中将分别产生感应电势E1 和E2。 365   这时若二次绕组与外电路的负载接通,便会有电流 I2流入负载Z,即二次绕组就有电能输出。变压器将一次绕组输入的能量传递到了二次侧供用户使用。 2、变压器的变比:(讨论变压器一、二次侧电压的关系) 设:一次绕组的匝数为N1,二次绕组的匝数为N2 一次绕组感应电势 E1=4.44fN1φm (V) 二次绕组感应电势 E2=4.44fN2 φm (V) 由于变压器一、二次侧的漏电抗和电阻都比较小,可忽略不计,故可近似地认为:U1≈E1;U2≈E2。即变压器一次侧的端电压有效值近似等于一次侧的感应电势有效值,二次侧端电压有效值近似电压二次侧感应电势的有效值。即公式: 366 3、 一,二次电流的关系: 由于变压器的内部损耗很小,可以忽略不计,则变压器的输出功率等于输入功率,即   从而            上式说明:变压器一、二次电压之比与一、二次绕组的匝数成正比;一、二次电流之比与一、二次绕组的匝数成反比。即匝数多的一侧电压高、电流??;匝数少的一侧电压低、电流大。 结论:变压器利用电磁感应原理,将一次绕组输入的能量传递到了二次侧,同时改变了电能的参数:对降压变压器而言把高电压变成了低电压,把小电流变成了大电流。而且只要知道其中某一侧的电压或电流,通过变比便可以求出另一侧的电压和电流。 367 二、变压器的结构 电力变压器的基本结构组成: 368 电力变压器结构图 369 1.铁芯 (?。┨窘峁?铁芯是变压器的磁路部分。由铁芯柱和铁轭组成。套绕组的部分称铁芯柱,连接铁芯柱的部分叫铁轭,磁通在铁芯中形成闭合回路。大容量变压器为了减低高度、便于运输,常采用三相五柱铁芯结构。这时铁轭截面可以减小,因而铁芯柱高度也可降低。 按铁芯型式,变压器可分为心式和壳式两种。心式变压器的绕组包围着铁芯,壳式变压器则是铁芯包围着绕组。由于芯式变压器的结构简单,绕组的布置和绝缘比较容易,我国主要采用芯式铁芯,只有特种变压器才采用壳式铁芯。 370 内铁式变压器的铁芯和绕组 (a)单相内铁式变压器的铁芯和绕组;(b)三相内铁 式变压器的铁芯和绕组 1一铁芯柱;2一铁轭;3一绕组 371 (2).铁芯材料 由于变压器铁芯内的磁通是交变的,故会产生磁滞损耗和涡流损耗。为了减少这些损耗,变压器铁芯一般用含硅5%厚度为O.35mm或O.3mm、0.27mm的冷轧硅钢片叠制而成,硅钢片的两面涂有绝缘用的硅钢片漆(0.01~0.13mm厚)并经过烘烤。 2.绕组:绕组是变压器的电路部分。 材料:通常采用绝缘铜线或铝线绕制而成,匝数多者称为高压绕组,匝数少者称为低压绕组。在高压绕组上有若干分接头供调压使用。 372 绕组分类:可分为同心式和交叠式两种。 1.同心式绕组:它是把一次、二次绕组分别绕成直径不同的圆筒形线圈套装在铁芯柱上,高、低压绕组之间用绝缘纸相互隔开。低压绕组靠进铁芯,高压绕组在外层。这样可以降低绕组对地的绝缘水平,节省投资,同时便于从高压绕组引出分接头。 2.交叠式绕组:它是把一次、二次绕组按一定的交替次序套装在铁芯柱上。这种绕组的高、低压绕组之间间隙较多。 3.绝缘 1).绝缘等级 绝缘材料按其耐热程度可分为7个等级,变压器一般采用A级绝缘。 绝缘材料的耐热等级与极限温度 373 2.绝缘结构 变压器的绝缘分为外绝缘和内绝缘两种。外绝缘指的是油箱外部的绝缘;内绝缘指的是油箱内部的绝缘,主要是绕组绝缘和内部引线的绝缘以及分接开关的绝缘等,主要材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。 4.分接开关 作用:调整电压 分类:无励磁调压分接开关和有载调压分接开关 原理:高压绕组有若干分接头,低压绕组为固定匝数,改变高压绕组的匝数,从而改变低压绕组的输出电压。 分接头在高压绕组的原因:原因一是高压绕组匝数多、电压高、电流小,使分接开关的引线和开关的载流部分截面小,有利于分接开关的接触和调整分接开关时减小电??;原因二是高压绕组布置在外层,便于引出接线。 374 无励磁调压分接开关:什么叫无励磁调压?  10kV的配电变压器只有一对±5%的分接头,共3个抽头,表示为UN±5%;容量在8000kVA及以上,相电流在800A及以下,电压35kV及以上高压绕组有两对±2.5%分接头,共5个抽头,表示为 UN±2×2.5%   ±5% 和±2×2.5% 的意义 有载调压开关:是从变压器绕组(高压绕组)中引出若干分接头,通过有载分接开关,在保证不切断负载电流的情况下,由一个分接头“切换”到另一分接头,以变换绕组的有效匝数。 单电阻、单臂、有载调压电路示意图 (a)切换前;(b)Kl接到“1”上; (c)K2离开“2”;(d)切换后 备注:374 备注:采用这种调压方式的变压器,材料消耗少、变压器体积增加不 多,可以制成很高的电压和很大的容量。 375 5.油箱 油箱是变压器的承载部件,也是变压器的外壳,里面装满了变压器油,绕组和铁芯也放置在里面。 油浸式电力变压器油箱按容量分为:吊器身式和吊箱壳式 吊器身式:6300KVA及以下变压器 吊箱壳式(钟罩式):8000KVA及以上变压器 备注:375 备注:油枕是用钢板作成的圆桶形容器,它水平安装在变压器油箱盖上油枕的一端装有玻璃油位指示计(油表)。油枕内的油几乎不和油箱内的油对流循环,因此从空气中 吸人油中的水分,绝大部分会沉到油枕中的沉积器(集污盒) 中而不进人油箱。 376 6.冷却装置小容量:油浸自冷式,容量较小无散热管,仅靠油箱散热。容量稍大,加装散热片或散热管。大容量:为了提高冷却效果,加装冷却风扇,称风冷。50000KVA以上:强迫油循环水冷或风冷 377 7.储油柜(又称油枕) 储油柜位于变压器油箱上方,通过气体继电器与油箱相通,作用: 1、储油和补油的作用:使变压器的油箱总是装满油。 2、减小空气与绝缘油的接触面积,从而减缓绝缘油被氧化和吸湿的速度。 378 8.防爆管 防爆管安装在变压器油箱顶盖上,是一个钢质园管,出口处有玻璃防爆膜密封,作为油箱内部发生故障而产生过高压力时的一种释放?;?,所以又称为安全气道。 379 9.吸湿器 吸湿器里面装满了吸湿剂--硅胶(氯化钙或氯化钴) 变色硅胶受潮后由蓝色变为粉红色 吸湿器的作用: 1、使进入变压器储油柜上部空间的空气被吸湿,过滤掉工业粉尘和其它杂质。 2、呼吸作用 380 10.高、低压绝缘套管 变压器的套管是将变压器绕组的高、低压引线引到油箱外部的绝缘装置。 作用:1、引线对地(油箱)的绝缘。 2、固定和支持引线。 套管结构:带电部分和绝缘部分 带电部分:导电杆、导电管、电缆或铜排 绝缘部分:外绝缘(瓷管)和内绝缘(变压器油) 381 11.气体继电器 安装地点:储油柜与箱盖的联管上 作用:变压器内部故障的主?;ぃㄔ鸭涠搪?、绕组与外壳击穿、相间短路、油面下降等) 轻瓦斯作用于信号 重瓦斯作用于跳闸 382 三、变压器型号及技术参数 1.型号 变压器的型号分两部分,前部分由汉语拼音字母组成 ,代表变压器的类别、结构特征和用途,后一部分由数字组 成,表示产品的容量(kVA)和高压绕组电压(kV)等级。 相数表示:D-单相;S-三相。 冷却方式表示: J-油浸自冷;F-油浸风冷;FP-强迫油 循环风冷;SP-强迫油循环水冷。 电压级数表示:S-三级电压;无S表示两级电压。 其他:0-全绝缘;L-铝线圈或防雷;0-自耦;Z-有载调 压 383 配电变压器的型号意义                       ?。?/  防护代号                                   U1N      SN   设计序号                          调压方式 :Z(有载调压)   导线材料 :L(铝绕组)                                                        绕组数:S(三绕组)                  循环方式(自然循环不标,P表示强迫循环)                               冷却方式 F(风冷)G(干式空气自冷)                ?。茫ǜ墒浇阶⒕担?;F(油浸风冷) ,油浸自冷不标                    相数:D(单相)S(三相) 绕组耦合方式(一般不标, O表自耦) ? 例:S11-160/10 SFL1-10000/110;SFPS-63000/220 384 2.相数 电力变压器分单相和三相两种,220kV及以下电压等级的电力变压器都是三相变压器。 3、额定频率:变压器的额定频率是指所设计的运行频率,我国规定为50Hz(常称“工频”)。 4.额定容量(SN)(补充单相和三相电路,△和星形电路特点) 额定容量是制造厂所规定的在额定工作状态(即在额定电压、额定频率、额定使用条件下的工作状态)下变压器输出的视在功率,以kVA表示。三相变压器的额定容量等于三相额定容量之和。即 SN=3UPNIPN?。健  ?对于单相变压器 SN=UPNIPN 变压器的额定容量与绕组容量的关系:  双绕组变压器:变压器的额定容量等于绕组的额定容量  三绕组变压器:变压器的额定容量等于最大的绕组额定容。一般有100/100/100;100/50/100;100/100/50三种 当变压器容量因冷却方式而变更时,则额定容量是指它的最大容量. 385 5.额定电压(UN)   变压器各侧的额定电压不同,但它们必须与线路的额定电压相配合。   我国规定交流、高压的额定电压有:(补充功能、组合、配合等)  3、6、10、20、35、110、220、500、750、1000kV   它们都是线电压  变压器一次绕组的额定电压U1N是指接到变压器一次绕组端点的额定电压值;等于与变压器一次绕组相连元件的额定电压。即升压变压器的U1N等于发电机的额定电压;降压变压器的U1N等于线路的额定电压。      变压器二次绕组的额定电压U2N是指当一次绕组施加的电压为额定值、分接开关放在额定分接头位置上,变压器空载时,二次绕组的开路电压(单位为V或kV)。由于变压器二次绕组均位于线路的始端,考虑到线路输送功率将产生电压损耗,为了使线路末端的电压不至太低,要求始端电压应高于线路的额定电压。   规定:小变压器比线路的额定电压高5%      大变压器比线路的额定电压高10% 如10/0.4、20/0.4、35/11、35/10.5、110/38.5/11、220/121/11 220/121/10.5 386 电力变压器标准调压范围和方式 387 6.额定电流(I1N、I2N) 变压器一、二次绕组的额定电流是指在额定电压和额定环境温度下使变压器各载流部分不超温的一、二次绕组长期允许通过的最大工作电流,对三相变压器指线电流,单位以A表示。  其值可通过额定容量和额定电压求出:   单相变压器   三相变压器: 7.绕组连接组标号(组别) 变压器的三相绕组可以连接成星形(Y)或三角形(D)。   星形连接:线电流=相电流 线电压= 相电压   三角形连接:线电流=  相电流 线电压=相电压 例:Yd11;Dyn11 388 8.空载电流(I0) 空载运行:变压器一次侧施加(额定频率的)额定电压,二次绕组开路时的运行状态。 空载电流:空载运行时一次绕组中通过的电流。它主要用于产生磁通,以形成平衡外施电压的反电动势,因此空载电流的主要作用是励磁。 励磁涌流:当变压器空载合闸时,由于铁芯饱和而产生的数值很大的励磁电流。 空载损耗ΔP。:变压器空载时的有功功率损耗,它主要是铁芯中的磁滞和涡流损耗。   9.阻抗电压和短路损耗 阻抗电压:也称短路电压(u Z%),指二次侧短接,一次侧加电压,使其一次侧电流到达额定值时的一次电压叫阻抗电压。它表示变压器通过额定电流时在变压器自身阻抗上所产生的电压损耗,一般用百分值表示,称阻抗电压百分数或短路电压百分数。    表达式为 短路损耗:也称负载损耗(ΔP) 定义:变压器二次侧短接、一次绕组通过额定电流时变压器由电源所吸取的(亦即消耗的)有功功率(单位为W或kW)。他是变压器流过额定电流时在一、二次绕组电阻上产生的有功功率损耗。 389 10.调压范围    调整设备:分接开关。分为无励磁调压和有载调压两类    调压方式:无励磁调压和有载调压    调压原理:改变高压绕组的匝数,从而改变变压器的变比,从而改变二次绕组的输出电压。 11.电压调整率    是衡量供电电压质量   定义:在给定功率因数下,变压器二次的空载电压与负载时电压之差对额定电压的百分数。即                    或 式中: 冷却方式 表示绕组及箱壳内外的冷却介质和循环方式,即变压器的冷却方式是由冷却介质种类及其循环方式来标志。 390 12、效率:变压器输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。小型变压器一般为90%以上,大型变压器一般在95%以上。用式子表示为        13.温升和冷却方式 变压器的温升:对空气冷却变压器指变压器测量部位的温度与冷却空气温度(周围环境实际温度)之差;对水冷却变压器指变压器测量部位的温度与冷却器入口处水温之差。允许温升是指在额定条件下运行时,其实际(测量)温度超出环境温度的最大允许值。 A级绝缘的温升规定 冷却方式: ?。保┯徒岳涫剑河涂慷粤骱头涞男问桨讶攘可⒎⒌街芪Э掌?,一般用于6300kVA及以下的变压器。在110kV电压级的城网中50000及kVA以下也用自冷式。  2)油浸风冷式:在自冷式的基础上加风吹装置,提高散热能力40%~50%。用于8000~63000kVA的变压器  3)强迫油循环风冷:容量大于63000kVA的大型变压器油箱上装有强迫油循环冷却器,散热效率很高。 ?。矗┣科扔脱匪洌捍佑偷剿扔偷娇掌纳⑷认凳?,故水冷却器比风冷却器的冷却效率高,用于大型变压器。 391 第二节 变压器运行 一、变压器允许运行方式 1.允许温度与温升 1)允许温度 运行中的变压器各部件的温度是不同的,绕组和铁芯的温度最高,变压器油的温度最低,周围环境的温度更低,它们之间要进行热交换。 变压器的允许温度主要决定于绕组的绝缘材料 电力变压器大部分采用A级绝缘材料。即浸渍处理过的有机材料、如纸、棉纱、木材等。对于A级绝缘材料,其允许最高温度为105° 规定变压器上层油温最高不超过95°。而在正常状态下,为了使变压器油不致过速氧化,上层油温一般不应超过85°C。 对于强迫油循环的变压器上层油面的温度不宜经常超过75°C 6~8°定则 392 2)温升 (1)定义:对油浸式变压器指被测部位的温度与周围环境温度之差。变压器的温度达到稳定时的温升称为稳定温升,稳定温升的大小与周围环境的温度无关,它仅决定于变压器的损耗与散热能力。 我国规定的环境温度为40C0,油浸式变压器的允许温升指上层油面的温度与周围环境温度之差       95C0-40C0=55C0 绕组的允许温升为           105C0-40C0=65C0   对水冷却变压器指被测部位的温度 与冷却器入口处水温之差。 变压器正常运行时上层油面的温度和温升,不能超过允许值。如果超过,将缩短寿命。         393 2.变压器过负载能力 1、什么叫变压器的过负荷运行:在不损坏变压器的绝缘和降低使用寿命的前提下,变压器输出的功率大于额定功率运行称过负荷运行。 变压器的过负荷能力:在不损坏变压器的绝缘和降低使用寿命的前提下,变压器在短时间内能输出的最大容量称为变压器的过负荷能力。 2、变压器能过负荷运行的原因   a、变压器不是总在额定负荷下运行   b、变压器的环境温度不总是40C° 故变压器能在高峰负荷和冬季过负荷运行 3、变压器过负荷的表示方法:    过负载倍数:变压器所能输出的最大容量与额定容量之比   394 4、过负荷的分类:正常过负荷;事故过负荷;短时过负荷 (1)变压器在正常情况下过负载能力 对室外变压器,总的过负载数值不得超过30%,对室内变压器,总的过负载不得超过20% (2)变压器在事故时过负载能力:电力系统或变电站事故时,允许变压器短时过负荷能力称为事故过负荷能力。它的大小和持续时间 均有规定。 (3)变压器允许短路 : 为限制铜绕组的温度不超过250°,铝绕组的温度不超过200°,时间5秒。规定允许短路电流一般为25倍额定电流,(开关早已跳闸) 395 3.允许电压波动范围 电源电压波动范围:额定电压±5%,变压器可满载运行。 电源电压低于额定电压:变压器的输出功率减小。 电源电压高于额定电压5%,变压器的空载损耗增大,变压器发热增加,系统的无功需求增大,各母线电压降低。 396 二、变压器并列运行 什么叫变压器并联运行? 并列运行目的: (1)提高供电可靠性 (2)提高变压器运行经济性(改变投入的台数,使损耗最?。?(3)减少总备用容量 397 2.理想并列运行条件 I)变压器的联结组标号相同。如都是Y/Δ-11 2)变压器的电压比相等(允许有±5%的差值)。 3)变压器的阻抗电压Uz%相等(允许有±10%的差值) 如果不满足以上条件,变压器在投入时将产生很大的冲击电流,会损坏变压器或引发系统事故。 398 三、变压器油及运行 1.变压器油作用 绝缘、散热和冷却的作用。 绝缘:油的绝缘强度高于空气,浸润能力强,它能充满油箱内的各个缝隙从而排出空气,它是变压器的绝缘介质。 油能使木质和纸质长期保持原有的物理和化学性能,使金属得到防腐作用。 散热和冷却: 油的温度低于发热元件 运行中油箱内的油之间存在温差, 变压器油是流动的,从而把发热元件热量传递给油箱和散热器,再辐射和传导到空气 2.变压器油运行 1)变压器试验新的和运行中的变压器油都需要作试验。 (1)变压器油每年要取样试验(1~2年) (2)试验项目:一般为耐压试验、介质试验和简化试验。 (3)取样时的注意事项: 399 (2)变压器油运行管理 日常巡视:油温、油位、油色是否正常,油箱是否有滲、漏油的现象,吸湿器中的吸湿剂是否需要更换(吸湿器内的吸湿剂2/3变色认为吸湿饱和)、储油柜和防爆管是否有喷油痕迹。 定期或不定期作油样试验,作气相色谱分析。了解变压器的运行情况,预测潜伏性故障。 变压器油一般不应放置在高温下和透明容器内。 变压器运行中补油时注意事项: 1)10kV及以下变压器可补入不同牌号的油,但应作混油的耐压试验。 2)35kV及以上变压器应补入相同牌号的油,也作耐压试验。 3)补油前要将重瓦斯?;じ慕拥叫藕盼恢?,补油后要检查气体继电器,即时放出气体,运行24h后无问题,再重新将气体?;そ踊靥⑽恢?。 400 四、变压器运行巡视检查 1.变压器巡视检查 变压器运行巡视检查内容和周期如下: 1)检查储油柜和充油绝缘套管内油面的高度和封闭处有无漏油现象,以及油标管(油位计)内的油色。 2)检查变压器上层油温。正常时一般应在85°C以下,强油循环水冷却的变压器为75°C以下。 3)检查变压器的响声。正常时为轻微的连续均匀的嗡嗡声。 4)检查绝缘套管是否清洁、有无破损裂纹和放电痕迹 401 5)清扫绝缘套管及有关附属设备。 6)检查母线及接线端子等连接点的接触是否良好,有无过热现象。 7)容量在630kVA及以上的变压器,且无人值班的,每周应巡视检查一次。容量在630kVA以下的变压器,可适当延长巡视周期,但变压器在每次合闸前及拉闸后应检查一次。 402 8)有人值班的变配电所,每班都应检查变压器的运行状态。 9)对于强油循环水冷或风冷变压器,不论有无人员值班,都应每小时巡视一次。 10)负载急剧变化或变压器发生短路故障后,都应增加特殊巡视 403 2.变压器异常运行和常见故障分析 (1)变压器声音异常的原因 1)启动大容量动力设备时,负载电流变大 2)当变压器过负载时,发出很高且沉重的嗡嗡声,但无杂音。 3)当系统短路或接地时,通过很大的短路电流,变压器会产生大的噪音。 4)若变压器带有可控硅整流器或电弧炉等设备时,由于有高次谐波产生,变压器声音也会变大。 (2)绝缘套管闪络和爆炸原因 1)套管密封不严进水而使绝缘受潮损坏。 2)套管的电容芯子制造不良,使内部游离放电。 3)套管积垢严重或套管上有大的裂纹和碎片。 404 五、变压器油色谱在线监测系统简介 变压器油的气相色谱分析是变压器故障诊断的重要方法。其原因是:变压器长期局部过热或局部放电,高温和电弧使油和有机绝缘物质分解出某些气体,根据这些气体的成份和含量,可以判断变压器的运行情况。若由人工进行此项工作,过程十分复杂,而且需要技术熟练的专业人员较长时间的工作。 变压器色谱在线监测系统,代替了技术人员的复杂劳动,能同时检测出6种故障特征气体,并通过故障气体的分析诊断,及时捕捉到变压器的故障信息,科学指导设备运行检修。 405 第三节 其他变压器 一、干式变压器 干式变压器是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘液体中的变压器 在结构上分为以固体绝缘包封绕组和不包封绕组 1.环氧树脂绝缘干式变压器 用环氧树脂浇注或浸渍作包封的干式变压器称为环氧树脂干式变压器。 环氧树脂是难燃、阻燃的材料,具有优良的电气性能,在许多电气设备中广泛使用。如电缆头的制作,熔断器的熔丝管等. 406 2.气体绝缘干式变压器 气体绝缘干式变压器的工作部分(铁芯和绕组)与油浸变压器基本相同。不同的是变压器的箱壳内充以SF6气体代替绝缘油,作为绝缘介质和冷却介质。 SF6气体与油相比绝缘性能好、重量轻、无爆炸和燃烧的危险、对环境没有要求等,缺点是过载能力稍差。 结构特点: 工作部分与油浸式相同 为了保证良好的散热性能,适当增大箱体的散热面积。一般气体绝缘变压器采用片式散热器进行自然风冷却。 测量温度方式为热电偶式测温装置,同时装有密度继电器和真空压力表。 气体绝缘变压器的箱壳上还装有充 放气阀门 407 3)H级绝缘干式变压器 绝缘等级分为Y,A,E.B,F,H,C七个等级,油浸式变压器一般用A级绝缘,H级绝缘比A级绝缘高了4个等级,最高运行温度为180度,主要是绕组的绝缘材料使用了NOME纸,这种纸可耐受220度的高温. 电气强度高,介电常数小 408 二、非晶态合金铁芯变压器 变压器的空载损耗,浪费了很多电能,特别是农村电网的配电变压器空载损耗占总损耗的70%~80%。为了降低变压器空载损耗,采用高导磁率的软磁材料,用非晶态合金做成铁芯。减小了铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗。与普通的铁芯变压器相比,空载损耗低60%~80%??赵氐缌飨陆?0%左右,大大提高了变压器运行经济性。 409 三、低损耗油浸变压器 低损耗变压器又称节能型变压器,主要包括S7~S11。节能的主要措施有: 1)加强线圈层绝缘,使安匝平衡,降低杂散损耗 2)片式散热器代替管式散热器,提高散热系数 3)铁芯绝缘采用整块绝缘,提高了绕组的机械强度。 如S9系列,增加了铁芯截面积,减小磁通密度,从而减小铁芯中的损耗;增大高、低压绕组导线截面积并采用铜导线,从而减小绕组电阻上的损耗,达到节能效果。 S11系列在S9的基础上,采用超薄型硅钢片,降低了空载损耗. 另外,S7~S11铁芯为全斜接式铁芯,铁芯片叠成芯柱后不用穿心螺杆紧固,而采用无纺玻璃丝带绑扎,再经金属夹件夹紧。铁芯材料采用优质冷轧晶粒取向电工钢片,全斜接缝叠压而成节能效果极佳。 410 四、卷铁芯变压器 单相卷铁芯变压器适用于10KV、630KVA及以下变压器,空载电流减小为叠式的20%~30% 与节能型变压器相比:空载损耗比S9系列低30%,空载电流减小20%。 411 第十六章 仪用互感器 第一节 电流互感器 原理、分类、接线形式及使用注意事项 第二节 电压互感器 原理、分类、接线形式及使用注意事项 电压互感器的并列 412 互感器 互感器是一种特殊的变压器,指用以传递信息供给测量仪器、仪表和?;?、控制装置的变换器。 互感器的作用: (1)用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘。 这即可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备,又可防止继电器、仪表等二次设备的故障影响主电路,提高一、二次设备的安全性和可靠性,并有利于人身安全。 (2)用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。 例如用5A的电流表或100V电压表,通过不同变比的电流、电压互感器可测量任意高的电流或电压。而且可使二次仪表、继电器的规格统一,有利于这些设备的标准化。 413 互感器的分类 电流互感器(缩写CT,文字符号TA) 电流互感器可用在交换电流的测量、 交换电度的测量和电力拖动线路中的保 护。 电压互感器(缩写PT,文字符号TV) 电压互感器可在高压和超高压的电 力系统中用于电压和功率的测量等。 414 电流互感器 电流互感器是将一次侧的大电流,按比例变为适合通过仪表或继电器使用的,额定电流为5A或1A的变换设备。 电流互感器的工作原理 电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器。它的工作原理和变压器相似。 电流互感器一、二次电流之比称为电流互感器的额定互感比。 式中 ——一次线圈的额定电流,A; ——二次线圈的额定电流,A; 415 电流互感器原理图 结构特点 1)一次绕组串联在电路中,并且匝数很少,有的电流互感器还没有一次绕组,利用穿过其铁芯的一次电路(如母线)作为一次绕组;而且一次绕组导体相当粗;其二次绕组匝数相当多,导体较细。 2)电流互感器二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈串联,形成一个闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小,所以正常情况下,电流互感器在近于短路的状态下运行。 416 电流互感器的分类 光电耦合式 母线式 单匝 芯柱式 按一次绕组匝数分为 套管式 多匝式 线圈式 户内式 线环式 按安装地点分为 串级式 户外式 电磁式 测量用 按用途分为 ?;び?干式、 按绝缘可分为 浇注式、 油浸式 417 418 电流互感器结构(以LMZJ1-0.5为例) 1—铭牌 2—一次母线穿孔 3—铁心,外绕二次绕组,树脂浇注 4—安装板 5—二次接线端子 1 2 3 4 5 419 铭牌 型号:如LQJ-10; 额定工作电压 额定一次电流、额定二次电流、变比 额定负荷:电路互感器二次侧以外的回路阻抗都是CT的负荷,通常以视在功率伏安或阻抗欧姆表示。 额定功率因数:二次额定负荷阻抗的有功部分与额定视在功率之比 准确等级:0.01,0.02,0.05,0.1,0.2,0.5,1,3,10 测量常用的等级有0.2,0.5,1.0,0.2S,0.5S;?;び贸S玫燃队?P,10P 电力系统常用0.1、0.2、0.5、1、3 备注:电流互感器精度等级就是说的它的测量误差(精度),一般有0.2,0.5,1.0,0.2S,0.5S,5P,10P等。带S的是特殊电流互感器,要求在1%-120%负荷范围内精度足够高,一般取5个负荷点测量其误差小于规定的范围;0.2,0.5等一般就是测量线圈,要求误差20%-120%负荷范围内精度足够高,一般取4个负荷点测量其误差小于规定的范围(误差包括比差和角差,因为电流是矢量,故要求大小和相角差),而5P,10P的电流互感器一般用于接继电器?;び?,即要求在短路电流下复合误差小于一定的值,5P即小于5%,10P即小于10%;所以电流互感器根据用途规定了不同的准确度,也就是不同电流范围内的误差精度。 420 电流互感器结构(以LQJ-10为例) 该电流互感器具有两个铁芯和两个二次绕组 1—一次接线端子 2—一次绕组(树脂浇注) 3—二次接线端子 4—铁心 5—二次绕组 6—警示牌(上写“二次侧不能开路“等字样) 1 2 3 4 5 6 421 高压电流互感器多制成不同准确度级的两个铁芯和两个副绕组的型式,分别接测量仪表和继电器,以满足测量和继电?;さ牟煌?。 供测量用电流互感器的铁芯在一次侧短路时应该容易饱和,以限制二次侧电流增长的倍数。 供继电?;び玫奶?,在一次侧短路时不应饱和,使二次侧的电流与一次侧的电流成正比例增加, 以适应?;ち槊舳鹊囊?。 422 零序电流互感器 零序电流?;さ幕驹硎腔诨舴虻缌鞫桑毫魅氲缏分腥我唤诘愕母吹缌鞯拇偷扔诹?。在线路与电气设备正常的情况下,各相电流的矢量和等于零,因此,零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出,执行元件不动作。当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零,故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通,零序电流互感器的二次侧感应电流使执行元件动作,带动脱扣装置,切换供电网络,达到接地故障?;さ哪康?。 423 电流互感器的接线形式 一相式接线 电流线圈通过的电流反应一次电路相应相的电流。通常用于负荷平衡的三相电路如低压动力线路中,供测量电流、电能或接过负荷?;ぷ爸弥?。 424 两相电流差接线 这种接线适用于中性点不接地的三相三线制电路中供作电流继电?;ぶ?。由向量图可知,互感器公共线上的电流为ia-ic,其量值为相电流的 倍。 425 三相星型接线 它由三只完全相同的电流互感器构成。此种接线方式适和于高压大电流接地系统、发电机二次回落、低压三相四线制电路。采用此种接线方式,二次回路的电缆芯数较少。但由于二次绕组流过的电流分别为IA、IB、IC,当三相负载不平衡时,则公共线中有电流IN 流过。此时,总公共线断开就会产生计量误差,因此,公共线是不允许断开的。 426 两相V形接线 也称为两相不完全星型接线。在中性点不接地的三相三线制电路中,广泛用于测量三相电流、电能及作为过电流继电?;ぶ?。这种接线方式是根据三相交流电路中三相电流之和为零的原理构成的,公共线上的电流为ia+ic=-ib,反应的是B相的相电流。 + 427 优点: (1)少使用了一个电流互感器,节约了成本。 (2)在减少二次电缆芯数的情况下,取得了第三相电流。 缺点: (1)由于只有两只电流互感器,当其中一点相性接反时,则公共线中的电流变为其它两相电流的相量差,造成错误计量,且错误接线的机率较多。(所以在新装或整改时都必须对互感器的极性进行效验)。 (2)这种接线线方式对A、C相接地和相间短路都可以起到很好的?;ぷ饔?,可是当B相发生接地的时候,它就显的无能为力。因为B相的电流为负的A、C相之和。 现在公司大部分开关柜都是选用的此种接线方式?;褂幸恍〔糠直冉现匾目毓袷褂玫氖侨嘈切谓酉?。 428 429 电流互感器在接线中应注意以下内容: 1)电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。 使用过程中拆卸仪表或继电器时,应事先将二次侧短路。安装时,接线应可靠,不允许二次侧安装熔丝; 2)二次侧必须有一端接地。 防止一、二次侧绝缘损坏,高压窜入二次侧,危及人身和设备安全; 3)一次侧串接在线路中,二次侧与继电器或测量仪表串接。 4)接线时要注意其端子的极性。 电流互感器一、二次侧的极性端子,都用字母表明极性。按照规定我国互感器和变压器的绕组端子,均采用“减极性”标号法。当一次侧电流从同名端流入,则二次侧电流从同名端流出。 430 电压互感器 电压互感器是将一次侧的高电压按比例变为适合于仪器、仪表和?;た刂谱爸檬褂玫谋浠簧璞?。 电压互感器及其二次回路的重要性: 电压互感器作为一重要的一次设备在电力系统中发挥着重要的作用。同时,因为电压互感器是一种公用设备,无论是互感器本身出现问题或是其二次回路出现问题,都将给整个二次系统带来严重影响。保障电压互感器及其二次回路的稳定运行至关重要。 431 (3)电压互感器的分类 1.按照结构分类: 三相三柱式 三相式 三相五柱式 单相电压互感器 2.按照安装位置不同 母线PT:测量母线电压 线路PT:测量线路电压 3.按照原理分类 电磁式电压互感器 电容式电压互感器 432 433 电磁式电压互感器 工作原理: 电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同,可以说是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器 。 结构特点 1)容量很小,类似一台小容量变压器,但结构上要求有较高的安全系数; 2)电压互感器二次绕组所接仪表的电压线圈阻抗很大,正常情况下,电压互感器在近于空载的状态下运行。 434 一次接线端子 高压绝缘套管 一、二次绕组,树脂浇注绝缘 铁心 二次接线端子 1 2 3 4 5 435 电容式电压互感器(CVT) 我国110kV及以上电力系统目前使用的电压互感器主要有电容式 电压互感器(CVT)、SF6气体绝缘电磁式电压互感器和电压/电流组合式互感器。CVT具有绝缘强度高、能够降低雷电冲击波头陡度、不会与系统发生铁磁谐振、造价低且能兼作耦合电容器用于电力线载波通信等优点。 工作原理: 电容式电压互感器实质 上是一个电容分压器,在 被测装置的相和地之间接 有电容C1和C2,按反比分 压,C2上的电压为 436 电压互感器的接线 (1)单相接线 该接法仅适用于测量相间电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上,另一端接地,互感器可测量某一相对地电压。 437 (2)V-V接线 两个电压互感器分别接于线电压UAB和UBC上,一次绕组不能接地,二次绕组为安全,一端接地,这种接线方式适用于中性点非直接接地或经消弧线圈接地系统。 1) 只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压; 2)不能测量相电压; 3)一次绕组接入系统线电压,二次绕组电压为100V。当继电?;ぷ爸煤筒饬勘砑浦恍栌孟叩缪故?,可采用这种接线方式。 438 (3)Y0-Y0接线 由三个单相互感器一、二次侧均接成Y0形,可供给要求线电压的仪表和继电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。由于小电流接地系统在一次电路发生单相接地时,另两个完好相的相电压要升高到线电压,所以绝缘监视电压表表要按线电压选择否则在发生单相接地时,电压表可能被烧毁。 439 (4)Y0/Y0/?接线 用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0 /?接线,用于3~220kV系统(110kV及以上无高压熔断器),供接入交流电网绝缘监视仪表和继电?;び?。三相五柱式电压互感器只用于3~15kV系统,其接线与三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/?接线基本相同。 该接线方式其二次绕组用来测量相间电压和相对地电压,辅助二次绕组接成开口三角形检测零序电压。 440 小电流接地系统为什么正常运行时电压互感器的开口三角形两端无电压,而当一次系统发生单相接地时就出现电压? 备注:上升到100V 当小电流接地系统,也就是中性点不直接接地系统中,发生单相故障时(仍以A相为例),单相金属性故障时,PT中性点发生了漂移。由于再接地点处电压为零,所以B、C两相的相电压升高为线电压(因为中性点漂移到故障前的A相)幅值扩大了根号3倍,之间的夹角为60°,合成的向量幅值又扩大了根号3倍。由向量图可以算出开口三角的电压为铭牌的100/3乘以根号3再乘根号3 441 60kV及以下系统,一次侧一般经过隔离开关和熔断器接入高压电网。 电压互感器一次侧熔断器的作用: (1)?;さ缪够ジ衅鞅旧?,当电压互感器本身故障时,熔断器迅速熔断,防止事故扩大; (2)防止高压电网受电压互感器本身及其引线的影响。 110kV及以上系统,电压互感器一次侧不装熔断器 (1)主要原因是考虑到系统灭弧问题较大,熔断器的断流容量亦很难满足要求,熔断器 制造困难; (2)这一类互感器采用单相串级式,绝缘强度高,发生事故的可能性比较??; (3)110kV及以上系统,中性点一般采用直接接地,接地故障时,瞬时跳闸,不会过电 压运行。 电压互感器的一次侧与二次侧 442 电压互感器的二次侧: (1)装设熔断器或低压断路器,当电压互感器二次侧及回路发生故障时,能够快速熔断或切断,保证电压互感器不遭受损坏及不造成?;の蠖?。 (2)计量、测量二次绕组装设熔断器。 (3)?;び枚稳谱樽吧杩焖俚脱苟下菲?。 二次熔丝熔断时,运行人员应及时更换二次熔丝。若再次熔断,则不应再更换,应查明原因后再处理。此时禁止进行两台PT二次侧的并列操作,防止将故障引入另一台PT。 443 使用电压互感器应注意以下事项: 1)电压互感器的二次侧在工作时不能短路。 在正常工作时,其二次侧近于开路状态,电流很小,当二次侧短路时,其电流很大(二次侧阻抗很?。┙栈偕璞干踔廖<叭松戆踩?。 2)电压互感器的二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧击穿时,高压窜入二次侧,危及人身和设备安全。 3)电压互感器接线时,应注意一、二次侧接线端子的极性。以保证测量的准确性。 4)电压互感器的一、二次侧通常都应装设熔丝作为短路?;?,同时一次侧应装设隔离开关作为安全检修用。 5)一次侧并接在线路中。 6)电压互感器送电时必须先合一次侧后合二次侧,停电时先停二次侧后停一次侧,防止反送电危及设备安全。 7)两段PT二次并列时,一次必须先并列(防止反充电)。 (反充电:运行中的电压互感器由二次向不带电的电压互感器反充电,造成运行中电压互感器二次熔断器熔断,低压开关跳开,引起?;ぷ爸眉白远爸檬а梗?8)在倒换PT前必须先将PT并列运行(防止二次设备在PT倒换过程中失压) 444 PT的并列 母联隔离刀闸 系统一次运行方式 445 图中红色为电压小母线,电动机?;ぷ爸?容器?;ぷ爸?备自投装置所检测的电压即来自压小母线.电压小母线同样为分段运行方式,分别各段PT二次侧输出. YMa 2#PT 一次侧 二次侧 YMb YMc YMl YMn YMa YMb YMc YMl YMn PT并列装置 电动机?;?1#PT 一次侧 二次侧 电容器?;?电容器?;?电动机?;?备自投装置 446 YMa 2#PT 一次侧 二次侧 YMb YMc YMl YMn YMa YMb YMc YMl YMn PT并列装置 电动机?;?1#PT 一次侧 二次侧 电容器?;?电容器?;?电动机?;?备自投装置 一段母线上的PT故障或检修退出后,可通过PT并列装置并列,这样可证两段电压小母线电压正常。 447 448 倒闸操作——PT的并列(以高压配电室为例) 401 402 400 400C 403 408 613 614 609 备注:配电室倒为由Ⅱ段PT带两段母线 操作票: 1.根据工作票要求做此项操作。 2.检查该配电室的运行方式,402、400、400C合,401断。 3.解除Ⅰ、Ⅱ段母线上所有开关柜的低压?;ぱ拱?。 4.将400C柜上的PT切换开关扭到“并列”位。 5.检查PT切换正常。 6.断403开关柜低压二次空气开关QF5。 7.将403开关拉至隔离位。 8.检查Ⅰ、Ⅱ段母线上所有开关柜的低压?;ぱ拱辶蕉宋薜缪购?,恢复Ⅰ、Ⅱ段母线上所有开关柜的低压?;ぱ拱?。 9.根据工作票要求做好各项安全措施。 10.操作完毕,做好记录。 449 配电室倒为由Ⅱ段PT带两段母线 操作票: 1.根据工作票要求做此项操作。 2.检查该配电室的运行方式,402、400、400C合,401断。 3.解除Ⅰ、Ⅱ段母线上所有开关柜的低压?;ぱ拱?。 4.将400C柜上的PT切换开关扭到“并列”位。 5.检查PT切换正常。 6.断403开关柜低压二次空气开关QF5。 7.将403开关拉至隔离位。 8.检查Ⅰ、Ⅱ段母线上所有开关柜的低压?;ぱ拱辶蕉宋薜缪购?,恢复Ⅰ、Ⅱ段母线上所有开关柜的低压?;ぱ拱?。 9.根据工作票要求做好各项安全措施。 10.操作完毕,做好记录。 450 第十七章 高压配电装置 451 高压配电装置 452 一、高压熔断器 1、户内型高压熔断器:在网络过载或短路故障时能够单独地自动断开电路,是利用低熔点的金属丝(片)的熔化而切断电路的。 更换熔管必须停电进行,使用安全器具且有人监护。 453 高压熔断器 熔断:“冶金效应”锡铜合金 灭?。喝鬯咳鄱鲜?,电弧喷向石英砂及其缝隙,可迅速降温而熄灭。为了便于监视,熔断器一端装有指示器,熔体熔断时,指示器跳出,示意熔体已熔断。 454 跌落式熔断器 2、户外跌落式熔断器,具有短路?;ぷ饔?,同时兼作隔离开关。 这种熔断器广泛用于户外的3—10kV配电电网中,作为过载和短路?;び?。当过负荷电流或短路电流使熔丝熔断时,在熔丝管内产生电弧,管的内层产气材料产生大量的气体而使压力升高喷出灭弧。同时熔丝断后使活动关节释放,从而熔丝管跌落形成了明显的断口。 操作:不可带负荷拉合。拉闸时先拉中间相,再拉背风相,最后拉迎风相;合闸时顺序相反,即有风时先合迎风相,后合背风相,最后合中间相。 455 跌落式熔断器 跌落式熔断器的安装 (1)??? 安装时应将熔体拉紧(使熔体大约受到24.5N左右的拉力),否则容易引起触头发热。 (2)??? 熔管应有向下25°±2°的倾角,以利熔体熔断时熔管能依靠自身重量迅速跌落。 (3) 熔断器应安装在离地面垂直距离不小于4.5m的横担(构架)上,若安装在配电变压器上方,应与配变的最外轮廓边界保持0.5m以上的水平距离,以防万一熔管掉落引发其他事故。 (4) 熔管的长度应调整适中,要求合闸后鸭嘴舌头能扣住触头长度的三分之二以上,以免在运行中发生自行跌落的误动作,熔管亦不可顶死鸭嘴,以防止熔体熔断后熔管不能及时跌落。 (5) 10kV跌落式熔断器安装在户外,要求相间距离大于70cm。 456 跌落式熔断器 跌落式熔断器的维护检查: ①静、动触头接触是否吻合,紧密完好,有否烧伤痕迹。 ②熔断器转动部位是否灵活,有否锈蚀、转动不灵等异常,零部件是否损坏、弹簧有否锈蚀。 ③熔体本身有否受到损伤,经长期通电后有无发热伸长过多变得松弛无力。 ④熔管经多次动作管内产气用消弧管是否烧伤及日晒雨淋后是否损伤变形、长度是否缩短。 ⑤绝缘子有无损伤、裂纹或放电痕迹,拆开上、下引线后,用2500V摇表测试绝缘电阻应大于300MΩ。 ⑥对上述项目检查出的缺陷一定要认真检修处理。 457 二、隔离开关 458 隔离开关 隔离开关触头一般制成指形,以增加接触点,并加镀银层以提高接触性能,对分合空载线路的开关配有弧触头。注意它不具有灭弧能力,不允许带负荷操作,隔离开关允许切断空载变压器、不太长的空载线路、PT等。 459 隔离开关 隔离开关的维修 : a.检查负荷电流是否超过隔离开关的额定值; b.检查隔离开关导电部分有无动静触头接触不良、发热、动静触头有烧损及导线(体)连接情况,遇有以上情况时,应及时修复; c.检查绝缘连杆、底座等绝缘部件有无烧伤和放电现象; d.检查隔离开关操作机构各部件是否完好、动作灵活,断开、合闸时三相是否同期、准确到位。 460 三、负荷开关 负荷开关具有简单的灭弧装置,可以通过正常负荷电流,但不能断开短路电流,应当与熔断器配合使用,不允许在短路的情况下操作。 负荷开关与熔断器组合使用时,高压熔件的选择,应考虑在故障电流大于负荷开关的开断能力时,必须保证熔丝先熔断,然后负荷开关才分闸。负荷开关根据灭弧方式可分为:自产气式、压气式、油浸式、SF6式、真空式、狭缝式。 461 负荷开关 负荷开关维修: a.负荷开关导电部件的维修项目内容与刀开关相应部分相同; b.检查开关的操作机构的部件是否完好,闭锁装置是否完好。 c.检查外壳内、底座有无熔丝熔断后造成的金属粉尘,应清扫干净,以免降低绝缘性能; d.金属外壳应有可靠的?;そ拥?,防止发生触电事故 e.检查熔断器额定电流是否与开关额定电流相匹配。 462 四、断路器 断路器有较强的灭弧能力,即能接通和断开负荷电流,也能切断短路电流,高压断路器必须与高压隔离开关串联使用,由前者接通和分断电流,由后者切断电源。因此,切断电路时必须先拉开断路器后拉开隔离开关;接通电路时必须先合上隔离开关,后合上断路器。如果断路器两侧都有隔离开关,两台隔离开关的操作顺序也不能弄错。分断电路时,应先拉开断路器,再拉开负荷侧隔离开关,最后拉开电源侧隔离开关;接通电路时,先合上电源侧隔离开关,再合上负荷侧隔离开关,最后合上断路器。 463 断路器 断路器是按采用的灭弧介质进行分类的,可分为多油、少油、压缩空气、SF6、真空、磁吹式,固体产气共七类。 油断路器:是变压器油作介质,既作为作为绝缘介质用又用来灭弧, 但额定电流及开断能力不能很大,其中少油断路器应用最多。 压缩空气断路器:是用高压空气以高速气流来灭弧。额定电流和开断能力较大。但需要配备空压机系统。 真空断路器:是利用弧柱区和真空的压力差使弧柱等离子体向空间迅速扩散,从而有利于介质绝缘强度的迅速恢复。用于35kV及以下变电所及频繁操作的场合。 六氟化硫(SF6)断路器:是目前最理想的灭弧介质,它是利用几个至十几个压力以高速气流灭弧,由于其电弧压降小,电弧能量也小,易于灭弧。其额定电流和开断能力大,在国外已较普遍采用,我国正在逐步推广中。 固体产气断路器:是利用固体产气物质(如有机玻璃聚氯乙烯硬塑料等),在电弧高温作用下分解出气体进行灭弧,但额定电流及开断能力小。较多使用于农村电网。 磁吹:是利用开断电流本身产生的磁场,将电弧吹入灭弧片的狭缝内使之拉长冷却直至熄弧。灭弧介质是大气。适合于20kV以下户内频繁操作场所。 464 (一)真空断路器 真空断路器是利用弧柱区和真空的压力差使弧柱等离子体向空间迅速扩散,从而有利于介质绝缘强度的迅速恢复。用于35kV及以下变电所及频繁操作的场合。 465 真空断路器 1—动铁芯推杆;2—调节螺钉;3—底架;4一支架头; 5—扇形板;6—绝缘杆;7—绝缘碗;8—真空扦灭弧室; 9—绝缘撑板;l0—联接头;11—轴销;12—绝缘子;13—合闸限位螺钉; 14—分闸跳板 正常情况下的维护不用解体。 466 真空断路器 高压真空断路器的机械寿命一般为10000~20000次,正在开展将机械寿命提高到30000~40000次的研究工作,电磁操动机构结构简单、性能可靠、调整维修方便、运行人员习惯使用和维修而被广泛使用;有些地方也有习惯使用电动弹簧操动机构的。操动机构在高压真空断路器机械结构中是最为复杂、精度要求最高的部分 。 467 真空断路器 真空开关本体常见的缺陷主要有:真空泡慢性漏气、本体绝缘件绝缘击穿等。在目前仍未有完善的在线监测手段的情况下,定期检查绝缘,试耐压是检验上述缺陷的主要手段。 真空开关的状态检修 :真空开关的检修主要针对机构检修,开关的本体不能检修?;沟募煨扪细裰葱杏泄丶煨薰娉?、规定和检修工艺导则,保证检修质量 。主要包括一次分合闸时间、速度、同期、弹跳、行程、超程、动作电压及机械连动部分的测试和维护工作。 468 真空断路器 检修的一般性指南: ①测量各相触头的开距和超行程,应符合制造厂的规定,以此来检查接触面腐蚀情况,如果超过时应换灭弧室。 ②检查真空度。如发现真空度降低时,应更换灭弧室。 ③各部件润滑良好,动作灵活。 ④为了检查真空度是否下降,可用工频耐压试验进行间接检查,应无闪络。 469 (二)SF6断路器 SF6断路器近年来得到了广泛的采用,它具有开断能力强,断口电压较小,允许连续开断次数多,适于频繁操作、噪音小、无火灾危险等特点。其故障率是最低的。 六氟化硫断路器的灭弧室是一种永久性的密封,一般不用解体,平时仅是检查气体压力,当低于规定值时通过充气阀进行充气。 470 SF6断路器 瓷瓶支持式SF6断路器(户外) :1—灭弧室瓷套;2—静触头;3—喷口;4—动触头;5—汽缸;6—压气活塞; 7—支柱瓷套;8—操作杆; 9—绝缘套筒; 10—(放)气孔;11—缓冲定位装置; 12—联动轴;13—过滤器 471 SF6断路器 瓷瓶支柱式用于电压较高的场合(如最高工作电压为72.5kV以上),其灭弧室是压气式的,分闸时,压气缸和动触头同时运动,将气体压缩。触头分离后,电弧被高速气流纵吹而灭弧。现广泛采用的是自能膨胀式,利用电弧加热SF6,使其压力升高而吹弧,从而取消了压气缸。 472 SF6断路器 检修的一般性指南: SF6断路器正常情况下不用解体,仅是检查气体压力,当低于规定值时通过充气阀进行充气。一般运行一年后进行,以后每5年1次,当压力降到最低值时,通过压力传感器断开断路器的接点。 ②对泄漏的监视使用携带式气体监视器。泄漏率小于1%/年。 ③测量触点电阻和原始值比较,则按触点位置和原始值比较。 ④对各活动部件检查和润滑。 ⑤操作机构灵活,动作正确。 473 (三)少油断路器 以前在6~10kV配电网络中,绝大部分选用SN系列少油断路器,并配备CD10-10型电磁机构,此种高压断路器存在着遮断容量小、分闸时间长、维护工作量大、不能频繁操作、存在火灾爆炸隐患等缺点。用ZN系列真空断路器替代SN系列少油断路器是农网设备发展的趋势。 474 五、高压开关柜 ????????????????????????????????????? 475 固定式高压开关柜 固定式开关柜为金属封闭箱式结构,柜体骨架由角钢焊接而成。柜内分为断路器室、母线室、电缆室、继电器室。室与室之间用接地钢板隔开。 断路器室在柜体下部 ,断路器的传动由拉杆与转轴和操动机构连接;断路器上接线端子与上隔离开关连接,断路顺下接线端子与电流互感器连接,电流互感器与下隔离开关的接线端子连接,断路器室还没有压力释放通道,若内部电弧发生时,气体可通过排气通道将压力释放。 母线室在柜体后上部,为了减小柜体高度,母线呈品形排列,以机械破坏负荷为7350N的绝缘子支技,母线与上隔离开关接线端头相连接。 电缆室在柜下部后方,电缆室内支持绝缘子可设有监视装置、电缆固定在支架上。对于主结线为联络方案时,本室则为联络电缆室。 断路器操动机构装在下面左边位置,其上方为隔离开关的操作及联锁机构??毓裎嫖?、前面检修继电器室的二次元件,维护操动机构,机械联锁及传动部分,检修断路器,后面维修主母线和电缆终端。断路器室和电缆室均装有照明灯。前门的下方没有与柜宽方向平行的接地铜母线,其截面为:4X400mm。 为了防止带负荷分隔离开关,防止误分误合断路器;防上误入带电间隔;防止带电合接地开关;防止带接地刀合闸。 476 手车式高压开关柜 型手车式高压开关柜 由封闭式钢板柜体和手车组成。手车按一次线路方案分为:断路器车、电压互感器车、避雷器车、电容器车和隔离车等。具备“五防”功能,即可防止带负荷抽插一次触点;防止接地开关闭合时接入电源;防止手车在工作位置时接通接地开关;防止进入有电间隔;防止误分、误合断路器。同类型手车部分与同类型柜体可以互换使用,便于事故迅速处理及对柜内设备的检修。 477 高压环网开关柜 HXGN-12ZF(R)型环网柜环网供电一般有三个基本单元组成:电缆进出线柜、用户变压器支路柜、电缆进出线柜。进出线柜作为环网单元,当任一线路出线故障时,能及时隔离,并由另一单元保证用户变压器连续供电。用户回路环网柜对变压器起飞丰?;ず透衾胱饔?,便于维护检修。 外表壳由基本骨架、顶板、侧板组成封闭结构?;吠竦亩ゲ课赶呤?,母线室的前面为仪表室,两室之间用钢板隔开,柜的上部有负荷开关室,中下部为电缆进出线和其他元件室?;吠竦闹饕璞赣姓婵崭汉煽?、隔离开关(或带熔断器隔离刀闸)、接地开关、避雷器、操作机构、联锁机构及测量、计量回路等组成。 478
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