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第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇第 一 章 电 气 工 程 基 础 理 论第 一 节 电 路 及 其 基 本 定 律一,电 路 的 内 涵
( 一 ) 电 路 的 物 理 量
!" 电 流 当 我 们 合 上 电 源 开 关 的 时 候,电 灯 就 会 发 光,电 炉 就 会 发 热,电 动 机 就 会 转 动,这 是 因 为 在 电路 中 有 电 流 通 过 的 缘 故 。 电 流 虽 然 用 肉 眼 看 不 见,但 是 可 以 通 过 它 的 各 种 表 现 而 被 人 们 所 觉 察 。
那 么 什 么 叫 做 电 流 呢? 电 流 是 电 荷 ( 带 电 粒 子 ) 有 规 则 的 定 向 运 动 而 形 成 的 。 如 图 ! # ! 所 示,若 将 电 源开 关 闭 合,灯 泡 就 会 发 光,从 灯 泡 闪 光 的 一 瞬 间 开 始,就 发 生 了 电 荷 向 一 定 方 向 的 移 动 。
图 ! # ! 简 单 电 路
( !) 电 流 的 大 小 和 单 位,表 征 电 流 强 弱 的 物 理 量 叫 做 电 流 强 度,简 称 电 流,用 字 母,!” 或,"” 表 示 。
电 流 在 数 值 上 等 于 单 位 时 间 内 通 过 某 一 导 体 横 截 面 的 电 荷 量,即
" $ %&’ %(
如 果 电 流 不 随 时 间 而 变 化,即 %&’ %( $ 常 数,则 这 种 电 流 称 为 恒 定 电 流,简 称 直 流,常 用 大 写 字 母 ! 表 示 。

! $ # $ %
式 中 # 是 在 时 间 % 内 通 过 导 体 横 截 面 & 的 电 荷 量 。
在 国 际 单 位 制 ( )*) 中,电 流 的 单 位 名 称 是 安 培,简 称 安,用 符 号 + 表 示 。 并 规 定 每 秒 钟 通 过 导 线 截 面 的电 量 为 ! 库 时 的 电 流 为 ! 安 。 电 流 的 单 位 也 可 用 千 安 (,+),毫 安 ( -+),微 安 (
!
+) 或 纳 安 (,+) 表 示,它 们 之 间的 换 算 关 系 是,
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+
·0·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
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( )) 电 流 的 方 向,实 际 上,导 体 中 的 电 流 是 由 负 电 荷 在 导 体 中 流 动 形 成 的,而 我 们 习 惯 上 规 定 正 电 荷 运 动的 方 向 或 负 电 荷 运 动 的 相 反 方 向 作 为 电 流 的 方 向 ( 实 际 方 向 ) 。
电 流 的 实 际 方 向 是 一 定 的,但 在 实 际 电 路 中,电 流 的 实 际 方 向,往 往 难 以 确 定 。 为 此,在 分 析 与 计 算 电 路时,常 可 任 意 选 定 某 一 方 向 作 为 电 流 的 正 方 向 或 称 为 参 考 方 向 。 所 选 电 流 的 正 方 向 并 不 一 定 与 电 流 的 实 际 方向 一 致 。 当 电 流 的 实 际 方 向 与 其 正 方 向 一 致 时,则 电 流 为 正 值 ( 图 !% )*) ; 反 之,电 流 为 负 值 ( 图 !% )+) 。 因 此,
在 正 方 向 选 定 之 后,电 流 之 值 才 有 正 负 之 分,显 然,在 未 标 定 正 方 向 的 情 况 下,电 流 的 正 或 负 是 毫 无 意 义 的 。
图 !% ) 电 流 的 方 向图 !% & 电 流 的 种 类综 上 所 述,导 体 中 的 电 流 不 仅 具 有 大 小,而 且 具 有 方 向 性 。
大 小 和 方 向 都 不 随 时 间 而 变 化 的 电 流 为 恒 定 直 流,简 称 直 流,如 图 !
% &* 所 示 。
方 向 始 终 不 变,大 小 随 时 间 而 变 化 的 电 流 称 为 脉 动 直 流 电 流,如 图 !
% &+ 所 示 。
大 小 和 方 向 均 随 时 间 变 化 的 电 流 称 为 交 流 电 流,通 常 其 大 小 和 方 向随 时 间 作 周 期 性 变 化,且 平 均 值 为 零 的 交 流 电,简 称 交 流 。
工 业 上 普 遍 应 用 的 交 流 电 流 是 按 正 弦 函 数 规 律 变 化 的,称 为 正 弦 交流 电 流,如 图 !% &,所 示 。 图 !% &- 所 表 示 的 电 流,是 非 正 弦 交 流 电 流 。
),电 压 ( 电 位 差 ) 与 电 位 电 路 中 负 载 与 电 源 接 通 后 就 会 有 电 流 通过 。 电 灯 发 光,是 因 为 电 源 正 负 极 之 间 存 在 电 压 。 电 压 是 电 场 中 两 点 间的 电 位 差,是 变 量 电 场 力 做 功 本 领 的 物 理 量,是 产 生 电 流 的 能 力,如 图 !
% / 所 示,在 导 体 内 部,单 位 正 电 荷 自 * 点 移 动 到 + 点,电 场 力 所 作 的 功定 义 为 *,+ 两 点 间 的 电 压 。 用 !
*+
表 示 。 即
!
*+
#
"
*+
#
式 中 "
*+
— — — 电 场 力 所 做 的 功,单 位 为 焦 ( 0) ;
#— — — 被 移 动 正 电 荷 的 电 量,单 位 为 库 ( 1) 。
电 压 有 时 也 叫 电 位 差 。 电 位 是 电 场 中 某 点 与 零 电 位 之 间 的 电 位 差,
其 数 值 与 零 电 位 点 的 选 择 有 关 。 供 电 线 路 中,通 常 选 择 大 地 的 电 位 为 零电 位 ; 但 在 电 路 中 通 常 以 电 源 的 负 极 作 为 参 考 点 ( 零 电 位 ) 。

!
*

!
+
分 别 表 示 * 点,+ 点 电 位 ( 且 * 点 电 位 高 于 + 点 电 位 ),若 用电 位 来 表 示 *,+ 两 点 间 的 电 压,则
!
*+
#
!
*
%
!
+
在 电 路 中,习 惯 上 将 正 电 荷 受 电 场 力 方 向 即 电 位 降 方 向,定 为 电 压方 向 。 当 正 电 荷 顺 电 场 方 向 由 * 点 移 向 + 点,电 场 力 作 正 功,!
*+
2 $,即 *
点 电 位 高 于 + 点 电 位,反 之 相 反 。
电 流 总 是 从 高 电 位 向 低 电 位 流 动,就 像 水 从 高 处 流 向 低 处 一 样,电 位 差 愈 大 即 电 压 愈 高,产 生 的 电 流 就愈 大 。
·/· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !"# $,%两 点 间 的 电 压电 压 通 常 用 ! 表 示,在 国 际 单 位 制 中,电 压 的 基 本 单 位 名 称 是 伏 特,简 称伏,用 字 母 & 表 示 。 电 压 的 单 位 也 可 用 千 伏 ( ’&),毫 伏 ( (&) 和 微 伏 (
!
&) 表 示,它们 之 间 的 换 算 关 系 是,
!’&) !***&
!(&) !*
"+
&
! &) !*
"+
(&
+,电 动 势 在 电 路 中,电 源 是 维 持 流 过 持 续 的 电 流,设 法 不 断 地 向 电 路 补充 能 量 的 装 置 。 电 源 的 正,负 极 之 间 存 在 电 位 差,这 是 因 为 电 源 产 生 电 源 力 克 服电 场 力 所 做 功 的 缘 故 。 不 同 的 电 源 产 生 电 源 力 的 方 向 不 同 。 例 如,蓄 电 瓶 靠 内 部 的 电 极 与 电 解 液 之 间 的 化学 反 应 产 生 电 源 力 ; 发 电 机 靠 磁 场 中 电 磁 感 应 的 作 用 产 生 电 源 力 。 它 们 分 别 依 靠 化 学 能 和 机 械 能 将 正 电 荷从 低 电 位 ( 负 极 ) 移 到 高 电 位 ( 正 极 ) 。 我 们 用 电 动 势 这 个 物 理 量 衡 量 电 源 力 对 电 荷 做 功 的 能 力 。
在 电 源 内 部,电 源 力 把 单 位 正 电 荷 从 电 源 负 极 ( 低 电 位 ),移 到 正 极 ( 高 电 位 ) 所 做 的 功 叫 做 电 源 的 电 动势,用 符 号 " 表 示,单 位 为 伏 ( &) 。 即
" )
#
$
式 中 #— — — 电 源 力 做 的 功,单 位 为 焦 ( -) ;
$— — — 被 移 动 电 量,单 位 为 库 (,) 。
在 国 际 单 位 制 中,电 动 势 和 电 压 的 单 位 名 称 一 样,都 采 用 伏 特,简 称 伏 ( &) 。
电 源 电 压 与 电 源 电 动 势 在 概 念 上 不 能 混 淆 。 电 压 指 两 个 电 极 之 间 的 电 位 差,它 表 示 电 能 输 出 做 功 的 能力 ; 电 动 势 是 指 电 源 内 部 建 立 电 位 差 的 本 领,它 表 明 电 源 依 靠 化 学 能 或 机 械 能 产 生 电 压 的 能 力 。
如 图 !" / 所 示,电 源 电 压 !
$%
,也 就 是 $,% 两 点 间 的 电 压,是 单 位 正 电 荷 从 $ 点 ( 高 电 位 ) 经 导 线 和 负 载移 到 % 点 ( 低 电 位 ) 所 失 去 的 电 能 。 电 源 电 动 势 " 是 在 电 源 内 部 电 源 力 克 服 电 场 力,将 单 位 正 电 荷 从 % 点 ( 低电 位 ) 移 到 $ 点 ( 高 电 位 ) 所 得 到 的 电 能 。
通 常 习 惯 上,将 正 电 荷 所 受 电 源 力 的 方 向 定 为 电 动 势 正 方 向,因 此,电 动 势 的 正 方 向 是 从 电 源 负 极 到 正极 的 方 向,即 电 位 升 的 方 向 ; 电 压 的 正 方 向 是 正 极 到 负 极 的 方 向,即 电 位 降 的 方 向 。 因 此,电 动 势 的 正 方 向 与电 压 的 正 方 向 相 反,如 图 !" / 所 示 。
在 电 路 中,电 动 势 的 符 号 如 图 !" 0 所 示 。 图 !" 0$ 为 电 池 的 表 示 符 号,图 !" 0% 为 直 流 发 电 机 的 表 示 符号 。 电 动 势 和 电 压 的 方 向 如 图 所 示 。
图 !" / 电 源 电 动 势 和 电 源 电 压图 !" 0 电 动 势 的 符 号
( $) 电 池 ( %) 直 流 发 电 机
( 二 ) 电 路 的 基 本 参 数电 阻,电 感 和 电 容 是 电 路 的 三 个 基 本 参 数 。 在 电 路 中,电 阻 元 件 发 热 而 消 耗 能 量,是 耗 能 元 件 ; 电 感 元 件要 产 生 磁 场 而 储 存 磁 场 能 量,是 储 能 元 件 ; 电 容 元 件 要 产 生 电 场 而 储 存 电 场 能 量,也 是 储 能 元 件 。 下 面 分 别介 绍 电 路 中 电 阻,电 感,电 容 的 三 个 基 本 参 数 。
!,电 阻 电 阻 具 有 阻 碍 电 流 流 动 的 本 性,表 征 导 体 对 电 流 呈 现 阻 碍 作 用 的 电 路 参 数 叫 做 电 阻,用 符 号
% 表 示 。 电 源 内 部 的 电 阻 称 为 内 阻,电 源 以 外 导 线 及 负 载 的 电 阻 称 为 外 电 阻 。 在 国 际 单 位 制 中,电 阻 的 单 位
·/·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇名 称 是 欧 姆,简 称 欧,用 希 腊 字 母
!
表 示 。 也 可 以 用 千 欧 ( ! ),或 兆 欧 ( "
!
) 表 示 。 它 们 之 间 的 关 系 是
#! $ #%%%
!
#"
!
$ #%%%!
( #) 在 一 定 的 温 度 下,电 阻 与 导 体 的 尺 寸 及 材 料 有 关 。
实 验 证 明,金 属 导 体 电 阻 ! 的 大 小 与 导 体 的 长 度 成 正 比,与 导 体 的 截 面 积 成 反 比,还 与 材 料 的 导 电 能 力有 关 。 即
! $
!
"
#
式 中 "— — — 导 体 的 长 度,单 位 为 米 ( &) ;
#— — — 导 体 的 截 面 积,单 位 为 平 方 米 ( &

) ;
!
— — — 导 体 的 电 阻 率,单 位 为 欧 米 (
!
· &) 。
在 实 际 应 用 时,为 了 方 便,截 面 # 的 单 位 常 用 平 方 毫 米 ( &&

) ; 电 阻 率 的 单 位 便 是 欧 平 方 毫 米 每 米 (
!
·
&&

(&) 。 计 算 时,应 注 意 单 位 的 换 算 。
电 阻 ! 的 倒 数 称 为 电 导,是 表 征 元 件 导 电 能 力 的 电 路 参 数,用 符 号 $ 表 示 。 其 国 际 单 位 名 称 是 西 门 子,
简 称 西,用 符 号 ) 表 示 。 即
$
#
!
电 阻 率 的 倒 数 叫 电 导 率,用 符 号
"
表 示,单 位 是 西 门 子 每 米 ( )(&) 。 实 际 常 用 西 门 子 米 每 平 方 毫 米 ( )·
&(&&

) 表 示 。 即
$ $
"
·
#
"
"
$
#
!
不 同 的 材 料,有 不 同 的 电 阻 率 。 表 #* # 列 出 了 常 用 电 工 材 料 在 温 度 ’%+时 的 电 阻 率 。
表 #* # 常 用 电 工 材 料 的 电 阻 率 和 电 阻 温 度 系 数用 途 材 料 名 称电 阻 率
#
[ ’%+]

!
· &&

(&)
平 均 电 阻 温 度 系 数
$
[ %,#%%+]( #( +)
导 电 材 料碳银铜铝低 碳 钢
#%-%
%-%#./
%-%#0/
%-%’12
%-#2
* %-%%%/
%-%%2.
%-%%3
%-%%3
%-%%.
电 阻 材 料锰 铜康 铜镍 铬 铁铝 铬 铁铂
%-3’
%-33
#-%
#-’
%-#%.
%-%%%%%/
%-%%%%%/
%-%%%#2
%-%%%%1
%-%%214

%
表 中 给 出 的 是 近 似 值 。 这 些 数 值 随 着 材 料 纯 度 和 成 分 的 不 同 而 有 所 变 化 。
&
表 中 碳 的 电 阻 温 度 系 数 前 有 负 号,表 示 碳 的 电 阻 值 随 着 温 度 的 升 高 而 降 低 。
( ’) 温 度 对 电 阻 的 影 响 。 实 践 证 明,金 属 导 体 的 电 阻 除 了 决 定 于 材 料 的 性 质 和 导 体 的 几 何 尺 寸 外,还 受温 度 的 影 响 。 对 一 般 金 属 来 说,温 度 在 %,#%%+范 围 内 电 阻 随 着 温 度 的 增 高 而 增 大,而 碳 和 一 些 纯 净 的 半 导体 材 料 则 电 阻 随 着 温 度 的 增 高 而 变 得 愈 小 。 为 了 计 算 导 体 在 不 同 温 度 下 的 电 阻 值,我 们 把 导 体 温 度 每 升 高
·.· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"时,电 阻 值 增 大 的 百 分 数 叫 做 电 阻 的 温 度 系 数,用 符 号
!
表 示 。 在 # $ !##"之 间,导 体 电 阻 所 增 加 的 相 对数 值,基 本 上 与 温 度 上 升 的 值 成 正 比 。 即
!
%
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式 中 !
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— — — 起 始 温 度 "
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时 的 导 体 电 阻 (
"
) ;
!
%
— — — 温 度 增 加 到 "
%
时 导 体 电 阻 (
"
) ;
!
— — — 电 阻 温 度 系 数 ( !) ") 。
有 些 金 属 或 合 金,它 们 处 于 接 近 绝 对 零 度 ( ( %*+") 时,电 阻 值 会 突 然 下 降,甚 至 变 为 零,这 种 现 象 叫 做超 导 电 性 。 具 有 这 种 性 质 的 物 体 称 为 超 导 体 。 目 前,利 用 低 温 超 导 体 材 料 制 成 的 元 件,正 在 广 泛 应 用 于 电 子计 算 技 术,原 子 能 技 术 等 方 面 。
( +) 电 阻 的 种 类,电 阻 分 为 线 性 电 阻 和 非 线 性 电 阻 两 种 。 电 阻 值 ! 只 与 导 体 本 身 的 材 料 和 几 何 尺 寸 有关,而 不 随 电 压 或 电 流 的 变 化 而 变 化,电 阻 值 是 一 个 常 量 。 具 有 这 种 特 性 的 电 阻 元 件 称 为 线 性 电 阻 。 它 的 电压 和 电 流 之 间 的 关 系,即 伏 安 特 性 是 一 直 线,如 图 ! ( *,所 示 。 电 阻 值 ! 随 电 压 或 电 流 的 变 化 而 变 化 的 电 阻元 件,称 非 线 性 电 阻 。 它 的 伏 安 特 性 是 一 曲 线,图 ! ( *- 是 二 极 管 的 伏 安 特 性 。 它 与 直 线 相 差 很 大,因 此,二极 管 是 一 种 非 线 性 电 阻 元 件 。 我 们 提 到 的 电 阻,除 了 特 别 说 明 者 外 均 为 线 性 电 阻 。
图 ! ( * 电 阻 的 伏 安 特 性 曲 线
(,) 线 性 电 阻 ( -) 非 线 性 电 阻 ( 二 极 管 )
%,电 感 我 们 知 道,在 静 止 电 荷 的 周 围 存 在 着 电 场,如 果 电 荷 运 动 就 形 成 了 电 流,在 电 流 的 周 围 就 会 产生 磁 场 。 电 和 磁 是 不 可 分 割 的 统 一 体,只 要 有 电 流 存 在,它 的 周 围 就 有 磁 场 。 磁 场 对 电 流 有 作 用 力,载 流 导体 在 磁 场 中 受 到 电 磁 力 的 作 用,导 体 在 磁 场 中 的 运 动 或 变 动 的 磁 场 能 够 产 生 电 动 势 和 电 流,也 就 是,动 磁 生电,。
目 前,很 多 设 备 如 发 电 机,电 动 机,继 电 器,变 压 器,电 工 测 量 仪 表 等 等,都 是 根 据 电 磁 作 用 原 理 而 制 作的 。 也 可 以 说 有 电 流 就 有 磁 现 象,有 磁 现 象 说 明 有 电 流 存 在,二 者 既 互 相 联 系 又 互 相 作 用 。
为 了 讲 明 电 感 参 数,我 们 首 先 介 绍 电 磁 感 应 现 象 和 感 应 电 动 势 的 大 小 和 方 向 。
( !) 电 磁 感 应 。 变 动 的 磁 场 能 够 在 导 体 中 引 起 电 动 势 的 现 象,叫 做 电 磁 感 应 。 由 电 磁 感 应 产 生 的 电 动 势叫 做 感 应 电 动 势 。 由 感 应 电 动 势 所 引 起 的 电 流 叫 做 感 应 电 流 。
实 验 证 明,只 有 在 导 体 作 切 割 磁 力 线 运 动 时,才 会 产 生 电 磁 感 应,而 当 导 体 在 磁 场 中 平 行 磁 力 线 左 右 移动 时,是 不 会 产 生 感 应 电 动 势 的 。
( %) 感 应 电 动 势 的 大 小 和 方 向 。 下 面 分 两 种 情 况 分 别 讨 论 如 何 确 定 感 应 电 动 势 的 大 小 和 方 向 。
#
直 导 体 中 的 感 应 电 动 势 。 当 导 体 对 磁 场 作 相 对 运 动 而 切 割 磁 力 线 时,导 体 中 感 应 电 动 势 的 大 小,取 决于 磁 感 强 度,导 体 长 度 和 切 割 速 度 。
实 验 表 明,当 直 导 体 在 均 匀 磁 场 中,沿 着 与 磁 力 线 垂 直 的 方 向 运 动 时,所 产 生 的 感 应 电 动 势 的 大 小 #,与导 线 的 有 效 长 度 $,导 线 的 运 动 速 度 %,磁 感 应 强 度 & 成 正 比 。 即
·*·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
! ! "· #· $
式 中 "— — — 磁 感 应 强 度,单 位 名 称 是 特 斯 拉 ( "),也 就 是 韦 伯 #米
$
( %&#’
$
),以 前 也 常 用 电 磁 制 单 位 高 斯
( ()) 表 示 。 它 们 的 关 系 是
*"! *( %&#’
$
) ! *+
,
( ())
#— — — 导 线 的 有 效 长 度 ( ’) ;
$— — — 导 线 在 垂 直 于 磁 力 线 向 上 运 动 的 速 度 ( ’#)) 。
磁 感 应 强 度 的 大 小
" !
%
&· #
或 " !
!

式 中 %— — — 载 流 导 线 受 到 的 电 磁 力 ( -) ;
#— — — 与 磁 场 方 向 垂 直 的 导 线 长 度 ( ’) ;
&— — — 导 线 中 流 过 的 电 流 (,) ;
!
— — — 磁 通,单 位 是 韦 ( %&) 。
磁 感 应 强 度 " 和 磁 通
!
,既 有 联 系 又 有 区 别 。 " 是 描 述 磁 场 内 各 点 性 质 的 物 理 量,而 磁 通
!
是 用 来 描述 磁 场 内 某 一 个 面 上 磁 场 状 况 的 物 理 量 。
感 应 电 动 势 的 方 向 按 发 电 机 右 手 定 则 确 定,如 图 */ 0 所 示 。 即 把 右 手 伸 开,手 心 迎 着 磁 力 线,大 拇 指 指向 导 体 运 动 的 方 向,其 余 四 指 所 指 的 方 向 就 是 感 应 电 动 势 的 方 向 。 感 应 电 流 的 方 向 与 感 应 电 动 势 的 方 向 一致 。
图 */ 0 发 电 机 右 手 定 则图 */ 1 发 电 机 绕 组 中 的 感 应 电 动 势必 须 指 出,感 应 电 流 只 有 在 闭 合 回 路 中 才 能 产 生,其 大小 除 了 与 感 应 电 动 势 的 大 小 有 关 外,还 与 电 路 中 电 阻 的 大 小有 关 。 而 导 体 中 的 感 应 电 动 势 则 不 论 电 路 是 否 闭 合,只 要 切割 磁 力 线 就 会 产 生,其 大 小 与 回 路 中 的 电 阻 无 关 。
当 导 体 在 磁 场 中 产 生 感 应 电 动 势 时,导 体 便 成 了 电 源 。
若 把 它 的 两 端 和 外 电 路 接 通 形 成 闭 合 回 路 时,它 就 能 输 出 一定 的 电 能 。 借 助 于 磁 场 把 机 械 能 转 变 为 电 能,这 就 是 发 电 机的 基 本 原 理,如 图 */ 1 所 示 。
!
线 圈 中 的 感 应 电 动 势 。 当 线 圈 回 路 中 的 磁 通 发 生 变化 时,回 路 中 产 生 的 感 应 电 动 势 的 大 小,取 决 于 磁 通 变 化 的速 度 ( 即 磁 通 变 化 率 ) 和 线 圈 的 匝 数 。
实 验 表 明,线 圈 中 的 感 应 电 动 势 的 大 小 与 磁 通 变 化 率 成 正 比,与 线 圈 的 匝 数 成 正 比 。 即
! ! (
2
!
2)
·0· 新 编 电 气 工 程 师 手 册线 圈 中 产 生 的 感 应 电 动 势 的 方 向,可 以 根 据 楞 次 定 律 应 用 线 圈 的 右 手 螺 旋 定 则 来 确 定 。
楞 次 定 律 指 出,感 应 电 动 势 的 方 向,总 是 企 图 阻 止 回 路 中 磁 通 的 变 化 。 也 就 是 当 磁 通 要 增 加 时,感 应 电流 要 产 生 新 的 磁 通 反 抗 它 的 增 加 ; 当 磁 通 要 减 少 时,感 应 电 流 要 产 生 新 的 磁 通 去 反 抗 它 的 减 少 。
右 手 螺 旋 定 则 指 出,回 路 中 磁 通 变 化 时,大 拇 指 指 向 磁 通 变 化 的 反 方 向,四 指 则 指 感 应 电 动 势 的 方 向 。
如 图 !" !# 所 示,图 中
!
为 原 磁 通,
!
!为 感 应 电 动 势 产 生 的 磁 通,图 ! " !#$ 为
!
增 加 时,图 ! " !#% 为
!
减小 时 。
图 !" !# 应 用 楞 次 定 律 来 确 定 感 应 电 动 势 方 向习 惯 上 规 定 感 应 电 动 势 的 正 方 向 与 磁 通 的 正 方 向 之 间 符 号 右 手 螺 旋 定 则 ( 图 !" !!),当 磁 通
!
增 大 时,
" 为 负 值,即 &
!
’&# ( # 时," ) #; 反 之 为 正 值,即 &
!
’&# ) # 时," ( #。
因 此,感 应 电 动 势 的 公 式 可 写 成
" * "
&
!
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对 于 $ 匝 " * " $
&
!
&#
* "
&
"
&#
式 中
"
— — — 磁 链,
"
* $
!
,即 与 线 圈 各 匝 相 链 的 磁 通 总 和 。
( +) 自 感 应 和 电 感 。 线 圈 中 通 有 电 流 就 产 生 磁 场 。 当 电 流 变 化 时,线 圈 中 的 磁 通 也 跟 着 变 化,因 此 线 圈内 便 产 生 感 应 电 动 势 。 这 种 由 于 线 圈 自 身 电 流 变 化 而 产 生 感 应 电 动 势 的 现 象,叫 做 自 感 应 。 由 此 产 生 的 感应 电 动 势 叫 做 自 感 电 动 势,用 符 号 "
,
表 示 。 自 感 电 动 势 是 感 应 电 动 势 的 一 种,所 以 自 感 电 动 势 的 大 小 和 方向 可 以 用 电 磁 感 应 定 律 来 确 定 。
图 !" !!
!
的 正 方 向 与 " 的 正 方 向 之 间 符 合 右 螺 旋 定 则体 现 线 圈 自 身 产 生 自 感 电 动 势 能 力 的 物 理 量,叫 做 自 感 量,简 称 自 感,也 叫 电 感,用 符 号 % 表 示 。 在 国际 单 位 制 中,电 感 的 基 本 单 位 名 称 是 亨 利,简 称 亨,用 - 表 示 。 还 常 用 毫 亨 (,-),或 微 亨 (
!
-) 表 示 。 它 们 之间 的 关 系 是
!.-* !#
"+
-
!
-* !#
"/
-
实 验 证 明,当 线 圈 中 没 有 铁 磁 材 料 时,线 圈 的 磁 链 ( 或 磁 通 ) 和 电 流 成 正 比 。 即
"
* $
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* %&
·0·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇或 ! !
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"
!
#
"
"
式 中 !— — — 比 例 常 数,称 为 线 圈 的 电 感 ( 自 感 ) 。
线 圈 的 匝 数 # 愈 多,其 电 感 愈 大 ; 线 圈 中 单 位 电 流 产 生 的 磁 通 量 愈 大,电 感 也 愈 大 。 可 见,电 感 ! 在 数值 上 等 于 单 位 电 流 所 产 生 的 磁 通 链,所 以 电 感 ! 是 表 示 电 感 线 圈 产 生 磁 通 链 能 力 的 物 理 量 。 将 磁 链
!
! !"
代 入 式 中,则 得
$
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#"
#%
$
!
称 为 自 感 电 动 势 。 即 自 感 电 动 势 的 大 小 和 线 圈 中 电 流 的 变 化 率 成 正 比 。 其 方 向 总 是 阻 碍 线 圈 电 流 的 变化 。 因 而,自 感 电 动 势 实 际 上 总 是 力 图 维 持 线 圈 内 的 电 流 不 变 。
一 个 线 圈 电 感 的 大 小 决 定 于 线 圈 的 结 构 。 ( 如 匝 数,尺 寸,有 无 铁 芯,铁 芯 的 形 状 和 磁 性 质 等 ) 。 譬 如,一个 铁 芯 线 圈 的 电 感 比 空 心 线 圈 的 电 感 大 得 多 。 所 以 常 常 把 导 体 绕 成 的 线 圈 叫 做 电 感 线 圈 。
实 验 证 明,密 绕 的 长 线 圈,若 截 面 为 &( $
%
),长 度 为 &( $),匝 数 为 ’,介 质 的 磁 导 率 为
!
( ()$),则 其 电 感
* 为,
*!
!
· +· ’
%
&
,- 电 容 电 容 器 是 一 种 能 够 储 存 电 荷 的 元 件,在 电 子 电 路 中 利 用 电 容 器 来 实 现 滤 波,移 相,隔 直,旁 路,
选 频 等 作 用 ; 在 电 力 系 统 中 利 用 电 容 器 来 改 善 系 统 的 功 率 因 数,以 减 少 电 能 的 损 失 和 提 高 电 气 设 备 的 利 用率 。
两 块 用 绝 缘 体 隔 开 但 又 互 相 接 近 的 金 属 导 体,就 构 成 了 一 个 电 容 器 。 组 成 电 容 器 的 金 属 板 叫 做 极 板 。
两 极 板 间 绝 缘 材 料 叫 做 绝 缘 介 质,可 采 用 空 气,纸,云 母,油,塑 料 等 材 料 。 电 容 器 在 电 路 中 的 符 号 用,,表示 。
如 图 &" &% 所 示,把 电 容 器 的 两 个 极 板 分 别 接 到 电 压 为 ’ 的 直 流 电 源 上,于 是,在 电 源 电 压 ’ 的 作 用下,就 会 有 电 荷 流 向 电 容 器,形 成 电 流 。 由 于 电 容 器 极 板 间 是 绝 缘 的,电 荷 通 不 过,因 此 电 荷 会 聚 积 在 电 容 器的 极 板 上 。 正 电 荷 聚 积 在 与 电 源 正 极 相 连 的 极 板 上 ; 负 电 荷 聚 积 在 与 电 源 负 极 相 连 的 极 板 上 。 两 个 极 板 上的 电 荷 聚 积 过 程,叫 做 电 容 器 的,充 电,过 程 。 相 反,电 容 器 极 板 上 电 荷 的 释 放 过 程,叫 做 电 容 器 的,放 电,过程 。
图 &" &% 电 容 器 与 直 流 电 源 接 通由 于 电 容 器 两 个 极 板 上 聚 积 了 正,负 电 荷,在 电 容 器 极 板 间 便 产 生 了 电 位 差,用 ’
(
表 示 。 电 源 电 压 ’
和 电 容 电 压 ’
)
对 电 荷 来 说 作 用 是 相 反 的 。 电 源 电 压 ’ 是 促 使 电 荷 向 极 板 上 聚 积,而 电 容 电 压 ’
)
则 阻 止 电荷 的 聚 积 。 极 板 上 聚 积 的 电 荷 越 多,’
)
越 大,电 路 中 流 过 电 流 越 小 。 当 电 容 器 电 压 等 于 电 源 电 压 时,电 路 中再 没 有 电 荷 的 移 动,电 流 就 为 零,电 源 电 压 对 电 容 器 的 充 电 就 停 止 。 这 时 电 容 器 的 极 板 上 聚 积 着 一 定 的 电荷 。
实 验 证 明,电 容 器 所 充 的 电 量,即 电 容 器 极 板 上 所 储 集 的 电 量 * 与 其 极 板 上 电 压 成 正 比,即
* ! )’ 或 ) !
*

式 中 ) 为 比 例 常 数,称 为 电 容 器 的 电 容 量,简 称 电 容 。 它 的 国 际 单 位 名 称 是 法 拉,用 符 号,表 示 。 工 程 上 多采 用 微 法 (
!
.) 或 皮 法 ( /.) 。 它 们 之 间 关 系 是,
·0&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
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"
电 容 器 电 容 ! 的 大 小 与 电 容 器 本 身 的 结 构 有 关 。 实 验 证 明,平 行 板 电 容 器 的 电 容 ! 和 极 板 的 面 积 " 成正 比,和 极 板 之 间 距 离 # 成 反 比,还 与 极 板 间 的 绝 缘 材 料
"
( "()) 有 关 。 即
! #
!
· "
#
当 将 电 容 器 接 于 交 流 电 源 时,电 容 器 便 开 始 周 期 性 充 电 和 放 电 。 当 极 板 上 的 电 量 $ 或 电 压 % 发 生 变 化时,在 电 路 中 就 要 产 生 电 流 。 即
& #
*$
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# !·
*%
*’
可 见,电 容 电 路 中 电 流 与 电 压 的 变 化 率 成 正 比 。 上 式 是 在 % 和 & 的 正 方 向 相 同 的 情 况 下 得 出 的,否 则 要加 一 负 号 。
( 三 ) 电 路 的 基 本 定 律
!+欧 姆 定 律 欧 姆 定 律 是 在 电 路 中 表 示 电 压,电 流,电 阻 之 间 关 系 的 最 基 本 的 电 路 定 律 。
( !) 部 分 电 路 欧 姆 定 律 。 部 分 电 路 包 括 一 段 无 源 支 路 和 一 段 有 源 支 路 。
#
一 段 无 源 支 路 的 欧 姆 定 律 。 如 图 ! % !,所 示,电 阻 ( 的 两 端 在 电 压 % 的 作 用 下,电 阻 中 会 有 电 流 流过 。
实 验 证 明,流 过 电 阻 ( 的 电 流 ),与 电 阻 两 端 的 电 压 % 成 正 比,与 电 阻 ( 成 反 比 。 即
) #
%
(
这 一 规 律 称 为 欧 姆 定 律 。 式 中 电 流 单 位 名 称 为 安 培 ( -),电 压 单 位 名 称 为 伏 特 (,),电 阻 单 位 名 称 为 欧 姆

$
) 。
若 引 用 电 导 ( *) 后,欧 姆 定 律 还 可 以 写 成
) # !%
式 中 *— — — 电 导 ( * # !+ (),单 位 名 称 为 西 门 子 ( /) 。
图 ! % !,一 段 无 源 支 路由 上 式 说 明,当 加 在 电 阻 上 的 电 压 不 变 时,电 阻 越 小,通 过 的 电 流 越 大,反 之 相 反 ; 如 果 电 阻 保 持 不 变,则外 加 电 压 越 大,通 过 的 电 流 也 越 大 。 另 一 方 面,当 电 流 流 过 电 阻 时,要 引 起 电 位 的 降 落 。 通 常 电 流 与 电 阻 的乘 积,称 为 该 电 阻 上 的 电 压 降 。 如
)( # %
%
一 段 有 源 支 路 的 欧 姆 定 律 。 当 电 路 中 有 电 源 时 称 为 有 源 支 路 。 如 图 ! % !0 所 示,在 一 段 有 源 支 路 中,
电 流 的 大 小 与 电 压 和 电 动 势 的 代 数 和 成 正 比,与 支 路 电 阻 成 反 比 。 即
) #
( % 1,)
(
这 叫 做 有 源 支 路 的 欧 姆 定 律 。
应 注 意 的 是,在 支 路 中 电 动 势 的 方 向 是 电 位 升 的 方 向,而 电 压 的 方 向 是 电 位 降 的 方 向 。 如 果 上 式 中,
或 % 与 电 流 ) 的 参 考 方 向 不 一 致,则 丑 或 % 应 加 负 号,如 图 ! % !02,3 所 示 。
( 4) 全 电 路 欧 姆 定 律 。 全 电 路 指 一 个 含 有 电 源 的 闭 合 回 路 。 如 图 ! % !5 所 示,在 含 有 一 个 电 源 的 闭 合 回
·!!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇路 中,电 源 电 动 势 为 !,电 源 内 阻 为 "
!
,负 载 电 阻 为 "。 实 验 证 明,在 全 电 路 中,通 过 电 路 中 的 电 流 与 电 源 电动 势 成 正 比,与 负 载 电 阻 和 电 源 内 阻 之 和 成 反 比 。 即
# "
!
( " # "
!

图 $ % $& 一 段 有 源 支 路图 $ % $’ 含 有 一 个 电 源 的 闭 合 回 路这 叫 做 全 电 路 欧 姆 定 律 。 因 为 #" " $,所 以 上 式 可 写 为
! " $ # #"
!
或 $ " ! % #"
!
式 中 $— — — 电 源 的 端 电 压 ;
#"
!
— — — 电 源 的 内 部 电 压 降 。
图 $ % $( 复 杂 的 闭 合 回 路上 式 表 明,电 路 闭 合 时 电 源 的 端 电 压 等 于 电 源 电 动 势 减 去 内部 电 压 降 。
)*基 尔 霍 夫 定 律 基 尔 霍 夫 定 律 是 在 复 杂 电 路 中,表 述 各 支 路电 流 之 间,各 元 件 电 压 之 间 基 本 关 系 的 定 律 。
( $) 基 尔 霍 夫 电 流 定 律 ( 简 称 +,-) 。 电 路 中 能 通 过 同 一 电 流 的每 个 分 支 叫 做 支 路,几 条 支 路 ( 三 个 或 三 个 以 上 支 路 ) 的 联 接 点 叫做 节 点,电 路 中 任 一 闭 合 路 径 叫 做 回 路 。 如 图 $ % $( 中,有,点,/
点 两 个 节 点 和 0./1,.23/,0231 三 个 回 路 。
基 尔 霍 夫 电 流 定 律 指 出,在 任 一 瞬 间 流 入 某 一 节 点 的 电 流 的总 和 等 于 流 出 该 节 点 电 流 的 总 和 。 如 图 $ % $( 的 节 点,,可 写 成
#
$
# #
)
" #
4
由 于 电 流 具 有 方 向 性,所 以 一 般 规 定,流 入 节 点 的 电 流 为 正,流 出 节 点 的 电 流 为 负 。 可 将 上 式 改 写 为,
#
$
# #
)
% #
4
" !
由 于 电 流 的 连 续 性,电 路 中 任 何 一 个 节 点 均 不 能 聚 积 电 荷 。 因 此,任 一 瞬 间 电 路 中 任 一 节 点 上,电 流 的代 数 和 恒 等 于 零 。 即
!
# " !
这 就 是 基 尔 霍 夫 电 流 定 律 的 一 般 表 达 式 。
在 列 出 节 点 电 流 方 程 之 前,先 要 标 定 电 流 的 参 考 方 向 。 电 流 的 代 数 量,本 身 有 正 负 值,当 电 流 实 际 方 向与 参 考 方 向 一 致 时,电 流 为 正 值 ; 反 之 相 反 。
如 图 $ % $5 中,#
$
" )%,#
)
" % 46,
·)$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" !# 例题 中 的 电 路
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$
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(
解,由 基 尔 霍 夫 电 流 定 律 可 列 出
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得 !
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节 点 电 流 定 律 不 仅 适 用 于 电 路 中 的 任 意 节 点,而 且 还 可 以 推 广 应 用 于 任 意 假 定的 闭 合 面 。 即 通 过 任 一 闭 合 面 的 电 流 的 代 数 和 也 等 于 零 。
例 如,图 !" !+ 的 电 路 共 有 三 个 节 点,六 个 支 路,设 各 支 路 电 流 的 参 考 方 向 如 图所 示 。
解,根 据,-.
图 !" !+ 例 题 中 的 电 路节 点
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节 点
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节 点
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将 三 式 相 加 可 得
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可 见,对 于 假 想 的 闭 合 面
!
! % *
( &) 基 尔 霍 夫 电 压 定 律 ( 简 称,1.) 。 其 尔 霍 夫 电 压 定 律 指 出,在 任 一 回 路 中,沿 某 一 方 向 绕 行 回 路 一 周,
电 位 升 的 总 和 等 于 电 位 降 的 总 和 。 即 回 路 中 各 段 电 压 的 代 数 和 恒 等 于 零 。 即
!
# % $
例 如,图 !" !2 中,如 果 规 定 电 压 升 取 正 号,电 压 降 取 负 号,按 照 绕 行 方 向,可 列 出图 !" !2 例 题 中 的 回 路
#
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或 将 上 式 改 写 为
·$!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
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图 ! " !) 所 示 的 回 路 是 由 电 源 电 动 势 和 电 阻 构 成 的,上 式 可 改 写 为
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图 ! " #( 闭 合 回 路上 式 为 基 尔 霍 夫 电 压 定 律 在 电 路 中 的 另 一 种 表 达 式 。 由 此 可 见,在 电 路 的 任 一闭 合 回 路 中,电 动 势 的 代 数 和 等 于 电 阻 上 电 压 降 的 代 数 和 。
例,有 一 闭 合 回 路 如 图 ! " #( 所 示 。 各 支 路 的 元 件 是 任 意 的,已 知,!
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’ $*,!
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’ " )* 试 求,( !) !
#;( #) !
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解 ( !),从 % 点 出 发,顺 时 针 方 向 绕 行 一 周,根 据 基 尔 霍 夫 电 压 定 律 可 得
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则 !
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为 负 值,说 明 它 的 实 际 方 向 与 图 中 所 假 设 的 方 向 相 反 。
解 ( #),,-.,虽 然 不 是 闭 合 回 路,也 可 以 应 用 基 尔 霍 夫 定 律 列 出
!
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则 !
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如 果 循 着 -/.- 路 径 也 可 得
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( 四 ) 电 压 源 与 电 流 源 及 其 等 效 变 换 原 理一 个 电 源 可 以 用 两 种 不 同 的 等 效 电 路 来 表 示 。 用 电 压 形 式 表 示 的 电 源 称 电 压 源,用 电 流 形 式 表 示 的 电源 称 电 流 源 。
!0 电 压 源 任 何 一 个 电 源,即 含 有 电 动 势 " 和 内 阻 $
(
。 在 分 析 电 路 中,往 往 把 它 们 看 成 由 一 个 电 动 势
" 和 一 个 内 阻 $
(
串 联 所 构 成 的 等 效 电 源,该 电 源 称 为 电 压 源,如 图 ! " #! 所 示 。
图 ! " #! 电 压 源 电 路由 图 ( -) 所 示 的 电 路,可 得 出
! ’ " " #$
(
由 此 可 作 出,电 压 源 的 外 特 性 曲 线,如 图 ! " ## 所 示 。
·&!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " ## 电 压 源 和 理 想 电 压 源 的 外 特 性 曲 线当 电 源 内 阻 !
$!
$ 时,电 压 " 恒 等 于 电 动 势 #,是 一 定 值,而 其 中 的 电 流 $ 则 是 任 意 的,由 负 载 电 阻 !
%
及 电 压 " 本 身 确 定 。 这 样 的 电 源 称 为 理 想 电 压 源 或 恒 压 源 。 其 外 特 性 曲 线 如 图 ! " ## 所 示 。
理 想 电 压 源 是 理 想 电 源 。 如 果 一 个 电 源 的 内 阻 远 小 于 负 载 电 阻 !
%
时,即 !
$"
!
%
时,其 端 电 压 基 本 恒定,即 "
#
#,则 可 以 认 为 是 理 想 电 压 源 。 通 常 稳 压 电 源 也 可 认 为 是 理 想 电 压 源 。
#% 电 流 源 电 源 除 用 电 动 势 # 和 内 阻 !
$
串 联 的 等 效 电 路 表 示 外,还 可 以 用 另 一 种 等 效 电 路 表 示,如 图
!" #& 所 示 。 两 条 支 路 并 联,其 中 电 流 分 别 为 $
&
和 " ’ !
$
。 这 种 用 恒 定 不 变 的 电 流 $
&
和 内 阻 !
$
的 并 联 来 等效 的 电 源,称 为 电 流 源 。
图 ! " #& 电 流 源 电 路由 图 ! " #&’ 所 示 的 电 路,可 得 出
$ ( $
&
"
"
!
$
由 此 可 作 出 电 流 源 的 外 特 性 曲 线,如 图 ! " #) 所 示 。
图 ! " #) 电 流 源 和 理 想 电 流 源 的 外 特 性 曲 线理 想 电 流 源 也 是 理 想 电 源 。 如 果 一 个 电 源 的 内 阻 远 大 于 负 载 电 阻 !
%
时,即 !
$$
!
%
时,则 $
#
$
&
( # ’ !
$
基 本 恒 定,可 以 认 为 是 理 想 电 流 源 。 通 常 晶 体 管 可 近 似 地 认 为 是 理 想 电 流 源 。
&% 等 效 变 换 原 理 电 压 源 和 电 流 源 在 对 外 部 电 路 等 效 的 条 件 下,即 保 持 外 特 性 不 变 的 条 件 下,可 以 等效 变 换 。
由 电 压 源 中 可 知
·*!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
! ! " " #$
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# !
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$
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#
由 电 流 源 中 可 知
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%
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!
$&
#
图 $" %& 电 源 的 两 种 等 效 电 路比 较 上 面 两 式,可 知,当 两 种 电 源 外 特 性 相 同 时,必 须
" ! #
%
$&
#
或 #
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"
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#
显 然,当 满 足 $&
#
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$
#
或 #
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! " ’ $
#
关 系 时,两者 可 以 互 换 。
所 以," 和 $
#
串 联 的 电 压 源,可 以 等 效 为 #
%
和 $
#
并 联 的电 流 源,其 中 #
%
! " ’ $
#
为 电 源 的 短 路 电 流 ; #
%
与 $
#
并 联 的 电流 源,可 以 等 效 为 " 和 $
#
串 联 的 电 压 源,其 中 " ! #
%
$
#
为 电流 源 的 开 路 电 压 。 如 图 $" %& 所 示 。
等 效 变 换 时 注 意 以 下 几 点,
( $) 等 效 变 换 只 是 对 外 电 路 而 言,对 电 源 内 部 并 不 等 效 。
( %) 理 想 电 压 源 与 理 想 电 流 源 之 间 不 能 进 行 等 效 变 换 。
( ’) 两 种 电 源 中 $
#
是 一 样 的,但 联 接 方 式 不 同 。
图 $" %( 电 压 源和 电 流 源 的 等 效 变 换
( )) " 和 #
%
的 方 向 应 该 一 致,即 电 压 源 电 动 势 的 正 极 应 该 是 电 流 源电 流 的 流 出 端 。
上 面 所 讲 的 电 源 的 两 种 等 效 电 路,实 际 上,一 种 是 电 动 势 为 " 的 理想 电 压 源 和 内 阻 $
#
串 联 的 电 路 ( 参 见 图 $ " %$*) ; 一 种 是 电 流 为 #
%
的 理想 电 流 源 和 $
#
并 联 的 电 路 ( 参 见 图 $" %’*) 。
因 此,在 分 析 与 计 算 电 路 时,只 要 一 个 电 动 势 为 " 的 理 想 电 压 源 和某 个 电 阻 $ 串 联 的 电 路,都 可 以 化 为 一 个 电 流 为 #
%
的 理 想 电 流 源 和 这个 电 阻 并 联 的 电 路,等 效 变 换,如 图 $ " %( 所 示 。 其 中,#
%
! " ’ $
#
或 "
! #
%
$。
二,电 路 的 基 本 定 律
( 一 ) 叠 加 定 理叠 加 定 理 阐 述 线 性 电 路 中 激 励 与 响 应 之 间 的 关 系,定 理 内 容 为,在 任 何 由 线 性 元 件 组 成 的 电 路 中,有 多个 激 励 时,元 件 的 响 应 ( 电 压 或 电 流 ) 是 各 个 激 励 单 独 作 用 时 所 产 生 的 响 应 的 代 数 和 。 所 谓 单 独 作 用 是 指 一个 独 立 电 源 作 用,其 他 独 立 电 源 全 部 置 零,即 电 压 源 短 路,电 流 源 开 路 。
若 (( )) 表 示 * 个 激 励 共 同 作 用 时 的 响 应,(
$
( )),(
%
( )) … (
*
( )) 分 别 表 示 各 激 励 单 独 作 用 时 产 生 的 响 应,
则 叠 加 定 理 的 数 学 表 达 式 为
(( )) ! (
$
( )) + (
%
( )) + … + (
*
( )) !
!
*
+ !$
(
+
( ))
应 用 叠 加 定 理 时 应 注 意,
( $) 叠 加 定 理 适 用 于 所 有 的 线 性 电 路,对 于 非 线 性 电 路 则 不 适 用 ;
( %) 受 控 源 不 能 作 为 激 励 单 独 作 用 于 电 路,除 源 时 也 不 能 简 单 地 开 路 或 短 路,而 是 要 保 留 ;
·($· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 因 为 功 率 不 是 电 压 或 电 流 的 一 次 函 数,应 用 叠 加 定 理 来 计 算 元 件 上 的 功 率 时,必 须 用 叠 加 后 的 电 流或 电 压,否 则 会 失 去,交 叉 乘 积 项,;
( ") 响 应 叠 加 时 应 注 意 参 考 方 向 。
叠 加 定 理 的 相 量 形 式 为
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"
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% … %
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"
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复 频 域 形 式 为
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叠 加 定 理 用 途 很 广,在 线 性 电 路 的 分 析 计 算 中,几 乎 到 处 都 可 用 。 例 如,非 正 弦 电 源 作 用 于 电 路 的 响 应等 于 各 次 谐 波 电 源 单 独 作 用 时 的 响 应 之 叠 加 ; 又 如 动 态 电 路 瞬 态 分 析,电 路 的 全 响 应 等 于 零 输 入 响 应 与 零 状态 响 应 之 叠 加 。
图 $ ’ &( 例 题 的 电 路 图线 性 电 路 的 可 加 性 一 般 称 为 叠 加 定 理 。 从 叠 加 定 理 可 推 出 齐 次 性 原 理 。 在 线 性 电 路 中,若 激 励 增 大 ( 或缩 小 ) & 倍,则 响 应 亦 增 大 ( 或 缩 小 ) & 倍,称 为 齐 次 性 原 理 。
例 题 如 图 $ ’ &( 所 示 电 路,设 ) 为 线 性 无 源 网 络 。 已 知 ’
%$
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# $&,时,’
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#,。 求 ’
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# &,时 的 ’
-

解 解 压 ’
-
与 电 路 中 的 各 独 立 电 源 之 间 的 关 系,满 足 叠 加 定 理 和 齐 次 性 原 理 。
设 ’
/$
单 独 作 用 时,端 口 处 的 响 应 为 ’
-$
,即,

/$
&
$
# ’
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上 式 中 &
$
为 比 例 系 数 。
同 样,(
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单 独 作 用 时,响 应 为 ’
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。 若 其 比 例 系 数 为 &
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,则 有
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当 ’
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和 (
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共 同 作 用 时,由 叠 加 定 理 可 得

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根 据 给 出 的 条 件,则 有
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解 上 述 联 立 方 程,可 得 &
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# &)0,&
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# 0。 因 此,当 ’
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# &+ 和 (
/&
# &,时,得

-
# & 1 &20 % & 1 0 # $0+
( 二 ) 戴 维 南 定 理 和 诺 顿 定 理
$3 戴 维 南 定 理任 意 一 个 线 性 有 源 两 端 网 络 )
,
[ 图 $ ’ &*( 4) ],都 可 以 等 效 为 戴 维 南 网 络 [ 图 $ ’ &*( 5) ],图 中 ’
6
为 )
,
的 开 路 电 压,*
6
为 )
,
除 源 后 的 等 效 电 阻 。 定 理 所 说 的 等 效,是 对 外 接 负 载 而 言 的,即 图 $ ’ &*( 4) 和 ( 5) 两 端接 相 同 的 负 载 时,则 端 口 上 有 相 同 的 电 压 和 电 流,而 对 于 两 个 网 格 的 内 部 并 不 等 效 。
&3 诺 顿 定 理任 何 一 个 线 性 有 源 两 端 网 络 )
,
[ 图 $ ’ &7( 4) ],对 外 接 负 载 电 路 来 说,都 可 以 等 效 为 诺 顿 网 络 [ 图 $ ’ &7
( 5) ],图 中 (
/
为 )
,
端 口 短 路 时 的 电 流,*
6
为 )
,
除 源 后 的 等 效 电 阻 。
·($·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" #$ 戴 维 南 定 理图 !" #% 诺 顿 定 理诺 顿 定 理 和 戴 维 南 定 理 是 对 偶 的,是 电 路 中 非 常 有 用 的 两 个 定 理,这 两 个 定 理 的 最 大 优 点 是 能 把 一 个 复杂 的 有 源 线 性 网 络 等 效 为 一 个 最 简 单 的 有 源 二 端 网 络,从 而 极 大 简 化 了 分 析 计 算 工 作 。 例 如 仅 需 计 算 网 络中 某 一 支 路 的 电 压 或 电 流 时,可 将 除 掉 这 一 支 路 外 的 其 余 部 分 用 一 有 源 线 性 二 端 网 络 来 置 换,这 样 处 理 后 求解 则 是 十 分 方 便 的 。
应 用 戴 维 南 ( 诺 顿 ) 定 理 时 应 注 意 的 几 个 问 题 。
( !) 定 理 规 定 的 条 件 是,被 等 效 置 换 的 有 源 二 端 网 络 必 须 是 线 性 的,外 接 电 路 可 以 是 线 性 的,也 可 以 是 非线 性 的,有 源 的 。
( #) 当 外 接 电 路 与 被 等 效 网 络 之 间 有 磁 耦 合,控 制 与 受 控 制 关 系 时,定 理 不 适 用 。
( &) 当 被 等 效 网 络 中 有 受 控 源 时,等 效 电 阻 要 用,加 压 求 流,或,开 路 电 压 除 端 口 短 路 电 流,的 方 法 来 求,
而 不 能 用 串 并 联 法 来 求,求 得 的 等 效 电 阻 可 能 是 正 值,也 可 能 是 负 值 。
( ’) 在 画 等 值 电 压 源 ( 电 流 源 ) 时 应 注 意 极 性,要 与 开 路 电 压 ( 短 路 电 流 ) 相 一 致 。
例 题 如 图 !" &(( )) 电 路 中,!
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* &,,!

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* #,试 用 戴 维 南 定 理 求 电 压 #


图 !" &( 例 题 的 电 路 图解 应 用 戴 维 南 定 理 求 解 时 必 须 做 三 件 工 作,即 求 出 网 络 的 开 路 电 压 #
-
,等 效 电 阻 !
-
和 做 出 其 等 值 电路 图 。
( !) 开 路 电 压 #
-
将 图 ( )) 网 络 中 !

移 去,剩 下 部 分 为 有 源 二 端 网 络,如 图 (,) 所 示 。 图 中
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·$!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 等 效 电 阻 !
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图 ( #) 电 路 $# 短 接 后 如 图 ( %) 所 示,图 中 "
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’ (,所 以 受 控 源
!
"
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’ (,短 路 电 流 #
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由 分流 得
#
)%

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所 以,等 值 电 阻
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(,) 做 出 戴 维 南 等 值 电 路 等 效 网 络 如 图 ( 0) 所 示 。 注 意 极 性,可 得
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( 三 ) 特 勒 根 定 理特 勒 根 定 理 和 基 尔 霍 夫 定 律 一 样,是 电 路 理 论 中 一 个 重 要 定 理 。 特 勒 根 定 理 应 用 很 广,例 如 可 以 方 便 地证 明 复 功 率 守 恒,互 易 定 理 等 。
*2 特 勒 根 定 理 一对 于 一 个 具 有 $ 个 节 点 和 % 条 支 路 的 网 络,若 取 各 支 路 电 流 与 电 压 的 参 考 方 向 一 致,则 有
!
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式 中 ’
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和 (
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分 别 是 电 路 $ 的 支 路 电 压 和 支 路 电 流,它 表 明 在 任 何 瞬 间,一 个 网 络 中 全 部 支 路 吸 收 ( 或 发 出 )
的 功 率 代 数 和 等 于 零,即 整 个 网 络 的 功 率 是 平 衡 的,因 此 特 勒 根 定 理 一 又 称 为 特 勒 根 功 率 定 理 。
!2 特 勒 根 定 理 二设 两 个 拓 扑 图 相 同 的 集 总 参 数 网 络 3 和
4
3,取 各 对 应 支 路 电 压 和 电 流 参 考 方 向 一 致,并 分 别 用 (,’ 和
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’ 表 示,对 于 任 何 瞬 间,有
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上 式 每 一 项 均 为 电 压 和 电 流 相 乘,具 有 功 率 的 量 纲,但 电 压 和 电 流 不 是 在 同 一 网 络 内,又 非 真 实 功 率,因 此 特勒 根 定 理 二 习 惯 上 称 为 似 功 率 定 理 。
应 用 特 勒 根 定 理 时 应 注 意,电 压 和 电 流 必 须 满 足 567 和 517 的 约 束 。
例 如 图 */,*( $) 和 ( #) 共 有,个 节 点 和 & 条 支 路,各 支 路 上 电 压 和 电 流 方 向 如 图 中 所 示,不 管 支 路 元 件性 质 如 何,都 用 一 条 线 段 代 替,并 分 别 用 %
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和 %
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表 示,节 点 用 *,! 和,表 示,则 图 ( $) 和 ( #) 可 画 成 图
( %),具 有 相 同 的 拓 扑 结 构 。 设 图 ( $) 为 3 网 络,图 ( #) 为
4
3 网 络,根 据 567 和 517,可 得
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从 而 验 证 了 特 勒 根 定 理 二 。
很 显 然,图 */,*( $) 和 ( #) 网 络 中 电 源 发 出 的 功 率 等 于 电 阻 消 耗 的 功 率,也 验 证 了 特 勒 根 定 理 一 。
( 四 ) 电 路 等 效 变 换电 路 等 效 变 换,是 简 化 电 路 分 析 和 计 算 的 一 种 手 段 。 所 谓 等 效 变 换,是 指 将 电 路 中 的 一 部 分 变 成 新 的 电路,该 新 电 路 与 原 来 电 路 的 元 件 参 数,连 接 方 式 等 不 同,但 对 未 变 换 部 分 的 电 路 却 保 持 着 原 来 的 电 压 和 电 流,
亦 即 变 换 前 后,对 未 变 换 部 分 有 相 同 的 外 特 性 。
*2 星 形 网 络 和 三 角 形 网 络 的 等 效 变 换
·:*·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " #! 网 络 图
( $) % 网 络 ;( &)

% 网 络 ;( () 线 图星 形 网 络 与 三 角 形 网 络 的 等 效 变 换 见 表 ! " )。
表 ! " ) 星 形 网 络 与 三 角 形 网 络 的 等 效 变 换电路图变换公式星 形 变 换 为 三 角 形 三 角 形 变 换 为 星 形
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),对 称 网 络 的 等 效 变 换对 称 网 络 的 等 效 变 换 见 表 ! " #。
·-)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " # 对 称 网 络 的 等 效 变 换名 称 变 换 前 网 络 变 换 后 网 络 备 注正 向对 称与 对 称轴 $ " $ 相交 的 支 路电 流 !
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为 零反 向对 称网 络 &

对 称,但 电源 极 性 相反 。
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#) 两 种 电 源 模 型 的 等 效 变 换两 种 电 源 模 型 的 等 效 变 换 见 表 ! " *。
表 ! " * 两 种 电 源 模 型 的 等 效 变 换电 路 图变 换公 式
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备 注 方 框 内 的 实 际 电 源 模 型 进 行 变 换
·!%·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇第 二 节 电 场 与 电 磁 场一,电 场
( 一 ) 静 电 场,恒 定 电 场 与 磁 场 的 边 值 问 题
!" 场 的 边 值 问 题 均 匀 媒 质 内 的 静 电 场,恒 定 电 场 与 磁 场 的 分 析 都 可 归 结 为 求 解 相 应 的 电 位 函 数
!
,磁位 函 数
!
#
和 磁 矢 位 函 数 ! 的 拉 普 拉 斯 方 程 或 泊 松 方 程 。 将 求 满 足 给 定 边 界 条 件 的 位 函 数 的 拉 普 拉 斯 方 程或 泊 松 方 程 的 解 的 问 题 称 为 场 的 边 值 问 题,它 有 惟 一 的 解 答 。
$" 泊 松 方 程 与 拉 普 拉 斯 方 程 电 位 函 数
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满 足 泊 松 方 程,
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在 电 荷 体 密 度
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在 电 流 密 度 " % ( 的 区 域,! 满 足 拉 普 拉 斯 方 程,
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$
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)" 位 函 数 的 定 解 条 件
( !) 场 域 边 界 上 的 边 界 条 件,分 别 称 为 第 一,二,三 类 边 界 条 件,
!) 给 定 边 界 上 的 位 函 数 值
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$) 给 定 位 函 数 在 边 界 上 的 法 向 导 数 值
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( $) 两 种 不 同 媒 质 的 分 界 面 上 的 衔 接 条 件
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*" 边 值 问 题 的 求 解 方 法
( !) 直 接 积 分 的 方 法 当 场 源 与 场 域 的 形 状 比 较 简 单,位 函 数 仅 是 一 个 坐 标 的 函 数,所 求 解 的 泊 松 方 程
·$$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册和 拉 普 拉 斯 方 程 为 二 阶 的 常 微 分 方 程,可 采 用 直 接 积 分 的 方 法 求 解 。
( !) 分 离 变 量 法 当 位 函 数 是 两 个 或 三 个 坐 标 的 函 数,但 场 域 的 边 界 与 所 选 择 的 坐 标 系 中 坐 标 面 相 吻 合时,常 采 用 分 离 变 量 法 。
先 将 待 求 的 位 函 数 如
!
( !,",#) 分 离 成 两 个 或 三 个 各 自 仅 含 一 个 坐 标 的 函 数 的 乘 积,组 成
!
( !,",#) "
$( !) %( ") &( #),把 它 代 入 场 方 程,借 助,分 离 常 数,可 得 每 一 变 量 的 常 微 分 方 程,并 分 别 求 得 其 通 解,然 后 组合 成 偏 微 分 方 程 的 通 解,再 由 边 界 条 件 决 定 分 离 常 数 与 积 分 常 数,得 到 位 函 数 的 解 。
( #) 复 位 函 数 法 能 用 来 处 理 场 域 边 界 的 几 何 形 状 比 较 复 杂 的 问 题,如 椭 圆,多 角 形 截 面 的 电 极,偏 芯 电缆,电 机 气 隙 及 波 导 等 电 磁 场 问 题 。 它 是 利 用 复 变 函 数 中 解 析 函 数 的 实 部 与 虚 部 在 复 平 面 & 的 某 一 区 域 ’
内 都 满 足 拉 普 拉 斯 方 程 的 特 性,当 所 求 解 的 二 维 拉 普 拉 斯 场 域 边 界 与 某 一 解 析 函 数 的 图 形 一 致 时,则 此 解 析函 数 的 实 部 或 虚 部 就 是 所 求 位 函 数 的 解 。
( $) 保 角 变 换 法 是 利 用 解 析 函 数 ( " )( &) 的 保 角 变 换 特 性,将 & 平 面 上 的 边 界 形 状 较 复 杂 的 场 域 ’,
以 对 应 的 几 何 方 式 变 换 到 边 界 形 状 较 为 简 单 的 ( 平 面,求 解 后 再 反 变 换 到 & 平 面,获 得 原 问 题 的 解 。
( %) 镜 像 法 是 边 值 问 题 中 一 种 间 接 求 解 法,其 理 论 依 据 是 场 的 惟 一 性 定 理 。 镜 像 法 的 基 本 原 理 是 在 求解 的 场 域 之 外 用 虚 设 的 镜 像 电 荷 或 镜 像 电 流 等 效 替 代 边 界 上 复 杂 分 布 的 感 应 电 荷,极 化 电 荷 或 磁 化 电 流 等,
只 要 求 解 区 在 等 效 前 后 满 足 同 一 边 值 问 题,则 其 解 答 是 惟 一 的 。 应 用 镜 像 法 的 关 键 是 找 到 镜 像 电 荷 或 电 流的 位 置 与 大 小 。 注 意 点 是 解 答 适 用 的 区 域 。
%&静 电 场 与 恒 定 电 场 和 磁 场 的 类 比 法 在 边 值 问 题 的 分 析 计 算 中,根 据 位 场 解 答 的 惟 一 性 定 理 可 以 采用 类 比 法,即 不 论 位 函 数 的 物 理 意 义 是 否 相 同,只 要 它 们 具 有 相 似 的 场 方 程 和 相 似 的 边 值 条 件,则 它 们 的 解答 在 形 式 上 必 完 全 相 似 。 因 而 在 理 论 计 算 和 实 验 研 究 时 可 以 把 某 一 位 场 的 分 析 计 算 及 实 验 结 果 根 据 对 应 关系 推 广 到 相 同 边 值 问 题 的 其 他 位 场 中 去 。 对 于 由 拉 普 拉 斯 方 程 所 描 述 的 静 电 场,恒 定 电 场 和 磁 场,其 基 本 关系 式 和 物 理 量 之 间 的 类 比 关 系 见 表 ’ ( % 和 表 ’ ( )。
表 ’ ( % 导 体 内 ( 无 源 部 分 ) 恒 定 电 场 与
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( 无 电 源 部 分 )
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( 二 ) 静 电 场 的 数 值 计 算 与 调 整
’&电 气 工 程 中 的 静 电 场 相 对 于 观 察 者 静 止 且 量 值 不 随 时 间 变 化 的 电 荷 所 产 生 的 电 场 称 为 静 电 场 。 在工 程 上 绝 大 多 数 电 气 设 备 上 的 电 压 变 化 缓 慢,设 备 尺 寸 远 小 于 相 应 电 磁 波 的 波 长 。 因 此,设 备 上 任 一 瞬 间 的电 场 可 以 按 静 电 场 来 分 析 。
电 气 工 程 中 的 电 场 分 布 常 常 是 相 当 复 杂 的 。 为 了 检 查 电 介 质 中 的 最 大 电 场 强 度 是 否 超 过 临 界 场 强,也为 了 选 择 电 极 形 状 和 绝 缘 结 构,工 程 上 常 需 要 算 出 电 介 质 中 的 最 大 电 场 强 度 。 高 压 静 电 场 的 计 算 方 法,可 分为 分 析 计 算 法 和 数 值 计 算 法 两 大 类 。
!&静 电 场 的 数 值 计 算 法 电 场 的 数 值 计 算 方 法 大 体 分 为 两 大 类 。 一 类 以 微 分 方 程 式 的 形 式 出 现,以 离
·#!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇散 整 个 场 域 为 特 征,有 有 限 差 分 法 和 有 限 元 法 ; 另 一 类 以 积 分 方 程 式 的 形 式 出 现,以 离 散 边 界 为 特 征,有 模 拟电 荷 法,表 面 电 荷 法 和 边 界 元 法 。 另 外,还 有 一 种 利 用 统 计 方 法 的 蒙 特 卡 洛 法 。
( !) 有 限 差 分 法 将 电 场 空 间 划 分 成 适 当 的 网 格 ( 常 用 等 步 距 正 交 网 格 ),空 间 节 点 上 的 电 位 为 未 知 数 。
应 用 差 分 原 理,用 各 节 点 电 位 的 差 商 来 近 似 替 代 该 点 的 偏 导 数,并 利 用 电 极 上 电 位 为 已 知 的 边 界 条 件,把 求解 电 场 的 偏 微 分 方 程 转 化 为 一 组 相 应 的 差 分 方 程 组 。 解 方 程,就 得 到 空 间 各 点 的 电 位,由 电 位 梯 度 可 求 得 电场 强 度 。
( ") 有 限 元 法 根 据 变 分 法 中 的 欧 拉 理 论,求 解 静 电 场 拉 普 拉 斯 方 程 的 定 解 问 题 与 求 解 静 电 场 能 量 为 最小 的 极 值 问 题 等 效 。 将 电 场 空 间 划 分 成 有 限 个 单 元 ( 二 维 场 为 小 面 积,三 维 场 为 小 体 积 ),假 设 单 元 内 的 电 位可 用 简 单 的 关 系 式 给 出,从 而 可 将 静 电 场 的 能 量 表 示 成 有 限 个 节 点 电 位 的 函 数 。 使 电 场 能 量 ! 取 得 最 小 值的 条 件 是 ! 对 各 节 点 电 位
!
"
,的 导 数 为 #,即
"
!
"
!
"
$ #,便 可 建 立 对 电 位 的 方 程 组 。
与 差 分 法 相 比,有 限 元 法 的 程 序 编 制 及 数 据 输 入 要 繁 杂 得 多,但 对 电 极 形 状 复 杂 和 多 种 介 质 的 电 场 处 理方 便,在 提 高 计 算 精 度 方 面 有 较 大 的 灵 活 性 。
( %) 模 拟 电 荷 法 根 据 叠 加 原 理 和 静 电 场 的 惟 一 性 定 理,将 实 际 上 连 续 分 布 在 电 极 表 面 的 电 荷 用 置 于 电极 内 部 的 有 限 个 离 散 的 假 想 电 荷 ( 模 拟 电 荷 ) 来 替 代,这 些 模 拟 电 荷 共 同 产 生 的 电 场 与 原 电 场 相 同 。 以 模 拟电 荷 的 电 荷 量 为 未 知 数,在 电 极 表 面 上 适 当 位 置 取 与 模 拟 电 荷 数 目 相 等 的 轮 廓 点,模 拟 电 荷 群 在 这 些 轮 廓 点上 产 生 的 电 位 应 等 于 电 极 电 位,列 出 方 程 组 。 解 方 程 组,求 得 各 个 模 拟 电 荷 的 电 荷 量 。 接 着,根 据 所 求 得 的模 拟 电 荷,就 可 求 出 空 间 任 一 待 求 点 的 电 位 和 电 场 。
模 拟 电 荷 法 不 需 要 通 过 电 位 的 梯 度 求 电 场,因 而 能 获 得 较 高 的 电 场 精 度 。 但 设 置 模 拟 电 荷 凭 经 验,并 对薄 电 极 不 易 处 理 。
( &) 表 面 电 荷 法 表 面 电 荷 法 的 计 算 步 骤 与 模 拟 电 荷 法 类 似 。 将 电 极 表 面 划 分 成 适 当 的 小 块,并 设 各 小块 内 的 电 荷 密 度 为 一 定 值 。 以 电 荷 密 度 为 未 知 数,在 电 极 表 面 上 取 与 电 荷 小 块 数 目 相 等 的 轮 廓 点,利 用 轮 廓点 的 电 位 等 于 电 极 电 位 的 关 系,列 出 方 程 组,求 出 各 小 块 的 电 荷 密 度,从 而 计 算 场 域 内 任 一 待 求 点 的 电 位 和电 场 。
与 模 拟 电 荷 法 相 比,表 面 电 荷 法 程 序 复 杂,计 算 时 间 长,但 可 以 处 理 薄 层 电 极 和 多 层 介 质 的 界 面 问 题,可以 与 模 拟 电 荷 法 混 合 使 用 。
( ’) 边 界 元 法 边 界 元 法 是 以 边 界 积 分 方 程 式 和 有 限 元 离 散 手 法 为 基 础 的 一 种 方 法,分 为 直 接 法 和 间 接法 两 种 。 采 用 直 接 法 计 算 时,对 于 无 空 间 电 荷 区 域,将 某 一 闭 合 边 界 划 分 成 # 个 单 元,并 假 设 各 单 元 的 电 位
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的 分 布 。 于 是,边 界 上 的
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,$ 值 就 可 用 各 节 点 " 的 值
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中 总 有 一个 是 以 边 界 条 件 给 出 的 已 知 数,所 以 一 共 只 有 # 个 未 知 数,可 以 求 出 边 界 上 全 部 节 点 的
!
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。 从 而 可 用 边界 积 分 算 出 区 域 内 任 一 点 的 电 位 。
与 表 面 电 荷 法 相 比,边 界 元 法 可 取 任 意 曲 面 为 边 界,而 前 者 只 能 取 电 极 表 面 和 介 质 分 界 面 为 边 界 。
( () 蒙 特 卡 洛 法 是 运 用 概 率 理 论 来 求 解 静 电 场 的 一 种 方 法 。 基 于 描 述 质 点 作 随 机 游 动 时 增 益 期 望 的方 程 与 泊 松 方 程 的 差 分 格 式 有 相 同 的 数 学 描 写,并 适 合 已 知 的 边 界 条 件 。 根 据 解 答 的 惟 一 性,用 统 计 试 验 方法 求 出 质 点 作 随 机 游 动 时 增 益 的 期 望,即 为 所 求 静 电 场 电 位 的 数 值 解 。 蒙 特 卡 洛 法 适 用 于 只 需 计 算 个 别 点的 电 场 的 情 况,对 于 需 要 计 算 整 个 电 场 分 布 的 问 题,则 不 如 前 面 几 种 方 法 。
%)电 场 的 测 量 从 原 理 上 区 分,电 场 测 量 方 法 大 体 可 分 为 二 大 类 。 一 类 是 测 定 相 近 两 点 的 电 位 差 从 而求 得 电 位 梯 度 ; 另 一 类 是 检 测 与 电 场 有 关 的 物 理 量,直 接 指 示 出 电 场 值 或 电 场 分 布 。 前 类 测 量 中 常 用 静 电 探针 ; 后 类 测 量 又 可 分 为 电 气 方 法 和 光 学 方 法 二 种 。
电 气 方 法 中 的 检 测 量 有 感 应 电 荷,电 场 力,离 子 电 流 等 ; 基 于 介 质 的 电 光 效 应,光 学 方 法 利 用 光 折 射 率 随电 场 线 性 变 化 ( 波 克 斯 效 应 ) 或 随 电 场 二 次 方 变 化 ( 克 尔 效 应 ) 的 介 质 * 偏 振 片 系 统,做 得 能 使 透 光 强 度 随 电场 作 线 性 或 非 线 性 变 化 的 传 感 器,测 定 介 质 中 的 电 场 分 布 。
&)强 电 场 的 产 生 与 调 整 工 程 上,分 析 解 决 高 压 电 场 问 题 的 主 要 目 的,是 在 特 定 的 电 压 和 绝 缘 条 件 下,
如 何 使 最 高 电 场 强 度 不 超 过 规 定 值 。
·&"· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 边 缘 效 应 与 尖 端 效 应 导 体 表 面 的 电 场 强 度,与 其 表 面 电 荷 密 度 成 正 比 。 在 电 极 的 边 缘 或 尖 端,因其 曲 率 半 径 最 小,表 面 电 荷 密 度 最 大,电 场 强 度 最 高,容 易 发 生 局 部 放 电 。 这 种 现 象 称 为 边 缘 效 应 与 尖 端 效应 。 所 以,不 论 电 极 处 于 高 电 位 还 是 接 地,必 须 改 善 电 极 形 状,避 免 曲 率 半 径 过 小 或 出 现 尖 端 。
( ") 均 匀 电 场 与 不 均 匀 电 场 电 场 强 度 的 大 小 和 方 向 在 各 处 都 相 同 的 电 场 称 为 均 匀 电 场,如 平 板 电 容 器极 板 中 间 部 分 的 电 场,其 他 情 况 统 称 不 均 匀 电 场 。 按 不 均 匀 程 度 的 差 别,常 分 为 稍 不 均 匀 电 场 和 极 不 均 匀 电场 。 前 者 如 球 间 隙 不 大 于 球 半 径 的 球 隙 电 场 ; 后 者 如 棒 # 板 间 隙 的 电 场 。 棒 对 棒 间 隙 的 电 场 是 对 称 的 不 均匀 场,但 比 棒 一 板 间 隙 的 电 场 要 均 匀 些 。 间 隙 距 离 相 同 时,电 场 愈 不 均 匀,击 穿 电 压 愈 低 。 而 电 气 设 备 中 的电 场 多 为 不 均 匀 电 场,为 了 提 高 绝 缘 结 构 的 电 气 强 度,必 须 设 法 减 少 其 不 均 匀 度 。
二,电 磁 场
( 一 ) 电 磁 场 的 基 本 定 律
!$ 库 仑 定 律 它 是 描 述 点 电 荷 间 相 互 作 用 力 的 定 律 。 无 限 大 真 空 中,两 个 相 距 为 !( !%
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"$ 高 斯 定 律 在 电 场 中,穿 出 任 意 闭 合 面 % 的 电 位 移 & 的 通 量,等 于 这 一 闭 合 面 内 自 由 电 荷 " 的 代 数和,
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上 式 说 明 & 线 起 始 于 正 的 自 由 电 荷,而 终 止 于 负 的 自 由 电 荷 。
0$ 磁 通 连 续 性 原 理 在 磁 场 中,穿 出 任 一 闭 合 面 的 磁 感 应 强 度 ’ 的 通 量 恒 为 零,
!
’· -.) % !+" # !%
上 式 说 明 环 绕 电 流 回 路 的 磁 力 线 是 连 续 的 闭 合 线 。
*$ 安 培 环 路 定 律 在 磁 场 中,沿 任 意 闭 合 路 径 磁 场 强 度 ( 的 线 积 分 等 于 穿 过 积 分 路 径 所 限 定 面 积 上 的传 导 电 流 ) 的 代 数 和,即
!
(· -* )
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) !+" # !!
当 积 分 路 径 的 绕 行 方 向 和 电 流 的 方 向 符 合 右 手 螺 旋 关 系 时,则 电 流 为 正,反 之 为 负 。
1$ 电 磁 感 应 定 律 通 过 一 闭 合 回 路 的 磁 通 量 变 化 时 回 路 中 出 现 电 动 势 的 现 象 叫 做 电 磁 感 应,所 产 生 的电 动 势 称 为 感 应 电 动 势 !,它 与 穿 过 回 路 的 磁 通 量
#’
随 时 间 变 化 率 的 负 值 成 正 比,
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式 中 感 应 电 动 势 的 参 考 方 向 和 磁 通 量
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的 参 考 方 向 按 照 右 手 螺 旋 关 系 标 定 。 见 图 ! # 0",即 感 应 电 动势 总 是 企 图 产 生 感 应 电 流 来 阻 止 回 路 中 磁 通 的 变 化 。
图 ! # 0" 用 右 手 螺 旋 定 则 规 定 !和
#-

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) 的 正 方 向由 于 磁 场 随 时 间 变 化 而 在 一 静 止 回 路 中 产 生 的 感 应 电 动 势 叫 做 感 生 电 动 势,即
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· -,!+" # !0
·1"·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇当 回 路 的 整 体 或 局 部 相 对 于 恒 定 磁 场 ! 运 动 产 生 的 感 应 电 动 势 叫 做 动 生 电 动 势,即
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在 一 般 情 况 下,回 路 中 的 感 应 电 动 势 为 这 两 种 电 动 势 之 和,
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回 路 中 的 感 应 电 势 可 看 作 是 沿 回 路 上 的 感 应 电 场 力 对 单 位 正 电 荷 所 作 的 功,在 不 考 虑 回 路 运 动 的 情 况下,有
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式 中 &
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为 感 应 电 场 强 度 ; #% 的 方 向 和 " 绕 行 方 向 符 合 右 手 螺 旋 关 系 。 上 式 说 明,电 场 不 仅 可 由 电 荷产 生,而 且 它 可 由 随 时 间 变 化 的 磁 场 产 生 。
+,全 电 流 定 律 在 电 磁 场 中,传 导 电 流 与 位 移 电 流 的 总 和 称 为 全 电 流 。
( $) 传 导 电 流 导 电 媒 质 中 自 由 电 荷 的 定 向 运 动 所 形 成 。 传 导 电 流 密 度 为
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式 中
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— — — 电 荷 的 体 密 度 ;
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— — — 电 荷 运 动 的 平 均 速 度 。
传 导 电 流 服 从 欧 姆 定 律,
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( &) 位 移 电 流 电 位 移 ) 随 时 间 的 变 化 所 形 成 。 位 移 电 流 密 度 为
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全 电 流 具 有 连 续 性,即 穿 过 任 一 闭 合 面 % 的 全 电 流 为
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( ( 0 (
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) · #% ! 1 $%& ’ &1
位 移 电 流 在 产 生 磁 场 的 效 应 上 完 全 和 传 导 电 流 等 效,这 样 把 安 培 环 路 定 律 中 的
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* 看 做 全 电 流,得 出 全电 流 定 律,
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上 式 说 明,磁 场 不 仅 由 传 导 电 流 产 生,而 且 也 由 随 时 间 变 化 的 电 场 产 生 。
-,电 磁 场 的 基 本 方 程 组 概 括 电 磁 场 分 布 变 化 规 律 的 四 个 方 程 式 见 式 ( $%& ’ /),( $%& ’ $1),( $%& ’ $+)
和 ( $%& ’ &$),称 为 电 磁 场 基 本 方 程 组 的 积 分 形 式,亦 称 麦 克 斯 韦 方 程 组 的 积 分 形 式 。 其 相 应 的 微 分 形 式 是
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对 于 各 向 同 性 的 媒 质,其 电 磁 性 能 方 程 是
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电 磁 场 基 本 方 程 组 全 面 地 描 述 了 电 磁 场 的 空 间 分 布 和 随 时 间 变 化 所 遵 循 的 规 律,说 明 变 化 的 电 场 会 产生 磁 场,变 化 的 磁 场 也 会 产 生 电 场,因 此 任 何 电 磁 扰 动 都 将 以 有 限 速 度 ( 光 速 ) 向 空 间 传 播,形 成 电 磁 波 。
在 式 ( $%& ’ &&) 中,若 场 量 不 随 时 间 变 化,可 得 静 电 场,恒 定 电 场 和 恒 定 磁 场 的 基 本 方 程 的 微 分 形 式 。 即静 电 场 基 本 方 程
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·+&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册恒 定 电 场 基 本 方 程
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恒 定 磁 场 基 本 方 程
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*+ 电 磁 场 中 两 种 媒 质 分 界 面 上 的 衔 接 条 件 电 磁 场 的 场 量 从 两 种 不 同 媒 质 分 界 面 的 一 侧 过 渡 到 另 一侧 时 所 遵 循 的 变 化 规 律 称 为 衔 接 条 件 。 用 $,& 表 示 两 种 媒 质,则
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式 中,%、
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分 别 为 分 界 面 处 的 电 流 线 密 度 和 自 由 电 荷 面 密 度 。 场 量 的 切 线 分 量 用 下 标,表 示,场 量 的 法线 分 量 用 下 标 -( 由 $ 媒 质 指 向 & 媒 质 ) 表 示 。
( 二 ) 电 容,电 感,能 量 和 力
$+ 电 容 两 个 导 体,带 等 量 异 号 电 荷 ’,两 导 体 间 的 电 压 为 (,其 电 容 定 义 为
) "

(
"
"*
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#,
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$%& ’ &*
电 容 的 大 小 与 两 导 体 的 形 状,尺 寸,相 互 位 置 及 导 体 间 的 介 质 有 关 。 几 种 典 型 结 构 的 电 容 计 算 公 式 见 表
$ ’,。
表 $ ’,几 种 典 型 结 构 的 电 容 计 算 公 式项 目 图 形 电 容 )-,说 明平 板 电 容 ) "
"
+
/
+— 极 板 面 积 ( 0
&

/— 极 板 间 的 距 离 ( 0),且远 小 于 + 每 边 的 尺 寸球 形 电 容
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03’ 02
03
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4时,即 为 孤 立 导体 球 的 电 容
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— 分 别 为 内 球 外 表面 与 外 球 内 表 面 的 半 径
( 0)
圆 柱 形 电 容
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5
3
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2
,— 电 容 器 长 度 ( 0)
02,03— 内 柱 外 表 面 与 外柱 内 表 面 的 半 径 ( 0)
·.&·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇项 目 图 形 电 容 !" # 说 明两 输 电 线 间的 电 容 ( 地 面 影响 忽 略 不 计 )
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$— 输 电 线 长 度 ( ’)
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&— 导 线 的 半 径 ( ’)
单 根 架 空 输电 线 的 对 地 电容
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%— 导 线 轴 线 与 地 面 的 距离 ( ’)
&— 导 线 的 半 径 ( ’)
$— 输 电 线 长 度 ( ’)
三 相 输 电 线间 的 电 容 ( 地 面影 响 忽 略 不 计 )
每 相 电 容
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,是 导 线轴 线 间 距 离 的 几 何 平 均值 ( ’)
偏 心 电 缆,内外 导 体 半 径 为
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( ’) ; 两 轴线 间 距 离 ’
( ’) ; 电 缆 长 度 $
( ’)
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由 多 个 导 体 组 成 的 系 统,它 们 的 电 荷 与 电 压 的 关 系 要 用 多 个 参 数 ( 部 分 电 容 ) 描 述 。
$+ 电 感
( &) 自 感 电 路 中 因 自 身 电 流 变 化 而 出 现 感 应 电 动 势 的 现 象 叫 自 感 。 自 感 总 是 正 值 。
一 个 载 流 线 圈 的 自 感,",定 义 为
,!
-
$’
.
!
%’
.
( &-$ % $.)
式 中 -— — — 线 圈 匝 数 ;
$’
— — — 穿 过 该 线 圈 的 磁 通 ( /0) ;
%’
— — — 与 该 线 圈 交 链 的 磁 链 ( /0) ;
.— — — 线 圈 中 的 电 流 ( 1) 。
( $) 互 感 因 一 电 路 中 的 电 流 变 化 在 邻 近 另 一 个 电 路 中 出 现 感 应 电 动 势 的 现 象 叫 做 互 感 。 两 个 线 圈 之间 的 互 感 /
$&
2,定 义 为
/
$&
%$&
.
&
( &-$ % )3)
式 中 /
$&
— — — 线 圈 & 对 线 圈 $ 的 互 感 ;
%$&
— — — 线 圈 & 中 的 电 流,
&
产 生 的 磁 通 与 线 圈 $ 交 链 的 磁 链 。
同 样,线 圈 $ 对 线 圈 & 的 互 感 /
&$
2,是
·4$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!
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"
"
( !$" % &!)
可 以 证 明 !
!"
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。 互 感 有 正 负 。
自 感,互 感 与 线 圈 形 状,大 小,匝 数 及 媒 质 分 布 有 关 。 互 感 还 与 两 线 圈 间 相 互 位 置 有 关 。 几 种 典 型 结 构的 自 感 和 互 感 计 算 公 式 见 表 ! % ’。
表 ! % ’ 几 种 典 型 结 构 的 自 感 和 互 感 计 算 公 式结 构 电 感 ()
直 导 线 段
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"
*
$
"
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式 中,% 为 导 线 半 径 ( /) ; $ 为 导 线 长 度 ( /) ; $
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两 平 行 直 导 线 段
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式 中,$ 为 导 线 长 度 ( /) ; ’ 为 两 导 线 间 距 离 ( /)
单 线 圆 环
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"
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式 中,( 为 圆 环 半 径 ( /) ; % 为 导 线 半 径 ( /) ; (
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同 轴 电 缆
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(
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式 中,$ 为 电 缆 长 度 ( /) ; (
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为 内,外 导 体 半 径
( /) ; 外 导 体 厚 度 忽 略 不 计三 线 传 输 线一 相 等 效 自 感
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$
#
"
*
$
"
#
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%
2
( )
!
1
式 中,$ 为 传 输 线 长 度 ( /) ; % 为 导 线 半 径 ( /) ; ’)
为 导 线 轴 线 间 的 距 离 的 几 何 平 均 值 ( /) ;
#
!

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·3"·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇结 构 电 感 !"
两 线 传 输 线
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"
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(
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*
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式 中,! 为 传 输 线 长 度 (,) ; " 为 导 线 间 距 离 (,) ;
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#,! ") ; # 为 导 线 半 径 (,)
两 对 传 输 线
$ #
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式 中,! 为 传 输 线 长 度 (,) ; %
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,%
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为各 导 线 间 距 离 (,) ;
! 线 间 距 离
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导 线 半 径 (,)
单 层 长 螺 管 线 圈
!
"
!
$

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(
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式 中,’ 为 匝 数 ; ( 为 线 圈 截 面 积 (,
-
) ; ! 为 线 圈长 度 (,) ; ! ) %,+$
多 层 螺 管 线 圈
*
"
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!
$

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"
-
" 0 -+-1,
2+1" ) 3! "
式 中," 为 线 圈 外 径 (,) ;,为 线 圈 厚 度 (,) ; ! 为线 圈 长 度 (,) ; ’ 为 线 圈 匝 数
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式 中,,
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为 导 线 半 径 (,) ; #,- 为 线 框 边 长 (,)
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·$2· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!" 电 阻 与 接 地 电 阻 导 电 媒 质 的 电 阻 ! 定 义 为
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"· $#
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$· $%
( %&’ ( !’)
根 据 静 电 比 拟,! 与 静 电 场 的 电 容 有 如 下 关 系
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&

#
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"
( %&’ ( !!)
实 际 问 题 中 为 了 人 身 与 设 备 的 安 全,通 常 要 求 接 地,接 地 电 阻 主 要 决 定 于 电 流 从 接 地 器 流 经 大 地 的 土 壤电 阻,其 值 为,
! #
#
( 接 地 器 的 电 位 )
(( 流 经 接 地 器 的 电 流 )
( %&’ ( !))
表 % ( * 列 出 了 几 种 典 型 接 地 器 的 工 频 接 地 电 阻 。
表 % ( * 几 种 工 频 接 地 电 阻 计 算 式类 型 结 构 电 阻 +
!
深 埋 球
! #
%
)
$"
)
式 中,) 为 球 半 径 (,)
垂 直 放 置 棒 形
! #
%

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#
-.
’#
)
式 中,) 为 棒 半 径 (,) ; #
为 棒 长 度 (,)
埋 地 面 半 球
! #
%

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)
式 中,) 为 球 半 径 (,)
水 平 放 置 棒 形
! #
%

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#
-.
#

’)*
式 中,) 为 棒 半 径 (,) ;
# 为 棒 长 度 (,) ; * 为 棒 与 地 面 距 离
(,)
当 大 电 流 经 接 地 器 流 入 土 壤 时,接 地 器 附 近 地 面 有 较 高 电 场,人 在 此 区 域 内 两 足 间 的 电 位 差 称 为 跨 步 电压 +
/
,0:
+
/"
(-

$"
#

( %&’ ( !1)
式 中 -— — — 两 足 间 距 离 (,) ;
#— — — 距 接 地 器 中 心 的 距 离 (,) 。
·%!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!" 电 磁 能 量 在 线 性 媒 质 中,电 磁 场 某 一 点 的 电 磁 能 量 密 度 瞬 时 值
!

!
#
!· "
$
%
#· $
$
( &’$ ( )*)
式 中 ( &+$) !· "— — — 电 场 能 量 密 度 ;
( &+$) #· $— — — 磁 场 能 量 密 度 。
电 磁 场 某 一 体 积 % 中 储 存 的 电 磁 能 量 为
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,
% &
-
#
!.
!· "
$
%
#· $
( )
$
/% ( &’$ ( )0)
1" 电 磁 力 电 荷,电 流 在 电 磁 场 中 所 受 力 的 总 称 。
( &) 静 电 力 的 计 算
&) 两 个 点 电 荷 之 间 的 相 互 作 用 力 用 库 仑 定 律 计 算,见 式 ( &’$ ( 2) 。
$) 点 电 荷 ’ 在 电 场 " 中 所 受 到 的 力
( # ’· " ( &’$ ( )2)
)) 带 电 体 或 媒 质 受 到 的 电 场 力 在 广 义 坐 标 ) 方 向 的 分 量 ( *3,与 静 电 场 的 能 量 &。 有 以 下 关 系 。
( # (
"
&
+
"
)
’ # 常 数
( #
"
&
+
"
)
,# 常 数
( &’$ ( )4)
!) 法 拉 第 观 点 认 为,电 场 中 由 " 线 组 成 的 每 一 段 电 力 线 管 沿 轴 向 的 张 力 和 侧 面 的 压 力 在 单 位 面 积 上 的量 值 都 为
( #
&
$
!· " ( &’$ ( !5)
( $) 磁 场 力 的 计 算
&) 点 电 荷 ’ 在 磁 场 # 中 以 速 度
#
运 动 所 受 的 力 称 为 洛 仑 兹 力,即
( # ’(
#
6 #) ( &’$ ( !&)
$) 磁 场 作 用 于 载 流 导 线 - 上 的 力
( #
!-
./- 6 # ( &’$ ( !$)
式 中,/- 是 载 流 导 线 上 的 电 流 元
)) 载 流 导 体 或 媒 质 受 到 磁 场 力 在 广 义 坐 标 ) 方 向 的 分 量 ( 与 磁 场 能 量 &
-
有 以 下 关 系
( #
"
&
/
"
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,# 常 数
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-
"
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常 数
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!) 法 拉 第 观 点 认 为,磁 场 中 # 线 组 成 的 每 一 段 磁 力 线 管 沿 轴 向 的 张 力 和 侧 面 的 压 力 在 单 位 面 积 上 的 量值 都 为
( #
&
$
#· $ ( &’$ ( !!)
( 三 ) 电 磁 场 的 传 播,损 耗 和 效 应
&" 理 想 介 质 中 的 均 匀 平 面 波 在 理 想 介 质 的 无 源 区,电 场 强 度 " 和 磁 场 强 度 $ 均 满 足 波 动 方 程
"
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# 5 ( &’$ ( !1)
等 相 位 面 为 平 面,且 在 等 相 位 面 上 各 点 场 强 相 等 的 电 磁 波 称 为 均 匀 平 面 电 磁 波 。 均 匀 平 面 电 磁 波 的 电场 和 磁 场 在 空 间 相 互 垂 直,且 都 垂 直 于 传 播 方 向,称 为 横 电 磁 波 ( 789 波 ) 。
在 无 限 大 理 想 介 质 中,沿 1 方 向 传 播 的 随 时 间 作 正 弦 变 化 的 均 匀 平 面 电 磁 波 ( 设 " # "
2
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3
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1 %
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( &’$ ( !*)
·$)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册式 中 !
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— — — 电 场 入 射 波 有 效 值 ;
!#
— — — 电 场 入 射 波 的 初 相 ;
"
— — — 相 位 常 数 ( $%&’()
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)
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$
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— — — 波 阻 抗 (
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)
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在 无 反 射 情 况 下,有 耗 媒 质 中 沿 & 方 向 传 播 的 正 弦 均 匀 平 面 波 的 表 达 式 为
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式 中
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— — — 衰 减 常 数 ( =>’() ;
"
— — — 相 位 常 数 ( $%&’() ;
%
)— — — 等 效 介 电 常 数 (?’() 。
当 波 在 良 导 体 中 传 播 时,由 于 良 导 体 满 足

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- 条 件,因 而 有
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由 于
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"
都 是 频 率 的 函 数,因 此 不 同 频 率 的 信 号 经 过 同 一 距 离 后 辐 值 的 衰 减 及 相 位 的 滞 后 量 都 不 同,
这 种 现 象 称 为 色 散 。 具 有 色 散 性 质 的 媒 质 称 为 色 散 媒 质,有 耗 媒 质 都 是 色 散 媒 质 。
表 -,-" 不 同 频 率 下 几 种 常 用 材 料 的 透 入 深 度 ( (()
铜 铝 铸 铁 铸 钢 坡 莫 合 金 海 水电 导 率
!
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相 对 磁 导 率
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频 率
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其 单 位 为 EA’((。
@+ 集 肤 效 应,邻 近 效 应 和 电 磁 屏 蔽
·@@·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
( !) 电 磁 场 在 导 电 媒 质 中 按 指 数 规 律 衰 减 。 定 义 电 磁 波 进 入 导 体 内 场 量 衰 减 到 表 面 值 的 !" #( 即 $%&
’() 时 的 深 度 ! 为 透 入 深 度,
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( !&* +,,)
电 磁 场 主 要 分 布 在 导 体 表 面 的 这 种 现 象 称 为 集 肤 效 应 。 它 增 加 了 导 体 的 电 阻,减 少 了 内 电 感 。 几 种 常用 材 料 在 不 同 频 率 下 的 透 入 深 度 见 表 ! + !-。
( *) 对 多 导 体 系 统,由 于 导 体 之 间 电 磁 场 的 相 互 作 用,影 响 了 导 体 中 传 导 电 流 分 布 的 现 象 称 为 邻 近 效 应 。
当 导 体 截 面 较 大,相 距 很 近 或 频 率 很 高 时 需 考 虑 邻 近 效 应 。
( $) 电 磁 屏 蔽 防 止 或 者 减 少 电 磁 波 进 入 空 间 某 些 部 位 的 措 施 。
!) 静 电 屏 蔽 利 用 接 地 的 导 体 空 腔 将 空 腔 内 外 的 场 分 割 为 两 个 互 不 影 响 的 独 立 系 统 。
*) 磁 屏 蔽 利 用 铁 磁 材 料
#
."
! 的 特 点 制 成 有 一 定 厚 度 的 外 壳,使 置 于 其 内 的 设 备 少 受 磁 干 扰 。 常 用屏 蔽 系 数 " 来 表 示 屏 蔽 效 果,当
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— — — 铁 磁 壳 体 的 内 外 半 径 。
$) 电 磁 屏 蔽 利 用 良 导 体 能 阻 止 高 频 电 磁 波 透 入 这 一 特 性 可 做 成 电 磁 屏 蔽 装 置 。 屏 蔽 层 的 厚 度 必 须 接近 于 被 屏 蔽 的 电 磁 波 的 波 长 。 高 频 电 磁 波 几 乎 不 能 透 入 铜,铝,铁 等 金 属,所 以 这 些 材 料 常 用 作 电 磁 屏 蔽 材料 。
/&涡 流 损 耗,磁 滞 损 耗 和 电 介 质 损 耗
( !) 涡 流 损 耗 交 变 电 磁 场 中,由 于 电 磁 感 应 在 导 电 媒 质 里 引 起 的 环 形 电 流 称 为 涡 流 。 因 涡 流 引 起 的 损耗 称 涡 流 损 耗 。 减 小 涡 流 损 耗 常 采 用 切 断 涡 流 路 径 的 办 法,如 用 硅 钢 片 叠 制 成 铁 心 。 宽 度 为 *$ 的 无 限 大 薄平 板 中 的 涡 流 损 耗,
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0
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+ 123
*$
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451’
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6 451
*$
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式 中 &
0
— — — 薄 板 表 面 磁 场 强 度 的 最 大 值 ;
!— — — 透 人 深 度 。
( *) 磁 滞 损 耗 由 于 磁 性 材 料 在 交 变 磁 场 作 用 下 存 在 不 可 逆 的 磁 化 过 程 而 引 起 的 能 量 损 耗 称 为 磁 滞 损耗 。 可 按 下 述 经 验 公 式 计 算,
%
8
)
%
(
3
0
)* ( !&* +,’)
式 中 (
0
— — — 磁 滞 回 线 上 磁 感 应 强 度 的 最 大 值 ;
%
,+— — — 与 材 料 有 关 的 常 数 ;
*— — — 铁 磁 物 质 的 体 积 。
( $) 电 介 质 损 耗 可 分 成 两 部 分,一 是 由 于 电 介 质 都 存 在 微 弱 导 电 性 而 引 起 的 电 导 损 耗 ; 二 是 由 与 电 介质 有 关 的 极 化 而 引 起 的 损 耗 。 不 同 材 料 的 介 质 损 耗 均 用 损 耗 角
&
的 正 切 表 示
9:3
&
)
,
"
-
( !&* +,;)
式 中,— — — 电 介 质 样 品 的 全 部 有 功 电 导 ;
-— — — 电 介 质 样 品 的 全 部 电 容 。
,&均 匀 传 输 线 当 传 输 线 ( 平 行 双 导 线 或 同 轴 线 ) 的 长 度,与 线 上 传 递 信 号 的 波 长

可 比 拟 时,电 磁 波沿 线 传 播 所 需 的 时 间 不 能 忽 略,传 输 线 必 须 用 分 布 参 数 的 电 路 模 型 ( 见 图 ! + $$) 来 描 述 。 沿 线 参 数 均 匀 分布 的 传 输 线 称 为 均 匀 传 输 线 。 线 上 各 点 的 电 压,电 流 均 为 / 的 函 数,模 型 中 #
-
,0
-
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-
,-
-
分 别 是 传 输 线 单位 长 度 的 电 阻,电 感,电 导 和 电 容,称 为 传 输 线 的 原 参 数 。
( !) 均 匀 传 输 线 的 方 程,
·/$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
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可 忽 略 不 计,称 为 无 损 耗 传 输 线 。 其 上 的 电 压 电 流 满 足 如 下 的 波 动 方 程,
图 + ",,均 匀 传 输 线 路 模 型
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(,) 均 匀 传 输 线 方 程 的 正 弦 稳 态 解 在 正 弦 情 况 下,沿 线 电 压,电 流 满 足 相 量 形 式 方 程,
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设 传 输 线 终 端 为 坐 标 原 点,如 已 知 线 路 终 端 的 电 压
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(,) 均 匀 传 输 线 的 输 入 阻 抗 定 义,
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— — — 传 输 线 终 端 负 载 阻 抗 。
显 然 /
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是 传 输 线 长 度 和 负 载 的 函 数 。
( ;) 反 射 系 数 与 匹 配
·<.·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!) 反 射 系 数,定 义 传 输 线 上 某 点 的 反 射 波 电 压
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"
和 入 射 波 电 压
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"
#
的 比 值 为 反 射 系 数 。 终 端 反 射 系 数为
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,此 时 反 射 系 数
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$ &,即 不 存 在 反 射 波,这 种 情 况 称 为 负载 与 线 路 匹 配,匹 配 时 沿 线 各 点 的 #
*+
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,线 路 的 传 输 效 率 接 近 最 高 值,
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( )) 无 畸 变 传 输 线 当 有 损 耗 传 输 线 的 原 参 数 满 足 条 件,
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这 时,
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为 常 量,
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成 正 比,于 是 对 不 同 频 率 的 信 号 不 会 产 生 振 幅 及 相 位 畸 变 。 称式 !’% " (( 为 无 畸 变 条 件,满 足 无 畸 变 条 件 的 传 输 线 为 无 畸 变 线,无 损 耗 线 一 定 是 无 畸 变 线 。
第 三 节 电 气 识 图 与 电 工 标 准一,电 气 识 图
( 一 ) 电 气 图 用 图 形 符 号 ( 见 表 ! " !!,表 ! " !%)
表 ! " !! 常 用 电 气 原 理 图 用 图 形 符 号
!- 限 定 符 号 和 常 用 的 其 他 符 号名 称 新 符 号 旧 符 号直 流交 流交 直 流正 极负 极
·(.· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 新 符 号 旧 符 号接 地 一 般 符 号接 机 壳 或 接 底 板故 障内 络,击 穿导 线 间 绝 缘 击 穿导 线 对 机 壳 绝 缘 击 穿导 线 对 地 绝 缘 击 穿永 久 磁 铁
!" 导 线 和 连 接 器 件 的 图 形 符 号名 称 新 符 号 旧 符 号导 线,电 缆 和 母 线 的 一 般 符 号
·#$·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇名 称 新 符 号 旧 符 号三 根 导 线 的 单 线 表 示端 子导 线 的 连 接导 线 的 多 线 连 接插 头 和 插 座
!" 电 阻 器,电 容 器 和 电 感 器 的 图 形 符 号名 称 新 符 号 旧 符 号电 阻 器 的 一 般 符 号
·#!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 新 符 号 旧 符 号可 变 电 阻 器滑 动 触 点 电 位 器电 容 器 的 一 般 符 号极 性 电 容 器可 变 电 容 器电 感 器,线 圈,绕 组,扼 流 圈带 磁 心 ( 铁 心 ) 的 电 感 器
·!"·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!" 半 导 体 管 的 图 形 符 号名 称 新 符 号 旧 符 号半 导 体 二 极 管 一 般 符 号单 向 击 穿 二 极 管 ( 稳 压 二 极管 )
#$# 型 半 导 体 管
$#$ 型 半 导 体 管集 电 极 接 管 壳 的 $#$ 型 半 导体 管三 极 晶 体 闸 流 管注,没 必 要 规 定 控 制 极 类 型时,用 于 表 示 反 向 阻 断 三 极 晶闸 管反 向 阻 断 三 极 晶 体 闸 流 管 ( 阴极 侧 受 控 )
·%!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 新 符 号 旧 符 号光 敏 电 阻光 电 二 极 管
!" 绕 组,电 机,变 压 器 和 电 抗 器 的 图 形 符 号名 称 新 符 号 旧 符 号电 机 换 向 绕 组电 机 补 偿 绕 组电 机 串 励 绕 组电 机 并 励 或 他 励 绕 组集 电 环 或 换 向 器 上 的 电 刷直 流 发 电 机直 流 电 动 机
·#$·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇名 称 新 符 号 旧 符 号交 流 发 电 机交 流 电 动 机并 励 直 流 电 动 机他 励 直 流 电 动 机三 相 笼 型 异 步 电 动 机三 相 绕 线 转 子 异 步 电 动 机双 绕 组 变 压 器 一 般 符 号电 抗 器,扼 流 圈 一 般 符 号
·!"· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 新 符 号 旧 符 号电 流 互 感 器,脉 冲 变 压 器星 形 ! 三 角 形 联 结 的 三 相 变压 器星 形 ! 星 形 联 结 的 三 相 变 压器电 压 互 感 器
·"#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!" 原 电 池 或 蓄 电 池 图 形 符 号名 称 新 符 号 旧 符 号原 电 池 或 蓄 电 池蓄 电 池 组 或 原 电 池 组注,注 明 电 压 值 时 允 许 的 画 法
#" 开 关,控 制 和 保 护 装 置 的 图 形 符 号名 称 新 符 号 旧 符 号动 合 ( 常 开 ) 触 点动 断 ( 常 闭 ) 触 点开 关 一 般 符 号
·$$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 新 符 号 旧 符 号手 动 开 关 一 般 符 号动 合 ( 常 开 ) 按 钮动 断 ( 常 闭 ) 按 钮三 极 开 关 ( 单 线 表 示 )
三 极 开 关 ( 多 线 表 示 )
·!"·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇名 称 新 符 号 旧 符 号接 触 器 ( 在 非 动 作 位 置 触 点 断开 )
接 触 器 ( 在 非 动 作 位 置 触 点 闭合 )
断 路 器隔 离 开 关负 荷 开 关三 极 负 荷 开 关
·!"· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 新 符 号 旧 符 号继 电 器 和 接 触 器 操 作 器 件 ( 线圈 ) 一 般 符 号热 继 电 器 的 驱 动 元 件 ( 发 热 元件 )
熔 断 器 一 般 符 号跌 开 式 熔 断 器熔 断 器 式 开 关熔 断 器 式 负 荷 开 关火 花 间 隙
·!"·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇名 称 新 符 号 旧 符 号避 雷 器
!" 常 用 测 量 仪 表,灯 和 信 号 器 具 图 形 符 号名 称 新 符 号 旧 符 号电 流 表电 压 表功 率 表电 度 表 ( 瓦 特 小 时 计 )
电 喇 叭
·!#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " !# 常 用 电 力,照 明 布 置 图 用 图 形 符 号名 称 符 号 说 明配 线配 线 方 向
( !) 向 上 配 线
( #) 向 下 配 线
( $) 垂 直 通 过 配 线带 配 线 的 用 户 端配 电 中 心 示 出 % 根 导 线 管连 接 盒 或 接 线 盒配 电 箱配 电 箱 一 般 符 号 适 用 于 屏,台,箱,柜动 力 配 电 箱 或 动 力 — 照 明 配 电 箱
·&’·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇名 称 符 号 说 明信 号 板,箱照 明 配 电 箱 需 要 时 允 许 涂 红事 故 照 明 配 电 箱多 种 电 源 配 电 箱用 电 设 备电 风 扇 若 不 引 起 混 淆,方 框 可 不 画空 调 器 未 示 出 引 线电 铃电 钟
·!"· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 符 号 说 明电 阻 加 热 装 置电 热 水 器插 座插 座插 座 或 插 孔 的 一 般 符 号,表 示 一个 极单 相 插 座分 别 表 示 明 装,暗 装,密 闭 ( 防水 ),防 爆单 相 三 孔 插 座分 别 表 示 明 装,暗 装,密 闭 ( 防水 ),防 爆
·!"·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇名 称 符 号 说 明三 相 四 孔 插 座分 别 表 示 明 装,暗 装,密 闭 ( 防水 ),防 爆多 个 插 座 示 出 ! 个带 开 关 插 座 装 一 单 极 开 关开 关开 关 开 关 一 般 符 号单 极 开 关分 别 表 示 明 装,暗 装,密 闭 ( 防水 ),防 爆
·"#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 符 号 说 明双 极 开 关分 别 表 示 明 装,暗 装,密 闭 ( 防水 ),防 爆三 极 开 关分 别 表 示 明 装,暗 装,密 闭 ( 防水 ),防 爆单 极 拉 线 开 关单 极 双 控 拉 线 开 关双 控 开 关 单 极 三 线带 指 示 灯 开 关多 拉 开 关 如 用 于 不 同 照 度 控 制定 时 开 关 如 用 于 延 寿 节 能 开 关照 明 灯灯灯 或 信 号 灯 的 一 般 符 号,与 电 路图 上 符 号 相 同
·!"·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇名 称 符 号 说 明投 光 灯荧 光 灯 示 例 为 ! 管 荧 光 灯应 急 灯 自 带 电 源 的 事 故 照 明 灯 装 置吸 顶 灯壁 灯安 全 灯隔 爆 灯
( 二 ) 文 字 符 号图 形 符 号 提 供 了 一 类 设 备 或 元 件 的 共 同 符 号,为 了 更 明 确 地 区 分 不 同 的 设 备,元 件,尤 其 是 区 分 同 类 设备 或 元 件 中 不 同 功 能 的 设 备 或 元 件,还 必 须 在 图 形 符 号 旁 标 注 相 应 的 文 字 符 号 。
"# 基 本 文 字 符 号 基 本 文 字 符 号 用 以 表 示 电 气 设 备,装 置 和 元 件 以 及 线 路 的 基 本 名 称,特 性,分 为 单 字母 符 号 和 双 字 母 符 号 。
( ") 单 字 母 符 号,单 字 母 符 号 用 来 表 示 按 国 家 标 准 划 分 的 $! 大 类 电 气 设 备,装 置 和 元 器 件 ( 见 表 " % "!) 。
·&’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !"!# 单 字 母 符 号字 母 代 码 项 目 种 类 举 例
$
组 件部 件分 离 元 件 放 大 器,磁 放 大 器,激 光 器,微 波激 射 器,印 制 电 路 板本 表 其 他 地 方 未 提 及 的 组 件,部 件
%
变 换 器
( 从 非 电 量 到 电 量 或 相 反 )
热 电 传 感 器,热 电 池,光 电 池,测 功 计,晶体 换 能 器,送 话 器,拾 音 器,扬 声 器,耳 机,自整 角 机,旋 转 变 压 器
& 电 容 器

二 进 制 单 元延 迟 器 件存 储 器 件数 字 集 成 电 路 和 器 件,延 迟 线,双 稳 态 元件,单 稳 态 元 件,磁 芯 存 储 器,寄 存 器,磁 带记 录 机,盘 式 记 录 机
( 杂 项光 器 件,热 器 件本 表 其 他 地 方 未 提 及 的 元 件
) 保 护 器 件 熔 断 器,过 电 压 放 电 器 件,避 雷 器
* 发 电 机 电 源旋 转 发 电 机,旋 转 变 频 机,电 池,振 荡 器,
石 英 晶 体 振 荡 器
+ 信 号 器 件 光 指 示 器,声 指 示 器
,— —
- 继 电 器,接 触 器 —
.
电 感 器电 抗 器感 应 线 圈,线 路 陷 波 器电 抗 器 ( 并 联 和 串 联 )
/ 电 动 机
0 模 拟 集 成 电 路 运 算 放 大 器,模 拟 1数 字 混 合 器 件
2
测 量 设 备试 验 设 备指 示,记 录,积 算,测 量 设 备 信 号 发 生 器,
时 钟
3 电 力 电 路 的 开 关 断 路 器,隔 离 开 关
·44·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇字 母 代 码 项 目 种 类 举 例
! 电 阻 器可 变 电 阻 器,电 位 器,变 阻 器,分 流 器,热敏 电 阻
" 控 制 电 路 的 开 关 选 择 器控 制 开 关,按 钮,限 制 开 关,选 择 开 关,选 择器,拨 号 接 触 器,连 接 级
# 变 压 器 电 压 互 感 器,电 流 互 感 器
$
调 制 器变 换 器鉴 频 器,解 调 器,变 频 器,编 码 器,逆 变 器,
交 流 器,电 报 译 码 器
%
电 真 空 器 件半 导 体 器 件电 子 管,气 体 放 电 管,晶 体 管,晶 闸 管,二极 管
&
传 输 通 道波 导,天 线导 线,电 缆,母 线,波 导,波 导 定 向 耦 合 器,偶极 天 线,抛 物 面 天 线

端 子插 头插 座插 头 和 插 座,测 试 塞 孔,端 子 板,焊 接 端 子片,连 接 片,电 缆 封 端 和 接 头
( 电 气 操 作 的 机 械 装 置 制 动 器,离 合 器,气 阀
)
终 端 设 备混 合 变 压 器滤 波 器,均 衡 器限 幅 器电 缆 平 衡 网 络压 缩 扩 展 器晶 体 滤 波 器网 络
( *) 双 字 母 符 号,双 字 母 符 号 是 由 表 +,+- 中 的 单 字 母 符 号 后 面 加 另 一 个 字 母 组 成,比 较 详 细 和 更 具 体地 表 述 电 气 设 备,装 置 和 元 器 件 的 名 称 。
常 用 双 字 母 符 号 及 新,旧 符 号 对 照 见 表 +,+.。
·/0· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !"!#
!
!
!
!
!
常 用 双 字 母 符 号 及 新,旧 符 号 对 照序 号 名 称新 符 号单 字 母 双 字 母旧 符 号 序 号 名 称新 符 号单 字 母 双 字 母
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旧 符 号
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发 电 机直 流 发 电 机交 流 发 电 机同 步 发 电 机异 步 发 电 机水 磁 发 电 机水 轮 发 电 机汽 轮 发 电 机励 磁 机电 动 机直 流 电 动 机交 流 电 动 机同 步 电 动 机异 步 电 动 机笼 型 电 动 机绕 组电 枢 绕 组定 子 绕 组转 子 绕 组励 磁 绕 组控 制 绕 组
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变 压 器电 力 变 压 器控 制 变 压 器升 压 变 压 器降 压 变 压 器自 耦 变 压 器整 流 变 压 器电 炉 变 压 器稳 压 器互 感 器电 流 互 感 器电 压 互 感 器整 流 器变 流 器逆 变 器变 频 器断 路 器隔 离 开 关自 动 开 关转 换 开 关刀 开 关
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!序 号 名 称新 符 号单 字 母 双 字 母旧 符 号 序 号 名 称新 符 号单 字 母 双 字 母
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调 节 器放 大 器晶 体 管 放 大 器电 子 管 放 大 器磁 放 大 器变 换 器压 力 变 换 器位 置 变 换 器温 度 变 换 器速 度 变 换 器自 整 角 机
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7B 辅 助 文 字 符 号 辅 助 文 字 符 号 用 来 表 示 电 气 设 备 装 置 和 元 器 件 以 及 线 路 的 功 能,状 态 和 特 征 。 常 用辅 助 文 字 符 号 及 新 旧 符 号 对 照 见 表 6C6:。
·!:· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !"!#
!
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!
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常 用 辅 助 文 字 符 号 及 新 旧 符 号 对 照序 号 名 称 新 符 号旧 符 号单 组 合 多 组 合序 号 名 称 新 符 号旧 符 号
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单 组 合 多 组 合
! 高 $ % % & 辅
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1 升 ( 2 2 3 正
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A < <
+9 闭 合 ;,?$? 19 信 号 2 ) )
1E 特 殊 文 字 符 号 在 电 气 工 程 图 中,一 些 特 殊 用 途 的 接 线 端 子,导 线 等,常 采 用 一 些 专 用 文 字 符 号 标注 。 常 用 的 一 些 特 殊 用 途 文 字 符 号 见 表 !"!&。
表 !"!&
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特 殊 用 途 文 字 符 号
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序 号 名 称 文 字 符 号 备 注 序 号 名 称 文 字 符 号 备 注
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交 流 系 统 电源 第 ! 相
,
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旧 符 号 为 ’,
交 流 系 统 设备 第 1 相
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4 A
+
交 流 系 统 电源 第 + 相
,
+
3
直 流 系 统 电源 正 极
,
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交 流 系 统 电源 第 1 相
,
1
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直 流 系 统 电源 负 极
,
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直 流 系 统 电源 中 间 线
/ 旧 符 号 为
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交 流 系 统 设备 第 ! 相
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交 流 系 统 设备 第 + 相
B? !+ 保 护 接 地 D>
·7#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
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序 号 名 称 文 字 符 号 备 注 序 号 名 称 文 字 符 号 备 注
!" 不 接 地 保 护 #$ !% 机 壳 或 机 架
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保 护 接 地 线和 中 性 线 共用
#() !* 等 电 位
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!,无 噪 声 接 地 -( !,交 流 电 /+ 旧 符 号 为
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01
!2 直 流 电 3+ 旧 符 号 为 41
二,电 工 标 准
( 一 ) 标 准 和 标 准 化 概 述
!5 基 本 概 念,标 准 的 分 级 和 代 号,标 准 专 业 分 类 及 代 号 标 准 是 指 为 在 给 定 范 围 内 达 到 最 佳 秩 序,对 各种 活 动 或 其 结 果 所 规 定 的,共 同 的 和 重 复 使 用 的 规 则,指 导 原 则 或 特 性,经 过 协 商 根 据 多 数 意 见 制 定 并 经 过公 认 机 构 批 准 的 一 种 文 件 。 标 准 应 以 科 学,技 术 和 经 验 的 综 合 成 果 为 基 础,并 以 增 进 社 会 效 益 为 目 的 。
标 准 化 是 指 为 在 给 定 范 围 内 达 到 最 佳 秩 序,对 实 际 的 或 潜 在 的 问 题 规 定 共 同 的 和 重 复 使 用 的 规 则 的 活动 。 标 准 化 包 括 标 准 的 制 定,发 布 和 实 施 的 整 个 过 程,以 改 进 产 品,方 法 和 服 务 的 适 应 性,并 防 止 贸 易 壁 垒,
便 于 技 术 合 作 。
按 级 别 分,标 准 有 国 家 标 准,行 业 标 准,地 方 标 准 和 企 业 标 准 。 行 业 标 准 不 得 与 国 家 标 准 相 抵 触,地 方 标准 不 得 与 国 家 标 准,行 业 标 准 相 抵 触,企 业 标 准 不 得 与 国 家 标 准,行 业 标 准,地 方 标 准 相 抵 触 。 国 家 标 准,行业 标 准 分 为 强 制 性 标 准 和 推 荐 性 标 准 。
表 !6!*
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标 准 文 献 分 类 与 代 号
/ 综 合 )
!
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仪 器,仪 表
7 农 业,林 业 #
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工 程 建 设
+ 医 药,卫 生 劳 动 保 护 8
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!
!
建 材
3 矿 业 9
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!
!
公 路,水 路 运 输
( 石 油,
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!
!
铁 路; 能 源,核 技 术 -
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车 辆
< 化 工 $
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船 舶
= 冶 金 >
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!
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航 空,航 天
0 机 械?
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纺 织
@ 电 工 A
!
!
!
食 品
1 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术 B
!
!
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轻 工,文 化 与 生 活 用 品
& 通 信,广 播 4 环 境 保 护
·C%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册国 家 标 准,行 业 标 准,地 方 标 准 和 企 业 标 准 都 由 标 准 代 号,顺 序 号 和 批 准 发 布 年 号 三 段 组 成 。 国 家 标 准代 号 及 符 号 有 三 种,!"# # # # — # # # #( 强 制 性 国 家 标 准 ),!"$% # # # # — # # # #( 推 荐 性 国 家 标准 ) 和 !"$
!
# # # # — # # # #( 降 为 行 业 标 准 而 尚 未 转 化 的 原 国 家 标 准 ) 。 行 业 标 准 代 号 由 国 务 院 标 准化 行 政 主 管 部 门 规 定 。 例 如,强 制 性 电 力 行 业 标 准 代 号 为 &’,推 荐 性 电 力 行 业 标 准 代 号 为 &’$%。 地 方 标 准的 标 准 代 号 为 &" 加 上 省,自 治 区 或 直 辖 市 的 代 码 前 两 位 数 字 。 例 如 陕 西 省 强 制 性 地 方 标 准 代 号 为 &"(),推荐 性 地 方 标 准 代 号 为 &"()$%。 企 业 标 准 代 号 为 *$加 企 业 代 号 组 成 。 标 准 分 类 与 代 号 见 表 )+ ),。
( 二 ) 国 际 标 准 和 国 外 先 进 标 准国 际 标 准,国 外 先 进 标 准 的 概 念,部 分 国 际 标 准,国 外 先 进 标 准 名 称 和 代 号 国 际 标 准 指 和 国 际 电 工 委员 会 ( -./) 所 制 定 的 标 准,以 及 国 际 标 准 化 组 织 -01确 认 并 公 布 的 其 他 国 际 组 织 制 定 的 标 准 。
国 外 先 进 标 准 指 未 经 -01确 认 并 公 布 的 国 际 组 织 的 标 准,发 达 国 家 的 国 家 标 准,区 域 性 组 织 的 标 准,
国 际 上 有 权 威 的 团 体 标 准 和 企 业 ( 公 司 ) 标 准 中 的 先 进 标 准 。
常 见 国 际 标 准 及 一 些 国 家 标 准 见 表 )+ )2。 -./标 准 见 表 )+ )3。 -./ 日 用 电 器 安 全 标 准 见 表 )+ 45。 我国 基 本 等 效 采 用 -./ 日 用 电 器 安 全 标 准 。
表 )+ )2 常 见 国 际 标 准 及 一 些 国 家 标 准
670- 美 国 国 家 标 准
60%8 美 国 试 验 与 材 料 学 会 标 准
"-98 国 际 计 量 局
"0 英 国 国 家 标 准
//-,国 际 无 线 电 咨 询 委 员 会
//-%% 国 际 电 报 电 话 咨 询 委 员 会
/.7 欧 洲 标 准 化 委 员 会
/.7.’./ 欧 洲 电 工 标 准 化 委 员 会
/-,国 际 照 明 委 员 会
/-0+ 9,国 际 无 线 电 干 扰 特 别 委 员 会
&-7 德 国 国 家 标 准
&;,德 国 电 工 委 员 会 标 准
-./ 国 际 电 工 委 员 会
-..,电 气 电 子 工 程 师 学 会 标 准
--< 国 际 焊 接 学 会
-01 国 际 标 准 化 组 织
-%= 国 际 电 信 联 盟
>-0 日 本 工 业 标 准
8-’ 美 国 军 用 标 准
7.86 美 国 电 气 制 造 商 协 会 标 准
7? 法 国 国 家 标 准
·)(·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!"#$ 国 际 法 制 计 量 组 织
%&#" 国 际 半 导 体 设 备 和 材 料 组 织
’"( 国 际 铁 路 联 盟
’$ 美 国 保 险 商 实 验 所 安 全 标 准
)*& 德 国 电 气 工 程 师 协 会 标 准
+!(+ 俄 罗 斯 国 家 标 准表,-,,"&( 标 准标 准 名 称 标 准 号国 际 电 工 词 汇 /0
标 准 电 压,电 流,频 率 12,/.,,.3
建 筑 物 电 气 装 置 134
建 筑 物 电 气 装 置 的 电 压 区 段 44.
建 筑 物 防 雷,054
电 气 安 全 导 则,500
家 用 电 器 的 安 全 11/
电 热 装 置 安 全 /,.
电 流 通 过 人 体 的 效 应 46.
电 气 和 电 子 设 备 防 触 电 保 护 /13
人 机,界 面,标 志 和 标 识 的 基 本 和 安 全 要 求 一 编 码 规 则 61
绝 缘 导 线 的 标 志 1.,
用 颜 色 或 数 字 识 别 导 体 的 方 法 443
颜 色 标 示 代 号 6/6
电 气 技 术 用 文 字 符 号 56
图 用 图 形 符 号 4,6
电 工 技 术 中 的 项 目 代 号 6/0
绝 缘 配 合 6,
避 雷 器 选 择 和 使 用 导 则,.
高 压 电 器 /3,53/,450,460,3.4,,511,,311
交 流 隔 离 开 关,,52
657/8) 及 以 上 9"% /,6,,5/.
657/8) 及 以 上 9"% 电 缆 连 接 2/.
·53· 新 编 电 气 工 程 师 手 册标 准 名 称 标 准 号
! " #$%& 金 属 封 闭 式 成 套 开 关 与 控 制 装 置 $’(
交 流 隔 离 开 关 及 接 地 开 关 !$’
低 压 成 套 开 关 设 备 和 控 制 设 备 )*’
高 +低 压 预 制 变 电 站 !**,
低 压 控 制 设 备 !#(
由 外 壳 提 供 保 护 的 等 级 ( -,代 码 ) #$’
稳 压 电 源 )/,,)(0
铅 酸 牵 引 蓄 电 池 $#)
镉 镍 电 池 0$$,0$*
爆 炸 危 险 气 体 中 的 电 气 装 置 /’
户 外 严 酷 条 件 下 ( 含 露 天 矿 及 采 石 场 ) 的 电 气 装 置 0$!
环 境 条 件 的 划 分 /$!
电 气 测 量 仪 表 及 其 附 件 #!,!)#,*(/,#$!,#$*,0(/
电 气 继 电 器 $##
旋 转 电 机 装 入 式 热 保 护 *) 1 !!
高 压 电 机 起 动 器 0*$
油 浸 及 干 式 变 压 器,有 载 调 压 器 应 用 /0,*!,,#)$,0,0,0!0,/$$,/$0,’,#
变 压 器 回 路 高 压 熔 断 器 熔 体 选 择 应 用 导 则 /(/
电 气 牵 引 设 备 //
互 感 器 )),!(#,!(0
家 用 及 类 似 目 的 熔 断 器 $)!
低 压 熔 断 器 $0’
熔 断 器 定 义 $’!
小 型 熔 断 器 !$/
电 力 系 统 电 容 器 !)*
电 容 器 组 保 护 设 备 !)* 1 $
并 联 电 容 器 外 部 保 护 高 压 熔 断 器 #)’
串 联 电 容 器 内 部 熔 断 器 #’#
导 体 载 流 量 ))(
电 缆 选 择,载 流 量,短 路 温 度 限 值,敷 设 $(/,$$(,$)#,!(*,’$,/$),(#*,’(0
电 缆 周 期 性 电 流 及 应 急 电 流 计 算 (#*
电 缆 试 验 方 法 ((#
·*0·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇标 准 名 称 标 准 号软 电 缆 芯 线 颜 色 !"#
电 缆 的 阻 燃 特 性 ##!
射 频 电 缆 $%,!!$%
射 频 连 接 器 !%$
光 纤 电 缆,接 头,分 支 器,开 关 &’",&"(,&"),&"%
电 线 电 缆 穿 管 %!(,!*#)
照 明 器 )$&
白 炽 灯 安 全 规 程 (#’
单 盖 荧 光 灯 安 全 规 程 !!$$
常 用 照 明 设 备 抗 干 扰 要 求 !)("
卤 钨 灯 #)"
通 用 照 明 用 管 式 荧 光 灯 &!
荧 光 灯 启 辉 器 !))
低 压 钠 灯 !$’
高 压 汞 灯 !&&
高 压 钠 灯 %%’
管 式 荧 光 灯 镇 流 器 $’*,$’!
管 式 荧 光 灯 直 流 电 子 镇 流 器 $’(,$’)
放 电 灯 镇 流 器 $’’,$’#,$’%,$’",$’&,$’$
自 镇 流 器 $%&,$%$
管 式 荧 光 灯 灯 座 及 启 动 器 座 (**
爱 迪 生 螺 口 灯 座 ’#&
各 种 灯 座 &#&
插 头 与 插 座 &#,#*$
铝 母 排 !*),!!(
架 空 线 !*(,&&&,&&$,$!#,!’#’
架 空 裸 绞 线 计 算 方 法 !)$"
架 空 输 电 线 的 荷 载 及 强 度 &’%
架 空 线 绝 缘 子 #*),#&#
架 空 线 金 具 要 求 及 试 验 !’&(
架 空 线 杆 塔 荷 载 试 验 %)’
交 流 电 力 系 统 阻 波 器 #)#
·(%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册标 准 名 称 标 准 号电 力 载 波 系 统 耦 合 装 置 !"#
三 相 交 流 系 统 短 路 计 算 $%$
放 射 式 低 压 系 统 短 路 电 流 计 算 应 用 导 则 &"#
医 用 电 气 设 备 ’%#,$&’,$&&,#(’(,#)%)
船 用 电 气 装 置 $(
报 警 系 统 ")$
表 #* (% 家 用 和 类 似 用 途 电 器 的 安 全 系 列 标 准 一 览 表标 准 名 称 +,- 标 准 号 国 家 标 准 号通 用 要 求 +,-)).* # /0!&%’1#
电 熨 斗 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* ) /0!&%’1(
食 物 搅 拌 器 及 类 似 用 途 电 器 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* #! /0!&%’1)
电 水 壶 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* #,/0!&%’1!
电 炒 锅 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* #) /0!&%’1.
自 动 电 饭 锅 的 特 殊 要 求 /0!&%’1’
真 空 吸 尘 器 和 吸 水 式 清 洁 器 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* ( /0!&%’1&
电 热 毯,龟 热 垫 和 电 热 褥 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* #& /0!&%’1"
电 动 剃 须 刀,电 推 剪 及 类 似 器 具 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* " /0!&%’1$
按 摩 电 器 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* )( /0!&%’1#%
快 热 式 热 水 器 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* ),/0!&%’1##
贮 水 式 电 热 水 器 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* (# /0!&%’1#(
电 冰 箱,食 品 冷 冻 箱 和 制 冰 机 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* ! /0!&%’1#)
面 包 片 烘 烤 器,烤 架,电 烤 炉 及 类 似 用 途 器 具 的 特 殊要 求
+,-)).* (* $ /0!&%’1#!
皮 肤 及 毛 发 护 理 器 具 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* () /0!&%’1#.
电 池 驱 动 的 电 动 剃 须 刀,电 推 剪 及 其 充 电 和 电 池 组 的特 殊 要 求
+,-)).* (* #$ /0!&%’1#’
电 动 机 — 压 缩 机 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* )! /0!&%’1#&
电 池 充 电 器 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* ($ /0!&%’1#"
液 体 加 热 器 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* #,/0!&%’1#$
滚 筒 式 干 衣 机 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* ## /0!&%’1(%
微 波 炉 的 特 殊 要 求 +,-)).* (* (,/0!&%’1(#
·.’·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇标 准 名 称 !"# 标 准 号 国 家 标 准 号家 用 电 灶,灶 台,烤 炉 及 类 似 器 具 的 特 殊 要 求 !"#$$% & ’ & ( )*+,-(.’’
室 内 加 热 器 的 特 殊 要 求 !"#$$% & ’ & $- )*+,-(.’$
洗 衣 机 的 特 殊 要 求 !"#$$% & ’ &,)*+,-(.’+
洗 碟 机 的 特 殊 要 求 !"#$$% & ’ & % )*+,-(.’%
离 心 式 脱 水 机 的 特 殊 要 求 !"#$$% & ’ & + )*+,-(.’(
电 风 扇 和 调 速 器 的 特 殊 要 求 !"#$+’ & / )*+,-(.’,
吸 油 烟 机 的 特 殊 要 求 !"#$$% & ’ & $/ )*+,-(.’0
电 磁 灶 的 特 殊 要 求 !"#$$% & ’ & $/ )*+,-(.’1
电 动 食 品 加 工 器 具 的 特 殊 要 求 !"#$$% & ’ & /+ )*+,-(.$-
房 间 空 气 调 节 器 电 气 设 备 的 安 全 要 求 !"#$,0 )*%1%(
( 三 ) 国 家 标 准 中 电 工 标 准 简 介
/.常 用 的 电 工 标 准 见 表 / & ’/ 及 表 / & ’’。
表 / & ’/ 通 用 电 工 标 准 名 称,代 号标 准 代 号 标 准 名 称
)*23,(’— /11( 标 准 电 流
)*23111— /100 直 流 电 力 牵 引 电 压 系 列
)*23/10-— /11( 标 准 频 率
)*23’+’/ 4 ’+’+— 0/ 4 1,电 工 电 子 产 品 环 境 试 验 规 程
)*23’1--./ 4 +0 电 工 基 本 名 词 术 语 及 各 专 业 名 词 术 语
)*23$0-%— /11$ 特 低 电 压 ( "56) 限 值
)*23+,’0— 0+.0%.1( 电 气 图 用 图 形 符 号
)*23%-1+— /10% 电 气 技 术 中 项 目 代 号
)*23%+(%./ 4 ’— /11( 电 气 设 备 用 图 形 符 号
)*/%(— /11$ 标 准 电 压
)*$//./ 4,— 0$ 4 1% 高 压 输 变 电 设 备 的 绝 缘 配 合 及 高 压 试 验 技 术
)*$,0%— 0$ 声 级 计 的 电 声 性 能 及 测 量 方 法
)*$1-,— 0$ 工 业 无 线 电 干 扰 基 本 测 量 方 法
)*$1’(— 0$ 中 频 设 备 额 定 电 压
)*+-’(— 0$ 电 器 接 线 端 子 的 识 别 和 用 字 母,数 字 符 号 标 志 接 线 端 子 的 通 则
)*+-+(— 0$ 电 气 设 备 安 全 设 计 导 则
)*(100./ 4,— 0(.1$ 电 气 制 图
)*,/%1 电 气 技 术 中 的 文 字 符 号 制 订 通 则
#"#7$,工 业 企 业 通 信 工 程 设 计 图 形 及 文 字 符 号 标 准
·((· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " ## 专 业 用 电 工 标 准 名 称,代 号标 准 名 称 标 准 号供 电 电 压 允 许 偏 差,电 压 允 许 波 动 和 闪 变 $%!#&#’ $%!#&#(
电 气 装 置 安 装 工 程 电 气 设 备 交 接 试 验 标 准 $%’)!’)
建 筑 电 气 安 装 工 程 质 量 检 验 评 定 标 准 $%*&)&
工 业 企 业 照 明 $%’))&+
民 用 建 筑 照 明 $%*!&&
城 市 道 路 照 明 $**+’
地 下 建 筑 照 明 $,-.+’
低 压 成 套 开 关 设 备 $%/#’!
低 压 抽 出 式 成 套 开 关 设 备 0%1&())!
电 梯 技 术 条 件 $%*23!))’4
电 梯 实 验 方 法 $%*23!))’5
并 联 电 容 器 用 串 联 电 抗 器 设 计 选 择 -,-.&#
并 联 电 容 器 装 置 的 电 压,容 量 系 列 选 择 -,-.&&
电 工 名 词 术 语 电 气 传 动 及 自 动 控 制 $%#5))6&+— 4&
电 气 传 动 控 制 设 备 基 本 试 验 方 法 $%!)#&&— 44
面 板,架 和 柜 的 基 本 尺 寸 系 列 $%&)+/6!— 5’
电 控 设 备 产 品 型 号 编 制 办 法 $%&/’#— 4+
电 控 设 备 第 一 部 分,低 压 电 器 电 控 设 备 $%+/#)— 4+
电 控 设 备 第 二 部 分,装 有 电 子 器 件 的 电 控 设 备 $%&/5/— 45
控 制 电 气 设 备 操 作 件 标 准 运 动 方 向 $%+#)’— 4+
电 控 设 备 通 用 辅 件 产 品 型 号 编 制 办 法 $%&&+’— 4&
同 步 电 动 机 半 导 体 励 磁 装 置 总 技 术 条 件 $%!#((/— 5)
交 流 电 动 机 半 导 体 变 频 调 速 装 置 总 技 术 条 件 $%!#((4— 5)
半 导 体 变 流 串 级 调 速 装 置 总 技 术 条 件 $%!#((5— 5)
电 工 成 套 装 置 中 的 导 线 颜 色 $%#(4!— 4!
导 体 的 颜 色 或 数 字 标 识 $%/5+/
绝 缘 导 线 的 标 记 $%+44+
指 示 灯 和 按 钮 的 颜 色 $%+)#’— 4&
外 壳 防 护 等 级 ( 78 代 码 ) $%+#)4— 5&
中,短 波 广 播 发 射 台 与 电 缆 载 波 通 信 系 统 的 防 护 间 距 $%*!+#
架 空 电 力 线 路,变 电 所 对 电 视 差 转 台,转 播 台 无 线 电 干 扰 防 护 间 距 $%*!+&
#6标 准 电 压 国 家 标 准 $%!’(,标 准 电 压,规 定 了 电 力 系 统 的 标 称 电 压 值,电 气 设 备 的 额 定 电 压 值 和 电气 设 备 的 最 高 电 压 值,适 用 于 直 流 和 ’)9,交 流 的 系 统 和 电 气 设 备,也 适 用 于 电 子 设 备,电 信 设 备 和 电 气 器
·/(·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇具,不 适 用 于 下 列 设 备,但 不 予 限 制,!) 电 气 设 备 内 部 的 元 器 件 和 部 件 的 电 压 ; ") 表 示 信 号,传 输 信 号 或 测 量值 的 电 压 ; #) 专 用 试 验 设 备 的 电 压 。
$%!&’ 规 定 的 ""( ) !(((( !!*() + 的 交 流 电 力 系 统 ( 三 相 四 线 或 三 相 三 线 ) 的 标 称 电 压 值 及 电 气 设 备 ( 不包 括 发 电 机 ) 的 额 定 电 压 值 见 表 !,"#,#-+ 及 以 上 的 三 相 交 流 系 统 的 标 称 电 压 值 和 电 气 设 备 的 最 高 电 压 值见 表 !,"*。 交 流 #.(+ 及 以 下 和 直 流 "(((+ 及 以 下 的 电 气 设 备 ( 不 包 括 发 电 机 ) 的 额 定 电 压 值 见 表 !,"&; 发电 机 的 额 定 电 压 值 见 表 !,"’。
表 !,"# ""( ) !(((( !!*(+) 的 交 流 系 统 的 标 称 电 压 值 及 电 气 设 备 的 额 定 电 压 值 ( +)
""(/#.( #.(/’’( !(((( !!*()
注,!0!!*(+ 仅 限 于 煤 矿 井 下 使 用 。
"0斜 线 之 上 为 相 电 压,斜 线 之 下 为 线 电 压 ; 无 斜 线 为 三 线 系 统 线 电 压 。
表 !,"* #-+ 及 以 上 的 三 相 交 流 系 统 的 标 称 电 压 值 和 电 气 设 备 的 最 高 电 压 值 ( -+
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系 统 的 标称 电 压 值设 备 的 最高 电 压 值系 统 的 标称 电 压 值设 备 的 最
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高 电 压 值
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注,!0括 号 中 的 数 值 为 用 户 有 要 求 时 使 用 。
"0电 气 设 备 的 额 定 电 压 值 可 从 表 中 选 取,由 产 品 标 准 确 定 。
表 !,"& 交 流 #.(+ 及 以 下 和 直 流 "(((+ 及 以 下 的 电 气 设 备 额 定 电 压 值 ( +)
直 流 额 定 电 压 值 交 流 额 定 电 压 值优 先 值 补 充 值 优 先 值 补 充 值
— !0" — —
!0& — — —
" — — —
— "0* — —
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— *0& — —
— & — &
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·.’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册直 流 额 定 电 压 值 交 流 额 定 电 压 值
— !" — !"
#$ — #$ —
— %& — —
%’ — %’ —
— — — $#
$( — $( —
’& — — ’&
)# — — —
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— — — !#)
!’& — — —
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— — %(& —
— $&& — —
$$& — — —
— ’%& — —
(&& — — —
!&&& — — —
— !#"& — —
!"&& — — —
#&&& — — —
中 频 设 备 的 额 定 电 压 在 *+%,#’,中 频 设 备 额 定 电 压,国 家 标 准 中 规 定 。 船 舶 和 海 上 石 油 平 台 用 电 工 产品 的 额 定 电 压 在 *+$,(( 中 规 定 。 直 流 电 力 牵 引 的 额 定 电 压 在 *+,,,中 规 定 。
原 国 家 标 准 *+%(&"— (%,安 全 电 压,已 被 国 家 标 准 *+%(&"—,%,特 低 电 压 ( -./) 限 值,代 替,新 标 准
*+%(&"—,% 规 定 的 电 压 限 值 是 指 在 最 不 利 的 情 况 下 允 许 存 在 于 两 个 可 同 时 触 及 的 可 导 电 部 分 间 的 最 高 电压 。 具 体 规 定 见 *+%(&"—,%。
表 !0 #’ 发 电 机 的 额 定 电 压 值 ( /
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交 流 发 电 机额 定 电 压 值直 流 发 电 机额 定 电 压 值交 流 发 电 机额 定 电 压 值直 流 发 电 机
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额 定 电 压 值
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·,’·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
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交 流 发 电 机额 定 电 压 值直 流 发 电 机额 定 电 压 值交 流 发 电 机额 定 电 压 值直 流 发 电 机
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额 定 电 压 值
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注,与 发 电 机 出 线 端 配 套 的 电 气 设 备 额 定 电 压,可 采 用 发 电 机 的 额 定 电 压,在 产 品 标 准 中 具 体 规 定 。
(*标 准 电 流 +,-#&— $’’# 规 定 了 电 气 设 备 电 流 值,适 应 于 以 电 流 为 主 要 参 数 的 交,直 流 电 气 设 备,包 括电 工 设 备,电 子 设 备 以 及 家 用 和 类 似 用 途 的 电 气 器 具 。 +,-#&— $’’# 不 适 用 于 电 气 设 备 内 部 的 控 制 回 路 。
标 准 电 流 值 见 表 $,&-。
!*标 准 频 率 +,/0$’%"— $’’# 规 定 了 电 气 设 备 的 标 准 频 率 值 。 它 适 用 于 频 率 从 )" 1 $""""23 的 单 相 和三 相 交 流 电 力 系 统 及 电 气 设 备 ( 包 括 电 工 设 备,电 子 设 备,电 信 设 备 以 及 家 用 和 类 似 用 途 的 电 气 器 具 ) 。 本 标准 不 适 用 于 铁 道 信 号 控 制 回 路,单 台 设 备 或 一 组 设 备 的 内 部 控 制 回 路 。 标 准 频 率 值 见 表 $,&%。
表 $,&- 标 准 电 流 值 ( 4)
电 流 范 围 标 准 电 流 值
$ 1 $""""
$ $*&) $*# & &*) (*$) ! ) #*( %
$" $&*) $# &" &) ($*) !" )" #( %"
$"" $&) $#" &"" &)" ($) !"" )"" #(" %""
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6 $""""
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表 $,&% 标 准 频 率 值
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注,$7 划 有 横 线 的 频 率 值 为 优 先 值 。
&7 带 ( ) 值 仅 限 在 用 电 源 系 统 使 用 。
(7 由 感 应 电 动 机 驱 动 的 旋 转 机 组 所 产 生 的 频 率 ; 其 实 际 频 率 略 低 于 上 列 的 数 值 。
·"-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 四 节 计 量 单 位 与 单 位 换 算一,计 量 单 位法 定 计 量 单 位 以 国 际 单 位 制 ( !") 的 单 位 为 基 础,同 时 选 用 一 些 非 国 际 单 位 制 的 单 位 构 成 的 。 它 包 括,#)
国 际 单 位 制 ( !") 的 基 本 单 位 ( 表 # $ %&) ; %) 国 际 单 位 制 的 辅 助 单 位 及 国 际 单 位 制 中 具 有 专 门 名 称 的 !" 导 出 单位 ( 表 # $ ’() ; ’) 可 与 国 际 单 位 制 并 用 的 我 国 法 定 计 量 单 位 ( 表 # $ ’#) ; )) 由 词 头 和 以 上 单 位 构 成 的 十 进 倍 数和 分 数 单 位 ( 表 # $ ’%) 。
表 # $ %& 国 际 单 位 制 的 基 本 单 位计 量 单 位 名 称 符 号 定 义长 度 米 *
米 是 光 在 真 空 中 #+%&&,&%)-./ 时 间 间 隔 内 所 经 路 径的 长 度 ( #&.’ 年 第 #,届 国 际 计 量 大 会 决 议 )
质 量 千 克 ( 公 斤 ) 01
千 克 等 于 国 际 千 克 原 器 的 质 量 ( #..& 年 第 # 届 和
#&(# 年 第 ’ 届 国 际 计 量 大 会 )
时 间 秒 /
秒 是 铯 — #’’ 原 子 基 态 的 两 个 超 精 细 能 级 之 间 跃 迁所 对 应 的 辐 射 &#&%2’#,,( 个 周 期 的 持 续 时 间 ( #&2,年第 #’ 届 国 际 计 量 大 会 决 议 )
电 流 安 [ 培 ] 3
在 真 空 中,截 面 积 可 忽 略 的 两 根 相 距 #* 的 无 限 长平 行 圆 直 导 线 内 通 以 等 量 恒 定 电 流 时,若 导 线 间 相 互作 用 力 在 每 米 长 度 上 为 (4%
!
5,则 每 根 导 线 中 的 电 流为 #3( #&)2 年 国 际 计 量 大 会 决 议 % 第 & 届 国 际 计 量 大会 批 准 )
热 力 学 温 度 开 [ 尔 文 ] 6
开 尔 文 是 水 三 相 点 热 力 学 温 度 的 #+%,’4#2( #&2,年第 #’ 届 国 际 计 量 大 会 决 议 ))
物 质 的 量 摩 [ 尔 ] *78
摩 尔 是 一 系 统 物 质 的 量,该 系 统 中 所 包 含 的 基 本 单元 数 与 (4(#%01 碳 $ #% 的 原 子 数 目 相 等 。 使 用 摩 尔时,基 本 单 元 应 予 指 明,可 以 是 原 子,分 子,离 子,电 子及 其 他 粒 子,或 是 这 些 粒 子 的 特 定 组 合 ( #&,# 年 第 #)
届 国 际 计 量 大 会 决 议 ’)
·#,·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇计 量 单 位 名 称 符 号 定 义发 光 强 度 坎 [ 德 拉 ] !"
坎 德 拉 是 一 光 源 ( 频 率 为 #$%&’( 的 单 色 辐 射 ) 在 给定 方 向 上 的 发 光 强 度,且 该 方 向 上 的 辐 射 强 度 为 ( )*
+,-),*/0( )121 年 第 )+ 届 国 际 计 量 大 会 决 议 -)
表 )3 -% 包 括 45 辅 助 单 位 在 内 的 具 有 专 门 名 称 的 45 导 出 单 位量 的 名 称
45 导 出 单位 名 称符 号用 45 基 本 单 位 和
45 导 出 单 位 表 示
[ 平 面 ] 角 弧 度 06" )06"7 )8*87 )
立 体 角 球 面 度 /0
)/07 )8
9
*8
9
7 )
频 率 赫 [ 兹 ] ’(
)’(7 )/
3)
力 牛 [ 顿 ],
):7 );<· 8*/
9
压 力,压 强,应 力 帕 [ 斯 卡 ] =6
)=67 ):*8
9
能 [ 量 ],功,热 量 焦 [ 耳 ] > )>7 ):· 8
功 率,辐 [ 射 能 ] 通 量 瓦 [ 特 ],).7 )>*/
电 荷 [ 量 ] 库 [ 仑 ]? )?7 )@· /
电 压,电 动 势,电 位 伏 [ 特 ] A )A7 ).*@
电 容 法 [ 拉 ] B )B7 )?*A
电 阻 欧 [ 姆 ]
!
)
!
7 )A*@
电 导 西 [ 门 子 ] 4
)47 )
!
3)
磁 通 [ 量 ] 韦 [ 伯 ],C ).C7 )A· /
磁 通 [ 量 ] 密 度,磁 感 应 强 度 特 [ 斯 拉 ] &
)&7 ).C*8
9
电 感 亨 [ 利 ] ’ )’7 ).C*@
摄 氏 温 度 摄 氏 度 D )D 7 )E
光 通 量 流 [ 明 ] F8 )F87 )!"· /0
[ 光 ] 照 度 勒 [ 克 斯 ] FG
)FG7 )F8*8
9
[ 放 射 性 ] 活 度 贝 可 [ 勒 尔 ] HI
)HI7 )/
3)
吸 收 剂 量比 授 [ 予 ] 能 戈 [ 瑞 ] JK )JK7 )>*;<
比 释 动 能剂 量 当 量 希 [ 沃 特 ] 4L )4L7 )>*;<
·92· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " #! 可 与 国 际 单 位 制 单 位 并 用 的 我 国 法 定 计 量 单 位量 的 名 称 单 位 名 称 单 位 符 号 与 $% 单 位 的 关 系时 间分
[ 小 ] 时日,( 天 )
&’(
)
*
!&’(+,-.
!)+,-&’(+ #,--.
!*+ /0)+ 1,0--.
[ 平 面 ] 角度
[ 角 ] 分
[ 角 ] 秒
2
3
4
!2 +(
!
5!1-) 67*
!3 +( !5,-) 2 +(
!
5!-1--) 67*
!4 +( !5,-) 3 +(
!
5,01---) 67*
体 积 升 !,8
!! + !*&
#
+ !-
"
#&
#
质 量吨原 子 质 量 单 位
9
:
!9 + !-
#;<
!:
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!=,,->0-? !-
" /@;<
旋 转 速 度 转 每 分 65&’(
!65&’(+( !5,-),
" !
长 度 海 里 ( &’AB !( &’AB + !1>/&( 只 用 于 航 行 )
速 度 节 ;( !;(+ !( &’AB5 )+( !1>/5#,--) &5,( 只 用 于 航 行 )
能 电 子 伏 BC
!BC
!
!=,-/!@@? !-
" !D
E
级 差 分 贝 *F
线 密 度 特 [ 克 斯 ] 9BG
!9BG + !-
",;<5&
面 积 公 顷
)&
/
!)&
/
+ !-
0
&
/
表 ! " #/ 用 于 构 成 十 进 倍 数 和 分 数 单 位 的 词 头因 数词 头 名 称中 文 英 文符 号
!-
/0
尧 [ 它 ] HI997 J
!-
/!
泽 [ 它 ] KB997 L
!-
!1
艾 [ 可 萨 ] BG7 M
!-
!>
拍 [ 它 ] NB97 O
!-
!/
太 [ 拉 ] 9B67 P
!-
D
吉 [ 咖 ] <’<7 Q
!-
,
兆 &B<7 R
!-
#
千 ;’AI ;
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百 )BS9I )
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十 *BS7 *7
!-
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分 *BS’ *
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厘 SB(9’ S
·#@·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇因 数词 头 名 称中 文 英 文符 号
!"
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毫 %&’’& %
!"
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微 %&)*+
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纳 [ 诺 ] -.-+ -
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# !/
皮 [ 可 ] 0&)+ 0
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# !1
飞 [ 母 托 ] 23%4+ 2
!"
# !5
阿 [ 托 ],44+,
说 明,!) 本 篇 表 中 圆 括 号 中 的 量 与 单 位 的 名 称 是 它 前 面 的 名 称 的 同 义 词 ; /) 无 方 括 号 的 量 与 单 位 的 名 称 均 为 全 称 ; 有方 括 号 的 量 与 单 位 连 续 为 全 称,去 掉 方 括 号 中 的 字 即 为 简 称 。
二,单 位 换 算 关 系
( 一 ) 时 间 和 空 间 的 单 位 换 算
!6长 度 单 位 换 算 国 际 单 位 制 长 度 基 本 单 位 是 米 ( %),长 度 单 位 间 换 算 关 系 见 表 ! # $$。
表 ! # $$ 长 度 单 位 换 算单 位 名 称 符 号 换 算 关 系 备 注千 米 ( 公 里 ) 7% !"""%
厘 米 )%
!"
# /
%
毫 米 %%
!"
# $
%
英 里 %&’3 !(",6$8%
码 9,"6,!88%
英 尺 24 "6$"85%
海 里 - %&’3 !51/%
埃;
< !"
# !"
%
常 用 于 表 示 光 谱 线 的 波 长及 其 他 微 小 长 度费 密 2%
!"
# !1
%
用 于 原 子 核 物 理 学天 文 单 位 <=
!68,1,>5? !"
!!
%
用 于 天 文 学秒 差 距 03
$6"51>? !"
!(
%
用 于 天 文 学光 年 !696
,68("1$? !"
!1
%
用 于 天 文 学
/@ 面 积 单 位 换 算 法 定 计 量 单 位 是 平 方 米 ( %
/
),其 他 面 积 单 位 换 算 关 系 见 表 ! # $8。
·8>· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " #$ 面 积 单 位 换 算平 方 公 里
( %&


公 顷
( ())
公 亩
( ))
平 方 米
( &


平 方 厘 米
( *&


平 方 英 里
( &+,-


英 亩
( )*.-)
靶 恩
( /)
圆 密耳亩
! !0

!0
$
01#23!
! !0

!0
$
!0
3
! !0

010’$4!
!0
" $
!
!0
" ’2
!
5603404 7 !0
" !0
!
33313 !
#6 体 积 和 容 积 单 位 换 算 法 定 计 量 单 位 是 立 方 米 ( &
#
),体 积 单 位 换 算 关 系 见 表 ! " #5。
表 ! " #5 体 积 单 位 换 算立 方 米 ( &
#
) 升 ( 8) 立 方 厘 米 ( *&
#
) 立 方 码 ( 9:
#
) 英 加 仑 ( ;%<),) 美 加 仑 ( ;=<),)
! !000 !0
3
!1#02 ’’0 ’3$1’
$1时 间 单 位 换 算 ( 表 ! " #3)
51角 速 度,转 速 单 位 换 算 ( 表 ! " #4)
31速 度 单 位 换 算 ( 表 ! " #2)
表 ! " #3 时 间 单 位 换 算单 位 名 称 符 号 与 法 定 计 量 单 位 的 关 系 备 注周月年回 归 年恒 星 年
)
)
>.?@
30$200=( 4:)
’5A’000=( #0:)
#!5#3000=( #35:)
#!3’’$00=( #33:)
#1!553A 7 !0
4
=
#1!552’ 7 !0
4
=
可 与 法 定 计量 单 位 并 用
,表 示 ! 日表 ! " #4 角 速 度 和 转 速 单 位 换 算转 每 分 (,B &+C) 转 每 秒 (,B =) 弧 度 每 秒 (,):B =) 度 每 分 [ ( D) B &+C] 度 每 秒 [ ( D) B =]
! 010!33334 01!0$4’0 #30 3
30 ! 31’2#!A ’!300 #30
A15$A#0 01!5A!55 ! #$#4145 541’A52
·54·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇转 每 分 ( !" #$%) 转 每 秒 ( !" &) 弧 度 每 秒 ( !’(" &) 度 每 分 [ ( )) " #$%] 度 每 秒 [ ( )) " &]
*+**,----,/+0,102 3 4*
5 6
,+1*..,3 4*
5 /
4 *+*40000-
*+40000- *+**,----,*+*4-/622 0* 4
表 4 5 2,速 度 单 位 换 算千 米 每 时 ( 7#" 8) 米 每 分 ( #" #$%) 米 每 秒 ( #" &) 厘 米 每 秒 ( 9#" &) 英 里 每 时 ( #$:;" 8) 海 里 每 时 ( %+#$:;" 8)
4 40+000- *+,--.,-+---,*+0,4/ *+6/
*+*0 4 *+*400- 4+000- *+*2-,,*+*2,/
2+0 0* 4 4**,+,201 4+1//
*+*20 *+0 *+*4 4 *+*,,/ *+*41//
4+0*12,0+.,*+//-* //+-*/* 4 *+.-
4+.6,2*+.0- *+64/ 64+/ 4+46*,4
-< 加 速 度 单 位 换 算 ( 表 4 5 21)
表 4 5 21 加 速 度 单 位 换 算单 位 名 称 符 号 与 法 定 计 量 单 位 的 关 系 备 注伽 ( =’:$:;>)?’:
4*
5,
#" &
,
毫 伽 ( #$::$=’:) #?’:
4*
5 6
#" &
,
英 尺 每 二 次 方 秒
@A" &
,
*+2*/.#" &
,
标 准 重 力 加 速 度 =8
1+.*006#" &
,
.< 平 面 角 单 位 换 算 ( 表 4 5 /*)
表 4 5 /* 平 面 角 单 位 换 算单 位 名 称 符 号 与 法 定 计 量 单 位 的 关 系 备 注圆 周 角 A!,B:’ 0+,.24.!’(,
!
!’(
转 ! 0+,.24.!’(,
!
!’(
冈 ( =),=>%,=! *+*46-*.*!’( *+1)或 (
!
",**) !’(
直 角 C 4+6-*.*!’( *+6
!
!’(
( 二 ) 力 学 单 位 换 算
4< 质 量 法 定 计 量 单 位 为 千 克 ( 7=),质 量 单 位 间 换 算 关 系 见 表 4 5 /4。
,< 密 度常 用 的 线 密 度 换 算 关 系,
4 特 克 斯 ( A;D) E 4*
5 0
7=" #
4 磅 每 英 尺 (,F" @A) E 4+/..407=" #
·0-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " #! 质 量 单 位 换 算单 位 名 称 符 号 换 算 关 系吨 $ !%%%&’
英 吨 $() !%!*&’
美 吨 +,-$(),%/-!01&’
斤 %-1&’
磅 23 %-#141.&’
米 制 克 拉
5 6 !%
" #
&’
盎 司 (7 %-%5041&’
格 令 ’8
*-#/.0,6 !%
" 1
&’
常 用 的 体 密 度 换 算 关 系 有,
! 吨 每 立 方 米 ( $9:
4
) ; !%%%&’9:
4
! 吨 每 立 方 米 ( $9:
4
) ; !%%%’9<
4= 力 和 重 量 力 的 >? 单 位 制 导 出 单 位 为 牛 顿 ( @) 。
! 牛 顿 ( @) ; !%
1
达 因 ( AB))
! 千 克 力 ( &’C) ;,-0%**1 牛 ( @)
! 磅 力 ( 23C) ; 45-!/#% 磅 达 ( DA2); #-##055 牛 ( @)
#= 压 力,压 强 ( 表 ! " #5)
表 ! " #5 压 力,压 强 单 位 换 算帕 [ 斯 卡 ]
( EF)
微 巴
( D3F8)
毫 巴
(,3F8)

( 3F8)
千 克 力 每平 方 毫 米
( &’C9::
5

工 程 大 气 压
( F$)
毫 米 水 柱
(,:G
5
H)
( &’C9:
5

标 准 大 气 压
( F$:)
毫 米 汞 柱
(,:G’)
! !% %-%! !%
" 1
!-%5 6 !%
" /
!-%5 6 !%
" 1
%-!%5 %-.,6 !%
" 1
%-%%/1
%-! ! %-%%! %-!%5
!%% !%%% ! %-%%! !%-5 %-/1%!
!%
1
!%
*
!%%% ! %-%!%5 !-%5 !!./ %-.0*,/1%-!
.0-%/6!%
"1
.0%*/,0-%/ ! !%% !%
*
.*-/0 /411*
.0%*/,0%-/ %-.0%/ %-%! ! !%
#
%-.*/0 /41-*
.-0%/,0-%/ %-%.0! %-%%%! ! %-.*/0 6 !%
" #
%-%/4*
!%!451 !%!4 !-%!4 !-%445 !%445 ! /*%
!44-455 !444 !-444 %-%%!4* !4-* %-%%!45 !
1= 力 矩 和 转 矩 ( 表 ! " #4)
·//·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 !" #$ 力 矩 和 转 矩 单 位 换 算牛 [ 顿 ] 米 ( %· &) 千 克 力 米 ( ’()· &) 克 力 厘 米 ( ()· *&) 达 因 厘 米 ( +,-· *&)
!,/!.0.,/!.0.1 !.
2
!.
3
4/5.3 ! !.
2
4/5.31 !.
3
4/5.31 !.
" 2
!.
" 2
! 45./3
!.
" 3
!/.0.1 !.
" 5
!/.0.1 !.
" $
!
67[ 动 力 ] 粘 度 和 运 动 粘 度常 用 的 动 力 粘 度 换 算 有,
! 泊 ( 8) 9,/! 帕 [ 斯 卡 ] 秒 8:· ;
! 千 克 力 秒 每 平 方 米 ( ’()· ;<&
0
) 9 4/5!8:· ;
常 用 的 运 动 粘 度 换 算 有,
! 斯 [ 托 克 斯 ]( =>) 9 !.
" #
&
0
<;
! 平 方 英 尺 每 秒 ( )>
0
<;) 9 40/41 !.
" $
&
0
<;
37 功 和 能 ( 表 !" ##)
表 !" ## 功 和 能 单 位 换 算尔 格
(?@()
焦 [ 耳 ]
( A)
千 克 力 · 米
( ’()· &)
马 力 小 时英 马 力 小 时
( BC· B)
千 瓦 时
( ’D· B)
! !.
" 3
./!.01 !.
3
$3/331 !.
" !2
$3/021 !.
" !2
03/351 !.
" !2
!.
3
!,/!.0 $33/31 !.
" 4
$30/21 !.
" 4
033/51 !.
" 4
4/5.31 !.
3
4/5.3 ! $/3.#1 !.
" 6
$/62$1 !.
" 6
0/30#1 !.
" 6
06/#3341 !.
!0
0/6#3341 !.
6
03.1 !.
$
!,/456$,/3$22
06/5#201 !.
!0
0/65#201 !.
6
03$/51 !.
$
!/.!# !,/3#23
$61 !.
!0
$/61 !.
6
$63/!1 !.
$
!/$6 !/$#! !
57 功 率 常 用 的 功 率 换 算 有,
! 瓦 [ 特 ]( D) 9 !A<;
! 千 克 力 米 每 秒 ( ’()· &<;) 9 4/5.662D
![ 米 制 ] 马 力 9 3$2/#44D
![ 英 制 ] 马 力 ( E8) 9 3#2/3..D
( 三 ) 电 学 和 磁 学 单 位 换 算电 荷,! 安 培 小 时 ( F· B) 9 $/61 !.
$
G( 库 仑 )
磁 通 量,! 麦 克 斯 韦 ( HI) 9 !.
" 2
DJ( 韦 伯 )
磁 通 密 度,! 高 斯 ( K;) 9 !.
" #
L( 特 斯 拉 )
磁 场 强 度,! 奥 斯 特 ( M?) 9 34/2332F<&
磁 通 势,! 吉 伯 ( KJ) 9,/342332F
( 四 ) 热 学 单 位 换 算
!7 温 度 ( 表 !" #2) 表 中 G,N,O 分 别 表 示 该 温 标 和 该 温 标 单 位 的 任 一 温 度 数 值 。
·53· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " #$ 温 度 单 位 换 算摄 氏 度 ( %) 华 氏 度 ( &) 开 [ 尔 文 ]( ’)
!
(
$
! ) *+ ! ) +,*"!$
$
(
( # " *+) #
$
(
( # ) #$("-,)
$ " +,*"!$
(
$
$ " #$("-,$
+,热 导 率 ( 表 ! " #-)
*,传 热 系 数 ( 表 ! " #,)
表 ! " #- 热 导 率 单 位 换 算千 卡 每 米 时 开 [ 尔 文 ]
[ /0123( 4· 5· ’) ]
卡 每 厘 米 秒 开 [ 尔 文 ]
[ 0123( 04· 6· ’) ]
瓦 特 每 米 开 [ 尔 文 ]
[ 73( 4· ’) ]
焦 [ 耳 ] 每 厘 米 秒 开 [ 尔 文 ]
[ 83( 04· 6· ’) ]
! +9,,,,,; !<
" *
!9!-* <9<!!-
*-< ! #!:9-,#9!:-:
<9:$(:#$ <9+*::#- ; !<
" +
! <9<!
:$9(,<9+*( !<< !
表 ! " #,传 热 系 数 单 位 换 算千 卡 每 平 方 米 时 开 [ 尔 文 ]
[ /0123( 4
+
· 5· ’) ]
卡 每 平 方 厘 米 秒 开 [ 尔 文 ]
[ 0123( 04
+
· 6· ’) ]
瓦 特 每 平 方 厘 米 开 [ 尔 文 ]
[ 73( 04
+
· =· ’) ]
焦 [ 耳 ] 每 平 方 米 开
[ 尔 文 ][ 83( 04
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#,比 热 容 和 比 熵 ( 表 ! " #:)
表 ! " #,比 热 容 和 比 熵 单 位 换 算焦 耳 每 千 克 开 [ 尔 文 ]
[ 83( />· ’) ]
千 卡 每 千 克 开 [ 尔 文 ]
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热 化 学 千 卡 每 千 克 开 [ 尔 文 ]
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( 五 ) 光 学 和 声 学 单 位 换 算常 用 单 位 与 法 定 计 量 单 位 的 关 系,
·(,·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇光 亮 度 单 位,! 尼 特 ( "#) $ !%&’(
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! 熙 提 ( *+) $ !,
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光 照 度 单 位,! 辐 透 (,/) $ !,
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( 2%) $ !,34501
常 用 的 声 学 单 位 与 法 定 计 量 单 位 的 见 表 ( ! 6 -7) 。
( 六 ) 核 反 应 和 电 离 辐 射 单 位 换 算 ( 表 ! 6 8,)
表 ! 6 -7 声 学 单 位 换 算单 位 名 称 单 位 符 号 与 法 定 计 量 单 位 的 关 系 备 注达 因 每 平 方 厘 米
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声 能 密 度尔 格 每 秒 <=>’ *
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声 功 率,声 能 通 量尔 格 每 秒 平 方 厘 米
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声 强 度表 ! 6 8,核 反 应 和 电 离 辐 射 单 位 换 算单 位 名 称 单 位 符 号 与 法 定 计 量 单 位 的 关 系 备 注尔 格 <=>
!,
6 4
反 应 能,辐 射 能,共 振 能尔 格 平 方 厘 米
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总 原 子 阻 止 本 领尔 格 平 方 厘 米 每 克
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总 质 量 阻 止 本 领居 里 DE
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放 射 性 活 度拉 德 I;&,=&,3,!J9 吸 收 剂 量雷 姆 =<(,3,!KL 剂 量 当 量伦 琴 I
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照 射 量第 五 节 电 路 分 析 方 法一,交 流 电 路 的 稳 态 分 析
( 一 ) 正 弦 电 路由 正 弦 电 源 激 励 的,处 于 稳 态 下 的 线 性 时 不 变 电 路,称 为 正 弦 电 路 。
·,B· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!" 正 弦 稳 态 电 路 的 相 量 法在 电 气 工 程 中,正 弦 交 流 得 到 极 为 广 泛 的 应 用,分 析 和 计 算 正 弦 稳 态 电 路 最 常 用 的 方 法 是 相 量 法 。 相 量法 最 大 的 优 点 是 将 描 述 电 路 特 性 的 微 分 方 程 变 换 成 代 数 方 程,从 而 极 大 地 简 化 了 分 析 和 计 算 工 作 。
( !) 正 弦 量 的 相 量 形 式设 正 弦 电 流 的 时 域 形 式 为
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$
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式 中 !,#
$
,# 是 正 弦 电 流 的 瞬 时 值,最 大 值 和 有 效 值,它 们 之 间 关 系 为
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"
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为 正 弦 电 流 的 角 频 率,其 值
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# )
#
%,% 是 正 弦 量 的 频 率,其 倒 数 为 正 弦 量 的 周 期 $,
"
是 正 弦 量 的 初 相 角 。
初 相 角,角 频 率 和 最 大 值 称 为 正 弦 量 的 三 要 素 。
当 频 率 一 定 时,正 弦 量 可 以 用 它 的 有 效 值 ( 或 最 大 值 ) 和 初 相 角 来 表 征,这 种 表 征 是 有 一 一 对 应 的 关 系 。
以 电 压 & 为 例,即
&
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" (
$

可 表 征 为
(
’ # ’
$
式 中
(
’ 称 为 正 弦 量 & 的 相 量 形 式 。 值 得 注 意 的 是,相 量 不 是 普 通 复 数,是 专 指 正 弦 量 的 复 数,相 量 只 表 征 了正 弦 量 中 的 两 个 要 素 ( 有 效 值 和 初 相 角 ),把 正 弦 时 间 函 数 表 示 成 相 量 形 式,仅 是 一 种 数 学 变 换 。
( )) 相 量 图在 复 平 面 上 相 量 的 图 示,称 为 相 量 图 。 在 相 量 图 上 清 楚 地 表 征 了 代 表 某 正 弦 量 的 模 和 初 相 角,若 有 多 个相 量,相 量 图 可 一 目 了 然 地 显 示 出 各 相 量 之 间 导 前 或 滞 后 的 相 位 关 系 。 在 某 些 场 合 下,借 助 相 量 图 来 分 析 和计 算 正 弦 稳 态 电 路 是 十 分 方 便 的,校 验 其 结 果 是 否 正 确 也 十 分 简 明 。
(,) 相 量 分 析 法把 正 弦 量 变 换 成 相 量 来 分 析 和 计 算 正 弦 稳 态 电 路 的 方 法,称 为 相 量 法 。 应 用 相 量 法 来 分 析 和 计 算 时 应注 意,
!
电 路 中 各 激 励 源 必 须 是 同 频 率 的 ;
"
不 同 频 率 的 相 量 不 能 画 在 同 一 相 量 图 上,也 不 能 进 行 复 数 运 算 ;
#
在 同 一 电 路 分 析 中,只 能 用 一 种 系 统,即 不 是 %&’ 系 统 就 是 -.% 系 统,它 们 之 间 的 关 系 为
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直 流 电 阻 电 路 的 分 析 方 法 和 思 路 都 适 用 于 采 用 相 量 法 的 正 弦 电 路 。 具 体 地 说,只 要 将 直 流 电 阻 电 路 中的 定 理 和 公 式 中 的 电 阻 和 电 导 改 换 成 复 阻 抗 或 复 导 纳,将 直 流 电 压 和 电 流 改 为 电 压 相 量 和 电 流 相 量,便 可 得到 分 析 正 弦 电 路 的 定 理 和 公 式 。 但 应 注 意 直 流 电 阻 电 路 与 正 弦 电 路 之 间 的 区 别,例 如,在 正 弦 电 路 中 由 于 相位 关 系,会 使 分 支 电 流 或 部 分 元 件 电 压 大 于 总 电 流 或 端 口 电 压 。
图 ! 0,1 无 源两 端 网 络
)" 正 弦 电 路 的 功 率
( !) 正 弦 电 路 的 功 率设 无 源 两 端 网 络 ( 图 ! 0,1) 端 口
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式 中
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分 别 为 电 压 和 电 流 初 相 角 。
"
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称 为 阻 抗 角 ( 或 导 纳 角 ),网 络 的 功率 和 功 率 因 数 见 表 ! 0 3!。
·!4·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 ! " #! 正 弦 电 路 的 功 率 和 功 率 因 数名 称 数 学 表 达 式 说 明瞬 时 功 率
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瞬 时 功 率 是 由 一 个 恒 定 分 量 和 一 个 ( 倍角 频 率 变 动 分 量 组 成平 均 功 率
( 有 功 功 率 )
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(,)
仅 在 电 阻 元 件 上 有 平 均 功 率无 功 功 率 ) $ $%’+/
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( 012)
其 值 等 于 储 能 元 件 与 电 源 之 间 能 量 交 换的 最 大 速 率当
!
3 - 时 呈 感 性,当
!
4 - 时 呈 容 性仅 在 电 感 或 电 容 元 件 上 有 无 功 功 率视 在 功 率
* $ $%
$ ’
(
) )
"
(
( 56)
视 在 功 率 又 称 表 现 功 率,它 只 有 正 值一 般 电 工 设 备 的 容 量 都 用 视 在 功 率 表 示功 率 因 数
$
$

*
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功 率 因 数 是 负 载 电 压 相 量 和 电 流 相 量 夹角 ( 阻 抗 角 或 导 纳 角 ) 的 余 弦 值若 负 载 是 感 性,则
$
为 落 后,若 是 容 性,则
$
为 导 前复 功 率
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* $
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$
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$ $%
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( 56)
复 功 率 不 是 真 实 功 率,引 入 的 目 的 是 为用 相 量 法 求 得
+
$ 和
+
% 后 可 简 便 地 算 出 网络 的 各 种 功 率在 关 联 参 考 方 向 下,若 7
!
7 4 8-9,则,为负 载,当 7
!
7 3 8-9,,为 电 源任 何 复 杂 正 弦 稳 态 电 路 中 的 复 功 率 是 守 恒 的,即
$
#
* $ -
亦 即
$
’ $ - 和
$
) $ -
*,’,) 三 者 构 成 如 图 ! " ;# 所 示 的 直 角 三 角 形,此 直 角 三 角 形 称 为 功 率 三 角 形 。
( () 功 率 因 数 的 提 高电 路 的 功 率 因 数 是 由 负 载 决 定 的,功 率 因 数 的 高 低 将 影 响 输 电 线 路 中 的 电 流 大 小,电 压 损 失,功 率 损 失以 及 发 电 设 备 的 利 用 率,因 此,提 高 负 载 的 功 率 因 数 有 重 大 意 义 。
图 ! " ;# 功 率 三 角 形用 户 负 载 通 常 是 感 性 的,提 高 其 功 率 因 数 大 多 是 采 用 并 联 补 偿 电 容 的 方 法 。 设 负 载 的 有 功 功 率 为 ’,其功 率 因 数 为 %&’
!
!
,工 作 电 压 为 $,电 源 角 频 率 为
"
,现 将 整 个 电 路 的 功 率 因 数 提 高 到 %&’
!
(
,由 功 率 三 角 形
·(<· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 见 图 ! " #$) 可 得 补 偿 电 容 ! 为
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图 ! " #$ 用 并 联 电 容 提 高 功 率 因 数此 外,为 提 高 功 率 因 数,应 尽 量 避 免 电 动 机,变 压 器 等 设 备 处 于 空 载 或 轻 载 运 行 状 态 。
( #) 最 大 功 率 传 输 定 理设 图 ! " #* 所 示 虚 线 框 内 为 实 际 信 号 源,其 内 阻 抗 为 $
+
% %
+
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+
,为 负 载 $
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-
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-
供 给 功 率,负 载得 到 最 大 功 率 条 件 为
$
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图 ! " #* 最 大 功 率 传 输 示 意 图这 时 获 得 最 大 功 率 为
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在 正 弦 电 路 中,当 $
-
%
(
$
+
时,电 路 是 共 轭 匹 配,从 而 使 电 路 实 现 了 传 输 功 率 最 大 。 传 输 效 率 为 123。
#4 三 相 电 路由 三 个 幅 值 大 小 相 等,频 率 相 同,按 照 正 弦 规 律 变 化,相 位 互 差 !&25的 独 立 电 源 所 组 成 的 电 源,称 为 三 相电 源 。 由 三 相 电 源 供 电 的 电 路,称 为 三 相 电 路 。 每 个 电 源 称 为 一 相,各 相 电 压 达 到 最 大 值 的 次 序,称 为 相 序,
次 序 *+!,称 为 正 序,次 序 *!+,称 为 负 序 。
三 相 电 源 和 负 载 通 常 都 有 两 种 连 接 方 式,一 种 是 星 形 ( 6 形 ) 连 接,另 一 种 是 三 角 形 (
!
形 ) 连 接 。
由 对 称 的 三 相 电 源 和 对 称 三 相 负 载 组 成 的 电 路,称 为 对 称 三 相 电 路,只 要 三 相 电 源 和 三 相 负 载 两 者 之 一不 对 称 就 称 为 不 对 称 三 相 电 路 。
( !) 三 相 电 路 的 基 本 关 系 式表 ! " 1& 列 出 了 三 相 电 源 是 对 称 的 三 相 电 路 中 电 流,电 压 和 功 率 的 基 本 关 系 式 。
·#7·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 !" #$ 三 相 电 路 的 基 本 关 系 式名 称 负 载 星 形 连 接 负 载 三 角 形 连 接 备 注电 路 图对 称 三 相 电 路
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名 相 电 压 等 于 对 应 的 线 电 压负 载对 称线 电 压 相 等,均 为 #
!
,各 相 相 电 压相 等,均 为 #
.
#
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.
各 相 电 压 等 于 对 应 的 线 电 压端 线 与 中 性线 之 间 的 电 压称 为 相 电 压,端线 之 间 的 电 压称 为 线 电 压相 电 流
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线 电 流
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线 电流 与 相电 流 的关 系负 载不 对称
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均 等 于 其 相 应 的相 电 流 ’
.

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各 相 线 电 流 相 等,均 为 ’
!
,各相 相 电 流 相 等,均 为 ’
.

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& /’
.
流 过 端 线 的电 流 称 为 线 电流,流 过 各 相 负载 的 电 流 称 为相 电 流对 称三 相 电路 的 相量 图负 载 为 电 感性
·01· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 负 载 星 形 连 接 负 载 三 角 形 连 接 备 注有 功功 率负 载不 对称
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#
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#
-
$%&
!
不 管 是 用 相电 压 相 电 流,还是 用 线 电 压 线电 流 计 算,
!
是阻 抗 角
(,) 对 称 分 量 法对 称 分 量 法 是 分 析 不 对 称 三 相 电 路,电 力 电 子 非 正 弦 三 相 电 路 和 电 力 系 统 不 对 称 运 行 状 态 的 基 本 方 法 。
由 不 对 称 三 相 相 量 分 解 而 得 的 对 称 三 相 相 量,称 为 对 称 分 量 。 以 三 相 电 压 为 例,设 不 对 称 三 相 电 压 "
"


"
(


"
*
可 以 分 解 为 正 序 对 称 分 量

"

"


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(


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*
( 相 序 为 $%&),负 序 对 称 分 量

"
/
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(


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( 相 序 为 $&%) 和零 序

"
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"
0
(


"
0
*
( 三 者 大 小 相 等,相 位 亦 相 同 ),如 图 - / +1 所 示 。
图 - / +1 对 称 分 量 组
( #) 正 序 对 称 分 量 ;( )) 负 序 对 称 分 量 ;( $) 零 序 对 称 分 量各 对 称 分 量 与 不 对 称 电 压 之 间 关 系 为

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! -.02,
!
.
!,302
逐 一 计 算 正 序,负 序 和 零 序 对 称 分 量 组 单 独 作 用 下 的 三 相 电 路 中 的 响 应,然 后 应 用 叠 加 定 理 将 求 出 各 对称 分 量 的 响 应 合 成,便 是 三 相 不 对 称 电 路 的 响 应 。
( 二 ) 正 弦 电 路 的 谐 振在 正 弦 电 源 激 励 下,含 有 电 感 和 电 容 元 件 的 电 路,当 它 的 端 口 电 压 和 与 之 相 关 联 的 输 入 电 流 同 相 时,电路 就 发 生 谐 振 。 谐 振 分 为 串 联 谐 振 和 并 联 谐 振 。
-4 串 联 谐 振 ( 见 表 - / 5+)
.4 并 联 谐 振 ( 见 表 - / 5+)
·51·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 ! " #$ %&’ 电 路 中 的 谐 振项 目特 性电 路 形 式谐 振 定 义 !
(

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# 同 相
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#
(
同 相谐 振 条 件
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,-,
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(,/01 ()
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电 路 中 的 电 流 最 大
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"
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( -
"
! 时 出 现 过 电 压 )
电 感 电 压 与 电 容 电 压 相 互 抵 消,所 以称 电 压 谐 振
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-
,312
电 路 端 口 电 压 最 大
"
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#
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,-#
(
( -
"
! 时 出 现 过 流 )
电 容 电 流 与 电 感 电 流 相 互 抵 消,所 以称 电 流 谐 振
·45· 新 编 电 气 工 程 师 手 册项 目特 性电 路 形 式谐 振 曲 线 及 其 特 点谐 振 曲 线 公 式
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谐 振 曲 线 公 式
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#
( )
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注,下 标 ‘ !’ 表 示 电 路 谐 振 时 的 值
( 三 ) 非 正 弦 电 路
#& 非 正 弦 周 期 量 的 函 数 表 达 式电 流 或 电 压 随 时 间 作 非 正 弦 周 期 变 化 的 电 路,称 为 非 正 弦 周 期 电 路 。 例 如,含 有 电 力 电 子 器 件 的 整 流 电路,电 路 中 电 压 或 电 流 便 具 有 按 非 正 弦 作 周 期 变 化 的 波 形 。
一 个 非 正 弦 周 期 电 流 ( 或 电 压 ) $( %),借 助 傅 立 叶 级 数,可 写 成
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。 常 数 项 !
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代 表 直 流 分 量 ; )
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*+,(
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% $
#
#
) 称 为 基 波 ; )
&-
*+,( &
"#
% $
#
&
) 称 为 第 & 次 谐 波 。
%& 非 正 弦 量 的 有 效 值 和 功 率设 非 正 弦 周 期 量 +( %)( 如 电 压,电 流 和 电 动 势 等 ) 的 瞬 时 值
+(,) " -
!
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#
$ +
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$ …
·12·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇式 中 !
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是 直 流 分 量,"
"
,"
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… 是 一 次 谐 波,二 次 谐 波 … … 的 瞬 时 值,则 其 有 效 值 为
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#
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式 中 !
"
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… 为 一 次 谐 波,二 次 谐 波 … 的 有 效 值 。
非 正 弦 周 期 电 路 中 的 功 率 见 表 " & ’(。
表 " & ’( 非 正 弦 周 期 电 路 中 的 功 率名 称 定 义 及 计 算 公 式 备 注瞬 时 功 率
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电 路 中 瞬 时 功 率 是 同 频 率 和 不 同频 率 的 谐 波 电 压,谐 波 电 流 形 成 的 瞬时 功 率 之 和平 均 功 率
( 有 功 功率 )
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式 中 +
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— — — 直 流 电 压 和 直 流 电 流 形 成 的 功率,+
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+
(
— — — 第 ( 次 谐 波 电 压 与 谐 波 电 流 形 成 的 平均 功 率,+
(
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(
01+
$
(
"2 电 路 中 的 平 均 功 率,等 于 各 次 谐波 各 自 形 成 的 平 均 ( 有 功 ) 功 率 之 代数 和
#2 不 同 频 率 的 谐 波 电 压 与 谐 波 电 流不 构 成 平 均 功 率
32 同 频 率 的 谐 波 电 压 与 谐 波 电 流 构成 的 功 率 称 为 谐 波 功 率无 功 功 率
,$ &
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( 456)
式 中,
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— — — 第 ( 次 谐 波 形 成 的 无 功 功 率,
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"2 电 路 中 的 无 功 功 率 是 各 次 谐 波各 自 形 成 的 无 功 功 率 之 代 数 和
#2 直 流 分 量 不 形 成 无 功 功 功 率视 在 功 率
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— — — 第 ( 次 谐 波 电 压 和 谐 波 电 流的 有 效 值电 路 中 视 在 功 率 是 同 频 率 和 不 同频 率 的 谐 波 电 压,谐 波 电 流 形 成 的 视在 功 率 之 和功 率 因 数 %%01+
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畸 变 功 率
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畸 变 功 率 的,的 大 小 表 征 波 形 偏 离正 弦 波 的 程 度
32 非 正 弦 电 路 的 稳 态 分 析稳 态 分 析 的 基 本 思 路 是 叠 加 法,其 步 骤 为,
( ") 将 给 定 的 非 正 弦 周 期 电 源 分 解 为 各 次 谐 波 。 例 如,设 电 路 的 激 励 为 电 压,则 其 傅 立 叶 级 数 为
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截 取 谐 波 的 次 数 根 据 要 求 的 计 算 精 确 度 来 确 定 ;
( #) 画 出 不 同 频 率 时 的 电 路,逐 一 计 算 不 同 频 率 的 谐 波 电 源 单 独 激 励 时 的 稳 态 响 应 ;
( 3) 将 上 项 的 各 次 谐 波 稳 态 响 应 的 时 域 ( 而 不 是 频 域 ) 中 进 行 叠 加,便 得 出 所 要 求 的 稳 态 响 应 。
·99· 新 编 电 气 工 程 师 手 册需 要 注 意 的 问 题 如 下 。
( !) 对 不 同 频 率 的 谐 波,感 抗 和 容 抗 有 不 同 的 数 值 。 例 如,直 流 电 源 激 励 时,电 感 短 接,电 容 开 路 ; ! 次 谐波 激 励 时,感 抗 为 "
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#,容 抗 为 "
$!
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%。
( %) 相 同 频 率 谐 波 形 成 的 平 均 功 率 或 相 量 值 可 以 叠 加 。
例 题 如 图 !& ’(( &) 所 示 电 路 中,已 知 ’
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*1。 试 求,
( !) 电 流 +
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,电 压 )
$
及 其 有 效 值 ;
( %) 电 源 发 出 的 有 功 功 率 。
解 图 ( -) 电 路 中 有 两 个 不 同 频 率 的 电 源 激 励,所 以 用 叠 加 法 来 计 算 。
( !) 电 源 ( 单 独 激 励 的 电 路 如 图 ( 5) 所 示,得
,
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图 !& ’( 例 题 的 电 路 图电 压 源 -
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发 出 的 功 率 为
·(D·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
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第 六 节 电 路 的 动 态 分 析一,动 态 电 路 概 述
( 一 ) 动 态 电 路 的 类 型电 路 工 作 状 态 可 分 为 稳 定 状 态 和 瞬 变 状 态 ( 简 称 瞬 态 或 动 态 ) 。 电 容 元 件 和 电 感 元 件 是 储 能 元 件,由 于它 们 的 伏 安 特 性 都 涉 及 对 电 流,电 压 的 微 分,所 以 又 称 这 两 种 元 件 为 动 态 元 件 。 至 少 含 有 一 个 动 态 元 件 的 电路,称 为 动 态 电 路 。
动 态 元 件 的 储 能 状 态 一 般 不 会 发 生 突 变,由 于 换 路,动 态 电 路 从 一 个 稳 态 过 滤 到 另 一 个 稳 态 需 要 一 定 的时 间,在 这 个 时 间 内 动 态 电 路 将 发 生 瞬 态 。 电 阻 电 路 则 不 会 发 生 瞬 态 。
动 态 电 路 的 类 型 见 表 %3 **。
表 %3 ** 动 态 电 路 的 类 型名 称 电 路 数 学 方 程 电 路 结 构 特 征一 阶 电 路线 性,常 系 数 一 阶微 分 方 程仅 含 有 一 个 动 态 元 件 和 电 阻 的 电 路,或 经 过 简 化 能化 为 此 形 式 的 电 路二 阶 电 路线 性,常 系 数 二 阶微 分 方 程电 路 中 除 电 阻 元 件 外,包 含 一 个 电 容 和 一 个 电 感 ;
或 线 性 无 关 的 两 个 电 容 ; 或 线 性 无 关 的 两 个 电 感高 阶 电 路线 性,常 系 数 * 阶微 分 方 程对 正 规 的 <=/ 元 件 电 路,电 路 阶 数 * 等 于 储 能 元 件数 。 若 存 在 电 容 与 电 压 源 形 成 的 回 路,或 存 在 电 感 与电 流 源 形 成 的 割 集,阶 数 将 减 少
( 二 ) 动 态 电 路 分 析动 态 电 路 分 析 又 称 电 路 的 瞬 态 分 析 。 瞬 态 分 析 的 目 的 是 察 看 在 电 路 中 外 加 激 励 后 所 出 现 的 响 应 。 电 路的 瞬 态 响 应 与 如 下 三 个 因 素 有 关,
%> 激 励 函 数 ;
$> 电 路 的 拓 扑 结 构 及 其 所 含 元 件 类 型 ;
+> 动 态 元 件 的 初 始 状 态,即 储 能 元 件 的 储 能 状 态,一 般 称 为 初 始 条 件 。
动 态 电 路 瞬 态 分 析 常 用 的 方 法 有,
·(?· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!" 时 域 分 析 法 ;
#" 变 换 域 分 析 法 ;
$" 状 态 空 间 分 析 法 。
其 中 状 态 分 析 法 是 选 择 电 路 中 一 组 状 态 变 量 ( 如 电 容 电 压 和 电 感 电 流 ),根 据 基 尔 霍 夫 定 律 对 给 定 电 路写 出 状 态 方 程 组,状 态 方 程 组 是 用 向 量 表 示 的 一 阶 微 分 方 程 组,借 助 计 算 机 可 以 在 时 域 中 求 解,也 可 以 在 复频 域 中 求 解,也 可 以 方 便 地 用 数 值 法 来 求 解,这 种 方 法 称 为 状 态 空 间 分 析 法 。 高 阶 电 路 常 用 这 种 方 法 来 分析 。
动 态 电 路 的 瞬 态 分 析 在 电 力 电 子 技 术 中 有 着 重 要 意 义 。 因 为 电 力 电 子 电 路 本 身 是 含 有 多 种 元 件,多 种激 励 的 复 杂 电 路,进 行 开 关 操 作 时,电 路 瞬 间 可 能 会 出 现 过 电 压,过 电 流,因 此 设 计 时 应 采 用 预 防 或 保 护 措施,以 免 造 成 危 害 。
二,动 态 电 路 的 时 域 分 析
( 一 ) 一 阶 电 路 的 三 要 素 法
!" 换 路 定 律电 路 与 电 源 接 通,断 开,电 路 参 数 或 电 路 结 构 突 然 变 化,统 称 为 换 路 。 换 路 定 律 是 用 来 确 定 电 路 的 初 始条 件 的,其 内 容 如 下 。
( !) 换 路 前 后,电 容 器 上 电 压 ( 电 荷 ) 不 能 突 变,即 !
%
( &

) ( !
%
( &
)
) 。 如 果 电 流 "
%
中 含 有 冲 激 函 数,则 电容 电 压 要 发 生 突 变 。
( #) 换 路 前 后,流 过 电 感 器 的 电 流 ( 磁 链 ) 不 能 发 生 突 变,即 "
*
( &

) ( "
*
( &
)
) 。 如 果 电 压 !
*
中 含 有 冲 激 函数,则 电 感 器 电 流 要 突 变 。
要 注 意 的 是,换 路 前 后 电 容 电 流 要 突 变,电 感 端 电 压 也 要 突 变 。
#" 时 间 常 数时 间 常 数 是 用 来 表 征 电 路 暂 态 过 程 长 短 的 一 个 参 数,也 是 描 述 电 路 特 性 的 微 分 方 程 中 自 由 分 量 变 化 快慢 的 一 个 量 。
在 +% 电 路 中,其 时 间 常 数
!
( #$; 在 +* 电 路 中,
!
( % & #。
!
公 式 中 # 是 动 态 元 件 $ 或 % 两 端 的 等 效 电阻 。
时 间 常 数
!
是 电 路 固 有 的 参 数,与 初 始 条 件,外 加 激 励 等 无 关,仅 与 电 路 结 构 和 参 数 有 关 。 工 程 上 认 为,
经 过 ( $,-)
!
的 时 间 后,电 路 的 暂 态 基 本 结 束,电 路 进 入 稳 态 。
$" 三 要 素 法一 阶 电 路 的 特 性 方 程 为
.’( ()
.(
) )’( () ( *( ()
式 中 ) 为 常 数,*( () 为 已 知 激 励 函 数,’( () 为 电 路 的 响 应 ( 微 分 方 程 的 解 ),即 电 路 的 全 响 应,其 表 达 式 为
’( () ( ’( /) )[ ’( &
)
) ’ ’( /) ] +

(
!
式 中 ’( /) 为 响 应 的 稳 态 值,即 ( ( /时 的 ’( () 值 ; ’( &
)
) 为 ( ( &
)
时 ’( () 值,称 为 ’( () 的 初 始 值 ;
!
是 电 路的 时 间 常 数 。 一 阶 电 路 只 要 知 道 ’( /),’( &
)
) 和
!
这 三 个 要 素,便 可 求 得 电 路 的 全 响 应,并 绘 出 其 波 形 图,
这 种 分 析 方 法 称 为,三 要 素,分 析 法 。
用 三 要 素 法 求 解 电 路 响 应 的 一 般 过 程 是,
( !) 画 出 ( ( &

时 的 等 值 电 路,确 定 !
%
( &

) 和 "
*
( &

),从 而 得 到 初 始 条 件 !
%
( &
)
) 和 "
*
( &
)
) ;
( #) 画 出 ( ( &
)
时 的 等 值 电 路,求 得 ’( &
)
) ;
( $) 画 出 ( ( /时 的 等 值 电 路,求 得 ’( /) ;
( 0) 画 出 (
!
& 时 的 等 值 电 路,求 得
!

·!1·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇根 据 求 得 的 !( !),!( "
#
) 和
!
,代 入 三 要 素 的 表 达 式,即 可 求 得 全 响 应 !( ") 。
$% 一 阶 电 路 的 响 应一 阶 电 路 的 各 种 响 应 见 表 &’ ()。
表 &’ () 一 阶 电 路 的 各 种 响 应名 称 表 达 式 备 注稳 态 响 应 !( !) 能 长 时 间 存 在,且 和 激 励 滤 形 相 同暂 态 响 应
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#
) ’ !( !) ] *

"
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随 时 间 衰 减,当 "
!
!时 其 值 为 零零 输 入 响 应 !( "
#
) * ’
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无 外 加 激 励,仅 有 初 始 储 能 [ 即 #
+
( "
#

"
" 或 $
,
( "
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"
"] 作 用 时 的 响 应响 应 由 电 路 结 构,元 件 参 数 和 储 能 情 况 决 定是 初 始 值 的 线 性 函 数零 状 态 响 应
!( !)( &’ *

"
!)
电 路 在 零 初 始 [ 即 #
+
( "

) - ",$
,
( "

) - "],只 有 激 励作 用 时 的 响 应响 应 由 电 路 结 构,元 件 参 数 和 外 加 激 励 决 定是 输 入 的 线 性 函 数全 响 应
!( !) #[,( "
#
) ’,( !) ] *

"
!)
既 有 外 加 激 励 作 用,又 有 初 始 值 作 用 时 产 生 的 响 应是 稳 态 响 应 和 暂 态 响 应 之 和,也 可 以 是 零 输 入 响 应 和零 状 态 响 应 之 和图 &’ $" 例 题 的 电 路 和 波 形 图例 题 图 &’ $"( /) 所 示 电 路 中,开 关 0 原 先 在,&” 位 置 上,电 容 器 % 已 充 电 结 束 。 在 " - " 时,开 关 0 切换 到,1” 位 置 上,试 用 三 要 素 法 求 "
#
" 时 全 响 应 $
,
( ") 。

!
求 $
,
( "
#

" 2 " 时 电 路 如 图 ( /)( 开 关 0 在,&” 位 置 上 ),由 图 得
$
,
( "
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) - ’ )3
"
求 $
,
( !)
" - !时 电 路 如 图 ( 4) 所 示,显 然
$
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( !) - &"’ )- $3
#

$
由 图 ( 4) 得
$
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7
因 而,全 响 应
·18· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
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,绘 出 全 响 应 !
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( ") 的 波 形 如 图 ( -) 所 示 。
( 二 ),! 电 路 的 响 应 ( 见 表 (% /0)
( 三 ),1 电 路 的 响 应 ( 见 表 (% /0)
表 (% /0 简 单 的,! 电 路 和,1 电 路 的 响 应电 路 图零 输 入 响 应
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$ (
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)$" # ’
备 注
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( )
$
),&
1
( )
$
) 分 别 为 电 容 电 压 和 电 感 电 流 的 初 始 值
$% 2 ’ # $ 分 别 为,! 电 路 和,1 电 路 的 时 间 常 数
( 四 ) 二 阶,1! 电 路 的 零 输 入 响 应二 阶,1! 电 路 的 输 入 响 应,其 瞬 态 是 振 荡 放 电 。 图 (% #( 电 路," 3 ) 时 开 关 4 合 在,(” 端,使 电 容 充 电 至
(
)
," " ) 时 开 关 4 倒 向,5” 端,电 容 % 通 过 $ 与 ’ 实 现 振 荡 放 电 。 电 路 的 初 始 值 !
!
( )) " (
)
,其 特 性 方 程 为图 (% #(,1! 电 路
·67·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!"
!
"
#
#
!$
$ %"
!#
#
!$
$ #
#
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上 式 为 二 阶 常 系 数 齐 次 方 程,其 特 征 方 程 式 为
!"&
"
$ %"& $ ’ % &
特 征 根 为
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)
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"
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$
!
"
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"
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式 中
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% ( % ’"! 称 为 衰 减 系 数 或 阻 尼 系 数 ;
"&
% ’*
!
!"为 +,# 串 联 电 路 的 谐 振 角 频 率 或 称 固 有 频 率 。
微 分 方 程 式 的 通 解 为
#
#
% -

.
&

$
$ (
"
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"
$

) % "
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#
!$
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&

.
&’$
$ "(
"
&
"
.
&
"
$
式 中 (

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"
是 常 数 。 根 据 换 路 定 律 和 电 路 的 初 始 条 件,得 到 电 路 响 应 #
#
和 ) 分 别 为
#
#
( $) %
*
&
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( &
"
( &.
&

$
(,
&
"
$

)( $) %
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"
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0
( +
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"
0
) %
*
&
!( &
"
( &


(,
&

$
(,
&
"
$

根 据 电 路 的 参 数 不 同,其 响 应 可 分 为 如 下 四 种 形 式 。
’1
!
2
"&
即 % 2 " ! ’
!
",特 征 根 &
’"
&
"
( 有 不 相 同 的 实 根 ),电 路 呈 现 过 阻 尼,瞬 态 过 程 是 非 周 期 性 的 。
响 应 #
#
,) 和 #
,
的 波 形 如 图 ’ ( 3’( 4) 所 示 。
"1
!
%
"&
即 % % " ! ’
!
",特 征 根 &

% &
"
% & % (
!
% ( % ’"!( 有 相 同 的 实 根 ),电 路 呈 现 临 界 阻 尼,瞬 态过 程 也 是 非 周 期 性 的 。 #
#
,) 和 #
,
波 形 如 图 ’ ( 3"( 4) 所 示 。
51
!
6
"&
即 % 6 " ! ’
!
",特 征 根 &

与 &
"
为 共 轭 复 数,电 路 呈 现 欠 阻 尼,暂 态 过 程 是 阻 尼 振 荡,衰 减 振荡 角 频 率
"!
%
"
"
&
(
!
!
"
。 #
#
,) 和 #
,
波 形 如 图 ’ ( 3"( 7) 所 示 。
51
!
% & 即 % % &,特 征 根 &

与 &
"
为 两 正 负 虚 根,即 &

%,
"&
,&
"
% (,
"&
。 电 路 为 无 阻 尼,瞬 态 过 程 是 等幅 振 荡 。 #
#
,) 和 #
,
波 形 如 图 ’ ( 3"( 8) 所 示 。
图 ’ ( 3" 电 压 和 电 流 曲 线三,一 阶 电 路 的 阶 跃 响 应 和 冲 激 响 应
( 一 ) 阶 跃 响 应零 状 态 电 路 ( 或 非 零 状 态 电 路 ) 对 阶 跃 函 数 -#( $) 的 响 应 称 为 阶 跃 响 应,并 用,( $) 表 示 。
如 果 在 -#( $) 激 励 下 的 电 路 为 零 状 态,则 有
.( $) % -&( $)
·39· 新 编 电 气 工 程 师 手 册式 中 ! 为 常 数,"( #) 为 单 位 阶 跃 响 应 。
在 单 位 延 时 阶 跃 信 号 $( # ! #
"
) 作 用 下,则 有
%( #) # "( # ! #
"

例 题 $% 电 路 如 图 & ! ’(( )) 所 示,已 知 激 励 为 *$( # ! +),,$
%
( ") # &",,求 电 流 &。

!
先 求 零 输 入 响 应
$
%
( ") # &",激 励 时
&’( #) # !
$
%
( ")
(
-
!
.
"· $( #)
# ! *-
! "/*#
$( #)
其 中
!
# () # + 0 & # +1。
#
求 零 状 态 响 应,即 *$( # ! +) 作 用 时 响 应
&* #
*
(
-
!(,! +)
2 · $( # ! +)
# +/*-
! "/*( # ! +)
· $( # ! +)
图 & ! ’( 例 题 的 图
$
求 & 全 响 应 。 由 叠 加 定 理 得
&( #) # &’( #) 3 &*( #)
# ! *-
! "/*
· $( #) 3 ++*-
! "/*(,! +)
· $( # ! +) 4
&,&’及 &*波 形 如 图 ( 5) 所 示 。 在 # # +1 时 电 流 & 是 不 连 续 的 。
简 单 电 路 的 单 位 阶 跃 响 应 见 表 & ! *6。
表 & ! *6 简 单 电 路 的 单 位 阶 跃 和 单 位 冲 激 响 应电 路 图零 状 态 响 应阶 路 响 应 "( #) 冲 激 响 应,( #)
&
1
# $( #) $
%
# (( & ! -
!
#
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-
( & ! -
!
#
!) $( #)
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1
( #) #
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( #) $
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·*7·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇电 路 图零 状 态 响 应阶 路 响 应 !( ") 冲 激 响 应 #( ")
$
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"( $% &
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( $% &
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( )!
%( ")
( 二 ) 冲 激 响 应激 励 为 单 位 冲 激 函 数
"
( ") 时,电 路 的 零 状 态 响 应 称 为 冲 激 响 应,用 符 号 #( ") 表 示 。
冲 激 信 号 可 视 为 幅 值 为 无 限 大,持 续 时 间 为 零 ( 从 极 限 意 义 看 ) 的 信 号,因 此 当 冲 激 函 数 激 励 于 电 路 时,
在 (
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) " ) (
*
区 间 内,冲 激 激 励 使 动 态 元 件 储 能,并 立 即 为 电 路 建 立 了 初 始 条 件," + (
*
电 路 的 响 应 即 由 刚储 存 的 能 量 ( 即 初 始 值 ) 产 生,也 就 是 冲 激 响 应 #( ") 是 零 输 入 响 应 。 这 就 为 计 算 #( ") 提 供 了 一 种 方 法,称 为零 输 入 响 应 法 。
求 #( ") 的 另 一 种 方 法 如 下 。
图 $%,,例 题 的 图冲 激 函 数 是 单 位 阶 跃 函 数 的 导 数,即
"
"
-%( ")
-"
而 冲 激 响 应 #( ") 可 以 看 做 是 单 位 阶 跃 响 应 !( ") 的 导 数,即
#( ") "
-!( ")
-"
因 而,求 解 电 路 的 冲 激 响 应 #( "),可 先 求 电 路 的 阶 跃 响 应 !( "),然 后 利 用
-!( "),-" 即 可 求 得 #( ") 。
例 题 图 $%,,所 示 电 路,已 知 %
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解 方 法 一 用 -!( ") * -" 法 求 解
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冲 激 响 应 为
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方 法 二 用 零 输 入 响 应 法 求 解
·67· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
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后 冲 激 消 失,!
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简 单 电 路 的 冲 激 响 应 见 表 & #,/。
( 三 ) 卷 积卷 积 积 分 是 用 来 分 析 电 路 瞬 态 响 应 的 一 个 重 要 方 法 。 在 线 性 电 路 中,对 任 意 激 励 函 数 的 响 应 就 等 于 该电 路 的 单 位 冲 激 响 应 与 激 励 函 数 的 卷 积 积 分,即
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式 中 %( $) 为 单 位 冲 激 响 应,’( $) 为 任 意 波 形 的 激 励,&( $) 为 零 状 态 响 应,
!
是 虚 设 变 量,$ 是 指 定 时 间,对
!
积 分 时,$ 当 作 常 数 。
例 题 在 图 & # 0.( 1) 所 示 电 路 中,!
+
( $) 波 形 如 ( 2) 所 示,试 用 卷 积 积 分 计 算 零 状 态 响 应 #( $) 。
图 & # 0,例 题 电 路解 图 ( 2) 激 励 的 表 达 式 为
!
+
( $) $ !( $) # !( $ # $
"

电 路 的 冲 激 响 应,查 表 & # 03 得
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四,动 态 电 路 的 变 换 域 分 析在 变 换 域 中,傅 立 叶 变 换 ( 简 称 傅 氏 变 换 ) 和 拉 普 拉 斯 变 换 ( 简 称 拉 氏 变 换 ) 均 为 积 分 变 换,它 们 都 能 将 时域 中 描 述 动 态 电 路 的 线 性 微 分 方 程 变 换 成 线 性 代 数 方 程 组,从 而 极 大 地 简 化 了 动 态 电 路 的 瞬 态 分 析 。 因 为,
激 励 函 数 的 变 换,分 析 和 计 算 均 在 频 域 ( *
"
) 或 复 频 域 ( + $
#
% *
"
) 范 围 内 进 行,所 以 又 称 为 频 域 分 析 和 复 频 域分 析 。
·63·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
( 一 ) 频 域 分 析
!" 傅 立 叶 变 换非 周 期 信 号 !( ") 满 足 某 些 条 件 时,也 可 以 展 开 为 正 弦 形 式 的 谐 波 和 和 。 这 时,由 傅 立 叶 级 数 的 式 中 令重 复 周 期 #
!
#,重 复 频 率
!!
$,谱 线 间 隔
"
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,在 这 种 情 况 下,非 周 期 信 号 的 傅 立 叶 正 变 换 定 义 为
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其 反 变 换 为
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时 间 函 数 !( ") 称 为 原 函 数 。 %( &
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) 是 !( ") 的 频 谱 函 数,它 一 般 是 复 函 数 。 !( ") 和 %( &
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) 是 变 换 对,记 作
!( "
!$
) %( &
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) 。
常 用 函 数 的 傅 立 叶 变 换 见 表 ! ’ *+。
表 ! ’ *+ 常 用 函 数 的 傅 立 叶 变 换 表名 称 时 间 函 数 !( ") 傅 立 叶 变 换 %( &
!

直 流 ’ )
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阶 跃 函 数 ’(( ")

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余 弦 ’01-
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)
!$
) ]
)" 傅 立 叶 变 换 的 基 本 性 质傅 立 叶 变 换 的 基 本 性 质 见 表 ! ’ 2$。
表 ! ’ 2$ 傅 立 叶 变 换 的 基 本 性 质序 性 质 时 域 函 数 !( ") 频 谱 函 数 !(
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! 线 性 *
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8 对 称 若,( "
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!$
),( ’ !)
4" 动 态 电 路 的 傅 立 叶 变 换 分 析 法分 析 步 骤,
·8+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 列 写 动 态 电 路 的 微 分 方 程 ( 时 域 形 式 ) ;
( ") 借 助 傅 氏 变 换 将 微 分 方 程 变 换 为 频 域 方 程,求 出 频 域 形 式 的 响 应 ;
( #) 将 频 域 形 式 的 响 应 反 变 换 为 时 域 形 式 。
例 题 单 位 阶 跃 电 压 !
$
( ") % !( ") 加 在 &’ 串 联 电 路 [ 图 ! ( )*( +) ] 上,求 瞬 态 电 流 #( ") 。
解 电 路 的 微 分 方 程 为
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等 式 两 边 取 傅 氏 变 换,即 #( "
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),由 微 分 定 理 ( 表 ! ( /0 第 五 项 ) 得

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傅 氏 变 换 一 般 多 用 于 信 号 分 析,系 统 分 析 和 通 信 系 统 。 傅 氏 级 数 是 傅 氏 变 换 的 特 例 。
( 二 ) 复 频 域 分 析
!2 拉 普 拉 斯 变 换在 [ 0
(
,3] 区 间 内 的 时 间 函 数 )( "),拉 普 拉 氏 正 变 换 定 义 为
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3
0
(
)( ") 1
( +"
,"
式 中 *( +) 是 )( ") 的 象 函 数,+ %
$
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称 为 复 频 率,
$
为 使 函 数 )( ") 在 [ 0
(
,3] 内 积 分 收 敛 而 选 定 的 一 个 常 数,
!
为 角 频 率,是 变 量,积 分 的 下 限 取 0
(
是 使 此 积 分 能 计 及 在 " % 0 时 刻 可 能 包 含 的 冲 激 函 数 。
拉 氏 反 变 换 定 义 为
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与 傅 氏 变 换 式
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( 3
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( ’!"
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相 比,可 知 与 拉 氏 变 换 不 同 之 处 在 于,
( !) 拉 氏 变 换 是 0
(
到 3区 间 定 义,这 样 便 于 考 虑 初 始 条 件 ;
( ") 拉 氏 变 换 多 #1
($"
因 子,使 更 多 的 函 数 存 在 拉 氏 变 换 式 ;
( #) 傅 氏 变 换 只 是 拉 氏 变 换 中 + % ’
!
的 一 种 特 殊 情 况 。
常 用 函 数 的 拉 普 拉 斯 变 换 见 表 ! ( /!。
·55·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 ! " #!
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常 用 函 数 的 拉 普 拉 斯 变 换 表
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),拉 普 拉 斯 反 变 换设 #( $) 为 两 个 $ 的 多 项 式 之 比 的 有 理 函 数,即
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式 中,系 数 &
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-
都 为 实 数,* 和 + 是 正 整 数,且 * 0 +( 对 于 * 1 + 情 况,可 用 长 除 法 化 为 真 分 式 ),按 (( $)
根 的 情 况,可 分 为,
( !) (( $) $ / 的 根 无 重 根
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式 中,
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/
…,
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是 (( $) $ / 时 的 根,彼 此 都 是 不 相 等 的 。 0
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,0
)
… 0
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… 0
+
为 待 定 系 数 。
计 算 0
/
的 公 式 为
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$[ ( $ ",
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’( $)
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$ $,
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系 数 确 定 后,就 可 以 逐 项 求 取 拉 氏 反 变 换,即
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若 (( $) $ / 中 有 共 轭 复 数 根 时,例 如,
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$
2
.
/ " !
,则 其 相 应 的 系 数 0
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也 有 共 轭,即 0
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$
2
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( )) (( $) $ / 的 根 有 重 根 的 情 况
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$
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( $ ",
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式 中,在 $ $,
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处 分 母 多 项 式 (( $) 有 3 重 根 。 #( $) 的 展 开 式 为
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4( $)
式 中 2( &) 34( &) 表 示 展 开 式 中 与,
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无 关 的 其 余 部 分 。 5
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仍 可 用 原 来 的 方 法 来 求,即
0
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3
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其 余 的,与 下 标,!” 有 关 系 数 的 计 算 公 式 为
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其 中 ’ $ !,),…,3。
8,拉 普 9,斯 变 换 的 基 本 性 质表 ! " #) 列 出 了 拉 氏 变 换 的 一 些 基 本 性 质 。
·//!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " #$
!
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拉 普 拉 斯 变 换 的 基 本 性 质序 号 性 质 时 域 !( ") " % 复 频 域 #( $) 序 号 性 质 时 域 !( ") " % 复 频 域 #( $
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3 $
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,9 动 态 电 路 的 拉 普 拉 斯 变 换 分 析 法应 用 拉 氏 变 换 来 分 析 和 计 算 动 态 电 路 的 瞬 态,优 点 是 不 必 建 立 动 态 电 路 的 微 分 占 方 程 ( 时 域 形 式 ),并 且在 建 立 运 算 电 路 ( 也 称 $ 域 模 型 ) 时 已 将 电 路 的 初 始 状 态 用 附 加 电 源 形 式 包 括 进 去 。 拉 氏 变 换 分 析 法 又 称 复频 域 分 析 法,其 主 要 步 骤 是,
( !) 在 " + %
"
等 值 电 路 中 确 定 动 态 元 件 的 初 始 值 [ 即 &
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) 和 ’;
( %
"
) ],从 而 确 定 反 映 电 路 中 初 始 值 的附 加 电 源 。
( $) 在 换 路 ( " * %
"
) 的 电 路 中,将 激 励 函 数 !( ") 变 换 为 象 函 数 #( $),每 个 元 件 变 换 成 相 应 的 运 算 形 式
( 参 见 表 ! " #)),从 而 建 立 起 换 路 后 的 运 算 电 路 ( 若 电 路 是 零 初 始 状 态,频 域 电 路 参 数 中 的 (
"
换 成 $ 即 可 ) 。
( )) 仿 照 正 弦 稳 态 分 析 的 相 量 法,经 过 代 数 运 算,求 出 响 应 的 象 函 数 。
(,) 对 响 应 的 象 函 数 进 行 拉 氏 反 变 换,求 得 响 应 的 原 函 数 !( "),也 即 响 应 的 时 域 解 。
表 ! " #) 无 源 元 件 的 运 算 形 式名 称项 目时 域 电 路特 性 方 程时 域 形 式特 性 方 程复 频 域 形 式运 算 形 式电 路电 阻
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电 感

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·!%!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇名 称项 目时 域 电 路特 性 方 程时 域 形 式特 性 方 程复 频 域 形 式运 算 形 式电 路电 容
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) 为 初 始 电 流 和 初 始 电 压 ;
附 加 电 压 源 — — — ($
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运 算 感 抗 — — — &(;
运 算 容 抗 — — — &) &#。
例 题 如 图 &$ *+(,) 所 示 电 路,已 知 开 关 - 未 合 上 时 电 路 已 达 稳 态,且 !
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( #
$
) " &##.,开 关 - 在 " " # 时合 上,求 电 感 电 流 $
&
( ") 。
解 换 路 前,电 感 电 流 为
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0#% &#
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电 压 源
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( #
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图 &$ *+ 例 题 电 路运 算 感 抗 &( " #)&&,运 算 容 抗 &* &# " &#
0
* & 由 上 述 数 画 出 运 算 形 式 电 路 如 图 ( 3) 所 示 。
根 据 图 示 参 考 方 向,运 算 电 路 的 回 路 方 程
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分 母 有 重 根 。 运 用 部 分 分 式 展 开 式 可 求 得
·/#&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
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第 七 节 电 磁 路 分 析一,恒 定 磁 通 磁 路
( 一 ) 恒 定 磁 通 磁 路 的 顺 问 题 与 逆 问 题恒 定 磁 通 磁 路 中,激 励 电 流 为 直 流,即 恒 定 量,所 以 磁 路 中 &,’、
!
等 均 不 随 时 间 而 变 化 。 在 铁 磁 性 物质 中,& 与 ’ 的 关 系 服 从 于 铁 磁 性 材 料 的 基 本 磁 化 曲 线,因 此 是 非 线 性 函 数 关 系 。
图 ! ) +,无 分 支 磁 路磁 路 中 的 顺 ( 正 ) 问 题 是 给 定 某 一 分 支 磁 路 中 的 磁 通 ( 或 磁 感 应 强 度 ),然后 按 照 所 给 定 的 磁 通 及 磁 路 各 段 的 尺 寸 和 材 料 去 求 激 励 线 圈 中 的 电 流 或 磁通 势 。 磁 路 中 的 逆 ( 反 ) 问 题 是 预 先 给 定 线 圈 的 磁 通 势 ($,求 各 分 支 磁 路 中的 磁 通 。
( 二 ) 无 分 支 磁 路 的 计 算无 分 支 磁 路 是 由 铁 磁 材 料 和 空 气 隙 组 成,如 图 ! ) +,所 示,无 分 支 磁 路的 主 要 特 点 是 在 不 计 及 漏 磁 通 时,磁 路 中 处 处 都 有 相 等 的 ( 主 ) 磁 通
!
对 于顺 ( 正 ) 问 题,其 计 算 步 骤 如 下,
!- 根 据 磁 路 中 各 部 分 的 材 料 和 截 面 进 行 分 段,要 求 每 一 段 磁 路 是 均 匀 的,即 具 有 相 同 材 料 的 截 面 积 。
’- 根 据 给 定 的 磁 通
!
,求 该 段 材 料 中 的 &。 & "
!
) *,* 为 该 段 材 料 的 有 效 横 截 面 积,对 于 铁 磁 叠 片 构成 的 磁 路,其 有 效 截 面 积 等 于 由 几 何 尺 寸 决 定 的 视 在 面 积 乘 以 叠 压 系 数 +。 故 有 效 截 面 积 小 于 材 料 截 面 积 ;
而 在 空 气 隙 中,磁 通 会 向 外 扩 张,空 气 隙 的 有 效 截 面 积 * 可 按 下 列 近 似 公 式 计 算 ( 其 气 隙 长 度 为
"
),
边 长 为,,- 的 矩 形 铁 心,* ",- %(,% -)
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半 径 为,的 圆 形 铁 心,* "
#
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.- 根 据 磁 路 基 尔 霍 夫 第 一 定 律,由 各 段 磁 路 中 的 磁 感 应 强 度 &,求 出 相 应 的 磁 场 强 度 ’。 对 于 铁 磁 材料,& 和 ’ 服 从 于 基 本 磁 化 曲 线 ( 见 图 ! ) +#) ; 对 于 空 气 隙 中 的 磁 场,有

/
" &0# 1 !&
2
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式 中 ’
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— — — 气 隙 磁 场 强 度 ( *34) ;
&
/
— — — 气 隙 磁 感 应 强 度 ( 5) 。
图 ! ) +# 基 本 磁 化 曲 线
+- 根 据 每 段 磁 路 中 心 线 长 度 求 出 每 段 磁 路 的 磁 位 差 ’
!
/
!
,’

/

… 。
$- 根 据 磁 路 基 尔 霍 夫 第 二 定 律,求 得 磁 通 势,
!( " ’
/
/
/
% ’
!
/
!
% … "
"
’/
·.&!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇对 于 磁 路 的 逆 ( 反 ) 问 题,一 般 应 用 图 解 法 或 试 探 法 来 求 解 。
二,交 变 磁 通 磁 路
( 一 ) 交 变 磁 通 磁 路 的 分 析无 分 支 交 变 磁 通 磁 路 如 图 ! " #!( $) 所 示 。 在 交 变 磁 通 下,铁 心 有 损 耗 。 铁 心 中 的 磁 通 随 时 间 变 化 时,铁磁 性 物 质 有 磁 滞 损 耗 和 涡 流 损 耗,统 称 为 铁 心 损 耗 。 当 磁 通 作 周 期 变 化 时,磁 滞 损 耗 与 变 化 的 频 率 成 正 比,
涡 流 损 耗 则 与 频 率 的 平 方 成 正 比 。 且 它 们 都 与 变 化 磁 通 的 最 大 值 有 关 。 国 家 冶 金 部 制 定 的 电 工 钢 片 ( 带 ) 最大 比 铁 损 耗 值 用 带 下 标 的 字 母 ! 表 示,下 标 两 个 数 字 用 斜 线 隔 开,第 一 个 数 字 表 示 磁 感 应 强 度 的 最 大 值
"
%
,单 位 为 &; 第 二 个 数 字 表 示 测 试 频 率,单 位 为 ’(。 例 )
!*+,#+
说 明 在 # - #+’(,"
%
- !*+& 时 的 最 大 铁 损 耗值 。 ! 的 单 位 为,,/0。 比 铁 损 耗 值 乘 以 铁 磁 性 材 料 的 质 量,为 总 铁 损 耗 值,即
!
12
-
!
$
%
$
!
12/
式 中 %
/
— — — $ 段 磁 路 的 重 量 ;
!
12/
— — — $ 段 磁 路 的 比 铁 损 耗 。
当 "
%
与 # 不 同 于 给 定 值 时,损 耗 ! &( 3,/0) 可 按 下 式 计 算
! - !
!’+&#+
"
%
( )
!*+
(
#
( )
#+
!*4
式 中 "
%
— — — 最 大 磁 感 应 强 度 ( &) ; 当 "
%
5 !*+& 时,( - !’6; 当 !’+&5 "
%
5 !*6& 时,
( - 7’+。
交 变 磁 通 在 线 圈 中 将 产 生 感 应 电 压 。 当 磁 通 为
!
-
!%
89:
"
) 时,则 感 应 电 压 为 * -
"#!%
89:
"
) ;
!
( )
7

其 电 压 有 效 值 为 + -
"#!%
"
7
"
- 7
!
#,
!%
- <*<<#,
!%
,式 中,为 线 圈 的 匝 数 。
当 考 虑 到 铁 磁 性 物 质 的 "- 关 系 为 图 ! " <= 所 示 基 本 磁 化 曲 线 时,
!
为 正 弦 波 而,为 非 正 弦 波,如 图 !
" <>? 所 示 。 如 果 考 虑 铁 磁 性 物 质 "- 关 系 为 图 ! " #+$ 所 示 动 态 磁 滞 回 线 ( 包 括 涡 流 耗 ),则
!
,,除 波 形 开上 的 差 异 外,在 时 间 轴 上 过 零 的 时 间 也 不 同,如 图 ! " #+? 所 示 。
如 果 线 圈 中 的 电 流 为 正 弦 电 流,而 磁 通
!
( )) 的 波 形 将 因 磁 饱 和 而 呈 现 平 顶 状 ; 当 磁 通
!
( )) 为 正 弦 波时,而 电 流,为 尖 顶 的 非 正 弦 波 。
计 算 交 变 磁 通 时,可 根 据 给 定 电 工 钢 片 的 有 功 功 率 ! 和 无 功 功 率 / 与 磁 感 应 强 度 "
%
的 数 据 ( 通 常 由 曲线 或 表 格 给 出 ),从 给 定 的
!%
,"
%
查 出 ! 与 /,然 后 根 据 下 列 公 式 求 得 磁 化 电 流 的 有 功 分 量 与 无 功 分 量,
图 ! " <> 铁 心 线 圈 的 电 压,电 流 的 波 形
0) 铁 心 线 圈 1) 电 压 @,电 流 A,磁 通
"
波 形
2
$
!
1
2
<*<<#,"
%
3
-
%!
<*<<#,"
%
3
·<+!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 磁 滞 回 线 与 电 压,电 流 的 波 形
!) 磁 滞 回 线 ") 电 流 %,电 压 &,磁 通
!
波 形
#
!
$

(
)*))%&’
+
(
,
)$
)*))%&’
+
(
式 中,) 为 铁 磁 材 料 的 质 量,$ 与 * 为 单 位 质 量 的 比 铁 损 耗 有 功 值 和 无 功 值 。
图 ! " #! 铁 心 线 圈 的 电 路 模 型
-) 无 铁 耗,) 有 铁 耗 /) 有 铁 耗 及 铜 耗
( 二 ) 铁 心 线 圈 的 电 路 模 型当 铁 心 损 耗 被 忽 略 不 计 时,将 电 流 + 视 为 正 弦 波,则 磁 通
,
"
( -) 为 与 电 流 +( -) 同 相 位 的 正 弦 波,所 以 +( -)
在 相 位 上 滞 后 于 外 施 电 压,( -) 0$/,其 电 路 模 型 如 图 ! " #!! 所 示 。
当 计 及 铁 心 损 耗 时,
"
与 + 的 关 系 由 动 态 磁 滞 回 线 来 决 定,电 流 +( -) 仍 视 为 正 弦 波,但 这 时 磁 通
"
( -) 与电 流 +( -) 不 同 相,因 此,与 + 的 相 位 差 小 于 0$/而 大 于 零,其 电 路 模 型 如 图 ! " #!,所 示 。
当 还 须 计 及 铜 线 损 耗 时,因 为 铜 损 是 由 于 电 流 流 过 导 线 而 产 生 的,所 以 可 用 串 入 电 路 中 的 电 阻 表 示,其电 路 模 型 如 图 ! " #!/ 所 示 。
上 述 三 种 情 况 下 铁 心 线 圈 的 电 压,电 流 与 磁 通 的 相 量 图 见 图 ! " #1。
图 ! " #1 铁 心 线 圈 的 相 量 图
-) 无 铁 心 损 耗,) 计 及 铁 心 损 耗 /) 计 及 铁 心 损 耗 和 铜 耗三,永 久 磁 铁 磁 路
( 一 ) 永 久 磁 铁 磁 路由 永 久 磁 钢 与 气 隙 组 成,如 图 ! " #2 所 示,永 久 磁 钢 的 磁 滞 回 线 具 有 较 大 剩 余 磁 感 应 强 度 ’ 与 矫 顽 磁 力
0,这 是 永 久 磁 钢 的 一 个 特 点 。 因 此 在 分 析 永 久 磁 铁 磁 路 时,应 用 磁 滞 回 线 在 第 二 象 限 的 去 磁 段 。
·#$!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " #$ 永 久 磁 铁 磁 路
!% 永 久 磁 铁 磁 路 的 顺 问 题 是 给 定 空 气 隙 中 的 磁 通
!
,求 永 久 磁 铁 的 尺 寸 。 当 给 出 空 气 隙 中 的 !
&
,且 知空 气 隙 有 效 截 面 积 "
&
,则 可 先 由 磁 路 求 得 磁 感 应 强 度 ! ’ !
&
"
&
"
"
!&
"
,再 从 永 磁 材 料 的 !# 的 特 性 求 得 #( 由于 其 工 作 点 在 第 二 象 限,故 #
&
为 负 值 ),再 由 磁 路 基 尔 霍 夫 第 二 定 律 得 到 永 久 磁 铁 的 长 度 为 $ ’ "
#
&
#
$( )
&

从 而 得 出 永 久 磁 铁 的 体 积 为
% ’ &$ ’ "
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"
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"
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!#
为 节 省 铁 磁 材 料 应 使 % 最 小,设 计 时 应 使 上 式 分 母 中 !# 乘 积 值 为 最 大 。
(% 永 久 磁 铁 的 逆 ( 反 ) 问 题 是 根 据 给 定 磁 路 结 构 求
!
,通 常 采 用 图 解 法 。
·)&!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 二 章 电 工 材 料 与 电 线 电 缆第 一 节 绝 缘 材 料一,绝 缘 材 料 简 介
( 一 ) 绝 缘 材 料 的 介 电 性 能电 介 质 ( 绝 缘 体 ) 是 其 中 正 负 电 荷 在 电 场 中 响 应 电 场 作 用 的 方 式 主 要 是 极 化 的 一 大 类 物 质 。 电 介 质 禁 带宽 度 !
"
较 大 ( ! "#$,参 见 本 篇 第 %& 条 ),价 带 中 的 电 子 难 以 跃 迁 到 导 带,其 中 正,负 电 荷 处 于 束 缚 状 态,因 而在 电 场 中 只 能 极 化 而 难 以 参 加 导 电 。 电 介 质 的 基 本 特 性 ( 介 电 特 性 ) 和 表 % ’ (。
表 % ’ ( 电 介 质 的 介 电 特 性特 性 名 词 术 语 说 明介 质极 化电 介 质 极 化电 极 化 强 度 #
相 对 介 电 常 数
!
$
( 相 对 电 容 率 )
电 介 质 中 正 负 电 荷 响 应 外 电 场 作 用 时 发 生 的 可 逆,有 限 位 移 现 象,极化 后 产 生 电 偶 极 矩,并 在 电 介 质 表 面 出 现 净 束 缚 电 荷单 位 体 积 电 介 质 内 的 电 偶 极 矩 矢 量 和,% 通 常 与 电 场 强 度 ) 成 正 比,
但 铁 电 体 的 % 与 ! 间 呈 非 线 性 关 系 而 且 有 电 滞 效 应 。 参 见 第 % 篇 第 %*
条介 电 常 数
!
与 真 空 介 电 常 数
!+
的 比 值 或 极 化 引 起 电 容 量 增 大 的 倍 数 。
!,
! (。 气 体
!,
接 近 (,非 极 性 电 介 质 约 % - %./,极 性 电 介 质 约 / - (0
%
,晶体 约 / - (0
/
绝 缘电 阻介 质 电 导 &
电 导 率
"
绝 缘 电 阻 ’
体 积 电 阻 率
#
(
表 面 电 阻 率
#
)
& 1 *
+
,-,式 中 *+ 为 联 系 松 散 的 载 流 子 在 直 流 电 压 - 作 用 下 形 成 的 泄 漏电 流
"
1,
+
,!,
"
1 /0
$
,式 中,,
+
为 泄 漏 电 流 密 度,/ 为 载 流 子 浓 度,
$
为迁 移 率 ’ 1 (,& 1 -,*
+
,绝 缘 电 阻 率
#
1 (,
"
1 !,.
+
与 泄 漏 电 流 中 体 积 电 流 相 应 的 电 阻 率 (
%
· 1) 。 绝 缘 材 料 的
#
(!
(2
%
· 1
与 泄 漏 电 流 中 表 面 电 流 相 应 的 电 阻 率 (
%

·&0(·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇特 性 名 词 术 语 说 明介 质损 耗损 耗 角
!
损 耗 因 数 !"#
!
损 耗 指 数
"
$!"#
!
介 质 损 耗 %
流 过 电 介 质 中 电 流 相 位 角 的 余 角非 极 性 电 介 质 约 !"
#$
,极 性 电 介 质
!
!"
#%
电 介 质 单 位 体 积 介 质 损 耗 % &
#"&


"$
!"#
!
% &
#
()

!"#
!

#
为 电 场 角 频 率,* 包 含 由 缓 慢 松 弛 极 化 引 起 的 松 弛 损耗 和 由 泄 漏 电 流 引 起 的 电 导 损 耗 %+ & )

+
介 质击 穿介 质 击 穿 ( 电 击 穿 )
击 穿 电 压 )
,
介 电 强 度 ’
,
热 击 穿当 电 压 高 于 临 界 值 时,通 过 介 质 内 部 的 电 流 剧 增,发 生 电 介 质 由 绝 缘状 态 转 变 为 导 电 状 态 的 突 变 现 象 ( 电 击 穿 )
击 穿 时 的 电 压 值 。 交 流 击 穿 电 压 有 有 效 值 和 峰 值 之 分

,
& )
,
-,,式 中,为 击 穿 处 厚 度,’
,
又 称 为 击 穿 强 度,气 体 介 质 ’
,
可达 到 几 个 /0- 1; 纯 净 液 体 ’,接 近 !"

/0- 1,实 际 液 体 ’,较 低 ; 固 体 介质 ’
,
可 达 !"

( !"
%
/0- 1,以 云 母 片 和 聚 合 物 薄 膜 为 最 高固 体 介 质 局 部 由 介 质 损 耗 引 起 的 发 热 速 率 高 于 散 热 速 率 时,出 现 热 不平 衡 使 温 度 无 限 上 升 导 致 介 质 热 破 坏 的 现 象,热 击 穿 时 ’
,
比 电 击 穿 时低 得 多介 电 性 能 与 环 境 条 件 ( 指 温 度,湿 度,电 压 频 率 等 ) 有 密 切 关 系,通 常 不 能 用 某 一 确 定 环 境 条 件 下 测 得 的性 能 代 表 全 部 工 作 范 围 内 的 性 能 。 此 外,测 量 条 件,所 用 试 验 方 法 对 绝 缘 材 料 介 电 性 能 测 量 值 等 有 强 烈 影响,而 且 要 注 意 介 电 性 能 往 往 与 材 料 的 方 向 有 关 。
电 工,电 子 设 备 必 须 用 绝 缘 材 料 来 达 到 隔 离 不 同 电 位 的 导 体,限 制 电 流 流 向 的 目 的,这 时 主 要 利 用 电 介质 的 电 绝 缘 性,因 此 绝 缘 材 料 都 具 有 ’
,

$
2
高,)*+
!
低 的 特 点,在 应 用 中 往 往 还 需 要 它 同 时 起 机 械 支 撑 和 固定,散 热 冷 却,灭 弧 等 作 用,本 章 主 要 介 绍 这 一 类 材 料 。 电 介 质 作 为 电 气 功 能 材 料 应 用 时,则 将 利 用 它 的 各 种特 性,而 不 限 于 电 绝 缘 性 。 随 着 高 新 技 术 的 发 展,功 能 电 介 质 发 展 很 快,并 且 得 到 了 越 来 越 广 的 应 用 。
绝 缘 材 料 有 不 同 的 分 类 法,例 如 可 按 材 料 凝 聚 状 态,化 学 组 成,材 料 结 构,材 料 来 源,加 工 工 艺 等 进 行 分类,而 本 章 则 根 据 手 册 要 求 主 要 按 材 料 的 应 用 特 性 和 应 用 形 式 分 类 。
( 二 ) 绝 缘 材 料 的 老 化绝 缘 材 料 老 化 直 接 影 响 电 工,电 子 设 备 的 可 靠 性 和 使 用 寿 命 。
!,老 化 概 述 与 金 属 等 材 料 比 较,绝 缘 材 料 的 性 能 相 当 容 易 随 时 间 延 长 而 变 化 。 在 电 工,电 子 设 备 长 期运 行 中 或 长 期 贮 存 时,在 不 同 的 老 化 因 子 作 用 下,绝 缘 材 料 特 别 是 有 机 绝 缘 材 料 会 发 生 一 系 列 化 学 ( 降 解,氧化 和 交 联 等 ),物 理 ( 结 晶 形 态,相 转 变 和 挥 发 等 ) 变 化,导 致 绝 缘 材 料 分 解,产 生 低 分 子 挥 发 物,出 现 气 孔,液体 粘 度 变 化,固 体 材 料 表 面 发 粘,脆 化,碳 化,极 性 增 大,变 色,发 生 龟 裂 和 变 形 等,从 而 使 性 能 发 生 不 可 逆 变化,逐 步 丧 失 原 有 的 功 能 特 性,这 种 现 象 称 为 老 化 。
绝 缘 材 料 的 老 化 有 热 老 化,大 气 老 化,电 老 化 和 机 械 老 化 等 。 热 老 化 主 要 是 热 和 氧 长 期 联 合 对 绵 缘 材 料作 用 ; 大 气 老 化 主 要 是 光 ( 特 别 是 紫 外 线 ),氧,臭 氧,水 和 其 他 化 学 因 素 的 长 期 联 合 作 用 ; 电 老 化 主 要 是 电 场,
热,臭 氧 和 氧 的 长 期 联 合 作 用 ; 机 械 老 化 主 要 是 机 械 力,热 和 氧 的 联 合 作 用 。 此 外,高 能 射 线,生 物 和 微 生 物作 用 等 也 是 不 可 忽 视 的 老 化 因 素 。 老 化 中 出 现 的 各 种 自 由 基 对 老 化 的 发 展 有 重 要 作 用 。
’,耐 热 等 级 和 寿 命 试 验 温 度 是 影 响 绝 缘 材 料 正 常 老 化 速 率 的 最 重 要 因 素 。 各 种 绝 缘 系 统,要 按 规 定的 老 化 试 验 方 法,分 别 评 定 绝 缘 材 料 的 耐 热 指 数 和 绝 缘 系 统 的 耐 热 等 级,参 见 -./ 出 版 物 ’!0。 耐 热 指 数 由温 度 指 数 和 半 寿 命 温 差 两 个 参 数 构 成,温 度 指 数 是 在 特 定 试 验 条 件 下,对 应 规 定 寿 命 ( 通 常 为 ’""""1) 的 摄 氏温 度 ; 对 应 减 半 寿 命 有 另 一 温 度 指 数,半 寿 命 温 差 是 两 个 温 度 指 数 的 差 值 。 绝 缘 系 统 耐 热 等 级 为,2"3( 4)
·5"!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册级,!"#$( %) 级,!&"$( ’) 级,!("$( )) 级,!##$( *) 级 和 !+"$(,) 级,!+"$以 上 为 - 级,- 级 又 分 &"",&&" 和
&#"$等 级 。 绝 缘 材 料 耐 热 性 也 往 往 借 用 绝 缘 系 统 的 耐 热 等 级 。
例 如 漆 包 线 耐 热 等 级 评 定,采 用 漆 包 线 绞 线 样 品 在 不 同 温 度 下 进 行 长 期 老 化 试 验,每 隔 一 定 时 间 取 一 批试 样 进 行 击 穿 试 验,当 某 批 试 样 性 能 达 到 寿 命 终 点 时,则 该 样 品 所 经 过 的 实 际 老 化 时 间 定 为 该 温 度 下 的 平 均寿 命 ; 用 数 理 统 计 方 法 作 出 不 同 温 度 与 对 应 平 均 寿 命 之 间 的 关 系 曲 线 作 为 热 寿 命 — 温 度 曲 线,在 对 数 坐 标 纸上 通 常 为 直 线,如 图 &,! 所 示 ; 将 线 外 推 到 &""""/ 和 !""""/,从 所 对 应 的 温 度 得 出 样 品 的 温 度 指 数 和 半 寿 命温 差 。
图 &,! 漆 包 线 热 寿 命 — 温 度 曲 线
(0 电 老 化 放 电 类 型 是 影 响 绝 缘 材 料 电 老 化 速 率 的 重 要 因 素 。 在 强 的 法 向 电 场 作 用 下,绝 缘 材 料 内 部气 隙 将 发 生 局 部 放 电,表 面 间 隙 发 生 电 晕 放 电 ; 在 强 发 散 电 场 作 用 下,绝 缘 材 料 内 部 将 在 不 同 运 行 条 件 下 分别 发 生 电 树 枝 化,水 树 枝 化 和 化 学 树 枝 化 放 电,引 起 放 电 老 化 击 穿 ; 在 强 沿 面 电 场 作 用 下,绝 缘 材 料 表 面 将 随电 压 的 上 升 而 分 别 发 生 沿 面 电 晕 放 电,电 火 花 放 电 和 电 弧 放 电,引 起 绝 缘 材 料 表 面 腐 蚀,树 枝 状 电 痕 化,碳 化直 至 表 面 上 导 体 间 发 生 短 路 。 电 老 化 后 的 击 穿 与 化 学 反 应 有 关,其 介 电 强 度 !
"
更 低,是 决 定 绝 缘 体 系 长 期工 作 场 强 的 主 要 因 素 。
绝 缘 材 料 的 耐 放 电 性 根 据 规 定 的 电 老 化 试 验 方 法 进 行 评 定 。 例 如 根 据 电 晕 试 验 得 到 的 材 料 在 一 定 的 电晕 放 电 或 局 部 放 电 条 件 下 直 到 击 穿 的 时 间 长 短 表 示 材 料 的 耐 电 晕 性 ; 根 据 电 痕 化 试 验 得 到 的 材 料 在 规 定 电压 和 表 面 污 秽 条 件 下 形 成 规 定 电 痕 所 需 的 时 间 长 短 表 示 材 料 的 耐 电 痕 性 ; 根 据 电 弧 试 验 得 到 的 材 料 在 规 定电 压 和 电 流 下 形 成 导 电 层 直 至 电 弧 熄 灭 的 时 间 长 短 表 示 材 料 的 耐 电 弧 性 。 参 见 1’- 出 版 物 (2(,!!&,#+3 和
4&+,%5678&&3#,4+,8(3#4,39。 绝 缘 材 料 的 寿 命 与 多 种 因 素 有 关,与 绝 缘 体 系 结 构 紧 密 联 系,因 此 多 因 子老 化 试 验 最 好 通 过 接 近 相 应 绝 缘 体 系 的 运 行 条 件 进 行 。
( 三 ) 绝 缘 材 料 应 用 中 的 一 般 问 题
!:绝 缘 材 料 相 容 性指 绝 缘 系 统 内 各 绝 缘 材 料 间 能 相 互 容 纳,彼 此 不 会 出 现 有 害 影 响 的 特 性 。 绝 缘 系 统 多 数 是 由 几 种 绝 缘材 料 组 成 的,相 容 性 差 时,通 过 材 料 间 分 子 相 互 扩 散,电 荷 交 换,材 料 运 行 中 产 生 的 老 化 产 物 的 作 用 等 使 材 料发 生 一 系 列 物 理,化 学 反 应,使 绝 缘 系 统 出 现 严 重 的 缺 陷,因 而 组 合 后 性 能 显 著 降 低 。 要 根 据 产 品 结 构 特 点和 要 求,通 过 规 定 的 试 验 方 法,评 价 不 同 绝 缘 材 料 组 合 时 的 相 容 性,以 确 定 合 理 的 绝 缘 系 统 。
&:选 用 绝 缘 材 料 要 有 利 于 优 化 绝 缘 系 统 电 场 和 热 场 分 布 绝 缘 材 料 串 联 组 合 时,绝 缘 系 统 电 场 与 各 组 成材 料 阻 抗 成 比 例 分 布,把 !
#
大,
!
$
较 小 的 绝 缘 材 料 放 在 电 场 强 的 部 位,有 利 于 改 善 电 场 分 布,使 绝 缘 材 料 所承 受 的 最 大 场 强 降 低 。 绝 缘 中 气 泡 的 !" 低,但 它
"#
,小 而
!
$
高,承 受 的 电 场 高,因 而 最 易 击 穿,要 力 求 消 除它 。 绝 缘 系 统 中 选 用 导 热 性 高 的 材 料 可 以 降 低 绝 缘 层 所 承 受 的 温 度 差,根 据 温 度 分 布 情 况 可 以 采 用 耐 热 指
·9"!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇数 较 低 的 绝 缘 材 料 以 降 低 成 本,实 现 绝 缘 系 统 设 计 的 优 化 。
!!选 用 的 绝 缘 材 料 要 注 意 对 环 境 的 影 响 有 些 材 料 虽 然 性 能 好,但 因 危 害 环 境 或 人 们 的 健 康 而 不 宜 选 用,
例 如 不 宜 选 用 多 氯 联 苯 绝 缘 油,氟 利 昂 气 体 ; 电 缆 料,绝 缘 灌 注 胶 等 要 尽 量 采 用 阻 燃 料,并 且 要 考 虑 到 燃 烧 时所 产 生 的 烟 雾 对 环 境 和 人 健 康 的 影 响,尽 量 采 用 无 卤 低 烟 阻 燃 料 。
"!要 通 过 确 定 合 理 的 绝 缘 工 艺 参 数 确 保 绝 缘 系 统 的 综 合 性 能 性 能 取 决 于 材 料 结 构,而 绝 缘 材 料 内 的 化学 结 构 和 绝 缘 系 统 中 材 料 的 真 正 组 合 结 构 实 际 上 是 由 绝 缘 工 艺 确 定 的,制 备 工 艺 中 要 尽 量 防 止 产 生 沿 电 场方 向 的 长 气 隙 和 绝 缘 层 皱 折 。 合 理 的 绝 缘 工 艺 是 达 到 绝 缘 系 统 综 合 性 能 指 标 的 可 靠 保 证 。
第 二 节 电 线 电 缆电 线 电 缆 的 品 种 很 多,应 用 较 广 泛 的 有 裸 导 线,电 磁 线,绝 缘 电 线 和 电 缆 等 。
一,裸 导 线 和 裸 导 体 制 品这 类 产 品 只 有 导 体 部 分,没 有 绝 缘 和 护 层 结 构,分 软 连 接,圆 单 线,型 线 和 裸 绞 线 四 种,安 装 电 工 常 用 的是 下 面 三 种,
( 一 ) 圆 单 线圆 单 线 主 要 用 作 各 种 电 线,电 缆 的 导 电 线 芯,也 可 以 直 接 作 为 产 品 用 作 架 空 的 通 讯 广 播 线 等 。 常 用 的 有
#$型 硬 圆 铜 线,#%型 软 圆 铜 线,&$型 硬 圆 铝 线 及 &%型 软 圆 铝 线 。
( 二 ) 型 线非 圆 形 截 面 的 裸 导 线 称 为 型 线 。 它 主 要 用 于 安 装 配 电 设 备 及 其 他 电 工 制 品,如 输 配 电 的 汇 流 排 等,常 用的 为 矩 形 截 面 的 #’$型 铜 排 和 &’$型 铝 排 。
( 三 ) 裸 绞 线它 是 将 多 根 圆 单 线 绞 合 在 一 起 的 绞 合 导 线,这 种 线 较 软 并 有 足 够 的 机 械 强 度,所 以 架 空 电 力 线 路 都 用 裸绞 线 架 设 。,常 用 的 有 &( 型 硬 铝 绞 线,&)( 型 钢 芯 铝 绞 线 和 #( 型 硬 铜 绞 线 等 。
二,绝 缘 电 线 及 电 缆电 气 装 备 内 部 的 安 装 连 接,电 气 设 备 与 电 源 之 间 的 连 接,以 及 电 力 的 输 配 等,都 要 使 用 各 类 绝 缘 电 线 及电 缆 。 绝 缘 电 线 和 电 缆 一 般 由 导 电 线 芯,绝 缘 层 和 保 护 层 构 成 。
( 一 ) 导 电 线 芯按 使 用 要 求 可 分 为 硬 型,软 型,以 及 用 于 移 动 式 电 线 和 电 缆 芯 线 的 特 软 型 几 秤 结 构 ; 按 导 线 的 线 芯 数 分有 单 芯,双 芯,三 芯 和 四 芯 等 。
( 二 ) 绝 缘 层绝 缘 层 主 要 作 用 在 于 防 止 漏 电 和 放 电 。 一 般 由 包 裹 在 导 电 线 芯 外 的 一 层 橡 皮,塑 料 或 抽 纸 等 绝 缘 物 构成 。
( 三 ) 保 护 层保 护 层 主 要 起 机 械 保 护 作 用,保 护 绝 缘 。 它 分 为 金 属 的 和 非 金 属 的 保 护 层 两 种,绝 缘 电 线 通 常 用 纤 维 编织 物,塑 料 等 作 为 保 护 层 ; 固 定 敷 设 的 电 缆 多 采 用 金 属 保 护 层,有 铅 套,铝 套,绉 绞 金 属 套 和 金 属 纺 织 套 等 。
·*++· 新 编 电 气 工 程 师 手 册在 金 属 保 护 层 外 面 还 有 外 被 层,用 以 保 护 金 属 护 层 免 受 外 界 机 械 和 腐 蚀 等 的 损 伤 ; 移 动 电 缆 多 采 用 非 金 属 护层 。 有 橡 皮,塑 料 等 。
绝 缘 电 线 的 品 种 很 多,常 用 的 绝 缘 电 线 的 型 号 见 表 !" !。
表 !" ! 常 用 绝 缘 电 线 型 号型 号 名 称 主 要 用 途
#$
#%$
#&
#%&
#&&
#%&&
铜 芯 橡 皮 线铝 芯 橡 皮 线铜 芯 聚 氯 乙 烯 塑 料 线铝 芯 聚 氯 乙 烯 塑 料 线铜 芯 聚 氯 乙 烯 绝 缘,护 套 线铝 芯 聚 氯 乙 烯 绝 缘,护 套 线固 定 敷 设 用
’&(
’&#
铜 芯 聚 氯 乙 烯 型 软 线铜 芯 聚 氯 乙 烯 平 行 软 线灯 头,收 音 机 等 引 线三,导 线 截 面 的 选 择导 线 的 使 用,通 常 按 导 线 的 载 流 量,线 路 允 许 的 电 压 损 失,导 线 的 机 械 强 度 等 来 选 择 导 线 的 截 面 。 在 不需 考 虑 允 许 的 电 压 损 失 和 导 线 机 械 强 度 的 情 况 下,可 只 按 导 线 的 连 续 允 许 通 过 电 流 ( 安 全 电 流 或 称 安 全 载 流量 ) 来 选 择 导 线 的 截 面 。 导 线 具 有 电 阻,在 通 过 持 续 负 荷 电 流 时 会 使 导 线 发 热,从 而 使 导 线 的 温 度 升 高,一 般导 线 的 最 高 允 许 工 作 温 度 为 )*+,若 超 过 这 个 温 度,导 线 的 绝 缘 层 将 加 速 老 化,甚 至 变 质 损 坏 而 引 起 火 灾 。
按 工 作 环 境 的 温 度,使 导 线 通 过 的 电 流 在 安 全 电 流 之 内,就 可 避 免 导 线 在 工 作 时 出 现 温 试 超 过 最 高 允 许 值 的情 况,从 而 保 证 导 线 的 安 全 运 行 。 导 线 因 敷 设 方 式 和 使 用 环 境 的 不 同,其 散 热 条 件 也 不 同,所 以 同 样 的 导 线,
明 敷 和 暗 敷 时 其 安 全 载 流 量 就 不 相 同 。 同 样 的 敷 设 方 式,也 会 因 导 线 数 最 的 不 同,其 安 全 载 流 量 也 不 同,如导 线 穿 管 敷 设 时,情 况 就 是 这 样 。 导 线 使 用 场 所 的 环 境 温 度 越 高,其 安 全 载 流 量 就 越 小,因 此 要 准 确 确 定 导线 的 安 全 载 流 量,就 要 全 面 考 虑 以 上 各 种 因 素 的 影 响 。
导 线 的 允 许 温 升,是 指 导 线 的 最 高 允 许 工 作 温 度 与 环 境 温 度 之 差 。 例 如,当 环 境 温 度 为 !*+时,导 线 的允 许 温 升 为 )*+ " !*+,-.+。
常 用 的 *..&铝 芯 绝 缘 导 线 长 期 连 续 负 荷 允 许 载 流 量 见 表 ! " /,*..& 铜 芯 绝 缘 线 长 期 连 续 负 荷 允 许 载流 量 见 表 !" -。 表 中 的 !*+,/.+表 示 使 用 环 境 温 度 为 !*+和 /.+。
*..&塑 料 绝 缘 塑 料 护 套 线 在 空 气 中 敷 设 的 长 期 连 续 负 荷 允 许 载 流 量,见 表 !" *。
另 外,利 用 口 诀 和 一 些 简 单 的 心 算 方 法 。 也 可 直 接 求 得 导 线 截 面 积 的 估 算 值,而 且 并 不 影 响 使 用 。 铝 芯绝 缘 导 线 载 流 量 与 截 面 积 倍 数 的 关 系 口 诀 如 下,
0,下 五,0.,上 二 ;
!*,/*,四,三 界 ;
1.,2*,两 倍 半 ;
穿 管,温 度,八 冬 折 ;
裸 线 加 一 半,铜 线 升 级 算 。
·000·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!" #
·!$$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!" #
·$%%·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇此 口 诀 以 铝 芯 绝 缘 导 线 明 敷,环 境 温 度 为 !"#的 条 件 为 准,口 诀 对 各 种 截 面 导 线 的 载 流 量 ( $),用,截 面积,( %%),乘 以 一 定 的 倍 数,来 表 示,为 此,要 熟 悉 导 线 芯 线 截 面 排 列,把 口 诀 的,截 面 积 与 倍 数 关 系,排 列 起来,表 示 为,
… …
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五 倍
{
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四 倍
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*") "’
三 倍
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+’),"
二 倍 半
&’’
{
… … 以 上二 倍此 外,口 诀 中 的,穿 管,温 度,八 九 折,是 指 导 线 不 明 敷,温 度 超 过 !"#较 多 时 才 予 以 考 虑 。 若 两 种 条 件都 已 改 变,则 载 流 量 应 打 八 折 后 再 打 九 折,或 简 单 地 一 次 以 七 折 计 算 ( 即 ’-,/ ’-,0 ’-+!) 。 口 诀 中 的,裸 线加 一 半,是 指 按 一 般 计 算 得 出 的 载 流 量 再 加 一 半 ( 即 乘 &-") ; 口 诀 中 的,铜 线 升 级 算,是 指 将 铜 线 的 截 面 按 截面 排 列 顺 序 提 升 一 级,然 后 再 按 相 应 的 铝 线 条 件 计 算 。
表 !1 " "’’2护 套 线 ( 34,354) 在 空 气 中 敷 设,长 期 连 续 负 荷 允 许 载 流 量截 面 积
( %%
!

一 芯 二 芯 三 芯铅 芯 铜 芯 铝 芯 铜 芯 铝 芯 铜 芯
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第 三 节 通 信 ( 光 纤 ) 电 缆一,通 信 电 缆 结 构 和 传 输 特 性
( 一 ) 通 信 电 缆 概 述通 信 电 缆 和 光 纤 光 缆 是 通 过 导 线 ( 有 线 通 信 ) 传 输 电 磁 波 信 息 ( 包 括 电 话,电 报,电 视,广 播,传 真,数 据,
网 络 信 息 等 电 磁 信 息 ) 的 传 输 元 件 。 通 信 电 缆 包 括 市 内,长 途,射 频,7$82,泄 漏 通 信,海 底 通 信 等 通 信 电 缆 ;
光 纤 光 缆 包 括 架 空,海 底,管 道,光 电 综 合 通 信,电 力 系 统 用 和 软 光 缆 等 。 按 通 信 电 缆 结 构 可 分 为,对 称 通 信电 缆,同 轴 通 信 电 缆,波 导 管,光 纤 光 缆 等 。 不 同 通 信 电 缆 ( 含 光 缆 ) 具 有 不 同 的 通 信 传 输 能 力,&) 对 称 结 构,
传 输 &’
(
9
:
以 下 音 频 和 超 声 波 信 号 ; !) 同 轴 结 构,传 输 &’
(
) &’
,
9;
范 围 内 超 高 频 信 号 ; *) 波 导 结 构,传 输 &’
,
)
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9;
范 围 内 微 波 频 段 的 信 号 ; 6) 光 缆,传 输 &’
&!
) &’
&+
9;
范 围 内 信 号 。
( 二 ) 对 称 通 信 电 缆 结 构 元 件对 称 通 信 电 缆 由 导 电 线 芯,绝 缘,线 组,电 缆 芯 及 护 层 组 成 。 通 信 回 路 由 相 同 外 径 及 相 同 结 构 的 两 根 绝缘 线 芯 组 成 。
对 称 通 信 电 缆 要 求 导 电 性 能 好,高 频 损 耗 小,具 有 足 够 的 机 械 强 度 和 良 好 的 柔 软 性 。 线 芯 结 构 通 常 为 单芯 圆 柱 形 。 导 电 线 芯 采 用 铜 或 电 工 铝,电 工 铝 线 芯 直 径 是 铜 线 芯 的 &-!,) &-*’ 倍 。 电 阻 率
!
( !’#) 和 电 阻
·6&&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册温 度 系 数 分 别 为,铜 导 体
!
!
!"#$%!&
"
· ’ 和 (#(()*)+,; 铝 导 体
!
!
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"
· ’ 和 (#((%()+,。
通 信 电 缆 要 求 绝 缘 材 料 体 积 电 阻 系 数 /0 高,相 对 介 电 常 数
#1
和 介 质 损 耗 角 正 切 23&
$
小,同 时 要 求 具 有良 好 的 柔 软 性 和 机 械 加 工 性 能 。 单 纯 的 空 气 是 一 种 通 信 电 缆 用 的 理 想 的 介 质,因 此,应 使 电 缆 绝 缘 中 空 气 所占 的 比 例 尽 可 能 大 。 空 气 4 纸 绝 缘 采 用 较 早,但 目 前 已 被 塑 料 和 塑 料 4 空 气 绝 缘 结 构 所 代 替,主 要 有,聚 氯乙 烯,聚 乙 烯,聚 丙 烯,聚 苯 乙 烯,泡 沫 聚 乙 烯,聚 乙 烯 绳 管,聚 乙 烯 鱼 泡,聚 苯 乙 烯 绳 带 等 。 线 芯 绝 缘 应 带 不同 颜 色,普 遍 采 用 全 色 谱 。 对 称 通 信 电 缆 两 根 绝 缘 线 绞 合 可 减 少 线 组 间 的 电 磁 耦 合,降 低 回 路 串 音,提 高 回路 的 抗 干 扰 能 力 。 绞 合 方 式 有,!) 对 绞,两 根 不 同 颜 色 的 绝 缘 线 芯 绞 合 成 对 ; $) 星 绞,四 根 不 同 颜 色 的 绝 缘 线芯 绞 合 而 成,)) 复 对 绞,由 两 个 不 同 节 距 的 对 绞 组 再 合 成,见 图 $ 4 $。
图 $ 4 $ 常 见 绞 合 方 式 剖 面 结 构 示 意 图
3) 对 绞 5) 星 绞 6) 复 对 绞 ! 一 绝 缘 线 外 径
!
7
一 绞 合 后 有 效 直 径对 称 通 信 电 缆 的 缆 芯 由 一 定 数 量 线 组 按 一 定 规 律 和 方 式 绞 合 而 成,!) 同 心 式 方 式 将 若 干 线 组 从 中 心 开始 有 规 律 地 一 层 一 层 的 绞 合 成 缆,相 邻 层 绞 合 方 向 相 反 ; $) 单 位 式 方 式 由 若 干 基 本 单 位 绞 合 成 缆,分 8( 对 单位 和 !(( 对 单 位 两 种,各 层 绞 合 方 向 相 同 ; )) 无 规 绞 合 是 一 种 新 的 绞 合 方 式,它 是 利 用 随 机 脉 冲 信 号 控 制 缆芯 的 绞 合 过 程,使 线 对 的 相 对 位 置 一 直 处 于 变 化 状 态,由 于 相 邻 缆 芯 出 现 重 复 的 概 率 很 小,因 此 大 大 降 低 了线 对 间 的 串 音 。
( 三 ) 同 轴 通 信 电 缆 结 构 元 件同 轴 通 信 电 缆 主 体 有 内 导 体,绝 缘,外 导 体 三 部 分,外 部 为 综 合 护 层 。 内 导 体 要 求 电 导 率 高,因 此 采 用 电工 铜,镀 锡,镀 银,镀 镍 后 可 用 于 高 频,高 温 场 合 。 内 导 体 结 构 可 采 用 实 心 体,绞 线,空 管,皱 纹 管 等 形 式 。
绝 缘 介 质 要 求 电 绝 缘 性 能 和 力 学 性 能 高,吸 水 性 低,结 构 稳 定,保 证 内 外 导 体 严 格 同 心,主 要 采 用 聚 乙烯,也 可 采 用 交 联 聚 乙 烯,氟 塑 料 等 。 绝 缘 型 式,!) 实 心 绝 缘,$) 空 气 4 塑 料 组 合 绝 缘,介 质 与 空 气 的 体 积 比为 !+!( 9 !+$(。 结 构 型 式 有 垫 片 绝 缘,鱼 泡 绝 缘,绳 管 绝 缘,螺 旋 绝 缘,竹 节 绝 缘 和 泡 沫 绝 缘 等,如 图 $ 4 ) 所示,等 效
1:
和 等 效 23&
$
见 表 $ 4,。
表 $ 4,各 种 绝 缘 型 式 的 等 效
#1:
和 等 效 23&
$:
绝 缘 型 式 实 心 聚 乙 烯 聚 苯 乙 烯 绳 泡 沫 聚 乙 烯 聚 乙 烯 鱼 泡 聚 乙 烯 垫 片 聚 乙 烯 螺 旋 带
#1,$#) !;$8 9 !#$" !#) 9 !#8 !#!" 9 !#$ !#(- 9 !#!)8 !# (- 9 !#!(
23&
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4 )
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(#! (#! (#() 9 (#(% (#(%
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$8(<=
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下 测 量 值,其 他 为 !?=> 下 测 量 值 。
·8!!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " # 同 轴 通 信 电 缆 的 绝 缘 结 构 示 意 图
$) 泡 沫 聚 乙 烯 %) 聚 乙 烯 垫 片 &) 聚 乙 烯 鱼 泡
’) 内 扎 绳 管 () 螺 旋 带 )) 竹 节 式同 轴 通 信 电 缆 的 外 导 体 一 般 用 铜,起 电 气 回 路 和 屏 蔽 双 重 作 用 。 理 想 结 构 是 空 心 圆 导 体,实 际 生 产 中 常有,锁 齿 式 外 导 体,皱 边 式 外 导 体,压 痕 式 外 导 体,铜 钢 复 合 双 层 外 导 体,编 织 外 导 体,光 滑 管 外 导 体,皱 纹 金属 管 外 导 体,绕 包 外 导 体,电 镀 外 导 体 等,见 图 ! " *。
图 ! " * 典 型 同 轴 电 缆 外 导 体 结 构 示 意 图
$) 皱 边 式 %) 压 痕 式 &) 锁 齿 式
( 四 ) 通 信 电 缆 护 层通 信 电 缆 护 层 起 机 械 扰 的 作 用 。 主 要 有 +) 金 属 套,有 铅 套,铝 套,焊 接 钢 管 护 层 等,特 点 是 密 封 性 好,不透 水,不 透 潮,有 良 好 的 电 磁 屏 蔽 作 用 ; !) 橡 套 和 塑 套,有 聚 乙 烯,聚 氯 乙 烯,氯 丁 橡 胶 等,也 可 采 用 硅 橡 胶,氟塑 料,特 点 是 柔 软 轻 便,但 易 老 化 且 防 潮 性 较 差 ; #) 组 合 护 层,防 潮 性 超 过 塑 套,目 前 广 泛 采 用 的 是 铝 " 塑 自粘 结 构,是 一 种 双 面 涂 敷 有 自 粘 性 塑 料 的 铝 带,纵 包 后 经 局 部 加 热 自 粘 而 成,也 有 采 用 钢 " 塑 自 粘 结 构 或 铝,
钢,塑 料 综 合 护 层 结 构 。
根 据 防 霉,防 白 蚁,防 鼠,防 雷,防 辐 射 等 要 求,可 设 计 专 用 特 种 护 层 。
·,++· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 五 ) 通 信 电 缆 传 输 理 论 和 传 输 参 数通 信 电 缆 理 论 基 础 是 麦 克 斯 韦 方 程 。 对 称 通 信 电 缆 和 同 轴 通 信 电 缆 中 主 要 传 输 平 面 电 磁 波 ( !"# 波 ),
波 导 中 主 要 传 输 横 电 波 ( !" 波 ) 和 横 磁 波 ( !# 波 ) 。 在 分 析 通 信 电 缆 的 传 输 特 性 时,常 用 均 匀 传 输 线 的 概 念,
均 匀 传 输 线 基 本 方 程 式 为
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— — — 终 端 电 压 ;
#
*
— — — 终 端 电 流 ;
!
— — — 传 播 常 数 ;
$
&
— — — 特 性 阻 抗 。
通 信 电 缆 的 一 次 参 数 ( 或 原 参 数,见 表 +,- 由 传 输 线 的 结 构 所 确 定,有 线 芯 有 效 电 阻 %,总 电 感 &( 包 括回 路 内 电 感 和 回 路 外 电 感 ),两 根 导 体 间 电 容 ’ 以 及 两 根 导 体 间 绝 缘 的 电 导 (。 通 信 电 缆 的 传 输 参 数 ( 二 次参 数,或 付 参 数,见 表 +,- 由 一 次 参 数 计 算 得,有 衰 减 常 数,相 移 常 数,传 播 常 数,特 性 阻 抗 等,反 映 电 磁 波 在线 路 中 的 传 输 尽 量 。
表 +,- 通 信 电 缆 一 次 参 数 计 算 公 式参 数 理 论 计 算 公 式 实 用 计 算 公 式对称通信电览
!
电 阻
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$ +
%(<
.( *51 ),) 绝 缘 电 导 ( $
)
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*
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式 中,* 为 线 芯 长 度 ( /0) ;,为 导 体 间 距 ( 00) ; - 为 导 体 半 径 ( 00) ; + 为 导 线 截 面 ( 00
+
) ;
#
为 线 芯 电 阻 率 (
#
· /0) ;
&
4
为 导 体 相 对 磁 导 率 ;
(<
为 绝 缘 电 导 率 ;
$
为 线 芯 总 绞 合 系 数,%
2
为 附 加 电 阻 ( 由 集 肤 效 应 电 阻,邻 近 效 应 电 阻和 附 加 金 属 损 耗 电 阻 组 成 ),/( 0-) 为 对 称 结 构 内 电 感 参 量 ( 0 $
)
&
!
-。
%
式 中,,为 内 导 体 半 径 ; 1 为 外 导 体 内 表 面 半 径 ; 4 为 外 导 体 外 表 面 半 径,2 为 外 导 体 厚 度 ;
#
>
为 内 导 体 电 阻 率 ;
#
为 外 导 体 电 阻 率 ;
&
>

&
为 内,外 导 体 磁 导 率 ;
&
<
为 绝 缘 磁 导 率 ;
(>
为 内 导 体 电 导 率 ;
(?
为 外 导 体 电 导 率 ;
(<
为 绝缘 电 导 率 ; 3 为 传 输 的 电 磁 波 频 率 。
·-%%·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 ! " # 通 信 电 缆 二 次 参 数 计 算 公 式
! $%& ’ ( #’’ #’’ ( )’’’’ )’’’’ 以 上衰 减 常 数
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( 六 ) 影 响 通 信 电 缆 传 输 质 量 的 因 素主 要 影 响 因 素 有,,) 匹 配,包 括
#
传 输 线 与 网 络 或 转 换 器 等 接 口 对 接 时 的 匹 配,要 求 负 载 或 负 载 网 络 的入 端 阻 抗 等 于 传 输 线 的 特 性 阻 抗 ;
$
传 输 线 自 身 匹 配,通 常 采 用 各 种 匹 配 电 路 或 多 个 四 分 之 一 波 长 线 段 来 匹配 ; !) 色 散,绝 缘 层 引 起 色 散,改 善 方 法 是 选 用 介 电 性 能 好 的 绝 缘 材 料 如 聚 乙 烯,聚 苯 乙 烯 和 聚 四 氟 乙 烯 等 ;
)) 振 幅 失 真,采 用 衰 减 均 衡 器 ( $%# 元 件 组 成 的 四 端 网 络 ) 来 改 善 ; 5) 相 位 失 真,采 用 相 位 均 衡 器 ( %# 元 件 组成 的 四 端 网 络 ) 来 消 除 ; 6) 特 性 阻 抗 不 均 匀 性,有 三 种 改 善 方 法,缩 小 制 造 公 差,电 缆 制 造 长 度 内 同 轴 对 的 分组 和 同 轴 电 缆 施 工 中 的 配 盘 。
( 七 ) 通 信 电 缆 串 音,衰 减 和 屏 蔽使 电 磁 波 的 传 输 产 生 变 化 的 电 磁 影 响 称 为 串 音 。 串 音 途 径 有 回 路 间 相 互 串 音,外 来 电 磁 信 号 直 接 串 入和 通 过 第 三 回 路 串 入 。 回 路 间 串 音 有,) 近 端 串 音,与 主 串 回 路 的 信 号 源 同 一 端 受 到 的 串 音 ; !) 远 端 串 音,另一 端 所 受 到 的 串 音 。
对 称 通 信 电 缆 回 路 间 串 音 主 要 是 由 于 主 串 回 路 的 横 向 电 磁 场 与 被 串 回 路 间 的 电 磁 耦 合,并 在 被 串 回 路中 感 生 电 压 电 流 。 产 生 串 音 的 途 径 有 直 接 串 音 和 间 接 串 音,在 低 频 时,间 接 串 音 影 响 很 小,可 以 忽 略 不 计 。
同 轴 电 缆 串 音 由 沿 同 轴 对 外 导 体 表 面 存 在 着 电 场 的 纵 向 分 量 引 起,它 作 用 在 由 两 个 同 轴 对 外 导 体 所 组 成 的第 三 回 路 上 产 生 电 流 和 电 压 降,在 被 串 回 路 中 产 生 串 音 电 流,当 频 率 增 高 时,同 轴 对 间 串 音 电 流 减 少 。 串 音衰 减 表 示 能 量 从 主 串 回 路 串 入 被 串 回 路 时 衰 减 的 程 度 。 串 音 衰 减 越 大,表 示 串 音 的 影 响 越 小 。 串 音 衰 减 分为,
.7近 端 串 音 衰 减,为 主 串 回 路 的 发 送 功 率 8
.’
串 至 被 串 回 路 近 端 时 的 衰 减 值 ( *+),+

9,’,-(,
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),
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),其中,
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为 串 至 被 串 回 路 近 端 的 串 音 功 率 ;
!/远 端 串 音 衰 减,为 主 串 回 路 的 发 送 功 率,
..
串 至 被 串 回 路 远 端 时 的 衰 减 值 ( *+),+
.
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),
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),其中,!,为 串 至 被 串 回 路 远 端 的 串 音 功 率 。 远 端 串 音 防 卫 度 表 示 受 串 音 影 响 的 程 度,是 被 串 回 路 远 端 ( 接 收端 ) 收 到 的 信 号 电 平 与 串 到 该 接 收 端 的 串 音 电 平 之 差 ( 01),+
.!
9,
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",
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9 !’.
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,其 中,
,,
为 主串 回 路 电 平,,
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为 被 串 回 路 远 端 电 平,2
..
为 主 串 回 路 电 压,2
!.
为 被 串 回 路 远 端 电 压 。
消 除 串 音 方 法 有,) 交 叉,通 过 沿 电 缆 制 造 长 度 定 距 离 交 叉 线 芯,使 串 音 电 流 相 互 抵 消 ; !) 纽 绞,在 电 缆生 产 过 程 中 通 过 不 同 钱 组 采 用 不 同 的 绞 合 节 距 以 减 小 组 间 的 电 磁 耦 合 和 改 善 组 内 回 路 的 间 接 耦 合,但 较 好的 方 法 是 通 过 无 规 绞 合 ; )) 平 衡,一 般 在 短 段 电 缆 上 先 采 用 交 叉 法 进 行 平 衡,在 较 大 的 制 造 长 度 上 用 交 叉 法平 衡 后,剩 余 的 不 对 称 采 用 附 加 电 容 法 进 行 平 衡,在 敷 设 好 的 长 线 路 中,采 用 集 中 平 衡 法 进 行 最 后 平 衡 。
采 用 金 属 带 绕 包 或 纵 包 结 构 或 金 属 丝 编 织 结 构 进 行 屏 蔽 是 减 少 通 信 电 缆 回 路 间 的 相 互 干 扰 和 外 部 干 扰的 根 本 方 法,主 要 屏 蔽 用 材 料 有 钢,铜,铝,铅,金 属 复 合 纸 或 铝 塑 复 合 带 等 。
·#..· 新 编 电 气 工 程 师 手 册二,主 要 通 信 电 缆 品 种
( 一 ) 市 内 通 信 电 缆 和 全 塑 市 话 电 缆用 于 市 内,近 郊 和 局 部 区 域 信 息 传 输,主 要 品 种 是 全 塑 市 话 电 缆 ( 聚 烯 烃 绝 缘 铝 — 塑 综 合 挡 潮 层 电 缆 ),
应 用 最 广 。 品 种 和 结 构 见 表 !" #。
市 内 通 信 电 缆 还 有 缆 芯 绞 合 油 膏 填 充 式 聚 烯 烃 绝 缘 电 缆,全 部 线 对 脉 码 调 制 ( $%&) 通 信 电 缆,市 内 同 轴电 缆 等 。 市 内 通 信 电 缆 的 电 气 性 能 指 标 请 参 见 ’()*+,-.#。
( 二 ) 长 途 对 称 通 信 电 缆主 要 用 于 远 距 离 信 息 传 输 。 品 种 和 结 构 见 表 !" +/。
长 途 对 称 通 信 电 缆 还 有 纸 绝 缘 低 频 对 称 通 信 电 缆,纸 绝 缘 高 低 频 综 合 通 信 电 缆,泡 沫 聚 乙 烯 低 频 综 合 通信 电 缆,数 字 传 输 对 称 通 信 电 缆,数 模 综 合 对 称 通 信 电 缆 等,它 们 的 电 气 性 能 指 标 比 市 内 通 信 电 缆 高 。 这 类产 品 已 逐 步 被 光 纤 光 缆 所 替 代 。
表 !" # 市 内 通 信 电 缆 主 要 品 种 和 结 构结 构 品 种 型 号 导 线 直 径 )00 标 称 对 数 线 芯 绝 缘 线 对 绞 合 缆 芯 绞 合全 塑 市 话 电 缆 123 /4,!,/4.,/45,/46,/4- +/7,6// 聚 乙 烯 或 聚 丙 烯纸 绝 缘 对 绞 电 缆 18 /4.,/45,/46,/49 57 !.// 空 气 " 纸自 承 式 塑 料 电 缆 12:% /45 57 +// 聚 乙 烯对 绞同 心 式 或单 位 式表 !" +/ 长 途 对 称 电 缆 主 要 品 种 和 结 构
!
品 种 类 型 型 号 导 线 直 径 )00 标 称 组 数 线 芯 绝 缘纸 绝 缘 星 绞 高 频 1;8"!5!; 或 +56; +!,+4! +,,,.,9 空 气 " 纸纸 绝 缘 星 绞 低 频 电 缆 1;8 /4-,/4#,+4/,+4!,7,9 空 气 " 纸泡 沫 聚 乙 烯 绝 缘高 低 频 电 缆
12<8,12<= /4#,+4!
高 频 组 数,,,.
低 频 组 数,,7 ++
泡 沫 聚 乙 烯
!
线 对 绞 合,星 绞 ; 缆 芯 绞 合,层 绞 式 。
表 !" ++ 向 轴 干 线 通 信 电 缆 主 要 品 种 和 结 构品 种 型 号 导 线 直 径 标 称 线 对 线 芯 绝 缘 缆 芯 绞 合小 同 轴 综 合 通 信 电 缆 1>8,1>= +4!).4.,,- 聚 乙 烯 鱼 泡 层 绞 式同 轴 综 合 通 信 电 缆 1>8,1>= !46)#45,,- 聚 乙 烯 垫 片 层 绞 式
( 三 ) 同 轴 ( 干 线 ) 通 信 电 缆用 于 通 信 干 线 和 城 市 间 信 息 传 输 。 品 种 和 结 构 见 表 !" ++。
此 外 还 有 +4!).4,和 !46)#?5 双 同 轴 对 的 综 合 通 信 电 缆,/49)!4# 微 同 轴 综 合 通 信 电 缆 等 。
( 四 ) 射 频 电 缆主 要 用 于 无 线 电 设 备,电 子 仪 器 的 配 套 和 电 气 测 量 的 信 号 传 输 等,目 前 已 有 数 百 个 品 种 。 按 结 构 形 式 分
·#++·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇为 同 轴 型,对 称 型 和 带 状 型 射 频 电 缆,按 绝 缘 形 式 分 为 实 心 绝 缘,半 空 气 绝 缘 和 空 气 绝 缘 三 类 。 !) 同 轴 射 频电 缆 主 要 用 于 无 线 电 设 备 连 接,小 型 无 线 电 发 射 或 接 收 馈 线,电 气 测 量 信 号 传 输 线 等,采 用 单 心 内 导 体,实 心绝 缘 结 构,特 性 阻 抗 有 "#
!
,$"
!
和 !##
!
。 %) 大 功 率 射 频 电 缆 主 要 用 于 给 发 射 天 线 传 输 大 功 率 射 频 能 量,相对 结 构 尺 寸 较 大,并 采 用 空 气 绝 缘 ; &) 匹 配 电 缆 用 于 满 足 不 同 输 入 阻 抗 仪 器 的 匹 配,利 用 螺 旋 内 导 体 来 提 高电 感 量,使 特 性 阻 抗 增 大 ( "##’ !###
!
) ; () 延 迟 电 缆 用 于 产 生 时 间 延 迟 的 信 号,用 高 磁 导 率 内 芯 和 螺 旋 结 构制 成 ; ") 射 频 船 用 电 缆 用 于 舰 船 内 部 通 信 和 控 制 。 射 频 的 物 理 机 械 性 能 具 体 要 求 参 见 射 频 电 缆 总 规 范
( )*!%%+,) 和 射 频 电 缆 试 验 方 法 ( )*(#,-) 。
( 五 ) 局 域 网 (,/0) 用 数 据 传 输 电 缆用 于 局 部 网 络 信 息 传 输 的 专 用 电 缆,按 传 输 频 率 分 !1#(2345,"2345,!+2345,%#2345,!##2345,%## ’
(##2345,"##’ +##2345 共 $ 类 。 随 着 计 算 机 技 术 的 发 展,前 ( 类 已 逐 步 淘 汰,目 前 第 " 类 电 缆 正 大 量 用 于 高速 信 息 网 络 ( 特 别 是 智 能 化 大 楼 内 的 布 线 ),而 今 后 方 向 是 发 展 并 采 用 第 +,$ 类 电 缆 。 第 " 类 电 缆 常 见 对 数有 %,(,-,!+,%",对 绞 和 成 缆 节 距 短 ( !%’ %"66) 且 恒 定 (
!
#1" ’ #1$66),主 要 品 种 有,!) 789 电 缆,非 屏 蔽 扭绞 线 对 电 缆 ; %),89 电 缆,屏 蔽 扭 绞 线 对 电 缆 ; &),; 789 电 缆,屏 蔽 4对 绞 线 电 缆 ; (),;,89 电 缆,屏 蔽 4屏 蔽 扭绞 线 对 电 缆 。
( 六 ) </8= 电 视 电 缆共 用 天 线 电 视 系 统 ( </8=) 是 用 同 轴 电 缆 进 行 宽 频 带 传 的 图 像 信 号 系 统,</8= 电 视 电 缆 是 </8= 的 重要 组 成 部 分,包 括 干 线 电 缆,配 线 电 缆,用 户 引 入 线 和 用 户 室 内 线,特 性 阻 抗 均 为 $" > &
!
。 </8= 电 视 电 缆 特性 阻 抗 高 度 均 匀,温 度 特 性 良 好,损 耗 低,电 压 驻 波 比 小,电 气 机 械 性 能 长 期 工 作 稳 定 性 好 。 </8= 电 视 电 缆外 导 体 结 构 有 金 属 编 织 外 导 体,金 属 管 外 导 体,皱 纹 金 属 管 外 导 体,铝 复 合 带 外 导 体 结 构 等 ; 绝 缘 结 构 有 纵 孔聚 乙 烯 绝 缘,发 泡 聚 乙 烯 绝 缘,聚 乙 烯 垫 片 小 管 绝 缘,聚 乙 烯 螺 旋 绝 缘 等 。
( 七 ) 泄 漏 通 信 电 缆是 一 种 屏 蔽 不 完 善 的 电 缆,当 电 信 号 沿 电 缆 轴 向 传 输 时 能 向 电 缆 径 向 周 围 发 射 泄 漏 电 磁 波 信 号,或 者 进行 相 反 的 过 程 。 泄 漏 电 缆 主 要 用 于 坑 道,隧 道,井 下,地 铁 沿 线 等 电 磁 波 难 以 覆 盖 区 域 的 通 信,列 车,汽 车,袖珍 移 动 电 台 等 移 动 通 信,以 及 频 域 覆 盖 和 区 域 监 控 保 护 等 。 泄 漏 通 信 电 缆 同 轴 结 构 的 外 导 体 是 不 封 闭 结 构,
在 封 闭 外 导 体 上 开 槽 ( 八 字 槽 式,纵 向 开 槽 式,打 孔 式 ),金 属 丝 螺 旋 缠 绕,金 属 丝 松 编 织 等 。
( 八 ) 海 底 通 信 电 缆主 要 用 于 大 陆 和 岛 屿,岛 屿 写 岛 屿,跨 海 和 洲 际 通 信 。 它 是 一 种 供 电 压 较 高 ( 最 高 可 达 +1"?=),宽 频 带的 通 信 电 缆,特 性 阻 抗 一 般 为 "#
!
,最 高 传 输 频 率 可 达 ("2@A,可 通 ""## 话 路 。 有 对 称 和 同 轴 两 种 结 构 。 浅海 通 信 电 缆 由 于 敷 设 时 要 承 受 较 大 的 拉 力 和 为 了 防 止 舰 船 作 业 时 造 成 的 外 力 损 伤,需 要 采 用 钢 丝 铠 装 ; 深 海通 信 电 缆 为 了 减 小 结 构 尺 寸,常 采 用 钢 丝 内 铠 装 结 构 。
三,通 信 电 缆 敷 设 和 测 试
( 一 ) 通 信 电 缆 敷 设通 信 电 缆 的 敷 设 分 !) 架 空 敷 设,用 吊 线 ( 钢 绞 线 ) 和 挂 钩 将 电 缆 吊 挂 架 空,架 空 线 路 要 有 防 雷 保 护 ; %) 管道 敷 设,电 缆 表 面 先 涂 凡 士 林 或 黄 油,以 减 小 摩 擦,并 起 防 腐 作 用,敷 设 时 电 缆 的 弯 曲 半 径 应 不 小 于 电 缆 盘 的半 径 ; &) 直 埋 敷 设 ; 直 埋 深 度 不 小 于 !6,并 保 证 电 缆 有 足 够 的 弯 曲 半 径 ; () 水 下 敷 设,应 留 有 足 够 的 富 裕 量 。
通 信 电 缆 的 接 续 质 量 对 传 输 质 量 影 响 很 大,电 缆 接 续 后,各 制 造 长 度 要 尽 量 保 持 原 有 电 性 能,力 学 性 能,
防 潮 能 力,不 能 损 伤 绝 缘 层 。
( 二 ) 通 信 电 缆 测 试测 试 项 目 有 电 气 性 能 测 试 和 物 理 机 械 性 能 测 试 。 试 验 形 式 有 型 式 试 验,抽 样 试 验 和 例 行 试 验 。
主 要 电 气 性 测 试 项 目 包 括,导 体 直 流 电 阻,回 路 不 平 衡 电 阻 测 试,绝 缘 电 阻,交 直 流 耐 压 测 试,工 作 电 容
·#%!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册测 试,电 容 耦 合 与 电 容 不 平 衡 测 试,特 性 阻 抗 及 衰 减 常 数 测 试,串 音 衰 减 及 串 音 防 卫 度 测 试,特 性 阻 抗 不 均 匀性 测 试,衰 减 温 度 系 数 测 试,屏 蔽 系 数 测 试,故 障 测 试 等 。 主 要 物 理 机 械 性 能 测 试 项 目 包 括,抗 张 强 度 试 验,
断 裂 伸 长 率 测 试,空 气 热 老 化 试 验,耐 环 境 应 力 开 裂 试 验,结 构 尺 寸 检 查 等 。
四,光 纤 光 缆
( 一 ) 光 纤 光 缆 概 述光 纤 由 纤 芯,包 层 和 被 覆 层 构 成,纤 芯 折 射 率 比 周 围 包 层 的 折 射 率 略 高,光 信 号 主 要 在 纤 芯 中 传 输,包 层为 光 信 号 提 供 反 射 边 界 并 起 机 械 保 护 作 用,被 覆 层 起 增 强 保 护 作 用 。 光 缆 由 传 输 光 信 号 的 纤 维 光 纤,承 受 拉力 的 抗 张 元 件 和 外 部 保 护 层 组 成 。
光 波 在 光 纤 中 的 传 输 理 论 基 础 是 射 线 光 学 ( 几 何 光 学 ) 和 波 动 光 学 。 射 线 光 学 可 以 较 好 地 解 释 多 模 光 纤的 传 输 过 程 ; 波 动 光 学 将 光 作 为 电 磁 波,光 纤 作 为 光 波 导,从 麦 克 斯 韦 方 程 出 发,用 电 磁 波 传 输 的 模 式 理 论 来解 释 光 波 在 光 纤 中 的 传 输 过 程 。
衡 量 光 纤 传 输 质 量 的 关 键 指 标 是 损 耗 。 光 纤 产 生 损 耗 的 原 因 有 !) 吸 收 损 耗,由 固 有 光 吸 收,杂 质 吸 收引 起 ; ") 散 射 损 耗,由 固 有 散 射,结 构 不 完 整 散 射 引 起 ; #) 辐 射 损 耗,由 弯 曲 损 耗,耦 合 辐 射 引 起 。 光 纤 中 存 在着 一 些 低 损 耗 窗 口,开 发 和 利 用 这 些 窗 口 可 以 提 高 光 纤 的 传 输 质 量 。 目 前,最 新 研 制 的 光 纤 产 品 在 !$%%&
!

处 的 损 耗 只 有 ($!))*+&,’。
光 纤 中 光 的 传 输 存 在 着 色 散 现 象,使 传 播 常 数 随 频 率 变 化 。 它 有 三 种 类 型,模 式 色 散,材 料 色 散 和 波 导色 散 。 光 纤 的 色 散 引 起 传 输 脉 冲 的 展 宽,从 而 限 制 了 通 信 容 量 。 单 模 光 纤 不 存 在 模 间 色 散,且 在 一 定 波 长下,材 料 色 散 和 波 导 色 散 可 以 相 互 抵 消,使 色 散 大 幅 度 降 低 ; 多 模 光 纤 中 影 响 最 大 的 是 模 间 色 散,可 通 过 将 光纤 设 计 成 渐 变 折 射 率 型 光 纤,使 模 式 色 散 达 到 最 小 。 在 实 际 应 用 中,常 采 用 一 些 色 散 补 偿 技 术,以 减 少 色 散的 影 响 。
光 纤 应 具 有 足 够 的 抗 拉 强 度 和 剪 切 强 度,且 在 恶 劣 环 境 下 不 会 因 疲 劳 而 破 坏 。 光 纤 机 械 强 度 下 降 主 要由 光 纤 中 的 裂 纹 引 起,光 纤 裂 纹 来 自 光 纤 预 制 棒 中 存 在 的 固 有 裂 纹 和 光 纤 制 造 过 程 产 生 的 裂 纹 。
( 二 ) 光 纤 的 结 构 与 分 类通 常 光 纤 由 裸 光 纤,一 次 被 覆,二 次 被 覆 组 成,裸 光 纤 由 纤 芯 和 包 层 组 成 。 按 裸 光 纤 纤 芯 折 射 率 分 布 规律 可 分 为 !) 阶 跃 型 光 纤,折 射 率 在 纤 芯 中 均 匀 分 布,但 在 纤 芯 和 包 层 界 面 上 发 生 突 变 ; ") 渐 变 型 光 纤,折 射率 在 纤 芯 中 连 续 变 化,分 布 通 常 呈 抛 物 线 型 。 按 光 纤 传 输 的 电 磁 波 模 式 数 量 可 分 为 单 模 光 纤 和 多 模 光 纤 。
按 组 成 裸 光 纤 的 材 料 可 分 四 类,见 表 " - !"。
表 " - !" 裸 光 纤 的 组 成 材 料裸 光 纤 材 料 组 成 和 特 点石 英 系 光 纤纤 芯 和 包 层 由 不 同 的 石 英 制 成,高 纯 度 石 英 中 因 分 别 掺 入 不 同 的 杂 质 (,/0
"

1
"
0
%
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"
0
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,"2 等 ) 而 有 不 同 的 折 射 率 ; 目 前 产 量 最 大,性 能 最 佳,在 通 信 系 统 中 应 用最 广 泛多 组 分 玻 璃 光 纤以 多 种 氧 化 物 成 分 玻 璃 作 为 纤 芯 材 料,较 容 易 制 成 廉 价 的 大 芯 径 大 数 值 孔 径 光纤 ; 应 用 于 中 短 距 离 光 通 信 系 统聚 合 物 包 层 光 纤由 340
"
和 折 射 率 较 小 的 聚 合 物 ( 硅 树 脂,聚 四 氟 乙 烯 ) 包 层 组 成,包 层 材 料 折 射率 低,具 有 较 大 的 芯 径 和 较 大 的 数 值 孔 径 ; 用 于 计 算 机 网 络 和 专 用 仪 器 设 备
·!"!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇裸 光 纤 材 料 组 成 和 特 点塑 料 光 纤由 折 射 率 高 的 透 明 塑 料 纤 芯 与 折 射 率 低 的 透 明 塑 料 包 层 组 成,常 用 材 料 有 聚 甲基 丙 烯 酸 甲 脂,聚 苯 乙 烯 等 ; 特 点 是 数 值 孔 径 较 大,芯 径 大,柔 韧 性 好,耐 冲 击,重量 轻,易 加 工,省 电,使 用 方 便,使 旧 寿 命 长,价 格 便 宜 ( 约 为 玻 璃 光 纤 的 !"!#),可用 于 工 作 环 境 恶 劣 的 各 种 短 距 离 通 信 系 统,能 大 大 降 低 整 个 系 统 的 成 本,并 且 由于 近 年 提 高 了 传 输 带 域 超 过 了 同 型 玻 璃 光 纤,传 输 损 耗 从 $%## 降 到 &#’(" )*,因此 应 用 愈 来 愈 广 。 近 年 来,中 红 外 光 纤,传 感 器 用 光 纤,大 芯 径 大 数 值 孔 径 光 纤,
耐 辐 照 光 纤 等 也 有 较 大 的 发 展
!
!
秦 大 甲 光 纤 光 缆 国 外 发 展 动 态 +光 纤 与 电 缆 及 其 应 用 技 术,!,,-( &) 。
徐 乃 英,通 信 用,光 纤 光 缆 的 最 新 发 展 动 态,光 纤 与 电 缆 及 其 应 用 技 术,!,,/( $),徐 乃 英,通 信 用 光 纤 光 缆 的 最新 发 展 动 态 ( 续 ),光 纤 与 电 缆 及 其 应 用 技 术,!,,/( 0),
光 纤 被 覆 有 一 次 被 覆 和 二 次 被 覆 。 一 次 被 覆 层 是 为 了 增 加 光 纤 强 度,常 用 改 性 硅 树 脂,丙 烯 酸 脂,环 氧树 脂 等 ; 二 次 被 覆 是 为 了 减 少 光 纤 受 到 侧 压 力 时 产 生 的 微 弯 曲 和 使 用 方 便,常 用 尼 龙,聚 乙 烯,聚 酯 类 材 料等 。 为 了 改 善 光 纤 的 温 度 特 性,常 在 一 次 被 覆 和 二 次 被 覆 间 增 加 一 个 缓 冲 层,或 二 次 被 覆 采 用 松 套 结 构 。 单心 结 构 直 接 在 一 次 被 覆 后 进 行 二 次 被 覆,或 采 用 松 套 结 构 ; 多 心 结 构 可 在 一 次 被 覆 后,将 多 根 光 纤 先 组 成 光纤 组 再 进 行 二 次 被 覆 。
( 三 ) 光 缆 的 结 构 与 设 计光 纤 是 光 通 信 的 基 本 单 元,实 用 传 输 线 线 路 需 要 将 光 纤 制 成 光 缆,光 缆 通 常 是 由 光 纤 单 元,抗 张 加 强 芯,
金 属 铠 装 层 和 外 护 套 组 成 。 设 计 光 缆 时 要 做 到 以 下 几 点,!) 为 光 纤 提 供 足 够 的 机 械 保 护 ; &) 传 输 特 性 不 恶化 ; $) 合 理 设 计 结 构 尺 寸,降 低 重 量 ; 0) 具 有 柔 韧 性 和 一 定 的 弯 曲 半 径 ; %) 连 接,敷 设 方 便,维 护 容 易 。
常 见 光 缆 基 本 结 构 见 表 & 1 !$。
表 & 1 !$ 光 缆 基 本 结 构基 本 结 构 特 点层 绞 式 光 缆 由 多 根 光 纤 分 层 绞 合 而 成,适 合 于 制 作 芯 数 较 少 的 光 缆骨 架 式 光 缆 用 骨 架 保 护 光 纤,有 一 槽 一 芯 和 一 槽 多 芯 结 构,光 纤 在 槽 内 有 一 定 的 活 动 余 地单 元 式 光 缆把 几 根 光 纤 以 层 绞 或 骨 架 式 结 构 制 作 成 光 缆 单 元 ( 每 个 单 元 芯 数 小 于 !#),然 后把 若 干 光 缆 单 元 绞 合 成 光 缆,可 制 作 成 包 含 几 百 根 光 纤 的 光 缆中 心 管 式 光 缆将 若 干 组 光 缆 单 元 放 入 塑 料 绝 缘 管 后 填 充 石 油 膏 等 胶 状 物 以 相 对 固 定,最 后 铠装 成 缆带 状 光 缆先 将 多 根 光 纤 制 成 光 纤 带,然 后 把 多 组 光 纤 带 绞 合 成 光 缆 或 多 组 光 纤 带 置 于 骨架 中 成 缆,具 有 光 纤 分 布 密 度 高 和 便 于 接 续 等 优 点 ; 带 状 光 缆 与 骨 架 式 结 构 相 结合,可 生 产 0### 芯 以 上 的 大 芯 数 光 缆,这 将 成 为 未 来 光 缆 的 主 要 品 种综 合 光 缆 由 光 纤 与 通 信 电 缆,电 力 电 缆 或 电 气 装 备 线 组 成光 缆 抗 张 加 强 芯 通 常 用 高 强 度 钢 丝,在 有 强 电 干 扰 或 对 光 缆 重 量 有 限 制 的 情 况 下 可 采 用 多 股 芳 纶 丝 或纤 维 增 强 塑 料 ; 金 属 铠 装 层 可 采 用 钢 丝 铠 装,钢 带 铠 装,皱 纹 钢 管,铝 管 等 ; 外 护 套 可 采 用 聚 乙 烯 等 材 料,也 可采 用 芳 纶 加 强 护 套 等 。
·&&!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 四 ) 光 缆 的 分 类光 缆 可 用 于 广 域 网 ( !"#,包 括 公 共 通 信 网 和 专 用 通 信 网 ),通 信 设 备,信 号 测 量,光 电 技 术 仪 器 仪 表 等 。
光 缆 主 要 品 种 见 表 $% &’。
( 五 ) 光 缆 的 敷 设 与 测 试光 缆 在 城 市 内 一 般 敷 设 在 建 造 好 的 专 门 沟 道 或 管 道 中,在 管 道 中 敷 设 时 可 采 用 润 滑 材 料 以 减 少 摩 擦 力,
在 沟 道 中 敷 设 时 需 在 沟 井 口 采 用 易 弯 钢 管 保 护 ; 在 野 外 通 常 将 带 有 铠 装 外 护 套 的 光 缆 直 接 埋 于 & ( $) 深 的土 壤 中 ; 在 特 殊 条 件 下,可 将 光 缆 吊 挂 在 电 线 杆 或 建 筑 物 墙 上 。 光 缆 敷 设 时,应 尽 可 能 减 少 光 缆 的 弯 曲 和 扭转 。
表 $% &’ 光 缆 主 要 品 种
!("
光 缆 品 种 特 点 与 应 用直 埋 光 缆 有 防 水 层 和 铠 装 层,用 于 长 途 光 通 信 干 线,是 目 前 主 要 生 产 品 种管 道 光 缆 采 用 铝 带 复 合 护 层,用 于 市 内 光 通 信 干 线架 空 光 缆 有 轻 型 铠 装,能 防 外 力 损 伤,用 于 区 域 通 信 线 路诲 底 光 缆 铠 装 护 套 要 求 高,能 承 受 敷 设,打 捞 时 的 张 力 和 海 底 高 压 力,将 替 代 海 底 通 信 电 缆水 下 光 缆具 有 良 好 的 径 向 和 纵 向 密 封 性 ; 用 于 过 水 光 通 信 线 路 软 光 缆 具 有 良 好 的 弯 曲 性能 和 足 够 的 抗 拉 伸 能 力,用 于 非 固 定 场 合 室 内 光 缆 具 有 阻 燃 性 能,用 于 大 楼 内 局域 网 中设 备 内 光 缆 结 构 轻 巧,芯 径 较 大,用 于 设 备 内 光 路 连 接光 电 综 合 通 信 光 缆 由 光 纤 与 同 轴 通 信 与 电 缆 组 成,用 于 区 域 通 信航 空 航 天 和 军 用光 缆主 要 有 飞 机 用 光 缆,航 天 飞 行 器 用 光 缆,舰 船 用 光 缆,水 下 遥 控 用 光 缆,野 战 用 光缆,制 导 用 光 缆,导 弹 火 箭 用 光 缆,核 试 验 用 光 缆 等电 力 系 统用 光 缆
&) 光 纤 复 合 架 空 地 线 ( *+,!) 由 铝 管 保 护 的 光 纤 和 电 力 线 路 架 空 线 ( 铝 包 钢 线或 铝 合 金 线 组 成 )
$) 架 空 地 线 卷 绕 光 缆 (,!!*+) 是 一 种 卷 绕 在 现 有 架 空 地 线 上 的 耐 热 高 强 度 光缆光 电 复 合 缆已 开 发 的 品 种 有 &) 深 海 无 人 运 载 工 具 用 光 电 复 合 缆,$) 深 海 无 人 运 载 工 具 用 脐带 光 电 复 合 缆,-) 遥 控 深 潜 器 光 电 复 合 缆,’) 遥 控 深 潜 器 用 脐 带 光 电 复 合 缆,,) 通用 拖 曳 光 电 复 合 缆,/) 导 弹 发 射 用 脐 带 光 电 复 合 缆 等
!
见 表 $% &$ 注 。
#
秦 大 甲 0国 外 陆 上 军 用 光 缆 发 展 动 态 0光 纤 与 电 缆 及 其 应 用 技 术,&112( &) 。
$
秦 大 甲 0国 外 海 洋 军 用 光 缆 发 展 动 态 0光 纤 与 电 缆 及 其 应 用 技 术 ; &112( $) 。
%
秦 大 甲,国 外 航 空 航 天 军 用 光 缆 发 展 动 态 0光 纤 与 电 缆 及 其 应 用 技 术,&112( -) 。
"
王 福 锦 等 。 无 金 属 自 承 式 光 缆 及 其 设 计 。 光 纤 子 电 缆 及 其 应 用 技 术,&113( -) 。
光 缆 敷 设 中 的 关 键 是 光 纤 光 缆 的 接 续,它 对 光 纤 损 耗 的 影 响 很 大,引 起 接 续 损 耗 的 主 要 原 因 有,两 根 光纤 数 值 孔 径 和 芯 径 不 同,端 面 反 射,端 面 质 量 以 及 各 种 机 械 偏 移 ( 纵 向 偏 移,横 向 偏 移,角 度 偏 移 ) ; 因 此 光 缆接 续 中,端 面 处 理,中 心 轴 对 准,光 纤 熔 接 技 术 至 关 重 要 。
光 缆 的 试 验 内 容 包 括 光 纤 尺 寸 检 测,光 纤 光 学 性 能 测 量,光 纤 传 输 特 性 测 量,光 缆 力 学 性 能 测 量,光 环 境性 能 测 量 等 。 光 纤 尺 寸 检 测 方 法 和 标 准 见,43’5$,678/521-% &% $( &11.) 和 9:% 9;,/.5,光 纤 的 光 学 性 能 和
·-$&·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇传 输 特 性 测 量 方 法 和 标 准 见 !"#$%&,’()*%+,-,&,$( &,,/) 和 ’01,02!*/%,光 缆 的 力 学 性 能 试 验 方 法 和 标准 见 !"+$3/,’()*%+,-,&,-( &,,/),光 缆 的 环 境 性 能 试 验 方 法 和 标 准 见 !"#$%/ 和 !"-%$#4&%,’()*%+,-,&
,/( &,,/),。
·$3&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 三 章 仪 器 仪 表 及 其 检 测第 一 节 电 工 仪 表 的 基 本 知 识一,电 工 仪 表 的 分 类电 工 仪 表 是 用 来 测 量 电 流,电 压,电 阻,电 能,功 率,相 位 角,频 率 等 电 气 参 数 的 仪 表 。 其 分 类 见 表 !" #。
表 !" # 电 工 仪 表 的 分 类按 工 作 原 理 分 磁 电 式,电 磁 式,电 动 式,感 应 式,铁 磁 电 动 式,整 流 式,静 电 式,热 电 式,电 子 式 等按 测 量 对 象 分电 流 表,电 压 表,电 度 表,功 率 表,欧 姆 表,高 阻 表 ( 兆 欧 表 ),相 位 表,频 率 表,万用 表,电 桥按 测 量 电 流 种 类 分 直 流 电 表,交 流 电 表,交 直 流 两 用 电 表按 使 用 方 法 分 固 定 ( 板 式 ) 仪 表,携 带 式 ( 实 验 室 用 ) 仪 表农 村 常 用 的 电 工 仪 表 有 电 流 表,电 压 表,电 度 表,功 率 表,钳 形 电 表,兆 欧 表,万 用 表 等 。
二,电 工 仪 表 的 准 确 度 等 级仪 表 的 准 确 度 等 级 是 指 仪 表 在 规 定 条 件 下 工 作 时,可 能 产 生 的 最 大 基 本 误 差 占 满 刻 度 的 百 分 数 。 仪 表的 准 确 度 等 级 是 用 来 表 示 基 本 误 差 的 大 小 的 。 仪 表 的 准 确 度 越 高,其 基 本 误 差 就 越 小 。 各 级 仪 表 的 准 确 度等 级 和 基 本 误 差 见 表 !" $。
表 !" $ 仪 表 的 准 确 度 等 级 和 基 本 误 差准 确 度 等 级 %&# %&$ %&’ #&% #&’ $&’ ’&%
基 本 误 差 ( () ) %&# ) %&$ ) %&’ ) #&% ) #&’ ) $&’ ) ’&%
·’$#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇三,电 工 仪 表 的 表 面 符 号 及 其 意 义 ( 见 表
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常 用 电 测 量 指 示 仪 表 和 附 件 的 符 号
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测 量 单 位 的 符 号 名 称 符 号名 称 符 号 太 欧 %
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毫 伏 +,功 率 因 数 -./
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微 伏
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,无 功 功 率 因 数 /0*
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兆 瓦 ’1 库 伦
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2
千 瓦 &1 毫 韦 伯
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瓦 特 1 毫 特
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兆 乏 ’45) 微 法
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6
千 乏 &45) 皮 法
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乏 45) 亨
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兆 赫 ’89 毫 亨
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千 赫 &89 微 亨
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赫 兹 89 摄 氏 温 度,
·;<=· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
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!"仪 表 工 作 原 理 的 图 形 符 号名 称 符 号
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名 称 符 号磁 电 系 仪 表磁 电 系 比 率 表电 磁 系 仪 表电 磁 系 比 率 表电 动 系 仪 表电 动 系 比 率 表铁 磁 电 动 系 仪 表铁 磁 电 动 系 比 率 表感 应 系 仪 表静 电 系 仪 表电 子 系 仪 表整 流 系 仪 表 ( 带 半 导体 整 流 器 和 磁 电 系 测最 机 构 )
热 电 系 仪 表 ( 带 接 触式 热 变 换 器 和 磁 电 系测 量 机 构 )
#"电 流 种 类 的 符 号名 称 符 号直 流交 流 ( 单 相 )
直 流 和 交 流 两 用具 有 单 元 件 的 三 相 平衡 负 载 交 流
$"准 确 度 等 级 的 符 号名 称 符 号以 标 度 尺 长 度 百 分数 表 示 的 准 确 度 等 级,
例 如 %"& 级
%"&
以 标 度 尺 量 限 百 分数 表 示 的 准 确 度 等 级,
例 如 %"& 级
·’(%·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
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名 称 符 号 名 称 符 号以 指 示 值 的 百 分 数表 示 的 准 确 度 等 级,例如 !"# 级
$"工 作 位 置 的 符 号标 度 尺 位 置 为 垂 直的标 度 尺 位 置 为 水 平的标 度 尺 位 置 与 水 平面 倾 斜 成 一 角 度,例 如
%&’
("绝 缘 强 度 的 符 号名 称 符 号不 进 行 绝 缘 强 度 试验绝 缘 强 度 试 验 电 压为 )*+
,"端 钮,调 零 器 的 符 号名 称 符 号负 端 钮正 端 钮
-组 仪 表
,组 仪 表公 共 端 钮 ( 多 量 限 仪表 和 复 用 电 表 )
接 地 用 的 端 钮 ( 螺 钉或 螺 杆 )
与 屏 蔽 相 连 接 的 端钮与 外 壳 相 连 接 的 端钮调 零 器
/"按 外 界 条 件 分 组 的 符 号名 称 符 号
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级 防 外 磁 场 ( 例 如磁 电 系 )
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级 防 外 电 场 ( 例 如静 电 系 )
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级 防 外 磁 场 及 电场
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级 防 外 磁 场 及 电场
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级 防 外 磁 场 及 电场
0 组 仪 表四,常 用 仪 表 的 结 构 及 工 作 原 理 ( 见 表
1 2 3

·4)!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
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·$%&·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇续 !" #
·$!%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 二 节 常 用 电 气 测 量 仪 表一,电 测 仪 表
( 一 ) 模 拟 仪 表模 拟 仪 表 ( 电 测 量 指 示 仪 表 ) 的 特 点 是 将 被 测 电 量 转 换 为 仪 表 可 动 部 分 的 机 械 偏 转 角,并 通 过 指 示 器 示出 被 测 量 的 大 小 。 模 拟 指 示 仪 表 分 类 和 应 用 范 围 见 表 !" #。
( 二 ) 数 字 电 压 表数 字 电 压 表 ( $%&) 的 基 本 功 能 部 件 是 模 数 转 换 器 ( ’($ 转 换 器 ) 和 数 字 显 示 器 。 通 常 按 ’($ 转 换 器 结构 特 点 进 行 分 类 。 主 要 技 术 指 标 可 参 阅 专 业 标 准 )*+,-#—,/,直 流 数 字 电 压 表 技 术 条 件,。 典 型 数 字 电 压表 的 工 作 原 理 及 分 类 见 表 !" 0。
二,电 位 差 计 和 电 桥
( 一 ) 电 位 差 计电 位 差 计 和 电 桥 是 将 被 测 量 与 其 标 准 量 进 行 对 比 的 比 较 式 仪 表,主 要 用 来 精 密 测 量 电 压,电 路 参 数 以 及与 它 们 具 有 函 数 关 系 的 电 量 和 非 电 量 。
12直 流 电 位 差 计 可 直 接 测 量 直 流 电 动 势 或 电 压,也 可 间 接 测 量 电 流,电 阻,功 率 。 它 具 有 测 量 结 果 稳定 和 不 改 变 被 测 对 象 工 作 状 态 的 优 点 。 准 确 度 一 般 为 1,
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4 1,
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,最 高 可 达 1,
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数 量 级,主 要 分 为 电 阻 比例 式 和 直 流 电 流 比 较 仪 式 两 种 。
/2交 流 电 位 差 计 ( 交 流 补 偿 器 ) 该 仪 器 必 须 具 有 调 节 已 知 电 压 幅 值 和 相 位 的 装 置,它 分 为 直 角 坐 标 式和 极 坐 标 式 两 种 类 型 。
( 二 ) 无 源 电 桥电 桥 的 原 理 和 应 用 范 围 与 电 位 差 计 类 似 。
12直 流 电 桥 是 测 量 直 流 电 阻 的 仪 器 。 通 常 分 为 电 阻 比 例 臂 电 桥 ( 包 括 单 电 桥 和 双 电 桥 ) 和 直 流 电 流 比较 仪 式 电 桥 。 直 流 单 电 桥 特 点,线 路 简 单,适 宜 测 量 1,4 1,
0
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的 电 阻 ; 直 流 双 电 桥 特 点,引 线 电 阻 和 接 线 电阻 对 其 测 量 影 响 小,适 宜 测 量 1,
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4 1,
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的 电 阻 ; 直 流 电 流 比 较 仪 式 电 桥 特 点,分 辨 力,线 性 度 和 准 确 度 可达 1,
"5
数 量 级,用 于 量 子 霍 尔 电 阻 和 直 流 精 密 的 电 测 量 。
/2交 流 电 桥 交 流 电 桥 通 常 分 为 阻 抗 比 例 臂 电 桥 和 变 压 器 比 例 臂 电 桥 两 大 类 。 多 用 于 精 密 测 量 交 流电 阻,时 间 常 数,电 容,损 耗 因 数,自 感,互 感,品 质 因 数 等 参 数 。
·1!1·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
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·$!%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
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·!!$·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇续 !" #
·$!%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 三 ) 有 源 电 桥是 一 种 新 型 电 桥,其 桥 臂 包 含 有 源 元 件 和 无 源 元 件,它 改 善 了 电 桥 的 性 能,降 低 了 对 屏 蔽 和 防 护 的 要 求 。
该 电 桥 多 制 成 自 动 数 字 电 桥 和 微 机 化 电 桥 。
图 ! " # 数 字 式 电 感 电 桥 原 理
#$数 字 式 电 桥 数 字 式 电 感 电 桥 原 理 如 图 ! " # 所 示,点 划 框 中 为 桥 路 部 分,中 间 支 路 为 被 测 电 感 !
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,上 面 支 路 为 反 相 运 算 放 大 器 #
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和 标 准 电 容 "
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,下 面 支 路 为 反 相 运 算 放 大 器 ’( 与 标 准电 阻 $
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。 当 电 桥 尚 未 达 到 平 衡 时,失 衡 信 号 的 实 部 分 量 和 虚 部 分 量 被 同 时 送 至 鉴 相 器 # 与 (。 由 于 鉴 相 参考 信 号 相 位 差 )*+,使 得 上 支 路 检 出 虚 部 分 量,下 支 路 检 出 实 部 分 量 。 被 检 出 的 信 号 经 比 较 放 大 和 逻 辑 电 路,
分 别 控 制 可 逆 计 数 器 形 成 电 路 输 出 的 脉 冲 进 行 计 数 。 若 !
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处 于 欠 补 偿,则 可 逆 计 数 器 正 向 计 数 。 反之,反 向 计 数 。 可 逆 计 数 器 # 和 ( 通 过 电 压 调 节 网 络 # 和 ( 分 别 控 制 电 导,
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,和,
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,使 电 桥 平 衡,这 时 有
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其 值 分 别 由 显 示 器 # 和 ( 用 数 字 形 式 显 示 出 来 。 数 字 式 电 容 电 桥 原 理 与 其 相 同 。
($微 机 化 电 桥 内 含 专 用 微 处 理 器,在 软 件 支 持 下 能 自 动 完 成 全 部 测 量 工 作 。 其 优 点 除 具 有 数 据 处 理,
自 校 准,自 修 正 和 自 诊 断 功 能 外,还 带 有 -///" 011 仪 器 通 用 标 准 接 口,用 以 把 电 桥 与 其 他 仪 器 设 备 以 及 计算 机 连 接 在 一 起,构 成 自 动 测 试 系 统 。
( #) 阻 抗 " 电 压 变 换 式 电 桥 原 理 见 图 ! " (,图 中 晶 体 振 荡 器 用 来 产 生 高 频 方 波 信 号 。 晶 体 振 荡 器 信 号经 分 频,用 来 提 供 微 处 理 器 的 时 钟,自 由 轴 坐 标 参 考 线 和 测 试 用 的 各 种 信 号 。 正 弦 测 试 信 号 &

经 限 流 电 阻
2
*
加 到 被 测 阻 抗 (
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上 。 点 划 线 框 中 是 一 个 简 化 的 有 源 半 桥,它 输 出 相 量 电 压 &

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,) 3 4* 和 &

(
,5 3 4+,他们 经 选 择 开 关 6 输 入 到 相 敏 检 波 器 。 相 敏 检 波 器 的 参 考 信 号 来 自 自 由 轴 坐 标 发 生 器,后 者 在 微 处 理 器 控 制下 产 生 任 意 方 向 的,准 确 正 交 的 直 角 坐 标 系 。 6 先 后 接 通 &

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(,从 而 得 到 两 者 在 坐 标 轴 上 的 四 个 投 影 值
,,+,) 和 *,再 由 双 斜 ’89 转 换 器 转 换 成 相 应 的 数 字 量 送 到 2’,中 暂 存 。 最 后,微 处 理 器 根 据 由 键 盘 键 入的 信 息,按 下 式 求 得 被 测 阻 抗,即
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被 测 参 数 由 显 示 器 给 出 。
( ’) 双 数 字 交 流 电 源 平 衡 式 电 桥 前 述 阻 抗 % 电 压 变 换 式 电 桥 目 前 最 高 准 确 度 仅 为 ()(’*,而 双 数 字 交流 电 源 平 衡 式 电 桥,其 准 确 度 可 达 到 +)+,+(
% -
。 其 原 理 如 图,%,所 示 。 它 与 普 通 阻 抗 电 桥 不 同 之 处,在 于它 的 比 例 臂 是 由 两 个 数 字 合 成 正 弦 电 压 发 生 器
"

#
构 成 。 电 桥 的 平 衡 检 测 器 包 括 相 敏 检 波 器 和 /01 转换 器 两 部 分 。
图,% ’ 阻 抗 % 电 压 变 换 式 电 桥 原 理 框 图图,%,双 数 字 交 流 电 源 平 衡 式 电 桥 原 理 图当 电 桥 尚 未 平 衡 时,平 衡 检 测 器 检 测 出 失 衡 电 压 的 实 部 与 虚 部 并 送 至 微 处 理 器,再 由 微 处 理 器 计 算 出 实现 平 衡 时 所 需 的 相 量 电 压 )
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,然 后 通 过 调 节 正 弦 电 压 发 生 器
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使 电 桥 达 到 平 衡,
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的 虚 部 与 实 部 分 量 由 微 处 理 顺 计 算 得 到 。
·-.+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册三,信 号 发 生 器 和 标 准 源
( 一 ) 信 号 发 生 器信 号 发 生 器 是 产 生 电 信 号 的 仪 器,主 要 要 求 是 输 出 信 号 的 波 形 和 频 率 。 通 用 信 号 发 生 器 的 分 类 见 表 !
" #。
( 二 ) 标 准 源标 准 源 也 是 产 生 电 信 号 的 仪 器,但 以 输 出 电 信 号 幅 值 为 主 要 要 求,标 准 源 的 分 类 见 表 !" $。
表 !" # 通 用 信 号 发 生 器 分 类分 类 范 围 用 途正 弦 信 号发 生 器超 低 频 型低 频 型高 频 型超 高 频 型微 波 型
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一 般 兼 有 方 波,锯 齿 波等 波 形
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有 时 兼 有 调 幅 波 输 出
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一 般 兼 有 调 幅 和 ( 或 ) 调 频 功能
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一 般 兼 有 调 幅 和 ( 或 ) 调 频 功 能在 各 种 无 线 电 设备 和 仪 器 仪 表 测 试工 作 中 作 为 信 号 源函 数 信 号发 生 器函 数 信 号 发 生 器输 出 波 形,正 弦 波,方 波,三 角 波,锯 齿 波,
矩 形 脉 冲 波,尖 脉 冲 波 等 多 种 波 形频 率 范 围,%( %& %’
$
*
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任 意 波 形 发 生 器输 出 波 形,除 函 数 信 号 发 生 器 的 输 出 波 形外,还 可 以 输 出 用 户 定 义 的 任 意 波 形 以 及 群脉 冲 等频 率 范 围,%( %& %’
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各 种 无 线 电 设 备和 仪 器 仪 器 表 测 试脉 冲 信 号发 生 器通 用 型
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,脉 冲 前,后 沿,脉 宽 延 时 可变,一 般 可 输 出 双 脉 冲逻 辑 电 路,换 流 器调 试,大 动 率 晶 体 管测 试 等编 码 型
’1’’%( %& %’
$
*
+
,输 出 脉 冲 按 一 定 的 规 律编 码用 于 数 字 通 信 等 领域
·#!%·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 !" # 标 准 源 分 类分 类 输 出 分 段 及 频 率 范 围 准 确 度 等 级 用 途直 流 标准 源直 流 标 准电 压 源
$% $&’% ’$$$(
$&$$$),$&$$’,$&$$*,$&
$$),$&$’,$&$*,$$),$&’
级直 流 标 准电 流 源
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$&$’,$&$*,$&$),$&$,$&
* 级作 为 标 准 仪 器 校 准 直流 指 针 式 电 表 和 数 字电 表,在 自 动 测 试 系 统中 作 为 标 准 信 号 源交 流 标准 源交 流 标 准电 压 源
$% ’$$.( 至 ’$$$(
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$&’,$&*,$&) 级交 流 标 准电 流 源
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- 至 ’$-
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至 ’1/
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$&$*,$&$),$&’,$&*,$&)
级作 为 标 准 仪 器,校 准交 流 指 针 式 电 表 和 数字 电 表,在 自 动 测 试 系统 中 作 为 正 弦 波 交 波标 准 信 号 源交 直 流 标 准 源交 直 流 电 压,电 流 指 标 同 前电 阻,’
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,’$
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,…,’1
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电 阻 准 确 度 等 级,$&$$$)% $&’ 级主 要 用 于 校 准 指 针 式和 数 字 式 万 用 表注,按 控 制 方 式 不 同,每 种 标 准 源 都 可 分 为 手 动 和 程 控 两 种,程 控 方 式 一 般 有 自 校 准,输 出 量 扫 掠 功 能,并 带 有 23 " 45
接 口 。 标 准 电 流 源 在 ’-及 以 上 量 程 往 往 需 配 用 跨 导 放 大 器 。
四,计 数 器 和 示 波 器
( 一 ) 电 子 计 数 器由 计 数 电 路 组 成,用 于 脉 冲 计 数 。 通 过 被 测 信 号 频 率 或 周 期 与 已 知 标 准 频 率 ( 如 晶 体 振 荡 器 ) 相 比 较 的方 法,可 用 于 测 频,测 周 期,测 时 间 间 隔 等,具 有 准 确 度 高,速 度 快,自 动 化 程 度 高,显 示 直 观,操 作 方 便 等 特点 。
电 子 计 数 器 按 用 途 分 有,’) 测 量 用 计 数 器 包 括 通 用 计 数 器,频 率 计 数 器,时 间 计 数 器 等 ; *) 控 制 用 计 数 器主 要 是 具 有 特 种 功 能 的 特 种 计 数 器,包 括 可 逆 计 数 器,预 置 计 数 器,序 列 计 数 器,差 值 计 数 器 等 。
’&通 用 计 数 器 许 多 产 品 带 63" 45 接 口,有 数 据 压 缩,自 动 触 发 功 能 。 主 要 性 能 为频 率 测 量 范 围,一 般 为 72% ’$$1/0,扩 展 后 可 达 ’6/0;
频 率 分 辨 力,每 秒 闸 门 ’/0;
灵 敏 度,约 ’$% *$.(;
单 次 时 间 间 隔 分 辨 力,’89;
平 均 时 间 间 隔 分 辨 力,’$:9。
*&高 速 计 数 器 可 高 速 测 量,便 于 直 读 测 量 结 果 。 目 前 最 高 计 数 频 率 可 达 ’)$$’1/0。
!&倒 数 计 数 器 也 可 高 速 测 量,其 特 点 是 先 测 周 期,然 后 自 动 计 算 并 显 示 被 测 频 率 。
,&集 成 化 电 子 计 数 器 采 用 大 规 模 集 成 电 路,实 现 电 子 计 数 器 小 型 化,低 成 本 。
( 二 ) 电 子 示 波 器是 综 合 性 电 信 号 特 性 测 试 仪,可 测 信 号 的 幅 度,频 率,周 期 和 相 位,还 可 测 信 号 的 参 数,估 计 信 号 的 非 线性 失 真,对 电 信 号 进 行 时 域 分 析 等 。 特 别 是 可 用 于 测 试 脉 冲 信 号 。 配 合 各 种 传 感 器,它 可 广 泛 用 于 测 量 各 种非 电 量 。
示 波 器 还 是 一 种 良 好 的 信 号 比 较 仪,能 够 显 示 任 意 两 个 互 相 关 联 的 电 量 关 系,可 用 作 直 角 坐 标 或 极 坐 标
·#!’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册显 示 器,可 用 它 组 成 自 动 或 半 自 动 测 试 仪 器 或 测 试 系 统,例 如 晶 体 管 视 特 性 图 示 仪,阻 抗 图 示 仪,频 谱 分 析仪,自 动 网 络 分 析 仪,逻 辑 分 析 仪 等 。
电 子 示 波 器 的 品 种 及 其 特 点 见 表 ! " #。
表 ! " # 常 用 电 子 示 波 器 的 原 理 特 点 及 框 图特 点 应 用通 用示 波 器采 用 单 束 示 波 管,电 子 射 线 的 垂 直 偏 转 距 离 正 比于 信 号 瞬 时 值,水 平 偏 转 距 离 正 比 于 时 间用 于 定 性 和 定 量 观 测 一 般 时 域信 号 的 波 形双 踪示 波 器有 两 个 垂 直 通 道,由 电 子 开 关 控 制,轮 流 接 通 $
门 和 % 门 在 荧 光 屏 上 显 示 两 路 波 形用 来 比 较 被 测 系 统 的 输 出 和 输入 信 号,研 究 波 形 变 换 的 各 级 信号,观 察 脉 冲 电 路 各 点 波 形,信 号通 过 网 络 时 的 波 形 畸 变,测 量 相 移等双 扫 描示 波 器有 两 个 独 立 的 触 发 电 路 和 扫 描 电 路,两 路 扫 描 速度 可 以 相 差 很 多 倍特 别 适 用 于 在 观 测 脉 冲 序 列 的同 时,仔 细 观 察 其 中 一 个 或 部 分 脉冲 的 细 节数 字 存 储示 波 器由 控 制,取 样 存 储 和 读 出 显 示 三 部 分 组 成 。 具 有进 行 数 据 处 理,存 储 波 形,捕 捉 和 显 示 瞬 态 单 次 信号 的 功 能 。 在 观 察 触 发 点 之 前 的 信 号,具 有 模 拟 示波 器 无 法 相 比 的 重 复 性 和 准 确 度,并 具 有 计 算 机 &’
( 口 和 硬 拷 贝 功 能长 期 存 储 波 形,进 行 负 延 迟,观测 单 次 过 程 和 缓 慢 变 化 的 信 号,多种 显 示 方 式,数 据 处 理 及 进 行 功 能扩 展 等取 样示 波 器增 设 了 取 样 电 路 。 利 用 非 实 时 取 样 技 术 将 高 频,
快 速 的 重 复 信 号 变 换 为 低 频,慢 速 的 信 号,用 通 用示 波 器 显 示 方 法 将 取 样 变 换 后 的 信 号 显 示 出 来,解决 了 通 用 示 波 器 的 频 带 受 限 问 题,频 带 可 达 )*+,-
用 于 高 频 重 复 信 号 的 采 样
( 三 ) 频 谱 分 析 仪用 于 分 析 电 信 号 的 频 率 分 量 ( 频 率 分 布 ),即 频 域 分 析 。 频 谱 分 析 仪 是 频 域 分 析 不 可 缺 少 的 仪 器 。
图 ! ",快 速 傅 里 叶 分 析 仪 框 图
/0模 拟 式 频 谱 仪 以 模 拟 滤 波 器 为 基 础,经 过 放 大的 信 号 被 中 心 频 率 不 同 的 大 量 窄 带 选 频 滤 波 器 所 分 离,
从 而 得 出 频 谱 图 。 由 于 只 用 了 一 个 检 波 器,因 此 是 非 实时 分 析 。
外 差 式 频 谱 仪 中 频 固 定,采 用 外 差 方 法 选 择 所 需 频率 分 量,通 过 扫 频 振 荡 器 达 到 选 频 目 的 。 因 此 可 省 去 大量 选 频 滤 波 器 。 该 频 谱 仪 也 是 非 实 时 分 析 。
10数 字 式 频 谱 仪 /) 数 字 滤 波 法 以 数 字 滤 波 器为 基 础,中 心 频 率 由 控 制 器 与 时 基 电 路 使 之 顺 序 改 变 ; 1) 傅 里 叶 分 析 法 以 快 速 傅 里 叶 变 换 为 基 础,用 电 子计 算 机 按 快 速 傅 里 叶 变 换 ( 223) 计 算 方 法 求 出 !( ") 的 频 谱,该 频 谱 仪 可 得 到 被 测 信 号 的 幅 度 和 相 位 信 息,且通 常 做 成 多 通 道 形 式,这 样 不 但 可 以 同 时 分 析 多 个 信 号 的 频 谱,而 且 可 测 得 各 信 号 间 的 关 系,例 如 相 关 函 数,
·#!/·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇交 叉 频 谱 等 。 图 ! " # 为 快 速 傅 里 叶 分 析 仪 框 图,图 中 点 划 线 框 内 各 单 元 的 功 能 可 用 计 算 机 和 相 应 软 件 来 实现,即 构 成 了 虚 拟 频 谱 分 析 仪 。
五,常 用 电 能 仪 表
( 一 ) 电 能 仪 表电 能 仪 表 是 对 交 直 流 电 能 及 对 电 能 进 行 管 理 的 仪 表 。 目 前 感 应 式 原 理 的 电 能 表 在 安 装 式 电 能 表 中 占 主导 地 位 。 电 子 电 能 表 具 有 低 功 耗,高 准 确 度,节 约 金 属 材 料,防 窃 电,寿 命 较 长 等 优 点,还 可 集 多 费 率,预 付费,最 大 需 量,电 力 定 量 等 多 种 功 能 于 一 表 。 与 微 处 理 器 结 合 还 能 实 现 电 能 计 量 的 智 能 化 与 联 网 管 理,因 此目 前 正 逐 取 步 代 感 应 式 电 能 表 。 电 能 仪 表 可 以 按 表 ! " $% 进 行 分 类 。
( 二 ) 直 流 电 能 仪 表是 计 量 任 一 时 间 内 直 流 电 能 的 仪 表 。 目 前 常 用 的 有 电 动 式 和 电 子 式 直 流 电 能 表,主 要 用 于 金 属 冶 炼,电力 拖 动 中 的 直 流 电 能 的 计 量 值 。
$&电 动 式 直 流 电 能 表 一 般 这 种 原 理 的 直 流 电 能 表 准 确 度 不 高 。
’&电 子 式 直 流 电 能 表 为 了 改 善 直 流 电 能 表 的 准 确 度,温 度 特 性,抗 干 扰 能 力,通 常 使 用 电 子 式 直 流 电能 表 。 其 功 率 转 换 部 分 采 用 霍 尔 元 件 乘 法 器 和 时 分 割 乘 法 器 。
表 ! " $% 电 能 仪 表 的 分 类分 类 方 式 电 能 仪 表 的 种 类按 测 量 对 象 直 流 电 能 表,交 流 电 能 表按 工 作 原 理 感 应 式,电 动 式,热 电 式,电 子 式,霍 尔 效 应 式 等按 用 途 安 装 式,标 准 式,特 殊 用 途 仪 表,电 能 管 理 仪 表 及 系 统 等
( 三 ) 感 应 式 电 能 表分 类 与 应 用,$( 单 相 电 能 表 有
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单 向 有 功 电 能 表,用 于 计 量 单 向 有 功 电 能,
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单 向 无 功 电 能 表,用 于计 量 单 向 无 功 电 能 ; ’) 三 相 电 能 表 有
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三 相 有 功 电 能 表,又 有 三 相 四 线 有 功 电 能 表 ( 三 元 件 ) 和 三 相 三 线 有功 电 能 表 ( 二 元 件 ) 两 类,用 于 计 量 三 相 有 功 电 能,
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三 相 无 功 电 能 表,用 于 计 量 三 相 无 功 电 能 。
当 负 载 电 流 很 大 时,感 应 式 电 能 表 需 与 互 感 器 配 合 使 用 。
( 四 ) 电 子 式 电 能 表核 心 部 分 是 乘 法 器 ( 功 率 转 换 ),目 前 应 用 较 多 的 有,变 跨 导 乘 法 器,时 分 割 乘 法 器,霍 尔 效 应 乘 法 器,数字 乘 法 器 和 模 拟 数 字 混 合 乘 法 器 。
电 子 式 电 能 表 原 理 框 图 见 图 ! " )。 电 压 输 入 级 采 用 电 阻 分 压 器 或 电 压 互 感 器 ; 电 流 输 入 级 采 用 分 流 器或 电 流 互 感 器 ; 功 率 转 换 器 主 要 是 实 现 电 压 电 流 相 乘 得 出 与 被 测 功 率 成 正 比 的 模 拟 量 ; 频 率 转 换 主 要 是 采 用
! " " 转 换 器 或 # " " 转 换 器,把 模 拟 量 转 换 成 与 功 率 成 正 比 的 脉 冲 量 ; 计 数 部 分 利 用 机 械 计 数 器 或 电 子 计 数器,完 成 功 率 对 时 间 的 积 分 并 显 示 。
( 五 ) 用 热 电 比 较 仪 测 量 交 流 有 功 功 率热 电 比 较 仪 原 理 见 图 ! " *。 图 中 桥 式 线 路 的 上 桥 臂 由 两 个 电 阻 $ 组 成,下 桥 臂 由 两 个 热 偶 加 热 丝 %
$

%

组 成 。 热 电 偶 的 热 电 动 势 与 加 热 电 流 平 方 成 正 比,并 且 特 性 完 全 一 致 。 两 热 电 偶 对 接 时,热 电 动 势 差 值正 比 于 功 率,用 记 忆 电 位 差 计 记 忆 两 热 电 动 势 的 差 值 。 以 直 流 量 代 替 交 流 量 接 入 比 较 仪,调 整 直 流 量,使 热电 动 势 差 值 与 接 入 交 流 量 时 相 等,用 电 位 差 计 测 此 直 流 功 率 即 得 交 流 功 率 值 。
·%#$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " # 电 子 式 电 能 表 原 理 框 图图 ! " $ 热 电 比 较 仪 原 理 图
!— 电 压 端 纽 "— 电 流 端 纽 #— 分 路 电 阻 $
%
— 电 压 分 路 电 流 $— 电 流 分 路 电 流
%
&
,%

— 热 电 偶 输 出 电 动 势 &
&
,&

— 串 于 桥 臂 的 热 电 偶 加 热 丝 电 阻 &
!
— 补 差 加热 电 丝 "— 补 差 电 流 & " &

— 桥 臂 附 加 电 阻 &

— 电 压 线 路 附 加电 阻 (— 检 流 计
( 六 ) 电 量 测 量 仪 表 的 校 验 装 置电 量 测 量 仪 表 校 组 装 置 是 用 来 校 验 电 测 仪 表 误 差 的 装 置,它 能 向 被 校 仪 表 提 供 电 信 号,并 能 准 确 地 测 量该 信 号 的 所 有 设 备 的 组 合,它 也 可 能 是 一 台 单 独 的 仪 表 。
第 三 节 电 流 表 与 电 压 表一,电 流 表
( 一 ) 直,交 流 电 流 表
)*直 流 电 流 表 直 流 电 流 表 多 为 磁 电 式 仪 表 。 磁 电 式 表 头 直 接 串 入 电 路,因 动 圈 导 线 很 细,负 载 电 流 通过 游 丝,所 以 表 头 只 允 许 通 过 小 电 流,一 般 为 几 十 微 安 到 几 十 毫 安 。 测 量 较 大 电 流 时,须 将 测 量 机 构 并 联 分流 器 来 扩 大 电 流 表 量 程,然 后 再 串 入 被 测 电 路 中 。 分 流 器 有 内 附 和 外 附 两 种 形 式,如 图 ! " + 所 示 。 测 量 电流 在 #,- 以 下 采 用 内 附 分 流 器,大 于 #,- 采 用 外 附 分 流 器 。
为 了 减 小 接 触 电 阻 对 分 流 的 影 响,外 附 分 流 器 采 用 四 个 接 头,大 的,
)
,.

称 为 电 流 接 头,串 接 于 被 测 的
·)/)·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " # 分 流 器
( $) 内 附 分 流 嚣 ( %) 外 附 分 流 器大 电 流 回 路 中,小 的 &

,&
(
称 为 电 位 接 头,通 过 外 附 定 值 导 线 与 测 量 机 构 并 联 。 两 者 不 可 接 错 。
分 流 电 阻 的 计 算,设 表 头 灵 敏 度 ( 满 偏 电 流 ) 为 !
)
,表 头 内 阻 为 *),需 要 扩 大 量 程 至 电 流 !,计 算 分 流 电 阻
*+( 图 ! " #$) 。 因
"
#
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+
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’ " ’
"
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式 中 ’,! ( !
)
(-交 流 电 流 表 交 流 电 流 表 多 为 电 磁 式 仪 表,固 定 线 圈 可 以 直 接 通 入 被 测 电 流,扩 大 量 程 时,可 采 用 加粗 线 径,减 少 匝 数 的 办 法 。 若 要 测 更 大 电 流,一 般 采 用 测 量 用 电 流 互 感 器,将 大 电 流 变 为 小 电 流 (,/ 以 下 ) 再进 行 测 量 。
电 磁 式 电 流 表 有 时 制 成 双 量 程,如 (-.0 0./。 这 种 表 的 线 圈 用 两 根 同 样 的 铜 线 并 绕,此 二 线 圈 串 联 时,
量 程 为 (-./,并 联 时 量 程 为,/。 图 ! " 1$ 是 这 类 表 的 线 路,四 个 接 线 柱 如 图 ! " 1% 和 图 ! " 12 所 示,利 用 线圈 串 联 或 并 联 可 以 改 换 表 的 量 程 。
图 ! " 1 双 量 程 电 磁 式 电 流 的 线 路 及 改 换 量 程 示 意 图
( $) 电 流 的 线 路 图 ( %),( 2) 接 线 柱 示 意 图
!-使 用 方 法
( ’) 合 理 选 择 量 程,电 流 表 用 来 测 量 电 路 中 的 电 流,因 表 的 量 程 不 同,有 千 安 表,安 培 表,毫 安 表 和 微 安表 。 在 使 用 前,要 先 估 算 被 测 电 流 的 大 小,合 理 选 择 表 的 量 程 。 如 事 先 难 以 估 计,应 尽 量 选 用 大 量 程 作 初 步测 试,然 后 根 据 读 数,选 用 适 当 量 程 进 行 实 际 测 量 。
( () 串 联,测 量 电 流 时,电 流 表 必 须 串 联 在 电 路 中 。
( !) 注 意 极 性,测 量 直 流 电 流 时,要 注 意 正,负 极 性 的 接 法 。 直 流 表 的 接 线 柱 旁 标 有,3,,,",符 号,电 流从,3,流 进,表 针 正 向 偏 转 。 反 之,表 针 反 向 偏 转,不 能 读 数,且 易 损 坏 指 针 。
4-接 线 方 式
( ’) 直 流 电 流 表 测 量 接 线 如 图 ! " 5 所 示 。
·(4’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " # 直 流 电 流 表 的 测 量 接 线
( $) 电 流 表 直 接 接 入 电 路 ( %) 电 流 表 经 分 流 器 接 入 电 路
( &) 交 流 电 流 表 的 测 量 接 线 如 图 ! " ’( 所 示 。
( !) 测 三 相 电 流 的 接 线 如 图 ! " ’’ 所 示 。
( 二 ) 钳 形 电 流 表钳 形 电 流 表 由 电 流 互 感 器,磁 电 式 电 流 表,整 流 器 和 分 流 器 等 组 成 。 其 外 形 如 图 ! " ’& 所 示 。 电 流 互 感器 的 铁 芯 可 以 开 合,被 测 量 的 电 流 导 线 作 为 互 感 器 的 原 边 绕 组 。
图 ! " ’( 交 流 电 流 表 的 测 量 接 线
( $) 交 流 电 流 表 直 接 接 入 电 路 ( %) 交 流 电 流 表 经 电 流 互 感 器 接 入 电 路图 ! " ’’ 测 三 相 电 流 的 接 线
( $) 用 三 只 电 流 表 测 三 相 电 流 的 接 线
( %) 用 一 只 电 流 表 与 电 流 转 换 开 关 连 接 测 三 相 电 流 的 接 线
’)用 途 钳 形 电 流 表 用 于 在 不 切 断 电 路 而 进 行 测 量 电 流 的 场 合 。
&)使 用 注 意 事 项
( ’) 正 确 选 择 类 别 。 根 据 被 测 对 象 的 不 同,选 择 不 同 型 号 的 钳 形 表 。
( &) 正 确 选 择 表 的 量 程 。 测 量 前 先 估 量 被 测 电 流 的 大 小,将 转 换 开 关 拨 到 正 确 的 量 程 。 或 由 大 量 程 到 小量 程 试 测,直 到 转 换 开 关 拨 到 适 当 位 置 为 止 。 在 改 换 量 程 时,应 在 不 带 电 情 况 下 进 行,以 免 损 坏 仪 表 。
·!*’·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
( !) 测 量 时,应 使 被 测 导 线 放 在 钳 口 的 中 央,以 免 发 生 误 差 。
( ") 每 次 测 量 后,要 把 调 节 电 流 量 程 的 转 换 开 关 放 在 最 高 档 位,防 止 下 次 使 用 时,因 未 经 选 择 量 程 就 进 行测 量 而 损 坏 仪 表 。
( #) 测 量 #$ 以 下 电 流 时,为 了 测 量 的 准 确 性,在 条 件 允 许 的 情 况 下,可 将 被 测 量 导 线 多 绕 几 匝 放 进 钳 口进 行 测 量 。 将 读 取 的 电 流 值,除 以 匝 数,即 得 实 际 电 流 。
( %) 不 得 测 量 无 绝 缘 的 导 线 。
( &) 测 量 中,操 作 人 员 应 注 意 与 带 电 部 位 的 安 全 距 离,以 防 触 电 或 发 生 短 路 。 对 高 压 设 备 不 能 直 接 使 用,
必 须 使 用 相 应 绝 缘 等 级 的 绝 缘 杆 辅 助,才 能 进 行 测 量 。
( ’) 钳 形 表 的 钳 口 必 须 保 持 清 洁,干 燥 。
图 !( )* 钳形 电 流 表二,电 压 表
( 一 ) 直 流 电 压 表直 流 电 压 表 是 用 电 流 表 串 联 附 加 电 阻,将 表 盘 以 电 压 刻 度 而 组 成 的 测 量 仪 表 。
若 用 表 头 直 接 测 电 压,由 于 表 头 灵 敏 度 限 制,允 许 通 过 表 头 的 电 流 很 小,表 头 内 阻 又很 小,只 能 测 量 很 小 的 电 压,一 般 只 能 做 成 +,表 。 扩 大 量 程 的 方 法 是 在 表 头 串 联 一 个较 大 的 电 阻,称 为 附 加 电 阻 。
附 加 电 阻 的 大 小 由 表 头 灵 敏 度 ( 电 流 的 量 程 ) 和 欲 扩 大 的 量 程 确 定 。 设 表 头 的 灵 敏度 为 !
-
,内 阻 为 "
-
,欲 扩 大 到 电 压 表 的 量 程 为 #,所 需 串 联 的 附 加 电 阻 为 "+,因
#,!
-
( "
-
/ "
+

则 "
+
,#!
-
/ "
-
附 加 电 阻 一 般 是 内 附 式,当 电 压 很 高 时 也 有 外 附 式 。 接 线 如 图 !( )! 所 示 。
( 二 ) 交 流 电 压 表交 流 电 压 表 由 交 流 电 流 表 串 联 附 加 电 阻 组 成 。 但 所 用 交 流 电 流 表 中,线 圈 的 匝 数 要多,导 线 要 细 。 在 高 电 压 测 量 时,用 电 压 互 感 器 来 扩 大 电 压 表 的 量 程 。 其 接 线 如 图 !( )" 所 示 。
图 !( )! 直 流 电 压 表 经 分 压 器 接 入 电 路图 !( )" 交 流 电 压 表 经 电 压 互 感 器 接 入 电 路测 量 三 相 交 流 电 压 的 接 线 常 用 两 种 方 法,一 种 测 三 相 大 电 流,用 电 压 互 感 器 和 三 只 电 压 表 测 量 ( 如 图 !
( )#0),另 一 种 电 流 相 对 较 小,可 用 一 只 电 压 表 与 电 压 转 换 开 关 配 合 进 行 测 量,如 图 !( )#1 所 示 。
·"")· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 测 三 相 交 流 电 压 的 接 钱
( %) 用 三 只 电 压 表 测 三 相 电 压 的 接 线
( &) 用 一 只 电 压 表 与 电 压 转 换 开 关 连 接 测 三 相 电 压 的 接 线
( 三 ) 使 用 方 法使 用 电 压 表 应 注 意 以 下 几 个 方 面,
#’注 意 极 性 测 量 直 流 电 压 时,正,负 极 性 必 须 正 确 。 接 线 时,电 压 表 的,(,极 接 被 测 电 压 的 高 电 位,
,",极 接 低 电 位 。
)’选 择 适 当 量 程 正 确 估 量 被 测 量 的 数 值 范 围,选 择 适 当 量 程 的 仪 表,以 被 测 量 处 于 仪 表 最 大 量 程 的 三分 之 二 左 右 为 准 确 。
!’高 压 交 流 测 量 测 量 高 压 交 流 时,需 采 用 电 压 互 感 器,电 压 表 的 量 程 应 与 互 感 器 二 次 额 定 电 压 相 符合,一 般 电 压 为 #**+。
第 四 节 万 用 表 与 功 率 表一,万 用 表
( 一 ) 万 用 表 的 用 途,结 构 和 工 作 原 理万 用 表 是 电 工 经 常 使 用 的 多 用 途 测 量 仪 表 。 普 通 万 用 表 可 以 测 量 交 流 电 压,直 流 电 压,直 流 电 流 和 电阻,有 的 还 可 以 测 量 交 流 电 流,电 感,电 容 和 音 频 电 平 。 万 用 表 性 能 的 好 坏 主 要 以 测 量 电 压 时 每 伏 若 干 欧 来衡 量 。 一 般 为 #***,)****
!
-+,此 值 越 大,该 万 用 表 越 灵 敏 。
#’万 用 表 测 量 直 流 电 流 的 线 路 如 图 ! " #,所 示,
"
/ 为 万 用 表 的 磁 电 系 微 安 表 头,!
#
,!
)
,!
!
,!
0
是 为扩 大 量 程 而 并 联 的 分 流 电 阻,1 为 转 换 开 关,,(,,,",为 测 试 棒 插 孔 。 当 转 换 开 关 1 由 位 置 # 依 次 置 于 )、
!,0 时,分 流 电 阻 则 逐 渐 减 小,而 量 程 范 围 却 不 断 扩 大,从 而 可 以 实 现 不 同 范 围 的 直 流 电 流 的 测 量 。
)’万 用 表 测 量 直 流 电 压 的 线 路 如 图 ! " #2 所 示,!
#
,!
)
,!
!
,!
0
是 为 扩 大 量 程 而 串 联 的 附 加 电 阻 。 当转 换 开 关 1 由 位 置 # 依 次 置 于 位 置 ),!,0 时,附 加 电 阻 值 不 断 减 小,于 是 测 量 电 压 的 量 程 也 随 之 减 小,从 而可 以 实 现 不 同 范 围 的 直 流 电 压 的 测 量 。
!’万 用 表 测 量 交 流 电 压 的 线 路 如 图 ! " #3 所 示,它 与 测 量 直 流 电 压 的 原 理 和 方 法 相 同,所 不 同 的 是 增加 了 一 个 桥 式 整 流 器,使 交 流 电 流 经 过 整 流 后 再 通 过 表 头 。
·$0#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" #$ 万 用 表 测量 直 流 电 流 的 线 路图 !" #% 万 用 表 测量 直 流 电 压 的 线 路图 !" #& 万 用 表 测量 交 流 电 压 的 线 路图 !" #’ 万 用表 测 量 电 阻 的 线 路
()万 用 表 测 量 电 阻 的 线 路 如 图 !" #’ 所 示,! 为 万 用 表 的 内 部 电 源 ( 干 电 池 ),*
#
,*
+
,*
!
,*
(
为 扩 大 量程 而 采 用 的 可 调 电 阻,*
,
为 被 测 电 阻,整 个 测 量 电 阻 回 路 接 成 一 个 桥 形 电 路 。 当 转 换 开 关 置 于 * - #.,* -
#..,*- #/ 等 不 同 位 置 时,可 以 实 现 不 同 范 围 的 电 阻 的 测 量 。
( 二 ) 常 用 万 用 表 的 主 要 技 术 数 据 ( 见 表 ! " ##)
表 !" ## 常 用 万 用 表 的 主 要 技 术 数 据型 号 测 量 范 围灵 敏 度

!
01)
基 本 误 差
#.,型直 流 电 流
( 23)
.4,)#4 #4 #.4 5.4 +5.4 5.,4
#...
直 流 电 压
( 1)
.4 # 4 #,4 5,4 +5,4 5.,4 #...
4 +5..
+...
!
量 程 之 6 !7
交 流 电 压
( 1)
,4 #,4 5,4 +5,4 5.,4 #..,4
+5..
+...
!
量 程 之 6 (7
电 阻
( /
!

.4 +4 +.4 +..4 +...4 +....
!
刻 度 * 全 长 之 6 (7
·$(#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册型 号 测 量 范 围灵 敏 度

!
!")
基 本 误 差
#$% 型直 流 电 流
( &’)
$( )( )$( )$$
直 流 电 压
( ")
$( *( )$( #%$( *$$( )$$$ +$$$
!
量 程 之,)-
交 流 电 压
( ")
$( *( )$( #%$( *$$( )$$$ +$$$
!
量 程 之,.-
电 阻
( /0)
$( +( +$( +$$( +$$$( +$$$$
!
刻 度 1 全 长 之,.-
#$23 43
# 型直 流 电 流
( &’)
$( $5%( %( %$( %$$
直 流 电 压
( ")
$( +5 % ( #$ ( %$ ( +%$ ( %$$ (
+%$$
%$$$
!
量 程 之,+5%-
交 流 电 压
( ")
$( #$( %$( #$$( +%$( %$$( +%$$ %$$$
!
量 程 之,.-
电 阻
( /
!

$( +( +$( +$$$( +$$$$
!
刻 度 1 工 作 部 分 之,+5%-
%$$ 型直 流 电 流
( &’)
$( $5$%( #( #$( #$$( %$$
直 流 电 压
( ")
$( +5%( #$( %$( +%$( %$$( +%$$
交 流 电 压
( ")
$( #$( %$( +%$( %$$( +%$$
+$$$$,+5%
.$$$,.
.$$$,.
.$$$,%
以 刻 度 只 工 作 部分 上 量 限 的 百 分 数表 示电 阻
( /
!

$( +( +$( +$$( +$$$( )$$$$,+5%
以 标 度 ! 工 作 部 分长 度 的 百 分 数 表 示音 频 电 子
( 67)
3 #$( 8 ++( 8 )*( 8 %$
%$% 型直 流 电 流
( &’)
$( $5#%( )( )$( #%$( )$$
!
量 程 之,)-
直 流 电 压
( ")
$( *( )$( #%$( )$$( *$$( #%$$ +$$$
交 流 电 压
( ")
$( *( )$( #%$( )$$( *$$( #%$$ )$$$
交 流 电 流
( ’)
$( #5%( )( *
!
量 限 之,.-
电 阻
( /0)
$( +( +$( +$$( +$$$( +$$$$
!
刻 度 1 全 长 之,)-
·9.#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇型 号 测 量 范 围灵 敏 度

!
!")
基 本 误 差
#$% 型直 流 电 流
( &’)
$( $)*#( +( +$( +$$( #$$
直 流 电 压
( ")
$ ( +$ ( #$ ( +#$ ( *#$ ( #$$ (
*#$$
*$$$
!
量 程 之,-.
交 流 电 压
( ")
$( +$( #$( +#$( *#$( #$$( *#$$ *$$$
!
量 程 之,/.
电 阻
( 0
!

$( *( *$( *$$( *$$$$
!
刻 度 1 全 长 之,-.
电 容
( 02)
$)$$$+( +
电 感
( 3)
+$$( +$$$$
45 6 型直 流 电 流
( &’)
$( $)#( #( #$$
直 流 电 压
( ")
$ ( +$ ( #$ ( *#$ ( #$$ ( +$$$ (
*#$$
*$$$
!
满 刻 度 之,-.
交 流 电 压
( ")
$ ( +$ ( #$ ( *#$ ( #$$ ( +$$$ (
*#$$
*$$$
!
满 刻 度 之,/.
电 阻
( 0
!

$( *$( *$$( *$$$( *$$$$
!
指 示 值 之,+$.
·%/+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册型 号 测 量 范 围灵 敏 度

!
!")
基 本 误 差
#$ %&
直 流 电 流
( ’()
&) &*+),*+),+),+&,&&&
直 流 电 压
( ")
&) &*+),*+) +),+),+&) +&& —
交 流 电 压
( ")
&) +),+) %&&),+&) +&&,&&&
-,*+
-,*&
以 满 刻 度 的 百 分数 计 算电 阻
( /
!

&) +
.&
!
( 中 心 )
&) +&
.&&
!
( 中 心 )
&) +&&
./
!
( 中 心 )
&) +&&&
.&/
!
( 中 心 )
-,*+
电 容

"
0)
&*&&&%) &*1
&*&+) %
$ - +
音 频 电 平
( 23)
$ %&) 4 +5 $
以 表 盘 弧 度 线 长度 百 分 数 计 算天 津 袖 珍万 用 表直 流 电 流
( ’()
&) &*%) %) %&) %&&
直 流 电 压
( ")
&) %&) %&&),+&) +&&) %&&& %&&&&
!
量 程 之 - 16
交 流 电 压
( ")
&) %&) %&&),+&) +&&) %&&&,&&&
!
量 程 之 -,6
电 阻
( 7) )
&),),&),&&),&&&
!
刻 度 8 全 长 之 - +6
电 容
( 90)
&*&&&%) &*&+
( 用 交 流,+& 伏 档 )
&*&%) &*+
( 用 交 流 %& 伏 档 )
电 感
(,)
+) %&&
( 用 交 流 %&" 档 )
音 频 电 平
( 23)
$ %&) 4 5,
·;.%·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇型 号 测 量 范 围灵 敏 度

!
!")
基 本 误 差
#$% & 型直 流 电 流
( ’()
)* )+,* )+-* -* -)* -))* -))),/+-
上 量 限 的 百 分 数 表示直 流 电 压
( ")
)* /*,)* -)* /-)* -))*,))),)))),/+-
交 流 电 压
( ")
)*,)* -)* /-)* -))*,))) 0))),0
以 刻 度 ! 工 作 部分 的 百 分 数 表 示交 流 电 流
( ’()
)* )+-* -* -)* -))* -)))
电 阻
( 1
!

)* /* /)* /))* /)))* /))))
!
刻 度 2 长 度 之,/+-3
音 频 电 平
( 45)
%,)* 6 //
#$% 7 型直 流 电 压
( ")
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直 流 电 流
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!
上 量 限 之,/+-3
交 流 电 压
( ")
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!
上 量 限 之,03
电 阻
( 1
!

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!
刻 度 2 全 长 之,/+-3
音 频 电 平
( 45)
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型直 流 电 压
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直 流 电 流
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!
上 量 限 之,/+-3
交 流 电 压
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上 量 限 之,03
电 阻
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!
刻 度 2 全 长 之,/+-3
音 频 电 平
( 45)
%,)* 6 //
!
刻 度 2 全 长 之,03
·)-,· 新 编 电 气 工 程 师 手 册型 号 测 量 范 围灵 敏 度

!
!")
基 本 误 差
#$% &&
型直 流 电 压
( ")
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交 流 电 压
( ")
’( &’( )+’( +’’ -’’’,-*’
直 流 电 流
(,/)
’( ’*&( &( &’( &’’,)*+
以 上 量 限 之 百 分数 表 示电 阻
( 0
!

’( )’( )’’( )’’’’,)*+
音 频 电 平
( 12)
% &’( 3 )),-*’
以 刻 度 4 全 长 的百 分 数 表 示
#$% &)
型直 流 电 压
( ")
’( ’*’5+( 6( 5*+( &+ ( 6’ ( &+’
( 6’’( 7’’
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交 流 电 压
( ")
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’( &+( 6’( &+’( 6’’( 7’’ )’’’,)*+
直 流 电 流
(,/)
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( 6’’( &+’’
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交 流 电 流
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’( 6( &+( 7’( 6’’( &+’’,)*+
电 阻 ( 0
!
) ’( )’( )’’( )’’’( )’’’’,&*+
以 上 量 限 的 百 分 数表 示电 容

"
$)
’*’’+( )’,)*+
音 频 电 平
( 12)
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以 刻 度 ! 全 长 的 百分 数 表 示
#$% &-
型直 流 电 压
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交 流 电 压
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直 流 电 流
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交 流 电 流
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以 上 量 限 的 百 分数 表 示电 阻
( 0
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’( &’( &’’( &’’’( &’’’’,&*+
以 刻 度 4 全 长 的百 分 数 表 示
·&+&·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇型 号 测 量 范 围灵 敏 度

!
!")
基 本 误 差
#$% &’
型直 流 电 流
( ())
*+ *,*- + &,,+ /,,+ &,+ /,+
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直 流 电 压
( ")
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交 流 电 压
( ")
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*+ /.+ 0**+ -** 2***
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交 流 电 流
( ())
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&.**
1 &,.
以 上 量 限 的 百 分 数表 示电 阻
( 3
!

*+ 2+ 2*+ 2**+ 2***+ 2**** 1 &,*
以 弧 长 的 百 分 数计 算
#$% 2/
型直 流 电 流
( ())
*+ &+ &*+ &**
直 流 电 压
( ")
*+ 2,.+ &*+,*+ 2.*+,** 2***
交 流 电 压
( ")
*+ 2,.+ &*+,*+ 2.*+,** 2***
!
上 量 限 之 1,4
电 阻
( 3
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*,**&+ &*
*,&+ &***
电 容

"
$)
*,***&+ *,*0
#$% 0*
型交 流 电 压
( ")
交 流 电 流
( ())
直 流 电 压
( ")
直 流 电 压
( ")
电 阻
( 3
!

音 频 电 平
( 56)
*+ *,*&.+ *,*-+ *,0+ &,.
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*+ *,**-+ *,*0+ *,&.+ *,0
*+ *,-+ &,.+ -+ 0*
*+ &,.+ -+ 0*+ &.*+ -**
*+ *,*-+ *,0+ &,.+ -+ 0*
*+ 2+ 2*+ 2**+ 2***+ 2***
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000***
总 阻 & 兆 欧
2****
1 8,*
1 2,.
1 2,.
以 上 量 限 的 百 分数 表 示以 弧 长 的 百 分 数计 算
·2.&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册型 号 测 量 范 围灵 敏 度

!
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基 本 误 差
#$%&’
直 流 电 压
( ")
交 流 电 压
( ")
直 流 电 流
( ())
电 阻
( *)
音 频 电 平
( +,)
晶 体 管 直 流放 大 系 数
-,-/0,1/0,2-,0-,10-
,0--,20--
-,1/0,2-,%-,0-,10-,0--
,20--
-,-/-0,1/0,10,10-,10--
3 2,3 2-,3 2--,3 24,3 2-4
5 2-,6 11
-,2---
1----
7---
7---
8 1/0
8 1/0
8 0/-
8 1/0
8 1/0
8 0/-
上 量 限 的 百 分 数表 示
#$%&’)
直 流 电 压
( ")
交 流 电 压
( ")
直 流 电 流
( ())
交 流 电 流
( ))
音 频 电 平
( +,)
-,-/10,1/0,21/0,0-,1/0-
,0--,2---
-,2-,0-,10-,0--,2---
-,-/-0,0,0-,0--,0---
-,-/0,0
5 2-,11
1----
7---
7---
8 1/0
8 1/0
8 0/-
8 1/0
8 0
上 量 限 的 百 分 数 表示
( 三 ) 万 用 表 的 使 用 方 法 及 注 意 事 项
2/插 孔 的 正 确 接 线 应 将 红 色 和 黑 色 测 试 棒 的 连 接 插 头 分 别 插 入 红 色 插 孔 ( 或 标 有,6,号 ) 和 黑 色 插 孔
( 或 标 有,5,号 ) 。
1/用 转 换 开 关 正 确 选 择 测 量 种 类 和 量 程 根 据 被 测 对 象,首 先 选 择 测 量 种 类 。 严 禁 当 转 换 开 关 置 于 电流 档 或 电 阻 档 去 测 量 电 压,否 则,将 损 坏 万 用 表 。 测 量 种 类 选 择 妥 当 后,再 选 择 该 种 类 的 量 程 。 测 量 电 压,电流 时 应 使 指 针 的 偏 转 在 量 程 的 一 半 或 三 分 之 二 以 上,读 数 较 为 正 确 。 若 预 先 不 知 被 测 量 的 大 小 范 围,为 避 免量 程 选 得 过 小 而 损 坏 万 用 表,应 选 择 该 种 类 最 大 量 程 预 测,然 后 再 选 择 合 适 的 量 程 。
%/正 确 读 数 万 用 表 的 标 度 盘 上 有 多 条 标 度 尺,它 们 代 表 不 同 的 测 量 种 类 。 测 量 时 应 根 据 转 换 开 关 所选 择 的 种 类 及 量 程,在 对 应 的 标 度 尺 上 读 数,并 应 注 意 所 选 择 的 量 程 与 标 度 尺 上 读 数 的 倍 率 关 系 。
9/电 阻 的 测 量
( 2) 应 选 择 合 适 的 倍 率 位 置,由 于 电 阻 档 的 标 度 尺 是 反 刻 度 方 向 的,即 左 边 是,,”( 无 穷 大 ),最 右 边 是
,-”,并 且 刻 度 不 均 匀,越 往 右,刻 度 越 密,读 数 准 确 度 越 差,因 此 应 使 指 针 偏 转 在 刻 度 较 稀 处,且 以 偏 转 在 标度 尺 的 中 间 附 近 为 好 。
( 1) 测 量 以 前,应 进 行,调 零,,将 红 黑 两 根 测 试 棒 短 接,同 时 转 动,调 零 旋 钮,,使 指 针 指 到 电 阻 标 度 尺 的
·%02·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
,!” 刻 度 上 。 每 更 换 一 次 倍 率 档,都 应 先,调 零,,才 能 进 行 测 量 。 指 针 调 不 到 零 位,应 更 换 新 的 电 池 。
( ") 不 能 带 电 测 量 电 阻,防 止 万 用 表 的 损 坏 。 被 测 电 路 不 能 有 并 联 支 路,以 免 影 响 精 度 。
( #) 在 使 用 万 用 表 欧 姆 档 判 别 仪 表 的 正 负 端 钮 或 半 导 体 元 件 的 极 性 时,从 万 用 表 的 接 线 图 中 可 以 看 出,
万 用 表 内 部 电 池 的 负 极 性 是 和,$,插 孔 直 接 连 接,这 时,%,插 孔 的 电 位 高 于,$,插 孔 的 电 位 。
( &) 测 低 值 电 阻 时,注 意 表 笔 与 被 测 物 要 接 触 好 。 测 量 高 值 电 阻 时,手 不 要 接 触 表 笔 和 被 测 物 的 引 线 。
( ’) 测 量 完 毕 后,应 将,选 择 与 量 程 开 关,转 到,(
)
” 部 分 的 最 高 量 程 。
&*测 量 交 流 电 压
( +) 调 指 针 于 机 械 零 位 。
(,) 置,选 择 与 量 程 开 关,于,(
)
” 部 分 的 最 高 量 程 。 或 根 据 被 测 电 压 的 概 略 数 值 选 择 适 当 量 程 。
( ") 测 量 交 流 电 压 时,把 表 笔 并 联 于 被 测 的 电 路 上 。 改 变 量 程,直 到 指 针 移 到 满 刻 度 的 三 分 之 二 左 右 为止 。 不 要 带 电 转 换 量 程 。
( #) 测 量 +!!!( 以 上 的 高 压 时,必 须 采 用 专 测 高 压 的 高 级 绝 缘 表 笔 和 引 线,并 分 别 置 于,+&!!(
!
” 和,%,
插 孔 。 不 要 两 只 手 同 时 拿 两 支 表 笔 。 必 要 时,应 使 用 绝 缘 橡 皮 手 套 和 绝 缘 垫 。
’*测 量 直 流 电 压 与 测 量 交 流 电 压 的 步 骤 基 本 相 同 。 注 意 应 把,选 择 与 量 程 开 关,置 于,(
%
” 部 分,并 注 意仪 表 的 极 性 。
-*测 量 直 流 电 流
( +) 调 指 针 于 机 械 零 位 。
(,) 置,选 择 与 量 程 开 关,于,,/” 部 分 的 最 高 量 程 。 或 根 据 被 测 电 流 的 概 略 数 值,选 择,,/” 部 分 的 适 当量 程 。
( ") 然 后 进 行 测 量 。 此 时 仪 表 应 串 接 于 被 测 的 电 路 中,电 流 应 从 仪 表 的,$,极 流 到,%,极 。 改 变 量 程,
直 到 指 针 指 向 满 刻 度 的 三 分 之 二 左 右 为 止 。 最 好 不 要 带 电 转 换 量 程 。
( #) 测 量 完 毕,将,选 择 与 量 程 开 关,转 到,(
)
” 部 分 的 最 高 量 程 。
( &) 应 注 意 万 用 表 电 流 的 最 高 量 程 。 使 用 时 不 要 超 过 此 值 。 在 测 量 电 流 时,绝 对 不 能 把 表 笔 跨 接 于 被 测的 电 路 上 。
0*使 用 时 注 意 操 作 安 全 不 能 用 手 接 触 测 试 棒 的 金 属 部 分,以 保 证 安 全 。 仪 表 在 测 试 较 高 电 压 和 较 大电 流 时,不 能 带 电 转 动 开 关 旋 钮 。
在 使 用 万 用 表 后,应 将 转 换 开 关 旋 至,关,( 122) 的 位 置 。 没 有 这 档 位 置,则 应 置 于 交 流 电 压 的 最 高 档 。
这 样 防 止 转 换 开 关 在 欧 姆 档 时 测 试 棒 短 路,更 重 要 的 是 在 下 一 次 测 量 时,不 注 意 转 换 开 关 的 位 置 去 测 量 电压,便 有 可 能 将 万 用 表 损 坏 。
( 四 ) 万 用 表 常 见 故 障 及 处 理 方 法 ( 见 表 "% +,)
表 "% +,万 用 表 常 见 故 障 及 处 理 方 法故 障 位 置 故 障 现 象 可 能 产 生 的 原 因 及 处 理 方 法表 头摇 动 表 头 时,指 针摆 动 不 正 常
+*表 头 动 圈 被 异 物 卡 住,轴 尖 与 宝 石 螺 丝 间 有 锈 迹 或 相 互 配 合 过紧 。 需 去 除 异 物 或 锈 迹,重 新 调 节 配 合 间 隙
,*游 丝 绞 住 或 脱 焊 。 用 细 针 拨 开 绞 住 部 位 或 焊 住 脱 开 点
"*机 械 平 衡 破 坏,需 重 新 调 整
#*表 头 线 圈 脱 开 或 分 流 电 阻 断 开,更 换 表 头 线 圈,焊 牢 断 开 电 阻
·#&+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册故 障 位 置 故 障 现 象 可 能 产 生 的 原 因 及 处 理 方 法直 流 电流 档五 指 示
!"表 头 被 短 路
#"表 头 线 圈 脱 焊 或 动 圈 断 路
$"表 头 串 联 的 电 阻 损 坏 或 脱 焊
%"分 档 开 关 未 接 通,如 接 触 不 良 可 用 细 金 相 纸 轻 轻 打 磨,若 开 关 损坏 应 调 换指 针 来 回 摆 动 不易 停 下分 流 电 阻 断 开,应 更 换 分 流 电 阻 或 重 新 焊 牢各 档 测 量 值 偏 高 由 与 表 头 串 联 电 阻 或 分 流 电 阻 的 数 值 变 化 引 起各 档 测 量 偏 低
!"由 与 表 头 串 联 电 阻 值 变 化 引 起
#"表 头 灵 敏 度 降 低,应 对 表 头 磁 钢 重 新 充 磁直 流 电压 档无 指 示 电 压 部 分 开 关 公 共 点 脱 焊,或 最 小 量 程 档 的 分 压 电 阻 开 路 或 损 坏小 量 程 误 差 大,随量 程 增 大 误 差 变 小小 量 程 分 流 电 阻 变 值 或 损 坏某 档 量 程 不 通 或不 准 确,该 档 前 各 档正 常,该 档 后 随 量 程增 大 误 差 变 小某 档 量 程 不 通 或 不 准 确 时,该 档 的 分 压 电 阻 已 变 值 或 损 坏交 流 电压 档指 针 轻 微 摆 动 或指 示 值 极 小整 流 器 击 穿,需 调 换读 数 小 一 半 左 右 部 分 整 流 器 损 坏,全 波 整 流 变 成 半 波 整 流各 档 测 量 值 偏 低整 流 元 件 反 向 阻 值 变 小,需 更 换 整 流 器 或 调 整 交 流 电 压 档 的 灵 敏度小 量 程 误 差 大,随 量程 增 大 误 差 变 小该 档 分 压 电 阻 有 误 差
·&&!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇故 障 位 置 故 障 现 象 可 能 产 生 的 原 因 及 处 理 方 法电 阻 档无 指 示
!"转 换 开 关 公 共 接 触 点 引 线 断 开
#"调 零 电 位 器 中 心 点 引 线 脱 焊
$"电 池 无 电 压 输 出,检 查 电 池 有 无 电 压 或 使 电 池 与 引 出 线 弹 片 保 持接 触 良 好正,负 表 棒 短 路时,指 针 调 不 到 零 位
!"电 池 容 量 不 足
#"串 联 电 阻 值 变 大
$"转 换 开 关 接 触 电 阻 增 大调 节 零 位 时,指 针跳 跃 不 稳调 节 调 零 电 位 器 的 滑 动 臂 与 线 绕 电 阻 接 触 松 紧 程 度某 量 程 不 通
!"转 换 开 关 接 触 点 接 触 不 良,需 调 整
#"串 联 电 阻 断 开某 量 程 误 差 较 大 该 档 分 流 电 阻 变 值,需 调 整 或 更 换二,功 率 表
( 一 ) 功 率 表 的 用 途,分 类 和 工 作 原 理功 率 表 是 用 来 测 量 电 功 率 的 电 工 仪 表 。 功 率 表 可 分 为 单 相 功 率 表 和 三 相 功 率 表 。
功 率 表 大 多 采 用 电 动 式 测 量 机 构 。
电 动 式 功 率 表 与 电 动 式 电 流 表,电 压 表 的 不 同 之 处 在 于,固 定 线 圈 和 可 动 线 圈 不 是 串 联 起 来 构 成 一 条 支路,而 是 分 别 将 固 定 线 圈 与 负 载 串 联,将 可 动 线 圈 与 附 加 电 阻 串 联 后 再 并 接 至 负 载 。 由 于 仪 表 指 针 的 偏 转 角度 与 负 载 电 流 和 电 压 的 乘 积 成 正 比,故 可 测 量 负 载 的 功 率 。
( 二 ) 功 率 表 的 主 要 技 术 数 据单 相 功 率 表 的 主 要 技 术 数 据 见 表 $% !$。 三 相 功 率 表 的 主 要 技 术 数 据 见 表 $% !&。
表 $% !$ 单 相 功 率 表 的 主 要 技 术 数 据型 号准 确 度等 级作 用 原 理 额 定 频 率额 定 功 率因 数量 限
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空 气 式电 动 系直 流 和 交 流
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电 流,)"#*/ )"*,)"*/ !"),!/ #,#"
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电 压,#* / *) / !)),*) / !)) / #)),
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·2*!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册型 号准 确 度等 级作 用 原 理 额 定 频 率额 定 功 率因 数量 限
!"#$ % &’( 电 动 系直 流 或 交 流
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电 流,&’.* &’/,&’/(* &’(,&’(*,,
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电 压,"&* #(*,(&* "&& * +&&,"& *
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空 气 式电 动 系直 流 或 交 流
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电 压,/(* (&*,&&* /&&,#( *,(& *
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!(.$ % &’( 电 动 系直 流 或 交 流
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电 流,/’(* (0
电 压,#( *,(& * "&& * +&&,)3 *,/&
* /)&* )3&1
表 "$,) 三 相 功 率 表 的 主 要 技 术 数 据型 号准 确 度等 级作 用原 理量 限 接 入 方 式
.!.$ % /’(
铁 磁电 动 系额 定 电 压,,&&,./#,//&1
额 定 电 流,(0
直 接 接 入 可经 互 感 器 接 入
.!($
%
104
/’(
铁 磁电 动 系有 功 ( %),无 功 ( 567)
额 定 电 压,,&&,./#,//&1 额 定 电 流,(0
#’(* +&&&8(0
"3&* //&&&&8.&&1
直 接 接 入经 互 感 器 接 入
.9/$ % /’( 磁 电 系额 定 电 压,,/#,//&,"3&1
(*,&&&&8(0 或 &’(0
"3&* "3&&&&8.&&1 或 8(&1
直 接 接 入经 互 感 器 接 入
+9/$
%
104
/’( 磁 电 系额 定 电 压,(&,.&&,"3&1
额 定 电 流,&’(,(0
外 附 功 率 变 换 器外 附 功 率 变 换 器可 经 互 感 器 接 入
./9.$ % /’( 磁 电 系额 定 电 压 ; (&,.&&,//&1
(*,&&&&8(0 或 &’(0
//&* //&&&&8.&&1 或 (&1
直 接 接 入经 互 感 器 接 入
·#(.·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇型 号准 确 度等 级作 用原 理量 限 接 入 方 式
!"#$%
&
’()
*+,
铁 磁电 动 系额 定 电 压,!--,!*.,**-’
额 定 电 流,,(-+,,
,/ !----0,(
$1-/ **----0!--’
直 接 接 入经 互 感 器 接 入
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&
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*+,磁 电 系额 定 电 压,,-,!--,**-’
额 定 电 流,-+,,,(
直 接 接 入
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*+,磁 电 系额 定 电 压,!*.,**-,$1-’
额 定 电 流,,(
$1-/ $1----0!--’ 或,-’
,/ !----0,( 或 -+,(
直 接 接 入经 互 感 器 接 入
,43*%
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*+,磁 电 系额 定 电 压,!*.,**-,$1-’
额 定 电 流,,(
$1-/ $1----0!--’ 或,-’
,/ !----0,( 或 0-+,(
直 接 接 入经 互 感 器 接 入
( 三 ) 单 相 电 功 率 的 测 量
!+直 流 电 路 功 率 的 测 量
( !) 用 电 流 表,电 压 表 测 量,用 电 流 表 和 电 压 表 分 别 测 出 负 载 电 阻 上 的 电 流 和 电 压,间 接 测 得 直 流 功 率 为
! 5 "#。 测 量 线 路 如 图 $% *- 所 示 。 请 注 意,6 图 和 7 图 两 种 接 法 的 不 同,其 测 量 结 果 略 有 误 差 。
图 $% *- 用 电 压 表 和 电 流 表 测 量 功 率
( 6) 电 压 表 内 阻
!
负 载 电 阻 时 的 接 线
( 7) 电 流 表 内 阻
"
负 载 电 阻 时 的 接 线
( *) 用 功 率 表 测 量,正 确 的 接 线 见 图 $% *!。 在 功 率 表 的 电 流 线 圈 的 一 端 和 电 压 线 圈 的 一 端 标 有
#
,8 或
$
等 标 记 。 接 线 时 必 须 将 标 有
#
号 的 电 流 端 钮 接 至 电 源 的 一 端,而 另 一 个 电 流 端 钮 接 至 负 载 端,这 时 电 流 线圈 是 串 联 接 在 电 路 中,标 有
#
号 的 电 压 端 钮,可 以 接 至 电 流 端 钮 的 任 一 端,而 另 一 个 电 压 端 钮 则 应 该 接 至 负载 的 另 一 端,功 率 表 的 电 压 线 圈 是 并 联 接 在 电 路 中 的 。 图 $% *!6 适 用 于 负 载 电 阻 远 比 功 率 表 串 流 线 圈 电 阻大 得 多 的 情 况,图 $% *!7 适 用 于 负 载 电 阻 远 比 功 率 表 电 压 线 圈 电 阻 小 得 多 的 情 况 。
*+单 相 交 流 电 路 有 功 功 率 的 测 量 单 相 交 流 电 路 有 功 功 率 常 用 单 相 功 率 表 测 量,接 线 方 法 与 用 功 率 表测 量 直 流 电 路 的 功 率 ( 见 图 $% *! 相 同 ) 。
如 果 需 要 用 功 率 表 测 量 高 电 压,大 电 流 交 流 电 路 的 电 功 率 时,就 要 用 电 压 互 感 器 和 电 流 互 感 器,如 图 $
% ** 所 示 。 此 时,电 路 实 测 有 功 功 率 ! 为
! 5 $
#
$
"
!%
·1,!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$ 用 功 率 表 测 量 功 率式 中 !%— — — 功 率 表 指 示 值 ( &) ;
"

— — — 电 流 互 感 器 的 变 比 ;
"
(
— — — 电 压 互 感 器 的 变 比 。
图 !" ## 功 率 表 经 电 流 互 感 器,电 压 互 感 器 的 接 线
( 四 ) 三 相 交 流 电 路 有 功 功 率 的 测 量
( $) 当 三 相 负 载 对 称 时,可 用 一 只 单 相 功 率 表 测 量 三 相 有 功 功 率,接 线 如 图 ! " #! 所 示 。 三 相 交 流 电 功率 为 功 率 表 指 示 值 !%的 ! 倍,即 ! ) !!%( &) 。
( #) 在 三 相 三 线 制 交 流 电 路 中,不 论 负 载 对 称 与 否,都 可 用 两 只 单 相 功 率 表 测 量 有 功 功 率,如 图 ! " #* 所示 。 三 相 有 功 电 功 率 为 两 只 单 相 功 率 表 指 示 值 之 和 。 某 些 情 况 下 ( 与 负 载 性 质 有 关 ),如 果 发 现 功 率 表 反 偏转 而 无 法 读 数 时,可 将 该 表 的 电 流 线 圈 接 头 反 接 ( 见 图 !" #+),但 不 可 将 电 压 线 圈 接 头 反 接 以 免 引 起 静 电 误差 甚 至 导 致 仪 表 损 坏 。 这 时 所 测 得 的 功 率 应 为 二 读 数 之 差 。 有 功 功 率 的 测 量 接 线图 !" #! 用 一 只 功 率 表 测 量 对 称 三 相 有 功 功 率
(,) 星 形 负 载 ( -) 三 角 形 负 载图 !" #* 三 相 三 线 制 电 路
( !) 三 相 四 线 制 电 路 中 负 载 不 对 称 时,可 采 用 三 只 单 相 功 率 表,分 别 测 量 各 相 的 有 功 电 功 率,测 得 的 各 相电 功 率 之 和 就 是 三 相 交 流 电 路 实 际 的 有 功 电 功 率 ; 如 图 !" #,所 示 。
( *) 三 相 有 功 功 率 表 只 能 测 量 三 相 三 线 制 或 对 称 三 相 四 线 制 交 流 电 路 的 功 率 。 测 量 电 路 如 图 ! " #/ 所示 。 当 采 用 电 流 互 感 器 时 ( 见 图 !" #/-),电 路 的 实 际 有 功 功 率 为 电 表 读 数 乘 以 电 流 互 感 器 的 电 流 比 。
·0+$·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" #$ 功 率 %& 的 接 线 换 接 圈
( ’) 正 确 换 接 ( () 不 正 确 换 接图 !" #) 三 相 四 线 制 电 路 功 率 的 测 量 接 线图 !" #* 三 相 有 功 功 率 表 的 接 线
( ’) 直 接 接 入 ( () 经 电 流 互 感 器 接 入
( 五 ) 功 率 表 的 使 用 注 意 事 项
( +) 正 确 选 择 电 流,电 压 的 量 限,选 择 时,除 了 要 注 意 测 量 功 率 的 量 限,也 要 注 意 电 流,电 压 量 限 的 选 择 。
要 保 证 电 压,电 流 量 限 都 能 承 受 负 载 电 压,电 流 。
( #) 正 确 接 线,根 据 要 测 电 路 接 线 制 及 负 载 电 阻 大 小,正 确 选 择 接 线 方 法 。
( !) 正 确 计 算,功 率 表 只 标 注 有 分 格 数,选 用 不 同 量 限 时,每 一 分 格 代 表 不 同 的 瓦 数 。 因 此,测 量 功 率 时,
要 注 意 被 测 量 的 实 际 值 与 指 针 读 数 之 间 的 计 算 方 法,如 果 功 率 表 读 数 为 ! 格,被 测 功 率 值 为
",#!( !)
#,
$
%
&
%
!
%
式 中 #— — — 每 格 多 少 瓦 ;
$
-
— 功 率 表 选 用 电 压 线 圈 额 定 值 ;
&
-
— 功 率 表 选 用 电 流 线 圈 额 定 值 ;
!
-
— 功 率 表 标 度 尺 的 满 刻 度 格 数 。
(,) 在 交 流 电 路 中,测 量 高 电 压,大 电 流 时,应 配 用 电 压,电 流 互 感 器,实 际 功 率 应 用 功 率 表 的 读 数 乘 以 电流 互 感 器 和 电 压 互 感 器 的 变 比 值 。
·/)+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 五 节 测 量 仪 表 附 件 ( 钳 形 电 表 与 电 度 表 )
一,钳 形 电 表
( 一 ) 钳 形 电 表 的 结 构 和 原 理钳 形 电 流 表 可 以 在 不 断 开 电 路 的 情 况 下 测 量 电 流 。
用 电 磁 系 测 量 机 构 制 成 的 钳 形 电 流 表,可 以 交 直 流 两 用,其 外 形 如 图 !" #$ 所 示 。
在 铁 心 钳 口 中 的 被 测 电 流 导 线 相 当 于 电 磁 系 测 量 机 构 中 的 固 定 线 圈,它 在 铁 心 钳 口 中 产 生 磁 场,位 于 铁心 缺 口 中 间 的 可 动 铁 片 受 此 磁 场 的 作 用 而 偏 转,从 而 带 动 指 针 指 示 被 测 电 流 的 数 值 。
由 电 流 互 感 器 和 电 流 表 组 成 的 钳 形 电 流 表,只 能 测 量 交 流 电 流,有 的 可 以 测 量 交 流 电 压 。
图 !" #$ 钳 形 电 流 表 外 形
( 二 ) 钳 形 电 表 的 主 要 技 术 数 据 ( 见 表 !" %&)
表 !" %& 钳 形 电 表 的 主 要 技 术 数 据型 号 和 名 称 准 确 度 等 级 量 限
’() 型电 流 电 压 表
#*&
电 压,+,%&+,!++,-++.
电 流,+,%+,!+,%++,!++,%+++/
交 直 流电 流 表
’(#+
’(#%
&*+
电 流,+,%++,#++,!++,)++,&++,-++/
电 流,+,0&+,%+++,%&++/
·%-%·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇型 号 和 名 称 准 确 度 等 级 量 限
!"#$ 型交 流 电 流电 压 表
#%&
’%电 流,() &) #&) &(*
电 压,() +((),((-
#%电 流,() &) &() #&(*
电 压,() +((),((-
!"#,型 袖 珍多 用 电 表
#%&
&%(
交 流 电 流,() ’() &() #&(*
交 流 电 压,() +((),((-
直 流 电 阻,() +((/
!
!"#0 型多 用 钳 形 表
&%(
交 流 电 流,() &) #&) &() ’(() #&() &((*
直 流 电 流,() (%&) ’() ’((*
交,直 流 电 压,%() &() #&() &((-
直 流 电 阻,() ’) ’() ’((/
!
!"+’ 型袖 珍 钳 形 表
&%(
’%交 流 电 流,() &) #&) &(*
交 流 电 压,() $&(-
直 流 电 阻,() &(/
!
#%交 流 电 流,() &() ’#&) #&(*
交 流 电 压,() $&(-
直 流 电 阻,() &(’/
!
!"++ 型袖 珍 钳 形 表
&%(
交 流 电 流,() &) &(,() #&) ’((,() &() #&(*
交 流 电 压,() ’&() +((),((-
直 流 电 阻,() +((
!
!"+$ 型 叉 式多 用 钳 形 表
#%&
交 流 大 电 流,() ’) &) #&) ’(() #&() ’(((*
交 流 小 电 流,() ’) &) #&) ’((1*
直 流 小 电 流,() ’) &) #&) ’((1*
交,直 流 电 压,() &() #&() &((-
电 阻 ( 输 出 电 流 ’((
"
*,中 值 ’(
!
),2 ’(,2 ’/
!"$’3 -*4
电 压 电 流 功 率三 用 表
#%&
( -,*)
&( 4)
交 流 电 压,() ’&() +((),((-
交 流 电 流,() ’() +() ’(() +(() ’(((*
交 流 功 率 ( 567 #((-89:8
#
7 ’),
() ’) +) ’() +() ’((/4
( 三 ) 钳 形 电 表 的 使 用 注 意 事 项
’%测 量 前,应 检 查 仪 表 指 针 是 否 在 零 位,若 不 在 零 位,应 调 至 零 位 。
#%测 量 时,应 将 转 换 开 关 置 于 合 适 量 程,对 被 测 量 大 小 心 中 无 数 时,应 将 转 换 开 关 置 于 最 高 档,然 后 根 据测 量 值 的 大 小,变 换 到 合 适 量 程 。 应 注 意 不 要 在 测 量 过 程 中 切 换 量 程 。
+%进 行 电 流 测 量 时,被 测 导 线 的 位 置 应 放 在 钳 口 中 央 。 钳 口 两 个 面 应 接 合 良 好,如 有 杂 声,可 将 钳 口 重新 开 合 一 次 。 钳 口 有 污 垢,可 用 汽 油 擦 净 。
$%测 量 小 于 &* 以 下 电 流 时,为 获 得 准 确 的 读 数,可 将 导 线 多 绕 几 圈 放 进 钳 口 进 行 测 量,但 实 际 的 电 流 数值 为 读 数 除 以 放 进 钳 口 内 的 导 线 根 数 。
·#,’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"不 可 用 钳 形 电 流 表 测 量 高 压 电 路 中 的 电 流,以 免 发 生 事 故 。
二,电 度 表电 度 表 就 是 测 量 在 某 一 段 时 间 !
#
至 !
$
内,负 载 消 耗 电 能 的 量 。
( 一 ) 单 相 电 度 表单 相 电 度 表 也 叫 单 相 瓦 时 计,是 用 来 测 量 单 相 交 流 电 路 有 功 电 能 的 仪 表 。 单 相 电 度 表 一 般 采 用 感 应 式仪 表,各 种 型 号 的 基 本 结 构 类 似 。
电 度 表 的 主 要 组 成 部 分 可 分 为,
#"驱 动 元 件 指 产 生 电 磁 转 动 力 矩 的 元 件,由 铁 芯,电 压 线 圈,电 流 线 圈 等 组 成 。 铁 芯 由 硅 钢 片 叠 成 ; 电压 线 圈 由 匝 数 很 多 而 截 面 较 小 的 细 绝 缘 导 线 绕 成,它 与 负 载 并 联 ; 电 流 线 圈 由 匝 数 较 少 而 截 面 较 大 的 绝 缘 粗导 线 绕 成,它 与 负 载 串 联 。 电 压 线 圈 和 电 流 线 圈 产 生 三 个 交 变 磁 通,都 穿 过 铝 盘,故 称,三 通 式,仪 表 。 三 个磁 通 在 铝 盘 内 感 应 产 生 各 自 的 涡 流,并 与 磁 通 作 用 产 生 转 动 力 矩,驱 动 铝 盘 转 动 。
$"转 动 元 件 由 铝 盘 和 转 轴 组 成 。 在 转 轴 上 装 有 传 递 转 速 的 蜗 杆,铝 盘 在 转 动 力 矩 的 作 用 下 连 续 转 动,
并 通 过 蜗 杆 将 铝 盘 转 数 传 递 给 计 数 器 记 录 。
%"制 动 元 件 为 使 得 铝 盘 在 不 同 转 动 力 矩 下 产 生 不 同 的 转 速,必 须 对 铝 盘 有 一 个 与 速 度 成 一 定 比 例 的制 动 力 矩 。 制 动 元 件 由 磁 铁 和 铝 盘 组 成,铝 盘 在 永 久 磁 铁 磁 场 中 转 动,产 生 阻 尼 力 矩,铝 盘 转 动 愈 快,阻 尼 力矩 愈 大 。
&"积 算 机 构 用 于 积 算 铝 盘 的 转 数,达 到 指 示 负 载 消 耗 电 能 量 的 目 的 。 由 转 轴 上 的 蜗 杆,蜗 轮 及 计 数 器组 成 。
另 外,电 度 表 还 有 校 正 装 置,接 线 端 子,轴 承,支 架 等 。
( 二 ) 三 相 电 度 表三 相 电 度 表 有 两 元 件 和 三 元 件 两 种 形 式 。 两 元 件 三 相 电 度 表 由 两 只 单 相 电 度 表 组 成,铝 盘 有 两 个 或 一个 两 种 形 式,只 有 一 个 积 算 机 构 读 出 三 相 总 电 能,适 用 于 三 相 三 线 制 电 能 的 测 量 。 三 元 件 三 相 电 度 表 由 三 只单 相 电 度 表 组 成,铝 盘 有 三 个 或 一 个 两 种 形 式,也 只 有 一 个 积 算 机 构,适 用 于 三 相 四 线 制 电 能 的 测 量 。
( 三 ) 单 相,三 相 电 度 表 型 号 及 规 格常 用 单 相,三 相 电 度 表 型 号 及 规 格 见 表 %’ #( 所 示 。
表 %’ #( 常 用 电 度 表 型 号 规 格名 称 型 号 级 别 额 定 电 压 ( )) 额 定 电 流 ( *) 备 注直 流 电 度 表单 相 电 度 表三 相 三 线电 度 表三 相 四 线电 度 表三 相 三 线无 功 电 度 表
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#1,$1
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!,#1
!
#1,$1
配 用 分 流 器,分 压 器 可 扩 大 量 限配 用 次 级 为 !*,#11) 互 感 器 可 扩 大 量 限,另有 ++#1,++#& 等 型 号用 次 级 为 !*,电 压 为 #11) 电 流 电 压 互 感 器,
可 扩 大 量 限,另 有 +.2 等 型 号配 用 电 流,电 压 互 感 器 可 扩 大 量 限,另 有 /56
’ %,+/2 等 型 号配 用 电 流,电 压 互 感 器 可 扩 大 量 限,另 有
+02,+78,+0#1、,56’ $ 等 型 号
·%(#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
( 四 ) 电 度 表 的 使 用
!"电 度 表 的 选 择 首 先,根 据 所 测 量 的 负 载 情 况,选 用 单 相 或 三 相 电 度 表 ; 然 后 选 择 电 度 表 铭 牌 上 额 定电 压,额 定 电 流,使 它 们 等 于 或 略 大 于 负 载 的 电 压,电 流 。
#"电 度 表 的 接 线 接 线 方 式 如 图 $% #& 所 示 。
$"电 度 表 的 读 数 其 读 数 可 由 计 数 器 上 获 得,在 某 段 时 间 内 负 载 消 耗 的 电 能,为 两 次 计 数 器 读 数 之 差 。
电 度 表 接 线 采 用 互 感 器 后,电 度 表 又 没 有 标 明 配 套 互 感 器 和 乘 率 时,负 载 消 耗 的 电 能 为 表 的 读 数 与 互 感 器 的变 流 比 和 变 压 比 之 积 。 表 上 注 明 互 感 器 变 比 及 乘 率 时,使 用 互 感 器 与 表 上 注 明 一 致,则 负 载 消 耗 的 电 能 为 表的 读 数 与 乘 率 之 积 。 使 用 互 感 器 与 表 所 标 明 不 一 致 时,应 先 将 乘 率 进 行 换 算,负 载 消 耗 的 电 能 为 表 的 读 数 与新 乘 率 之 积 。 新 乘 率 换 算 方 式 如 下,
新 乘 率 ’
原 乘 率 ( 新 变 流 比 ( 新 变 压 比原 变 流 比 ( 原 变 压 比
)"注 意 事 项 电 度 表 不 允 许 安 装 在 !*+的 额 定 负 载 以 下 电 路 中 使 用 。 电 度 表 的 电 路 中 不 允 许 经 常 短路 或 负 载 超 载 !,+。 否 则,电 度 表 的 误 差 不 在 规 定 范 围 之 内 。
( 五 ) 电 度 表 的 安 装 场 所 及 位 置 选 择
!"电 度 表 的 安 装 场 所 电 度 表 应 安 装 在 干 燥,清 洁 及 不 受 震 动 的 地 方,距 热 力 管 线 在 *",米 以 上,环 境温 度 一 般 在 *- )*.之 间,要 方 便 安 装,试 验 和 抄 表 工 作 ; 可 安 装 在 开 关 柜 内,电 度 表 板 上 或 电 度 表 箱 及 配 电盘 上 ; 应 安 装 在 供 电 方 案 所 确 定 的 位 置 处 。
#"电 度 表 不 能 安 装 的 场 所
( !) 有 易 燃,易 爆 危 险 的 场 所 。
( #) 有 磁 场 影 响 及 多 灰 尘 的 场 所 。
( $) 有 腐 蚀 性 气 体 或 高 温 的 场 所 。
( )) 比 较 潮 湿 的 场 所 。
$"电 度 表 位 置 的 选 择
( !) 低 层 ( 六 层 及 以 下 ) 居 民 楼 房 电 度 表 的 安 装 位 置,若 在 进 线 电 度 表 上 方 装 有 表 外 线 专 用 维 护 分 界 刀 开关 时,电 度 表 可 分 别 装 在 各 单 元 内 。 否 则,应 分 别 集 中 装 在 进 线 口 的 单 元 内 。
( #) 高 层 ( 七 层 以 上 ) 及 综 合 楼 电 度 表 的 安 装 位 置,在 距 进 线 口 !,米 以 内,应 装 有 表 外 线 专 用 维 护 分 界 刀开 关 ; 居 民 公 用 电 度 表 原 则 上 分 层 装 设,表 位 应 设 在 楼 梯 间 附 近,其 安 装 方 式 为,塔 式 楼 每 ! - # 层 装 一 个 公用 电 度 表 ; 内 廊 式 楼 房 每 超 过 !,户 时,可 安 装 两 只 公 用 电 度 表 ; 楼 内 下 是 单 元 式,上 有 通 廊,应 分 别 按 单 元 式及 通 廊 式 安 装 公 用 电 度 表 。 每 个 公 用 电 度 表 所 带 户 数 以 不 超 过 !,户 为 宜 。
( $) 居 民 楼 动 力 电 度 表 集 中 安 装 在 配 电 间 内 。
( )) 综 合 楼 商 店 的 电 度 表,可 按 经 济 核 算 单 位 分 别 装 在 本 店 内 。
)"电 度 表 的 安 装 要 求
( !) 电 度 表 明 装 时,应 距 离 地 面 !" /- #"#0; 装 于 立 式 盘 或 成 套 开 关 柜 内 时,不 应 低 于 *"10。
( #) 电 度 表 应 垂 直 安 装,允 许 误 差 不 得 超 过 #2。
第 六 节 自 动 化 测 量 仪 表一,自 动 化 测 量 仪 表 和
30456
变 送 器测 量 仪 表 能 将 温 度,压 力,流 量,物 位,机 械 量 等 工 业 过 程 参 数 自 动 转 换 为 标 准 化 信 号,并 传 送 至 显 示 或
·)7!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 电 度 表 的 接 线 方 式
( %) 测 单 相 电 路 电 能 时 的 接 线 ( &) 用 两 块 单 相 电 度表 测 三 相 三 线 电 路 电 能 的 接 线
( ’) 用 三 块 单 相 电 度 表 测 三 相 四 线 电 路 电 能 时 的 接 线控 制 仪 表,实 现 对 过 程 参 数 的 自 动 显 示 或 自 动 控 制 。 发 展 方 向 是 开 发 以 微 处 理 器 为 核 心,实 现 高 准 确 度,多功 能 的 ()%*+ 变 送 器 。
二,
()%*+
温 度 变 送 器由 输 入 测 量 部 和 变 送 部 件 组 成,工 作 原 理 如 图 ! " !,所 示 。 ()%*+ 温 度 变 送 器 主 要 性 能,-) 测 量 准 确 度可 达,,/-0 1,,/,20; #) 量 程 选 择 一 台 温 度 变 送 器 可 以 和 #,多 种 温 度 传 感 器 在 任 意 量 程 下 相 适 配 ;
!) 远 距 离 标 定 可 通 过 现 场 通 信 器,以 通 信 的 方 式 在 很 宽 范 围 内 对 变 送 器 进 行 远 程 组 态,调 整 量 程,远 距 离标 定 等,并 具 有 自 检 测 和 自 诊 断 等 功 能 。
三,()%*+ 差 压 变 送 器由 测 量 与 变 送 两 大 部 件 组 成,其 工 作 原 理 见 图 ! " !-。 ()%*+ 差 压 变 送 器 主 要 性 能,-) 测 量 准 确 度 可 达
.,/-0; #) 量 程 调 整 比 可 扩 大 到 3,,,-; !) 远 距 离 标 定,可 通 过 现 场 通 信 器 进 行 远 距 离 标 定,最 大 通 信 距 离为 -2,,)。
·24-·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " !# $%&’( 温 度 变 送 器 的 工 作 原 理 框 图图 ! " !) $%&’( 差 压 变 送 器 的 工 作 原 理 框 图第 七 节 仪 器 仪 表 检 测 技 术一,绝 缘 故 障 检 测 诊 断电 力 设 备 在 制 造,运 输 和 检 修 过 程 中,有 可 能 因 发 生 意 外 事 故 而 残 留 有 潜 伏 性 缺 陷 ; 在 长 期 运 行 过 程 中,又会 受 到 电 场 的 作 用,导 体 发 热 的 作 用,机 械 力 损 伤 与 化 学 腐 蚀 作 用 以 及 大 气 条 件 的 影 响 等,在 这 些 外 界 因 素 的影 响 下,可 能 逐 渐 产 生 缺 陷,使 其 绝 缘 性 能 变 坏,这 就 是 通 常 所 说 的 劣 化 。 劣 化 的 绝 缘 有 的 是 可 逆 的,有 的 是 不可 逆 的 。 例 如,绝 缘 受 潮 后,其 性 能 下 降,但 进 行 干 燥 后,又 恢 复 其 原 有 的 绝 缘 性 能,显 然 它 是 可 逆 的 。 再 如,某些 工 程 塑 料 在 湿 度,温 度 不 同 的 条 件 下,其 机 械 性 能 呈 可 逆 的 起 伏 变 化,这 类 可 逆 的 变 化,实 质 上 一 种 物 理 变化,是 一 种 没 有 触 及 化 学 结 构 的 变 化 。 若 绝 缘 在 各 种 因 素 的 长 期 作 用 下 发 生 一 系 列 的 化 学,物 理 变 化,导 致 绝缘 性 能 和 机 械 性 能 等 不 断 下 降,这 种 劣 化 为 老 化,它 是 不 可 逆 的 劣 化 。 例 如 局 部 放 电 时 会 产 生 臭 氧,很 容 易 使绝 缘 材 料 发 生 臭 氧 裂 变,导 致 材 料 性 能 老 化 ; 油 在 电 弧 的 高 温 作 用 下,能 分 解 出 碳 粒,油 被 氧 化 而 生 成 水 和 酸,
都 会 使 油 逐 渐 老 化 。 正 确 区 分 绝 缘 的 可 逆 劣 化 和 不 可 逆 劣 化,在 预 防 性 试 验 中 具 有 重 要 意 义 。
( 一 ) 绝 缘 缺 陷 分 类
)*集 中 性 缺 陷指 缺 陷 集 中 于 绝 缘 的 某 个 或 某 几 个 部 分 。 例 如 局 部 受 潮,局 部 机 械 损 伤,绝 缘 内 部 气 泡,瓷 介 质 裂 纹 等,
它 又 分 为 贯 穿 性 缺 陷 和 非 贯 穿 性 缺 陷,这 类 缺 陷 的 发 展 速 度 较 快,因 而 具 有 较 大 的 危 险 性 。
·++)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"分 布 性 缺 陷指 由 于 受 潮,过 热,动 力 负 荷 及 长 时 间 过 电 压 的 作 用 导 致 的 电 力 设 备 整 体 绝 缘 性 能 下 降,例 如 绝 缘 整 体受 潮,充 油 设 备 的 油 变 质 等,它 是 一 种 普 遍 性 的 劣 化,是 缓 慢 演 变 而 发 展 的 。
既 然 电 力 设 备 绝 缘 有 缺 陷,那 么 它 的 绝 缘 性 能 就 要 发 生 变 化 。 就 可 以 通 过 某 种 试 验 手 段,测 量 表 征 其 性能 的 有 关 参 数,以 查 找 绝 缘 存 在 的 缺 陷 。
( 二 ) 试 验 分 类
#"电 力 设 备 试 验 通 常 按 其 对 被 试 验 绝 缘 的 危 险 性 进 行 分 类
( #) 非 破 坏 性 试 验 。 在 较 低 电 压 ( 低 于 或 接 近 额 定 电 压 ) 下 进 行 的 试 验 称 为 非 破 坏 性 试 验 。 主 要 指 测 量绝 缘 电 阻,泄 漏 电 流 和 介 质 损 耗 因 数 等 电 气 试 验 项 目 。 由 于 这 类 试 验 施 加 的 电 压 较 低,故 不 会 损 伤 设 备 的 绝缘 性 能,其 目 的 是 判 断 绝 缘 状 态,及 时 发 现 可 能 的 劣 化 现 象 。
( !) 破 坏 性 试 验 。 在 高 于 工 作 电 压 下 所 进 行 的 试 验 称 为 破 坏 性 试 验 。 试 验 时 在 设 备 绝 缘 上 加 上 规 定 的试 验 电 压,考 验 绝 缘 对 此 电 压 的 耐 受 能 力,因 此 也 叫 耐 压 试 验 。 它 主 要 指 交 流 耐 压 和 直 流 耐 压 试 验 。 由 于 这类 试 验 所 加 电 压 较 高,考 验 比 较 直 接 和 严 格,但 也 有 可 能 在 试 验 过 程 中 给 绝 缘 造 成 一 定 的 损 伤,故 而 得 名 。
应 当 指 出,这 两 类 试 验 是 有 一 定 顺 序 的,应 首 先 进 行 非 破 坏 性 试 验,然 后 再 进 行 破 坏 性 试 验,这 样 可 以 避免 不 应 有 的 击 穿 事 件 。 例 如 进 行 变 压 器 预 防 性 试 验 时,当 用 非 破 坏 性 试 验 检 测 出 其 受 潮 后,应 当 先 进 行 干燥,然 后 再 进 行 破 坏 性 试 验,这 样 可 以 避 免 变 压 器 一 开 始 试 验 就 被 打 坏,造 成 修 复 困 难 。
!"按 停 电 与 否 进 行 分 类
( #) 常 规 停 电 试 验 。
( !) 在 线 监 测 。 它 是 指 在 不 影 响 电 力 设 备 运 行 的 条 件 下,即 不 停 电 对 电 力 设 备 的 运 行 工 况 和 ( 或 ) 健 康 状况 连 续 或 定 时 进 行 的 监 测,通 常 是 自 动 进 行 的 。 为 了 便 于 区 别,将 对 运 行 电 压 下 的 设 备,采 用 专 门 仪 器,由 人员 参 与 进 行 的 测 量 称 为 带 电 测 量 。 究 其 本 质,测 试 都 是 在 运 行 电 压 下 进 行 的,只 是,自 动,程 度 不 同 而 已 。 在线 监 测 是 试 验 的 重 要 组 成 部 分,是 发 展 的 最 高 形 式 。
$"按 测 量 的 信 息 进 行 分 类
( #) 电 气 法 。 是 指 测 量 各 种 电 信 息 的 方 法 。 如 测 量 泄 漏 电 流,介 质 损 耗 因 数 %&
!
等 。
( !) 非 电 气 法 。 是 指 测 量 各 种 非 电 信 息 的 方 法 。 如 油 中 溶 解 气 体 色 谱 分 析 和 油 中 含 水 测 定 等 。
为 了 清 晰,可 将 上 述 方 法 和 项 目 归 纳 如 下,
绝 缘 故 障 诊 断 方 法 与 项 目停 电 试 验电 气 法绝 缘 试 验非 破 坏 性 试 验测 量 绝 缘 电 阻测 量 泄 漏 电 流测 量 介 质 损 耗 因 数{
测 量 电 压 分 布破 坏 性 试 验交 流 耐 压 试 验
{
{
直 流 耐 压 试 验{
特 性 试 验 — — — 测 量 直 流 电 阻非 电 气 法 — — — 非 破 坏 性 试 验油 中 溶 解 气 体 色 谱 分 析
{
{
油 中 含 水 量 测 定在 线 监 测电 气 法测 量 绝 缘 电 阻测 量 泄 漏 电 流测 量 电 导 电 流测 量 电 容 电 流测 量 电 阻 性 电 流测 量 介 质 损 耗 因 数
测 量 局 部 放 电 量非 电 气 法油 中 溶 解 气 体 色 谱 分 析
{
测 量 局 部 放 电 量
·’(#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇多 年 来,常 规 停 电 试 验 对 保 证 电 力 设 备 安 全 运 行 起 到 积 极 的 作 用,但 是 随 着 电 力 设 备 的 大 容 量 化,高 电压 化,结 构 多 样 化 及 密 封 化,对 常 规 停 电 试 验 而 言,传 统 的 简 易 诊 断 方 法 已 显 得 不 太 适 应 。
充 油 电 气 设 备 绝 缘 诊 断 管 理 系 统 见 图 !" !#。
新 的 试 验 检 测 参 数 与 方 法 。 色 谱 分 析,局 部 放 电 等 试 验 项 目 的 引 入,使 检 测 的 有 效 性 明 显 提 高,但 是 对有 些 缺 陷 仍 难 以 及 时 发 现 。 这 就 需 要 继 续 引 入 一 些 新 的 检 测 参 数,新 方 法 和 新 技 术 。
$%绝 缘 试 验 数 据 的 环 境 修 正为 了 保 证 试 验 方 法 的 正 确 性 及 试 验 数 据 的 准 确 性,应 注 意 气 象 环 境 的 影 响 。
( &) 低 温 试 验 。 温 度 较 低 时,绝 缘 试 验 结 果 的 准 确 性 较 差,不 易 作 出 正 确 判 断 。 表 ! " &’ 为 某 单 位 在 低温 ( 小 于 ( )*+) 下 进 行 的 充 油 设 备 的,-
!
值 测 试 情 况 。 经 过 在 较 高 温 度 ( &!,#*+) 下 进 行 复 试 验,得 出 结 论为,约 有 )/%)0的 设 备 难 以 根 据 低 温 试 验 结 果 作 出 正 确 判 断 。 当 设 备 的 油 中 有 水 时,易 发 生 这 种 情 况,甚 至还 会 造 成 设 备 损 坏 事 故 。
如 一 台 12
3
— ##*+型 油 断 路 器 的 端 部 密 封 不 良,使 油 中 含 水,试 验 4 相 油 的 击 穿 电 压 仅 为 &/%/56,冬 季复 试 油 的 击 穿 电 压 却 合 格 了 ( 其 间 未 作 任 何 处 理 ),而 次 年 春 季 该 相 断 路 器 即 发 生 爆 炸 。
图 !" !# 充 油 电 气 设 备 绝 缘 诊 断 框 图表 !" &’ 低 温 设 备 绝 缘 试 验 结 论 分 析单 位试 验 设 备数 量高 温,低温 下 均良 好试 验 结 果 不 一 致 情 况低 温 不 良高 温 良 好低 温 良 好高 温 不 良低 温 良 好高 温 可 运 行低 温 不 良高 温 可 运 行低 温 不 能作 结 论件 &*3 $$ &$ / $ # !$
0 &** $&%) &!%3 ’%$ !%’3 &%/7 !#%&
又 如 一 台 !)56 油 纸 电 容 型 套 管 爆 炸,事 故 后 发 现 套 管 中 有 冰 渣,而 此 套 管 在 上 年 冬 季 试 验 为 合 格 。
国 际 电 工 委 员 会 ( 89:) 及 我 国 国 标 规 定,在 试 验 室 进 行 设 备 绝 缘 试 验 的 温 度 为 ( &*+,有 关 规 程 规 定,绝缘 试 验 应 在 良 好 的 天 气,且 周 围 空 气 温 度 不 低 于 ( )+的 条 件 下 进 行 。 因 此,应 尽 量 避 免 在 低 温 下 进 行 设 备的 绝 缘 试 验 。
( #) 空 气 相 对 湿 度 的 影 响 。 空 气 相 对 湿 度,对 设 备 绝 缘 试 验 结 果 影 响 较 大,甚 至 会 引 起 误 判 断 。 表 !" &/
为 ;:;2<— ##* 型 电 流 互 感 器 在 不 同 湿 度 下 的,-
!
值 测 试 结 果 。
·/3&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !" #$ 不 同 空 气 相 对 湿 度 下 电 流 互 感 器 的 %&
!
测 试 值相 别不 同 空 气 相 对 湿 度 下 的 %&
!
值 ( ’)
空 气 相 对 湿 度 ()’ * $)’( !+,晴 )
瓷 套 表 面 未 屏 蔽 时 瓷 套 表 面 屏 蔽 时气 相 对 湿 度 !-’
( #.,晴 )
/ #0+11 #0#.$ )02!!
3 #01+1 #02+1 )01+1
4 #0+#1 #0+#1 )0-+(
注 两 次 试 验 间 对 电 流 互 感 器 未 进 行 过 检 修 处 理 。
从 表 中 可 以 看 出,两 种 相 对 湿 度 下 测 得 %&
!
值 相 差 + 倍 以 上 。 当 空 气 相 对 湿 度 低 时,试 验 结 果 正 常,当 湿度 大 时 往 往 不 合 格,特 别 当 表 面 脏 污 时 相 差 更 大 。 因 此,为 避 免 湿 度 影 响 试 验 结 果 的 准 确 性,绝 缘 试 验 应 在天 气 良 好,干 燥 环 境 条 件 下 进 行,有 关 规 程 中 暂 定 天 气 相 对 湿 度 不 高 于 $)’。 试 验 中 除 记 录 环 境 温 度 外,还应 记 录 湿 度,以 便 积 累 经 验 。
( !) 对 试 验 结 果 的 温 度 换 算 。 随 着 经 验 的 积 累,不 少 地 区 发 现 推 荐 的 温 度 换 算 系 数 或 公 式 都 是 近 似 的 。
当 温 差 越 大 时,换 算 值 的 误 差 越 大,绝 缘 受 潮 程 度 不 同 的 设 备,温 度 换 算 系 数 也 不 相 同 。 如 某 地 区 曾 发 现 在套 管 试 验 中,按 照 温 度 换 算 系 数 换 算 后 的 数 值 与 标 准 值 相 比,在 冬 天 试 验 的 结 果 容 易 合 格,夏 天 则 不 容 易 合格 。 某 单 位 对 套 管 的 温 度 换 算 系 数 进 行 试 验 验 证,当 温 度 大 于 +),时 温 度 换 算 系 数 偏 高,当 温 度 小 于 +),
时 温 度 换 算 系 数 又 偏 低 。 当 温 差 在 +),以 内 是 适 合 的,超 过 这 一 范 围,则 误 差 较 大 。
影 响 温 度 换 算 的 因 素 较 多,如 设 备 的 新 旧 程 度,绝 缘 的 受 潮 程 度,材 质 的 性 能 以 及 制 造 工 艺 等 。 因 此,对温 度 换 算 系 数,一 般 只 能 作 为 综 合 分 析 绝 缘 状 况 时 的 参 考 。
规 程 中 一 般 仅 规 定 了 一 定 温 度 下 的,标 准 值,,即 要 求 尽 可 能 在 相 近 温 度 下 进 行 设 备 的 绝 缘 试 验,以 减 少由 于 温 度 换 算 引 起 的 误 差 。
10加 强 对 试 验 结 果 的 综 合 分 析 和 判 断对 试 验 结 果 必 须 全 面 地,历 史 地 进 行 综 合 分 析,掌 握 设 备 性 能 的 变 化 规 律 和 趋 势 。 对 试 验 结 果 的 综 合 分析 和 判 断,就 是 通 过 设 备 历 次 全 部 试 验 项 目 和 同 类 型 设 备 的 试 验 结 果 进 行 比 较 分 析,及 与 规 程 规 定 值 比 较 ;
与 设 备 历 年 ( 次 ) 的 试 验 结 果 比 较 ; 与 同 类 型 设 备 的 试 验 结 果 比 较,进 行 全 面 衡 量 。 按 这 些 要 求 进 行 综 合 分析,设 备 正 常 时,绝 缘 特 性 不 应 有 显 著 差 别,否 则,应 判 断 为 不 合 格 。 对 怀 疑 有 不 合 格 的 设 备,可 采 取 缩 短 试验 周 期 的 措 施,加 强 监 视 绝 缘 的 变 化 趋 势 。
表 !" #,为 充 油 电 气 设 备 试 验 结 果 的 综 合 分 析 和 判 断 实 例 。 从 表 中 可 以 看 出,有 的 设 备 绝 缘 试 验 值 并未 超 过 规 程 规 定 值,但 经 综 合 分 析,能 及 时 发 现 缺 陷 。 也 有 的 设 备,由 于 未 进 行 综 合 分 析,误 认 为 合 格,投 运后 不 久 即 发 生 损 坏 事 故 。
·.-#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 !" #$ 少 油 设 备 绝 缘 试 验 结 果 的 综 合 分 析 和 判 断 实 例设 备 名 称绝 缘 特 性绝 缘电 阻
( %
!

泄 漏电 流

"
&)
’(
#
( ))
上 午 本 年规 程规 定 值油 的 击 穿电 压
( *+)
绝 缘 变 化趋 势综 合 分析 结 论
,,-*+ 电 流 互感 器 (,/,"
" 01",,- 型 )
#---- -23# #23
’(
#
值不 大 于
#24)
!-2 !4
( 从 互 感器 内 放出 !24 5
3*( 油 和水 后 的测 得 值 )
( #) ’6
#
值增 长,2 3

(,) !
7
值增 长 约
#-)
( !) 色 谱 分析 不 合 格绝 缘 不 合 格
88*+ 电流 互 感 器
( &9,型 )
& #---- -24;,2$;
’(
#
值 不大 于 !)
4-
’(
#
值 增长 32# 倍绝 缘 不合 格
/ #---- -24; <23 4-
’(
#
值 增长 ##2 ;
倍 且 超 过规 定 值 的
#24倍绝 缘 不合 格少 油 断 路器 ( 60
8
"
,,- 型 )
& #----,
= 4--- <
/ #----,
泄 漏 电流 一 般不 大 于
#-
"
&
= 相 #;2;
=相 泄 漏电 流 异常,油 击穿 电 压仅 为 #;2
4*+,油中 有 水绝 缘 不合 格少 油 断 路器 ( 60
,
"
8- 型 )
& ;-- <
= 4--- #
/ 4--- #
泄 漏 电流 一 般不 大 于
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"
&
& 相 泄 漏电 流 值异 常,经
4 个 月 后增 至
8,
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绝 缘 不合 格
·-<#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册设 备 名 称绝 缘 特 性绝 缘电 阻
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泄 漏电 流

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上 午 本 年规 程规 定 值油 的 击 穿电 压
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绝 缘 变 化趋 势综 合 分析 结 论
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* ())))
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,-.(/ )-01
)-(.2,-(.3
)-(3,)-(4/
#$
#
值 不大 于 /%
" 相 #$
#
值 增 长
5- ( 倍,
比 *,+
相 增 长
4-5 倍绝 缘 不合 格如 表 中 的,.)&’ 电 流 互 感 器 的 #$
#
值 为 (-5%,未 超 过 规 定 值 ( 不 大 于 (-3%),但 投 运 ()6 后 发 生 爆 炸 。
综 合 分 析 如 下,
$
互 感 器 的 #$
#
值 虽 未 超 过 规 定 值,但 比 上 年 的 )-5(%增 长,-5 倍,在 取 油 样 试 验 时,曾从 互 感 器 中 放 出 /-37 5&$ 油 和 水 后,油 的 击 穿 电 压 才 合 格,说 明 #$
#
值 的 增 长 是 由 于 进 水 受 潮 所 致 ;
%
互 感器 的 电 容 量 +
8
值 比 上 年 增 长 (),与 油 中 气 体 色 谱 分 析 结 果 相 吻 合 ( 油 样 是 事 故 前 取 ),分 析 结 果,氢 34 9
()
:1
,烷 (59 ()
:1
,乙 烯 (-19 ()
:1
,乙 烷 ((9 ()
:1
,总 烃 1)-39 ()
:1
,这 个 组 成 表 明 互 感 器 的 电 容 屏 之 间 可 能存 在 击 穿 短 路 故 障 。
事 故 后 查 明 受 潮 原 因,
$
互 感 器 端 部 密 封 胶 囊 的 连 接 处 压 偏 ;
%
加 装 的 防 雨 帽 在 运 行 中 掉 下 后,未 能 及时 装 上,致 使 密 封 不 良 进 水 。
综 合 分 析 和 判 断 设 备 绝 缘 状 况 时,注 意 下 列 各 点,
( () 运 行 中 的 国 产 少 油 设 备,较 普 遍 存 在 端 部 结 构 密 封 不 良,易 进 水 受 潮 的 薄 弱 环 节,应 予 以 特 别 注 意 。
对 不 合 格 的 设 备,应 加 强 分 解 试 验,以 便 查 找 缺 陷 部 位 。
(,) 油 中 气 体 色 谱 分 析 是 判 断 充 油 设 备 内 部 是 否 存 在 潜 伏 性 故 障 的 重 要 手 段,较 为 方 便,灵 敏,应 将 其 结果 与 电 气 试 验 结 果 相 配 合 进 行 分 析 判 断 。
( /) 图 /,/,示 出 充 油 电 气 设 备 绝 缘 诊 断 全 过 程 的 管 理 系 统 框 图,图 中 给 出 了 全 过 程 中 各 个 环 节 间 的 次序 和 相 互 关 系 。
( 三 ) 在 线 监 测由 于 绝 大 多 数 故 障 在 事 故 前 都 有 先 兆,这 就 要 求 发 展 一 种 连 续 或 选 时 的 监 视 技 术,在 线 监 测 就 是 在 这 种情 况 下 产 生 的 。 由 于 现 在 不 少 设 备 的 运 行 电 压 已 远 高 于 停 电 后 的 试 验 电 压,如 能 利 用 运 行 电 压 本 身 对 高 压电 力 设 备 绝 缘 情 况 进 行 试 验,这 样 就 可 以 大 大 提 高 试 验 的 真 实 性 和 灵 敏 度,以 便 及 时 发 现 绝 缘 缺 陷,这 是 在线 监 测 的 一 个 重 要 出 发 点 。
随 着 传 感 技 术,光 纤 技 术,计 算 机 技 术 等 的 发 展 和 应 用,为 在 线 监 测 技 术 揭 开 了 新 的 篇 章 。 图 /,// 示出 了 在 线 监 测 中 一 个 最 基 本 的 流 程 示 意 图 。 由 各 种 传 感 器 系 统 所 获 得 和 各 种 信 号 ( 采 集 到 的 可 能 是 电 气 参量,也 可 能 是 温 度,压 力,超 声 等 非 电 气 参 量 ),经 过 必 要 的 转 换 后,统 一 送 进 数 据 处 理,分 析 系 统 。 当 然,为 了采 集 及 处 理 不 同 的 参 量,还 需 要 相 应 的 硬 件 与 软 件 来 支 持 。 在 综 合 分 析 判 断 后 给 出 结 果,既 可 以 用 微 型 打 印机 打 印,也 可 以 直 接 存 盘 或 屏 幕 显 示 ; 如 有,超 标,,可 立 刻 发 出 警 报 ; 也 可 与 上 一 级 检 测 中 心 相 连,即 形 成 多级 监 控 系 统 的 一 部 分 。 这 时,为 轻 便 起 见,在 设 备 旁 边 的 在 线 监 测 仪 一 般 可 用 单 片 ( 或 单 板 ) 机 来 完 成 ; 而 在变 电 站 里 另 用 个 人 计 算 机 即 可 对 各 设 备,各 参 量 统 一 进 行 分 析 处 理,实 现 存 贮,分 析,对 比,诊 断 等 功 能 。
(-在 线 监 测 类 型
( () 集 中 式 实 时 在 线 监 测 系 统 。 这 类 系 统 通 常 是 由 安 装 在 设 备 上 的 传 感 器,信 号 转 换 装 置,信 号 传 输 电缆,信 号 显 示 和 信 号 分 析 装 置 组 成 。 为 了 实 现 整 座 变 电 站 的 在 线 监 测,常 常 将 各 种 监 测 信 号 集 中 传 送 到 一 台
·(4(·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" !! 在 线 监 测 示 意 图微 机,由 微 机 来 承 担 各 类 数 据 的 采 集,处 理,分 析,显 示 和 报 警 等 方 面 的 工 作 。 发 展 成 为 多 功 能,全 自 动 的 绝缘 在 线 监 测 系 统 。
( #) 便 携 式 在 线 监 测 系 统 。 这 类 系 统 可 以 由 安 装 在 运 行 设 备 上 的 传 感 器,信 号 转 换 器 和 专 用 便 携 式 信 号接 收 机 组 成 。 某 些 便 携 式 绝 缘 监 测 仪 还 可 以 自 成 系 统 独 立 完 成 对 运 行 设 备 的 探 测,无 需 在 运 行 设 备 上 安 装传 感 器 。
集 中 式 实 时 在 线 监 测 系 统 与 便 携 式 在 线 监 测 系 统 所 取 得 的 实 际 效 果 相 近,但 在 经 济 效 益,稳 定 性 和 运 行维 护 等 方 面,便 携 式 在 线 监 测 技 术 具 有 明 显 的 优 势,因 此 在 同 等 的 情 况 下,目 前 宜 大 力 推 广 便 携 式 在 线 监 测技 术 和 监 测 装 置,具 体 如 下,
( $) 变 压 器,变 压 器 油 中 气 体 在 线 监 测 装 置 。 油 浸 变 压 器 实 时 分 析 仪,在 线 油 中 分 析 仪,变 压 器 局 放 监 测仪,声 电 局 放 监 测 仪 。
( #) 断 路 器,%&’ 局 部 放 电 的 超 高 频 法,电 磁 结 合 法 和 静 电 结 合 法 ( 电 气 法 ),局 放 的 振 动 法,声 测 法,光 学和 化 学 诊 断 法 。
( !) 电 缆,()*+ 电 缆 的 直 流 成 分 法,直 流 重 叠 法,在 线,-
!
法,低 频 法,零 相 电 流 法 及 复 合 判 定 法 ; ()*+ 电缆 局 部 放 电 的 磁 轭 线 圈 法,超 声 波 法,射 频 探 测 法,其 电 缆 接 头 的 局 部 放 电 的 金 属 箔 电 极 法,超 声 波 法 。
(,) 避 雷 器,/01 的 带 电 监 测 阻 性 泄 漏 电 流 的 补 偿 法,谐 波 法,避 雷 器 的 在 线 泄 漏 电 流 监 测 。
( 2) 电 容 型 设 备,电 容 型 设 备 的 数 采 谐 波 分 析 法 。
#3人 工 智 能 在 绝 缘 诊 断 中 的 应 用
#4 世 纪 54 年 代 以 来,人 工 智 能 专 家 系 统,神 经 网 络 及 模 糊 集 等 技 术 引 入 电 气 设 备 的 绝 缘 诊 断 。 具 体 如下,
变 压 器,高 压 变 压 器 油 气 分 析 专 家 系 统,变 压 器 油 中 气 体 分 析 故 障 诊 断 专 家 系 统,国 内 电 力 变 压 器 故 障诊 断 专 家 系 统,变 压 器 的 模 糊 诊 断 法 。
断 路 器,基 于 声 测 法 的 %&’ 绝 缘 异 常 诊 断 专 家 系 统 。
二,化 学 诊 断化 学 诊 断 技 术 就 是 通 过 润 滑 油 磨 损 颗 粒,绝 缘 油 和 绝 缘 材 料 产 物 的 分 析,离 线 和 在 线 化 学 监 测 仪 表 等 的化 学 分 析 技 术 。 并 通 过 此 来 诊 断 设 备 状 态,预 测 设 备 寿 命 。
电 力 设 备 化 学 诊 断 技 术 主 要 有,绝 缘 油 溶 解 气 体 分 析,润 滑 油 油 样,绝 缘 劣 化 产 物,汽 水 质 量 监 测,腐 蚀等 。
( 一 ) 绝 缘 油 溶 解 气 体 的 检 测 诊 断
$3变 压 器 内 析 出 气 体 的 原 因 和 特 征利 用 气 相 色 谱 法 预 测 变 压 器 的 潜 伏 性 故 障 是 通 过 定 性,定 量 分 析 溶 于 变 压 器 油 中 的 气 体 来 实 现 的 。 运行 中 的 油 浸 变 压 器,其 变 压 器 油 和 有 机 绝 缘 材 料 在 热 和 电 的 作 用 下,会 逐 渐 老 化 和 分 解,产 生 少 量 的 各 种 低分 子 烃 类 及 二 氧 化 碳,一 氧 化 碳 等 气 体,当 存 在 潜 伏 性 过 热 或 放 电 故 障 时,会 加 快 这 些 气 体 产 生 的 速 度 。 随着 故 障 的 发 展,分 解 出 的 气 体 形 成 的 气 泡 在 油 里 经 对 流,扩 散,不 断 溶 解 在 油 中 。 当 产 气 量 大 于 溶 解 量 时,还会 有 一 部 分 气 体 进 入 气 体 继 电 器 。 由 于 故 障 气 体 的 组 成 和 含 量 与 故 障 的 类 型 和 故 障 的 严 重 性 有 密 切 关 系,
所 以 定 期 分 析 溶 解 于 变 压 器 油 中 的 气 体 就 能 及 早 发 现 变 压 器 内 部 存 在 的 潜 伏 性 故 障,并 随 时 掌 握 故 障 的 发
·#6$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册展 情 况 。
在 一 般 情 况 下,变 压 器 油 中 是 含 有 溶 解 气 体 的,新 油 含 有 的 气 体 最 大 值 约 为 !"— #$$
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%&%。 运 行 中 有 少 量 的 !" 和 烃 类 气 体 。 但 是,当 变 压 器 有 内 部 故 障 时 油 中 溶 解 气体 的 含 量 就 大 不 相 同 的 。 变 压 器 内 部 故 障 时 产 生 的 气 体 及 其 产 生 的 原 因 如 表 ( - ’$ 所 示 。
表 ( - ’$
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特 征 气 体 产 生 的 原 因
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气 体 产 生 的 原 因 气 体 产 生 的 原 因
*

电 晕 放 电,油 和 固 体 绝 缘 热 分 解,
水 分
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+
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!
!
油 和 固 体 绝 缘 热 分 解,放 电
!" 固 体 绝 缘 受 热 及 热 分 解 !

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+
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固 体 绝 缘 分 解,放 电
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固 体 绝 缘 受 热 及 热 分 解 !

*
+
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高 温 热 点 下 油 和 固 体 绝 缘 热 分 解,放 电烃 类 气 体 !

*

强 弧 光 放 电,油 和 固 体 绝 缘 热 分 解根 据 模 拟 试 验 和 大 量 的 现 场 试 验,电 弧 放 电 ( 电 流 大 ) 使 油 主 要 分 解 出 乙 炔,氧 及 较 少 的 甲 烷 ; 局 部 放 电
( 电 流 较 小 ) 主 要 分 解 出 氢 和 甲 烷 ; 变 压 器 油 过 热 时 分 解 进 氢 和 甲 烷,乙 烯,丙 烯 等,而 纸 和 某 些 绝 缘 材 料 过 热时 还 分 解 出 一 氧 化 碳 和 二 氧 化 碳 等 。 表 ( - ’# 列 出 了 各 种 故 障 下 放 出 的 主 要 气 体 成 分 。
表 ( - ’# 各 种 故 障 下 油 和 绝 缘 材 料 放 出 的 主 要 气 体 成 分气 体 成 分强 烈 过 热 电 弧 放 电 局 部 放 电油 油 和 绝 缘 材 料 油 油 和 绝 缘 材 料 油 油 和 绝 缘 材 料氢 ( *


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甲 烷 ( !*
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乙 烷 ( !

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乙 烯 ( !

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丙 烯 ( !
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一 氧 化 碳 ( !")
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一 氧 化 碳 ( !"


" # #
注,
"
表 示 主 要 成 分 ;
#
表 示 次 要 成 分 。
试 验 研 究 及 实 践 均 表 明,故 障 点 温 度 较 低 时,油 中 深 解 气 体 的 组 成 主 要 是 !*
+
,随 着 温 度 升 高,产 气 率 最大 的 气 体 依 次 是 !*
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.
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。 通 常 油 中 的 !

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含 量 小 于 !*
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( 气 态 ) !

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( 气 态 )
可 见 !

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是 相 伴 而 生 的 。
’,根 据 气 体 含 量 比 值 分 析 判 断气 体 含 量 比 值 分 析 方 法 的 原 理 是 基 于 油 和 固 体 绝 缘 材 料 在 不 同 的 温 度,不 同 的 放 电 形 式 下 产 生 的 气 体也 不 同 。 当 总 烃 含 量 超 过 正 常 值,计 算 !

*

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*
+
的 比 值 小 于 $,# 时 为 过 热 性 故 障,大 于 $,# 时 为 放 电 性 故障 。 计 算 !

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的 比 值 可 确 定 其 故 障 性 质,当 比 值 小 于 # 时 一 般 为 低 温 过 热,比 值 大 于 # 时 而 小 于 ( 时,
·(0#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇为 中 温 过 热,大 于 ! 时 为 高 温 过 热 故 障 。 而 计 算 "#
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的 比 值 可 确 定 是 纯 放 电 还 是 放 电 兼 过 热 故 障,比 值小 于 ’ 时 放 电 故 障,大 于 ’ 为 放 电 兼 过 热 故 障 。
电 路 故 障 和 磁 路 的 故 障 的 产 气 特 征 有 差 异 。 如 果 故 障 在 导 电 回 路,往 往 产 生 "
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,且 含 量 较 高,"
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比 值 也 较 高,"
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的 产 气 速 率 。 磁 路 故 障 一 般 无 "
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,或 者 很 少 ( 只 占 氢 烃 总量 的 &)以 下 ),而 且 "
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的 比 值 较 小,一 般 在 ( 以 下 。
计 算 "* 和 "*
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气 体 含 量 的 比 值,可 判 断 固 体 绝 缘 中 的 含 水 量,含 水 量 大 时,"*%"*
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气 体 含 量 比 值 小 。
故 障 温 度 高 且 时 间 长 时,"*%"*
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气 体 含 量 的 比 值 大 。 而 严 重 故 障 时,生 成 的 "* 来 不 及 溶 解 而 导 致 故 障,这在 "*%"*
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气 体 含 量 的 比 值 上 得 少 到 反 映 。 +," 导 则 推 荐 以 "*%"*
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气 体 含 量 比 值 作 为 判 据,认 为 该 比 值 大于 -.!! 或 小 于 -.// 时,很 可 能 有 纤 维 绝 缘 分 解 故 障 。
烃 类 气 体 比 值 判 断 方 法 如 表 !0 && 所 示 。
表 !0 && 故 障 性 质 与 气 体 含 量 比 值 的 关 系故 障 性 质 "
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低 温 过 热 1 !--2 1 -.’ 1 ’ 无 关中 温 过 热 !--3 4--2 1 -.’ 1 ’ 比 值 1 ! 无 关高 温 过 热 5 4--2 1 -.’ 5 ! 无 关高 能 量 放 电 1 -.’ 比 值 1 ! 无 关 1 ’
高 能 量 放 电 兼 过 热 1 -.’ 比 值 1 ! 无 关 5 ’
低 能 量 放 电 5 ! 无 关 1 ’
低 能 量 放 电 5 ! 无 关 5 ’
!.根 据 三 比 值 法 分 析 判 断基 于 油 中 溶 解 气 体 类 型 与 内 部 故 障 性 质 的 对 应 关 系,人 们 先 后 提 出 了 多 种 以 油 中 特 征 气 体 为 依 据 来 判 断设 备 故 障 的 方 法 。 ’/4- 年 道 奈 堡 提 出 了 区 分 热 性 故 障 和 电 性 故 障 的 "
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的 两 比 值 法 ; ’/4$
年 大 卫 斯 提 出 的 氢 氧 碳 元 素 三 角 图 判 断 法 ; 同 年 杜 威 提 出 了 以 "#
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三 成 分 的 相 对 含 量 为 基 础 的 三角 图 法,又 称 6,7法,’/44 年 罗 杰 斯 提 出 了 三 比 值 法 ; 我 国 目 前 普 遍 推 广 应 用 的 是 +,"推 荐 的 三 比 值 法 。
所 谓 的 +," 三 比 值 法 实 际 上 是 罗 杰 斯 比 值 法 的 一 种 改 进 方 法 。 通 过 计 算 "
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,将 选 用 的 8 种 特 征 气 体 构 成 三 对 比 值,在 相 同 的 情 况 下 将 这 些 比 值 以 不 同 的 编 码 表 示,如 表 ! 0 &! 所示 。 根 据 测 试 结 果 计 算 得 出 编 码,并 把 三 对 比 值 换 箅 成 对 应 的 编 码 组,然 后 查 表 对 应 得 出 故 障 类 型 和 故 障 的性 质,如 表 !0 &$ 所 示 。 但 该 法 所 给 编 码 组 并 不 全,给 实 际 分 析 工 作 带 来 诸 多 不 便 。 如 通 过 对 变 压 器 故 障 案例 分 析 得 出 所 有 编 码 组 与 设 备 故 障 的 对 应 关 系,按 三 比 值 法,-,-,-” 编 码 属 设 备 正 常 老 化,没 有 故 障 。 即 根据 编 码 规 则 和 分 类 方 法 得 到 的 编 码 超 出 了 已 知 的 编 码 列 表,因 而 无 法 确 定 故 障 性 质 ; 同 时,当 多 种 故 障 一 起发 生 时,三 比 值 法 也 难 以 区 分 。 当 气 体 含 量 或 产 气 速 率 尚 未 达 注 意 值 时,应 注 意 不 宜 应 用 三 比 值 法 进 行 判断 。
表 !0 &! +,"
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三 比 值 法 编 码 规 则 和 分 类特 征 气 体的 比 值比 值 范 围 编 码
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·$4’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !" #$ 三 比 值 法 故 障 性 质 对 照 表故 障 性 质比 值 范 围 编 码
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高 能 量 放 电 * ) #
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高 温 过 热 ( 1 0)).) ) # #
由 于 三 比 值 法 的 表 示 方 法 是 每 组 比 值 如 大 于 *,用 * 表 示 ; 如 小 于 *,则 用 ) 表 示,每 组 比 值 在 * 左 右,表示 故 障 性 质 的 暴 露 不 太 明 显 ; 比 值 越 大,则 故 障 性 质 的 暴 露 越 明 显 。 若 同 时 有 两 种 性 质 的 故 障 存 在,如 *)**,
则 可 解 释 为 连 续 电 火 花 放 电 与 过 热 。
$2根 据 34 图 对 故 障 发 展 趋 势 判 断当 变 压 器 内 部 存 在 高 温 过 热 和 放 电 性 故 障 时,绝 大 多 数 情 况 下 %
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为 纵 轴,%
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为 横 轴,即 构 成 了 3( 过 热 ) 4( 放 电 ) 图 。
由 此 可 见,34 图 判 断 法 主 要 用 于 区 分 变 压 器 是 存 在 过 热 性 故 障 还 是 放 电 性 故 障,它 兼 有 气 体 成 分 谱 图 法 和三 比 值 法 的 优 点 。 根 据 历 次 比 值 作 图,能 迅 速 正 确 地 判 断 故 障 性 质,有 的 根 据 运 行 经 验 将 其 划 分 成 几 个 区域,能 非 常 直 观 地 反 映 出 故 障 的 发 展 趋 势,如 图 !" !$ 所 示 。
图 !" !$ 某 电 力 变 压 器 色 谱 分 析 的 34 图图 !" !$ 过 热 区 中 ) 区 为 轻 微 过 热 。
!
区 为 放 电 故 障 的 注 意 区 域,应 加 强 跟 踪 监 测 。
"
区 为 电 弧 放 电区 域,一 般 已 比 较 严 重 要 停 电 检 查 。
34 图 法 最 大 的 优 点,就 是 根 据 多 次 检 测 的 结 果 可 能 在 图 上 显 示 出 故 障 的 发 展 趋 势 和 严 重 程 度 。 如 在 图
!" !$ 中 的 拆 线 为 某 变 压 器 *$ 次 色 谱 分 析 的 结 果,从 图 中 可 看 出 该 变 压 器 存 在 一 般 性 局 部 发 热,并 未 发 展 成放 电 性 故 障 。
·-0*·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!"根 据 总 烃 含 量 及 产 气 速 率 判 断绝 对 产 气 速 率 能 较 好 地 反 映 出 故 障 性 质 和 发 展 程 度,不 论 纵 比 ( 与 历 史 数 据 比 ),横 比 ( 与 同 类 产 品 比 ),
均 有 较 好 的 可 比 性 。 但 在 实 际 应 用 中 往 往 难 以 求 得,因 而 多 采 用 相 对 产 气 速 度 分 析 判 断 。 当 设 备 经 过 真 空滤 油 脱 气 后,宜 及 时 作 好 绝 对 产 气 速 率 的 测 量,并 根 据 有 关 建 议 利 用 如 下 判 断 标 准,
( #) 总 烃 的 绝 对 值 小 于 注 意 值,总 烃 产 气 速 率 小 于 注 意 值,则 变 压 器 正 常 。
( $) 总 烃 大 于 注 意 值,但 不 超 过 注 意 值 的 % 倍,总 烃 产 气 速 率 小 于 注 意 值,则 变 压 器 有 故 障,但 发 展 缓 慢,
可 继 续 运 行 并 注 意 观 察 。
( %) 总 烃 大 于 注 意 值,但 不 超 过 注 意 值 的 % 倍,总 烃 产 气 速 率 为 注 意 值 的 #& $ 倍,则 变 压 器 有 故 障,应 缩短 试 验 周 期,密 切 注 意 故 障 发 展 。
( ’) 总 烃 大 于 注 意 值 的 % 倍,总 烃 产 气 速 率 大 于 注 意 值 的 % 倍,则 设 备 有 严 重 故 障,发 展 迅 速,应 立 即 采取 必 要 的 措 施,有 条 件 时 可 进 行 吊 罩 检 修 。
("根 据 总 烃 变 化 趋 势 ( 总 烃 随 时 间 的 变 化 曲 线 ) 判 断对 大 量 过 热 性 故 障 变 压 器 的 色 谱 试 验 分 析 结 果 表 明,变 压 器 内 部 存 在 潜 伏 性 故 障 时,总 烃 在 随 时 间 的 变化 曲 线 上 主 要 有 两 种 表 现 形 式,一 种 是 总 烃 与 时 间 大 致 成 正 比 增 长 关 系 ; 另 一 种 是 总 烃 随 时 间 变 化 没 有 明 显的 递 增 关 系,而 是 出 现 时 增 时 减 的 现 象 。 对 于 第 一 种 曲 线,过 热 常 常 会 从 低 温 逐 步 发 展 成 为 高 温,甚 至 有 的迅 速 发 展 为 电 弧 放 电 而 造 成 变 压 器 损 坏 事 故 。 因 此,对 这 种 故 障 应 及 时 采 取 措 施 。 对 于 第 二 种 曲 线,可 继 续运 行,但 应 注 意 监 督 。
变 压 器 内 部 存 在 高 能 量 放 电 性 故 障 时,宜 根 据 故 障 的 发 展 情 况 来 决 定 检 修 时 间 。 如 果 条 件 允 许,在 近 期内 进 行 检 查,消 除 。 如 果 近 期 内 没 有 条 件,应 缩 短 色 谱 分 析 周 期,追 踪 分 析,密 切 注 视 故 障 的 发 展 趋 势 。
故 障 类 型 属 于 过 热 性 的 变 压 器,宜 根 据 电 压 等 级,故 障 程 度,故 障 发 展 速 度 和 油 中 气 体 的 饱 和 程 度 来 决定 维 修 时 间 。 对 于 $$)*+ 及 以 下 的 变 压 器,首 先 应 考 虑 产 气 速 率,并 且 计 算 油 中 气 体 的 饱 和 水 平 。 有 时 即 使油 中 气 体 没 有 饱 和,也 应 创 造 条 件 对 变 压 器 进 行 检 修 。
油 中 气 体 分 析 检 测 出 变 压 器 存 在 问 题 时,应 结 合 其 他 试 验,如 电 气 试 验,油 简 化 分 析 试 验,以 及 局 部 放 电测 量 等 进 行 综 合 性 分 析 判 断 。
,"特 征 气 体 变 化 与 变 压 器 内 部 故 障 的 关 系特 征 气 体 变 化 与 变 压 器 内 部 故 障 的 关 系,如 表 %- $! 所 示 。
表 %- $!
!
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特 征 气 体 与 变 压 器 内 部 故 障 的 关 系
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!
!
!
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!
主 要 特 征 气 体 故 障 类 型 主 要 特 征 气 体 故 障 类 型
.
$
高,总 烃 不 高,/.

为 总 烃 的 主 要 成 分,有 微量 /
$
.
$
油 中 电 晕 ( 火 花 放电 时 总 烃 高 )
/
$
.

,.
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,/0,/0
$
及 总烃 均 较 高绝 缘 局 部 过 热 或
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!
!
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!
!
!
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固 体 绝 缘 散 热 不 良
/
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.
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高,总 烃 和,
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较高,/
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.
$
为 总 烃 的 主 要 成分高 温 电 弧 放 电总 烃 高,,
$
和 /
$
.
$
均较 高油 中 裸 金 属 过 热并 有 电 弧 放 电,固 体
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绝 缘 损 伤总 烃 及,
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较 高,但
/
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.
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未 构 成 总 烃 中 的 主要 成 分高 温 热 点 或 局 部高 温 过 热总 烃 不 高,,
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1 #)),
/.

占 总 烃 主 要 成 分局 部 放 电产 生 的 特 征 气 体 如 表 %- $! 中 所 示 的 常 见 故 障 为,引 线 焊 接 不 良,开 关 接 触 不 良,导 线 有 毛 刺,引 线 有 短路,绕 组 匝 间,层 间 有 短 路,铁 心 穿 心 螺 杆 短 路 或 有 多 点 接 地,局 部 过 热 等 。
·(,#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册此 外,与 油 中 溶 解 气 体 相 类 似,判 断 变 压 器 内 部 故 障 的 方 法,是 用 气 体 继 电 器 积 聚 的 气 体 来 判 断 。 不 过,
它 只 有 在 变 压 器 内 部 已 有 故 障 时 才 能 判 断,而 不 能 发 现 早 期 潜 伏 性 故 障 。 这 种 方 法 通 常 是 以 气 体 继 电 器 中的 气 体 颜 色 和 故 障 性 质 的 关 系 来 判 断 变 压 器 内 部 故 障,如 表 ! " #$ 所 示 。
表 ! " #$ 气 体 继 电 器 中 气 体 颜 色 和 故 障 性 质 的 关 系气 体 继 电 器 中 气 体 颜 色 内 部 故 障 的 性 质黄 色 不 易 燃 木 质 故 障灰 白 色 有 臭 味,可 燃 纸 及 纸 板 故 障灰 黑 色 易 燃 油 故 障 ( 放 电 造 成 分 解 )
单 以 气 体 有 无 颜 色,或 可 燃 不 可 燃 来 判 断 变 压 器 故 障 的 性 质 并 不 大 理 想 。 因 为 在 故 障 初 期 分 解 出 的 气体 将 与 油 中 溶 解 的 空 气 相 混 和,此 时 聚 集 在 气 体 继 电 器 中 的 气 体,其 成 分 和 故 障 处 的 气 体 成 分 并 不 一 致,应多 取 几 次 气 样 。
%&常 规 色 谱 分 析 判 断 变 压 器 故 障 的 方 法
( ’) 与 正 常 值 比 较 。 与 油 中 溶 解 气 体 的 正 常 极 限 的 注 意 值 作 比 较,判 定 有 无 故 障 。 溶 解 气 体 正 常 极 限 注意 值 也 可 参 见 表 ! " #(。
若 氢 的 烃 类 气 体 不 超 过 表 ! " #( 所 列 的 含 量,且 气 体 成 分 含 量 一 直 比 较 稳 定,没 有 发 展 趋 势,则 认 为 电力 变 压 器 运 行 正 常 。
表 ! " #( 油 中 溶 解 气 体 的 正 常 极 限 的 注 意 值气 体 成 分 )
#
*)
+
*
#
)
$
*
#
)
+
*
#
)
#
总 烃 ( *

,*
#

正 常 极 限 值 (
!
-.-) ’/0 +/ !/ $/ / ’/0
( #) 根 据 总 烃 产 气 速 率 判 断 。 当 总 烃 含 量 超 过 正 常 值 时,应 考 虑 采 用 绝 对 产 气 速 率 和 相 对 产 气 速 率 判 断 有无 故 障 。 规 程 规 定 了 由 这 两 种 方 式 ( 或 其 中 任 一 种 ) 来 表 示 产 气 速 率 。
’) 绝 对 产 气 率 。 每 个 运 行 小 时 产 生 某 种 气 体 的 平 均 值,单 位 为 1-.2,计 算 公 式 为
!3
4
!
5#
" !
5’
!"
#
$
式 中
!3
— — — 绝 对 产 气 速 率,1-.2;
!
5#
— — — 第 二 次 取 样 测 得 油 中 某 气 体 的 体 积 分 数 ;
!
5’
— — — 第 一 次 取 样 测 得 油 中 某 气 体 的 体 积 分 数 ;
!
"— — — 两 次 取 样 时 间 间 隔 中 的 实 际 运 行 时 间,2;
#— — — 设 备 总 油 量,6;
$— — — 油 的 比 重,6.1
!

#) 相 对 产 气 速 率 。 每 个 月 ( 或 折 算 到 每 个 月 ) 某 种 气 体 含 量 增 加 值 的 百 分 数 的 平 均 值,单 位 为 7,月 。 计算 公 式 为
!8
4
!
5#
" !
5’
!
5’

!
"
9 ’007
式 中
!8
— — — 绝 对 产 气 速 率,7,月 ;
!
5#
— — — 第 二 次 取 样 测 得 油 中 某 气 体 的 体 积 分 数 ;
!
5’
— — — 第 一 次 取 样 测 得 油 中 某 气 体 的 体 积 分 数 ;
!
"— — — 两 次 取 样 时 间 间 隔 中 的 实 际 运 行 时 间,月 。
·((’·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇根 据 规 程 要 求,变 压 器 的 开 烃 绝 对 产 气 速 率,总 放 式 大 于 !"#$%&’(,密 封 式 大 于 !"$%&’( 和 相 对 产 气 速率 大 于 )!* ’月 时 的 电 气 设 备 可 判 定 有 故 障 存 在 。
产 气 速 率 与 故 障 性 的 关 系,如 表 +,#- 所 示表 +,#- 产 气 速 率 与 故 障 性 质 的 关 系绝 对 产 气 速 率 ( %&’() 故 障 特 征
!
)! 带 有 烧 伤 痕 迹
,$ 严 重 过 热 性 故 障,但 未 损 坏 绝 缘
,) 过 热 故 障尽 管 根 据 气 体 成 分 变 化 分 析 判 断 变 压 器 故 障 尚 存 在 一 些 不 确 定 性,以 及 如 三 比 值 法 中 的 编 码 缺 损 等 问题,但 油 色 谱 分 析 的 有 效 性 已 为 大 量 故 障 诊 断 的 实 践 所 肯 定 。
如 变 压 器 中 的 溶 解 气 体 /0 和 /0
#
能 够 反 映 一 定 的 纸 绝 缘 故 障,上 述 气 体 的 产 气 速 率 也 能 反 映 故 障 的发 展 情 况,并 且 部 分 比 较 成 熟 的 内 容 已 经 被 列 入 相 关 的 规 程 和 导 则 中 。
油 中 特 征 气 体 变 化 与 变 压 器 内 部 故 障 的 关 系 及 判 断 方 法,在 变 压 器 故 障 诊 断 中 虽 仍 存 在 有 不 足,但 这 些不 足 正 逐 步 解 决,并 不 断 得 到 现 场 经 验 积 累 的 补 充 和 完 善 。
色 谱 分 析 诊 断 程 序 见 图 +,+$。
1"故 障 热 点 温 的 估 算国 际 电 工 委 员 会 23/ 标 准 指 出,若 /0’/0
#
的 比 值 大 于 !"++ 或 小 于 !"!1,及 /0
#
’/0 的 比 值 低 于 + 或 高于 )),则 认 为 可 能 存 在 纤 维 分 解 故 障,即 固 体 绝 缘 的 劣 化 。 当 涉 及 到 固 体 绝 缘 裂 解 时,绝 缘 纸 过 热 温 度 判 断的 经 验 公 式 为
+!!4以 下 ! 5,#6)78
/0
#
/0
9 +:+
+!!4以 上 ! 5,))1;78
/0
#
/0
9 ;;!
)!"故 障 回 路 的 总 烃 安 伏 法 判 断根 据 上 述 色 谱 分 析,通 过 变 压 器 油 中 含 气 量 的 变 化,采 用 三 比 值 法,含 量 比 值 法,产 气 速 率 法,只 能 判 断变 压 器 的 故 障 程 度 或 发 热 点 的 温 度 范 围,但 不 能 判 断 出 故 障 的 回 路 。 而 变 压 器 磁 路 过 热 故 障 或 导 电 回 路 过热 故 障 时,利 用 总 烃 含 量 与 电 压 平 方 或 电 流 平 方 成 正 比 关 系 的 总 烃 安 伏 法,能 比 较 准 确 地 判 断 过 热 故 障 回路 。
变 压 器 过 热 故 障,导 电 回 路 与 非 导 电 回 路 故 障 时 的 气 体 成 分 无 较 大 区 别,这 是 由 于 两 者 温 度 相 近,色 谱分 析 发 现 在 裂 解 出 的 气 体 中 主 要 是 甲 烷 /<
6
和 乙 烯 /
#
<
6
,据 此 很 难 判 断 故 障 回 路 。 总 烃 安 伏 法 利 用 了 变 压器 磁 路 故 障 时,油 色 谱 气 体 各 个 成 分,气 体 组 合,总 和 及 总 烃 的 含 量 或 它 们 的 变 化 量 和 速 率 均 大 致 上 与 电 压平 方 成 正 比 ; 而 导 电 回 路 过 热 故 障 时,这 些 量 与 电 流 平 方 成 正 比 的 规 律 。 因 此 可 根 据 总 烃 含 量 与 变 压 器 某 段时 间 内 每 日 平 均 电 压 及 电 流 变 化 的 关 系,来 判 断 故 障 回 路 。
总 烃 安 伏 法 有 曲 线 比 较,直 线 拟 合 及 相 关 系 数 三 种 基 本 分 析 方 法,可 单 独 使 用 任 一 方 法 。
( 二 ) 腐 蚀 诊 断
)"腐 蚀 损 伤 的 分 类 和 腐 蚀 部 位 测 量 与 检 测
( )) 腐 蚀 损 伤 的 分 类 如 表 +,#1 所 示 。
·-:)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" !# 色 谱 分 析 诊 断 程 序 表 ( 气 体 含 量 单 位,$$%)
·&’(·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 !" #$ 腐 蚀 损 伤 分 类 及 腐 蚀 形 态分 类 项 目 腐 蚀 形 态按 腐 蚀 环 境 分 类
( %) 液 体 环 境 中
( #) 气 体 环 境 中
( %) 湿 蚀
( #) 干 蚀实 际 环 境 的 湿 蚀 分类
( %) 水 溶 液 环 境 中
( #) 大 气 环 境 中
( !) 土 壤 环 境 中
( %) 淡 水 中 腐 蚀海 水 中 腐 蚀酸,碱,盐 类 腐 蚀
( #) 大 气 腐 蚀
( !) 土 壤 腐 蚀 ( 细 菌 腐 蚀 ) 杂 散 电 流 腐 蚀按 腐 蚀 面 的 凹 凸 形状 分 类
( %) 表 面 均 匀 减 薄
( #) 局 部 腐 蚀
( %) 全 面 腐 蚀点 蚀
( #) 晶 界 腐 蚀间 隙 腐 蚀与 腐 蚀 机 构 相 关 的因 素 分 类
( %) 与 生 物 有 关 的 腐蚀
( #) 与 力 学 因 素 有 关的 腐 蚀
( !) 电 化 学 因 素 引 起的 腐 蚀
( %) 细 菌 腐 蚀 ( 铁,氢,硫 磺 等 )
硫 酸 还 原 腐 蚀
( #) 应 力 腐 蚀汽 蚀
( !) 电 腐 蚀
( #) 腐 蚀 部 位 测 量 与 检 测 。
如 表 !" !& 所 列 为 根 据 不 同 目 的 对 腐 蚀 部 位 测 量 与 检 测 的 一 般 方 法 。
#’发 电 机 和 输 变 电 设 备 的 腐 蚀 和 诊 断发 电 机 输 变 电 设 备 腐 蚀 部 位 及 腐 蚀 模 式 如 表 !" !% 所 示 。
其 诊 断 方 法,通 过 目 测 检 测,超 声 波 图 像 探 伤 仪 对 腐 蚀 范 围,减 薄 量 测 量 。 对 给 水 冷 线 圈 的 冷 却 管 可 由其 他 参 数 的 监 测,诊 断 其 设 备 腐 蚀 情 况 。
表 !" !& 腐 蚀 部 位 测 量,检 测 方 法测 量 目 的 测 量 方 法 概 要厚 度 测 量
( %) 超 声 波 厚 度 计
( #) 放 射 线 透 视 摄影 法
( !) 电 阻 法
( () 涡 流 探 伤 法
( %) 在 厚 度 测 量 方 面 这 种 方 法 用 得 较 多,精 度 可 达到 &’%)) 左 右 。 局 部 腐 蚀 可 以 测 量 达 数 毫 米 左 右
( #) 通 过 放 射 线 同 位 元 素 * 射 线 图 的 底 片 图 像 求 厚度 和 腐 蚀 形 状 分 布
( !) 向 被 测 物 体 通 一 定 电 流,根 据 两 点 间 的 电 位 差进 行 检 测
( () 用 对 比 试 片 与 壁 厚 减 薄,裂 纹,点 蚀 比 较,进 行 检 测重 量 测 定 重 量 测 定 法 测 定 单 位 物 件 的 重 量,检 测 腐 蚀 损 耗 量 时 效 变 化腐 蚀 裂 纹 的 测 定 探 伤 法对 于 应 力 腐 蚀 裂 纹 及 晶 界 腐 蚀 的 检 测,通 常 采 用 超声 探 伤 法,+,磁 探 伤,浸 透 探 伤 等 探 伤 方 法腐 蚀 范 围 等 的 测 量 目 视 检 查 是 定 性 评 价 腐 蚀 范 围,深 度,状 态 等 的 基 本 检 查 法
·&-%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !" !# 发 电 机 输 变 电 设 备 的 腐 蚀 和 诊 断名 称 部 位 ( 材 质 ) 腐 蚀 原 因 和 腐 蚀 模 式发 电 机冷 却 器磷 铜 管淡 水,低 速,孔 蚀高 速,出 入 口 化 学 腐 蚀海 水,低 速 的 紊 流 腐 蚀黄 铜 管淡 水,低 速,附 作 物 堆 积 脱 铝 应 力 腐 蚀高 速,应 力 腐 蚀海 水,低 速,异 物 附 着 腐 蚀高 速,入 口 腐 蚀铜 镍 合 金 管淡 水,低 速,附 作 物 堆 积 局 部 腐 蚀海 水,低 速,附 作 物 堆 积 局 部 腐 蚀高 速,出 入 口 化 学 腐 蚀钛 管 海 水,异 种 金 属 接 触 电 化 学 腐 蚀,氢 脆 腐 蚀不 锈 钢 管淡 水,低 速,晶 粒,孔 蚀,$%% 断 裂高 速,局 部 腐 蚀海 水,低 速,局 部 腐 蚀高 速,$%%
水 冷 线 圈钢 管不 锈 钢水 中 空 气,&’ 影 响 化 学 腐 蚀 结 垢,电 压 影 响 电 化 学 腐 蚀水 中 空 气,&’ 影 响 化 学 腐 蚀 结 垢,电 压 影 响 电 化 学 腐 蚀转 子 护 环 高 速 运 转 应 力,结 雾,产 生 $%%
变 压 器 密 封 连 接 部 受 空 气,氧 气,水 的 腐 蚀断 路 器,配 电 盘,控 制 盘 受 空 气,氧 气,水 的 腐 蚀三,温 度 诊 断温 度,振 动 和 润 滑 油 是 传 统 的 通 用 机 械 设 备 监 测 的 三 种 方 法 。 利 用 温 度 测 量 对 设 备 的 热 状 态 进 行 监 测是 一 种 历 史 的 监 测 方 法 。 对 于 热 力 设 备 和 电 气 设 备 的 故 障 诊 断,采 用 温 度 和 热 象 技 术 确 实 发 挥 了 不 可 估 量的 作 用 。
( 一 ) 传 统 的 温 度 监 测 及 诊 断
#(温 度 的 标 定温 度 是 反 映 物 体 冷 热 程 度 的 物 理 量 。 物 体 冷 热 程 度 是 与 组 成 物 体 的 分 子 与 原 子 永 不 停 息 的 无 规 则 运行,即 于 热 运 行 密 切 相 关 的 。 定 量 地 确 定 温 度 是 通 过 引 入 温 标 来 实 现 的 。 通 常 有 摄 氏 温 标 和 绝 对 温 标 。
)(常 规 测 温 装 置
( #) 接 触 式 测 温 装 置 原 理 及 种 类 。 接 触 式 测 温 装 置 的 工 作 原 理 是 使 测 温 元 件 与 被 测 对 象 有 良 好 接 触,通过 传 导 和 对 流 达 到 热 平 衡 而 测 温 。 一 个 完 整 的 接 触 式 测 温 装 置 包 括,由 感 温 元 件 组 成 的 传 感 器,能 反 映 输 出信 息 的 显 示 仪 表,以 及 盘 式 或 桶 式 记 录 仪 表 。
#) 液 体 膨 胀 式 温 度 计 。 通 常 利 用 水 银 和 酒 精 等 测 温 物 质 受 热 后 体 积 膨 胀 的 特 性 。 温 度 范 围,水 银 " !*
·#+#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
! " #$%&,酒 精 ’ (%%! " #%%&。
() 压 力 推 动 式 温 度 计 。 利 用 在 封 闭 温 包 中 的 液 态 气 体 或 低 沸 点 液 体 的 饱 和 蒸 汽 受 热 及 体 积 膨 胀 或 压 力变 化 推 动 传 动 机 构,带 动 指 针 并 显 示 温 度 值 。 温 度 范 围 随 系 统 介 质 而 不 同 。
#) 热 电 阻 温 度 计 。 利 用 电 阻 与 温 度 之 间 呈 一 定 函 数 关 系 的 金 属 导 体 或 半 导 体 材 料 制 成 感 应 元 件,当 温度 变 化 时,电 阻 随 温 度 变 化 并 通 过 测 量 回 路 的 转 换,在 显 示 器 ( 二 次 仪 表 ) 示 出 温 度 值 。 金 属 导 体 的 感 温 元 件多 由 铂,铜,镍 制 成,而 半 导 体 感 温 元 件 则 为 热 敏 电 阻 。 金 属 热 电 阻 元 件 与 温 度 之 间 有 较 好 的 线 性 度,复 现 性好,但 热 惯 性 较 大,灵 活 度 为 )*+,&。 半 导 体 热 元 件 可 小 型 化,灵 敏 度 高,电 阻 温 度 关 系 是 非 线 性,复 现 性差,灵 敏 差 为 )%*+,&。
-) 热 电 偶 温 度 计 。 利 用 两 种 导 体 接 触 部 位 的 温 度 差 所 产 生 的 热 电 势 来 测 温 的 。 电 势 温 度 关 系 线 性 较好 。 热 电 势 可 用 普 通 电 压 表 ( 毫 伏 表 ),电 位 差 计 或 电 子 电 压 表 测 出 。 常 用 热 电 偶 为 铜,康 铜,镍 铬 合 金,镍 铝合 金 等,灵 敏 高 为 -%
!
+,&。
$) 示 温 片,示 温 漆,示 温 涂 料 。 这 是 当 测 温 要 求 不 高,或 在 测 定 复 杂 形 体,运 动 或 旋 转 体 的 表 面 温 度 时,
也 常 采 用 的 一 种 快 速 而 经 济 的 方 法 。 通 常 利 用 视 觉 式 测 温 材 料 制 成 示 温 片,根 据 涂 料 等 变 色 的 程 度,可 知 物体 表 面 温 度 。
( () 非 接 触 式 测 温 装 置 。 非 接 触 式 测 温 装 置 原 理 是 测 温 元 件 与 被 测 温 对 象 不 需 接 触,而 是 通 过 接 受 热 辐射 的 能 量 来 实 现 测 温 。
非 接 触 式 测 温 装 置 的 优 点 是,由 于 测 温 时 不 会 破 坏 被 测 对 象 的 温 度 场,也 不 必 与 被 测 对 象 达 热 平 衡,故测 温 装 置 可 大 大 低 于 被 测 对 象 的 温 度,且 动 态 特 性 好,可 测 运 动 着 的,或 小 目 标 及 热 容 量 小 或 温 度 变 化 迅 速的 对 象 表 面 温 度 。 其 缺 点 是 易 受 物 体 辐 射 率,周 围 环 境 状 况 的 影 响,难 以 使 测 温 达 到 高 的 精 度 。
非 接 触 式 测 温 装 置 的 种 类 繁 多,主 要 有 亮 度 测 温 和 比 色 测 温 两 大 类 。 亮 度 测 温 仪 的 原 理 是 由 被 测 对 象在 某 一 波 段 内 辐 射 亮 度 的 大 小 来 确 定,如 光 学 高 温 计,全 辐 射 温 度 计 。 比 色 测 温 是 根 据 被 测 对 象 对 辐 射 亮 度的 波 长 分 布 规 律 来 确 定 温 度 的 。 如 比 色 温 度 计,热 外 测 温 仪 等 。
常 用 非 接 触 式 测 温 仪 表 种 类 精 度 及 分 度 值 如 下,
)) 光 学 高 温 计 。 光 学 高 温 计 的 结 构 原 理 是,利 用 物 体 在 $%%&左 右 时 其 热 辐 射 进 入 可 见 光 范 围,将 物 体表 面 颜 色 同 仪 器 内 加 热 的 灯 丝 作 亮 度 对 比 而 测 温 。
() 全 辐 射 温 度 计 。 全 辐 射 温 度 计 的 结 构 原 理 是,利 用 热 电 元 件 或 硫 化 铝 元 件 测 量 发 热 物 体 表 面 的 辐 射能 。
#) 比 色 测 温 仪 。 比 色 测 温 仪 的 结 构 原 理 是,根 据 物 体 辐 射 功 率 随 光 谱 波 长 的 变 化 规 律 来 测 温 。 比 色 测温 仪 分 别 接 收 两 个 窄 波 段 处 目 标 辐 射 率 的 不 同 比 值,经 探 测 器 和 电 路 即 可 测 温 。
-) 红 外 测 温 仪 。 它 的 结 构 原 理 是 被 测 物 体 发 出 红 外 线,通 过 透 镜 聚 集 后 入 射 到 红 外 探 测 器,产 生 一 个 正比 于 辐 射 能 的 电 信 号,经 放 大 处 理 后 即 显 示 温 度 。
#.常 规 测 温 装 置 的 选 用测 温 仪 表 的 选 用 首 先 根 据 作 业 条 件 选 择 接 触 式 或 非 接 触 式,表 #’ #( 示 出 两 者 的 比 较,然表 #’ #( 接 触 式 与 非 接 触 式 测 温 方 法 比 较项 目 接 触 系 统 非 接 触 系 统保 证 精 确 测量 的 主 要 要 求
( )) 测 温 设 备 与 被 测 物 体 间 要 求 良 好的 热 接 触
( () 测 温 设 备 与 被 测 物 体 接 触 时,物体 温 度 不 发 生 变 化
( )) 要 知 道 被 测 物 体 的 发 射 率
( () 物 体 的 辐 射 能 充 分 抵 达 检 测 器
( 或 充 分 吸 收 )
( #) 要 消 除 背 底 噪 声
·(/)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册项 目 接 触 系 统 非 接 触 系 统优 点
( !) 可 测 物 体 内 部 温 度
( ") 测 量 精 度 要 求 相 对 简 单
( !) 由 于 是 非 接 触,对 物 体 无 影 响,且仅 有 !#
!
$ 的 微 小 表 面 也 可 测 量
( ") 易 于 测 量 运 行 物 体
( %) 响 应 时 间 快,适 于 测 量 温 度 的 瞬间 变 化
( &) 机 械 式 扫 描,易 于 线 或 面 的 测 温
( ’) 对 同 种 材 料,可 以 反 复 测 温,对 相对 温 度 测 量 也 能 适 用缺 点
( !) 由 于 测 温 器 的 接 触,小 物 体 的 温度 会 发 生 变 化,此 外 因 测 温 器 的 尺 寸 受到 限 制,小 于 一 定 限 制 的 物 体 不 能 测 温
( ") 不 能 测 量 运 动 物 体
( %) 响 应 时 间 慢,不 适 于 测 瞬 态 现 象
( &) 测 量 范 围 宽 时 需 要 较 多 的 检 测 器
( ’) 在 生 产 过 程 中,同 时 测 量 多 个 物体 时 不 实 用
( !) 仅 限 于 表 面 温 度 测 量
( ") 当 要 求 精 度 时,测 量 过 程 必 须 严格后 根 据 测 温 范 围 选 定 合 适 产 品 。
( 二 ) 电 力 设 备 温 度 诊 断
!(电 力 设 备 温 度 诊 断 的 运 用 范 围温 度 监 测 和 诊 断 是 一 种 通 用 监 测 手 段 。 除 在 热 力 设 备 和 电 气 设 备 生 产 运 行 作 为 主 要 的 监 测 参 数 外,在热 力 设 备,电 力 设 备 的 故 障 诊 断 中 获 得 广 泛 运 行 。 如 表 % ) %% 所 示 。
表 % ) %% 温 度 诊 断 技 术 在 电 力 设 备 诊 断 中 应 用主 要 设 备 状 态 特 征电 气 设 备
( !) 电 力 变 压 器
( ") 旋 转 电 机
( %) 输 配 电 线 路 ( 电 缆 )
( &) 断 路 器
( !) 接 头 松 ; 套 管 过 热 ; 接 触 不 良 ; 绕 组 过 热,过 负 荷,三 相 不 平衡 ; 冷 却 管 堵 塞 或 不 畅
( ") 轴 承 过 热 负 荷 不 平 衡 ; 绕 组 断 路 或 短 路 ; 电 刷,集 电 环 换 向器 发 热 ; 过 负 荷 ; 绝 缘 状 态 劣 化,接 头 焊 接 不 牢,冷 凝 管 堵 塞 等
( %) 接 头 松 动 或 接 触 不 良 ; 负 荷 不 平 衡 ; 过 负 荷,过 热
( &) 接 触 不 良 ; 过 负 荷 ; 过 热热 力 设 备
( !) 锅 炉
( ") 汽 轮 机 及 蒸 汽 系 统
( !) 炉 管 堵 塞,结 垢 ; 泡 包 上 下 壁 温 差 大,耐 火 材 料 破 损 ; 空 预 器管 堵 塞
( ") 汽 轮 机 缸 壁 温 差 大 ; 润 滑 及 冷 却 系 统 堵 塞,轴 承 过 热辅 助 机 械 设 备
( 球 磨 机,引 送 风,机,泵,热 交换 器 )
轴 承 过 热 ; 油 温 高 ; 热 交 换 器 堵 塞
·%*!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!"诊 断 方 法 ( 包 括 简 易 诊 断,精 密 诊 断 )
简 易 诊 断 一 般 系 指 使 用 便 携 式 仪 器 和 感 官,在 工 作 现 场 由 操 作 人 员 进 行 测 试 和 分 析,其 目 的 在 于 发 现 热故 障,并 作 出 初 步 判 断 。 一 般 常 规 测 温 装 置 如 接 触 式 的 测 温 装 置,不 论 是 液 体 膨 胀 式 或 压 力 推 动 式 温 度 计,
热 电 阻 式 或 热 电 偶 式 温 度 计,以 及 示 温 计,示 温 漆,示 温 漆 料 等 都 是 适 用 于 简 易 诊 断 。 而 非 接 触 式 测 温 装 置的 光 学 高 温 计,全 辐 射 温 度 计,比 色 高 温 计,虽 测 温 原 理 不 同,但 也 属 于 简 易 诊 断 。
精 密 诊 断,一 般 是 指 使 用 高 精 度 的 测 试 分 析 仪 器,在 工 作 现 场 由 专 职 的 诊 断 人 员 对 设 备 采 样 的 初 步 分 析后,再 在 实 验 室 中 进 行 精 确 分 析 和 识 别,其 目 的 在 于 确 切 分 析 的 判 断 经 过 简 易 诊 断 丽 难 以 判 断 和 识 别 的 热 故障 问 题 。
通 常 使 用 成 套 的 红 外 热 成 像 系 统,即 可 以 构 成 一 个 温 度 的 精 密 诊 断 系 统,进 行 采 集,存 贮,处 理 和 分 析 设备 表 面 的 温 度 场,诊 断 出 设 备 的 热 状 态 的 异 常 原 因 。
四,振 动,噪 声 诊 断
( 一 ) 振 动 诊 断 技 术振 动 诊 断 技 术,以 振 动 信 息 为 特 征 参 数,进 行 检 测 和 解 析,从 而 判 定 其 劣 化 状 态 的 方 法 称 为 振 动 诊 断 技术 。
#"简 单 诊 断目 的,检 测 运 动 中 振 动 水 平 及 其 变 化,及 早 发 现 异 常 振 动 的 征 兆 。
方 法,定 时,定 点 巡 回 监 测,使 用 携 带 式 测 振 动 仪 或 数 据 采 集 器,并 用 磁 带 记 录 振 动 信 号 。
远 距 离 集 中 监 测 固 定 要 装 传 感 器 及 监 测 仪,连 续 记 录 并 超 限 报 警 。
!"精 密 诊 断目 的,查 清 振 动 异 常 和 超 限 的 原 因,确 定 故 障 部 位 并 作 处 理 决 策 。
方 法,用 精 密 诊 断 流 程 。
( 二 ) 噪 声 诊 断在 通 常 情 况 下,电 力 设 备 的 噪 声 如 同 振 动 一 样 是 平 稳 的 具 有 随 机 过 程 特 性 的 复 合 噪 声 。 一 旦 设 备 发 生故 障,则 会 产 生 非 平 稳 的 随 机 噪 声 。 因 此 噪 声 诊 断 技 术 就 是 通 过 噪 声 分 析 ( 频 谱 分 析,声 级 和 声 强 分 析 ) 从 而确 定 噪 声 源,以 此 来 发 现 设 备 故 障 原 因 的 一 种 诊 断 技 术 。
#"调 查 性 噪 声 测 试测 量 目 的 是 检 验 噪 声 是 否 超 过 规 定 限 值,或 操 作 场 所 的 总 噪 声 是 否 超 过 允 许 限 值,测 量 无 论 在 消 声 室,
混 响 室,试 验 站 或 运 行 现 场 进 行,所 需 测 量 仪 器 一 只 $ 计 权 声 级 计 已 能 满 足 要 求,测 量 时 只 要 测 出 总 声 功 率
%&( $) 就 够 了 。
!"噪 声 的 简 易 诊 断对 于 噪 声 测 量 有 特 殊 要 求 的 场 合,噪 声 总 声 功 率 级 超 过 规 定 限 值 或 有 异 常 噪 声 时,除 了 测 定 噪 声 $ 计权 总 声 功 率 级 之 外,往 往 还 需 要 进 行 噪 声 的 频 谱 分 析,分 析 噪 声 中 的 主 要 频 率 成 分,分 析 主 要 噪 声 源,各 种 测试 是 属 于 噪 声 的 简 易 诊 断 。
噪 声 简 易 诊 断 的 测 试 系 统 通 常 由 传 声 器,声 级 计,倍 频 程 滤 波 器 ( 或 实 时 频 谱 分 析 仪 ) 和 电 平 记 录 仪 组成 。 这 种 测 量 和 分 析 方 法 主 要 用 于 平 稳 的 随 机 噪 声 的 分 析,一 般 在 试 验 站 或 运 行 现 场 进 行 。 声 级 计 测 量 出声 压 级 并 计 算 出 总 声 功 率 级,而 且 还 可 将 放 大 的 噪 声 信 号 输 入 倍 频 程 滤 波 器 或 实 时 频 谱 分 析 仪,噪 声 的 时 域信 号 或 频 谱 信 号,由 电 平 记 录 仪 记 录 下 来,以 供 分 析 。
’"噪 声 的 精 密 诊 断特 殊 情 况 下 产 生 非 平 稳 的 随 机 噪 声,这 种 噪 声 又 往 往 和 某 些 故 障 直 接 有 关,有 些 则 对 噪 声 有 严 格 的 要求,必 须 对 噪 声 进 行 精 密 诊 断 。 对 噪 声 信 号 进 行 详 细 的 记 录 和 分 析,通 过 噪 声 分 析 来 发 现 某 些 故 障 产 生 的 原因 。 噪 声 的 精 密 诊 断 通 常 分 两 个 步 骤,分 别 在 不 同 地 方 和 时 间 进 行 。
·()#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 四 章 电 子 器 件 与 电 子 电 路第 一 节 电 子 器 件一,电 子 器 件 简 介
( 一 ) 电 子 器 件 的 分 类电 力 电 子 器 件 既 是 电 力 电 子 技 术 的 基 础,也 是 电 力 电 子 技 术 发 展 的 强 大 动 力 。 电 力 电 子 器 件 的 种 类 和特 性 直 接 影 响 到 电 力 电 子 系 统 的 体 积,价 格,性 能 和 发 展 。
按 电 力 电 子 器 件 开 通,关 断 的 控 制 方 式,电 力 电 子 器 件 可 分 为 三 类,见 表 !" #。
表 !" # 电 力 电 子 器 件 的 类 型类 型 器 件 名 称 说 明不 控 型 大 功 率 二 极 管工 作 机 理 类 似 于 信 号 二 极 管,但 它 能 承受 高 电 压 和 大 电 流半 控 型 普 通 晶 闸 管 ( $%&) 及 其 派 生 器 件只 能 通 过 控 制 极 控 制 器 件 开 通,而 不 能控 制 其 关 断全 控 型可 关 断 晶 闸 管 ( ’())
双 极 型 大 功 率 晶 体 管 ( ’(&,也 可 缩 写 为 *+()
功 率 场 效 应 管 (,)$-.()
缘 缘 栅 双 极 型 晶 体 管 ( /’*()
静 电 感 应 晶 体 管 ( $/()
静 电 感 应 晶 闸 管 ( $/(0)
,)$ 晶 闸 管 (,%()
,)$ 晶 体 管 (,’()
通 过 控 制 极 可 以 控 制 器 件 的 开 通 和 关断这 类 器 件 也 被 称 作 自 关 断 器 件图 !" # 给 出 了 电 力 电 子 器 件 的 发 展 概 况 及 趋 势 。 图 中 示 出 了 自 12 世 纪 32 年 代 后 以 ’(&,’() 及 功 率
,)$ 为 代 表 的 自 关 断 器 件 的 较 大 发 展,这 使 得 电 力 电 子 技 术 面 目 一 新,与 此 同 时 也 涌 现 出 许 多 新 颖 的 器 件 。
值 得 指 出,32 年 代 末 出 现 的 /’*(,容 量 较 大,开 关 速 度 快,易 驱 动,是 较 理 想 的 器 件,有 代 替 ’(&,’() 的 趋势 。 另 外,功 率 集 成 电 路 ( 45678/%) 把 驱 动,保 护 及 控 制 电 路 和 器 件 集 成 在 一 片 芯 片 上,这 给 电 力 电 子 技 术 广泛 用 于 家 用 电 器,办 公 自 动 化 设 备 等 开 辟 了 广 阔 的 前 景 。
电 力 电 子 器 件 的 主 要 发 展 趋 势 如 下 。
·93#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" # 电 力 电 子 器 件 的 发 展
#$全 控 型 开 关 器 件 向 易 驱 动,大 功 率,高 电 流 密 度 和 提 高 开 关 频 率 的 方 向 发 展,但 器 件 内 部 结 构 向 微 细化 方 向 发 展 。
%$器 件 智 能 模 块 化,集 成 化 。 在 现 有 &’() 芯 片 和 优 化 集 成 电 路 的 基 础 上,通 过 封 装 新 技 术 将 器 件 驱 动功 能,信 号 传 感,自 保 护,自 诊 断 功 能 ( 过 电 流,过 热,短 路,欠 压 等 保 护 ) 及 控 制 电 路 等 集 成 为 一 体,形 成 一 个完 整 的 系 统 。 例 如,近 年 来 开 发 出 的 以 &’() 为 功 率 开 关 器 件 的 模 块 &*+,与 一 般 功 率 模 块 相 比,抗 干 扰 性能,可 靠 性 等 均 有 较 大 的 提 高,从 而 加 快 了 电 力 电 子 技 术 在 各 个 领 域 的 推 广 应 用 。
,$器 件 材 料 更 新 。 目 前 器 件 所 用 的 半 导 体 材 料 几 乎 都 是 硅,但 砷 化 镓,碳 化 硅 及 合 成 金 刚 石 等 新 型 半 导体 材 料 则 具 有 良 好 的 特 性 。 砷 化 镓 ( 参 见 第 二 部 分 第 一 章,$! 节 ),碳 化 硅 及 合 成 金 刚 石 都 有 很 宽 的 频 带,很高 的 载 流 子 迁 移 率 及 很 好 的 导 电 率 和 导 热 率 。 例 如,用 合 成 金 刚 石 制 成 的 功 率 +-./0) 比 硅 器 件 的 工 作 频率 高 12 倍,容 量 提 高 几 个 数 量 级,导 通 压 降 低 一 个 数 量 级,工 作 结 温 可 达 3224。
( 二 ) 电 力 电 子 器 件 的 应 用随 着 电 力 电 子 技 术 的 不 断 发 展,一 些 新 颖 器 件 的 不 断 涌 现,原 有 器 件 的 性 能 逐 渐 改 进,用 电 力 电 子 器 件构 成 的 各 种 电 力 电 子 电 路 的 应 用 范 围 与 日 俱 增 。 表 !" % 给 出 了 部 分 电 力 电 子 器 件 在 某 些 领 域 的 应 用 情 况 。
表 !" % 部 分 电 力 电 子 器 件 的 应 用器 件 名 称 主 要 应 用功 率 二 极 管 可 构 成 各 种 变 换 电 路,用 途 极 为 广 泛普 通 晶 闸 管 (,56)
直 流 电 机 调 速 装 置,交 流 电 机 调 速 装 置,高 压 直 流 输 电,静 止 无 功 补偿,电 焊 机,照 明,电 解 电 源,交 流 开 关,直 流 开 关可 关 断 晶 闸 管 ( ’)-)
直 流 电 机 调 速 ( 斩 波 ) 装 置,交 流 电 机 调 速 装 置,不 间 断 电 源 ( 7*.) 装置,机 车 牵 引,感 应 加 热大 功 率 晶 体 管 ( ’)6)
直 流 电 机 调 速 装 置,交 流 电 机 调 速 装 置,开 关 电 源 装 置,不 间 断 电 源
( 7*.) 装 置,构 成 ’)6 模 块 可 作 录 像 机 和 音 频 电 源 及 其 他 家 电 用 品绝 缘 栅 双 极 型 晶 体 管 ( &’())
直 流 电 机 调 速 装 置,交 流 电 机 调 速 装 置,不 间 断 电 源 ( 7*.) 装 置,电焊 机,感 应 加 热功 率 +-./0)
直 流 电 机 调 速 装 置,交 流 电 机 调 速 装 置,开 关 电 源 装 置,不 间 断 电 源装 置 ( 7*.),电 焊 机,录 像 机,音 频 电 源,汽 车 电 子 电 器,电 子 检 测,感应 加 热
·38#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册二,整 流 二 极 管
( 一 ) 工 作 原 理 和 伏 安 特 性
!" 结 具 有 单 向 导 电 特 性,利 用 一 个 !" 结 可 以 构 成 二 极 管 。 制 造 二 极 管 的 材 料 有 硅 和 锗,其 伏 安 特 性 曲线 如 图 # $ % 所 示 。 二 极 管 的 工 作 原 理 和 一 般 二 极 管 一 样,即 加 上 正 向 偏 置 时 二 极 管 导 通,导 通 时 硅 管 压 降为 &’( ) &’*+,锗 管 为 &’% ) &’,+; 在 !" 结 上 加 上 反 向 偏 置 时,二 极 管 阻 断,呈 现 出 极 大 的 反 向 电 阻 。 当 加 在
!" 结 上 的 反 向 偏 置 增 加 到 一 定 程 度 时 ( 如 大 于 !
-./
),二 极 管 将 被 反 向 击 穿 而 损 坏 。
整 流 二 极 管 的 开 通 和 关 断 总 伴 随 着 内 部 载 流 子 分 布 的 改 变,因 此 开 通 和 关 断 都 需 要 一 定 的 延 迟 时 间 。
二 极 管 在 反 向 阻 断 状 态 下,当 外 加 电 压 极 性 改 变 时 ( 这 时 !" 结 为 正 偏 ),载 流 子 从 高 掺 杂 质 部 分 注 入 !" 结
( 这 称 之 为 导 通 惯 性 ),这 一 过 程 所 需 时 间 被 定 义 为 开 通 时 间,开 通 时 间 是 很 小 的,但 如 果 这 段 时 间 阳 极 电 流增 长 过 快,即 0"
!
10# 很 大,将 使 载 流 子 来 不 及 沿 !" 结 截 面 均 匀 扩 散,致 使 器 件 局 部 热 击 穿 而 损 坏 。 当 二 极管 从 正 向 偏 置 改 为 反 向 偏 置 时,器 件 中 正 向 电 流 减 小 到 零,并 有 较 大 的 反 向 电 流 ( 即 恢 复 电 流 ) 流 过,直 至 基区 的 载 流 子 释 放 完,接 着 承 受 反 向 电 压,反 向 电 流 急 剧 地 降 低 到 零 值 附 近,二 极 管 才 接 受 阻 断 电 压,这 种 现 象称 之 为 阻 断 惯 性 。 由 于 载 流 子 释 放 而 造 成 反 向 电 流 的 这 段 时 间 称 之 为 存 储 时 间 #
.23
( 图 # $,),图 中,阴 影 线部 分 所 示 面 积 为 储 存 电 荷 $
.23
。 $
.23
与 阻 断 层 温 度,导 通 电 流 和 换 流 电 流 的 陡 度 成 正 比 。
图 # $ % 二 极 管 的 伏 安 特 性 曲 线图 # $,整 流 二 极 管 的 切 换 过 程图 # $,中 #
--
称 为 反 向 恢 复 时 间,它 与 反 向 电 流 上 升 率,结 温 以 及 开 关 前 最 大 正 向 电 流 有 关 。 图 中,%
45
称 为 反 向 峰 值 电 流 。
开 通 和 关 断 都 有 延 迟 时 间,这 延 迟 时 间 都 限 制 了 二 极 管 的 开 关 速 度 。 在 工 频 整 流 电 路 中,对 二 极 管 开 关速 度 要 求 不 高,因 而 影 响 不 大,在 高 频 电 力 电 子 电 路 中,必 须 采 用 恢 复 时 间 短 的 二 极 管 。
·6*7·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇综 上 所 述,与 普 通 二 极 管 相 比,大 功 率 二 极 管 特 点 是,
!"开 通 和 关 断 都 有 延 迟 时 间 ;
#"关 断 过 程 中 会 出 现 瞬 时 反 向 电 流 。
目 前,用 于 电 力 电 子 电 路 中 的 功 率 二 极 管 及 其 特 点 见 表 $% &。
表 $% & 常 用 的 功 率 二 极 管类 型 特 点普 通 二 极 管
!"有 较 大 的 功 率 承 载 能 力
#"开 通 和 关 断 延 迟 时 间 较 长,因 此 常 用 于 低 频 大 功 率 能 量 变 换 中快 恢 复 二 极 管 ( ’())
!"反 向 恢 复 时 间 短,反 向 恢 复 电 流 也 小
#"常 用 作 高 频 电 路 中 的 单 向 开 关
&"由 于 恢 复 时 间 短,!" # !$ 可 能 过 高,因 此 在 某 些 情 况 下 要 采 取 保 护 措 施肖 特 基 二 极 管 ( *+))
!"它 不 是 利 用,- 结,而 是 利 用 金 属 导 体 和 半 导 体 接 触 时 在 接 触 面 上 产 生 势垒,这 个 势 垒 类 似,- 结,故 它 又 称 势 垒 二 极 管
#"通 态 压 降 很 低,约,"&/,但 反 向 电 压 也 较 低,为 0.1 !../
&"常 用 于 低 电 压 整 流 电 路 中 。 主 要 用 于 低 压 大 电 流 直 流 电 源 中
( 二 ) 主 要 技 术 参 数
!"额 定 正 向 平 均 电 流 %

( 额 定 电 流 ) 在 规 定 的 使 用 条 件 下,容 许 长 时 间 连 续 流 过 工 频 正 弦 半 波 电 流 的平 均 值 。
#"反 向 重 复 峰 值 电 压 &
223
( 额 定 电 压 ) 二 极 管 工 作 时 所 能 施 加 的 反 向 最 高 峰 值 电 压 ( 见 图 $% #) 。
&"反 向 漏 电 流 反 向 不 重 复 峰 值 电 压 &
243
作 用 下 的 平 均 漏 电 流,称 为 反 向 不 重 复 平 均 电 流 %
24; 对 应 于反 向 重 复 峰 值 电 压 &
223
下 的 平 均 漏 电 流,称 为 反 向 重 复 平 均 电 流 %
22

$"正 向 平 均 电 压 &

在 规 定 的 使 用 条 件 下,元 件 通 以 工 频 正 弦 波 额 定 正 向 平 均 电 流 时,元 件 阳,阴 极 间平 均 值,有 时 亦 称 管 压 降 。
0"浪 涌 电 流 是 指 连 续 几 个 工 频 周 波 的 过 电 流 。 一 般 用 额 定 正 向 平 均 电 流 的 倍 数 和 相 应 的 浪 涌 时 间
( 工 频 周 波 数 ) 来 规 定 浪 涌 电 流 。 在 选 择 继 电 保 护 时 要 考 虑 此 值 。
三,晶 闸 管 及 其 派 生 器 件晶 闸 管 俗 称 可 控 硅 。 它 是 能 从 断 态 转 入 通 态,或 由 通 态 转 入 断 态 的 双 稳 态 电 力 电 子 器 件 。 晶 闸 管 具 有体 积 小,容 量 大,耐 压 高,寿 命 长,无 噪 声,控 制 方 便 等 特 点,较 广 泛 应 用 于 大 功 率 的 整 流,逆 变 和 变 换 电 路,随着 应 用 领 域 的 拓 展,还 派 生 出 许 多 不 同 类 型 的 晶 闸 管 。 目 前,晶 闸 管 正 朝 着 高 电 压,大 电 流,快 速,模 块 化,功率 集 成 化,廉 价 的 方 向 发 展 。
( 一 ) 晶 闸 管 的 工 作 原 理 和 伏 安 特 性
!"工 作 原 理晶 闸 管 是 三 端 四 层 器 件,在 其 内 部 有 三 个,- 结 ( 5
!
,5
#
和 5
&
),从 外 部 看,有 阳 极 6,阴 极 7 和 门 极 8 三 端,
如 图 $% $( 9) 所 示,图 (,) 为 图 形 符 号 。 从 内 部 结 构 来 看,晶 闸 管 可 以 等 效 为 两 个 互 补 的 共 基 极 连 接 的 晶 体管,如 图 $% 0( 9) 所 示,其 等 值 电 路 如 图 (,) 所 示 。 设 ;
!
为,-,管,共 基 极 电 流 放 大 系 数 为
!!
,;
#
为 -,- 管,
·<<!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册共 基 极 电 流 放 大 系 数 为
!!
。 当 器 件 承 受 阳 极 正 向 电 压 时,"
#
,"
$
结 正 向 偏 置,"
!
结 反 向 偏 置,器 件 不 能 导 通,
这 种 状 态 称 为 正 向 阻 断 状 态 ( 简 称 断 态 ),相 当 于,高 阻 态,。 这 时 共 基 连 接 的 晶 体 管 有 如 下 关 系 式,
图 %& % 晶 闸 管 结 构 及 符 号
( ’) 结 构 ;( () 图 形 符 号图 %& ) 两 晶 体 管 的 等 值 电 路
( ’) 结 构 ;( () 等 值 电 路
!
*
+
!
!
,
- !
./0
( %& #)
式 中 1
.
为 集 电 极 电 流,!
,
是 发 射 极 电 流,!
./0
为 发 射 极 开 路 时 集 电 极,基 极 间 的 漏 电 流,
!
为 晶 体 管 共 基 极 放大 系 数 。 对 于 图 %& )( () 有,
1
.#
+
!
#1
2
- 1
./0#
1
.!
+
!
!1
3
- 1
./0!
+
!!
( !
2
- !
4
) - !
./0!
在 门 极 开 路,!
4
+ 5 时
!
2
+ !
.#
- !
.!
+
!#
!
2
-
!!
!
3
- !
./0#
- !
./0!
+(
!#
-
!!
) !
2
- !
./0#
- !
./0!
所 以
!
2
+
!
./0#
- !
./0!
#&(
!#
-
!!

( %& !)
式 ( %& !) 表 明 电 流 非 常 小,晶 闸 管 中 仅 流 过 正 向 漏 电 流 。
如 果 在 正 向 阻 断 状 态 下,注 入 门 极 电 流 !
4
,则 式 ( %& !) 变 成
!
2
+
!!
!
4
- !
./0#
- !
./0!
#&(
!#
-
!!

( %& $)

!#
-
!!
+ #,由 上 式 可 知,!
2
为 无 限 大,则 晶 闸 管 变 成 导 通 状 态,实 际 上 !
2
数 值 由 外 接 负 载 决 定 。 一旦 晶 闸 管 导 通,三 个 67 结 均 为 正 偏 置,晶 闸 管 的 压 降 是 非 常 小 的,通 常 为 #8 !9。 因 此 晶 闸 管 导 通 后 相 当 于
,低 阻 态,。
·:;#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇当 晶 闸 管 施 加 反 向 电 压 时 ( 即 阳 极 ! 为 负,阴 极 " 为 正 ),#
$
,#
%
结 处 于 反 偏 置 状 态,器 件 不 导 通 。
综 上 所 述,晶 闸 管 有 如 下 特 性,
( $) 晶 闸 管 导 通 的 条 件 是,阳 阴 极 间 必 须 施 加 正 向 电 压,门 极 对 阴 极 施 加 正 向 电 压 ( 即 !
&"
’ (),使 门 极有 "
&;
( )) 晶 闸 管 在 正 向 电 压 时,其 导 通 时 刻 是 可 控 的,在 反 向 电 压 时 则 始 终 处 于 关 断 状 态,也 就 是 说 它 有 单 向导 电 性 质 ;
( %) 晶 闸 管 一 旦 触 发 导 通,由 于 内 部 正 反 馈,造 成 了 晶 闸 管 处 于 深 饱 和 状 态,门 极 便 失 去 控 制 作 用,所 以晶 闸 管 关 断 是 不 可 控 的 。
)*伏 安 特 性晶 闸 管 阳 极 和 阴 极 之 间 的 电 压 #
!"
与 阳 极 电 流 "
!
的 关 系 称 为 元 件 的 伏 安 特 性,如 图 +,- 所 示 。
( $) 正 向 伏 安 特 性 在 这 一 区 可 分 为 正 向 阻 断 状 态 及 正 向 导 通 状 态 。 当 器 件 施 加 一 定 的 正 向 阳 极 电 压,
在 "
&
,(( 即 门 极 开 路 ) 的 情 况 下,器 件 处 于 正 向 阻 断 状 态,但 是 正 向 阳 极 电 压 增 加 到 正 向 转 折 电 压 时,内 部 #
)
结 被 击 穿,使 器 件 进 入 开 通 状 态,造 成 器 件 失 效 。 在 器 件 导 通 之 前,在 很 大 范 围 内 有 很 小 的 正 向 漏 电 流 。
当 外 施 电 压 小 于 正 向 转 折 电 压 时,只 要 在 门 极 注 入 规 定 的 电 流 ( 一 般 为 /! 级 ),器 件 将 在 较 低 的 #
!"
下进 入 正 向 导 通 状 态 。 正 向 导 通 以 后 的 伏 安 特 性 与 一 般 二 极 管 正 向 特 性 一 样,但 正 向 管 压 降 约 为 $*01。
图 +,- 晶 闸 管 状 安 特 伏
( )) 反 向 伏 安 特 性 在 反 向 阳 极 电 压 作 用 下,#
$
,#
%
结 反 向 偏 置,器 件 反 向 被 阻 断,只 有 很 小 的 反 向 漏 电流 流 过,特 性 呈,高 阻 态,,但 当 反 向 阳 极 电 压 大 于 反 向 击 穿 电 压 时,反 向 漏 电 流 剧 烈 增 加,晶 闸 管 发 生 雪 崩 击穿 。
( 三 ) 晶 闸 管 的 主 要 技 术 参 数正 确 使 用 晶 闸 管,必 须 对 器 件 主 要 技 术 参 数 的 概 念 有 明 确 的 认 识 。
$*主 要 电 压 参 数
( $) 断 态 重 复 峰 值 电 压 。 正 向 阻 断 状 态 下 可 重 复 施 加 而 不 使 器 件 导 通 的 最 大 电 压 。 一 般 定 义 为 2(3正向 转 折 电 压,也 就 是 晶 闸 管 额 定 正 向 电 压 。
( )) 反 向 重 复 峰 值 电 压 。 重 复 施 加 而 不 使 器 件 反 向 击 穿 的 最 大 反 向 电 压 。 通 常 定 义 为 2(3反 向 击 穿 电压,也 是 器 件 反 向 电 压 的 额 定 值 。
( %) 反 向 击 穿 电 压 。 使 元 件 反 向 雪 崩 击 穿 的 阳 极 反 向 电 压 。 在 反 向 电 压 达 到 或 超 过 这 个 电 压 时,将 造 成器 件 的 永 久 性 破 坏 。
( +) 通 态 平 均 电 压 ( 管 压 降 ) 。 在 额 定 结 温 条 件 下,器 件 通 过 额 定 通 态 电 流 的 管 压 降 平 均 值 。
( 0) 断 态 电 压 临 界 上 升 率 $! % $&。 在 额 定 结 温 和 门 极 开 路 条 件 下,使 器 件 从 断 态 转 入 通 态 的 最 低 电 压 上升 率 。
)*主 要 电 流 参 数
·(2$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 通 态 平 均 电 流 。 在 环 境 温 度 为 " #$%,规 定 的 冷 却 条 件 下,晶 闸 管 器 件 在 电 阻 性 负 载 的 单 相,工 频,
正 弦 半 波,导 通 角 不 小 于 !&$’的 电 路 中,当 结 温 稳 定 在 额 定 值 !()%时 所 允 许 的 最 大 平 均 电 流,也 是 器 件 的 额定 电 流 。
( () 断 态 平 均 电 流 。 额 定 结 温 下,门 极 开 路,分 别 施 加 )$*+ 正 向 和 反 向 重 复 峰 压 时 的 器 件 电 流 平 均 值 。
(,) 维 持 电 流 。 在 室 温 和 门 极 开 路 时,在 已 导 通 状 态 下 逐 渐 减 小 阳 极 电 流,最 后 能 维 持 晶 闸 管 继 续 导 通所 需 的 最 小 阳 极 电 流 。 这 个 电 流 一 般 为 几 十 毫 安 。
( #) 掣 住 电 流 。 晶 闸 管 从 门 极 触 发,使 其 从 断 态 变 为 通 态,撤 除 门 极 信 号 后 仍 能 维 持 导 通 的 最 小 电 流,一般 为 (- # 倍 的 维 持 电 流 。
( )) 浪 涌 电 流 。 在 额 定 通 态 电 流 下 稳 定 工 作 时,器 件 在 一 个 工 频 半 周 中 能 承 受 的 最 大 电 流 。 在 器 件 使 用寿 命 期 内,浪 涌 次 数 不 能 超 过 允 许 值 。 在 元 件 寿 命 期 内,浪 涌 可 出 现 !$$ 次 。
(,) 开 通 阳 极 电 流 临 界 上 升 率 !" # !$。 晶 闸 管 门 极 触 发 导 通 时,管 子 能 够 承 受 而 不 损 坏 的 阳 极 电 流 的 最大 上 升 率 。
(/门 极 参 数
( !) 门 极 触 发 电 压 和 触 发 电 流 。 室 温 下,晶 闸 管 施 加,0 的 正 向 阳 极 电 压 时,能 使 器 件 完 全 导 通 所 需 的 最小 门 极 电 压 和 电 流 。
( () 门 极 正 向 峰 值 电 压 和 峰 值 电 流 。 门 极 允 许 施 加 的 电 压,电 流 的 最 大 值 。
(,) 门 极 控 制 的 开 通 时 间 。 晶 闸 管 触 发 导 通 时,从 门 极 触 发 脉 冲 前 沿 的 !$1到 阳 极 电 压 下 降 至 !$1的时 间 间 隔 。
( 二 ) 晶 闸 管 的 驱 动 电 路当 晶 闸 管 施 加 阳 极 正 向 电 压 后,器 件 的 开 通 是 通 过 提 供 足 够 的 门 极 触 发 电 流 来 实 现 的,而 门 极 脉 冲 的 质量 对 器 件 开 通 性 能 有 很 大 影 响,特 别 在 大 容 量 装 置 中 采 用 晶 闸 管 串 并 联 运 行 方 式 时,有 更 重 要 的 意 义 。
晶 闸 管 驱 动 电 路 的 作 用 就 是 向 管 子 门 极 提 供 足 够 的 触 发 电 流,这 种 触 发 电 流 往 往 是 脉 冲 形 式,故 称 为 触发 脉 冲 或 触 发 信 号 。
!/对 触 发 脉 冲 的 基 本 要 求
( !) 触 发 脉 冲 应 有 合 适 的 功 率 。 为 使 晶 闸 管 可 靠 触 发,触 发 脉 冲 必 须 有 足 够 大 的 电 压,电 流,但 其 数 值 不能 超 过 参 数 规 定 的 极 限 。
( () 触 发 脉 冲 要 与 主 电 路 的 交 流 电 源 电 压 同 步,并 且 有 一 定 的 移 相 范 围 。
(,) 足 够 的 脉 冲 宽 度,以 保 证 晶 闸 管 在 触 发 脉 冲 作 用 期 间 完 全 开 通 。
( #) 足 够 大 的 脉 冲 前 沿 电 流 幅 值 %
23
和 前 沿 电 流 上 升 率 !"
&
# !$,!"
&
# !$ 越 大,就 越 能 提 高 触 发 时 刻 的 正 确性 。
( )) 晶 闸 管 驱 动 电 路 应 有 较 强 的 抗 干 扰 能 力,一 般 与 晶 闸 管 控 制 电 路 间 应 有 有 效 的 电 隔 离 。
门 极 触 发 信 号 有 直 流 信 号,交 流 信 号 和 脉 冲 信 号 三 种 基 本 形 式 。 由 于 直 流 信 号 和 交 流 信 号 存 在 门 极 损耗 大,精 度 低 等 缺 点,在 工 程 中 广 泛 应 用 的 是 脉 冲 信 号 。 脉 冲 信 号 形 式 很 多,常 用 的 有 尖 脉 冲,宽 脉 冲,脉 冲列,双 脉 冲 和 强 脉 冲 。 图 #4 & 为 典 型 强 触 发 脉 冲 波 形 。 图 中 脉 冲 幅 值 为 %
23
,表 示 强 触 发 工 作 幅 度,%
23
5
’%
267
( %
268
为 正 常 触 发 电 流,’ 为 强 触 发 倍 数 ) 。
!
为 脉 冲 宽 度,它 与 电 路 结 构,换 流 模 式,负 载 性 质 和 控 制 方式 等 因 素 有 关 。
(/驱 动 电 路 举 例 图 #4 9 为 驱 动 电 路 实 例 ( 电 压 控 制 型 驱 动 电 路 ),电 路 中 38,4 ;<6 为 功 放 元 件,其开 关 状 态 由 入 端 信 号 电 平 决 定 。 6 为 脉 冲 变 压 器,其 任 务 是 把 触 发 信 号 传 输 到 晶 闸 管 上 去,并 实 现 触 发 控 制电 路 与 晶 闸 管 电 路 的 电 隔 离 。 电 路 工 作 原 理 是,当 入 端,为 高 电 平 时,06
!
导 通,38:;<6 加 上 正 栅 压 而 导通,输 入 电 容 (
=>
被 充 电,且 使 )
*
$; 当,端 为 低 电 平 时,06
!
截 止,06
(
导 通,(
=>
上 电 荷 沿 +
@
,06
(
释 放,使
38:;<6 迅 速 关 断 。
本 例 输 入 部 分 与 门 极 控 制 电 路 之 间 用 变 压 器 隔 离 。 高 压 直 流 输 电 用 的 整 流 器 大 多 采 用 光 电 隔 离 器 ( 光控 晶 闸 管 ) 。 在 这 种 电 路 中,采 用 发 光 二 极 管 和 光 纤 传 送 门 极 触 发 信 号,有 较 强 的 抗 干 扰 能 力 。
随 着 微 电 子 技 术 的 发 展,晶 闸 管 的 触 发 电 路 已 实 现 了 集 成 化,国 产 AB( AC) 系 列 集 成 触 发 电 路 已 广 泛 用
·!D!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" # 强 触 发 脉 冲 波 形图 !" $ 电 压 控 制 型 驱 动 电 路于 工 业 上 。
( 四 ) 晶 闸 管 的 派 生 器 件为 了 满 足 各 种 电 力 电 子 电 路 的 要 求,人 们 利 用 半 导 体 器 件 %& 结 复 合 作 用 的 原 理,研 制 出 了 性 能 各 异 的晶 闸 管 派 生 器 件 。 其 中 主 要 的 有 门 极 可 关 断 晶 闸 管,双 向 晶 闸 管 和 逆 导 晶 闸 管 等,它 们 的 特 性 及 主 要 用 途 见表 !" !。
表 !" ! 几 种 主 要 的 派 生 晶 闸 管名 称 特 性 型 号 图 形 符 号 主 要 用 途门 极 可 关 断 晶 闸 管
( ’())
门 极 正 信 号 开 通,负 信号 关 断
*’
变 频 器,逆 变 器,斩 波器,直 流 开 关双 向 晶 闸 管两 个 方 向 均 可 由 门 极信 号 开 通,( 相 当 于 两只 普 通 晶 闸 管 反 并 联 )
*+
交 流 电 路,交 流 调 压,
交 流 调 功,无 触 点 开 关
·,-.· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 特 性 型 号 图 形 符 号 主 要 用 途逆 导 晶 闸 管
( !"#)
反 向 导 通,门 极 信 号 开通 ( 相 当 于 普 通 晶 闸 管与 功 率 二 极 管 反 并 联 )
$% 斩 波 器,逆 变 器
&’门 极 可 关 断 晶 闸 管 ( (#))
门 极 可 关 断 晶 闸 管 ( (*+,#-./0 122 #34.56+1.),简 称 (#)。 (#) 内 部 结 构 如 图 70 8 所 示 。 与 普 通 晶 闸 管 不同 之 处 是 门 极 区 范 围 大 大 增 加,使 阴 极 区 被 门 极 区 环 抱,两 个 区 交 叉 配 置 于 管 芯 的 一 侧,形 成 多 门 极,多 阴 极的 梳 状 结 构 。 因 此,从 结 构 上 看,普 通 晶 闸 管 是 一 个 器 件,只 含 有 一 个 晶 闸 管,而 (#) 则 是 集 成 器 件,即 一 个器 件 是 由 许 多 小 (#) 集 成 在 一 片 硅 晶 片 上 构 成 的 。
图 70 8 单 元 (#) 的 结 构 示 意 图
(#) 可 用 正 门 极 信 号 触 发 导 通,导 通 后,可 用 负 门 极 信 号 控 制 其 关 断,因 此,它 是 一 种,全 控 型 器 件,。 与普 通 晶 闸 管 相 比,其 优 点 如 下,
!
用 (#) 构 成 电 力 电 子 装 置 时,主 电 路 器 件 少,无 需 采 用 换 相 装 置,故 装 置 简 单,损 耗 小,效 率 高 ;
"
(#) 有 比 普 通 晶 闸 管 高 得 多 的 !" # !$ 承 受 能 力 ;
#
易 实 现 脉 宽 调 制,可 改 善 输 出 波 形 。
近 年 来,随 着 微 电 子 技 术 发 展,开 发 了 多 种 (#),如 逆 阻 (#),无 反 压 (#),逆 导 (#),掩 埋 门 极 (#),放大 门 极 (#) 和 9):(#) 等 。 这 些 新 开 发 (#) 的 性 能 都 比 原 有 的 (#) 有 所 改 善,例 如 9):(#),它 是 9):;<#
与 (#) 组 成 的 复 合 型 器 件,它 既 有 9):;<# 的 高 输 入 阻 抗,小 控 制 功 率 的 优 点,简 化 了 门 极 电 路,同 时 又 保 持了 传 统 晶 闸 管 耐 高 压,电 流 容 量 大 的 优 点 。
综 上 所 述,目 前 (#) 的 发 展 较 快,已 逐 步 取 代 了 普 通 晶 闸 管,成 为 大,中 容 量 &=>?@ 以 下 频 率 的 逆 变 器 和斩 波 器 的 主 要 开 关 器 件 。
( &) (#) 的 工 作 原 理
!
开 通 机 理 。 门 极 可 关 断 晶 闸 管 开 通 机 理 与 普 通 晶 闸 管 类 机 。 如 图 7 0 &=(
$
) 所 示 等 值 电 路,在 正 向 阻断 状 态 下,(#) 门 极 注 入 正 向 电 流 %( 后,在 图 示 两 个 晶 体 管 间 发 生 如 下 的 过 程,
%
(!"
%
$!"!A!"
%
"A!"
%
B!"!&!"
%
"&
这 是 一 个 正 反 馈 过 程,其 中
!&

!A
分 别 是 两 个 晶 体 管 的 共 基 电 流 放 大 系 数,它 们 是 随 其 射 极 电 流 增 加 而 增大 的 变 量,当 门 极 电 流 %
(
满 足 一 定 条 件 后,
!&
C
!A
通 过 正 反 馈 增 加 到 接 近 于 & 时,(#) 完 全 开 通 。 一 旦 (#)
进 入 稳 态 导 通,即 使 %
(
D = 也 不 会 改 变 (#) 的 导 通 状 态 。
·E8&·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" #$ %&’ 等 值 电 路
( () 开 通 等 值 电 路 ;( )) 关 断 等 值 电 路
!
关 断 机 理 %&’ 的 关 断 机 理 与 普 通 晶 闸 管 不 同 。 图 ! " #$( )) 示 出 其 关 断 等 值 电,路,当 %&’ 加 上 负电 压 !
%
( 将 开 关 * 闭 合 ) 后,晶 体 管 +# 的 集 电 流 "
,#
被 抽 出,形 成 门 极 负 电 流 — — — "
%
,此 时 "
,#
减 少,造 成 "
-
减小,晶 体 管 +
.

!.
也 减 小,这 样 就 形 咸 了 一 个 正 反 馈 过 程,
"
,#!"
"
-!"!.!"
"
,#!"
"
/!"!#
上 述 过 程 使 "
/
迅 速 下 降,当
!#
0
".
降 到 小 于 # 时,正 反 馈 过 程 就 停 止,#$% 内 部 不 再 满 足 自 己 维 持 导 通 的 条件,阳 极 电 流 就 逐 渐 下 降 到 零 而 关 断 。 因 此 #$% 的 关 断 是 由 门 极 负 脉 冲 完 成 的 。
(,) #$% 的 门 极 特 性
#$% 关 断 时 的 门 极 特 性 与 普 通 二 极 管 一 样,如 图 !" ## 中 曲 线
#
所 示 。 曲 线
#
为 关 断 状 态 的 门 极 特 性,
即 阳 极 电 流 1
&
2 $。 当 门 极 正 向 电 压 增 加,门 极 电 流 1

。 也 随 之 增 加 到 曲 线 / 点 时,1

2 1
#&
,晶 闸 管 开 始 出 现正 反 馈,因 此 / 点 是 #$% 由 关 断 变 为 开 通 的 转 折 点,称 为 导 通 点 。 其 特 性 曲 线 从
#
段 跳 到
!
段,#$% 导 通 。
导 通 时 门 极 电 压 的 跳 变 大 小 与 阳 极 电 流 大 小 有 关,1
&
越 大,跃 增 幅 度 越 大 。 要 使 #$% 导 通,1

应 大 于 1
#&

在 导 通 情 况 下 欲 关 断 #$%,可 给 门 极 施 加 反 向 电 压,曲 线
!
为 #$% 由 导 通 到 关 断 所 对 应 的 门 极 特 性 。
从 图 中 看 出,随 着 门 极 负 向 电 压 的 增 加,负 门 极 电 流 也 逐 渐 增 大,当 到 达 曲 线 3 点 时,门 极 电 流 1

2 1
#(
,#$%
内 的 正 反 馈 停 止,#$% 开 始 关 断,因 此 3 点 是 #$% 从 导 通 到 关 断 的 转 折 点,称 为 关 断 点 。
当 门 极 负 电 压 继 续 增 长 ( 即 为 曲 线
!
的 虚 线 部 分 ),到 达,点 后,1
&
2 $,这 时 #$% 才 完 全 关 断,,点 所 对应 的 门 极 负 电 压 4
#)
称 为 门 极 关 断 电 压 。 4
#*
是 雪 崩 电 压 。
#$% 的 阳 极 电 流 1
&
越 大,关 断 时 所 需 的 门 极 电 流 也 越 大,图 !" ## 中 曲 线
$
对 应 的 1
&5
必 定 大 于 曲 线
!
所 对 应 的 1
&.

图 !" ## #$% 门 极 静 态 伏 安 特 性
( 5) #$% 的 主 要 参 数下 面 只 介 绍 与 普 通 晶 闸 管 有 不 同 意 义 的 参 数 。
#
可 关 断 峰 值 电 流 。 它 是 #$% 的 额 定 电 流,实 质 上 是 阳 极 可 关 断 的 最 大 电 流 。 #$% 的 额 定 电 流 不 完 全
·!6#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册是 一 个 恒 定 值,它 与 门 极 负 电 流,电 路 参 数 及 运 行 状 态 等 有 关 。 !"# 工 作 时 阳 极 电 流 不 能 超 过 产 品 样 本 所给 出 的 额 定 电 流 值 。
!
通 态 电 压 ( 管 压 降 ) 。 一 般 为 !$"# $%。
"
门 极 反 向 关 断 电 流 。 由 导 通 状 态 切 换 至 阻 断 状 态 所 需 要 的 瞬 时 最 大 反 向 门 极 电 流 值 。 一 般 其 值 为 可关 断 峰 电 流 的 !&$# !&%。
!"# 的 开 关 速 度 远 比 普 通 晶 闸 管 高,其 工 作 频 率 甚 至 可 达 !&&’()。
’$逆 导 晶 闸 管在 基 本 电 力 电 子 电 路 ( 第 三 章 ) 中 的 逆 变 电 路 ( *+ &,+) 和 变 换 电 路 中,经 常 有 晶 闸 管 与 整 流 管 反 并 联 使用 的 情 况 。 根 据 这 种 复 合 使 用 的 要 求,人 们 将 晶 闸 管 和 整 流 管 制 作 在 同 一 芯 片 上,从 而 派 生 出 逆 导 晶 闸 管 这一 新 型 晶 闸 管 元 件 。
逆 导 晶 闸 管 简 称 -+"( -./.01,+234567839 ":;081720),它 的 正 向 具 有 可 控 的 闸 流 特 性,而 反 向 呈 低 阻 导 通 特性 。 其 结 构 示 意 图 见 图 %( !’( <),工 人 原 理 可 用 图 %( !’( =) 所 示 的 普 通 晶 闸 管 的 阳 阴 极 间 反 向 并 联 一 只 二极 管 的 等 值 电 路 来 理 解 。 -+" 的 伏 安 特 性 见 图 %( !’( 6) 。
图 %( !’ 逆 导 晶 闸 管 ( -+")
( <) 结 构 示 意 图 ;( =) 等 值 电 路 ;( 6) 伏 安 特 性与 普 通 晶 闸 管 相 比 较,-+" 具 有 正 向 压 降 小,关 断 时 间 短,高 温 特 性 好,额 定 结 温 高 等 特 点 。
$$双 向 晶 闸 管双 向 晶 闸 管 是 一 个 >?>?> 五 层 结 构 两 个 方 向 都 可 触 发 导 通 的 器 件,其 结 构 示 意 和 伏 安 特 性 如 图 % ( !$
所 示 。
当 外 施 电 压 使 主 电 极 "

相 对 于 "
!
为 正 时,工 作 于 第
#
象 限 ; 当 外 施 电 压 极 性 反 向 时,工 作 于 第
$
象 限
[ 见 图 %( !$( =) ] 。 不 论 工 作 在 哪 一 象 限,用 不 同 的 门 极 触 发 信 号 ( 门 极 ) 相 对 于 "

可 为 正 也 可 为 负 ),均 可使 双 向 晶 闸 管 导 通 。
双 向 晶 闸 管 的 灵 敏 度 较 低,关 断 时 间 较 长,容 量 也 较 小,所 以 实 际 应 用 时 大 多 仍 用 两 个 普 通 晶 闸 管 反 向并 联 。
四,功 率 晶 体 管功 率 晶 体 管 ( !8<37 "0<3181720,简 称 !"-),也 称 电 力 晶 体 管 (?2@.0 "0<3181720,缩 写 为?"-),又 称 双 结 型 晶体 管 ( A8 ( B5367823 "0<3181720) 。 通 过 基 极 信 号 电 流 可 方 便 地 进 行 开 关 控 制,是 一 种 电 流 控 制 型 的 全 控 开 关 器件 。
在 电 力 电 子 装 置 中,为 了 减 少 基 极 驱 动 功 率,常 把 !"- 接 成 达 林 顿 ( *<0C839723) 电 路 。 近 年 来,为 使 用 方
·"*!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " #$ 双 向 晶 闸 管
( !) 结 构 示 意 图 ;( ") 伏 安 特 性便 和 提 高 其 可 靠 性,常 常 又 采 用 模 块 式 封 装 。
与 晶 闸 管 相 比,#$% 的 容 量 小,过 载 能 力 较 差,制 造 工 艺 也 较 复 杂,但 #$% 是 全 控 型 ( 自 关 断 ) 器 件,而 晶闸 管 是 半 控 型 器 件 。
( 一 ) 工 作 原 理 和 伏 安 特 性
#&工 作 原 理
#$% 是 由 三 层 两 个 ’( 结 构 成 的 。 三 层 半 导 体 结 构 可 以 是 ’(’,也 可 以 是 (’(,但 作 为 电 力 电 子 开 关 器件,由 于 (’( 型 易 于 制 造,故 大 多 采 用 (’( 型 #$%。 图 ! " #! 示 出 了 #$% 的 内 部 结 构 和 图 形 符 号 。
图 ! " #! 功 率 晶 体 管
( !) 结 构 示 意 图 ;( ") 图 形 符 号在 电 力 电 子 电 路 中,#$% 总 是 工 作 在 开 关 状 态,即 有 导 通 ( 饱 和 ) 和 阻 断 ( 截 止 ) 两 种 状 态 。 其 内 部 载 流 子运 动 过 程,偏 置 等 与 小 信 号 晶 体 管 类 似,请 参 阅 有 关 电 子 技 术 书 籍,这 里 不 再 讨 论 。
%&伏 安 特 性功 率 晶 体 管 运 行 时 大 多 采 用 共 射 极 线 路,如 图 ! " #&( !) 所 示,其 输 出 伏 安 特 性 如 图 ! " #&( ") 所 示 。 由图 ( ") 可 看 出,曲 线 平 面 可 分 为 三 个 区,阻 断 区 ( 截 止 区 ),饱 和 区 和 线 性 区 ( 放 大 区 ) 。 在 电 力 电 子 电 路 中,
#$% 稳 定 运 行 时,因 功 率 损 耗 的 原 因,它 应 工 作 于 截 止 区 和 饱 和 区 。 晶 体 管 进 入 饱 和 区 后 的 饱 和 压 降 大 小 直接 关 系 到 器 件 导 通 时 的 功 率 损 耗,所 以 在 大 功 率 运 行 时,这 是 十 分 重 要 的 指 标 。
此 外,晶 体 管 必 须 用 基 极 连 续 的 电 流 驱 动 信 号 才 能 维 持 在 导 通 状 态,当 移 去 这 个 信 号 时,#$% 便 自 动 关断,故 它 具 有 自 关 断 性 能 。
$&开 关 特 性图 ! " #’( !) 为 共 射 极 电 路 基 极 加 正 阶 跃 信 号,#$% 由 截 止 状 态 转 为 饱 和 导 通 状 态 的 变 化 过 程 。 设 这 时
·’(#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 功 率 晶 体 管 的 伏 安 特 性
( !) 共 射 极 接 法 ;( ") 输 出 伏 安 特 性集 电 极 电 流 为 %
#
,集 电 极 电 压 &
#$
,则 动 态 功 率 损 耗 ’( &
#$
· %#。 由 于 结 电 容 和 过 剩 载 流 子 的 存 在,集 电 结 电流 的 变 化 总 是 滞 后 于 基 极 电 流 的 变 化,而 且 波 形 倾 斜 。 %&’ 由 截 止 到 饱 和 导 通 的 过 程 所 用 的 时 间 称 为 开 通时 间,即
)
()
( )
*
* )
+
式 中 )
*
为 从 基 极 输 入 脉 冲 开 始 到 %
#
仍 保 持 为 截 止 时 的 小 电 流 ( #+,,
#-
,,
#-
为 集 电 极 饱 和 电 流 ) 所 需 的 时 间,
也 称 延 迟 时 间 。 )
+
,为 从 )
*
开 始,%
#
增 大 到 接 近 饱 和 值,
#-
的 -+,所 需 的 时 间,也 称 上 升 时 间 。 图 中 曲 线 &
#$
和 ’ 为 %&’ 集 电 极 电 压 和 功 率 损 耗 在 开 通 过 程 中 的 变 化 情 况 。
图 ! " #,功 率 晶 体 管 的 开 关 特 性
( !) 开 通 过 程 ;( ") 关 断 过 程图 ! " #.( ") 为 共 射 极 电 路 在 饱 和 导 通 状 态 时 基 极 加 负 信 号,%&’ 由 导 通 到 关 断 的 变 化 过 程 。 刚 开 始,%
#
不 是 立 即 减 少,要 经 过 )
.
时 间 后 %
#
才 减 小 到 -+,,)
.
称 为 存 储 时 间,通 常 为 / 0 1
!
.; 然 后,集 电 极 电 流 开 始 减小,直 到 下 降 到 截 止 状 态 时 的 电 流 ( 约 #+,,
#-
),这 一 过 程 所 需 要 的 时 间 称 为 下 降 时 间 /
0
( 约 #
!
.) 。 从 反 向 信号 加 到 基 极,晶 体 管 经 过 存 储 和 下 降 阶 段 才 返 回 到 截 止 区,称 为 关 断 时 间,用 )
(00
表 示,即
)
(00
( )
.
* )
0
大 功 率 晶 体 管 的 关 断 时 间 为 几 十 纳 秒 至 几 微 秒 。
( 二 ) 主 要 技 术 参 数制 造 厂 提 供 的 参 数,一 类 为 性 能 参 数,另 一 类 为 极 限 参 数 。 使 用 时 不 能 超 过 极 限 参 数,否 则 将 损 坏 晶 体
·2-#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇管 。
!!最 高 工 作 电 压 "#$ 有 两 个 %& 结,它 的 所 有 电 压 定 额 都 与 这 两 个 %& 结 ( ’( 结 和 ’) 结 ) 有 关 。 如反 向 电 压 超 过 额 定 值,%& 结 可 能 被 击 穿 。 若 %& 结 击 穿 后 电 流 过 大,结 温 过 高,会 导 致 晶 体 管 烧 毁 ; 若 击 穿后 引 起 的 损 耗 使 结 温 未 超 过 最 大 允 许 值,则 一 般 不 会 损 坏 晶 体 管 。
图 " # !$ 示 出 了 共 射 连 接 的 "#$ 不 同 的 基 极 电 路 接 线 状 态 下 的 集 电 极 击 穿 特 性 。 图 中 %&
()*
为 基 极 开路,集 电 极 # 发 射 极 之 间 允 许 的 最 高 电 压 ; %&
()$
为 基 # 射 极 间 外 接 电 阻 $,集 电 极 # 发 射 极 之 间 允 许 的 最 高电 压 ; %&
()+
为 基 # 射 极 短 路 时,集 电 极 — 发 射 极 之 间 允 许 的 最 高 电 压 ; %&
(),
为 基 # 射 极 反 偏,集 电 极 # 发 射极 之 间 允 许 的 最 高 电 压 ; %&
(’*
为 发 射 极 开 路,集 电 极 # 基 极 之 间 的 反 向 击 穿 电 压 。
由 上 述 可 知,集 电 极 击 穿 电 压 基 本 上 满 足,
%&
(’*
’ %&
(),
’ %&
()+
’ %&
()$
’ %&
()*
由 图 " # !$ 可 知,一 旦 一 次 击 穿 后 器 件 将 出 现 负 阻 效 应 。
(!最 大 允 许 电 流 )
(-
( )
(
) )
(-
表 示 集 电 极 脉 冲 电 流 的 最 大 允 许 峰 值 ; )
(
为 集 电 极 最 大 允 许 连 续 电 流 。
*!最 大 耗 散 功 率 +
(-
+
(-
表 示 集 电 极 最 大 允 许 功 耗,集 电 极 功 耗 +
(
,&
()
· )
(
,式 中 &
()
为 工 作 时 集 电 极
# 发 射 极 之 间 压 降 ; )
(
为 集 电 极 电 流 。
"!最 高 工 作 结 温 -
.-
"#$ 的 最 高 工 作 结 温 是 指 正 常 工 作 时 不 损 坏 器 件 所 允 许 的 最 高 结 温 。 一 般 金 属封 装 的 硅 管 -
.-
在 !$,/ (00/,塑 料 封 装 的 硅 管 -
.-
为 !.0/。
图 " # !$ 集 电 极 击 穿 电 压 与 基 极 状 态 关 系
.!开 通 时 间 1
01
和 关 断 时 间 1
022
其 物 理 意 义 参 见 上 节 。
2!共 射 极 电 流 增 益
!
其 值 为
!
,
)
(
)

式 中 )
(
为 集 电 极 电 流 ; )

为 基 极 电 流 。
$!集 电 极 电 压 上 升 率 34531 "#$ 的 34531 是 一 个 重 要 的 动 态 参 数 。
( 三 ) 功 率 晶 体 管 的 驱 动 电 路按 信 号 要 求 使 功 率 晶 体 管 导 通 或 截 止 的 基 极 控 制 电 路,称 为 功 率 晶 体 管 基 极 驱 动 电 路 。 在 电 力 电 子 电路 中,"#$ 均 作 开 关 元 件 使 用,因 所 控 制 的 功 率 较 大,基 极 控 制 电 路 与 一 般 晶 体 管 基 极 控 制 电 路 不 同 。 要 提供 正 向 和 反 向 基 流,图 " # !6 为 功 率 晶 体 管 基 极 驱 动 电 流 )
3
的 波 形 。 其 中 )
3!
为 正 向 偏 置 电 流 ; )
3(
为 反 向 偏置 电 流 。
对 基 极 驱 动 电 流 的 基 本 要 求 如 下 。
( !) 导 通 时,要 求 提 供 较 大 的 驱 动 电 流,以 缩 短 开 通 时 间 和 降 低 饱 和 压 降,从 而 降 低 开 通 功 率 的 损 耗 ; 关
·67!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册断 时,为 使 晶 体 管 可 靠 截 止 和 缩 短 关 断 时 间,要 求 在 晶 体 管 基 极 上 加 上 反 向 偏 置 电 压,以 产 生 如 图 ! " #$ 所示 形 状 的 基 极 驱 动 电 流 。
( %) 对 主 电 路 应 提 供 快 速 保 护,并 注 意 它 与 控 制 电 路 之 间 的 可 靠 电 气 隔 离 。
( &) 注 意 提 高 控 制 电 路 的 抗 干 扰 能 力 。
在 满 足 上 述 基 本 要 求 的 条 件 下,实 际 应 用 的 !"# 基 极 驱 动 电 路 很 多,现 仅 举 两 个 例 子 来 简 单 说 明 电 路的 一 般 结 构 。
#$基 极 驱 动 电 流 自 适 应 式 驱 动 电 路 图 ! " #’ 为 一 简 单 实 用 的 !"# 驱 动 电 路 。 该 电 路 的 驱 动 电 路 输 入端 与 前 置 信 号 电 路 间 采 用 了 光 电 隔 离,供 电 采 用 了 正,负 双 电 源 。 当 输 入 信 号 为 高 电 平 时,三 极 管 %
#
,%
%

%
&
导 通,%
!
截 止,从 而 %
(
就 导 通 。 二 极 管 %&
&
可 保 证 !"# 导 通 时 工 作 在 临 界 饱 和 状 态 。 流 过 %&
&
的 电 流随 !"# 的 临 界 饱 和 程 度 而 改 变,自 动 调 节 基 极 电 流 。 当 输 入 低 电 平 时,%
#
,%
%
和 %
&
截 止,而 %
!
导 通,这 就 给
!"# 基 极 一 个 负 电 流,使 !"# 截 止 。 在 %
!
导 通 期 间,!"# 的 基 极 " 发 射 极 一 直 处 于 负 偏 置 状 态,从 而 避 免了 反 向 电 流 通 过,这 样 就 能 防 止 同 一 桥 臂 另 一 !"# 导 通 而 产 生 过 电 流 。
图 ! " #$ 基 极 驱 动 电 流 波 形图 ! " #’ 实 用 !"# 驱 动 电 路该 驱 动 电 路 由 于 )

能 自 动 适 应 )
(
的 变 化,所 以 驱 动 电 路 不 采 用 稳 压 电 源 供 电,只 采 用 简 单 的 二 极 管 整流 和 滤 波 电 路 就 可 以 了,不 会 影 响 驱 动 电 路 的 基 本 功 能 。
%* 集 成 化 驱 动 电 路 图 ! " %+ 为 集 成 化 驱 动 电 路 图 。 这 种 电 路 具 有 电 路 简 单,稳 定 性 好,使 用 方 便 和 有自 身 保 护 等 特 点,是 基 极 驱 动 芯 片 中 具 有 代 表 性 的 集 成 块 。 集 成 块 )**!++% 各 引 脚 的 功 能 如 下 。
( #) 输 出 端 。 脚 #( )
’%
) 是 反 向 基 极 驱 动 电 流 输 出 端,直 接 与 被 驱 动 的 !"# 基 极 相 连 。 脚 #,( )
’#
) 是 正 向基 极 驱 动 电 流 输 出 端,通 过 一 外 接 电 阻 #

与 基 极 相 连 接 。
图 ! " %+ 集 成 化 基 极 驱 动 电 路
( +) )**!++% 管 脚 排 列 图 ;(,) 驱 动 电 路 图
·’’#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
( !) 控 制 端 。 脚 "( #
!
) 通 过 一 外 接 电 阻 #
!
接 地 。 它 决 定 了 集 成 块 工 作 偏 置 电 流 的 大 小 和 最 小 导 通 时 间
$
"#,$%#
。 %& ’&#
!
( $’),$
"#,$%#
& ((()#
!
( )),可 在 *+ *! ) 间 调 节 ( 以 上 两 式 中 #
!
的 单 位 为 *
"
) 。 脚,( -
!
) 是最 大 导 通 时 间 设 置 端,通 过 电 容 接 地,-
!
,#
!
决 定 了 最 大 导 通 时 间 $
"#,$+,
& !,#
!
,-
!
,如 不 需 $
"#,$+,
保 护 功能,只 需 用 短 路 代 替 #
!
。 脚 /( -.) 是 工 作 方 式 选 择 控 制 端 。 -,接 高 电 平 或 通 过 电 阻 值 最 小 ( /(" *
"
的 电阻 ) 时,接 正 电 源,则 为,电 平,工 作 模 式 ; -,接 低 电 平 时,为,脉 冲,工 作 模 式 。 脚 0( %
/0
) 为 封 锁 端 。 高 电 平 时完 全 封 锁 输 出 信 号,低 电 平 时 解 除 封 锁 。 脚 *(( #
1
) 接 地 时,可 使 输 出 端 电 压 前 沿 相 对 输 入 端 电 压 前 沿 推 迟
1
1
& (((’,#
1
,其 值 可 在 *+ *! ) 间 调 节 。 接 正 电 源 时,则 无 此 功 能 。
( 0) 输 入 端 。 脚 )( #
2
),通 过 #
2
接 负 电 源 。 #
2
和 #
!
一 起 决 定 负 电 源 欠 电 压 保 护 的 门 限
!
3
2
!
$%#。
#
2
&
#
!
!
( *4
!
3
2
!
$%#)

如 果 不 使 用 对 负 电 源 监 控,脚 ) 可 直 接 接 地 或 接 负 电 源 。 脚 **( #
-1
),通 过 电 阻 #
-1
接 地 。
3
2-1
& *(,#
-1
&#
!
可 调 范 围 为 *+ ’(’3,是 被 驱 动 4!2 的 3
5.
电 压 检 测 输 入 端 。 通 过 一 正 极 接 到 该 脚,负 极 接 到 4!2 集 电 极 的二 极 管 与 4!2 相 连,若 3
5.
大 于 3
2-1
,则 封 锁 输 出 脉 冲 来 保 护 4!2( 欠 饱 和 保 护 ) 。 此 保 护 功 能 通 过 直 接 接 负电 源 来 禁 止 。 脚 *!( %
5
),4!2 集 电 极 电 流,限 制 保 护 输 入 端 。 该 端 直 接 接 到 晶 体 管 发 射 极 的 分 流 器 或 电 流 互感 器 的 一 个 输 出 端 ( 其 另 一 个 端 接 地 ) 。 若 不 用 时,%
5
直 接 接 地 可 禁 止 。 脚 ’(,),4!2 基 极 驱 动 信 号 输 入 端 。
一 般 接 光 电 耦 合 器 或 脉 冲 变 压 器 副 边 。
( /) 电 源 端 。 脚 */( 3
55
) 接 正 电 源 ( 推 荐 值 为 *(3) ; 脚 !( 6
2
),接 负 电 源 ( 推 荐 值 为 2 ’3) ; 脚 *’( 3
4
),通过 2 接 正 电 源,其 阻 值 # 决 定 了 正 向 基 极 驱 动 电 流 可 达 到 的 值 。
( ’) 接 地 端 。 脚 5( 4/1) 是 提 供 整 个 6’’/((! 工 作 的 参 考 地 电 平 。
图 /2 !(( 7) 为 6’’/((! 实 际 应 用 时 的 基 极 驱 动 电 路 图 。 6’’/((! 为,电 平,工 作 模 式,时 间 常 数 $
"#,$%#
设 定 为 !(,),提 供 的 最 大 正 向 基 极 电 流 为 ((/’’,最 大 集 电 极 电 流 为 *(’。
五,功 率 场 效 应 管功 率 场 效 应 管 是 一 种 单 极 型 的 电 压 控 制 器 件,它 大 多 采 用 垂 直 导 电 型 89- 结 构 ( 即 389-) 。 其 基 本 结构 有 3389-( 3:;<%=+> 3 2 4;""?,89-) 和 3189-( 3:;<%=+> 1"@7>,2 1%AA@):B 89-) 等,如 图 /2 !* 所 示 。
图 /2 !* 389- 结 构 示 意 图 及 图 形 符 号
( +) 3389-;( 7) 3189-;( =) 图 形 符 号功 率 89-C.! 的 优 点 是,能 与 集 成 电 路 直 接 相 连 ; 开 关 频 率 高 ( 比 4!2 高 *( 倍 以 上 ) ; 由 于 不 存 在 少 数载 流 子 积 蓄 效 应,故 开 关 速 度 快 ; 驱 动 功 率 小,通 过 器 件 的 合 理 设 计 可 避 免 产 生 二 次 击 穿 等 。 它 的 缺 点 是,输入 阻 抗 高,抗 静 电 干 扰 能 力 低 ; 在 阻 断 电 压 较 高 时,限 制 了 它 的 承 载 能 力 和 工 作 电 压 ; 功 率 损 耗 高 于 4!2。
功 率 89-C.! 是 !( 世 纪 "( 年 代 末 开 始 应 用 的 器 件,目 前 大 多 用 于 电 压 ’(( 3 以 下 的 低 功 率 高 频 能 量 变换 装 置,如 开 关 电 源,6D- 等 。 近 年 来 发 展 较 快 的 功 率 集 成 电 路 中,开 关 器 件 几 乎 都 采 用 了 低 通 态 电 阻 的 功
·((!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册率 !"#$%&。
( 一 ) 工 作 原 理 和 伏 安 特 性
!’工 作 原 理功 率 !"#$%& 的 导 电 机 理 与 信 号 电 路 中 的 !"# 场 效 应 管 基 本 相 同,但 在 结 构 上 有 很 大 区 别 。 以 ( 沟 通
)*!"# 为 例,一 个 )*!"# 元 件 是 多 元 结 构,是 由 许 多 小 元 并 联 组 成,如 图 " # $$ 所 示 。 一 个 元 件 的 小 元 密度 很 高 ( 可 达 数 百 乃 至 上 万 个 ),所 以 )*!"# 是 一 种 功 率 集 成 器 件 。
图 "# $$ ( 沟 道 )*!"# 管 小 元 结 构 示 意 图从 本 质 上 说,功 率 !"#$%& 的 导 电 沟 道 是 电 场 作 用 下 形 成 的 。 对 ( 沟 道 的 器 件,其 导 电 沟 道 是 电 子 形成 的,漏 极 电 流 %
*
大 小 受 到 栅 源 电 压 &
+#
和 漏 源 电 压 &
*#
两 个 因 素 的 影 响 。 当 &
+#
’ &
&
( &
&
为 器 件 栅 极 阈 值电 压 ) 时,&
*#
’ (,沟 道 中 载 流 子 在 电 场 作 用 下 形 成 从 源 极 到 漏 极 的 漂 移 电 流 ( 如 图 " # $$ 中 虚 线 所 示 ) %
*
,外加 电 压 &
+#
越 高,电 子 定 向 运 动 速 度 越 快,电 流 也 越 大 。
综 上 所 述,功 率 !"#$%& 的 漏 极 电 流 %
*
受 控 于 &
+#
和 &
*#
,%
*
在 沟 道 电 阻 上 的 压 降 就 等 于 功 率 !"#$%&
的 管 压 降 。
$’伏 安 特 性功 率 !"#$%& 的 栅 极 是 绝 缘 的,%
+
) (。 因 此,它 的 伏 安 特 性 包 括 漏 极 电 流 %
*
与 栅 源 电 压 &
+#
,%
*
与 漏 源电 压 &
*#
之 间 的 关 系,前 者 称 为 转 移 特 性,后 者 称 为 输 出 特 性,如 图 "# $* 所 示 。
增 强 型 !"#$%& 在 &
+#
) ( 时 没 有 导 电 沟 道,只 有 外 加 一 定 的 &
+#
才 会 出 现 导 电 沟 道,在 漏 源 电 压 作 用 下有 %
*
流 过 。 通 常
!
%
*!
) !,- 时 的 &
+#
值 &
&
称 为 开 启 电 压 [ 见 图 "# $*(,) ] 。
图 "# $*( /) 示 出 了 输 出 特 性 有 四 个 区 。
- 区,可 变 电 阻 区 ( 非 饱 和 区 ) 。 在 这 个 区 内,当 &
+#
) 常 数 时,%
*
几 乎 随 &
*#
的 增 大 而 线 性 增 大,但 &
*#
+ &
+#
# &
&

0 区,线 性 放 大 区 ( 饱 和 区 ) 。 在 这 个 区 内,&
*#
’ &
+#
# &
&
,%
*
几 乎 不 随 &
*#
增 大 而 变 化,但 在 一 定 的 &
*#
下 %
*
随 &
+#
的 增 加 而 增 长,故 这 一 区 称 为 线 性 放 大 区 或 恒 流 区 。
1 区,雪 崩 区 。 &
*#
大 于 某 一 值 以 后,器 件 雪 崩 击 穿,使 用 时 要 避 开 这 一 区 。
&
*#
轴,截 止 区 。 这 一 区 内,&
+#"
&
&
,%
*
) (。
功 率 !"#$%& 开 启 电 压 ( 阈 值 电 压 ) 的 典 型 值 为 $,")。 工 作 时,为 保 证 器 件 进 入 可 变 电 阻 区,栅 源 电 压
&
+#
要 足 够 大,通 常 大 于 !()。
*’开 关 特 性功 率 !"#$%& 是 单 极 型 器 件,不 存 在 少 子 存 储 的 问 题,所 以 它 的 开 关 速 度 很 高,开 关 时 间 约 为 数 十 至 数百 纳 秒 。
( 二 ) 主 要 技 术 参 数
!’漏 源 击 穿 电 压 -&
*
-&
*
是 指 &
+#
) ( 时,不 使 器 件 雪 崩 击 穿 的 极 限 参 数 。 -&
*
是 结 温 的 正 温 度 系 数的 函 数,即 结 温 上 升,耐 压 值 上 升 ( 双 极 型 晶 体 管 则 相 反 ) 。 这 也 是 这 种 管 子 的 优 点 之 一 。
$’漏 极 额 定 电 流 %
*
和 峰 值 电 流 %
*!
%
*
是 流 过 漏 极 的 最 大 允 许 的 连 续 电 流,%
*!
为 流 过 漏 极 的 最 大 允 许
·!($·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " #$ 功 率 !"#$%& 的 伏 安 特 性
( ’) 转 移 特 性 ;( () 输 出 特 性的 脉 冲 电 流 。 这 两 个 参 数 主 要 受 允 许 结 温 的 限 制 。
$)栅 极 开 启 电 压 又 称 阈 值 电 压 。 实 际 应 用 中 通 常 将 漏 极 短 接 条 件 下 %
*
为 &+,时 的 栅 极 电 压 定 义 为开 启 电 压 。 当 环 境 噪 声 较 高 时,可 以 选 用 开 启 电 压 较 高 的 管 子,以 提 高 抗 干 扰 能 力 。
!)漏 源 通 态 电 阻 ’
-.

-.
是 非 常 重 要 的 参 数,’
-.
越 大,%
*
流 过 产 生 的 耗 散 功 率 也 越 大,这 样 就 限 制 了 功率 !"#$%& 在 大 容 量 场 合 的 使 用 。 ’
-.
随 栅 源 电 压 升 高 而 降 低,随 结 温 升 高 而 增 大 。
()极 间 电 容 漏 极 与 栅 极 之 间 的 电 容 为 )
*/
,漏 极 与 源 极 之 间 的 电 容 为 )
*#
,栅 极 与 源 极 之 间 的 电 容 为
)
/#
,这 些 极 间 电 容 是 影 响 开 关 速 度 的 主 要 因 素 。
*)开 通 时 间 +
-.
和 关 断 时 间 +
-00
功 率 !"#$%& 一 般 +
-.
为 几 十 纳 秒,+
-00
为 几 百 纳 秒 。
( 三 ) 功 率 场 效 应 管 的 驱 动 电 路能 使 功 率 场 效 应 管 按 信 号 的 要 求 导 通 或 截 止 的 电 路,称 为 功 率 场 效 应 管 栅 极 驱 动 电 路 。 功 率 !"#$%&
是 电 压 控 制 器 件,只 要 栅 极 驱 动 电 路 提 供 合 适 的 栅 极 电 压,就 能 使 !"#$%& 可 靠 地 通 断 。 因 栅 极 驱 动 电 流 较小,所 以 驱 动 电 路 比 较 简 单 。 在 工 作 频 率 较 低 的 应 用 场 合,常 用 集 成 驱 动 电 路 。
常 见 的 功 率 !"#$%& 驱 动 电 路 有 以 下 几 种 。
( &) 采 用 &&1 栅 极 的 驱 动 电 路 。 图 ! " #! 为 典 型 的 &&1 驱 动 电 路,它 可 用 于 要 求 不 高 的 功 率 !"#$%& 驱动 。 其 工 作 原 理 是,当 2
&
基 极 高 电 平 输 入,2
&
导 通,2
#
关 断,&(2 的 电 源 通 过 ’
#
对 2!
&
栅 极 充 电,当 栅 源 电压 达 到,&(2 时,2!
&
导 通 ; 当 2
&
基 极 输 入 低 电 平 时,2
&
关 断,,(2 加 在 2
#
的 基 极 与 发 射 极 之 间,2
#
流 过 瞬态 栅 极 放 电 电 流,2!
&
的 栅 源 电 压 变 为 低 电 平 而 关 断 。 这 个 电 路 缺 点 是 通 过 ’
#
充 电,延 长 了 功 率 !"#$%&
开 通 时 间,也 增 加 了 开 通 损 耗 。
图 ! " #! &&1 驱 动 !"#$%& 电 路图 ! " #( 小 功 率 !"# 驱 动 电 路
( #) 小 功 率 !"#$%& 驱 动 电 路 。 由 于 !"# 元 件 传 输 速 度 快,在 !"#$%& 驱 动 电 路 中 可 用 它 来 替 代 双 极
·#-#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册型 晶 体 管,如 图 !" #$ 所 示 。 电 路 的 工 作 原 理 与 图 !" #! 相 似,只 是 用 !"
%
和 !"
#
小 功 率 互 补 电 路 替 换 了 图
!" #! 中 的 !
#
。 这 个 驱 动 电 路 的 开 关 频 率 很 高,可 达 到 %&& #$% 以 上 。
( ’) 集 成 驱 动 电 路 。 美 国 国 际 整 流 公 司 ( &’ 公 司 ) 生 产 的 &’#%%& 高 压 浮 动 "() 栅 极 驱 动 集 成 电 路,是 一种 具 有 代 表 性 的 集 成 驱 动 电 路 。 它 的 特 点 是 具 有 很 高 的 开 关 速 度,较 低 的 功 耗,采 取 一 定 措 施 后 可 作 大 功 率
"()*+,驱 动 电 路 。 此 外,这 种 驱 动 电 路 还 提 供 了 可 靠 的 电 流 保 护 。
图 !" #( 是 &’#%%& 作 为 驱 动 电 路 的 一 个 例 子,该 电 路 本 身 具 有 信 号 的 隔 离 功 能 和 利 用 泵 升 原 理 形 成 另一 组 驱 动 电 路 电 源 的 功 能 。 由 图 可 知,这 种 集 成 驱 动 电 路 在 实 际 应 用 时 电 路 十 分 简 单,只 需 一 个 直 流 稳 压 电源 ( ) %$!) 和 外 接 一 些 元 件 后,即 可 驱 动 一 组 桥 臂 "()*+,。
图 !" #( &’#%%& 用 于 驱 动 开 关 磁 阻 电 机 的 电 路六,绝 缘 栅 双 极 晶 体 管绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 简 称 &-.,( &/0123456 -345,78923:,:3/07049:),是 #& 世 纪 *& 年 代 初 新 发 展 起 来 的 复 合 型电 力 电 子 器 件 。 &-.,兼 有 -,’ 和 "()*+,的 优 点,既 具 有 通 态 压 降 小,耐 高 压 和 能 承 受 较 大 电 流 的 特 点,又具 有 输 入 阻 抗 高,开 关 速 度 快,热 稳 定 性 好 和 驱 动 电 路 简 单 的 优 点 。
目 前,&-.,发 展 极 为 迅 速,广 泛 用 于 #& #$% 左 右 的 功 率 变 换 装 置 中,并 为 电 路 设 计 者 创 造 了 如 下 条 件,
( %) 扩 展 了 高 频,高 压 大 功 率 应 用 范 围 ;
( #) 可 使 用 功 率 变 换 子 系 统 模 块,使 产 品 小 型 化,缩 短 研 发 周 期 ;
( ’) 几 乎 可 完 全 替 代 -,’ 的 应 用,部 分 取 代 功 率 "()*+,和 -,( 晶 闸 管 的 应 用 。
( 一 ) 工 作 原 理 和 伏 安 特 性
%;工 作 原 理
&-.,是 一 种 多 元 结 构 的 功 率 集 成 器 件 。 图 !" #+( 3) 为 它 的 一 个 小 元 结 构 示 意 图 。 与 !<"() 管 [ 图 !
" #%( =) ] 相 比,它 在 漏 极,
)
区 下 面 多 了 一 个 -
)
层 。 图 ! " #+( =) 和 ( >) 分 别 为 &-.,的 等 值 电 路 和 图 形 符号 。 由 图 ( =) 可 知,&-.,实 质 上 是 以 -,’ 为 主 导 元 件,"()*+,为 驱 动 元 件 的 达 林 顿 结 构 器 件 。 该 器 件
"()*+,为? 沟 道 型,-,’ 为 @?@ 型 。
&-.,的 开 通 和 关 断 是 受 栅 极 电 压 控 制 的 。 当 栅 极 外 施 电 压 为 正 向 时,"()*+,内 形 成 导 电 沟 道,并 为
@?@ 管 提 供 基 极 电 流,从 而 使 &-.,开 通 ; 在 栅 极 外 施 反 向 电 压 时,"()*+,内 的 沟 道 消 失,@?@ 管 内 基 极 电流 被 切 断,&-.,即 为 关 断 。
#;伏 安 特 性图 !" #* 为 典 型 的 &-.,的 输 出 特 性 和 转 移 特 性 曲 线 。 它 们 分 别 描 述 了 器 件 的 工 作 状 态 和 控 制 能 力 。
由 图 ( 3) 看 出,输 出 特 性 曲 线 零 点 稍 偏 离 原 点,原 因 是 "()*+,的 开 启 电 压 引 起 的 。 &-.,同 -,’ 一 样,其 输出 特 性 可 分 为 饱 和 区,线 性 区 和 阻 断 区 。 另 外,&-.,的 开 启 电 压 一 般 为 ’,(!。
·’&#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" #$ 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管
( !) 小 元 结 构 示 意 图 ;( ") 等 值 电 路 ;( #) 图 形 符 号
( 二 ) 主 要 技 术 参 数
( %) 集 — 射 极 间 阻 断 电 压 &
$%&
集 " 射 极 短 路 条 件 下,集 电 极 最 大 允 许 阻 断 电 压 。
( #) 门 " 射 极 间 电 压 &
’%&
集 " 射 极 短 路 条 件 下,最 大 允 许 的 门 " 射 极 电 压 。
( ’) 集 电 极 电 流 (
$
集 电 极 最 大 允 许 直 流 工 作 电 流 。
( !) 集 电 极 功 耗 )
$
最 大 允 许 的 单 管 峰 值 功 耗 ( *
(
+ #,)) 。
(,) 结 温 *
*
允 许 的 工 作 结 温 值 。
( -) 反 并 联 二 极 管 电 流 (
%
最 大 允 许 二 极 管 直 流 正 向 电 流 ( *
*!
#,)) 。
图 !" #,+’,- 的 伏 安 特 性
( !) 输 出 特 性 ;( ") 转 移 特 性
( $) 门 " 射 极 阈 值 电 压 &
’%(,/)
&
$%
+ %/0,(
$
+ 集 电 极 额 定 电 流 0 %/
"!
时 的 门 " 射 极 间 电 压 。
(,) 集 " 射 极 饱 和 压 降 在 指 定 条 件 下,额 定 工 作 电 流 时 的 导 通 管 压 降 。
( 1) 正 向 压 降 &
$%
额 定 条 件 下,集 电 极 和 发 射 极 间 的 压 降 。
( %/) 开 通 时 间 2
12
额 定 条 件 下,电 阻 性 负 载 开 关 开 通 时 间 。
( %%) 关 断 时 间 2
133
额 定 条 件 下,电 阻 性 负 载 开 关 关 断 时 间 。
( %#) 恢 复 时 间 2
44
感 性 负 载 开 关 动 作 续 流 二 极 管 反 向 恢 复 时 间 。
( 三 ) 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 的 驱 动 电 路由 于 +’,- 是 以 56&7%- 为 输 入 级 的,因 此,56&7%- 驱 动 电 路 原 则 上 都 可 适 用 于 +’,-。 +’,- 典 型 驱 动电 路 如 图 !" #1 所 示 。
应 当 指 出,+’,- 的 正,反 偏 栅 压 ( 3 &
’&
) 及 栅 极 串 联 电 阻 4

对 器 件 的 运 行 性 能 有 很 大 影 响,如 表 ! ",
·!/#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$ 两 种 典 型 的 !"#$ 驱 动 电 路所 示 。
表 !" % 栅 极 驱 动 电 压 及 串 联 电 阻 &
"
对 !"#$ 运 行 性 能 的 影 响特 性集 " 射 饱 和 压降 ’
%&’
开 通 时 间 (
()
关 断 时 间 (
(**
)+
*+
,)( 位 移 电流负 载 承 受 短路 的 能 力
- ’
"&
增 加 降 低 降 低 略 增 加 — 降 低
" ’
"&
增 加 — — 略 降 低 减 少 —
&
"
增 加 — 增 加 增 加 减 少 增 加注,一 般 取 的 参 数 是 - ’
"&
,/# 0 /%,," ’
"&
," / 0 " /1,。
近 年 来,较 广 泛 使 用 &-# 系 列 集 成 模 块 驱 动 !"#$。 该 专 用 模 块 比 分 立 元 件 组 成 的 驱 动 电 路 工 作 更 可靠,效 率 更 高 。 图 !" 21 示 出 了 这 种 模 块 的 框 图,其 各 脚 功 能 如 表 !" 3 所 示 。
图 !" 21 &-# 系 列 集 成 驱 动 器 内 部 框 图
(,) &-# 4%1,4%/( 标 准 型 ) ;( /) &-# 4!1,4!/( 高 速 型 )
·%1#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 !" # !"# 系 列 各 脚 功 能 表脚 号 功 能 说 明 脚 号 功 能 说 明
$
与 $%#& 的 发 射 极 相 接 ; % &

的 地
’,( 可 不 接
) 电 源 端,一 般 为 )*( + 电 源 地 端
,
驱 动 输 出,经 栅 极 电 阻 -
%
与 $%#& 相 连
$*,$$ 可 不 接
! 外 接 电 容 器,防 止 过 电 流 保 护 环 节 误 动 作 $),$,
,内 设 的 过 电 流 保 护 电 路 输 出 端 $! 驱 动 信 号 输 入 ( " )
#
经 快 速 二 极 管 连 到 $%#& 集 电 极 。 监 视 集 电极 电 平,作 为 过 流 信 号 之 一
$,驱 动 信 号 输 入 ( / )
$#
图 !",$ 为 应 用 !"# 系 列 集 成 模 块 驱 动 $%#& 的 例 子 。 该 例 具 有 过 流 检 测,保 护 及 软 关 断 功 能 。 当 $%)
#& 出 现 过 流 时,脚,出 现 低 电 平,光 耦 *+$ 有 输 出,从 而 提 供 一 个 封 锁 信 号 。 该 信 号 使,-,驱 动 脉 冲 输 出转 化 成 一 系 列 窄 脉 冲,对 !"# (!* 实 行 软 关 断 。
图 !",$ !"# (!* 用 于 $%#& 的 驱 动 电 路七,几 种 全 控 型 电 力 电 子 器 件 性 能 的 比 较全 控 型 电 力 电 子 器 件 的 种 类 很 多,其 发 展 也 非 常 迅 速,现 将 本 书 涉 及 的 三 种 全 控 型 电 力 电 子 器 件 的 主 要性 能 进 行 比 较,女 表 !" ’ 所 示 。
表 !" ’ 几 种 全 控 型 电 力 电 子 器 件 主 要 性 能 的 比 较器 件 名 称 %&/ 功 率,+*0!& $%#&
结 构 三 层 半 导 体 两 个,1 结
( $),+* 结 构 ( 金 属 " 氧 化物 " 半 导 体 )
( )) 多 元 结 构
( $) 在,+* 基 础 上 增 加 一 个
,
/

( )) 多 元 结 构
·#*)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册器 件 名 称 !"# 功 率 $%&’(" )!*"
工 作 机 理
( !) 多 子 和 少 子 均 参 与 导 电
( ") 电 流 型 开 关 器 件
( #) 通 过 基 极 信 号 控 制 管 子的 开 通 和 关 断
( !) 仅 多 子 参 与 导 电
( ") 电 压 型 全 控 开 关 器 件
( #) 开 通 与 关 断 受 栅 极 电 压控 制
( !) 开 通 和 关 断 受 栅 极 电 压控 制
( ") 大 功 率 可 控 开 关 器 件驱 动 电 路
( !) 电 流 型
( ") 电 路 复 杂
( #) 要 求 功 率 大
( !) 电 压 型
( ") 电 路 简 单
( #) 要 求 功 率 小
( !) 电 压 型
( ") 电 路 简 单
( #) 要 求 功 率 小开 关 性 能
( !) 速 度 为 ! $ %
!
+,次
( ") 不 适 合 快 速 切 换
( !) 速 度 为 &-! $ &-%
!
+,次
( ") 最 适 合 于 快 速 切 换
( !) 速 度 为 &-! $ &-%
!
+,次
( ") 适 合 快 速 切 换饱 和 压 降 低 高 中安 全工 作 区很 宽 宽 中第 二 节 半 导 体 电 路一,半 导 体 导 电 特 性 及 其,/ 结 的 单 向 导 电 性
( 一 ) 半 导 体 的 导 电 特 性常 用 半 导 体 材 料 有 硅 和 锗 。 纯 净 的 硅 或 锗 单 晶 体 ( 又 称 体 征 半 导 体 ),其 导 电 性 能 很 差,介 于 绝 缘 体 和 导体 之 间 。
半 导 体 中 有 两 种 载 流 子 参 与 导 电,一 种 是 自 由 电 子
!!!!; 另 一 种 是 空 穴
!!
。 空 穴 可 看 成 是 带 正 电 荷 的 载 流 子 。
因 此 在 外 电 场 的 作 用 下 半 导 体 中 的 电 流 是 由 两 部 分 电 流 构 成,即 逆 电 场 方 向 运 动 的 自 由 电 子 电 流 和 顺 电 场方 向 运 动 的 空 穴 电 流 。
纯 净 半 导 体 的 导 电 能 力 还 受 温 度,光 照 和 掺 入 杂 质 元 素 的 影 响 。 随 温 度 的 升 高 其 导 电 能 力 增 强,受 到 光照 其 导 电 能 力 也 增 强,因 此 用 半 导 体 可 制 成 热 敏 元 件 和 光 敏 元 件 。 特 别 是 在 纯 净 半 导 体 中 掺 入 适 当 的 微 量杂 质 的 元 素 可 大 大 提 高 半 导 体 的 导 电 能 力 。 常 用 的 杂 质 半 导 体 有 以 空 穴 导 电 为 主 的,
!
型 半 导 体
!!!!
,和 以 自 由电 子 导 电 为 主 的 /
!
型 半 导 体
!!!!

物 质 的 导 电 能 力 的 大 小 决 定 于 参 与 导 电 的 载 流 子 的 多 少,而 载 流 子 的 多 少 又 决 定 于 物 质 内 部 原 子 之 间的 结 合 方 式 和 原 子 本 身 的 结 构 特 点 。 绝 缘 材 料 原 子 的 最 外 层 电 子 受 原 子 核 的 束 缚 力 很 大,其 外 层 电 子 很 难挣 脱 束 缚 而 成 为 能 够 导 电 的 自 由 电 子,故 绝 缘 材 料 几 乎 不 导 电 。 多 属 材 料 原 子 的 最 外 层 电 子 受 原 子 核 的 束缚 力 很 小,因 此 有 大 量 的 电 子 能 够 挣 脱 束 缚 而 成 为 导 电 的 自 由 电 子,所 以 金 属 导 体 的 导 电 能 力 很 强 。 半 导 体硅 和 锗 的 原 子 结 构 比 较 特 殊,它 们 是 ’ 价 元 素,每 个 原 子 的 最 外 层 有 ’ 个 价 电 子 。 纯 净 的 半 导 体 的 原 子 排 列整 齐,每 个 原 子 的 ’ 个 价 电 子 不 仅 受 自 身 原 子 核 的 束 缚,而 且 每 一 个 与 相 邻 原 子 的 价 电 子 构 成 共 价 键 结 构,
即 这 样 两 个 价 电 子 属 于 两 个 相 邻 原 子 所 共 有 。 实 际 形 成 了 每 一 个 原 子 最 外 层 有 ( 个 价 电 子 的 稳 定 原 子 结
·)&"·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇构,所 以 最 外 层 电 子 不 太 容 易 挣 脱 束 缚 而 成 为 自 由 电 子 。 但 又 不 像 绝 缘 材 料 束 缚 的 那 样 紧,在 一 定 的 温 度下,由 于 热 运 动,其 中 少 数 电 子 可 能 挣 脱 束 缚 而 成 为 自 由 电 子 。
共 价 键 电 子 挣 脱 束 缚 后,在 共 价 键 上 就 留 下 一 个 待 填 补 的 价 电 子,空 位,,这 就 是 空 穴 。 当 某 个 自 由 电 子落 入 空 位,则 该 自 由 电 子 和 空 穴 同 时 消 失,这 称 为 复 合 。 可 见,自 由 电 子 和 空 穴 总 是 成 对 的 产 生 又 成 对 的 复合 。 在 一 定 的 温 度 下,半 导 体 内 保 持 一 定 数 量 的 自 由 电 子,空 穴 对 。 温 度 和 升 高 或 光 照,使 更 多 的 束 缚 电 子获 得 能 量 而 挣 脱 束 缚,从 而 使 自 由 电 子 空 穴 对 数 量 增 加,导 电 能 力 增 强 。
有 空 穴 的 原 子,因 少 了 一 个 电 子 而 成 为 带 正 电 的 离 子,即 空 穴 相 当 于 一 个 正 电 荷 。 由 于 空 穴 很 容 易 被 附近 的 束 缚 价 电 子 来 填 补,使 空 穴 消 失,同 时 也 在 原 束 缚 电 子 所 在 处 又 留 下 了 一 个 新 的 空 穴 。 如 果 在 电 场 的 作用 下,使 附 近 的 束 缚 电 子 形 成 依 次 填 补 空 穴 的 移 动,其 效 果 等 效 于 空 穴 在 做 定 向 运 动,从 而 形 成 了 空 穴 电 流 。
这 就 好 比 在 礼 堂 中 有 人 离 开 前 排 座 位 到 处 走 动 成 为,自 由 电 子,,而 后 面 的 人 依 次 向 前 占 据 空 位,形 成 空 位 向后 移 动 。
( 二 ) !" 结 的 单 向 导 电 性
! 型 半 导 体,在 ! 价 的 单 晶 体 硅 或 锗 中,掺 入 微 量 的 " 价 元 素 ( 如 硼,铟 等 ),就 形 成 ! 型 半 导 体 。 因 为 每一 个 " 价 元 素 的 原 子 与 四 周 相 邻 的 ! 价 硅 或 锗 原 子 构 成 共 价 键 时 少 一 个 价 电 子,而 自 然 留 下 一 个 空 位,即 每一 个 " 价 原 子 都 提 供 一 个 空 穴 。 因 而 在 ! 型 半 导 体 中 的 空 穴 数 量 远 远 大 于 自 由 电 子,主 要 靠 空 穴 导 电 。 空穴 是 ! 型 半 导 体 的 多 数 载 流 子,自 由 电 子 是 少 数 载 流 子 。 但 ! 型 半 导 体 本 身 对 外 并 不 显 带 电 性,因 为 总 的正 负 电 荷 相 等,是 电 的 中 性 体 。
" 型 半 导 体,在 ! 价 的 单 晶 体 硅 或 锗 中,掺 入 微 量 的 # 价 元 素 ( 如 磷,锑 等 ) 形 成 " 型 半 导 体 。 每 一 个 #
价 元 素 的 原 子 与 四 周 的 ! 价 硅 或 锗 的 原 子 组 成 共 价 键 时 都 多 一 个 没 有 共 价 键 的 电 子,即 每 一 个 # 价 原 子 都提 供 一 个 自 由 电 子 。 因 而 在 " 型 半 导 体 中 的 自 由 电 子 数 量 远 远 大 于 空 穴,主 要 靠 自 由 电 子 导 电 。 空 穴 是 "
型 半 导 体 的 少 数 载 流 子,自 由 电 子 是 多 数 载 流 子 。 " 型 半 导 体 本 身 也 是 电 中 性 的 。
!" 结,在 同 一 半 导 体 基 片 上,半 边 掺 入 " 价 元 素 形 成 ! 型 半 导 体,另 半 边 掺 入 # 价 元 素 形 成 " 型 半 导体,如 图 !$ "% 所 示 。 在 ! 型 和 " 型 的 交 界 面 处 所 形 成 的 一 个 阻 碍 导 电 的 空 间 电 荷 层 ( 或 称 阻 挡 层 ),称 为
!" 结 。 由 于 两 边 空 穴 的 浓 度 相 差 悬 殊,两 边 自 由 电 子 的 浓 度 也 相 差 悬 殊,因 而 形 成 两 边 多 数 载 流 子 的 相 互扩 散 运 动 。 自 由 电 子 由 " 边 向 ! 边 运 动,空 穴 由 ! 边 向 " 边 运 动 。 在 交 界 处," 边 的 原 子 因 少 了 自 由 电 子而 变 成 正 离 子 ; ! 边 原 子 因 少 了 空 穴 而 变 成 负 离 子 。 相 互 扩 散 的 数 量 越 多,正 负 离 子 数 量 越 多,阻 挡 层 越 宽 。
随 着 扩 散 运 动 的 进 行,正 负 离 子 之 间 形 成 电 场,称 为 内 电 场,其 方 向 由 " 边 指 向 ! 边,如 图 ( #) 所 示 。 由 于 内电 场 力 的 作 用,将 阻 止 载 流 子 的 进 一 步 相 互 扩 散 。 因 此 在 一 定 的 载 流 子 浓 度 的 条 件 下,阻 挡 层 保 持 一 定 的 宽度 。
图 !$ "% !" 结 的 形 成
!" 结 的 特 性,!" 结 的 基 本 特 性 就 是 它 的 单 向 导 电 性 。 当 !" 结 加 正 向 电 压,如 图 ! $ "" 所 示,! 端 接高 电 位 ( & )," 端 接 低 电 位 ( $ ),则 !" 结 变 成 低 阻 导 通 状 态,!" 结 可 通 过 较 大 的 电 流 。 当 !" 结 加 反 向 电压,如 图 !$ "! 所 示,! 端 接 低 电 位 ( $ )," 端 接 高 电 位 ( & ),!" 结 呈 现 高 阻 截 止 状 态 。
因 为 加 正 向 电 压 时,外 加 电 场 的 方 向 与 !" 结 的 内 电 场 方 向 相 反,内 电 场 被 削 弱,阻 挡 层 变 窄,有 助 于 两边 多 数 载 流 子 大 量 的 相 互 扩 散 运 动,在 电 源 的 支 持 下 形 成 导 通 的 回 路 电 流,加 反 向 电 压,外 电 场 与 内 电 场 方向 一 致,阻 挡 层 变 宽,阻 碍 多 数 载 流 子 的 相 互 扩 散 。 只 有 两 边 的 少 数 载 流 子 在 电 场 力 的 作 用 下 越 过 阻 挡 层,
·’(%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册形 成 极 微 小 的 可 忽 略 的 反 向 电 流,这 种 状 态 称 为 !" 结 的 截 止 状 态 。
图 ! " ## !" 结 加 正 向 电 压 图 ! " #! !" 结 加 反 向 电 压二,整 流 电 路 与 电 源
( 一 ) 电 子 技 术 导 论
$#电 子 技 术 与 信 息第 $ 章 根 据 电 能 的 不 同 用 途,将 电,气 工 程 学 分 为 两 个 分 支,电 力 和 电 子 技 术 。 电 力 行 业 用 煤 和 水 能 等初 级 能 源 产 生 电 能,最 后 转 变 为 热 能,光 能,机 械 能 以 及 其 他 形 式 的 能 量 。 在 电 子 技 术 中,电 能 用 于 表 示,传递 和 处 理 信 息 。 在 电 话 系 统,收 音 机,计 算 机 或 是 交 通 控 制 系 统 中,都 是 用 电 能 来 传 递,处 理 和 使 用 信 息 。
在 电 子 技 术 中,电 压 和 电 流 变 成 了 电 信 号,即 它 们 用 来 表 示 其 他 一 些 东 西,这 一 点 从 它 的 词 根 中 可 以 看出 (,信 号,一 词 的 英 文 单 词 为,$%&’(”,其 词 根,$%)*” 是,标 记,,,符 号,的 意 思 。 — — — 译 者 注 ) 。 人 们 对 着 电 话机 讲 话 时 产 生 的 电 压 就 是 一 个 信 号,因 为 它 可 以 在 空 气 中 再 生 出 声 音 振 动 。 这 些 声 音 是 有 意 义 的,在 对 话 中交 流 了 信 息 。
该 领 域 当 前 的 发 展 速 度 很 快,所 以 对 其 发 展 情 况 进 行 预 测 非 常 困 难 。 但 是 如 果 理 解 了 其 中 的 一 些 主 要内 容,就 可 以 领 会 电 子 技 术 的 实 质 。 本 书 要 讨 论 的 重 要 内 容 包 括,( $) 模 拟 和 数 字 表 示 法 与 信 息 处 理,( %) 频域 的 应 用 扩 展 ;( #) 半 导 体 材 料 电 特 性 的 应 用 ;( !) 反 馈 ;( &) 电 路 中 非 线 性 效 应 的 应 用 。
%#电 子 技 术 的 历 史第 二 次 世 界 大 战 前,电 子 技 术 的 商 业 重 要 性 主 要 体 现 在 无 线 电 广 播,电 话 和 电 报 等 行 业 。 活 跃 在 这 些 领域 中 的 人 们,包 括 很 多 物 理 学 者 和 电 气 工 程 师 都 是 通 过 实 践 获 得 电 子 技 术 的 知 识 。 当 时,在 大 学 里 学 习 电 气工 程 学 学 就 是 学 习 电 力,电 动 机,发 电 机,照 明 设 备,变 压 器 和 传 输 线 等 。
第 二 次 世 界 大 战 深 刻 地 改 变 了 电 子 技 术 。 除 了 发 展 无 线 电 通 信 这 一 明 显 需 要 之 外,盟 军 的 一 个 绝 密 工程 也 将 焦 点 集 中 在 电 子 技 术 。 每 个 人 都 知 道 曼 哈 顿 工 程 和 原 子 弹 。 科 学 家 和 工 程 人 员 在,辐 射,实 验 室 为 发展 微 波 雷 达 所 做 的 工 作,为 结 束 战 争 做 出 了 相 当 重 要 的 贡 献 。 这 两 个 工 程 雇 用 了 美 国 最 好 的 技 术 人 员,并 且都 取 得 了 极 大 的 成 功 。
曼 哈 顿 工 程 在 战 后 的 成 果 只 是 一 些 更 多,更 大 的 原 子 弹,而 且 即 使 是 核 技 术 的 和 平 应 用 也 会 引 起 争 议 。
而,辐 射,实 验 室 的 战 后 成 果 则 是 其 技 术 的 迅 速 普 及,而 且 绝 大 部 分 应 用 于 和 平 目 的 。 为 雷 达 显 示 器 研 制 的阴 极 射 线 管 变 成 了 电 视 的 图 像 显 像 管,并 且 很 快 就 有 了 可 供 欣 赏 的 高 保 真 唱 片 。 为 探 测 敌 机 发 展 的 雷 达 技术 可 以 使 商 用 飞 机 全 天 候 飞 行 。 还 可 以 直 接 拨 打 长 途 电 话,不 用 大 声 叫 喊 就 可 以 让 对 方 听 到 你 的 声 音 。
在 %’ 世 纪 &’ 年 代 早 期,晶 体 管 的 发 展 开 始 了 第 一 个,固 态 革 命,。 接 着 是 集 成 电 路,再 后 面 是 集 成 于 一块,芯 片,上 的 微 型 计 算 机 。 微 电 子 技 术 的 发 展 似 乎 永 无 止 境 。
有 人 在 战 前 就 开 始 构 思 电 子 计 算 机 的 思 想,但 即 使 在 战 争 中 也 只 是 做 了 一 些 普 通 应 用 。 当 时 研 制 了 一种 模 拟 计 算 机 用 来 控 制 军 舰 上 的 重 型 炮,并 且 出 现 了 一 些 简 单 的,逻 辑,电 路 。 真 正 的 计 算 机 是 在 战 后 出 现
·(’%·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇的 。 第 一 个 数 字 计 算 机 是 用 真 空 管 技 术 制 造 的 。 如 果 按 照 现 在 的 标 准 来 衡 量,它 体 积 庞 大,速 度 很 慢,并 且不 易 于 编 程 。 但 当 数 字 计 算 机 的 思 想 与 晶 体 管 以 及 后 来 的 集 成 电 路 思 想 结 合 在 一 起 时,计 算 机 的 发 展 速 度变 得 激 动 人 心 了 。 而 且 直 到 今 天,它 仍 然 保 持 着 这 样 的 发 展 速 度 。
!!电 子 技 术 的 实 质电 子 技 术 中 充 满 了 诀 窍 。 电 路 理 论 的 发 展 经 历 了 一 个 有 序 的,合 理 的 过 程 。 电 子 技 术 与 电 路 理 论 不 同,
它 应 用 了 多 种 不 同 器 件,技 术 和 方 法 。 电 子 技 术 基 础 知 识 的 应 用 是 非 常 困 难 的,因 为 电 子 电 路 太 复 杂 了 。 例如,如 果 应 用 前 面 刚 学 到 的 知 识,如 欧 姆 定 律,基 尔 霍 夫 定 律 和 一 些 诸 如 阻 抗 的 概 念,戴 维 南 等 效 电 路 的 概 念等 等,来 研 究 电 视 机 的 电 路 图 ( 示 意 图 ),会 发 现 根 本 不 会 取 得 什 么 进 展 。
本 书 第
!
部 分 的 目 的 就 是 研 究 现 在 推 动 电 子 技 术 发 展 的 主 要 思 想 。 将 学 习 当 前 电 子 技 术 的 一 些 诀 窍,
但 通 过 这 些 诀 窍 只 能 初 步 理 解 电 子 技 术 的 实 质 。 不 要 指 望 掌 握 了 这 部 分 的 内 容 之 后 就 可 以 修 理 收 音 机 或 是计 算 机 的 接 口 。 不 过,到 时 就 可 以 理 解 这 些 系 统 如 何 工 作 了 。
"!本 书 的 电 子 技 术 内 容本 章 解 释 二 极 管 和 晶 体 管 的 物 理 作 用,并 讨 论 一 些 应 用 这 些 器 件 的 基 本 电 路 。,数 字 电 子 技 术,,说 明 如何 应 用 这 些 基 本 电 路 以 数 字 形 式 处 理 信 息 。,模 拟 电 路,,详 细 介 绍 如 何 应 用 这 些 基 本 电 路 以 模 拟 形 式 处 理信 息,并 将 电 路 理 论 的 处 理 方 法 扩 展 到 信 号 分 析 中 。 如 何 将 模 拟 和 数 字 电 路 集 成 到 监 视,控 制 或 通 信 系 统中 。 最 后,,功 率 电 子 系 统,详 细 介 绍 了 用 于 控 制 电 力 的 器 件 和 电 路 。
( 二 ) 理 想 二 极 管
#!非 线 性 器 件第 # 章 $ 第 % 章 研 究 的 电 路 理 论 都 是 应 用 于 线 性 电 路 的 。 对 电 阻,电 感 和 电 容 进 行 定 义 的 方 程 描 述 了电 压 和 电 流 之 间 的 线 性 关 系 。 描 述 电 路 中 能 量 守 恒 和 电 荷 守 恒 的 基 尔 霍 夫 定 律 也 是 线 性 方 程 。 本 书 中 的 许多 方 法 都 是 建 立 在 这 些 线 性 特 性 的 基 础 上 — — — 叠 加 原 理 和 戴 维 南 等 效 电 路 都 是 很 明 显 的 例 子 。
电 子 技 术 中 也 使 用 电 阻,电 感 和 电 容,基 尔 霍 夫 定 律 也 仍 然 有 效 。 但 电 子 技 术 应 用 了 很 多 有 非 线 性 特 性的 器 件 。 二 极 管,晶 体 管 和 硅 控 管 整 流 电 路 都 是 这 类 非 线 性 器 件 的 例 子 。 非 线 性 并 没 有 成 为 应 用 这 些 器 件以 及 其 他 器 件 的 障 碍 。 相 反,它 们 因 为 非 线 性 特 性 而 变 得 非 常 有 用 。
&!图 解 分 析因 为 非 线 性 器 件 非 常 重 要,所 以 电 子 技 术 中 采 用 了 很 多 图 解 分 析 。 很 多 种 电 路 的 求 解 方 法 都 是 基 于 图解 方 法 的 。 而 且 从 图 解 形 式 可 以 得 到 很 多 关 于 器 件 特 性 的 信 息 。 图 " ’ !( 给 出 了 一 个 电 阻 和 两 种 极 端 情况,开 路 ( " ) *) 和 短 路 ( " ) +) 的 图 解 特 性 。 当 然,欧 姆 定 律 的 图 解 形 式 为 一 条 直 线 。
图 "’ !( 电 阻 的 符 号 和 图 解 定 义
!!理 想 二 极 管 的 特 性 曲 线图 "’ !% 给 出 了 理 想 二 极 管 的 电 路 符 号 和 相 关 的 图 解 特 性,该 特 性 曲 线 是 非 线 性 的 。 理 想 二 极 管 的 特性 曲 线 分 为 两 个 区 域,垂 直 区 域 叫 做 正 向 偏 置 区 域,水 平 区 域 叫 做 反 向 偏 置 区 域 。 与 图 " ’ !( 对 比 可 以 看出,二 极 管 正 向 偏 置 相 当 于 短 路 ; 反 向 偏 置 相 当 于 开 路 。
"!导 通 和 截 止
·+#&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$ 理 想 二 极 管 的 符 号 和 图 解 定 义二 极 管 的 性 能 用 电 流 表 示 为,如 果 电 流 的 正 方 向 与 二 极 管 电 路 符 号 的 箭 头 方 向 相 同,二 极 管 相 当 于 短路,电 流 可 以 顺 畅 地 流 动,二 极 管 导 通,如 果 电 流 的 正 方 向 与 二 极 管 箭 头 的 方 向 相 反,二 极 管 相 当 于 开 路,没有 电 流 通 过 。 二 极 管 截 止 。 因 此,电 流 可 以 沿 箭 头 的 正 方 向 通 过 。 而 不 能 沿 箭 头 的 反 方 向 通 过 。
%!力 学 类 比二 极 管 类 似 于 机 械 棘 轮 。 机 械 棘 轮 可 用 于 拉 紧 网 球 场 边 的 围 网 。 机 械 棘 轮 只 允 许 向 一 个 方 向 移 动 或 旋转 。 与 此 类 似,二 极 管 只 允 许 电 荷 向 一 个 方 向 移 动,另 一 个 类 似 情 况 是 只 允 许 液 体 向 一 个 方 向 流 动 的 单 向阀 。
$!二 极 管 & 开 关二 极 管 也 可 以 看 做 是 一 个 由 电 压 控 制 的 开 关 。 当 输 入 电 压 为 正 时 ( 电 压 的,’,号 在 箭 头 的 上 端 ),开 关闭 合,电 流 通 过,二 极 管 导 通 。 一 旦 电 压 的 极 性 反 转,开 关 断 开,没 有 电 流 通 过,二 极 管 截 止 。
前 面 描 述 的 是 理 想 二 极 管 的 特 性 。 实 际 二 极 管 的 特 性 与 这 一 理 想 特 性 不 同,详 细 对 此 进 行 介 绍 。 但 二极 管 的 多 数 常 见 应 用 可 以 用 这 种 理 想 特 性 理 解 。 在 研 究 半 导 体 二 极 管 的 物 理 过 程 之 前,先 来 介 绍 一 些 应 用 。
( 三 ) 整 流 电 路
(!直 流 和 电 子 技 术第 ! 章 首 先 提 到 了 关 于 直 流 和 交 流 之 间 的 争 论,看 哪 一 种 电 能 形 式 会 主 宰 新 兴 电 力 行 业 。 当 然,交 流 成为 电 能 的 生 产,分 配 和 消 费 的 通 用 模 式 。
但 是,直 流 在 电 子 技 术 中 又 占 据 了 重 要 地 位 。 几 乎 所 有 的 电 子 电 路 都 要 求 采 用 直 流 电 源 。 读 者 可 能 会因 此 猜 想 每 个 电 子 设 备 中 都 有 一 个 电 池,事 实 并 非 如 此 。 电 池 价 格 贵,重 量 大,寿 命 短,体 积 庞 大,并 且 充 满了 腐 蚀 性 的 化 学 材 料 。 因 此,设 计 者 都 避 免 使 用 电 池 组 件,除 非 是 便 携 性 是 第 一 位 的 要 求 。
因 为 这 个 原 因,多 数 电 子 设 备 都 包 含 一 个 电 源 电 路 。 电 源 的 功 能 如 图 !" #) 所 示 。 例 如,插 上 插 头 并 打开 电 视 机 时,交 流 电 就 会 进 入 电 子 电 路 的 电 源 部 分,并 转 换 成 直 流 电 。 直 流 电 由 电 源 部 分 流 入 电 路 的 其 他 部分 。 这 种 电 源 电 路 应 用 了 整 流 电 路 中 二 极 管 的 非 线 性 特 性 。
图 !" #) 多 数 电 子 电 路 需 要 电 源
*!半 波 整 流 电 路电 源 在 整 流 电 路 中 用 二 极 管 将 交 流 变 为 直 流 。 二 极 管 对 交 流 进 行 了,整 流,。 图 ! " #+ 是 一 个 基 本 整 流电 路 。 因 为 它 仅 将 输 入 电 压 的 正 半 周 连 接 到 负 载,所 以 称 这 个 电 路 为 半 波 整 流 电 路 。 交 流 电 压 用 正 弦 函 数表 示,整 流 电 路 是 一 个 理 想 二 极 管,负 载 用 电 阻 表 示 。 实 际 中 负 载 可 能 是 一 个 需 要 直 流 电 的 电 子 电 路 。
图 !" #,显 示 了 二 极 管 的 整 流 效 果 。 当 输 出 电 压 为 正 时,二 极 管 导 通,其 中 通 过 正 弦 电 流 。 但 输 出 电 压
·((*·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " #$ 半 波 整 流 电 路为 负 时,二 极 管 截 止,没 有 电 流 通 过 。 结 果,电 流 变 成 了 脉 冲 形 式,负 载 两 端 的 电 压 是 正 弦 输 入 电 压 的 正 半周 。 二 极 管 阻 止 了 交 流 波 的 负 半 周 。
#!直 流 成 分当 然,半 波 整 流 电 路 的 输 出 并 不 是 纯 粹 的 直 流 电 。 但 其 输 出 确 实 含 有 直 流 成 分 。 事 实 上,如 果 定 义 的 时间 平 均 值 来 定 义 输 出 的 直 流 部 分,得 到 直 流 成 分 为,
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3
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式 中
!
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"
/*。 如 果 与 负 载 串 联 一 个 直 流 安 培 表,安 培 表 的 示 数 就 是 此 电 流 。 负 载 电 压 的 直 流 成 分 为,
1
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( %
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3
-
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1
2
"
图 ! " #8 半 波 整 流 电 路 的 波 形例,半 波 整 流 电 路一 个 0!"( 均 方 根 值 ) 交 流 电 源 通 过 半 波 整 流 电 路 的 二 极 管 与 一 个 07
!
电 阻 连 接 。 求 负 载 电 流的 峰 值 和 平 均 值 。
解,图 ! " #$ 给 出 了 电 路 。 因 为 二 极 管 在 电 源 电 压 为 正 时 导 通,所 以 峰 值 电 流 等 于 正 峰 值 电 压 除以 电 阻 。
%
峰 值
(
1
9
3
-
(
"
0! 0
07
由 式 给 出 的 直 流 电 流 为,
%
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12
"
3-
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%2
"
(
):7;
"
( 7:<!7=
思 考 题,如 果 二 极 管 反 向 连 接,结 果 如 何?
·0)0· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!!全 波 整 流 电 路图 ! " !#( ") 的 电 路 称 为 全 波 桥 式 整 流 电 路,这 是 因 为 它 对 输 入 电 压 的 负 半 周 和 正 半 周 都 进 行 整 流 。
图 ! " !# ( ") 桥 式 全 波 整 流 电 路 ;( #) 桥 式 全 波 整 流 电 路 的 波 形
$!桥 式 整 流 电 路 的 工 作 原 理电 源 电 压 为 正 时,电 流 试 图 经 过 整 流 电 路 由 % 流 到 &。 二 极 管 ’
(
导 通,但 ’
)
不 能 使 电 流 由 % 流 到 *,所以 它 处 于 截 止 状 态 。 在 + 点,因 为 ’
,
不 允 许 电 流 直 接 由 + 流 到 &,所 以 电 流 必 须 流 经 电 阻 。 最 后,’
!
导 通,
电 流 由 * 流 到 &。 因 此,当 电 源 电 压 为 正 时,正 电 流 由 电 源 的,-,端 流 出,经 过 ’
(
和 负 载 电 阻,最 后 经 过 ’
!
返 回 电 源 。 在 周 期 的 这 一 部 分,二 极 管 ’
)
和 ’
,
截 止 。 当 电 源 电 压 为 负 时,’
)
和 ’
,
导 通,而 ’
(
和 ’
!
截 止 。
因 此 在 周 期 的 第 二 部 分,正 电 流 由 电 源 的 负 极 流 出,由 & 点 经 过 ’
,
到 达 + 点,经 负 载 电 阻,’
)
返 回 电 源 。 电流 的 这 两 条 路 径 如 图 ! " !( 所 示 。 在 周 期 的 正 负 两 部 分 内,负 载 的 电 流 都 是 由 + 到 *。 流 过 负 载 的 电 流 如 图
! " !# 所 示 。 电 流 仍 然 是 脉 动 形 式,但 全 波 整 流 电 路 没 有 在 两 个 脉 冲 之 间 留 有 空 闲 时 间,这 一 点 与 半 波 整 流电 路 不 同 。
图 ! " !( 桥 式 整 流 电 路 的 电 流 路 径,( $),
$
为 正,( #),
$
为 负作 为 电 源 电 路,全 波 整 流 电 路 的 性 能 要 优 于 半 波 整 流 电 路 。 通 过 将 输 出 电 压 的 负 半 周 倒 转,电 路 使 输 出的 直 流 成 分 加 倍 。 因 为 电 流 的 直 流 成 分 为,
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直 流 负 载 电 压 为,
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例,全 波 整 流 电 路一 个 全 波 整 流 电 路 需 要 向 负 载 提 供 $#+ 直 流 电 压 和 ),直 流 电 流 。 求 负 载 电 阻 和 所 需 交 流 电 压 的 方 均根 值 。
解,图 ! " !) 重 画 了 图 ! " !#( ") 的 桥 式 整 流 电 路,并 将 其 负 载 移 到 了 右 边 。 负 载 电 阻 根 据 欧 姆 定 律,由直 流 电 压 和 电 流 计 算 得 出,
7
4
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峰 值 交 流 电 压 由 式 给 出,
.
8
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0 9:;$.
所 以,均 方 根 电 压 为 9:!$-
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) 0 $$!$.
·,()·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " !# 按 常 规 方 式画 出 的 二 极 管 桥思 考 题,如 果 有 一 个 二 极 管 被 烧 毁,变 成 开 路,结 果 如 何?
$!二 极 管 桥 用 作 开 关二 极 管 桥 相 当 于 由 电 压 控 制 的 开 关 。 当 电 源 电 压 为 正 时,%
&
和 %
!
导 通,’ 点 和 ( 点 分 别 连 接 到 电 源 的
,),端 和,",端 。 当 电 源 电 压 变 成 负 值 时,%
#
和 %
*
导 通,’ 点 和 ( 点 仍 然 与 电 源 相 连,这 一 次 是 ’ 与,",端相 连,( 与,),端 相 连 。 因 此," 点 自 动 与 电 源 的 实 际 正 端 相 连,而 # 点 自 动 与 电 源 的 负 端 相 连 。 这 种 自 动 开关 作 用 与 电 源 电 压 的 波 形 无 关 — — — 波 形 可 以 是 正 弦 波,三 角 波 或 者 无 线 电 电 路 中 不 可 预 知 的 通 信 信 号 。 二极 管 桥 在 负 载 两 端 形 成 的 电 压 是 输 入 电 压 的 绝 对 值,$
%
( &) +
!

(
( &)
!

图 ! " !* 采 用 中 心 抽 头 变 压 器 的 全 波 整 流 电 路图 ! " !! 全 波 整 流 电 路 的 波 形
,-带 有 中 心 抽 头 变 压 器 的 全 波 整 流 电 路图 ! " !* 是 采 用 一 个 变 压 器 和 两 个 二 极 管 的 全 波 整 流 电 路 。 变 压 器 的 次 级 是 中 心 抽 头,向 两 个 二 极 管提 供 等 值 反 向 的 电 压 。 每 个 二 极 管 相 当 于 一 个 半 波 整 流 电 路,)
&
提 供 $
*+
的 正 半 周,)
#
提 供 $
,+
的 正 半 周,如图 ! " !! 所 示 。 改 变 变 压 器 的 匝 数 比,变 压 器 就 可 以 提 供 任 意 所 需 直 流 电 压,从 而 提 高 了 电 路 的 通 用 性 。 它还 可 以 使 交 流 输 入 和 直 流 输 出 都 能 接 地,在 桥 式 电 路 中 无 法 做 到 这 一 点 。
( 四 ) 带 有 滤 波 电 容 的 整 流 电 路
&-滤 除 脉 动前 面 描 述 的 这 三 种 整 流 电 路 的 输 出 中 都 包 括 直 流 成 分 。 其 输 出 可 以 表 示 为 一 个 希 望 得 到 的 直 流 成 分 加上 一 个 不 希 望 出 现 的 波 形,如 图 ! " !,所 示 。 如 图 ! " !$,滤 波 器 电 路 的 作 用 就 是 去 除 电 路 中 不 希 望 存 在 的信 号 。 本 例 中 需 要 一 个 滤 波 器 来 消 除 这 些 信 号,至 少 是 大 幅 减 小 整 流 器 输 出 中 的 脉 动 成 分 。 第 / 章 将 全 面研 究 滤 波 器,这 里 只 介 绍 最 简 单 的 滤 波 器 — — — 只 是 在 负 载 两 端 连 接 一 个 电 容,如 图 ! " !,所 示 。 后 面 将 会 看到,电 容 稳 定 了 负 载 电 阻 两 端 的 电 压 。
#-为 电 容 充 电电 源 为 ’0123(
!
4),所 以 在 & + 5 时 经 过 零 电 压,如 图 ! " !6 所 示 。 电 压 上 升 时,二 极 管 )
&
和 )
!
导 通,电
·!&#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " !# 脉 动 是 输 出 中 不 希 望 出 现 的 成 分 。
( $) 整 流 器 输 出,( %) 直 流 成 分,( &) 脉 动 成 分图 ! " !’ 用 于 降 低 脉 动 的 滤 波 器流 流 过 负 载 的 方 式 与 前 面 讨 论 的 方 式 相 同 。 电 流 也 会 流 向 电 容 并 为 其 充 电,直 到 电 容 电 压 达 到 输 入 交 流 电压 的 峰 值 。 因 为 这 是 第 一 次 对 电 容 充 电,所 以 图 ! " !( 中 电 流 的 第 一 个 脉 动 相 对 较 大 。
图 ! " !) 带 有 电 容 滤 波 器 的 全 波 桥 式 整 流 电 路图 ! " !( 带 有 电 容 滤 波 器 的 全 波 整 流 电 路 的 波 形
·#*+·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!"保 持 电 荷峰 值 过 后,输 入 电 压 急 剧 下 降 。 如 果 电 容 电 压 也 随 着 输 入 电 压 下 降,必 然 会 发 生 快 速 放 电 。 但 是 当 输 入电 压 低 于 电 容 电 压 时,二 极 管 反 向 偏 置,所 以 二 极 管 截 止,从 而 不 允 许 电 容 通 过 输 入 电 源 放 电 。 因 此,滤 波 电容 和 负 载 电 阻 与 电 源 断 开,在 电 源 波 形 的 负 半 周 也 是 这 种 情 况 。
#"放 电电 容 器 将 通 过 负 载 电 阻 放 电,如 图 # $ #% 所 示 。 为 写 出 电 压 关 于 时 间 的 函 数,需 要 知 道 时 间 常 数,初 始值 和 终 值 。 时 间 常 数 为 !
"
#,初 始 值 为 $
%
,如 果 允 许 放 电 永 远 持 续 下 去,终 值 将 为 零 。 因 此,当 二 极 管 截 止时,负 载 和 电 容 两 端 的 电 压 在 放 电 周 期 内 为,
图 # $ #% 当 桥 式 电 路 的 二 极 管 截 止 时,电 容 通 过 负 载 放 电
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( ’) & ’ (( $
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(
$( ’) * !
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#)
式 中 )*由 峰 值 测 得 。
+"再 充 电为 了 很 好 地 完 成 滤 波 功 能,电 路 的 时 间 常 数 !
"
# 应 远 大 于 交 流 输 入 电 压 的 周 期,输 入 电 压 的 周 期 通 常为,-.’/。 因 此,负 载 电 压 只 会 由 峰 值 略 微 下 降 一 点 。 图 # $ #0 中 的 下 降 值 比 实 际 中 的 下 降 值 要 大 。 在 输 入电 压 等 于 降 低 后 的 负 载 电 压 之 前,二 极 管 仍 然 保 持 截 止 。 当 输 入 电 压 再 次 超 过 负 载 电 压 时,+
1
和 +
!
导 通,
电 流 再 次 流 过 整 流 电 路 。 大 部 分 电 流 都 流 向 电 容 以 补 充 在 周 期 的 放 电 期 间 失 去 的 电 荷 。 对 电 容 初 次 充 电 的脉 冲 电 流 过 后,二 极 管 仅 在 再 充 电 期 间 有 电 流 通 过,这 一 期 间 是 非 常 短 暂 的,如 图 # $ #0 所 示 。
."直 流 负 载 电 压如 果 负 载 电 压 在 交 流 波 的 周 期 内 只 是 略 微 下 降,如 图 # $ #0 所 示,电 源 的 输 出 电 压 与 输 入 交 流 波 的 峰 值近 似 相 等 。 因 此,滤 波 电 容 的 第 一 个 好 处 就 是 将 直 流 输 出 由 ( 1-
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) $
%
上 升 到 $
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。 第 二 个 好 处 是 滤 波 电 容 大幅 降 低 了 脉 动 电 压 。 在 本 例 中,!
"
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周 期 。 将 负 载 电 压 降 低 的 指 数 函 数 用 级 数 展 开 后 取 前 两 项,可 以 看 出该 指 数 函 数 可 以 很 好 地 近 似 于 一 条 直 线 。
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此 时,二 极 管 导 通,允 许 对 电 容 再 充 电 。 在 式 ( 2",,) 中,1 表 示 交 流 频 率 — — — 周 期 的 倒 数 。 峰 值 — 峰 值 之间 的 脉 动 为,
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由 图 # $ #0 可 以 看 出,输 出 电 压 进 行 滤 波 后 的 直 流 成 分,可 以 用 电 压 最 大 值 和 最 小 值 的 平 均 值 更 好 地 近似 。
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·.,1· 新 编 电 气 工 程 师 手 册例,全 波 整 流 电 路求 图 !" #$ 所 示 滤 波 全 波 电 路 中 输 出 电 压 的 脉 动 电 压 和 直 流 电 压 。
图 !" #$ 带 有 电 容 滤 波 器 的 全 波 整 流 电 路解,需 要 整 流 的 输 入 交 流 电 压 为 %&’,($)*。 所 以 其 峰 值 为
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它 远 大 于 交 流 波 的 周 期 %(-,/0。 因 此 可 以 采 用 近 似 分 析 方 法 。 负 载 两 端 的 最 大 电 压 为
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最 小 电 压 由 式 给 出,

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因 此,峰 值 " 峰 值 之 间 的 脉 动 电 压 为 %,-$" %(-3+ $-,%’。 负 载 的 直 流 ( 时 间 平 均 ) 电 压 为 最 大 值 与 最 小值 的 平 均 值 %(-3’。 负 载 的 直 流 电 流 等 于 %(-(’ 除 以 负 载 电 阻,为 %((/4。 思 考 题,如 果 用 半 波 整 流 电 路 代替 全 波 整 流 电 路,结 果 如 何?
,-性 能 更 好 的 滤 波 器前 面 研 究 了 最 简 单 滤 波 器 的 好 处 。 这 种 滤 波 器 的 性 能 对 于 很 多 应 用 已 经 足 够 了,但 高 质 量 的 电 源 采 用的 滤 波 电 路 更 为 先 进 。 一 些 滤 波 器 增 加 了 电 感 和 其 他 电 容 来 降 低 脉 动,还 有 一 些 滤 波 器 采 用 电 子 电 路 来 消除 脉 动 。
三,
56
结 二 极 管
%-讨 论 二 极 管 实 际 工 作 原 理 的 原 因作 为 电 子 器 件,二 极 管 有 很 多 用 途 。 已 经 知 道 二 极 管 如 何 在 电 源 中 将 交 流 变 换 为 直 流,但 这 只 是 二 极 管众 多 用 途 中 的 一 个 。 二 极 管 在 收 音 机,音 频 系 统 之 类 的 模 拟 电 子 设 备 中 应 用 非 常 广 泛 。 在 计 算 和 数 字 手 表之 类 的 数 字 系 统 中 更 为 重 要 。
因 为 二 极 管 是 一 个 简 单 的 电 子 器 件,所 以 它 在 电 子 技 术 的 学 习 过 程 中 扮 演 着 重 要 角 色 。 由 它 开 始 学 习电 子 技 术 是 非 常 合 适 的 。 二 极 管 对 于 电 子 技 术 的 教 学 也 非 常 重 要,因 为 它 提 供 了 研 究 半 导 体 电 子 技 术 的 物理 基 础 的 机 会 。 实 际 上,生 活 和 工 作 中 所 需 要 的 所 有 电 子 设 备 都 是 根 据 这 些 半 导 体 过 程 生 产 的 。 本 节 描 述了 很 多 这 类 半 导 体 过 程 。
&-二 极 管 工 作 原 理要 使 读 者 理 解 二 极 管 的 工 作 原 理 是 一 个 非 常 困 难 的 问 题 。 通 常 都 是 用 已 掌 握 的 知 识 来 解 释 未 知 的 知识,这 也 是 非 常 合 理 的 方 法 。 但 解 释 二 极 管 如 何 工 作 时,要 用 到 其 他 一 些 未 知 的 知 识,也 就 是 一 些 诸 如 空 穴,
漂 移 电 流,裸 露 电 荷 和 耗 尽 层 之 类 的 半 导 体 过 程 。 换 句 话 说,在 搞 清 楚 一 个 简 单 的 56 结 二 极 管 工 作 原 理前,要 考 虑 很 多 物 理 过 程 。 理 解 二 极 管 需 要 花 费 很 多 精 力,但 通 过 这 些 努 力 会 得 到 很 多 其 他 知 识 。 现 代 电 子技 术 的 基 础 就 是 通 过 此 类 物 理 过 程 控 制 半 导 体 材 料 中 的 电 荷 。
( 一 ) 半 导 体 过 程 和 56 结
%-固 定 的 晶 体 类 型物 质 共 有 四 种 形 态,气 态,等 离 子 态,液 态 和 固 态 。 通 过 构 成 物 质 的 各 原 子 或 分 子 之 间 的 相 互 作 用 可 以
·,%&·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇理 解 这 些 形 态 。 固 态 物 质 中,原 子 相 互 之 间 的 位 置 保 持 不 变 。 原 子 通 常 保 持 规 则 的 晶 体 次 序,通 过 在 共 价 键中 共 享 电 子 而 结 合 在 一 起 。 图 ! " #$ 是 这 种 晶 格 的 两 维 表 示 。 带 有 数 字 的 大 圆 圈 表 示 原 子 核,圆 点 表 示 价电 子,曲 线 表 示 电 子 的 共 价 键 效 应 。 电 子 带 负 电,原 子 核 带 正 电 。 当 然,在 每 个 原 子 核 周 围 有 很 多 个 电 子,但图 中 没 有 表 示 这 些 内 层 结 构,因 为 它 们 与 所 要 研 究 的 键 过 程 或 半 导 体 过 程 无 关 。 图 中 的 最 外 层 电 子 层 有 四个 电 子,这 是 半 导 体 ( 如 硅 ) 的 典 型 情 况 。 因 为 各 原 子 是 电 中 性 的,所 以 原 子 核 的 多 数 电 荷 都 被 内 层 电 子 中和,剩 余 的 正 电 荷 是 电 子 电 荷 的 四 倍,这 就 是 原 子 核 的 有 效 电 荷 。 在 图 ! " #$ 中 用 % ! 表 示 这 些 有 效 电 荷 。
&’绝 缘 体 和 导 体在 零 绝 对 温 度 时,固 体 不 是 电 导 体,就 是 绝 缘 体 。 图 ! " #$ 所 示 材 料 的 所 有 电 子 都 处 于 共 价 键 中,所 以它 是 绝 缘 体 。 如 果 将 这 样 一 种 材 料 放 在 电 路 中,因 为 没 有 可 以 自 由 移 动 的 电 子,所 以 不 会 有 电 流 通 过 。 在 导体 中,每 个 原 子 至 少 有 一 个 没 有 处 于 共 价 键 中 的 多 余 电 子 。 这 些 多 余 电 子 就 是 人 们 熟 知 的 传 导 电 子,它 们 在电 力 的 作 用 下 可 以 自 由 移 动 。
(’半 导 体热 能 对 固 体 的 导 电 性 能 有 很 大 影 响 。 热 能 分 布 在 材 料 中 的 所 有 电 子 和 原 子 核 中,或 者 说 热 能 贮 存 在 电子 和 原 子 核 的 物 理 运 动 和 振 动 中 。 这 种 振 动 可 能 使 一 些 价 电 子 从 其 键 位 中 解 脱 出 来 而 变 成 传 导 电 子 。
一 些 材 料 中 没 有 多 余 电 子,并 且 在 常 温 下 其 所 有 电 子 都 保 留 在 共 价 键 中,这 些 材 料 都 是 很 好 的 绝 缘 体 。
以 方 形 晶 格 形 式 排 列 的 碳,许 多 塑 料 和 瓷 器 在 常 温 下 都 是 很 好 的 绝 缘 体 。 还 有 另 外 一 些 材 料,它 们 在 零 绝 对温 度 时 是 很 好 的 绝 缘 体,但 它 们 的 电 子 在 共 价 键 中 束 缚 得 不 是 很 牢 固 。 这 些 材 料 在 常 温 时,一 部 分 电 子 会 脱离 共 价 键 而 成 为 传 导 电 子 。 图 ! " #& 表 示 有 两 个 电 子 脱 离 共 价 键 位 置 的 情 况 。 由 于 存 在 可 以 变 成 传 导 电 子的 电 子,这 种 材 料 在 常 温 下 变 成 了 导 体,所 以 称 之 为 半 导 体 。
图 ! " #$ 绝 缘 体 图 ! " #& 显 示 空 穴 和 电 子 的 半 导 体
!’空 穴 和 空 穴 移 动当 一 个 电 子 离 开 其 键 位 时,会 留 下 一 个 空 位,这 个 位 置 称 作 空 穴 。 失 去 价 电 子 后,原 子 核 有 一 部 分 电 荷未 被 中 和,从 而 带 有 正 电 荷 。 因 此,可 以 把 空 穴 当 做 一 个 正 电 荷 。 因 为 在 电 作 用 力 的 影 响 下,其 他 束 缚 电 子可 以 填 补 空 穴,从 而 在 别 的 位 置 留 在 新 的 空 穴,所 以 空 穴 也 可 以 自 由 移 动 。 如 果 在 图 ! " #& 中 有 一 个 电 作 用力 试 图 使 电 子 由 左 向 右 移 动,传 导 电 子 会 在 力 的 作 用 下 相 应 运 动 。 但 空 位 附 近 的 电 子 也 试 图 向 右 移 动,移 动后 可 能 会 使 另 一 个 键 位 成 为 空 位 。 可 以 想 象 如 图 ! " #( 所 示 的 过 程 。 首 先,电 子 挣 脱 共 价 键 的 束 缚 变 为 传导 电 子,并 产 生 一 个 空 穴 。 因 为 存 在 电 作 用 力 试 图 使 电 子 向 左 移 动,所 以 共 价 键 内 的 电 子 也 有 由 左 向 右 移 动的 趋 势 。 因 此,会 产 生 由 & 到 # 的 转 移,空 穴 向 左 移 动 。 因 为 存 在 与 空 穴 关 联 的 多 余 正 电 荷,所 以 空 穴 的 移动 效 果 相 当 于 一 个 正 电 荷 由 右 向 左 移 动 。
如 果 将 半 导 体 置 于 电 路 中,电 压 会 产 生 电 流,电 流 由 空 穴 和 电 子 共 同 传 导 。 空 穴 和 电 子 称 作 载 流 于 。 注意,由 空 穴 移 动 传 导 的 电 流 和 由 电 子 传 导 的 电 流 是 可 以 累 加 的 。 向 左 运 动 的 空 穴 传 导 向 左 的 正 电 流,向 右 移动 的 电 子 传 导 向 右 的 负 电 流,也 就 是 向 左 的 正 电 流 。 在 典 型 半 导 体 中,空 穴 的 移 动 速 度 是 电 子 移 动 速 度 的 三分 之 一,所 以 由 空 穴 传 导 的 电 流 占 总 电 流 的 四 分 之 一 。
·)$&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$ 束 缚 电 子 的 移 动 产 生 空 穴 移 动
#%热 能 的 重 要 性前 面 已 经 说 明 热 能 产 生 了 空 穴 " 电 子 对 。 并 表 明 了 电 子 如 何 因 为 热 振 动 而 改 变 键 位,其 效 果 相 当 于 一个 可 以 移 动 的 正 电 荷 。 在 描 述 这 些 过 程 时 好 像 它 们 很 有 序,很 稳 定,但 事 实 并 非 如 此 。 对 于 温 度 为 $&&’ 的纯 净 硅,每 立 方 米 中 大 约 有 (%#) (&
(*
个 传 导 电 子 。 因 为 热 运 动,每 秒 内 产 生 和 因 复 合 而 消 失 的 空 穴 " 电 子对 约 为 (&
++
个 。
因 此,半 导 体 内 传 导 电 子 的 随 机 热 运 动 是 非 常 剧 烈 的 。 在 短 时 间 时 会 有 很 多 空 穴 " 电 子 对 产 生,也 会 有很 多 空 穴 和 电 子 因 复 合 而 消 失 。
*%,型 掺 杂向 纯 净 的 本 征 半 导 体 中 加 入 少 量 杂 质 可 以 提 高 载 流 子 的 浓 度 。 假 定 有 一 块 本 征 硅,每 个 原 子 有 ! 个 价电 子 。 如 果 向 硅 的 晶 体 中 掺 入 少 量 # 价 元 素 杂 质 ( 如 磷 ),杂 质 的 原 子 核 将 与 晶 格 结 合,余 下 一 个 电 子 。 这 个电 子 成 为 传 导 电 子,如 图 !" #! 所 示 。 因 为 杂 质 原 子 的 原 子 核 中 有 附 加 电 荷,所 以 在 原 子 核 的 晶 格 中 也 会 有多 余 电 荷 。 这 一 增 加 杂 质 的 过 程 称 为,掺 杂,,图 !" #! 所 示 为,型 掺 杂,之 所 以 称 为,型 掺 杂,是 因 为 附 加载 流 子 为 负 电 荷 。 这 种 掺 杂 过 程 捉 高 了 电 子 的 浓 度,所 以 产 生 了,型 半 导 体 。 在 这 种 情 况 下,杂 质 向 半 导体 贡 献 了 传 导 电 子,所 以 称 为 施 主 原 子 。
-%,型 半 导 体同 理,如 果 向 本 征 半 导 体 中 $ 价 元 素 杂 质,每 个 杂 质 的 原 子 中 会 产 生 一 个 空 穴,如 图 ! " ## 所 示 。 图 中给 出 了 空 穴,并 将 缺 少 一 个 正 电 荷 的 原 子 核 记 为 / $。 如 果 空 穴 被 一 个 传 导 电 子 填 充,半 导 体 的 晶 格 结 构 将带 有 一 个 负 电 荷 。 这 种 杂 质 接 受 半 导 体 的 传 导 电 子,形 成 一 个 多 余 空 穴,所 以 称 为 受 主 原 子 。 掺 杂 有 受 主 原子 的 半 导 体 称 为,型 半 导 体,因 为 它 具 有 相 当 于 可 移 动 正 电 荷 的 多 余 空 穴 。
图 !" #!,型 半 导 体 中 具 有 多 余 传 导 电 子施 主 原 子 贡 献 的 电 子 和 由 受 主 原 子 产 生 的 空 穴 并 不 停 留 在 相 关 原 子 核 的 周 围,而 是 参 与 到 所 有 载 流 子的 热 运 动 中 。 对 半 导 体 进 行 掺 杂 可 以 提 高 载 流 子 的 浓 度,并 能 控 制 哪 一 种 载 流 子 在 半 导 体 传 导 过 程 中 起 主要 作 用 。
0%漂 移 电 流前 面 描 述 了 一 个 半 导 体 被 置 于 电 路 中 的 情 况 。 空 穴 和 电 子 的 移 动 形 成 电 流 。 如 果 半 导 体 是,型 的,多
·1(+·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " ## $ 型 半 导 体 中 具 有 多 余 空 穴数 电 流 由 空 穴 传 导 。 如 果 半 导 体 为 % 型,多 数 电 流 由 电 子 传 导 。 因 为 载 流 子 总 是 按 照 外 部 电 压 的 特 定 方 向漂 移,所 以 这 种 电 流 称 为 漂 移 电 流,漂 移 电 流 由 有 序 过 程 引 起 。
&’扩 散 电 流然 而,由 于 存 在 热 运 动,某 一 特 定 区 域 内 的 多 余 载 流 子 倾 向 于 在 整 个 材 料 中 均 匀 分 布 。 这 样 的 流 动 称 为扩 散 。 在 房 间 内 打 开 一 只 装 有 刺 激 性 气 味 化 学 药 品 的 瓶 子 时,会 发 生 扩 散 流 动 。 接 近 瓶 子 的 人 先 闻 到 味 道,
距 瓶 子 稍 远 一 些 的 人 后 闻 到 。 最 终,房 间 中 的 每 个 人 都 会 闻 到 气 味,这 是 因 为 分 子 在 热 运 动 的 作 用 下 均 匀 分布 于 整 个 房 间 之 中 。 同 样,载 流 子 也 会 因 为 热 运 动 而 远 离 浓 度 较 高 的 区 域,从 而 产 生 了 扩 散 电 流 。 该 电 流 与载 流 子 随 距 离 的 浓 度 变 化 率 成 正 比 。 因 为 扩 散 是 由 热 运 动 引 起 的,所 以 它 是 一 种 无 序 过 程 。
()’小 结本 征 半 导 体 中,热 能 使 电 子 离 开 其 键 位 变 成 传 导 电 子 而 留 下 了 空 穴,所 以 本 征 半 导 体 中 有 很 多 空 穴 和 电子,两 者 的 数 目 相 等 。 向 纯 净 半 导 体 中 掺 杂 受 主 杂 质 原 子 或 施 主 杂 质 原 子 可 以 形 成 $ 型 或 % 型 半 导 体 。 新增 的 空 穴 或 电 子 会 参 与 原 有 载 流 子 的 随 机 热 运 动 。 载 流 子 既 可 以 通 过 有 序 过 程 — — — 漂 移 形 成 电 流,也 可 以通 过 无 序 过 程 — — — 扩 散 形 成 电 流 。
((’束 缚 电 荷在 受 主 或 施 主 原 子 的 晶 格 结 构 中 也 束 缚 有 电 荷 。 受 主 原 子 相 对 于 邻 近 原 子 来 说 缺 少 一 个 正 电 荷,所 以受 主 原 子 相 当 于 静 态 的 负 电 荷 。 施 主 原 子 相 对 于 周 围 原 子 多 了 一 个 正 电 荷,所 以 施 主 原 子 相 当 于 静 态 的 正电 荷 。 因 为 多 余 的 移 动 载 流 子 中 和 了 杂 质 原 子 中 的 束 缚 电 荷,所 以 半 导 体 在 整 体 上 是 电 中 性 的 。 $% 结 中 会发 生 所 有 这 些 过 程 。
(*’结 构
$% 结 形 成 于 $ 型 半 导 体 和 % 型 半 导 体 的 结 合 区 域,如 图 ! " #+ 所 示 。 形 成 这 样 的 结 后,将 很 快 发 生 图 !
" #,所 示 的 系 列 事 件 。
( () 扩 散 电 流 。 % 型 材 料 的 电 子 向 $ 型 材 料 中 扩 散,$ 型 材 料 中 的 空 穴 向 % 型 材 料 扩 散 。 因 为 载 流 子 的浓 度 不 同,并 且 处 于 激 烈 的 热 运 动 中,所 以 会 形 成 很 强 的 扩 散 电 流 。
( *) 复 合 。 在 下 面 的 情 况 下 将 马 上 发 生 复 合,电 子 扩 散 到 $ 型 材 料 中 遇 到 可 以 填 充 的 空 穴 ; 空 穴 扩 散 到
% 型 材 料 中 被 传 导 电 子 填 充 。
( -) 耗 尽 层 。 $% 结 两 侧 的 区 域 因 为 发 生 空 穴 与 电 子 的 复 合 而 缺 少 载 流 子 。 这 个 区 域 称 为 耗 尽 层 。 可 以预 测,向 耗 尽 层 大 量 倾 注 载 流 子 不 会 发 生 其 他 过 程 。
( !) 裸 露 电 荷 。 在 $% 结 $ 型 材 料 一 侧 的 耗 尽 层 中,束 缚 在 晶 格 结 构 中 的 受 主 原 子 现 在 是 裸 露 的 。 来 自
% 型 材 料 一 侧 的 电 子 已 经 与 很 多 空 穴 复 合,所 以 受 主 原 子 中 缺 少 电 荷 的 原 子 核 相 当 于 固 定 在 这 个 区 域 的 多余 负 电 荷 。 同 理,具 有 多 余 正 电 荷 的 施 主 原 子 核 相 当 于 束 缚 在 晶 格 结 构 中 的 正 电 荷 。 因 为 这 些 原 子 的 一 些电 子 已 经 与 来 自 $ 型 材 料 一 侧 的 空 穴 复 合,所 以 这 些 原 子 也 是 裸 露 的 。 因 此,在 耗 尽 层 中 的 晶 格 结 构 中 束 缚着 一 些 裸 露 电 荷,如 图 ! " #,所 示 。
( #) 电 池 " 电 容 效 应 。 这 种 电 荷 分 布 与 电 容 非 常 类 似,如 图 ! " #& 所 示 。 一 个 电 池 为 电 容 的 两 端 充 上 电荷 。 电 容 下 极 板 上 具 有 正 电 荷,上 极 板 上 具 有 负 电 荷 。 如 果 两 个 极 板 之 间 有 一 个 电 荷,它 将 受 到 下 面 正 电 荷
·)**· 新 编 电 气 工 程 师 手 册的 吸 引 和 上 面 负 电 荷 的 排 斥 而 向 下 运 动 。 与 此 类 似,如 果 一 个 正 电 荷 位 于 两 极 板 之 间,它 将 向 上 运 动 。 如 果极 板 之 间 存 在 着 电 子 或 者 正 电 荷,该 区 域 会 形 成 有 序 过 程 而 产 生 漂 移 电 流 。 与 此 类 似,图 ! " #$ 中 耗 尽 层 内的 多 余 载 流 子 也 会 受 到 裸 露 束 缚 电 荷 的 作 用 力 。
图 !" #% &’ 结图 !" #( &’ 结 形 成 时 的 过 程图 !" #$ 裸 露 电 荷图 !" #) 裸 露 电 荷 相 当 于 一 个 已 充 电 的 电 容
( %) 漂 移 电 流 。 这 些 作 用 力 试 图 形 成 一 个 向 上 的 漂 移 电 流,希 望 将 电 子 送 回 ’ 型 材 料 中,将 空 穴 送 回 &
型 材 料 中 。 因 此,可 以 想 像,空 穴 和 电 子 因 为 扩 散 而 通 过 &’ 结,由 于 裸 露 电 荷 形 成 的 漂 移 电 流 又 会 向 反 方向 移 动 。
( () 这 两 个 过 程 会 很 快 达 到 动 态 平 衡 。 另 一 种 观 察 这 种 动 态 平 衡 的 方 法 是 假 定 裸 露 电 荷 形 成 了 一 个 内部 的 电 池 " 电 池 效 应,该 效 应 通 过 自 我 调 节 使 扩 散 电 流 停 止 。 因 此,在 有 无 序 过 程 ( 扩 散 过 程 ) 和 有 序 过 程
( 电 池 " 电 容 效 应 ) 之 间 会 达 到 动 态 平 衡 。
*+,束 缚 电 荷因 为 存 在 裸 露 电 荷,&’ 结 两 端 大 约 有 -,(,的 内 部 电 压,但 整 个 二 极 管 外 部 不 会 形 成 电 压 。 如 果 没 有 外部 电 压 打 破 这 种 平 衡,不 会 有 电 流 流 动 。
·*//·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!"#正 向 偏 置 特 性如 果 给 二 极 管 加 一 个 外 部 电 池,如 图 "$ %& 所 示,并 且 外 部 电 池 的 极 性 与 内 部 电 池 $ 电 容 效 应 相 反,平衡 将 被 打 破,电 流 会 持 续 流 过 二 极 管 。 这 种 情 况 下,电 池 使 ’ 型 材 料 中 的 空 穴 和 ( 型 材 料 中 的 电 子 向 ’( 结运 动 。 因 为 试 图 阻 止 电 流 通 过 耗 尽 层 的 漂 移 过 程 已 被 外 部 电 压 抑 制,所 以 在 扩 散 电 流 的 作 用 下,’( 结 中 会有 电 流 通 过 。 因 为 此 电 流 是 由 载 流 子 的 高 能 热 运 动 驱 动 的,所 以 随 着 外 部 电 压 的 升 高,这 个 电 流 会 急 剧 增大 。 如 果 外 部 电 压 超 过 了 内 部 电 池 $ 电 容 效 应 的 电 压,’( 结 中 会 通 过 很 大 的 电 流,二 极 管 导 通 。 对 于 硅 二极 管 来 说,这 个 电 压 只 有 &#)*,所 以 二 极 管 的 正 向 偏 置 特 性 近 似 于 理 想 二 极 管 的 特 性 。 锗 二 极 管 只 需 要 &#
+* 就 可 以 导 通,所 以 它 比 硅 二 极 管 更 为 理 想 。
图 "$ %& 正 向 偏 置 ’,结图 "$ %! 正 向 偏 置 ’,结
!-#反 向 偏 置 特 性如 果 外 部 电 压 的 极 性 增 大 了 内 部 电 池 $ 电 容 效 应 的 影 响,’ 型 半 导 体 中 的 空 穴 和 ( 型 半 导 体 中 的 电 子将 试 图 远 离 ’( 结,如 图 "$ %! 所 示 。 外 部 电 压 只 会 加 宽 耗 尽 层,从 而 增 加 内 部 电 池 一 电 容 的 效 应 。 对 于 此种 极 性 的 外 部 电 压,只 有 很 少 的 电 流 流 过 二 极 管,这 与 理 想 二 极 管 非 常 近 似,二 极 管 截 止 。 ’( 结 晶 反 向 偏 置时,由 于 存 在 因 裸 露 电 荷 而 分 离 的 电 荷,所 以 ’( 结 相 当 于 一 个 电 容 。 下 一 节 将 给 出 ’( 结 二 极 管 的 方 程,可以 看 出 理 想 二 极 管 与 半 导 体 ’( 结 是 多 么 近 似 。
( 二 ) 实 际 二 极 管 的 物 理 特 性
!#’( 结 方 程
’( 结 的 伏 安 特 性 可 以 由 下 式 很 好 地 描 述,
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[ ]
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式 中,
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,二 极 管 电 流,/
,
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,二 极 管 电 压,*
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,一 个 称 作 反 向 偏 置 饱 和 电 流 的 常 数,决 定 于 半 导 体 的 材 料,’( 结 的 形 成 形 式 和 ’( 结 的 大 小
(,
!
%
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,电 子 电 荷 的 大 小,!#%&1 !&
$!2
3
*,玻 尔 兹 曼 常 数,!#451 !&
$+4
678
+,绝 对 温 度,8
!
,介 于 !,+ 之 间 的 一 个 常 数,称 为 理 想 因 子,它 决 定 于 ’( 结 的 材 料 和 形 成 方 法 。
图 "$ %+ 给 出 了 式 的 曲 线,其 中 的 参 数 值 为,
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,!#-,#
$
,!&
$2
/。 这 是 硅 二 极 管 在 室 温 下 的 典 型 参 数值 。 如 果 要 手 工 绘 制 ’( 结 方 程 的 曲 线,那 么 )
9
关 于 !
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的 函 数 关 系 非 常 有 用,
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·+++· 新 编 电 气 工 程 师 手 册其 中 !
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! #" $ %,是 温 度 的 等 效 电 压," ! "##$ 时,其 大 小 为 %&’()*。
%’温 度 的 等 效 电 压如 果 将 图 +,-% 所 示,/ 结 二 极 管 的 特 性 与 图 +,-" 所 示 的 理 想 二 极 管 特 性 相 比 较,可 以 看 出,实 际 二极 管 的 特 性 是 非 常 不 理 想 的 。 之 所 以 产 生 这 种 现 象,是 因 为 在 绘 制,/ 结 特 性 曲 线 时 对 电 压 刻 度 进 行 了 扩展 。 图 +,-" 采 用 相 同 的 电 压 刻 度 同 时 给 出 了 二 极 管 和 01
!
电 阻 的 伏 安 特 性 。
"’结 特 性
./结 的 特 性 可 以 总 结 如 下,在 反 向 偏 置 区 域,电 流 基 本 为 零 ; 正 向 偏 置 时,电 压 低 于 一 个 很 小 的 门 限 电压 时,电 流 可 以 忽 略 不 计 。 当 电 压 超 过 门 限 电 压 的 大 小 后,电 流 会 急 剧 增 大 。 电 流 开 始 增 大 后,,/ 结 两 端 的电 压 保 持 相 对 恒 定 。 硅 二 极 管 的 门 限 电 压 约 为 #’2*。
但 在 许 多 二 极 管 应 用 中,可 以 用 门 限 电 压 的 概 念 简 化 分 析 。 在 本 章 前 面 提 到 的 整 流 电 路 中,可 以 假 定 二极 管 导 通 时 两 端 有 #’2* 的 电 压,所 以 整 流 器 输 出 电 压 和 电 流 会 相 应 减 小 。 采 用 门 限 电 压 作 为 模 型 后,二 极管 的 电 压 降 可 以 很 容 易 地 包 括 在 二 极 管 电 路 的 设 计 和 分 析 中 。
+’功 率 限 制 和 热 传 导温 度 会 强 烈 影 响 二 极 管 赖 以 工 作 的 半 导 体 内 部 过 程 。 温 度 在 式 中 以 指 数 形 式 出 现 。 温 度 对 反 向 饱 和 电流 &

的 影 响 也 非 常 大 。 因 此,电 子 设 计 师 必 须 防 止 二 极 管 变 得 过 热 。 输 入 二 极 管 的 电 能 可 以 产 生 热 。
图 +,-% 硅 二 极 管 的 典 型 伏 安 特 性图 +,-",3 结 二 极 管 与 01
!
特 性 的 对 比输 入 器 件 的 功 率 为,
( ! )*
理 想 二 极 管 功 率 为 零 。 因 为 正 向 偏 置 时 其 电 压 为 零,反 向 偏 置 时 电 流 为 零,所 以 电 压 和 电 流 的 乘 积 总 是零 。 实 际 二 极 管 吸 收 的 能 量 也 很 小,因 为 正 向 偏 置 时,电 流 很 强,它 两 端 的 电 压 较 小,反 向 偏 置 时 电 压 很 高,
但 电 流 较 弱 。 但 即 使 如 此,输 入 二 极 管 的 少 量 功 率 也 是 非 常 重 要 的,因 为 热 能 主 要 产 生 在,/ 结 部 分,而,/
结 区 域 非 常 小,所 以 很 小 的 功 率 就 可 以 使,/ 结 的 温 度 显 著 升 高,从 而 影 响 二 极 管 的 特 性 。 因 此,设 计 电 源的 二 极 管 时,,/ 结 与 外 部 之 间 必 须 有 良 好 的 热 导 体 。 二 极 管 的 封 装 方 式 必 须 能 增 强 二 极 管 与 周 围 环 境 的 热传 导 。 热 交 换 器,甚 至 风 扇 常 用 于 提 高 二 极 管 的 冷 却 性 能 。 有 时 在 大 型 供 电 设 备 中 还 会 用 水 来 冷 却 二 极 管 。
图 +,-+ 是 一 个 封 装 了 散 热 器 的 功 率 半 导 体 。
图 +,-+ 封 装 了 散 热 器 的 功 率 半 导 体
·"%%·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
!"击 穿实 际 二 极 管 能 够 承 受 的 反 向 电 压 的 大 小 也 会 限 制 二 极 管 的 应 用 。 反 向 偏 置 时,外 部 电 压 会 增 加 耗 尽 层裸 露 电 荷 的 效 应 。 在 此 情 况 下,二 极 管 中 应 该 没 有 电 流,如 图 # $ %& 所 示 。 但 是,当 耗 尽 层 两 端 的 电 压 太 大时,作 用 于 这 个 区 域 内 束 缚 电 子 上 的 作 用 力 会 变 得 非 常 大,以 致 于 束 缚 电 子 能 够 从 所 在 键 位 中 挣 脱 出 来 。 在这 种 情 况 下,会 在 短 时 间 内 形 成 很 强 的 电 流,如 图 # $ %! 所 示 。 在 反 向 击 穿 电 压 $ !
"
时 迅 速 产 生 的 电 流 会增 大 注 入 ’( 结 内 的 功 率,使 二 极 管 失 效 。
%"电 源 中 的 击 穿在 供 电 操 作 中,必 须 避 免 反 向 击 穿 。 一 些 二 极 管 的 击 穿 电 压 可 以 超 过 $ &)))*。 设 计 者 可 以 选 用 这 类 二极 管 。 在 图 #$ +,所 示 的 不 带 滤 波 器 的 半 波 整 流 电 路 中,二 极 管 截 止,电 源 达 到 其 最 大 负 值 时,二 极 管 两 端的 电 压 达 到 最 大,为 $ !
#
。 为 了 在 电 源 中 正 常 工 作,二 极 管 的 #$! 必 须 大 于 这 一 电 压 。
在 图 #$ #+ 所 示 的 带 有 电 容 的 电 源 中,二 极 管 两 端 的 最 大 电 压 约 为 $ -!
#
,如 图 # $ %% 所 示 。 电 容 使 负载 电 压 保 持 为 约,*

,当 电 源 电 压 变 为 $ *

时,二 极 管 两 端 的 电 压 达 到 最 大 值 。 为 了 能 在 这 样 的 电 源 中 正常 工 作,二 极 管 必 须 能 够 承 受 的 反 向 电 压 为 $ *


图 #$ %! 当 反 向 电 压 超 过 击 穿 电 压 时,电 流 迅 速 增 大图 #$ %% 为 了 能 够 在 整 流 电 路 中 正 常 工 作,
二 极 管 两 端 的 电 压 不 能 超 过 其 击 穿 电 压四,晶 体 管 及 其 电 流 放 大 原 理
[ 考 试 内 容 ] 晶 体 管 及 其 电 流 放 大 原 理 。
[ 评 价 标 准 ] 熟 悉 晶 体 管 的 结 构 及 其 电 流 放 大 原 理 和 晶 体 管 的 三 种 工 作 状 态 ; 能 说 明 简 单,交 流 电 压 放 大电 路 中 各 元 器 件 的 作 用 。
·#--· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 一 ) 晶 体 管 的 结 构晶 体 管 是 具 有 两 个 !" 结,三 个 电 极 的 电 流 控 制 型 半 导 体 器 件 。 根 据 !" 结 的 组 合 方 式 不 同,晶 体 管 有
"!" 型 和 !"! 型 两 种 类 型 。 这 两 种 类 型 又 都 有 硅 管 和 锗 管,但 硅 管 多 为 "!" 型,锗 管 多 为 !"! 型 。 图 ! "
#$ 是 它 们 的 结 构 示 意 图 和 电 路 符 号 。 晶 体 管 的 三 个 不 同 的 导 电 区 分 别 称 为 发 射 区,基 区 和 集 电 区 。 由 三 个区 引 出 的 电 极 分 别 称 为 发 射 极 #,基 极 $ 和 集 电 极 %。 发 射 区 与 基 区 之 间 的 !" 结 称 为 发 射 结,集 电 区 与 基区 之 间 的 !" 结 称 为 集 电 结 。 其 结 构 特 点 是 发 射 区 掺 杂 浓 度 大,基 区 很 薄 且 掺 杂 浓 度 小 和 集 电 结 面 积 大,这是 晶 体 管 具 有 电 流 放 大 作 用 的 结 构 基 础 。 这 就 是 为 什 么 两 个 二 极 管 对 接 起 来 引 出 三 个 电 极 没 有 电 流 放 大 作用 的 结 构 原 因 。
( 二 ) 晶 体 管 电 流 放 大 原 理晶 体 管 的 电 流 放 大 作 用 实 质 是 基 极 电 流 与 集 电 极 电 流 按 比 例 分 配,使 集 电 极 电 流 随 基 极 电 流 成 正 比 变化,且 集 电 极 电 流 远 大 于 基 极 电 流,故 有 以 小 ( 基 极 输 入 电 流 ) 控 大 ( 集 电 极 输 出 电 流 ) 的 所 谓 放 大 作 用 。
晶 体 管 能 有 电 流 放 大 作 用 除 具 备 上 述 的 内 部 结 构 条 件 外,还 需 要 外 部 的 电 压 条 件 。 即 必 须 是 发 射 结 加正 向 电 压 ( 称 为 正 向 偏 置,简 称 正 偏 ),集 电 结 加 反 向 电 压 ( 称 为 反 向 偏 置,简 称 反 偏 ) 。 在 这 种 偏 置 条 件 下,晶体 管 才 处 于 放 大 工 作 状 态 。 "!" 型 晶 体 管 在 放 大 工 作 状 态 时 三 个 电 极 的 电 位 关 系 是 %
&
& %

& %
#

图 !" #$ 晶 体 管 结 构 示 意 图 和 电 路 符 号图 !" #’ 表 示 "!" 型 晶 体 管 处 于 放 大 工 作 状 态 时 电 流 放 大 ( 即 电 流 按 比 例 分 配 ) 的 原 理 。 较 高 电 压 的集 电 极 电 源 (
)
和 较 低 电 压 的 基 极 电 源 (
*
。 使 晶 体 管 满 足 放 大 的 外 部 电 压 条 件 。 由 于 发 射 结 正 偏,有 利 于发 射 结 两 边 多 数 载 流 子 的 扩 散 。 浓 度 较 大 的 发 射 区 自 由 电 子 向 基 区 扩 散,并 由 电 源 (
)
不 断 地 向 发 射 区 补 充自 由 电 子,从 而 形 成 发 射 极 电 流 +
#
。 扩 散 到 基 区 的 自 由 电 子 在 继 续 向 集 电 结 运 动 的 过 程 中,一 部 分 被 基 区的 空 穴 俘 获 而 复 合 。 由 于 基 极 电 源 (
$
不 断 地 将 与 复 合 的 数 量 相 等 的 自 由 电 子 拉 走,以 保 持 电 的 平 衡,从 而形 成 基 极 电 流 +
$
。 由 于 集 电 结 反 偏,内 外 电 场 方 向 一 致,在 这 种 电 场 力 的 作 用 下,使 到 达 集 电 结 的 自 由 电 子不 断 地 跑 向 集 电 区 。 电 源 (
%
又 将 这 些 跑 向 集 电 区 的 自 由 电 子 拉 走,从 而 形 成 集 电 极 电 流 +
%
。 +

与 +
%
的 大小 比 例 主 要 决 定 于 在 基 区 复 合 的 自 由 电 子 的 数 量 。 由 于 基 区 掺 杂 浓 度 小,空 穴 数 量 少,而 且 基 区 很 薄,自 由电 子 在 基 区 过 渡 的 时 间 很 短,所 以 自 由 电 子 与 空 穴 复 合 的 机 会 很 少,大 量 的 自 由 电 子 都 跑 向 集 电 区,所 以 +
%
!
+
$
。 发 射 结 的 伏 安 特 性 曲 线 和 二 极 管 的 相 似,偏 置 电 压,
’#
增 加,发 射 区 向 基 区 扩 散 的 自 由 电 子 数 量 增多,跑 向 集 电 区 的 和 在 基 区 复 合 的 数 量 也 按 比 例 增 加,所 以 +
%
+
$
。 即 +
%
随 +
$
成 正 比 的 增 加 或 减 小 。 这 就 是晶 体 管 的 电 流 放 大 作 用 。 如 果 发 射 结 的 偏 置 电 压,$#保 持 不 变,则 由 发 射 区 向 基 区 扩 散 的 自 由 电 子 的 数 量就 保 持 不 变,也 即 +
$
和 +
%
的 大 小 保 持 不 变,改 变 %
%
的 大 小 ( 只 要 保 持 集 电 结 反 偏 ) 对 +
$
,+
%
几 乎 没 有 影 响,
+
%
只 与 +
$
成 正 比 变 化 。 三 个 极 的 电 流 关 系 为 +
#
- +
$
,+
%
-( /.
!
) +
$

·011·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" #$ 晶 体 管 电 流 分 配 ( 放 大 ) 原 理晶 体 管 处 于 放 大 工 作 状 态 时,集 电 极 电 流 与 基 极 电 流 的 关 系 是,
!
%
!
&
!
!
"
#
( $
%
&
!
$
&
) 和 "
!"
!
"
#

!
称为 晶 体 管 的 电 流 放 大 系 数 。
( 三 ) 晶 体 管 的 三 种 工 作 状 态
’(放 大 工 作 状 态,发 射 结 正 偏,集 电 结 反 偏 。
!
"
!
&
!
!
"
#
和 "
!"
!
"
#

)(饱 和 工 作 状 态,发 射 结 和 集 电 结 均 正 偏 。 由 于 集 电 结 正 偏,集 电 极 电 压 ’
*+
,基 极 电 压 ’
-+
,削 弱 了 集电 极 吸 引 电 子 的 能 力,这 时 "
*
不 再 随 "
-
的 增 加 而 增 加,晶 体 管 失 去 放 大 能 力 。 此 时 集 电 极 的 最 大 电 流 称 为集 电 极 饱 和 电 流 "
*.

/(截 止 工 作 状 态,发 射 结 和 集 电 结 均 反 偏 。 实 际 上 当 ’
-+
小 于 死 区 电 压 时,"
-
,"
*
均 已 近 似 为 零,管 子 已经 处 于 截 止 状 态,所 以 也 就 失 去 了 放 大 的 作 用 。
( 四 ) 晶 体 管 的 主 要 参 数
’(电 流 放 大 系 数
!
,在 使 用 上 通 常 选 择
!
& )01 ’00 的 晶 体 管 为 宜 。
)(质 量 参 数 有 集 " 基 反 向 漏 电 流 "
*-2
和 集 " 射 穿 透 电 流 "
*+2
。 "
*-2
是 当 放 大 器 的 射 极 断 开 时 集 电 结 的反 向 电 流,"
*+2
是 当 断 开 基 极 时 集 电 极 和 射 极 之 间 的 电 流 。 这 两 个 电 流 均 随 温 度 而 变 化,影 响 放 大 器 的 稳 定性,因 此 它 们 越 小 越 好 。
/(极 限 参 数 有 集 电 极 最 大 允 许 电 流 "
*3
,集 " 射 ( 基 极 开 路 时 ) 最 大 允 许 电 压,或 称 集 " 射 击 穿 电 压
#’
*+2
和 集 电 极 最 大 允 许 耗 散 功 率 (
*3
( & ’
*+
"
*
) 。 超 过 这 些 极 限 值 使 用 都 将 导 致 晶 体 管 过 热 而 损 坏 。
( 五 ) 晶 体 管 的 交 流 放 大 电 路 及 各 元 器 件 的 作 用交 流 电 压 放 大 器 主 要 用 来 放 大 交 流 信 号 电 压 的 幅 度 。 在 工 业 电 子 技 术 应 用 中,信 号 电 压 的 频 率 通 常 在
)01 ’0 00045 之 间,属 于 低 频 电 压 放 大 器 。
’(电 压 放 大 器 的 组 成 及 各 元 器 件 的 作 且在 工 业 电 子 技 术 中,应 用 较 多 的 是 共 射 极 交 流 电 压 放 大 器,即 输 入 信 号 回 路 与 输 出 信 号 回 路 以 发 射 极 为公 共 端,如 图 !" #6 所 示 。 图 中 )
$
为 输 入 信 号 电 压,)
*
为 输 出 信 号 电 压 。 放 大 电 路 的 输 入 端 可 以 直 接 接 信号 源,或 是 多 级 放 大 电 路 的 前 级 放 大 电 路 的 输 出 端 ; 放 大 电 路 的 输 出 端 可 以 直 接 接 负 载 +
7
,或 接 后 级 放 大 电路 的 输 入 端 。 各 组 成 元 件 及 其 作 用,
( ’) 晶 体 管,是 放 大 元 件 。 利 用 其 电 流 的 放 大 作 用,将 输 入 信 号 电 压 )
$
引 起 的 基 极 信 号 电 流 $
&
放 大 为 $
%
&
!
$
&
,从 而 使 较 大 的 集 电 极 电 流 $
%
受 输 入 电 压 )
$
的 控 制 。
( )) 集 电 极 电 阻 +
*
8通 过 +
*
将 放 大 的 集 电 极 电 流 $
%
转 换 为 较 大 幅 度 的 电 压 信 号,从 而 实 现 电 压 放 大 。
( /) 集 电 极 电 源,
*
8是 放 大 电 路 的 能 源,同 时 它 也 是 保 证 晶 体 管 处 于 放 大 工 作 状 态 的 必 要 条 件 之 一,即
,
*
可 使 集 电 结 反 偏 。
( !) 基 极 偏 置 电 阻 +
-
,用 来 调 整 放 大 电 路 的 静 态 工 作 点 。 在,
*
(,
*
兼 作 基 极 偏 置 电 源,
-
) 一 定 的 情 况下,通 过 改 变 +
-
来 改 变 晶 体 管 的 基 极 直 流 偏 置 电 流 ( 简 称 偏 流 ) "
-
,从 而 改 变 它 的 直 流 "
*
和 ’
*+
。 只 有 放 大电 路 获 得 合 适 的 静 态 工 作 点 ( "
-
,"
*
和 ’
*+
),才 能 保 证 信 号 不 失 真 的 放 大 。
·#))· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 单 管 交 流 电 压 放 大 电 路
( %) 耦 合 电 容 &

,&
(
)&

,&
(
分 别 接 到 放 大 电 路 的 输 入 端 和 输 出 端 。 它 们 具 有 隔 断 直 流 和 沟 通 交 流 信 号的 双 重 作 用 。 利 用 电 容 不 通 直 流 的 特 点,隔 断 放 大 电 路 输 入 端 与 信 号 源 之 间,输 出 端 与 负 载 之 间 的 直 流 通道,以 保 证 放 大 电 路 的 直 流 静 态 工 作 点 不 受 前 后 级 的 影 响 ; 同 时 又 使 电 容 对 交 流 信 号 具 有 很 小 的 容 抗,使 信号 电 压 几 乎 不 衰 减 地 通 过 电 容 ( 耦 合 电 容 对 交 流 信 号 可 视 为 短 路 ) 。
( 六 ) 放 大 电 路 的 基 本 工 作 原 理图 ! " *+ 放 大 电路 的 动 态 情 况
’,静 态 工 作 情 况,输 入 信 号 电 压 !
"
- +,也 即 相 当 于 输 入 端 短 路 时 的 情 况,称 为 放大 电 路 的 静 态 。 静 态 时 各 极 电 流 和 电 压 均 为 恒 定 直 流,故 又 称 直 流 工 作 状 态 。 直 流 工作 状 态 通 常 用 基 极 直 流 电 流 ( 即 基 极 偏 流 ) #
.
,集 电 极 直 流 电 流 #
&
和 集 " 射 极 直 流 电压 $
&/
来 描 述,#
.
,#
&
和 $
&/
是 相 关 联 的 三 个 量,称 为 放 大 器 的 静 态 工 作 点 。 基 " 射 之间 的 电 流 与 电 压 之 间 的 关 系 特 性 曲 线 与 图 ! " #0 二 极 管 的 伏 安 特 性 曲 线 相 似,称 为 晶体 管 的 输 入 特 性 曲 线 。 晶 体 管 处 于 放 大 状 态 时,也 工 作 于 特 性 曲 线 的 近 似 直 线 部 分 。
因 此 硅 管 静 止 工 作 状 态 的 基 " 射 电 压 $
./!
+,#1。
直 流 工 作 点 的 计 算,根 据 %&’,(
&
- #
.
)
.
2 $
./
,所 以 基 极 偏 流
#
.
-( (
&
" $
./
) 3 )
.
当 (
&"
$
./
时,可 忽 略 $
./
,因 此 #
.!
(
&
3 )
.

根 据 晶 体 管 的 电 流 放 大 作 用,集 电 极 直 流 电 流 #
&
- #
.
根 据 415,(
&
- #
&
)
&
2 $
&/
,所 以
$
&/
- (
&
" #
&
)
&
由 以 上 关 系 可 见,通 过 改 变 偏 置 电 阻 )
.
,可 改 变 #
.
,#
&
和 $
&/
,即 通 过 改 变 )
.
可 改 变放 大 器 的 直 流 工 作 点 。
在 信 号 电 压 !
"
- + 时 !
*
- +。 此 时 耦 合 电 容 +

和 +
(
的 电 压 分 别 为 $
&’
- $
./

$
&(
- $
&/

[ 例 ] (
&
- ’(1,)
&
- ’(6
!
)
.
- 7++6
!
!
- 7*,%,试 求 放 大 器 的 静 态 工 作 点 。
解,#
.
-( (
&
" $
./
) 3 )
.!
(
&
3 )
.
- ’(37++ - +,+!89
#
&
- #
.
- 7*,%,+,+! - ’,%89
$
&/
- (
&
" #&)
&
- ’( " ’,%,’( - #1
(,动 态 工 作 情 况,在 放 大 电 路 的 直 流 工 作 状 态 的 基 础 上,如 果 输 入 端 输 入 交 流 信号 电 压 !
"
,设 !
"
- $;8
<;=
"
>,则 在 基 " 射 两 端 又 增 加 了 一 个 交 流 信 号 电 压 !
"
,此 时 的 基
" 射 电 压 !
./
- $
&’
2 !
"
- $
./
2 !
"
,是 一 个 交 直 流 叠 加 的 单 方 向 的 直 流 脉 动 电 压 。 由于 直 流 偏 流 #
.
使 晶 体 管 工 作 在 输 入 特 性 曲 线 的 直 线 部 分,"
,#
!",故 使 有 信 号 时 的 基射 电 流 "
-(
- #
-(
2 "
,; 集 电 极 电 流,"
.
-
!
( #
-
2 "
,
) - #
+
2 "
.
。 电 压 !
+(
( (
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" #
+
)
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) " "
.
)
+
- $
+(
" !
./; !
*
- !
+(
" $
+(
- $
+(
" !
./
" $
+(
- " !
./
。 上 述 各 极 动 态 电 流,电 压 波 形 如图 ! " *+ 所 示 。
·*((·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇综 上 述 分 析 可 知,各 动 态 量 都 是 由 交 流 信 号 分 量 和 静 态 直 流 分 量 的 叠 加 。 输 出 信 号 电 压 !
"
的 有 效 值 与输 入 信 号 电 压 !
#
有 效 值 之 比,即 $
!
! %
"
& %
#
称 为 放 大 电 路 的 电 压 放 大 倍 数 。 但 !
"
与 !
#
相 位 相 反 。
"#放 大 电 路 的 非 线 性 失 真放 大 器 的 最 大 集 电 极,也 就 是 饱 和 电 流 $
%&!

(
)*
(
,饱 和 管 压 降 +
(’,
! -#,/ -#"0
!
-,而 此 时 的 基 极 电 流
$
1,
! $
(,
)
!
。 。 所 以 当 基 极 电 流 2
1"
$
1,
时,集 电 极 电 流 将 保 持 $
(,
不 变 。 如 果 基 极 偏 置 电 流 $
1
过 高,使 2
1
的 最 大幅 度 超 过 $
1,
,则 输 入 信 号 电 压 3
2
的 正 半 波 将 由 于 饱 和 而 不 能 被 正 确 的 放 大,使 输 出 电 压 3
4
的 负 半 波 被 削顶 。 因 此 静 态 工 作 点 太 高,会 产 生 非 线 性 饱 和 失 真 ( 图 5 6 78( 9) ) 。 如 果 基 极 偏 置 电 流
####
$
1
过 低
##
,$
1
小 于 信 号电 流 的 最 大 值 时,这 将 由 于 管 子 的 截 止 而 使 信 号 电 流 的 负 半 周 被 削 顶,也 即 使 输 出 电 压 3
4
的 正 半 周 被 削 顶,
这 就 产 生 了 非 线 性 的 截 止 失 真 ( 图 5 6 78( ’) ) 。
图 5 6 78 静 态 工 作 点 与 非 线 性 失 真如 果 发 生 上 述 非 线 性 饱 和 失 真 或 截 止 失 真,应 通 过 改 变 偏 置 电 阻 *
1
来 降 低 或 升 高 偏 置 电 流 $
1
,以 消 除发 生 饱 和 或 截 止 失 真 。
图 5 6 7,晶 体 管 开 关 工 作 状 态
( 七 ) 晶 体 管 的 开 关 电 路图 5 6 7,为 晶 体 管 开 关 电 路 。 输 入 端 接 控 制 电 压 +
2
,当 +
2
为 高 电 平 时,使 基 极 电 流 $
1
,$
1,
,晶 体 管 饱 和导 通,管 压 降 +
(’,!
-,相 当 于 一 个 开 关 短 路 接 通 ; 当 +
2
为 低 电 平 时 ( +
2$
-),晶 体 管 截 止,$
(
! -,相 当 于 开 关断 开,截 止 时 管 压 降 +
(’
! ’
(
,相 当 于 开 路 电 压 。 所 以 晶 体 管 开 关 电 路 只 工 作 于 饱 和 导 通 或 截 止 两 种 工 作 状态 。 由 于 输 入 为 高 电 平 时,输 出 为 低 电 平 ; 而 输 入 为 低 电 平 时,输 出 为 高 电 平,所 以 晶 体 管 开 关 也 是 一 个 反 相器 。 这 种 阶 跃 性 的 电 压 信 号 称 为 开 关 量 信 号 。
·;..· 新 编 电 气 工 程 师 手 册五,晶 闸 管 及 其 应 用
( 一 ) 晶 闸 管 的 结 构晶 闸 管 ( 也 称 可 控 硅 !"#),是 一 种 由 $%$% 四 层 半 导 体,三 个 $% 结 和 三 个 电 极 组 成 的 半 导 体 器 件,其结 构,电 路 符 号 和 外 形 如 图 !" #$ 所 示 。 三 个 电 极 分 别 称 为 阳 极 ( %),阴 极 ( &) 和 控 制 极 ( ’) 。
( 二 ) 晶 闸 管 的 可 控 单 向 导 电 性
(&导 通 条 件在 正 常 使 用 情 况 下,无 论 在 阳 极 和 阴 极 间 加 正 向 或 反 向 电 压,均 不 能 使 晶 闸 管 导 通,因 为 这 三 个 $% 结中 总 有 反 向 偏 置 的 。 因 此 要 使 晶 闸 管 由 关 断 转 为 导 通 必 须 同 时 满 足 两 个 条 件,即 ( () 阳 极 " 阴 极 间 加 正 向 电压 ( 即 )
%&
* +) ;(,) 控 制 极 " 阴 极 间 加 正 向 电 压 ( -
’&
* +) 。
,&控 制 极 的 作 用图 !" #$ 晶 闸 管 的 结 构,电 路 符 号 和 外 形 图控 制 极 加 正 向 电 压 是 使 晶 闸 管 由 关 断 转 为 导 通 的 必 要 条 件 之 一,但 对 于 普 通 晶 闸 管 一 旦 触 发 导 通 后 控制 极 便 失 去 控 制 作 用,即 它 不 能 控 制 晶 闸 管 的 关 断 。 因 此 控 制 极 的 电 压 既 可 以 是 脉 冲 触 发 电 压,也 可 以 是 恒定 的 直 流 电 压 。 如 果 触 发 电 压 是 脉 冲 列,则 只 要 有 一 个 脉 冲 起 作 用 使 晶 闸 管 导 通,则 后 面 的 脉 冲 都 将 失 去 触发 作 用 。
晶 闸 管 导 通 条 件 和 控 制 极 作 用 实 验 电 路 如 图 !" #! 所 示 。
图 !" #! 晶 闸 管 导 通 条 件 和 控 制 极 作 用 实 验 电 路
$&晶 闸 管 的 关 断保 持 晶 闸 管 导 通 的 最 小 阳 极 电 流 称 为 晶 闸 管 的 维 持 电 流 (,
/
) 。 只 要 使 阳 极 电 流 小 于 维 持 电 流 晶 闸 管 便自 行 关 断 。 通 常 是 当 阳 极 电 压 -
%&
0 + 时 或 加 反 向 电 压 ( -
%&
1 +) 时 晶 闸 管 便 自 行 关 断 。 如 果 阳 极 电 压 是 交流 电 压,则 当 交 流 电 压 过 零 时 晶 闸 管 就 自 行 关 断 ; 如 果 阳 极 电 压 是 直 流 电 压,则 还 需 要 单 独 设 置 关 断 电 路,对晶 闸 管 加 反 向 电 压 使 其 关 断 。
!&晶 闸 管 的 两 个 主 要 参 数是 额 定 正 向 平 均 电 流 和 正 向 阻 断 峰 值 电 压 。 正 常 使 用 时 都 不 应 超 过 其 参 数 值 。
·2,,·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
( 三 ) 晶 闸 管 的 应 用
!!可 控 整 流单 相 可 控 整 流 主 电 路 的 组 成 与 二 极 管 整 流 基 本 相 同 。 主 电 路 是 由 整 流 变 压 器 副 边,晶 闸 管 的 阳 极 " 阴极 和 负 载 构 成 的 闭 合 回 路 。 主 电 路 的 作 用 是 将 固 定 幅 度 的 交 流 电 压 转 换 为 幅 度 可 控 的 负 载 所 需 要 的 直 流 电压 。 为 控 制 晶 闸 管 的 导 通,在 晶 闸 管 的 控 制 极 和 阴 极 之 间 还 要 联 接 产 生 触 发 电 压 的 电 路,称 为 触 发 电 路 。 所以 晶 闸 管 是 导 通 可 控 的 无 触 点,开 关,。
图 # " $% 单 相 半 波 可 控 整 流图 # " $% 为 单 相 半 波 可 控 整 流 电 路,在 交 流 电 压 " 的 正 半 周 期 间,虽 然它 受 正 向 阳 极 电 压 但 并 不 导 通,只 有 当 在 控 制 极 再 施 加 正 向 电 压 触 发 后 它才 开 始 导 通 。 当 交 流 电 压 过 零 或 反 向 ( 负 半 周 ) 时 自 行 关 断 。 由 于 可 在 & ’
!
之 间 的 任 一 相 位 角
"
下 施 加 触 发 电 压,因 此 可 控 整 流 负 载 的 平 均 直 流 电压 (
)
的 大 小 就 决 定 于 控 制 角
"
当 控 制 角
"
* & 时,直 流 平 均 电 压 与 二 极 管整 流 的 相 同,即 (
)
* &+#%(。 当
"
* 时 (
)
* &。 当 &,
"
,
!
时,其 直 流 平 均 电压 将 小 于 二 极 管 整 流 输 出 的 平 均 电 压 。 所 以 输 出 的 直 流 平 均 电 压 的 大 小可 以 用 控 制 角
"
进 行 控 制 。
图 # " $- 单 相 半 波可 控 整 流 波 形 图图 # " $- 波 形 图 中,,为 输 入 的 正 弦 交 流 电 压,,
/
为 控 制 极 触 发 电 压,,
)

0
)
,为 负 载 电 阻 上 的 直 流 电 压 和 电 流,(
1
为 晶 闸 管 两 端 的 电 压 。
负 载 的 平 均 直 流 电 压 (
)
与 输 入 交 流 电 压 有 效 值 ( 的 一 般 关 系 为
(
)
*
!
2(
2
!
"
!
"
304
#
56
#
5*
!
2(
!
·
! 7 8)3
"
2
* &+#%(
! 7 8)3
"
2
将 上 式 与 二 极 管 整 流 的 直 流 平 均 电 压 表 示 式 相 比 较,多 了 一 项 与 控 制 角
"
有关 的 系 数 项 。 控 制 角
"
越 大,直 流 平 均 电 压 (
)
越 小 。 同 样,全 波 和 桥 式 可 控整 流 输 出 的 直 流 平 均 电 压 等 于 相 应 方 式 二 极 管 整 流 平 均 电 压 &+9( 乘 以 与 上式 相 同 的 系 数 项 。 所 以 可 控 整 流 在 直 流 调 压 和 调 速 方 面 得 到 广 泛 的 应 用 。
2+晶 闸 管 交 流 开 关 ( 交 流 调 压 )
晶 闸 管 作 为 无 触 点 开 关,与 闸 刀 开 关,接 触 器,继 电 器 等 有 触 点 开 关 相 比,
它 具 有 动 作 快,无 火 花,广 泛 应 用 于 要 求 防 爆 的 场 所 。 利 用 它 的 导 通 可 控 性,
也 常 用 于 交 流 调 压 装 置 。 交 流 调 压 就 是 通 过 晶 闸 管 改 变 交 流 电 压 的 有 效 值 。
图 # " $$ 为 两 只 反 并 联 晶 闸 管 作 为 无 触 点 可 控 开 关 实 现 交 流 调 压 的 电 路 。 当电 源 电 压,正 半 波 时,控 制 晶 闸 管 1
!
,触 发 导 通,当 电 压,过 零 时 1
!
自 行 关断 ; 负 半 波 时,以 相 同 的 控 制 角
"
触 发 晶 闸 管 1
2
导 通,电 压 过 零 时 1
2
自 行 关断 。 负 载 上 得 到 正 负 波 形 相 同 的 交 变 电 压,
)
,但 输 出 电 压 的 有 效 值 (
)
小 于 输入 正 弦 电 压 的 有 效 值 (。 控 制 角
"
越 大,输 出 电 压 的 有 效 值 (
)
越 小 。 图 # " $:
分 别 为 输 入 电 压,,两 晶 闸 管 的 触 发 脉 冲 电 压,
/!
和,
/2
和 负 载 电 压,
)
的 波 形图 。;!直 流 开 关图 # " $9 为 晶 闸 管 直 流 开 关 电 路,直 流 电 源 (,晶 闸 管 1
!
和 负 载 电 阻 <
=
构 成 主 电 路 。 晶 闸 管 1
2
,电 容 > 和 电 阻 < 为 晶 闸 管 的 关 断 电 路 。
图 # " $$ 单 相 交 流 开 关 电 路
·&;2· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!
"
触 发 导 通 后,负 载 电 流 由 电 源 正 极 经 !
"
,#
$
回 电 源 负 极 ; 与 此 同 时,电 容 通 过 !
"
和 # 与 直 流 电 源构 成 充 电 回 路 。 当 电 容 充 电 到 电 压 %
&
’ ( 时,!
"
中 只 流 过 负 载 电 流 )
$
。 需 要 关 断 !
"
时,使 触 发 晶 闸 管 !
*
导通,!
*
的 导 通 ( 相 当 于 开 关 接 通 ) 使 电 容 + 与 !
"
并 联,反 向 电 压 %
&
施 加 于 !
"
两 端,因 此 !
"
关 断 。
!
"
关 断 时,+ 通 过 #
$
,电 源 和 !
*
放 电,继 而 反 向 充 电,为 !
"
再 次 导 通 时 关 断 !
*
作 好 准 备 。
图,-,/ 单 相 交流 调 压 的 波 形 图晶 闸 管 直 流 开 关 在,船 舶 轴 带 直 流 发 电 机 的 自 动 调 压,和,直 流 闪 光 灯,等电 路 都 有 广 泛 的 应 用 。
,0晶 闸 管 逆 变 器 概 念逆 变 器 是 整 流 器 的 反 方 向 转 换,逆 变 器 是 将 直 流 电 转 换 为 交 流 电 。 图,-
/1 为 单 相 并 联 逆 变 器 原 理 电 路,图 ( 2) 中 两 个 开 关 !
"
,!
*
表 示 两 个 晶 闸 管 的 导通 和 关 断 的 开 关 作 用,逆 变 变 压 器 的 原 边 和 中 心 抽 头,接 直 流 电 源 电 压 (。 当晶 闸 管 !
"
触 发 导 通,!
*
关 断 时,电 流 3
"
由 直 流 电 源 的 ( 4 ) 极
!
经 变 压 器 原 边 下半 绕 组
!
晶 闸 管 !
"!
直 流 电 源 的 ( - ) 极 构 成 回 路,由 于 原 边 绕 组 电 流 和 磁 通由 零 增 加,从 而 在 变 压 器 的 原 边 和 副 边 引 起 感 应 电 动 势 。 副 边 负 载 上 得 到 某一 方 向 的 感 应 电 压 。 当 使 !
"
关 断 和 触 发 晶 闸 管 !
*
导 通 时,电 流 3
*
由 直 流 电 源的 ( 4 ) 极
!
经 变 压 器 原 边 上 半 绕 组
!
晶 闸 管 !
*!
直 流 电 源 的 ( - ) 极 构 成 回路 。 由 于 3
*
与 3
"
的 方 向 相 反,故 在 变 压 器 中 引 起 的 感 应 电 动 势 的 方 向 与 前 者相 反 。 因 此 当 晶 闸 管 !
"
,!
*
轮 流 交 替 地 关 断 和 导 通 时,在 变 压 器 副 边 的 负 载 上便 得 到 交 变 电 压,如 图,- /" 所 示 。 如 果 在 电 路 中 接 入 滤 波 电 抗 器,可 使 输 出的 交 变 电 压 接 近 于 正 弦 波 。 控 制 !
"
,!
*
每 秒 交 替 导 通 的 次 数,以 得 到 所 要 求 频率 的 交 变 电 压 。 简 单 晶 闸 管 并 联 逆 变 器 如 图,- /1( 5) 所 示,图 中 电 容 + 用 于关 断 晶 闸 管,因 为 在 此 晶 闸 管 为 直 流 开 关 。
图,-,6 晶 闸 管 直 流 开 关图,- /1 简 单 并 联 逆 变 原 理逆 变 器 在 交 流 电 动 机 的 变 频 调 速 和 轴 带 发 电 机 的 频 率 补 偿 等 方 面 都 有 广 泛 的 应 用 。
·"7*·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇六,运 算 放 大 器 及 其 应 用运 算 放 大 器 是 具 有 高 开 环 电 压 放 大 倍 数 并 带 有 深 度 负 反 馈 的 多 级 直 接 耦 合 放 大 电 路 。 它 首 先 应 用 于 电子 模 拟 计 算 机 上,作 为 基 本 运 算 单 元,可 以 完 成 加 减,积 分 和 微 分 等 数 学 运 算 。 同 时 在 信 号 运 算,信 号 处 理,
信 号 测 量 及 波 形 产 生 等 方 面 也 获 得 广 泛 的 应 用 。 现 在 的 运 算 放 大 器 均 为 集 成 电 路 的,即 把 整 个 电 路 的 各 个元 件 以 及 相 互 之 间 的 联 接 同 时 制 造 在 一 块 半 导 体 芯 片 上,组 成 一 个 不 可 分 割 的 整 体,故 又 称 集 成 运 算 放 大器,简 称 集 成 运 放 。
( 一 ) 集 成 运 放 的 电 路 模 型
!!集 成 运 算 放 大 器 的 电 路 结 构集 成 运 算 放 大 器 电 路 常 可 分 为 输 入 级,中 间 级,输 出 级 和 偏 置 电 路 四 个 基 本 组 成 部 分 。 输 入 级 要 求 有 高的 输 入 电 阻 和 热 稳 定 性,是 运 算 放 大 器 质 量 的 关 键 部 分 ; 中 间 级 主 要 进 行 电 压 放 大,要 求 有 足 够 高 的 电 压 放大 倍 数 ; 输 出 级 与 负 载 相 接,要 求 输 出 电 阻 低,带 负 载 的 能 力 强,输 出 足 够 大 的 电 压 和 电 流 ; 偏 置 电 路 的 作 用是 为 上 述 各 级 电 路 提 供 稳 定 和 合 适 的 偏 置 电 流,决 定 各 级 的 静 态 工 作 点 。
"!集 成 运 放 的 外 形 结 构,大 致 有 三 种,金 属 圆 壳 封 装 型,塑 料 外 壳 封 装 的 扁 平 型 和 塑 料 封 装 的 双 列 直 插型,如 图 #$ %" 所 示 。 不 同 结 构 的 集 成 电 路 管 脚 引 线 数 量 也 不 同 。
图 #$ %! 逆 变 器输 出 电 压 波 形
&!主 要 管 脚 引 线 有,
( !) 反 相 输 入 端 。 由 此 端 接 输 入 信 号,则 输 出 信 号 与 输 入 信 号 反 相 ( 或 两 者 极 性相 反 ) 。
( ") 同 相 输 入 端 。 由 此 端 接 输 入 信 号,则 输 出 信 号 与 输 入 信 号 同 相 ( 或 两 者 极 性相 同 ) 。
( &) 正,负 电 源 端 。 分 别 接 正 电 源 和 负 电 源,如 ’ !(" 和 $ !("。
( #) 输 出 端 。
( () 其 他 还 有 接 调 零 电 阻,相 位 补 偿 等 的 接 线 端 。
图 #$ %" 集 成 运 放 的 外 形 及 主 要 引 脚
#!运 算 放 大 器 的 电 路 模 型,尽 管 运 算 放 大 器 是 一 个 多 级 直 接 耦 合 的 复 杂 电 路,但 就 其 外 部 输 人 与 输 出 之间 的 关 系 而 言,可 用 图 #$ %& 所 示 的 简 单 的 电 路 模 型 表 示 。 其 中 )
*+
表 示 ( 差 模 ) 输 入 阻 抗,)
,
表 示 输 出 阻 抗,
-
.,
表 示 开 环 电 压 放 大 倍 数,/0 -
.,
。 (,’ $,$ ) 是 一 个 与 -
.,
和 两 输 入 端 的 电 位 差 有 关 的 等 效 电 压 源 ( 即 受控 电 压 源 ) 。
( 二 ) 集 成 运 放 的 理 想 化 条 件在 实 际 分 析 运 算 放 大 器 时,常 常 把 实 际 运 放 的 电 路 模 型 进 行 理 想 化,理 想 化 所 带 来 的 误 差 一 般 是 很 小的,在 工 程 上 是 允 许 的,但 它 却 大 大 简 化 了 运 算 放 大 器 的 分 析 。
!!理 想 运 算 放 大 器 的 条 件 主 要 是,
( !) 开 环 电 压 放 大 倍 数 -
.,!"
( 实 际 都 在 !,
(
以 上 ) ;
( ") 输 入 电 阻 )
*+#"
( 实 际 为 !,,1
!
2 ! 3
!
) ;
·"&"· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 开 环 输 出 电 阻 "
#!
#( 实 际 只 有 $#
!
% $&
!
) 。
图 ’ ( )! 集 成 运 放 的 电 路 模 型图 ’ ( )’( *) 表 示 运 算 放 大 器 的 输 出 与 输 入 关 系 的 特 性 曲 线,称 为 传 输 特 性 曲 线 。 其 中 实 线 为 理 想 运 放 的 传输 特 性,虚 线 为 实 际 运 放 的 传 输 特 性 。
由 于 开 环 电 压 放 大 倍 数 很 高,即 使 输 入 毫 伏 级 以 下 的 信 号,也 足 以 使 输 出 电 压 饱 和,其 饱 和 值 +,
#-
或 (
,
#-
达 到 接 近 于 正 的 电 源 电 压 或 负 的 电 源 电 压 值 ; 甚 至 于 由 于 干 扰 电 压 就 可 以 使 其 由 正 ( 或 负 ) 的 饱 和 状 态 变到 负 ( 或 正 ) 的 饱 和 状 态,难 于 稳 定 。 因 此 在 使 用 中,为 使 运 算 放 大 器 稳 定 的 工 作 在 直 线 区,通 常 都 要 引 入 深度 电 压 负 反 馈 。 负 反 馈 电 路 是 通 过 反 馈 电 路 元 件 ( 如 电 阻,
/
) 将 其 输 出 端 与 反 相 输 入 端 ( 必 须 是 反 相 输 入 端 )
联 接 。
图 ’ ( )’ 理 想 运 放 的电 路 图 形 符 号 和 传 输 特 性 曲 线
0!运 算 放 大 器 工 作 于 线 性 区 时,简 化 分 析 的 主 要 依 据 为 如 下 两 点,
( $) 由 于 "
12!"
,故 可 认 为 两 输 入 端 的 电 流 1
+#
#,1
(#
#。 即 把 两 输 入 端 看 成,虚 断 路,;
( 0) 由 于 3
4#
,而 输 出 电 压 4
#
是 一 个 有 限 值,故 4
+
( 4
(
5 4
#
63
4##
#,即 4
+
#
4
(
。 这 样 就 可 以 把 两 输 人 端看 成 等 电 位,称 为,虚 等 电 位,。
在 对 负 反 馈 线 性 运 算 放 大 器 进 行 一 般 分 析 时,都 是 应 用,虚 断 路 和,虚 等 电 位,的 理 想 化 条 件 。
图 ’ ( )7 反 相 比 例 运 算
( 三 ) 运 算 放 大 器 应 用 举 例
$!反 相 输 入,实 现 比 例 运 算 ( 图 ’ ( )8) 。
根 据 图 ’ ( )8 电 路 和,虚 断 路,理 想 条 件,1
+
5 #,1
(
5 #,故 1
$
% 1
/
根 据 虚 等 电 位 条 件
4
(
5 4
+
5 #
因 为 1
$
5( 4
1
( 4
(
) 6.
$
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$
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·!!0·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " #$ 反 相 加 法 运 算所 以 %
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+
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,
由 此 得 到 输 出 与 输 入 的 比 例 关 系 为,
%
+
"( (
,
’(
)
) %
&
可 通 过 改 变 外 部 电 阻 (
,
与 (
)
的 比 例 以 获 得 不 同 比 例 的 运 算 。 (
,
’(
)
又 称 运 算 放 大 器 的 闭 环 电 压 放 大倍 数 。 上 式 中 的 负 号 表 示 输 出 与 输 入 相 位 相 反 或 极 性 相 反 。
-!反 相 输 入,实 现 反 相 加 法 运 算 ( 图 ! " #$)
根 据 简 化 分 析 条 件 及 图 ! " #$ 电 路
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如 果 (
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,则 %
+
* "( %
&)
,%
&-
),即 输 出 电 压 等 于 各 输 入 电 压 相 加,但 符 号 相 反 。
图 ! " #/ 同 相 比 例 运 算 图 ! " ## 差 劲 减 法 运 算
0!同 相 输 入,实 现 同 相 比 例 运 算 ( 图 ! " #/)
根 据 简 化 分 析 条 件 和 图 ! " #/ 电 路
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) %
#
·!0-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册可 见,同 相 端 输 入 时,输 出 与 输 入 成 正 比 。 其 比 例 常 数 ( 也 即 闭 环 电 压 放 大 倍 数 ) 恒 大 于 !,且 输 出,输 入同 相 位 ( 或 同 极 性 ) 。
"!双 端 差 动 输 入,实 现 减 法 运 算 ( 图 " # $$)
根 据 电 路 及 简 化 分 析 条 件图 " # $% 积 分 运 算 电 路
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,!
上 式 表 明,双 端 差 动 输 入 的 运 算 结 果,可 看 成 是 同 相 端 和 反 相 端 分 别 单独 输 入 结 果 的 叠 加 。 这 种 双 端 差 动 输 入 方 式 在 测 量 和 控 制 系 统 中 应 用 很 多 。 当 外 部 电 路 参 数 )
!
’ )
+
’ )
*
’ )
-
时,则 &
.
’ &
,+
# &
,!
,从 而 实 现 直 接 减 法 运 算 。
/!积 分 运 算 ( 图 " # $%)
若 将 反 相 比 例 运 算 电 路 的 反 馈 电 阻 )
-
用 电 容 0
-
代 替,则 为 积 分 运 算 电 路 。
根 据 图 " # $1 电 路 和 简 化 分 析 条 件
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#
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上 式 表 明 &
.
与 &
!
的 积 分 成 比 例,但 两 者 相 位 相 反 。 0
-
)
!
为 积 分 常 数 。
5!微 分 运 算 ( 图 " # %.)
图 " # %,微 分 运 算 电 路微 分 运 算 是 积 分 的 逆 运 算,只 须 将 反 相 输 入 端 的 电 阻 与 反 馈 电 容 调 换 位 置,就 成 为 微 分 电 路 。 由 图 可 知
&
#
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.
’ # 0
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2&
$
24
即 输 出 电 压 与 输 入 电 压 对 时 间 的 一 次 微 分 成 正 比 。
1!电 压 比 较 器 ( 运 算 放 大 器 的 开 环 应 用 )
·/*+·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" #$ 电 压 比 较 器电 压 比 较 器 ( 图 !" #$) 的 作 用 是 用 来 将 输 入 电 压 信 号 和 参 考 电 压 相 比 较,以 给 出 输 入 电 压 是 否,越 限,
的 输 出 信 号 。 %
!
是 参 考 电 压,加 在 同 相 输 入 端,输 入 电 压 &
"
加 在 反 相 输 入 端 。 由 于 开 环 电 压 放 大 倍 数 很高,输 入 电 压 与 参 考 电 压 稍 有 差 别,就 会 使 输 出 电 压 达 到 正 的 或 负 的 饱 和 电 压 。 因 此,运 算 放 大 器 用 作 比 较器 时,它 工 作 在 饱 和 区 。 当 &
"
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(
) * %
($; 当 &
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时,%
(
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($
。 可 见,在 比 较 器 的 输 入 端 进 行 模拟 信 大 小 的 比 较,在 输 出 端 则 以 高 电 平 或 低 电 平 给 出 比 较 的 结 果 的 信 号 。 这 种 信 号 可 作 为,越 限,报 警 信 号或 控 制 信 号 。
当 参 考 电 压 %
,
) ( 时,称 为 过 零 比 较 器 或 零 电 平 检 测 器 。 %
,
也 可 接 在 反 相 端,由 同 相 端 输 入 信 号 电 压,
图 !" #- 即 为 同 相 输 入 的 过 零 比 较 器 的 输 入 输 出 波 形 图 。
图 !" #- 过 零 比 较 器 输 入 输 出 波 形 图第 三 节 数 字 电 路一,数 字 电 路 基 础
( 一 ) 数 制即 计 数 的 方 法,我 们 把 多 位 数 码 中 每 一 位 的 构 成 方 法 以 及 从 低 位 到 高 位 的 进 位 规 则 称 为 数 制 。
数 字 电 路 中 常 用 的 数 制 有 二,八,十 六 进 制 。 二 进 制 只 用 ( 和 $ 两 个 数 码 来 表 示 数,基 数 是,二,,,逢 二进 一,。 八 进 制 有 (,$,-,.,…,/ 八 个 数 码,基 数 是,八,,,逢 八 进 一,。 十 六 进 制 有 (,$,-,.,… #,0,1,2,3,4、
5,十 六 个 数 码 ( 06 5 分 别 对 应 十 进 制 中 的 $(6 $7),基 数 是,十 六,,,逢 十 六 进 一,。 各 种 常 用 数 制 的 对 照 如表 !" 8 所 示 。
通 常 在 十 进 制,二 进 制,八 进 制,十 六 进 制 后 分 别 标 记 英 文 字 母 3,1,9,,加 以 区 分 。 例 如 ( $;)
3
、( $;)
9

( $;)
:
分 别 表 示 十 进 制 $;,八 进 制 数 $;,十 六 进 制 数 $;。 不 同 制 式 之 间 可 以 相 互 转 换 。 例 如 二 进 制 数
( $$($()
1
转 换 为 十 进 制 等 于
( $$($()
1
) $< -
!
* $< -
.
* (* $< -
$
* ()( -;)
3
·;.-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !" # 几 种 数 制 的 对 照十 进 制 数 二 进 制 数 八 进 制 数 十 六 进 制 数
$ $$$$$ $ $
% $$$$% % %
& $$$%$ & &
’ $$$%% ’ ’
! $$%$$ ! !
( $$%$% ( (
) $$%%$ ) )
* $$%%% * *
# $%$$$ %$ #
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%% $%$%% %’ -
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%( $%%%% %* 1
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%* %$$$% &% %%
%# %$$%$ && %&
%+ %$$%% &’ %’
&$ %$%$$ &! %!
( 二 ) 基 本 逻 辑 运 算 和 逻 辑 门数 字 电 路 中 的 信 息 具 有 二 值 性,即 只 有 两 个 可 能 的 取 值,$” 或,%”,它 们 不 表 示 数 量 的 大 小,而 是 表 示 完全 对 立 的 两 个 状 态 。 由 取 值,$” 或,%” 的 逻 辑 变 量,和 - 构 成 的 基 本 逻 辑 运 算 主 要 有,,与,(,2/),,或,( 34)
和,非,( 235) ; 常 用 的 还 有,,与 非,( 2,2/),,或 非,( 234),,异 或,( 06789:;<=34) 和,异 或 非,( 06789:;<= 234,
也 称 为,同 或,) 等 。
实 现 上 述 逻 辑 运 算 的 电 路 叫 逻 辑 门,常 用 逻 辑 门 的 符 号 及 逻 辑 函 数 如 表 !" + 所 示,运 算 关 系 如 表 !" %$
所 示 。
六 种 55> 系 列 门 的 主 要 性 能 比 较,如 表 !" %% 所 示,例 如,*!>?$$ 为 低 功 耗 肖 特 基 四 二 输 入 与 非 门,其 中
>? 为 后 辍 。 其 他 以 此 类 推,但 后 缀 2 可 不 写 。,5 为 国 标,与 国 际 通 用 的 *! 系 列 完 全 相 同 。 国 标,5 又 分 为
.5%$$$( *!@ @ ),,5&$$$( *!A@ @ ),,5’$$$( *!?@ @ ),,5!$$$( *!>?@ @ ) 。
在 数 字 系 统 中,各 种 信 息 都 表 现 为 一 系 列 的 高,低 电 平 信 号 。 若 将 高 电 平 ( A) 规 定 为 逻 辑,%” !,低 电 平
( >) 规 定 为 逻 辑,$”,则 为 正 逻 辑 ; 反 之 若 将 高 电 平 规 定 为 逻 辑,$”,低 电 平 规 定 为 逻 辑,%”,则 为 负 逻 辑 。 在 同一 系 统 中,只 能 采 用 一 种 逻 辑 体 制,数 字 电 路 一 般 都 采 用 正 逻 辑 。
·*’&·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 !" # 常 用 逻 辑 门 符 号名 称 国 标 符 号 曾 用 符 号 国 外 常 用 符 号 逻 辑 函 数与 门 $% &· ’
或 门 $% &( ’
非 门
$% &
与 非 门
$% &· ’
或 非 门
$% &( ’
异 或 门
$% &
!

( % &’( & ’)
同 或 门
( 异 或 非 门 )
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( % &’( & ’)
表 !" )* 常 用 逻 辑 运 算
& ’ 与 或 & 的 非 ’ 的 非 与 非 或 非 异 或 异 或 非
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·+,-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " ## 六 种 $$% 系 列 门 的 主 要 性 能 比 较名 称 后 缀传 输 延 时 时 间
&’(
!
)%*+,
&*-
!
.%*+,
&*-
功 耗 &门
&*/
计 数 速 度
&012
标 准 34’5 或 3 #6 #78 #8 #6 96
低 功 耗 %,,67#;,78 # <
高 速 1 8 9 96 99 !6
肖 特 基 =,9 96 #>?6
低 功 耗 肖 特 基 %= >7< 67:8 ; 9,6
先 进 低 功 耗 肖 特 基 -%= ! — — 9 —
( 三 ) 逻 辑 代 数又 称 为 布 尔 代 数,是 分 析 数 字 系 统 的 重 要 数 学 工 具,它 构 成 了 数 字 系 统 的 设 计 基 础 。 在 逻 辑 代 数 中 的 变量 ( 即 逻 辑 变 量 ) 的 取 值 只 有 两 种 可 能 性,即,真 ( @AB5) 和 假 ( C+D(5),。 常 把,真,简 记 作,#”,表 示 条 件 成 立,事 情发 生 ; 把,假,简 记 作,6”,表 示 条 件 不 成 立,事 情 不 发 生 。
逻 辑 代 数 中 最 常 用 的 基 本 逻 辑 运 算 是,与,运 算,,或,运 算 和,非,运 算 。 常 用 的 定 理 和 定 律 如 表 ! " #9
所 示,几 个 常 用 公 式 如 表 ! " #,所 示 。
表 ! " #9 逻 辑 代 数 常 用 定 理 和 定 律名 称 公 式
,6”,#” -E 6 F - -· 6 F 6
律 -E # F # -· # F -
互 补 律
-E -F # -· -F 6
重 迭 律 -E -F - -· -F -
交 换 律 -E GF GE - -· GF G· -
结 合 律 ( -E G) E H ( -· G) H
F -E( GE H) F -( G· H)
分 配 律 -E G· H -( GE H)
F( -E G)( -E H) F -· GE -· H
吸 收 律 -E -· GF - -( -E G) F -
摩 根 定 理
-E GF -· G -· GF -E G
·>:9·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 !" #$ 几 个 常 用 公 式名 称 公 式合 并 公 式
%&’ % &( %
冗 余 公 式
%&’ %)’ &)( %&’ %)
异 或 同 或
% &’ %&( %&’ %&
公 式 即
%
!
&( %
"
&
( 四 ) 集 成 逻 辑 门工 程 上 对 门 的 功 能,工 作 速 度,抗 干 扰 能 力 等 要 求 有 所 不 同,所 以 除 了 标 准 型 **+ 门 系 列 外,还 有 许 多 其他 类 型 的 集 成 逻 辑 门,如,
**+ 集 电 极 开 路 逻 辑 门 (,) 门 ) 是 一 种 能 够 实 现 门 输 出 逻 辑 上,线 与,连 接 的 集 成 门,电 路 结 构 与 逻 辑 符号 如 图 !" -$ 所 示,由 图 可 见,) 与 非 门 采 用 集 电 极 开 路 的 三 极 管 作 输 出 级 。 必 须 强 调 指 出,,) 门 只 有 在 外接 负 载 电 阻 !
)
和 电 源 "
..
相 连 后 才 能 正 常 工 作 。 几 个,) 门 输 出 线 与 如 图 !" -$ 所 示,+( %&· )/· 01。
图 !" -$ 集 电 极 开 路 与 非 门
2) 电 路 结 构 3) 国 标 逻 辑 符 号
.) 曾 用 逻 辑 符 号如 果 有 # 个,) 门 线 与,每 个 门 输 出 管 的 截 止 漏 电 流 为 $
,4
,最 大 灌 入 电 流 为 $
,+; 若 带 % 个 同 类 门,这 些负 载 的 输 入 端 总 数 为 5,每 个 负 载 门 的 低 电 平 输 入 电 流 为 $
6+
,高 电 平 输 入 电 流 为 $
64
,此 时 外 接 电 阻 !,按 下式 选 取,
"
&&
" ’
()%*+
$
()
" %$
$)
7 !
&
7
"
&&
" ’
(,%-#
#$
(,
’,$
$,
**+ 三 态 逻 辑 门 ( *8+) 是 用 于 数 字 控 制 系 统 和 微 型 计 算 机 总 线 结 构 的 器 件,它 的 特 点 是 输 出 有 三 种 状态,除 通 常 的 逻 辑 9 和 逻 辑 # 外,还 有 第 三 种 状 态,即 高 阻 状 态 。 如 三 态 **+ 与 非 门,电 路 如 图 !" -! 所 示,当控 制 端 0:( 9 时,与 普 通 的 **+ 与 非 门 一 样,实 现 +( %&,当 0:( # 时,输 出 呈 高 阻 抗 。
·9!;· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #! 用 $% 门 进 行 线 与图 !" #& ’’( 三 态 与 非 门
)) 电 路 结 构 *) 国 标 逻 辑 符 号
+) 曾 用 逻 辑 符 号另 外 还 有 高 阈 值 逻 辑 门 (,’( 门 ) 和 发 射 极 耦 合 逻 辑 门 ( -%( 门 ) 等 双 极 型 集 成 门 及 %.$/ 门 。,’( 门 的特 点 是 抗 干 扰 能 力 比 ’’( 集 成 与 非 门 高 得 多,缺 点 是 速 度 较 低,功 耗 较 大 。 -%( 门 的 特 点 是 带 负 载 能 力 强,
具 有 极 高 的 工 作 速 度,缺 点 是 抗 干 扰 能 力 差,功 耗 大 。 %.$/ 集 成 逻 辑 电 路 是 一 种 互 补 对 称,$/ 场 效 应 管 集成 电 路,它 的 特 点 是 静 态 功 耗 低,电 源 电 压 范 围 宽,抗 干 扰 能 力 强,扇 出 系 数 ( 即 最 多 能 带 同 类 门 的 个 数 ) 大 。
图 !" #0 ’’( 驱 动 %.$/
’’( 和 %.$/ 电 路 的 接 口 ’’( 电 路 驱 动 %.$/ 电 路,当 两 者 电 源 龟 压 均 为 &1 时,为 了 保 证 ’’( 电 路 能正 常 工 作,可 靠 地 驱 动 %.$/ 电 路,必 须 在 ’’( 电 路 输 出 和 电 源 之 间 加 一 上 拉 电 阻,电 阻 取 值 在 232 4 !356
!
之 间,如 图 !" #0 所 示,若 ’’( 电 路 驱 动 高 速 型,%.$/ 器 件 不 需 要 外 接 上 拉 电 阻,可 直 接 连 接 。
’’( 驱 动 %.$/ 电 路,若 两 者 使 用 电 源 电 压 不 同,解 决 办 法 之 一 是 将 ’’( 电 路 改 为 输 出 端 耐 压 较 高 的 $%
门 或 增 加 一 级 $% 门 。 将 外 接 上 拉 电 阻 !
%
取 值 786
!
接 到 %.$/ 电 路 的 电 源 "
99
,电 路 如 图 !" #5 所 示 。
图 !" #5 使 用 $% 门 做 ’’( 到 %.$/ 的 接 口
%.$/ 电 路 驱 动 ’’( 电 路,两 者 电 源 电 压 为 &1 时,%.$/ 门 电 路,触 发 器 直 接 带 ’’( 电 路 负 载 能 力 很 差,
只 能 带 74,个 ’’( (/ 系 列 门 。 可 在 %.$/ 与 ’’( 电 路 之 间 加 一 级 晶 体 管 反 相 器 或 %.$/ 缓 冲 器,以 加 大
%.$/带 负 载 的 能 力 。 若 两 者 使 用 的 电 源 电 压 不 同,常 用 的 方 法 是 将 同 一 芯 片 内 的 %.$/ 门 电 路 并 联 使 用,
降 低 电 源 电 压 至 &1,同 时 提 高 吸 收 电 流 能 力,电 路 如 图 !" #; 所 示 。 另 外 也 可 在 %.$/ 和 ’’( 电 路 之 间 增 加一 级 %.$/ 驱 动 器,还 可 以 用 分 立 元 件 的 电 流 放 大 器 实 现 电 流 扩 展 。
·7!:·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" #$ 用 多 个 %&’( 门 并 联 驱 动 ))* 门 的 电 路二,组 合 逻 辑 电 路
( 一 ) 逻 辑 符 号 和 逻 辑 系 列
+,逻 辑 符 号数 字 系 统 中 包 括 大 量 的,与,门,,与 非,门,,或,门,,或 非,门,,异 或,门 和,非,门,此 外 还 有 存 贮 器 和 后面 将 要 讨 论 的 定 时 电 路 。 这 些 电 路 互 相 连 接 在 一 起 可 以 完 成 一 些 有 用 的 任 务,如 计 数,显 示 时 间,测 量 电 压或 执 行 算 术 运 算 。 在 画 这 样 一 个 系 统 的 电 路 图 时,如 果 要 画 出 所 有 的 电 阻,二 极 管,晶 体 管 及 内 部 连 接,工 作量 是 非 常 大 的,而 且 也 不 必 要 这 样 做 。 因 为 人 们 在 读 电 路 图 时 都 会 将 各 器 件 组 合 成 标 准 电 路,按 照 各 门 电 路的,系 统,功 能 进 行 思 考 。 因 此,人 们 用 标 准 逻 辑 符 号 的 设 计 并 画 出 了 一 些 数 字 电 路,如 图 !" ## 所 示 。
逻 辑 符 号 输 出 处 的 小 圆 圈 表 示 对 信 号 取 反 。 所 以 如 果 没 有 小 圆 圈,,非,门 的 三 角 形 表 示 一 个 输 出 - 输入 的 放 大 器 ( 或 缓 冲 器 ),第 二 个 符 号 表 示,或,门 。 但 如 前 所 述 的 那 样,常 用 电 路 具 有 反 转 作 用 。 这 些 逻 辑 符号 只 给 出 了 输 入 和 输 出 之 间 的 连 接 。 连 到 电 路 中 后,这 些 门 电 路 还 会 与 电 源 电 压 !
%%
和,地,连 接 。 图 ! " ##
的 芯 片 中 有 四 个 二 输 入,与 非,门 电 路 。 电 源 电 压 加 于 管 脚 +! 和,之 间,其 中 管 脚,接 地 。
图 !" ##,非,,,或 非,,,与 非,电 路 的 逻 辑 门 符 号
/,逻 辑 系 列制 作 一 个 数 字 电 路 时,并 不 需 要 将 很 多 的 二 极 管,电 阻,晶 体 管 连 接 起 来 。 而 是 首 先 组 成 标 准 门 电 路,再组 成 较 大 的 功 能 器 件 。 制 作 数 字 电 路 时,可 以 采 用 已 经 集 成 在 集 成 电 路 ( 0%) 中,并 用 塑 料 封 装 的 门 电 路,如图 !" +1+ 所 示 。 图 中 这 个 商 用 集 成 芯 片 中 包 括 ! 个 封 装 在 一 起 的,与 非,门 电 路 。 在 设 计 数 字 电 路 前 期,就需 要 选 择 合 适 的 逻 辑 系 列,这 是 一 个 非 常 重 要 的 步 骤 。 逻 辑 系 列 的 选 择 决 定 于 最 终 电 路 的 功 能 和 实 际 工 作环 境 。 逻 辑 系 列 由 很 多 互 相 兼 容 的 电 路 组 成,这 些 电 路 可 以 连 接 起 来 组 成 数 字 系 统 。 逻 辑 系 列 不 同,用 于 执行 逻 辑 操 作 的 电 路 也 不 同 。 下 面 是 一 些 逻 辑 系 列 。
( +) 二 极 管 — 晶 体 管 逻 辑 ( 2)*) 电 路 。 现 在 已 经 不 再 使 用 这 些 电 路 。 这 些 简 单 类 型 的 逻 辑 仅 用 于 说 明 逻辑 门 的 原 理 。
( /) 高 阈 值 逻 辑 ( 3)*) 电 路 。 这 类 电 路 与 2)* 门 类 似,并 且 采 用 的 电 源 电 压 !
%%
较 高 。 特 殊 二 极 管 升 高了 晶 体 管 开 关 的 门 限 电 压,使 数 字 + 和 1 之 间 的 隔 离 电 压 范 围 增 大 为 +14。 电 子 干 扰 可 能 会 泄 露 到 电 路 中,
影 响 电 路 的 功 能 。 这 一 逻 辑 系 列 可 以 有 效 地 防 止 电 子 干 扰 。 如 果 设 计 的 电 路 需 要 与 直 流 发 动 机 或 者 电 弧 焊
·/!/· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$$ 四,与 非,门 芯 片机 器 相 连,就 应 该 选 用 %&’ 电 路 。
( () 晶 体 管 — 晶 体 管 逻 辑 ( &&’) 电 路 。 这 种 电 路 用 专 用 晶 体 管 代 替 了 二 极 管 。 这 种 电 路 的 开 关 速 度 快,
工 作 需 要 的 功 率 适 当,价 格 便 宜,所 以 其 应 用 非 常 广 泛 。 这 一 逻 辑 系 列 中 采 用 的 电 路 要 比 )&’ 电 路 复 杂 得多 。
( !) 互 补 金 属 氧 化 物 半 导 体 ( *+,-) 逻 辑 电 路 。 这 种 电 路 采 用 场 效 应 晶 体 管 (,/&) 。 工 作 需 要 的 功 率 很小,用 于 要 求 低 功 耗 的 电 路 中,如 用 电 池 供 电 的 计 算 器 。
( 0) 射 极 耦 合 逻 辑 ( /*’) 门 。 这 种 电 路 开 关 速 度 很 快,可 用 于 高 速 电 路,如 高 频 计 数 器 中 。
逻 辑 电 路 的 设 计 非 常 复 杂,这 一 领 域 的 专 家 必 须 熟 悉 某 一 时 期 内 所 有 可 用 的 产 品 和 逻 辑 系 列 。
图 !" #$# 逻 辑 芯 片 的 外 观
( 二 ) 逻 辑 功 能 的 实 现
#1,非,功 能当 电 路 中 需 要,非,电 路 时,设 计 者 经 常 应 用,或 非,电 路 或,与 非,电 路 来 得 到,非,电 路 。 图 ! " #$2 是 利用,与 非,电 路 实 现,非,功 能 的 两 种 方 法 。 在 第 2 个 实 现 方 法 中,要 求 一 下 输 入 固 定 为 数 字 #。 用 一 个 电 阻 将输 入 与 电 源 !
""
连 接 起 来 即 可 实 现 。 同 理,如 果 要 使 输 入 固 定 为 $,可 将 它 接 地 。 用,或 非,门 实 现,非,功 能时,需 要 将 输 入 接 地,该 问 题 留 在 本 章 后 面 的 习 题 中 完 成 。
·(!2·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " #$% 由,与 非,门 实 现,非,功 能
%&实 现 电 梯 门 功 能用 前 面 给 出 的 表 示 方 法 表 示 该 逻 辑 表 达 式 如 图 ! " #$’ 所 示 。 首 先 用,与 非,门 和 ( 或 ),或 非,门 买 现 该功 能 。 图 ! " #$’ 的 实 现 方 法 中 用 了 ( 个 门 电 路,一 个,或 非,门,一 个,与 非,门 和 ! 个,非,门 。,非,门 由,与非,门 实 现 。 这 种 实 现 方 法 将 逻 辑 表 达 式 直 接 变 换 为 逻 辑 门 符 号 。
’&使 用 德 摩 尔 根 定 理对 ! 的 表 达 式 进 行 处 理,可 以 使 其 实 现 更 简 单 。 图 ! " #$’ 的 给 出 了 处 理 过 程 。
( " ) #) ·
!!!!!
$ * " ) # )
!
$ * " ) # ) $ * ( !&’&#)
公 式 !&’&# 中 的 第 一 项 与 图 ! " #$’ 中 ! 的 表 达 式 相 同,只 是 对 它 进 行 了 两 次 求,非,。 这 样 做 的 目 的 是将 ! 的 最 终 结 果 变 为 某 个 结 果 的,非,,以 便 于 用,或 非,门 或,与 非,门 实 现 。 第 二 项 是 根 据 德 摩 尔 根 定 理,
将 其 中 一 个,非,分 配 给 各 项 后 得 到 。 第 三 项 与 第 二 项 相 同,只 是 移 去 了 $ 的 两 次 求 补 。 这 一 最 终 形 式 为 用
,或 非,门 实 现 提 供 了 方 便 。 图 ! " #$’ 给 出 了 这 种 实 现 方 法 。 这 里 用,或 非,门 实 现 了,非,功 能,其 方 法 与 前面 用,与 非,门 实 现 是 类 似 的 。 因 此,根 据 德 摩 尔 根 定 理 得 到 了 一 种 简 单 的 实 现 方 法 。
图 ! " #$’ 用,与 非,门 和,或 非,门 直 接 实 现 电 梯 门 功 能图 ! " #$! 用,或 非,门 实 现 电 梯 门 功 能 的 简 单 方 法例,用 最 少 数 目 的 门 电 路 实 现 逻 辑 功 能用,与 非,门 或,或 非,门 实 现 % ) #&,最 少 需 要 几 个 门 电 路?
解,对 表 达 式 两 次 求,非,,并 对 下 面 的 求,非,应 用 德 摩 尔 根 定 理,
% )
!!!!
#& * %· #& ( !&’&%)
第 二 项 需 要 两 个,与 非,门 和 一 个,非,门 。,非,门 可 以 由 一 个,与 非,门 实 现 。 因 此 答 案 是 ’ 个,与 非,
门 。 思 考 题,如 果 要 实 现 %( # ) &) 呢?
·!!%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 三 ) 二 进 制 运 算
!"以 # 为 基 数 的 数高 速 运 算 是 数 字 电 子 技 术 的 一 个 惊 人 成 就 。 计 算 机 将 数 字 表 示 为 二 进 制 数 字 ( 以 # 为 基 数 的 形 式 ),并用 逻 辑 门 电 路 实 现 算 术 运 算 。 本 节 将 研 究 如 何 用 数 字 电 路 实 现 二 进 制 运 算 。
由 于 缺 乏 表 示 数 字 的 方 便 方 法,所 以 几 个 世 纪 以 来 都 未 能 发 展 出 高 效 的 运 算 方 法 。 后 来 用 !$ 个 阿 拉 伯数 字 以 !$ 为 基 数 表 示 数 字 后,运 算 方 法 的 发 展 有 了 突 破 。 这 种 表 示 方 法 就 是 允 许 重 复 使 用 数 码,而 用 位 置表 示 !$ 的 幂 。 例 如 数 字 %$&"! 的 意 思 是,
%$&"!
!$
’ %( !$
#
) $( !$
!
) &( !$
$
) !( !$
*!
( +",",)
这 一 系 统 的 好 处 是 其 加 法 表 和 乘 法 表 的 大 小 合 理 。 而 且 其 运 算 法 则 的 方 式 也 比 较 简 单 。
这 种 以 !$ 为 基 数 的 数 字 系 统 非 常 成 功,所 以 在 最 近 几 个 年 代 之 前,很 少 有 人 能 用 其 他 基 数 形 式 书 写 数字 并 进 行 运 算 。 但 现 在 这 一 状 况 已 经 发 生 了 改 变,中 学 的,现 代 数 学,中 已 经 包 括 了 以 非 十 进 制 数 为 基 数 的运 算 。 在 那 个 表 中,第 一 行 表 示 $,第 二 行 为 !,第 七 行 表 示 二 进 制 形 式 的 &:
&
!$
’ !!$
#
’ !( #
#
) !( #
!
) $( #
$
( +","+)
以 # 为 基 数 ( 二 进 制 形 式 ) 表 示 & 需 要 三 个 二 进 制 数 字 (,位,) 。 一 般 情 况 下,! 位 可 以 表 示 $ 到 #
!
* ! 的数 字 。 如 果 需 要 考 虑 正 数 或 负 数,就 必 须 用 其 他 的 位 来 表 示 符 号 。 一 组 有 序 二 进 制 信 息,也 就 是 一 组 位,称为,字,。 因 此,如 果 一 个 计 算 机 中 用,# 位 字 表 示 数 字,那 么 它 的 最 大 数 将 小 于 + $$$ $$$。 这 里 所 说 的 范 围是 指 数 的 整 数 形 式 或 其 二 进 制 形 式 。 当 然 可 以 用 浮 点 形 式 或 指 数 形 式 表 示 更 大 范 围 的 数 字 。
例,需 要 多 少 位?
以 二 进 制 形 式 表 示 !$
&
需 要 多 少 位 信 息?
解,! 位 可 以 表 示 的 最 大 数 为 #
!
* !。 因 此 #
!
必 须 大 于 !$
&
,取 对 数 "#$:
!"#$#- "#$!$
&
’ &
!
! - !.%,( +","/)
因 此 需 要 #$ 位 。
思 考 题,如 果 想 要 表 示 英 语 字 母 表,包 括 大 写 字 母 和 !$ 个 数 码,共 需 要 多 少 位?
#"以 二 进 制 编 码 的 十 进 制 ( 012)
到 目 前 为 止,已 经 给 出 了 用 纯 十 进 制 和 纯 二 进 制 表 示 数 字 的 方 法 。 而 计 算 器 和 数 字 仪 器 中 常 用 到 混 合系 统 — — — 以 二 进 制 编 码 的 十 进 制 ( 012) 。 采 用 012 时,数 字 仍 然 保 持 十 进 制 格 式,但 各 个 数 码 由 二 进 制 形 式表 示,要 表 示 !$ 个 数 码 ( $,!,#,… …,,),需 要 用 + 个 数 位 信 息 表 示 一 个 数 码 。 图 +* !$/ 是 一 个 例 子,将,$&
!$
表 示 为 一 个 !# 位 的 012 字 。 由 图 +* !$/ 可 以 推 导 出,! 位 数 字 以 012 形 式 表 示 的 最 大 数 字 为 !$
34+
* !,其中 ! 是 + 的 倍 数 。 这 是 一 种 用 纯 二 进 制 表 示 数 字 的 简 化 形 式,为 系 统 与 操 作 者 之 间 的 输 入,输 出 提 供 了 方便 。 例 如,人 们 一 般 用 十 进 制 进 行 思 考,所 以 希 望 计 算 器 上 有 !$ 个 键 用 来 输 入 数 字,并 且 希 望 计 算 器 的 输 出也 用 十 进 制 表 示 。 计 算 器 内 部 用 012 形 式 处 理 二 进 制 信 息 则 比 较 复 杂,但 这 是 计 算 器 设 计 者 的 问 题,他 们完 全 能 够 解 决 这 个 难 题 。
图 +* !$/ 用 012 方 法 表 示 十 进 制 数,$&
,"十 六 进 制微 型 计 算 机 中 的 每 个,字,为 % 位 或 !& 位,因 此,随 着 微 型 计 算 机 的 出 现,十 六 进 制 也 得 到 了 重 视 。 十 六进 制 是 以 !& 为 基 数,除 了 已 有 的 !$ 个 阿 拉 伯 数 码 外,还 需 要 & 个,新,的 数 字 符 号 。 为 便 于 使 用 标 准 打 印机,字 母 5 至 6 被 分 别 用 来 表 示 !$ 到 !/。 因 此 十 六 进 制 数 5%6 的 表 示,
&%’
!&
’ !$( !&
#
) %( !&
!
) !/( !&
$
’ #7$,
!$
( +","&)
表 +* !+ 分 别 用 十 进 制,十 六 进 制 和 二 进 制 表 示 了 $ 到 !&。
·/+#·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇表 !" #! 用 十 进 制,十 六 进 制 和 二 进 制 表 示 的 数十 进 制 十 六 进 制 二 进 制
$ $ $$$$
# # $$$#
% % $$#$
& & $$##
! ! $#$$
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( ( $##$
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* * #$$$
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## - #$##
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#& / ##$#
#! 0 ###$
#’ 1 ####
#( #$ #$$$$
( 四 ) 数 字 运 算 电 路
#2-./ 加 法 器为 举 例 说 明 数 字 运 算,设 计 了 一 个 逻 辑 电 路 用 来 求 两 个 用 -./ 形 式 表 示 的 十 进 制 数 之 和 。 问 题 可 用 以下 符 号 表 示,
! 3 " 4 #
!
!
!
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&
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#
3 "
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"
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"
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"
#
4 #
!
#
&
#
%
#
#
( !2&2))
第 二 项 中 带 有 下 标 的 ! 和 " 是 二 进 制 变 量,也 就 是 -./ 表 示 法 所 需 的 ! 个 数 位,,3,表 示 加 法 。
%2加 法 器 的 第 一 级二 进 制 加 法 如 公 式 所 示,
#
#$$#
%
$#$#
%
###$
%
( !2&2*)
式 中 用 传 统 方 式 给 出 了 二 进 制 加 法 的 进 位,以 此 强 调 在 设 计 电 路 时 必 须 考 虑 进 位 。 对 低 位 的 两 个 # 求和 时,得 到 #$
%
,写 作,一 个 $ 和 一 个 进 位 #。 因 此,二 进 制 电 路 对 低 位 求 和 时 必 须 产 生 两 个 二 进 制 输 出,低 位的 和 以 及 要 加 到 高 一 级 的 进 位 。 图 !" #$( 说 明 了 加 法 的 第 一 级 必 须 完 成 的 任 务 。 第 一 级 有 两 个 二 进 制 输入 !
#
和 "
#
,并 有 两 个 输 出 — — — 低 位 的 和 #
#
与 向 高 一 级 加 法 的 进 位 $
%
。 观 察 图 !" #$) 的 真 值 表 可 以 看 出,
进 位 是 两 个 输 入 的,与,,两 个 低 位 的 和 是 两 个 输 入 的,异 或,,
·(!%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!
!
" "
#
#
#
和 $
#
" "
#!
#
#
( $%&%’)
因 此,要 进 行 该 计 算 需 要 实 现,异 或,。
图 $( #)* 加 法 器 的 第 一 级 有 两 个 输 入 和 两 个 输 出图 $( #)+ 用 真 值 表 表 示 单位 加 法 器 的 输 入 与 输 出 关 系
&%实 现,异 或,
通 过 以 下 任 一 等 效 形 式,可 以 用,或,和,与,来 实 现,异 或,,
"
#!
#
#
" "
#
#
#
,"
#
#
#
"( "
#
,#
#
) "
#
#
#
( $%&%#))
第 一 种 形 式 表 示 函 数 为 # 的 两 个 情 况,"
#
为 # 且 #
#
为 ),或 者 "
#
为 ) 且 #
#
为 #。 第 二 种 形 式 应 用 普 通
,或,运 算,通 过 和 "
#
#
#
求,与,消 除 了 "
#
和 #
#
都 为 # 的 情 况 。 可 以 对 任 意 一 种 形 式 进 行 变 换 以 便 于 用,与非,门 和,或 非,门 实 现 。 但 在 本 例 中 应 当 选 择 第 二 个 表 达 式,因 为 其 中 有 两 个 输 入 的,与,,可 以 利 用 它 来 得到 进 位 。 利 用 两 次 求,非,和 德 摩 尔 根 规 则,将,异 或,表 示 为 以 下 形 式,
( -
#
,.
#
) -
#
.
"""""""
#
"( -
#
,.
#
),-
#
.
""
#
( $%&%##)
该 表 达 式 的 实 现 只 用 到 了,与 非,门 和,或 非,门,所 以 消 去 "
#
#
#
上 面 的 两 次 求,非,没 有 什 么 好 处 。 图 $
( #)/ 给 出 了 最 低 位 加 法 器 的 实 现 并 详 细 表 示 了 图 $( #)* 所 指 示 的 各 项 内 容 。
$%加 法 器 的 较 高 级加 法 器 的 第 二 级 和 更 高 级 必 须 考 虑 前 一 级 的 进 位 。 因 此,这 些 级 必 然 有 三 个 输 入,两 个 输 出,图 $ ( #)’
给 出 了 第 二 级 的 形 式 。 图 $( ##) 给 出 了 两 个 输 出 与 三 个 输 入 之 间 的 关 系 。 对 于,01 加 法 器 高 级 部 分 的 设计,仅 推 导 其 输 出 的 布 尔 表 达 式图 $( #)/ 加 法 器 第 一 级 的 实 现
·+$!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 !" #$% 加 法 器 的 第 二 级 有 三 个 输 入 和 两 个 输 出图 !" ##$ 第 二 级 输 入 与 输 出 之 间 的 真 值 表由 真 值 表 可 以 看 出,输 出 位 !
&
在 四 种 情 况 下 为 #,分 别 与 !
&
列 中 的 四 个 # 相 对 应 。 最 后 一 种 情 况 非 常容 易 理 解,因 为 三 个 变 量 都 为 # 时 "
&
#
&
$
&
’ #。 第 一 种 为 # 的 情 况 要 求 "
&
’ $,#
&
’ $,$
&
’ #,因 此 由 "
&
#
&
$
&
得 到 #。 然 后 对 求,与,之 后 的 变 量 再 求,或,。 这 种 形 式 称 为,乘 积 的 和,。 在 此 形 式 下,和 的 第 二 个 输 出 位为,
!
&
’ "
&
#
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$
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( "
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( !)*)#&)
类 似 可 得,由 第 二 级 产 生 的 进 位 可 以 表 示 为,
$
*
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&
#
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#
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$
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( "
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#
&
$
&
( !)*)#*)
利 用 布 尔 运 算 法 则 化 简 式 ( !)*)#*) 。 最 后 两 项 可 以 像 式 ( !)*)#!) 那 样 结 合 在 一 起 。 因 此 可 以 将 这 两 项用 一 个 简 单 的 项 来 表 示 。
"
&
#
&
$
&
( "
&
#
&
$
&
’ "
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( #) ’ "
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#
&
( !)*)#!)
用 同 样 的 方 法 可 以 将 最 后 一 项 与 前 两 项 的 任 意 一 项 结 合 。 根 据 布 尔 运 算 法 则,可 以 在 式 ( !)*)#*) 中 插入 两 个 "
&
#
&
$
&
项 。 然 后 按 式 ( !)*)#!) 中 的 方 式 将 它 们 与 前 两 个 分 别 结 合 。 从 而 将 式 ( !)*" #*) 化 简 为,
$
*
’ #
&
$
&
( "
&
$
&
( "
&
#
&
( !)*)#+)
化 简 式 ( !)*)#*) 后,可 以 尝 试 用 同 样 的 方 法 化 简 式 ( !)*)#&) 。 但 因 为 式 ( !)*)#&) 已 经 是 最 简 形 式,所 以这 种 方 法 不 再 奏 效 。 显 然,像 式 ( !)*)##) 那 样,将 加 法 器 较 高 级 的 和 与 进 位,用 适 当 的 形 式 表 示 后,就 可 以 用
,与 非,门 或,或 非,门 实 现,-,加 法 器 。
( 五 ) 卡 诺 图上 一 节 应 用 布 尔 代 数 法 则 将 式 ( !)*)#*) 化 简 为 式 ( !)*)#+) 。 但 是 并 不 清 楚 在 什 么 情 况 下,可 以 对 表 达式 进 行 化 简 。 卡 诺 图 提 供 了 一 种 化 简 布 尔 表 达 式 的 方 法 。 将 真 值 表 以 某 种 几 何 形 式 表 示 后,就 可 以 通 过 #
和 $ 的 形 式 看 出 变 量 间 的 代 数 关 系 。
#)绘 图绘 制 卡 诺 图 的 步 骤 非 常 简 单,画 一 个 方 格,其 中 方 格 的 个 数 为 !,/,#0… … 等 等 。 图 !" ### 是 $
*
的 一 张
·/!&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册卡 诺 图,!
!
是 关 于 "
"
,#
"
和 !
"
的 函 数 。 因 为 要 表 示 # 种 状 态,所 以 这 个 图 共 有 # 个 方 略 。 每 个 方 格 与 真 值表 的 一 行 相 对 应,并 在 每 一 格 的 上 方 和 旁 边 标 出 了 其 坐 标 。 例 如,卡 诺 图 右 下 角 的 方 格 与 "
"
$ %,#
"
$ &,!
"
$ % 相 对 应,同 其 上 方 和 旁 边 的 标 志 一 致 。
图 ’ ( %%% ( )) 用 卡 诺 图 表 示 "
"
,#
"
和 !
"
的 函 数 !
!;
( )) 这 个 卡 诺 图 中 有 三 个 方 格 是 相 同 的在 满 足 以 下 条 件 的 前 提 下,各 方 格 的 次 序 是 任 意 的,( %) 所 有 的 组 合 在 图 中 只 表 示 一 次 ;( ") 相 连 的 两 个方 格 之 间 只 有 一 个 数 位 不 同 。 因 此,在 卡 诺 图 顶 端 的 标 记 中,不 能 按 通 常 的 方 式 ( &&,&%,%&,%%) 计 数,因 为 第
" 个 和 第 ! 个 状 态 间 同 时 改 变 了 两 位 。 坐 标 的 第 二 条 安 排 规 则 保 证 了 空 间 上 相 邻 与 代 数 相 近 之 间 的 一 致 。
"*为 给 出,乘 积 和,形 式 的 表 达 式,对 % 进 行 分 组真 值 表 中 !
!
的 值 已 被 添 入 方 格 中 。 因 为 在 图 ’ ( %%& 中 !
!
列 中 有 四 个 %,所 以 在 图 ’ ( %%% 的 八 个 方 格中 也 相 应 有 四 个 %。 四 个 % 所 在 的 方 格 表 示 真 值 表 中 这 些 % 所 在 的 行 。 现 在 来 寻 找 % 的 正 方 形 和 长 方 形 图 。
在 图 ’ ( %%%( $) 中 圈 出 了 这 样 一 个 图 形,并 将 其 标 记 为 #
"
!
"
,这 是 因 为 #
"
$ % 和 !
"
$ % 惟 一 确 定 了 这 两 个 相邻 的 方 格 。 换 句 话 说,因 为 "
"
,在 这 个 长 方 形 中 既 为 &,又 为 %,所 以 它 被 消 去 了 。 但 不 能 同 时 圈 住 三 个 相 邻
%,其 原 因 是,只 有 当 长 方 形 包 括 " 个,’ 个,# 个 ( "
%
) 相 邻 方 格 时 才 能 应 用 此 性 质 。
图 ’ ( %%%( )) 是 同 一 张 卡 诺 图,其 中 标 出 了 三 个 圈 。 可 以 看 出 图 中 的 % 可 以 表 示 为 #
"
!
"
或 "
"
#
"

"
"
!
"
,由 此 可 以 直 接 得 到 式 ( ’*!*%+) 。
!*为,和 积,形 式 的 表 达 式,对 & 进 行 分 组将 卡 诺 图 中 的 & 分 组,可 以 得 到 !
!
的 另 一 种 表 示 式 。 图 ’ ( %%"( $) 将 图 ’ ( %%% 中 卡 诺 图 中 的 & 用 长 方形 圈 了 起 来 。 因 为 !
"
和 "
"
都 为 零 时,这 个 长 方 形 才 能 取 &,所 以 这 一 组 可 以 表 示 为 !
"
,"
"
。 图 ’ ( %%"( &)
将 卡 诺 图 中 所 有 的 & 都 圈 了 起 来,并 标 出 了 这 些 长 方 形 中 等 于 & 的 变 量 。 因 为 这 些 组 成 部 分 中 有 一 个 为 &,
函 数 的 值 就 为 &,所 以 函 数 可 以 表 示 为 这 些 组 成 部 分 的,与,。 由 此 得 到 !
!
的,和 积,形 式,
!
!
$( !
"
,"
"
)( !
"
,#
"
)( "
"
,#
"
) ( ’*!*%-)
!
!
的,和 积,形 式 与 式 ( ’*!*%+) 中 的,乘 积 和,形 式 是 等 效 的 。 将 式 ( ’*!*%-) 展 开,并 应 用 图 ’ ( %%" 中 的规 则 就 可 以 得 到 式 ( ’*!*%+) 。 但 是 直 接 实 现 式 ( ’*!*%-) 的 电 路 与 式 ( ’*!*%+) 的 实 现 电 路 不 同 。 尽 管 在 本 例中,该 电 路 并 不 简 单,但 在 某 些 情 况 下 式 ( ’*!*%-) 的 实 现 电 路 可 能 会 简 单 一 些 。
例,无 关 项精 确 电 子 振 荡 器 使 用 的 晶 体 必 须 放 置 在 一 个 稳 定 工 作 的 恒 温 箱 中 。 振 荡 器 有 三 种 状 态,关 闭,备 用 和 工作 。 振 荡 器 处 于 备 用 或 工 作 状 态 时,恒 温 箱 应 保 持 工 作 状 态 。 用 数 字 编 码 表 示 这 些 状 态,’
%

"
$ &&( 关 闭 ),
&%( 备 用 ) 和 %&( 工 作 ) 。 设 计 恒 温 箱 工 作 状 态 ( () $ %) 的 逻 辑 。
解,图 ’ ( %%!(,) 是 真 值 表,图 ’ ( %%!( )) 是 卡 诺 图 。 两 者 中 的 / 都 表 示,无 关,状 态,也 就 是 不 可 能 发 生的 状 态 。 因 为 这 些 状 态 不 可 能 发 生,所 以 在 设 计 过 程 中,为 了 得 到 最 简 单 的 实 现 电 路,可 以 任 意 设 这 些 无 关项 为 & 或 者 为 %。
图 ’ ( %%"!(,) 恒 温 箱 工 作 的 真 值 表,/ 表 示 无 关 项,在 实 际 中 不 会 发 生 ;
( )) 恒 温 箱 函 数 的 卡 诺 图,为 了 得 到 最 简 单 的 表 达 式,可 以 将 无 关 项 任 意 设 为 & 或 者 %
由 卡 诺 图 可 以 得 到 实 现 函 数 。 如 果 设 无 关 项 为 &,就 得 不 到 可 以 化 简 的 长 方 形,但 如 果 设 为 %,就 可 以 得到 基 于 & 的 简 单,和 积,形 式 。 因 为 /$ %,所 以 & 可 以 表 示 为 () $ ’
%
,’
"
。 实 现 电 路 为,或,门 。
·0’"·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " ##$ ( %) 在 !
&
的 卡 诺 图 中 将 ’ 用 长 方 形 圈 起 来,
( ") 确 定 卡 诺 图 中 所 有 的 长 方 形 。 从 而 得 到 !
&
的,和 积,形 式 。
三,时 序 逻 辑 电 路
( 一 ) 双 稳 态 电 路
#(两 级 放 大 器基 本 存 贮 电 路 是 一 个 双 稳 态 电 路 。 图 ! " ##! 是 串 联 在 一 起 的 两 个 放 大 器 — 开 并 电 路 。 第 一 级 电 路 #
#
的 输 出 为 第 二 级 电 路 #
$
提 供 输 入 。 这 是 一 个 两 级 放 大 器,两 个 不 同 级 都 对 信 号 进 行 放 大 。
$(放 大 器 的 输 入 — 输 出 特 性各 级 放 大 器 的 原 始 放 大 器 — 开 关 电 路 是 相 同 的 。 两 级 放 大 器 串 联 后,可 将 第 一 级 的 输 出 作 为 第 二 级 的输 入 。 图 ! " ##) 给 出 了 较 ! " ##! 所 示 放 大 器 的 整 体 输 入 — 输 出 特 性 。 由 ’ 开 始,逐 渐 增 大 输 入 电 压 就 可 以推 导 出 这 个 输 入 — 输 出 特 性 。 输 入 电 压 为 ’ 时,第 一 个 晶 体 管 *
#
截 止,第 二 个 晶 体 管 #
$
饱 和 。 输 入 电 压 逐渐 升 高 并 超 过 ’(+,时,*
#
脱 离 截 止 状 态 。 但 在 第 一 级 输 出 电 压 降 到 !$ 左 右 之 前,#
$
仍 然 保 持 饱 和 状 态 。
要 使 第 一 级 电 路 的 输 出 低 于 !$,其 输 入 约 为 &$ 见 图 ! " ##! 所 示 ; 因 此 #
#
的 输 入 电 压 必 须 升 高 到 大 约 &$,
#
$
才 会 脱 离 饱 和 区,整 个 两 级 放 大 器 的 输 出 电 压 才 会 开 始 上 升 。 在 这 一 区 域 内,两 个 晶 体 管 都 工 作 于 放 大区,放 大 器 输 出 急 剧 上 升 。 #
#
的 输 入 电 压 大 于 !,时,其 输 出 降 低 到 ’(+,以 下,第 二 个 晶 体 管 截 止 。 所 以 当整 个 放 大 器 电 路 的 输 入 电 压 介 于 &,到 !,之 间 时,两 个 晶 体 管 同 时 工 作 于 放 大 区,如 图 ! " ##) 所 示 。
图 ! " ##! 两 级 放 大 器
&(锁 存 电 路如 果 将 两 极 放 大 器 的 输 出 与 输 入 连 接 在 一 起,会 发 生 什 么 现 象 呢? 在 图 ! " ##-( %) 中 画 出 了 这 一 连 接 。
并 将 晶 体 管 #
#
反 转 过 来,以 强 调 电 路 的 对 称 性 。 图 中 还 增 加 了 两 个 输 入,稍 后 将 对 之 进 行 讨 论 。 这 一 连 接要 求 $
%&
,$
’()
,这 是 一 条 经 过 原 点,斜 率 为 单 位 # 的 直 线 。 图 ! " ##-( ") 将 这 条 线 放 到 了 放 大 器 的 特 性 曲 线中 。 放 大 器 应 同 时 满 足 这 两 条 曲 线 。 尽 管 这 条 直 线 不 是 负 载 线,但 负 载 线 的 思 想 可 同 样 应 用 于 这 条 直 线,为同 时 满 足 这 两 条 曲 线,最 终 解 必 然 是 两 条 曲 线 的 交 点 。 分 别 标 有 *
#
和 *
$
的 交 点 是 稳 定 解,而 标 有 + 的 交点 是 不 稳 定 的,或 者 说 是 亚 稳 定 的 。
·’)$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"力 学 类 比图 ! # $$% 两 级 放 大 器 的 输 入 — 输 出 特 性图 ! # $$&( ’) 是 锁 存 电 路 的 一 个 力 学 类 比 。 靠 在 任 意 一 侧 墙 上 时,杠 杆 都 处 于 稳 定 平 衡 状 态 。 如 果 转 轴是 无 摩 擦 的,平 衡 位 置 是 不 稳 定 的,实 际 中 的 杠 杆 不 会 停 留 在 该 处 。
%"锁 存 功 能晶 体 管 !
(
饱 和,!
$
截 止 时,电 路 处 于 稳 定 位 置 !
$
。 晶 体 管 !
(
截 止,!
$
饱 和 时,电 路 处 于 稳 定 位 置 "
(

如 果 没 有 外 部 信 号 使 电 路 改 变 状 态,电 路 将 永 远 保 持 在 这 两 种 稳 定 状 态 中 的 一 种 状 态 。 就 像 图 ! # $$&( ’) 中的 杠 杆,如 果 没 有 外 力 移 动,杠 杆 将 永 远 靠 在 一 侧 墙 上 。 当 晶 体 管 处 于 截 止 状 态 时,在 其 输 入 端 施 加 足 够 大的 正 电 压,就 可 以 使 电 路 的 状 态 发 生 变 换 。 输 入 端 的 二 极 管 是 为 了 将 输 入 驱 动 器 与 电 路 状 态 隔 离 开 来 。
图 ! # $$& ( )) 输 入 与 输 出 连 在 一 起 的 两 级 放 大 器 ;
( *) 电 路 具 有 两 个 稳 定 工 作 点 和 一 个 不 稳 定 工 作 点,( ’) 力 学 类 比
&"锁 存 功 能图 ! # $$&( )) 所 示 电 路 称 为 锁 存 电 路,它 可 以 提 供 电 子 记 忆 功 能 。 按 下 计 算 器 上 的 按 键 时,输 入 信 号 使计 算 器 中 的 锁 存 电 路 工 作,松 开 按 键 后 锁 存 电 路 仍 然 保 留 键 入 信 息 。 这 样,可 以 在 输 入 所 有 数 字 信 息 后,再对 这 些 保 留 信 息 进 行 处 理 。
( 二 ) 锁 存 器 与 触 发 器
$"+,锁 存 器锁 存 功 能 可 以 用 标 准 逻 辑 门 电 路 实 现 。 图 ! # $$- 的 锁 存 电 路 由 两 个,或 非,门 构 成 。 每 个,或 非,门 的输 出 作 为 另 一 个,或 非,门 的 一 个 输 入 。 其 他 输 入 分 别 标 有 "( 置 位 ) 和 #( 复 位 ) 。 电 路 的 输 出 分 别 标 有 $ 和
$,这 是 因 为 锁 存 器 的 两 个 输 出 是 互 补 的 。 此 电 路 被 称 为 "# 锁 存 器,其 原 理 与 图 ! # $$&( )) 中 的 电 路 类 似 。
("锁 存 状 态
·$%(·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " ##$,或 非,门 组 成 的 锁 存 器假 定 图 ! " ##$ 中 电 路 的 输 入 与 输 出 无 关,如 图 ! " ##%( &) 所 示,这 样 就 可 以 对 该 电 路 进 行 分 析 。 于 是,
,或 非,门 的 输 入 分 别 为 !,",#
$%
和 #
$%
。 有 了 这 些,输 入,,就 可 以 根 据,或 非,门 的 特 性 决 定 输 出 口 #
&’(
和 #
&’(
的 取 值 。 图 ! " ##’ 中 的 触 发 器 中 只 能 存 在 自 相 容 的 状 态 。 图 ! " ##%( )) 给 出 了 最 后 结 果 。 电 路 有 四 个 输 入变 量 和 两 个 输 出 变 量 #
&’(
和 #
&’(
,真 值 表 中 共 需 要 #’ 行 。 利 用 常 用 二 进 制 计 数 法,在 真 值 表 的 前 四 列 中 添 入
( 或 #,以 包 括 所 有 输 入 状 态 。
图 ! " ##% ( &) 输 入 与 输 出 无 关 的 "! 锁 存 器 ;
( )) "! 锁 存 器 的 真 值 表,确 定 了 各 可 能 状 态 并 给 出 了 说 明例 如,在 第 二 行 中,! * (,#
$%
* #,所 以 #
&’(
* (; " * (,#
$%
* (,所 以 #
&’(
* #。 在 表 中 添 入 所 有 ( 和 # 后,比较 输 入 的 # 值 与 输 出 的 # 值 。 如 果 两 者 不 同,那 么 该 状 态 就 是 不 可 能 的 。 将 不 可 能 存 在 的 状 态 标 记 为,不相 容,。 +,稳 定 状 态 的 解 释表 中 共 有 - 种 相 容 状 态,这 - 种 状 态 就 是 电 路 的 稳 定 状 态 。 已 经 指 出 其 中 有 两 种 状 态 为 存 贮 状 态 ; 一 种状 态 被 标 为 置 位,一 个 为 复 位,还 有 一 个 为 禁 止 出 现 的 状 态 。 将 图 ! " ##%( )) 中 的 真 值 表 简 化 为 图 ! " ##.
( &) 。
对 图 ! " ##.( )) 和 图 ! " ##.( &) 的 解 释 可 以 这 样 理 解,锁 存 器 " 或 ! 端 的 输 入 信 息 为 脉 冲 #。 如 果 脉 冲到 达 " 端,锁 存 器 的 输 出 # 被 置 为 #。 脉 冲 到 达 ! 端,锁 存 器 的 输 入 被 置 为 (。 如 果 两 个 输 入 端 都 没 有 脉冲,锁 存 器 的 输 出 保 持 ( 或 者 说 记 忆 ) 当 前 状 态 。 如 果 脉 冲 同 时 到 达 " 端 和 ! 端,两 个 输 出 都 将 变 为 (。 这 种状 态 不 会 损 坏 任 何 东 西,但 当 输 入 变 为 ( 时,电 路 将 处 于 一 种 不 确 定 状 态 。 因 为 这 种 状 态 将 导 致 不 可 预 料 的结 果,所 以 不 希 望 出 现 这 种 状 态 。 因 此,这 种 状 态 被 称 为 禁 止 状 态 。
图 ! " ##.( )) 中 的 /0 锁 存 器 由,非,门 和,与 非,门 构 成 。 它 的 性 质 与 前 面 分 析 的 "! 锁 存 器 的 性 质 相
·1-1· 新 编 电 气 工 程 师 手 册同,只 是 当 两 个 输 入 端 同 时 为 ! 时,其 输 出 为 !。 这 种 朋 锁 存 器 构 成 了 选 通 锁 存 器 的 基 础 。
图 "# !!$ ( %) 由,或 非,门 构 成 的 !" 锁 存 器 真 值 表 ;( #) 由,与非,门 组 成 的 !" 锁 存 器,其 性 质 与 ( $) 中 锁 存 器 的 性 质 相 同,
只 是 在 禁 止 状 态 下 其 输 出 为 % & ’,% & !。
例,稳 定 状 态求 图 "# !(’( %) 中 逻 辑 电 路 的 稳 定 状 态解,图 "# !(’( )) 将 * 和 + 看 作 独 立 输 入 变 量,由 它 们 可 以 推 得,与 非,门 输 也 的 真 值 表 如 图 "# !(’( )) 所示 。 由 真 值 表 可 以 看 出,只 有 一 种 稳 定 状 态,*& ’,*& !。 思 考 题,如 果 门 电 路 为,或 非,门,结 果 如 何?
",选 通 触 发 器为 了 充 分 发 挥 -,锁 存 器 在 数 字 信 号 处 理 中 作 为 存 储 器 的 作 用,需 要 对 其 进 行 一 些 改 进 。 一 个 问 题 是
!" 锁 存 器 在 任 何 时 候 总 是 对 其 ! 和 " 的 输 入 信 号 马 上 做 出 响 应 。 这 样 就 存 在 一 个 问 题,如 果 逻 辑 信 号 应 该同 时 到 达,但 由 于 分 离 延 迟,它 们 的 到 达 时 间 会 稍 微 不 同,这 样 就 会 产 生 时 间 问 题 。 这 种 时 间 问 题 可 能 导 致不 希 望 出 现 的 短 脉 冲,称 作 脉 冲 毛 刺 。
图 "# !(’ ( $) 满 足 输 入 和,与 非,门 的 要 求 时,电 路 处于 稳 定 状 态 ;( #) 输 入 与 输 出 无 关 时 的 真 值 表图 "# !(!( $) 中 的 选 通 触 发 器 仅 在 选 通 信 号 到 达 &( 门 ) 输 入 端 时,才 对 " 或 ! 输 入 做 出 响 应 。 这 样 就给,与 非,门 增 加 了 一 个 控 制 信 号 。 在 此 形 式 下,交 叉 耦 合,与 非,门 的 禁 止 输 入 状 态 为 ’’,对 应 于 " 和 ! 输入 就 是 前 面 所 说 的 !!。 锁 存 器 还 可 以 具 有,预 置 位,和,清 零,输 入,这 些 输 入 信 号 使 锁 存 器 独 立 于 控 制 门 电路 。 图 "# !(!( #) 逻 辑 符 号 图 中 输 入 信 号 的 圆 圈 表 示,这 些 输 入 信 号 为 零 状 态 时 有 效 。 图 " # !(!( ’) 列 出 了选 通 脉 冲 %
( /!
之 后 的 输 出 状 态 。 %
( /!
是 ",! 输 入 以 及 前 一 个 选 通 脉 冲 %
(
。 的 函 数 。 例 如,"! & ’’ 时,选通 信 号 不 会 使 输 出 状 态 发 生 改 变,%
( /!
& %
(
。 如 果 对 选 通 输 入 进 行 反 转,就 可 以 在 & & ’ 时,使 门 电 路 选 通 。
图 "# !((( #) 触 发 电 路 符 号 的 选 通 输 入 ( &) 中 的 圆 圈 表 明 该 电 路 是 零 触 发 的 。
选 通 输 入 信 号 为 ! 时," 和 ! 输 入 有 效 。 通 常,整 个 数 字 系 统 中 的 定 时 或 同 步 信 号 是 图 " # !(! 所 示 的
·01(·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " #$# ( %) 选 通 触 发 器 ;( &) 逻 辑 符 号 ;( ’) 真 值 表时 钟 脉 冲 信 号 。 同 步 时 钟 信 号 在 完 成 翻 转 的 一 个 周 期 时 有 两 个 时 段,即 !"
!
# 和 !"
!
#。
()边 沿 触 发 触 发 器如 果 使 时 钟 输 入 仅 对 时 间 信 号 的 暂 态 过 程 敏 感,那 么 输 入 选 通 时 间 可 以 被 进 一 步 缩 减,这 也 就 是 人 们 熟知 的 边 沿 触 发 。 根 据 设 计 的 不 同,触 发 器 可 以 在 时 钟 信 号 的 上 升 沿 触 发,也 可 以 在 下 降 沿 触 发 。 边 沿 触 发 的区 别 标 志 是 啪 中 输 入 处 的 一 个 三 角 形 。 用 波 形 的 边 沿 触 发 限 制 了 输 入 信 号 有 效 的 时 间,从 而 可 以 消 除 脉 冲毛 刺 。 如 果 电 路 既 可 以 用 上 升 沿 触 发,也 可 以 用 下 降 沿 触,那 么 信 号 在 一 个 时 钟 周 期 内 可 以 通 过 电 路 两 次 。
图 ! " #$$ 时 钟 信 号图 ! " #$* 边 沿 触 发 器 的 逻 辑 符 号,
( %) 上 升 沿 触 发 ;( &) 下 降 沿 触 发
+),- 触 发 器基 本 #$ 锁 存 器 的 另 一 个 问 题 与 其 输 入 的 禁 止 状 态 有 关 。 将 触 发 器 的 输 入 与 输 出 求,与,就 可 以 消 除 这种 状 态,这 一 操 作 使 其 中 一 个 信 号 不 能 到 达 触 发 器,如 图 ! " #$! 所 示 。 当 电 路 输 入 为 # 时,新 增 的 两 个 门 电路 可 以 防 止 # 输 入 加 到 门 电 路 。 所 在,当 %,#,",# 时,输 入 信 号 总 会 改 变 输 出 的 状 态 。 图 ! " #$( 是 %" 触发 器 的 真 值 表,它 与 图 ! " #$#( &) 的 真 值 表 相 同,只 是 将 原 来 禁 止 输 入 状 态 对 应 的 输 出 改 为 了 ’
( / #
,’
(
。 因此,%" 触 发 器 不 仅 能 够 对 输 入 进 行 锁 存,还 可 以 提 供 翻 转 功 能,即 两 个 输 入 都 为 #,并 有 时 钟 脉 冲 时,输 出 状态 进 行 翻 转 。 这 一 翻 转 特 性 说 明 了 为 什 么 这 种 触 发 器 必 须 使 用 边 沿 触 发,如 果 时 钟 脉 冲 持 续 一 段 时 间,电 路状 态 将 会 来 回 振 荡,最 终 的 输 出 状 态 将 是 不 确 定 的 。 %" 触 发 器 的 翻 转 模 式 对 于 计 数 器 和 分 频 器 非 常 有 用 。
·!($· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$! %& 触 发 器图 !" #$’ %& 触 发 器 的 真 值 表 。 !
" ( #
表 示 时 钟 脉冲 之 前 的 状 态,!
" ( #
表 示 时 钟 脉 冲 之 后 的 状 态
)*+ 型 触 发 器在 两 个 输 入 之 间 加 一 个,非,门,就 可 以 将 #$ 触 发 器 转 换 为 % 型 触 发 器,如 图 !" #$’ 所 示 。 其 作 用 是 将输 入 移 位 至 下 一 个 有 效 时 钟 沿 输 出,如 图 !" #$) 所 示 。
,* & 型 触 发 器将 #$ 触 发 器 的 #$ 输 入 连 在 一 起 就 得 到 & 型 触 发 器 。 & - # 时,& 型 触 发 器 的 状 态 随 时 钟 脉 冲 翻 转,& -
,时,状 态 不 会 翻 转 。 这 一 特 性 对 于 计 数 器 和 $ 分 频 应 用 都 很 有 用 。 图 ! " #$) 是 & 型 触 发 器 的 逻 辑 符 号 和真 值 表 。
图 !" #$/ % 型 触 发 器图 !" #$) 将 输 入 延 迟 到 下 一 个 有 效 时 钟 沿,得 到 输 出 信 号图 !" #$,& 型 触 发 器 及 其 真 值 襄
0*小 结
·’’$·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇本 节 介 绍 了 逻 辑 电 路 的 基 本 存 储 元 件 — — — !" 锁 存 器 。 并 对 它 进 行 了 一 些 改 进,得 到 了 #$ 触 发 器,%
型 触 发 器 和 & 型 触 发 器 。 在 所 有 情 况 下,对 于 不 同 触 发 器 的 特 性 都 只 给 出 了 一 种 实 现 方 法 。 在 各 种 逻 辑 系列 中,特 定 系 列 的 性 质 不 同,这 些 电 路 可 以 用 不 同 的 方 法 实 现 。 下 一 节 将 说 明 如 何 在 数 字 系 统 中 应 用 触 发器 。
( 三 ) 触 发 器 应 用
!"分 频 器当 & 型 触 发 器 的 & 输 入 设 置 为 !,使 触 发 器 的 输 出 状 态 随 着 时 钟 信 号 翻 转,就 可 以 实 现 时 钟 频 率 # 等分 。 重 复 此 过 程 可 以 得 $ 等 分,% 等 分 等 等 。
#"计 数 器图 $& !#’ 说 明 了 计 数 过 程 。 设 开 始 时 计 数 器 已 清 零,也 就 是 所 有 输 出 ’ 值 都 为 零 。 前 面 已 经 说 明,时钟 脉 冲 的 每 个 下 降 沿 都 会 改 变 (() 状 态 ; 因 此,(() 的 输 出 频 率 是 时 钟 频 率 的 一 半 。 因 为 此 输 出 用 作 ((! 的时 钟 信 号,所 以 频 率 被 再 次 # 分,下 面 各 级 计 数 器 都 是 如 此 。 图 中 画 出 了 两 条 虚 线,用 它 们 可 以 验 证,反 复 进行 # 分 频 操 作 就 能 完 成 对 输 入 时 钟 脉 冲 的 计 数 。 例 如,’
)
被 看 作 最 低 位 时,在 第 * 个 输 入 脉 冲 之 后,’ 的 输出 状 态 为 )!!!( + *
!)
) 。 读 者 可 以 对 !# 个 脉 冲 之 后 的 状 态 进 行 验 证 。 注 意,即 使 时 钟 脉 冲 之 间 的 间 距 不 规则,计 数 器 也 会 以 二 进 制 形 式 对 输 入 脉 冲 进 行 计 数 。
如 果 被 除 数 不 是 # 的 整 数 次 幂,可 以 用,与,门 检 测 合 适 的 状 态 。 图 $ & !,) 给 出 了 一 个,分 频 计 数 器 。
如 果 两 个 触 发 器 开 始 时 都 已 清 零 ( 两 个 ’ 都 等 于 )),那 么 在 第,个 时 钟 周 期 末,两 个 ’ 值 将 都 为 !,这 使 得
,与,门 的 输 出 为 !。 这 个 ! 对 触 发 器 清 零,并 当 作 电 路 的 输 出 。 因 此,每,个 输 入 脉 冲 将 得 到 一 个 输 出 脉 冲 。
图 $& !#’ 基 本 计 数 操 作 。 以 二 进 制 计 数,’
)
表 示 最 低 位
,"十 进 制 计 数 器图 $& !,! 说 明 如 何 将 一 个 二 进 制 计 数 器 转 换 为 十 进 制 计 数 器 。,与,门 检 测 !) 个 脉 冲 后,’
,

#

!
+ !
使 计 数 器 清 零,并 为 下 一 级 提 供 一 个 输 入 。 当 计 数 器 对 另 一 组 输 入 采 样 计 数 时,计 数 器 的 输 出 口 ’
,

#

!

)
可 以 传 递 给 -./ 一 十 进 制 显 示 。
前 面 介 绍 的 这 种 计 数 器 称 为 行 波 计 数 器,因 为 触 发 器 的 暂 态 过 程 是 按 照 由 左 至 右 的 次 序 依 次 通 过 计 数器 的 。 相 反,同 步 计 数 器 给 所 有 触 发 器 同 时 加 一 个 时 钟 脉 冲,用 外 部 门 电 路 控 制 计 数 过 程 。 还 有 一 种 计 数 器叫 作 双 向 计 数 器,这 种 计 数 器 的 计 数 可 以 根 据 输 入 命 令 增 大 或 减 小 。
012( 大 规 模 集 成 电 路 ) 芯 片 中 已 经 集 成 了 分 频 器,计 数 器 和 其 他 很 多 有 用 的 系 统 功 能,数 字 设 计 者 可 以
·34#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$% $ 分 频 电 路图 !" #$# 十 进 制 计 数 器 的 一 级直 接 使 用 。 这 些 &’( 电 路 在 内 部 完 成 连 接,提 供 外 部 输 入 与 输 出 接 口 。
!)寄 存 器寄 存 器 是 一 连 串 用 来 存 储 或 处 理 二 进 制 信 息 的 触 发 器 。 在 介 绍 几 种 寄 存 器 之 前,需 要 先 介 绍 一 些 与 计算 机 中 寄 存 器 应 用 有 关 的 概 念 。
在 计 算 机 中,信 息 是 由 一 组 组 称 为,字,的 # 和 % 表 示 。 在 * 位 微 处 理 器 中 的 一 个 字 可 能 是 %##%##%#,或用 十 六 制 数 表 示 为 +,。 一 个 * 位,字,也 常 称 为 一 个 字 节,它 非 常 适 于 做 数 字 信 息 的 单 位 。 一 个 字 节 可 以 表示 两 个 -.,位 或 一 个 /’.((( 美 国 信 息 交 换 标 准 码 ) 字 母 数 字 符 号 。 当 前 微 处 理 器 中 的 字 通 常 为 ! 位,* 位,
#+ 位 或 $0 位,大 一 些 计 算 机 的 字 通 常 为 $0 位 或 者 更 多 。 采 用 * 位 字 的 计 算 机 中 的 寄 存 器 需 要 八 个 触 发 器同 时 存 储 或 处 理 * 位 信 息 。
信 息 字 通 过 总 线 在 计 算 机 或 其 他 数 字 系 统 中 来 回 移 动 。 在 城 市 的 公 共 汽 车 线 路 中,乘 客 可 以 在 沿 途 的多 个 不 同 点 进 入 或 离 开 。 与 此 类 似,计 算 机 总 线 可 以 由 任 意 几 个 寄 存 器 开 始,也 可 以 到 达 任 意 几 个 目 的 寄 存器 。 总 线 自 身 包 括 所 需 数 目 的 导 线,这 些 导 线 与 所 有 可 能 的 源 寄 存 器 和 所 有 可 能 的 目 的 寄 存 器 相 连 。
图 !" #$0 是 一 个 与 ! 个,型 触 发 器 的 目 的 寄 存 器 相 连 的 四 线 总 线 。 在,加 载,信 号 的 上 升 沿 时,总 线 中的 信 息 被 存 入 寄 存 器 。 这 些 信 息 并 不 是 离 开 总 线 再 进 入 寄 存 器,而 是 在 整 个 总 线 上 同 时 出 现,并 同 时 输 入 几个 寄 存 器 中 。
1)三 态 门多 个 寄 存 器 可 以 同 时 从 总 线 上 获 取 数 据,而 在 同 一 时 间 只 能 有 一 个 寄 存 器 向 总 线 上 输 出 数 据 。 需 要 有一 种 方 法 将 所 有 源 寄 存 器 的 输 出 连 接 到 总 线 上,又 能 保 证 在 任 一 时 间 只 能 有 一 个 寄 存 器 向 总 线 输 出 字 。 普通 门 电 路 的 输 出 要 么 为 #,要 么 为 %。 将 所 有 源 寄 存 器 的 输 出 都 连 在 一 起 会 导 致 冲 突,所 以 普 通 门 电 路 不 能满 足 要 求 。 这 就 需 要 图 !" #$$ 所 示 的 三 态 门 电 路 。 在 没 有,使 能,信 号 时,门 电 路 的 输 出 相 当 于 开 路,门 电路 与 总 线 断 开 。 有,使 能,信 号 时,门 电 路 与 总 线 连 在 一 起,其 输 出 根 据 输 入 取 # 或 %。 所 以 。 可 以 用 三 态 门将 所 有 的 源 寄 存 器 与 总 线 连 在 一 起,在 某 一 时 间,使 一 个 寄 存 器 能 够 向 总 线 传 递 数 据 。
+)移 位 寄 存 器前 面 描 述 的 数 据 存 储 寄 存 器 以 并 行 输 入 和 并 行 输 出 传 递 信 息 。 有 时,数 字 信 息 必 须 通 过 一 个 信 道 发 送,
电 话 电 路 即 是 如 此 。 在 这 种 情 况 下,位 信 息 必 须 以 时 间 顺 序 或 串 行 形 式 发 送 。 如 果 数 字 信 息 必 须 以 串 行 形
·210·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇图 ! " #$% 由 总 线 向 寄 存 器 加 载 数 据式 接 收,就 需 要 用 移 位 寄 存 器 接 收 串 行 信 息 再 将 它 转 换 为 并 行 形 式 。
图 ! " #$$ 中 的 ! 型 触 发 器 可 以 用 作 移 位 寄 存 器 。 前 面 已 经 说 过,! 型 触 发 器 通 过 时 钟 脉 冲 将 输 入 移位 到 输 出 。 所 以 !
$
的 输 入 在 一 个 时 钟 脉 冲 之 后 到 达 "
$
,在 两 个 时 钟 脉 冲 之 后 到 达 "
%
,三 个 时 钟 脉 冲 之 后到 达 "
#
,四 个 时 钟 脉 冲 之 后 到 达 "
&
。 因 此,!
$
的 ! 位 序 列 ( 字 ) 输 入 将 在 四 个 时 钟 脉 冲 之 后 充 满 寄 存 器
"
$
"
%
"
#
"
&
。 然 后 就 可 以 通 过 三 态 门 将 字 传 递 给 并 行 总 线 。
图 ! " #$$ 三 态 门,当,使 能,信 号 为,时,输 出 与 总 线 断 开图 ! " #$! 移 位 寄 存 器例,移 位 寄 存 器图 ! " #$! 中 的 移 位 寄 存 器 在 其 输 入 端 以 串 行 形 式 接 收 到 一 个 十 六 进 制 数 ’( ( ####) 。 假 定 寄 存 器 已 被初 始 清 零,二 个 时 钟 脉 冲 之 后 寄 存 器 的 状 态 是 怎 样 的?
解,假 定 低 位 数 字 首 先 到 达,所 以 在 一 个 时 钟 脉 冲 之 后,最 低 位 到 达 "
$
,而 "
%
,"
#
和 "
&
仍 然 为 零 。 此时 的 状 态 为 "
$
"
%
"
#
"
&
( #&&&。 两 个 时 钟 脉 冲 之 后,寄 存 器 的 状 态 为 ##&&。
思 考 题,如 果 正 在 加 载 的 数 是 以 十 六 进 制 表 示 的 十 进 制 数 )
#&
,三 个 时 钟 脉 冲 之 后 寄 存 器 的 状 态 如 何?
移 位 寄 存 器 以 图 ! " #$! 方 式 工 作 时,其 输 入 为 串 行,输 出 为 并 行 。 同 一 寄 存 器 可 以 在 触 发 器 的 预 置 位输 入 端 接 收 一 个 并 行 字 。 时 钟 信 号 将 这 个 字 由 "
&
以 串 行 方 式 输 出 。
*+二 进 制 乘 法每 个 时 钟 脉 冲 到 来 时,图 ! " #$! 中 的 移 位 寄 存 器 向 右 移 动 一 个 单 位 。 如 果 在 触 发 器 输 入 端 的 左 边 或 右边 连 接,门,电 路,得 到 的 寄 存 器 将 更 为 通 用 。 这 种 寄 存 器 既 可 以 向 右 移 位 也 可 以 向 左 移 位,这 取 决 于 哪 一 组门 电 路 被,使 能,。 这 种 结 构 在 算 法 运 算 中 非 常 有 用 。 十 进 制 数 中 的 乘 #& 运 算 可 通 过 将 小 数 点 向 右 移 动 一位 实 现 。 同 理,二 进 制 中 的 乘 % 运 算 可 以 通 过 将 某 一 位 置 的 二 进 制 点 向 左 移 动 来 完 成 。 在 硬 件 实 现 中,只 要
·,-%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册将 寄 存 器 中 某 一 位 置 的 所 有 位 向 左 移 动 即 可 实 现 。 显 然,乘 以 !
"
只 需 左 移 " 位 。 当 乘 数 不 是 ! 的 整 数 次 幂时,需 要 同 时 用 到 移 位 和 加 法 。 用 同 样 的 方 式,可 以 通 过 将 移 位 寄 存 器 向 右 移 位 完 成 除 法 。
第 四 节 案 例 分 析一,功 率 集 成 电 路 举 例
( 一 ) 智 能 功 率 模 块 的 应 用智 能 功 率 模 块 ( !"#$%%&’$"# ()*$+,)-.%$,以 下 简 称 !(,) 以 !/01 为 功 率 开 关 器 件,把 驱 动 电 路,控 制 电 路和 保 护 电 路 ( 过 电 压,过 电 流 和 过 热 ) 集 成 在 一 起,形 成 一 个 完 整 的 系 统 。 这 种 !(,若 发 生 负 载 故 障 或 使 用不 当,可 将 监 测 到 的 故 障 信 号 送 给 2(3,从 而 使 !(,自 身 不 受 损 坏 。
图 # $ %&’ 为 采 用 !(,制 作 的 逆 变 器 框 图 。 逆 变 器 中 的 功 率 放 大 部 分 采 用 !/01 模 块,每 一 个 !/01 元件 都 设 置 各 自 独 立 的 驱 动 电 路 和 多 种 保 护 电 路 ( 过 流,过 电 压,欠 电 压 及 过 热 ),一 旦 保 护 电 路 动 作,即 使 有 控制 输 入 信 号,!(,的 输 入 信 号 也 被 禁 止,而 向 2(3 反 馈 输 出 误 动 作 信 号,若 要 !(,工 作,这 时 必 须 按 复 位 开关 后 才 能 重 新 工 作 。
!(,具 有 可 靠 性 高,用 户 使 用 方 便 等 优 点,尤 其 适 宜 制 作 驱 动 电 动 机 的 变 频 器,是 一 种 较 为 理 想 的 颇 有发 展 前 途 的 电 力 电 子 器 件 。
图 # $ %&’ 采 用 !(,制 作 的 逆 变 器 框 图
( 二 ) 无 刷 直 流 电 机 专 用 (!2
图 # $ %&( 为 一 种 驱 动 无 刷 直 流 电 机 的 专 用 (!2 的 原 理 框 图 。 此 电 路 用 来 对 仪 表 电 风 扇 的 两 个 电 机 绕组 进 行 供 电 。 通 过 施 密 特 触 发 电 路 和 控 制 与 转 换 逻 辑 电 路,对 两 个 /14 进 行 控 制 。 电 路 的 输 出 功 率 虽 不大,但 功 能 齐 全 。 过 热,过 流 信 号 均 可 通 过 控 制 与 逻 辑 电 路 封 锁 其 输 出 信 号,强 迫 /14 关 断 。 电 路 还 通 过 霍尔 元 件 的 集 成,提 供 电 机 转 速 自 动 检 测 和 信 息 输 出,以 便 调 节 速 度 。 另 外,此 电 路 还 可 对 电 机 的 安 装 和 运 行
·)’!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇情 况 进 行 监 控 。
( 三 ) 智 能 功 率 开 关比 较 典 型 的 有 德 国 西 门 子 公 司 生 产 的 !"# ! "#$$ 型 智 能 单 片 功 率 开 关,其 结 构 框 图 如 图 " ! #%& 所 示 。
它 具 有 高 压 侧 开 关 能 力,电 流 额 定 值 为 #$$,工 作 电 压 在 &’ %(% 之 间 。 内 部 逻 辑 电 路 采 用 低 压 &’(# 器 件,
充 电 泵 电 路 采 用 高 压 &’(# 电 路 。 输 出 功 率 开 关 接 成 射 极 跟 随 器,内 部 充 电 泵 使 功 率 ’(#)*" 的 栅 极 电 压图 "! #%) 无 刷 直 流 电 机 专 用 +,&
图 "! #%& !"# ! "#$$ 型 单 片 功 率 开 关 框 图保 持 比 正 电 源 电 压 约 高 )%。 !"# ! "#$$ 型 单 片 具 有 多 种 保 护 功 能,短 路 时,约 "*-,后 电 流 即 被 切 断 ; 过 流时,结 温 超 过 #(*/时,敏 感 元 件 即 产 生 信 号 使 器 件 关 断 ; 欠 压 时,器 件 也 会 自 动 立 即 关 断 。 该 单 片 的 输 出 端还 设 有 #*% 稳 压 管,它 使 器 件 关 断 时 帮 助 感 性 负 载 释 放 能 量 。 此 外,该 片 还 设 有 状 态 输 出 端,为 微 处 理 机 系统 提 供 故 障 信 息 。
二,控 制 集 成 电 路 举 例国 外 $* 世 纪 &* 年 代 中 期 开 始 研 制 集 成 控 制 器,并 很 快 进 入 实 用 阶 段 。 其 中 较 有 代 表 性 的 是 0’#($" 系列 以 及 后 来 的 0’#($(,0’#($) 等 。 我 国 在 +* 年 代 初 已 进 行 集 成 化 控 制 器 的 研 制 。 现 在 已 经 能 生 产
12%($*,12%"$*,12#($" 以 及 #0 ! )" 等 系 列 产 品 。
本 节 主 要 介 绍 0’#($"系 列 产 品 。 此 系 列 产 品 共 有 三 种 型 号,即 0’#($",0’$($",0’%($",其 外 形 均 为 双 列 直插 式 #)脚 封 装 。 #($"系
!
类 军 用 品,适 于 !((’,#$(/环 境 温 度 ; $($" 系
"
类 工 业 品,适 于 ! "*’,+(/环 境 温 度 ;
%($"系
#
类 民 用 品,适 于 !#*’,&*/环 境 温 度 。 它 们 的 内 部 电 路,外 部 电 路 使 用 方 法 相 同 。
( 一 ) #($"-$($"-%($" 简 介
#3这 个 系 列 的 特 点
( #) 完 整 的 +2’ 控 制 电 路 的 功 能 。
·*)$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 有 交 变 输 出 开 关 对,可 实 现 推 挽 输 出 或 单 端 输 出 。
( ") 频 率 可 调 范 围 为 #$$ % "&$!"#,频 率 的 温 度 稳 定 性
!
!$。
( ’) 有 超 结 温 保 护 和 过 流 保 护 。
( &) 总 的 静 态 电 流
!
#$%&。
( () 可 为 用 户 提 供 &’,&$%& 的 直 流 稳 压 输 出 。
!(极 限 使 用 值
( #) 输 入 电 压 ’$’。
( !) 外 加 基 准 电 压 (’。
( ") 输 出 基 准 电 流 &$%&。
( ’) 输 出 电 流 ( 单 个 输 出 ) #$$%&。
( &) 振 荡 器 充 电 电 流 ( ( 脚 或 ) 脚 ) &%&。
( () 内 部 功 耗 #)。
( )) 最 高 结 温,* 封 装 #&$+;,封 装 #!&+。
"(主 要 单 元 的 电 性 能 见 表 ’ * #&。
表 ’ * #& #&!’ % "&!’ 主 要 单 元 的 电 性 能序 号 参 数 测 试 条 件
-.#&!’ -.!&!’ -."&!’
最 小 值 典 型 值 最 大 值 最 小 值 典 型 值 最 大 值单 位
#
基 准 电 压 部 分输 出 电 压电 压 调 整 率负 载 调 整 率纹 波 抑 制 比输 出 短 路 电 流温 度 稳 定 性长 时 间 稳 定
+
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.
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工 作 温 度 范 围
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振 荡 部 分最 高 频 率对 电 压 稳 定 度对 温 度 稳 定 度输 出 幅 度输 出 宽 度
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工 作 温 度 范 围
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·#(!·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇序 号 参 数 测 试 条 件
!"!"#$ !"#"#$ !"%"#$
最 小 值 典 型 值 最 大 值 最 小 值 典 型 值 最 大 值单 位
%
误 差 放 大 部 分输 入 失 调 电 压输 入 偏 量 电 流开 环 电 压 增 益共 模 抑 制 比小 信 号 带 宽
&
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# !+ # !+
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$ 比 较 部 分 最 大 占 空 比 每 一 个 输 出 导 通 $" $",
"
电 流 限 制 检 测 电 压
$
#
脚 / $
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"+)$ $
0
脚 ’ #$
!0+ #++ #!+ !-+ #++ ##+ )$
上 升 时 间
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’ $+$
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#
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"
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’#"&
+(# +(#
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下 降 时 间
0# ’ #.
"
)
%
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+(! +(!
!
/
( 二 ) 外 形 和 内 部 结 构
!"#$,#"#$,%"#$ 的 外 形 和 内 部 结 构 如 图 $/ !%- 所 示 。 下 面 对 框 图 中 的 主 要 单 元 部 分 作 简 要 说 明 。
!1基 准 调 整 器 基 准 电 压 调 整 器 参 数 是 "$,"+)%,内 有 短 路 电 流 保 护 的 电 压 调 整 器 。 它 供 电 给 所 有 的内 电 路,同 时 又 可 作 为 外 部 基 准 参 考 电 压 。 若 输 入 电 压 低 于,$,可 把 !",!,脚 短 接 为 输 入 电 压 &
23
,这 时 " $
电 压 调 整 器 不 起 作 用 。
#1振 荡 器 振 荡 器 的 频 率 由 外 接 阻 容 1
4
,2
4
决 定 。 一 般 0
4
取 !1- 3 !++.
"
,2
4
取 +1++! 3 +1! 5,振 荡频 率 可 达 %"+.*+,可 直 接 带 负 载 。
%1误 差 放 大 器 误 差 放 大 器 是 差 动 输 入 的 放 大 器 。 它 的 增 益 标 称 值 为 -+’(,其 大 小 由 反 馈 或 输 出 负 载来 决 定 。 输 出 负 载 可 以 是 纯 电 阻,也 可 以 是 阻 容 元 件 。 该 放 大 器 共 模 输 入 电 压 范 围 在 !1- 3 %1$$。 接 线 时,
需 要 将 基 准 电 压 分 压 送 至 误 差 放 大 器 ! 脚 或 # 脚 。 为 使 系 统 能 稳 定,在 0 脚 与 地 之 间 接 阻 容 网 络,以 补 偿 系统 的 幅 频,相 频 响 应 特 性 。 本 控 制 器 无 专 门 的 死 区 时 间 控 制 端,而 是 靠 基 准 电 压 分 压 至 误 差 放 大 器 的 输 出 端脚 0,限 制 0 脚 的 高 电 平 数 值 则 控 制 了 死 区 。 为 了 不 影 响 内 部 性 能,在 0 脚 与 分 压 端 间 串 联 二 极 管,使 0 脚 电位 低 于 分 压 端 电 压 时,分 压 回 路 就 不 起 作 用 。 如 果 做 开 环 系 统 工 作,在 0 脚 加 控 制 电 压 即 能 工 作 。
$1电 流 限 制 器 电 流 限 制 器 %! 输 出 的 功 能 是 代 替 误 差 放 大 器 的 输 出,控 制 脉 冲 的 宽 度 。 当 运 放,4,端与,/,端 之 间 加 #++)$ 的 限 流 检 测 电 压 时,输 出 占 空 比 下 降 到 #",左 右 ; 再 增 加 检 测 电 压 约 ",,就 得 到 输出 占 空 比 为 +,的 脉 冲,所 以 必 须 小 心 整 定 输 入 信 号 电 压 。 一 般 不 要 超 过 / +1,3 !1+$ 的 输 入 共 模 范 围 。
"1闭 锁 控 制 端 ( !+ 脚 ) 利 用 外 部 电 路 控 制 !+ 脚 电 位,当 它 有 高 电 平 时,可 关 闭 误 差 放 大 器 的 输 出 。 因此,它 可 作 为 软 起 动 和 过 电 压 保 护 。
.1输 出 端 由 两 个 中 功 率 676 管 组 成 [ 即 图 $/ !%,( 8) 图 中 % 管 和 ( 管 ],最 大 电 流 容 量 为 !++)%。 两晶 体 管 的 驱 动 信 号 之 间 有 !-+9的 相 位 差,其 集 电 极 和 发 射 极 都 开 路,可 外 接 电 源 和 其 他 元 件 。
( 三 ) 芯 片 工 作 机 理如 图 $/ !%-( 8) 所 示,输 入 的 直 流 电 源 &
:
从 !" 脚 引 入 分 两 路,一 路 加 到,或 非,门,另 一 路 至 基 准 调 整
·#.#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$% 控 制 集 成 电 路 #&’!,’&’!,$&’! 的 外 形 和 内 部 结 构
( !) 外 形 ;( ") 内 部 结 构器,调 整 器 便 产 生 稳 定 的 ( &# 基 准 电 压 作 为 电 路 其 他 元 件 的 电 源 。 振 荡 器 ) 脚 外 接 电 容 *
$
,+ 脚 外 接 电 阻
,
$
,选 用 不 同 的 *
$
、,
$
,即 可 调 节 振 荡 器 的 输 出 频 率 。 振 荡 器 的 输 出 分 两 路,一 路 以 时 钟 脉 冲 形 式 送 至 双 稳态 触 发 器 及 两 个,或 非,门,另 一 路 以 锯 齿 波 形 式 送 至 比 较 器 的 同 相 端,其 反 相 端 与 误 差 放 大 器 输 出 端 相 连接 。 误 差 放 大 器 实 际 上 是 个 差 动 放 大 器,其 脚 # 为 反 相 输 入 端,脚 ’ 为 同 相 输 入 端,这 两 个 输 入 端 可 根 据 应用 时 情 况 来 连 接 。 如 脚 # 可 接 到 输 出 电 压 的 取 样 电 路 上 ( 取 样 信 号 约 ’%& #),脚 ’ 可 连 到 脚 #+ 的 分 压 电 路上 ( 取 得 ’%& # 的 电 压 ),其 输 出 ( 脚 -) 与 地 之 间 接,与 *,进 行 频 率 补 偿 。 误 差 放 大 器 的 输 出 与 三 角 波 电 压在 比 较 器 中 进 行 比 较,从 而 输 出 一 个 随 误 差 放 大 器 输 出 电 压 高 低 而 改 变 宽 度 的 方 波 脉 冲,此 方 波 脉 冲 送 到
,或 非,门 的 一 个 输 入 端,控 制 着,或 非,门 的 输 出 电 压,。 最 后,在 晶 体 管 & 和 ’ 上 分 别 出 现 两 串 随,。 变 化而 变 化 宽 度 的 脉 冲 波,两 者 相 位 差 为 #%/(。
·$+’·第 一 篇 电 气 工 程 基 础 篇
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第 二 篇 电 气 工 程安 装 与 维 护 篇第 五 章 电 机 及 其 安 装 维 护 技 术第 一 节 电 机 设 计 技 术一,设 计 技 术 要 求
( 一 ) 电 机 设 计 依 据电 机 一 般 依 据 下 列 技 术 要 求 进 行 设 计,!) 电 机 的 类 型 或 用 途 ( 电 动 机,发 电 机,特 殊 用 途 电 机 ) 。 ") 与 之连 接 的 电 系 统 对 电 机 的 要 求 ( 电 流,电 压,频 率,相 数 等 ) 。 #) 与 之 连 接 的 电 械 系 统 及 工 作 环 境 对 电 机 的 要 求
( 几 何 尺 寸,质 量,结 构 及 安 装 型 式,防 护 类 型,冷 却 方 式,飞 逸 转 速 或 超 速 转 速,转 动 惯 量 等 ) 。 $) 额 定 数 据,
运 行 方 式 和 不 同 用 途 所 要 求 的 各 种 性 能 指 标 ( 功 率,转 速,工 作 制,效 率,功 率 因 数,起 动 性 能,换 向 性 能,励 磁性 能,电 压 变 化 率,电 压 波 形 畸 变 率,振 动 与 噪 声 限 值 以 及 电 机 对 无 线 电 干 扰 的 限 值 等 ) 。 %) 电 机 及 各 组 成 部分 承 受 电 气,机 械,热 负 载 的 能 力 ( 如 绕 组 绝 缘 等 级 及 各 部 分 温 升 限 值,绕 组 绝 缘 的 介 电 强 度,转 子 的 机 械 强度 等 ) 。 &) 有 关 国 家 标 准,专 业 标 准,设 计 任 务 书 以 及 用 户 提 出 的 其 他 要 求 。 此 外,还 应 考 虑 生 产 的 可 能 性 和经 济 的 合 理 性 。 电 机 常 用 的 国 家 标 准 列 于 表 %’ !。
表 %’ ! 电 机 常 用 标 准序 号 标 准 编 号 标 准 名 称 对 应 国 际 标 准
! ()*%% 旋 转 电 机 — — — 定 额 和 性 能
!
+,-#$— !
" ()*%& 旋 转 电 机 圆 柱 形 轴 伸 +./0**%
# ()*%* 电 机 圆 锥 形 轴 伸 +./0**%
$ ()11* 电 机 结 构 及 安 装 型 式 代 号 +,-#$— *
% ()!1*! 电 机 线 端 标 志 与 旋 转 方 向 +,-#$— 2
& ()!11# 电 机 冷 却 方 法 +,-#$— &
* ()#&&* 交 流 电 动 机 电 容 器
2 ()$**"3!
电 机 尺 寸 及 公 差 机 座 号 #&4 $55 凸 缘 号 66%% 4 66!525
或 67%%4 67!525 的 电 机
1 ()$**"3" 电 机 尺 寸 及 公 差 机 座 号 #%%4 !555 的 电 机 +,-*"
·*&"·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 标 准 编 号 标 准 名 称 对 应 国 际 标 准
!" #$%&&’()
电 机 尺 寸 及 公 差 凸 缘 号 $*!" + $*," 小 型 装 入 式 电 动机
!! #$%-’,电 机 功 率 等 级 /01&’
!’ #$%-)! 电 机 产 品 型 号 编 制 方 法
!) #$%-)’ 大 电 机 振 动 测 定 方 法
!% #$%2%’(! 电 机 外 壳 防 护 分 级
!,#$%2%’(’ 低 压 电 器 外 壳 防 护 等 级 /01)%—,
!,#$,!&! 小 功 率 电 动 机 通 用 技 术 条 件
!& #$,-%" 换 向 器 与 集 电 环 的 定 义 和 术 语 /01’&.
!- #$,-%! 电 机 用 刷 握 的 定 义 和 术 语 /01,."
!2 #$-,.% 水 轮 发 电 机 组 安 装 技 术 规 范
’" #$-2!,三 相 异 步 电 动 机 负 载 率 现 场 测 试 方 法
’! #$22’,小 功 率 单 相 串 励 电 动 机 通 用 技 术 条 件
’’ #$!"".-(! 旋 转 电 机 振 动 测 定 方 法 及 限 值 振 动 测 定 方 法
’) #$!"".-(’ 旋 转 电 机 振 动 测 定 方 法 及 限 值 振 动 限 值 /01)%— %
’% #$!"".2(! 旋 转 电 机 噪 声 测 定 方 法 及 限 值 噪 声 工 程 测 定 方 法
’,#$!"".2(’ 旋 转 电 机 噪 声 测 定 方 法 及 限 值 噪 声 简 易 测 定 方 法
’,#$!"".2() 旋 转 电 机 噪 声 测 定 方 法 及 限 值 噪 声 限 值 /01)%— 2
’& #$!",-,中 小 型 同 步 电 机 励 磁 系 统 基 本 技 术 要 求
’- #$!’)," 小 功 率 电 动 机 的 安 全 要 求
’2 #$!’),! 热 带 型 旋 转 电 机 环 境 技 术 要 求
)" #$!’..,电 机 在 一 般 环 境 条 件 下 使 用 的 湿 热 试 验 要 求
)! #$!"’2 三 相 同 步 电 机 试 验 方 法
)’ #$,"-2 交 流 台 扇 电 动 机 通 用 技 术 条 件
)) #$&".% 汽 轮 发 电 机 通 用 技 术 条 件
)% #$-%"2 大 中 型 同 步 发 电 机 励 磁 系 统 基 本 技 术 条 件
),#$&-2% 水 轮 发 电 机 基 本 技 术 条 件
),#$&.!
三 相 异 步 电 动 机 额 定 功 率,电 压 及 转 速 ( 功 率 自 "(,+
!""34)
)& #$!")’ 三 相 异 步 电 动 机 试 验 方 法
)- #$’-!- 567 系 列 井 用 潜 水 泵 三 相 异 步 电 动 机 技 术 条 件
)2 #$,)’! 用 量 热 法 测 定 大 型 交 流 电 机 的 损 耗 及 效 率 /01)%— ’( 8)
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电 压 为,."9 及 以 下 单 速 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 的 起 动性 能
/01)%— !’
%! #$.-’- 吊 扇 电 容 运 转 电 动 机 通 过 技 术 条 件
·-.’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册序 号 标 准 编 号 标 准 名 称 对 应 国 际 标 准
!" #$%&’( 单 相 异 步 电 动 机 试 验 方 法
!) #$()(( 直 流 电 机 试 验 方 法
!! #$!%%* 永 磁 式 低 速 直 流 测 速 发 电 机
!’ #$&&’& 铁 氧 体 永 磁 直 流 电 动 机
!& #$(’+’ 微 型 驱 动 电 机 名 词 术 语 及 代 号
!* #$"&’+ 小 型 交 流 风 机 通 用 技 术 条 件
!+ #$’+*" 控 制 微 电 机 包 装 技 术 条 件
!% #$*)!! 交 流 伺 服 电 动 机 通 用 技 术 条 件
’,#$*)!’ 控 制 微 电 机 基 本 技 术 要 求
’( #$*)!& 控 制 微 电 机 基 本 外 形 结 构 型 式
’" #$+("+ 单 相 串 励 电 动 机 试 验 方 法
’) #$(,"!( 旋 转 变 压 器 通 用 技 术 条 件
’! #$(,"!" 录 音 机 用 永 磁 直 流 电 动 机 通 用 技 术 条 件
’’ #$(,!,( 永 磁 式 直 流 力 矩 电 动 机 通 用 技 术 条 件
’& #$(,!," 磁 阻 式 步 进 电 动 机 通 用 技 术 条 件
’* #$(,!,) 多 极 和 双 通 道 感 应 移 相 器 通 用 技 术 条 件
’+ #$(,!,! 多 极 和 双 通 道 旋 转 变 压 器 通 用 技 术 条 件
’% #$(,!,’ 控 制 微 电 机 型 号 命 名 方 法
&,#$(,*&( 热 带 微 电 机 基 本 技 术 条 件
&( #$)’)* 洗 衣 机 用 -,型 电 机 技 术 条 件
&" #$’""* 轧 机 辅 传 动 直 流 电 动 机 /01)!— ()
&) #$*,&,船 用 电 机 基 本 技 术 要 求
&! #$(,*&,2( 小 型 风 力 发 电 机 技 术 条 件
&’ 3$45+(&,— %’ 16 系 列 空 心 转 子 异 步 测 速 发 电 机
&& 3$45+(&(— %’ 78 1 系 列 交 流 伺 服 测 速 机 组
&* #$()()+— %( 自 整 角 机
&+ #$9&" 笼 型 转 子 交 流 伺 服 电 动 机
&% #$9&) 内 转 子 磁 滞 同 步 电 动 机
*,#$9%! 微 特 驱 动 电 机 型 号 命 名 方 法
*( 3$45&""’— %" 感 应 移 相 器
*" #$"%,,2"’ 电 工 名 词 术 语 电 机
*) #$"%,,2"& 电 工 名 词 术 语 控 制 电 机
*! #$45()%’*— %" 大 型 三 相 异 步 电 动 机 基 本 系 列 技 术 条 件
!
国 家 标 准 #$*’’— +*,旋 转 电 机 基 本 技 术 要 求,的 修 订 版 本,已 上 报 待 批 。
( 二 ) 电 机 设 计 基 本 内 容电 机 设 计 一 般 包 括 电 磁 设 计 和 结 构 设 计 两 部 分 。 电 磁 设 计 是 根 据 设 计 技 术 要 求 确 定 电 机 的 电 磁 负 荷,
·%&"·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇与 电 磁 性 能 有 关 的 有 效 部 分 的 尺 寸 和 绕 组 数 据,选 定 材 料,并 核 算 电 磁 性 能 及 有 关 参 数 。
电 机 设 计 一 般 需 要 进 行 多 种 方 案 的 分 析,比 较,或 采 用 优 化 设 计 方 法,考 虑 电 机 性 能,运 行 费 用,制 造 成本,运 行 可 靠 性 等 因 素,决 定 最 优 的 设 计 。 对 于 生 产 量 大,使 用 面 广 的 电 机,一 般 都 成 系 列 设 计 及 制 造,设 计时 应 充 分 考 虑 标 准 化,通 用 化,系 列 化 的 要 求,对 于 多 品 种 小 批 量 生 产 的 电 机 产 品,应 重 视 模 块 化 设 计 。
( 三 ) 电 机 设 计 标 幺 值为 了 便 于 计 算 和 对 不 同 设 计 方 案 或 运 行 状 态 进 行 比 较,电 机 设 计 时 通 常 用 标 幺 值 表 示 电 机 参 量 。 电 机各 参 量 的 标 幺 值 为 其 以 物 理 量 单 位 表 示 的 实 际 值 与 所 选 定 的 基 准 值 之 比 。 基 准 值 的 选 定 是 任 意 的,通 常 选用 的 各 参 量 的 基 准 值 见 表 !" #。
表 !" # 电 机 各 参 量 的 基 准 值参 量 基 准 值电 压 额 定 相 电 压 !
$
%&
电 流 额 定 相 电 流 "
$
或 功 电 流 "

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以 12计 ; $ 为 相 数 。
#/各 量 的 标 幺 值 常 用 物 理 量 符 号 右 上 角 带,
!
” 表 示 。
,/同 步 电 机 常 用 "
$
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$
为 基 准 值 ; 异 步 电 机 常 用 "

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$
) *+
,
为 基 准 值 。
( 四 ) 计 算 机 在 电 机 设 计 中 的 应 用计 算 机 由 于 其 突 出 的 快 速 运 算 功 能,存 储 功 能 以 及 逻 辑 判 断 功 能,在 电 机 设 计 中 得 到 了 广 泛 使 用,使 传统 的 电 机 设 计 方 法 发 生 了 深 刻 变 化 。
作 为 电 机 设 计 基 础 的 电 磁 设 计 程 序,应 用 了 计 算 机 代 替 繁 杂 的 手 工 计 算 后,便 可 采 用 更 加 符 合 实 际 的 数学 模 型,改 进 现 有 设 计 计 算 公 式,从 而 提 高 产 品 设 计 的 精 度 。 例 如,异 步 电 动 机 的 等 效 电 路 原 是 3 型 等 效 电路,以 前 为 了 适 应 手 工 计 算 需 要,将 其 简 化 为
"
形 等 效 电 路 。 在 使 用 电 子 计 算 机 后 就 可 以 方 便 地 使 用 3 型 电路,计 算 精 度 可 提 高 。 如 果 再 考 虑 高 次 谐 波 作 用,采 用 链 形 等 效 电 路,则 设 计 计 算 就 更 为 精 确 。
另 外,由 于 运 用 了 计 算 机,可 对 较 复 杂 的 数 学 模 型 进 行 数 值 求 解,从 而 使 过 去 只 能 作 粗 略 估 算 或 无 法 计算 的 项 目 ( 例 如 稳 态 和 瞬 态 热 计 算,瞬 态 现 象 研 究,机 械 强 度 及 轴 承 承 载 能 力,临 界 转 速 及 铁 心 固 有 频 率 等 许多 项 目 ) 的 计 算 成 为 可 能 。 这 些 项 目 正 在 纳 入 电 机 设 计 程 序 中,从 而 使 电 机 设 计 计 算 建 立 在 更 加 可 靠 的 科 学基 础 上 。
电 机 设 计 的 最 终 结 果 是 要 形 成 图 样 和 有 关 文 件 供 制 造 用 。 由 于 计 算 机 绘 图 技 术 的 迅 速 发 展,如 光 笔 图形 显 示 器 使 设 计 人 员 能 在 屏 幕 上 或 数 字 化 仪 上 进 行 具 体 的 结 构 设 计 绘 图,并 可 能 通 过 人 机 对 话,进 行 实 时 修改 ; 再 如 精 密 的 自 动 绘 图 机 可 把 设 计 结 果 直 接 以 图 样 的 形 式 输 出,从 而 使 电 机 设 计 从 电 磁 设 计 到 结 构 设 计,
并 包 括 绘 制 图 样 的 整 个 过 程 均 可 以 借 助 于 计 算 机 的 辅 助 而 完 成 。
计 算 机 辅 助 设 计 可 显 著 提 高 电 机 设 计 的 效 率 与 计 算 精 度,缩 短 产 品 的 研 制 周 期,能 生 成 标 准 的 图 样 和 文件,因 此,这 种 方 法 正 在 逐 步 取 代 以 经 验 设 计 和 手 工 绘 图 为 特 征 的 传 统 设 计 方 法 。 另 外,当 计 算 机 辅 助 设 计系 统 ( 405) 与 计 算 机 辅 助 制 造 系 统 ( 406) 结 合 在 一 起 时,可 把 电 机 产 品 的 设 计 和 制 造 过 程 变 成 一 个 完 整 的集 成 系 统,使 许 多 技 术 工 作 实 现 自 动 化,因 此,405%406 将 为 电 机 制 造 厂 的 计 算 集 成 化 提 供 技 术 基 础 。
·+7#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册二,电 机 的 主 要 尺 寸
( 一 ) 电 机 利 用 系 数表 示 电 机 有 效 部 分 单 位 体 积,单 位 同 步 转 速 ( 或 额 定 转 速 ) 的 计 算 视 在 功 率 ( 或 计 算 功 率 ),即
! !
"
#
$
"
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) %#
* +
(,-%-%)
式 中 !— — — 电 机 利 用 系 数 (,/0· 12341
+
或,5· 12341
+
) ;
+— — — 交 流 电 机 定 子 铁 心 内 径 或 直 流 电 机 电 枢 外 径 ( 1) ;
%&— — — 交 流 电 机 定 子 铁 心 有 效 长 度 或 直 流 电 机 电 枢 有 效 长 度 ( 1) ;
’— — — 交 流 电 机 同 步 转 速 或 直 流 电 机 额 定 转 速 ( 64123) ;
(
’(
— — — 绕 组 因 数 ;
)— — — 线 负 荷 ( 041) ;
*
!
— — — 气 隙 磁 通 密 度 ( 7) ;
"
,
— — — 计 算 视 在 功 率 ( 或 计 算 功 率 )(,/0 或,5) 。
对 交 流 电 机
"
8
! -./
9
) %#
* +
式 中 "
8
— — — 计 算 视 在 功 率 (,/0) ;
-— — — 定 子 相 数 ;
/
9
— — — 定 子 额 定 相 电 流 ( 0) ;
.— — — 满 载 定 子 绕 组 每 相 电 动 势 ( /) 。
对 于 直 流 电 机
"
:
!,;
/;
) %#
* +
式 中 "
8
— — — 计 算 功 率 (,5) ;
.;
— — — 电 枢 绕 组 电 动 势 ( /) ;
/;
— — — 电 枢 绕 组 电 流 ( 0) 。
由 式 ( <$"* %) 可 见,由 机 利 用 系 数 正 比 于 电 磁 负 荷 ( 0 与 =
!
的 乘 积 ),反 映 了 材 料 的 利 用 水 平,随 着 电 机冷 却 技 术 的 发 展,材 料,工 艺 和 设 计 水 平 的 提 高,利 用 系 数 也 有 了 相 应 的 提 高 。 另 外,随 着 电 机 的 特 性,用 途以 及 功 率 大 小 的 不 同,利 用 系 数 也 在 一 个 较 大 的 范 围 内 变 动 。 对 于 一 般 空 气 冷 却 的 电 机,其 利 用 系 数 约 为
%$,>?; 而 对 于 直 接 氢 冷 或 水 冷 的 电 机,其 利 用 系 数 约 为 +> "#。 由 于 利 用 系 数 值 对 不 同 功 率,不 同 冷 却 方 式的 电 机 变 化 范 围 颇 大,主 要 的 并 不 着 重 于 其 具 体 数 值 的 大 小,而 着 重 于 研 究 其 随 电 磁 负 荷 如 何 变 化,以 及 明确 其 物 理 意 义 。
( 二 ) 电 磁 负 荷 和 主 要 尺 寸 比电 磁 负 荷 ),*
!
值 不 仅 决 定 电 机 的 利 用 系 数,直 接 影 响 电 机 有 效 材 料 用 量,更 为 重 要 的 是 ),*
!
。 值 与电 机 的 运 行 参 数 和 性 能 ( 功 率 因 数,起 动 性 能,过 载 能 力 和 直 流 电 机 的 换 向 性 能 等 ) 密 切 相 关 。
电 负 荷 ) 4( 041) 表 示 沿 定 子 内 腔 ( 或 电 枢 ) 圆 周 上 单 位 长 度 的 安 培 导 体 数,即
) !
01
@
A
"
+2
式 中 0— — — 槽 数 ;
1
@
— — — 每 槽 导 体 数 ;
/— — — 电 流 ( 0) ;
2— — — 并 联 支 路 数 。
气 隙 磁 通 密 度 *
!
3 4 为
·%<"·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!
!
!
""
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"
#$%
式 中 "— — — 极 对 数 ;
!
— — — 每 极 磁 通 ( #$) ;
%— — — 平 均 磁 通 密 度 ( 对 应 于 每 极 磁 通
!
) 与 最 大 磁 通 密 度 之 比 。 对 于 正 弦 分 布 气 隙 磁 场,其 值 等 于
"%
"

提 高 电 磁 负 荷 乘 积 &!
!
,可 提 高 有 效 材 料 的 利 用 率,但 磁 负 荷 !
!
受 到 铁 心 磁 路 饱 和 以 及 铁 心 中 损 耗 的限 制,而 电 负 荷 &,则 受 导 体 中 产 生 的 损 耗,温 升 及 大 部 分 由 槽 深 所 影 响 的 漏 抗 的 限 制 。 电 磁 负 荷 推 荐 值 见表 ’ ( )。
表 ’ ( ) 电 磁 负 荷 &,!
!
推 荐 值电 磁 负 荷 同 步 电 机 异 步 电 机 直 流 电 机
!
!
%* +,-,/,/ +,’,+,0’ +,’,/,/
&%( 1&%2) 3
空 冷 )+,4+ "+,4+ "+,0+
水 冷 4+,//+ — —
导 体 直 接 冷 却 0+,"’+ — —
电 磁 负 荷 及 其 相 互 关 系 很 难 用 固 定 的 原 则 来 确 定,在 实 际 设 计 中,较 多 参 考 采 用 已 有 的 同 类 产 品 的 统 计平 均 值 。
电 机 主 要 尺 寸 比 是 指 电 机 有 效 部 分 长 度 与 直 径 或 极 距 之 比,其 比 值 用
#
表 示 。
对 交 流 电 机 为 定 子 铁 心 有 效 长 度 与 极 距 之 比,而 对 直 流 电 机 常 指 电 枢 铁 心 长 度 与 直 径 之 比 。 当 电 磁 负荷 &,!
!
范 围 初 定 后,按 式 ’,/,/ 即 可 初 步 确 定 有 效 部 分 体 积 #
"
$5。 故
#
值 一 旦 选 定 后,即 可 确 定 电 机 有 效部 分 的 尺 寸 # 和 $5。 比 值
#
较 大 的 电 机 呈 细 长 形,一 般 较 经 济,尤 其 对 希 望 转 动 惯 量 较 小 的 调 速 电 机 较 合适,但 其 通 风 冷 却 条 件 往 往 相 对 较 差 ; 比 值
#
较 小 的 电 机 呈 粗 短 形,具 有 较 长 的 端 部 绕 组,通 风 冷 却 条 件 相 对较 好 。
#
值 的 选 择 往 往 参 考 实 际 同 类 电 机 的 平 均 值 。 根 据 不 同 种 类 和 不 同 用 途,电 机
#
值 的 变 化 范 围 较 大,
通 常 为 +,’,6,甚 至 更 大 。
( 三 ) 电 机 输 出 功 率 的 限 制随 着 电 机 单 机 容 量 的 增 长,单 位 功 率 的 有 效 材 料 消 耗 降 低,电 机 效 率 提 高 。 提 高 发 电 机 的 单 机 容 量 有 很大 经 济 意 义,大 型 设 备 的 电 力 传 动,也 要 求 电 动 机 单 机 容 量 愈 来 愈 大 。
大 型 同 步 发 电 机 转 动 部 件 在 运 行 中 承 受 很 大 的 离 心 力 作 用,转 子 圆 周 速 度 受 现 有 材 料 的 强 度 限 制 ; 单 机容 量 受 最 大 转 子 直 径 的 限 制 ; 而 单 位 体 积 容 量 的 增 加 受 到 冷 却 条 件 或 铁 磁 材 料 饱 和 的 限 制 。 随 着 冷 却 技 术的 发 展,单 机 容 量 不 断 增 长 。 采 用 超 导 体 作 励 磁 绕 组 能 大 大 提 高 电 机 的 磁 负 荷,是 增 加 单 位 体 积 容 量 的 一 个重 要 途 径 。
直 流 电 机 单 机 容 量 的 增 加 受 到 允 许 的 电 枢 圆 周 速 度 及 换 向 条 件 的 限 制 。
异 步 电 动 机 运 行 时 要 从 电 网 吸 取 无 功 功 率,大 容 量 的 电 力 驱 动 采 用 同 步 电 动 机 更 合 理,因 而 目 前 生 产 的异 步 电 动 机 最 大 功 率 约 为 几 兆 瓦 。
·"7"· 新 编 电 气 工 程 师 手 册三,电 机 绕 组
( 一 ) 电 机 绕 组 分 类根 据 所 起 作 用 不 同,绕 组 主 要 分 两 大 类,一 类 是 为 了 产 生 气 隙 主 磁 通 的 主 极 励 磁 绕 组 ; 另 一 类 是 与 主 磁通 相 对 运 动 感 生 电 动 势 的 电 枢 绕 组 。 异 步 电 机 的 定 子 绕 组 兼 起 励 磁 绕 组 的 作 用,转 子 绕 组 则 感 生 电 动 势 与电 流 。 直 流 电 机 除 电 枢 绕 组 和 励 磁 绕 组 外,为 了 改 善 换 向,大 都 装 有 换 向 极 绕 组 和 补 偿 绕 组 ; 同 步 电 机,为 了防 止 振 荡 和 改 善 某 些 性 能,或 因 起 动 需 要,一 般 装 有 阻 尼 绕 组 或 起 动 绕 组,但 对 于 小 型 电 机,这 些 绕 组 往 往 可以 省 略 。
交 流 电 机 中 的 电 枢 或 定 子 绕 组,简 称 为 交 流 绕 组 ; 直 流 电 机 中 的 电 枢 绕 组,称 为 直 流 电 枢 绕 组 。
交 流 绕 组 有 多 种 分 类 方 法,按 绕 组 布 置 分 类 有 集 中 绕 组 及 分 布 绕 组 ; 按 相 带 分 类,有 !"#$,%#$和 &#$相 带绕 组 ; 按 每 极 每 相 槽 数 ! 分 类,有 整 数 槽 绕 组 及 分 数 槽 绕 组 ; 按 槽 内 线 圈 边 层 数 分 类,有 单 层 绕 组,双 层 绕 组和 单 双 层 绕 组 ; 按 线 圈 形 状 和 端 部 连 接 方 式 分 类,有 叠 绕 组,波 绕 组 以 及 同 心 式,链 式,交 叉 式 绕 组 ; 按 绕 组 产生 磁 势 波 形 分 类,有 正 弦 绕 组 和 梯 形 绕 组 。
直 流 电 枢 绕 组,一 般 按 绕 组 元 件 与 换 向 片 之 间 连 接 规 律 不 同 而 分 为 叠 绕 组,波 绕 组 和 蛙 绕 组 。
( 二 ) 电 机 交 流 绕 组绕 组 的 构 成 原 则 是,!) 在 一 定 的 导 体 数 下,绕 组 的 合 成 磁 动 势 及 电 动 势 在 空 间 波 形 分 布 上 力 求 接 近 正 弦波 形,在 数 量 上 力 求 获 得 较 大 的 基 波 磁 动 势 和 基 波 电 动 势,而 且 绕 组 的 损 耗 要 小,用 铜 量 要 省 ; ") 对 多 相 绕 组各 相 磁 动 势 和 电 动 势 要 对 称,电 阻 和 电 抗 要 平 衡 。
交 流 绕 组 根 据 相 数,有 单 相,两 相,三 相 和 六 相 等 接 线 方 法,大 多 采 用 三 相,但 在 小 功 率 电 机 中,单 相 采 用较 多 。
常 用 的 三 相 交 流 绕 组 型 式 有 单 层 同 心 式,单 层 交 叉 式,单 层 链 式,双 层 叠 绕,双 层 波 绕 和 单 双 层 绕 组 。
单 层 绕 组 每 槽 放 一 个 线 圈 边,它 等 效 于 全 距 分 布 绕 组 。 单 层 同 心 式 绕 组 由 几 何 尺 寸 和 节 距 不 等 的 线 圈连 成 同 心 形 状 的 线 圈 组 构 成 。 单 层 交 叉 式 绕 组 用 于 ! 为 奇 数 时,绕 组 由 线 圈 个 数 和 节 距 不 等 的 两 种 线 圈 构成 。 单 层 链 式 绕 组 由 形 状,几 何 尺 寸 和 节 距 相 同 的 线 圈 连 成 。
双 层 绕 组 每 槽 分 上 下 两 层 放 两 个 线 圈 边 。 双 层 绕 组 所 有 线 圈 的 形 状,几 何 尺 寸 相 同,端 部 排 列 整 齐,可选 择 有 利 节 距,以 改 善 电 动 势 和 磁 动 势 波 形 。 双 层 绕 组 分 叠 绕 组 及 波 绕 组 。 叠 绕 组 线 圈 的 合 成 节 距 "

( "
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) "
"
,常 取 !; 波 绕 组 "

( "
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"!
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为 极 距 ) 。 线 圈 节 距 可 分 为 整 距 ( "
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(
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),短 距 ( "
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+
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) 或 长 矩 ( "
!
,
!
),但 一 般 不 用 长 距 线 圈 。
双 层 叠 绕 组 广 泛 用 于 大,中,小 型 同 步 电 机 及 异 步 电 机 的 定 子 绕 组 。 双 层 波 绕 组 可 减 少 线 圈 组 之 间 的 连接 线,常 用 于 多 极 数 凸 极 同 步 电 机,特 别 是 水 轮 发 电 机 的 定 子 绕 组 及 绕 线 转 子 异 步 电 机 的 转 子 绕 组 。
单 相 交 流 绕 组 用 于 单 相 电 机,一 般 由 两 个 轴 线 在 空 间 错 开 -#$( 电 角 度 ) 的 绕 组 组 成,一 个 称 为 工 作 绕 组或 主 绕 组,从 电 源 输 入 功 率,用 以 产 生 主 磁 场 ; 另 外 一 个 称 为 起 动 绕 组 或 辅 助 绕 组 。 起 动 时,两 个 绕 组 磁 动 势在 气 隙 中 建 立 合 成 旋 转 磁 动 势,起 动 电 动 机 。 根 据 不 同 的 运 行 特 性 要 求,有 些 单 相 电 机 的 主,辅 绕 组 占 总 槽数 的 比 例 分 别 为 ".& 和 !.&,有 些 单 相 电 机 则 是 两 个 绕 组 所 占 槽 数 相 等 。
单 相 绕 组 有 单 层,双 层 和 正 弦 绕 组 等 不 同 型 式 。 单 层 绕 组 在 小 功 率 电 机 中 使 用 较 多,一 般 做 成 同 心 式 绕组 。 双 层 绕 组 一 般 采 用 链 式 绕 组,当 采 用 节 距 为 "
!
.& 时,可 以 消 除 绕 组 磁 动 势 中 的 三 次 谐 波,有 利 于 起 动 。
正 弦 绕 组 从 线 圈 的 形 状 来 看,与 单 层 同 心 式 绕 组 相 似 。 但 定 子 每 槽 内 导 体 数 不 等,其 目 的 是 使 磁 动 势 分 布 接近 于 正 弦 波 形 。
正 弦 绕 组 能 显 著 地 削 弱 高 次 谐 波,从 而 改 善 电 动 机 的 运 行 性 能,对 控 制 电 机,则 可 提 高 电 气 精 度,但 有 些槽 的 槽 满 率 较 低,绕 组 因 数 较 小,影 响 了 铁 心 和 绕 组 的 利 用 率 。 为 此,近 年 来 出 现 了 具 有 大 小 不 同 槽 形 的 设计 。
·&/"·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 三 ) 绕 组 感 应 电 动 势 及 绕 组 因 数绕 组 每 个 线 圈 的 感 应 电 动 势 可 按 电 磁 感 应 定 律 求 得,若 每 极 磁 通
!
以 频 率 ! 相 对 于 匝 数 为 "
!
的 线 圈 作周 期 性 变 化,则 线 圈 的 感 应 电 动 势 平 均 值 # $ % 为
# " #!"
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( $%&%’)
对 交 流 电 机,感 应 电 动 势 按 有 效 值 计 算,若 绕 组 每 相 串 联 匝 数 为 ",并 用 绕 组 因 数 &
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来 考 虑 线 圈 分 布和 短 距 的 影 响,则 绕 组 感 应 电 动 势 # $ % 为
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式 中 &
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— — — 波 形 因 数,若 气 隙 磁 场 为 正 弦 分 布,&
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感 应 电 动 势 的 谐 波 分 量 为
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式 中 !
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绕 组 因 数 &
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和 短 距 因 数 &
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对 于
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对 于 整 数 槽 绕 组,分 布 因 数 可 用 下 式 表 示,
&
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( $-&-3)
短 距 因 数 可 用 下 式 表 示,
&
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" /01(
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,’) ( $-&-&6)
式 中
"
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"
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,( )— — — 节 距,
#
— — — 极 距,均 以 槽 数 计 ) 。
( 四 ) 直 流 电 枢 绕 组,短 路 绕 组 与 磁 极 绕 组直 流 电 枢 绕 组 属 于 闭 合 绕 组,通 过 换 向 器 被 正 负 电 刷 分 成 若 干 并 联 支 路,并 通 过 电 刷 与 外 电 路 相 连 。
直 流 电 枢 绕 组 可 分 为 叠 绕 组 和 波 绕 组,以 叠 绕 组 为 基 础 与 波 绕 组 复 合 还 可 组 成 蛙 绕 组 。 根 据 并 联 支 路数 的 多 少,直 流 电 枢 绕 组 又 可 分 为 单 绕 组 和 复 绕 组,如 单 波 绕 组,复 波 绕 组 等 。
电 枢 绕 组 各 对 支 路 的 对 应 元 件 在 磁 场 中 的 位 置 都 相 同 时,称 为 对 称 绕 组 。 对 称 绕 组 的 特 点 是,在 磁 极 对称 分 布 的 情 况 下,各 对 支 路 的 电 动 势 都 相 等,而 每 对 支 路 内 部 环 路 中 的 电 动 势 之 和 等 于 零,因 此,空 载 时 绕 组内 部 没 有 环 流 。
实 际 上,由 于 材 料 的 不 均 匀 性,以 及 各 极 下 气 隙 的 大 小 的 偏 差,使 各 极 下 的 总 磁 通 不 等,引 起 各 对 支 路 内感 应 电 动 势 之 间 彼 此 不 平 衡,引 起 环 流 而 使 电 机 性 能 恶 化 。 为 此,可 将 电 枢 绕 组 中 电 位 相 等 的,等 电 位 点,用均 压 线 连 接 起 来,以 消 除 各 对 支 路 间 的 不 平 衡 现 象 。
各 种 绕 组 的 应 用 范 围 如 下,单 波 绕 组 主 要 用 于 正 常 电 压,电 枢 电 流 小 于 266 7 &6668 的 中 小 型 直 流 电 机中 ; 单 叠 和 复 波 绕 组 主 要 用 于 电 枢 电 流 大 于 266 7 &6668,容 量 为 几 百 千 瓦 的 电 机 ; 两 极 电 机 一 般 都 用 单 叠 绕组,并 联 支 路 数 为 ’,不 用 均 压 线 ; 复 叠 绕 组 并 联 支 路 较 多,用 于 低 电 压,大 电 流 的 直 流 电 机 中 ; 蛙 绕 组 不 需 接均 压 线,其 换 向 性 能 较 好,但 散 热 条 件 较 差,按 其 基 本 绕 组 ( 叠 绕 组 ) 确 定 适 用 范 围 。
异 步 电 机 的 笼 型 转 子 绕 组 及 同 步 电 机 的 阻 尼 绕 组 一 般 自 成 闭 合 回 路,统 称 为 短 路 绕 组 。
异 步 电 机 笼 型 转 子 绕 组 由 置 于 铁 心 槽 中 的 导 条 及 将 导 条 短 接 的 端 环 组 成 。 导 条 形 状 有 圆 形,矩 形,梯形,特 殊 形 状 以 及 双 笼 导 条,主 要 根 据 电 机 起 动 性 能 的 要 求 选 定 。 常 用 的 有 铸 铝 笼 及 焊 接 铜 ( 或 铝 ) 笼 。 随 着变 频 技 术 的 发 展,特 殊 槽 形 和 双 笼 导 条 日 趋 少 用 。
应 该 指 出,为 了 避 免 谐 波 附 加 转 矩 和 单 向 磁 拉 力,转 子 槽 数 的 选 择 非 常 重 要 。 同 时 为 了 改 善 起 动 性 能 和降 低 噪 声,可 采 用 导 条 偏 斜 & 7 ’ 个 定 子 槽 距 离 的 斜 槽 转 子 。
·#2’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册同 步 电 机 的 阻 尼 绕 组 结 构 与 异 步 电 机 笼 型 绕 组 结 构 相 似 。 阻 尼 绕 组 可 对 负 序 电 流 起 阻 尼 作 用,并 可 抑制 同 步 电 机 的 振 荡,提 高 电 机 运 行 的 可 靠 性 。 对 于 同 步 电 动 机 还 可 作 为 起 动 绕 组 使 用 。
主 磁 极 绕 组 流 过 直 流 电 流 建 立 励 磁 磁 场,它 按 所 需 的 励 磁 磁 动 势 设 计 。 隐 极 同 步 电 机 的 励 磁 绕 组 为 同心 式 分 布 绕 组,嵌 在 转 子 槽 中,其 励 磁 磁 动 势 的 波 形 为 阶 梯 形 波 。 凸 极 同 步 电 机 和 直 流 电 机 的 磁 极 绕 组 为 安装 在 磁 极 铁 心 上 的 集 中 绕 组,其 磁 动 势 的 波 形 为 矩 形 。
四,气 隙 磁 场 与 磁 路
( 一 ) 交 流 绕 组 磁 动 势交 流 绕 组 建 立 的 基 波 磁 动 势,在 同 步 电 机 内 是 电 枢 反 应 磁 动 势 ; 而 在 异 步 电 机 内,它 的 一 个 分 量 是 产 生空 载 气 隙 磁 场 的 励 磁 磁 动 势,另 一 个 分 量 用 以 补 偿 转 子 磁 动 势 。
单 相 分 布 绕 组 中 流 过 频 率 为 ! 的 交 流 电 流 时,产 生 一 个 在 空 间 呈 阶 梯 形 分 布,轴 线 相 对 于 绕 组 固 定 不动,大 小 随 时 间 交 变 的 脉 振 磁 动 势,其 脉 振 频 率 等 于 绕 组 中 的 电 流 频 率 。 该 脉 振 磁 动 势 在 空 间 的 分 布 可 分 解为 基 波 及 一 系 列 高 次 谐 波,其 表 达 式 为
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式 中 $— — — 相 绕 组 串 联 匝 数 ;
&— — — 相 电 流 有 效 值 ;
!
— — — 距 离 相 绕 组 轴 线 的 空 间 角 度 ;
"
及 ’
#$"
— — — 高 次 谐 波 的 次 数 及 其 绕 组 因 数 ;
#
— — — 电 流 角 频 率,
#
! "
$
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由 式 ( 01)1))) 可 知,任 何 一 次 脉 振 磁 动 势 都 是 由 振 幅 相 等,旋 转 方 向 相 反 的 两 个 旋 转 磁 动 势 波 合 成 的 。
对 称 三 相 绕 组 流 过 三 相 对 称 电 流 时,磁 动 势 是 三 个 在 时 间 相 位 和 空 间 相 位 都 互 相 间 隔 )"23电 角 度 的 脉振 磁 动 势 合 成 磁 动 势 。 其 空 间 分 布 是 一 个 旋 转 阶 梯,见 图 0 - ),以 4 相 绕 组 轴 线 为 坐 标 起 轴,三 相 绕 组 合 成磁 动 势 表 达 式 为
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) - … ] ( 01)1)")
由 式 ( 01)1)") 可 知,合 成 基 波 磁 动 势 是 一 个 正 弦 分 布,波 幅 恒 定 的 旋 转 磁 动 势 。 电 流 在 时 间 相 位 上 变 化的 电 角 度 数,等 于 磁 动 势 在 空 间 移 过 的 电 角 度 数,其 转 向 由 超 前 相 朝 滞 后 相 的 方 向 旋 转 。 当 某 电 流 达 最 大 值时,合 成 磁 动 势 波 幅 就 与 该 相 绕 组 轴 线 重 合 。 合 成 基 波 磁 动 势 的 极 对 数 为 (,幅 值 为
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其 转 速 即 为 同 步 转 速 *
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次 谐 波 磁 动 势 的 极 对 数 为
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·06"·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
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图 & ) ( 三 相 合 成 磁 动 势 在 三 个 瞬 时 的 空 间 分 布 波 形对 于 不 同 的 三 相 绕 组,其 所 含 谐 波 磁 动 势 的 次 数 见 表 & ) *。
表 & ) * 三 相 绕 组 谐 波 磁 动 势 次 数相 带 谐 波 次 数
"
特 点
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存 在 (( 次 及 以 上 的 奇 次 谐 波
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要 求 星 ) 三 角 混 合 联 结 法 的 星 形 联 结 部 分 和 三 角 形 联 结 部 分 的 合 成 磁 动 势 相 等,空 间 互 差 -#,电 角 度 。
( 二 ) 电 机 空 载 气 隙 磁 场在 直 流 电 机 和 同 步 电 机 中,由 磁 极 绕 组 的 直 流 励 磁 动 势 建 立 ; 而 在 异 步 电 机 中,则 由 定 子 绕 组 的 交 流 磁动 势 建 立 。
直 流 电 机 主 极 极 弧 形 状 大 致 有,() 均 匀 气 隙 ; +) 偏 心 气 隙 ( 极 弧 与 电 枢 外 圆 不 同 心,使 气 隙 从 主 极 中 心 向
·"0+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册极 尖 处 逐 渐 增 大 ) ; !) 极 尖 削 角 的 均 匀 气 隙 ( 气 隙 从 极 弧 两 端 约 "#$ 长 度 处 至 极 尖 逐 渐 增 大 ) 。 后 两 种 极 弧 形状 可 削 弱 由 电 枢 反 应 所 引 起 的 气 隙 磁 场 畸 变 。
凸 极 同 步 电 机 的 磁 极 极 弧 形 状 大 致 有 两 种,") 沿 极 弧 范 围 内 气 隙 是 变 化 的,得 到 接 近 正 弦 波 形 的 磁 场 分布,要 求 气 隙 按 照
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为 磁 极 中 心 处 气 隙 长 度 ) 变 化 ; )) 气 隙 均 匀,得 到 近 似 的 矩 形 磁 场 分布 。
在 异 步 电 机 中,气 隙 是 均 匀 的,当 铁 心 不 饱 和 时,气 隙 磁 场 沿 定 子 内 圆 的 分 布 与 每 极 下 的 励 磁 磁 动 势 的分 布 波 形 基 本 一 致,近 似 为 正 弦 形 。 但 在 实 际 电 机 中,铁 心 有 些 饱 和,因 此,每 极 下 的 磁 场 分 布 呈 平 顶 波 形 。
( 三 ) 电 机 磁 路 计 算 原 理磁 路 计 算 是 按 给 定 的 电 机 端 电 压 求 得 所 需 的 每 极 主 磁 通,进 而 求 取 磁 路 各 部 分 磁 通 密 度 和 磁 位 降,计 算所 需 的 磁 动 势,励 磁 电 流 以 及 空 载 特 性 。
磁 路 计 算 方 法 的 依 据 是 全 电 流 定 律 " %
!
#· *$,即 所 需 的 总 磁 动 势 可 由 磁 场 强 度 的 线 积 分 求 得,通 常取 沿 磁 通 密 度 最 大 的 路 径 作 为 积 分 回 路 。 实 际 计 算 是 通 过 求 各 段 磁 路,例 如 气 隙,齿,轭,极 身 等 部 位 磁 位 降的 总 和 )#
+
$
+
。 代 替 积 分,求 得 总 磁 动 势 。 图,- ) 表 示 一 凸 极 同 步 电 机 的 磁 路,其 磁 路 可 分 为 下 列,段,空气 隙,定 子 齿,定 子 轭,磁 极,转 子 轭 。 由 于 电 机 磁 路 中 磁 通 变 化 频 率 一 般 不 高,计 算 时 都 按 似 稳 场 处 理 。
图,- ) 凸 极 同 步 电 机 的 磁 路每 极 磁 路 中,空 气 隙 的 磁 位 降 通 常 占 较 大 的 比 例 ( 约 占 $./ 0 1./或 以 上 ) 。
五,电 感 与 电 抗
( 一 ) 电 机 绕 组 主 电 抗 与 漏 电 抗多 相 交 流 绕 组 的 每 相 主 电 抗 %
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由 下 式 计 算,
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式 中 )
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— — — 电 机 磁 路 总 磁 位 降 与 气 隙 磁 位 降 之 比 。
对 异 步 电 机,主 电 抗 即 为 励 磁 电 抗 ; 对 同 步 电 机,主 电 抗 为 电 枢 反 应 电 抗,其 中 隐 极 电 机 !
6
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2
,而 对 凸极 电 机,应 分 解 为 直 轴 及 交 轴 电 枢 反 应 电 抗 !
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及 !
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如 果 以,
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为 基 准,主 电 抗 的 标 幺 值 为
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漏 磁 通 是 绕 组 所 产 生 总 磁 通 的 一 部 分,也 能 在 绕 组 中 感 生 电 动 势,该 电 动 势 频 率 与 产 生 该 磁 通 的 电 流 频率 相 同,并 通 常 用 漏 抗 压 降 表 示,因 而 每 一 漏 抗 都 与 某 一 部 分 漏 磁 通 相 对 应 。 漏 磁 通 不 参 与 能 量 转 换,相 应的 漏 抗 有 槽,端 部,齿 冠 漏 抗 和 谐 波 漏 抗 。 漏 抗 %
6
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可 用 下 式 计 算,
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·::)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇式 中
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— — — 单 位 铁 心 有 效 长 度 的 各 部 分 比 漏 磁 导 之 和,其 中 !的 计 算 见 参 考 文 献 [ "] 。
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为 基 准 值 的 漏 电 抗 标 幺 值 为
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漏 电 抗 与 ’$ (
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成 正 比 。 正 确 选 择 电 磁 负 荷 和 通 过 调 整 电 磁 负 荷 的 比 值 来 使 漏 电 抗 值 符 合 性 能 要 求 。
例 如,增 加 绕 组,匝 数 ),使 ’ 增 大 而 使 (
$
降 低,则 漏 电 抗 将 增 大 ; 反 之 减 少 匝 数,漏 电 抗 将 减 小 。 另 外 改 变各 部 分 漏 磁 导
!%
也 可 改 变 漏 电 抗 的 大 小 。
( 二 ) 电 机 电 抗 对 电 机 运 行 性 能 的 影 响电 抗 对 交 流 电 机 稳 态 运 行 性 能 的 影 响 见 表 ) * )。 直 流 电 机 电 枢 绕 组 漏 磁 通 因 换 向 过 程 中 电 流 的 变 化而 变 化,在 换 向 元 件 中 感 生 电 抗 电 动 势,它 阻 止 换 向 电 流 变 化,对 换 向 不 利 。 与 该 漏 磁 通 相 应 的 漏 磁 导 减 小,
则 电 抗 电 动 势 越 小,能 改 善 换 向 。
表 ) * ) 电 抗 对 交 流 电 机 稳 态 运 行 性 能 的 影 响电 抗 影 响 的 参 量 或 性 能 影 响 情 况同 步 电 抗
*

% *
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,*。
( 对 同 步 电 机 )
短 路 比 $
-
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$
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越 小,静 态 运 行稳 定 性 越 高电 压 变 化 率 *

越 小,电 压 变 化 率 越 小线 路 充 电 容 量
*

越 小,允 许 的 线 路 充 电 容 量 越大稳 态 短 路 电 流 *

越 小,稳 态 短 路 电 流 越 大漏 电 抗 *
"
"
( 对 异 步 电 机 )
过 载 能 力 ( 最 大 转 矩 +
0+1

+
0+1$
/$ *
"
,故 *
"
越 小,过 载 能力 越 大起 动 性 能 ( 起 动 转 矩 +
23
,及 起 动电 流 "
23

+
23$
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"
,故 *
"
越 小,起 动 转 矩越 大,但 起 动 电 流 也 越 大功 率 因 数 *
"
不 功 率 因 数 般 较 高
#
#
若 调 整 电 磁 负 荷 比 值 使 45 减 小,这 时 4,也 减 小,使 励 磁 电 流 增 大,则 功 率 因 数 有 可 能 降 低 。
六,损 耗
( 一 ) 电 机 基 本 铁 耗在 铁 心 中 主 磁 通 交 变 引 起 磁 滞 及 涡 流 损 耗,
67
$8,常 按 下 式 计 算,
,
67
% $,
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67
式 中 ;— — — 考 虑 铁 心 加 工,磁 通 密 度 分 布 不 均 匀 等 因 素 使 铁 损 耗 增 加 的 修 正 系 数 ;
·<="· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!
!"#$
— — — 频 率 为 #$%&,磁 通 密 度 为 !’ 时 铁 心 材 料 ( 硅 钢 片 ) 的 单 位 损 耗 ( (")*) ;
"— — — 铁 心 磁 通 密 度 ( ’) ;
#— — — 磁 通 交 变 频 率 ( %&) ;
$
+,
— — — 铁 心 质 量 ( )*) 。
应 分 别 计 算 定 子 或 电 枢 铁 心 的 齿,轭 部 铁 损 耗,然 后 相 加 。 正 常 运 行 时,同 步 电 机 的 磁 极 极 身 主 磁 通 不变,异 步 电 机 转 子 内 的 磁 通 变 化 频 率 很 低,基 本 铁 损 耗 均 可 忽 略 。
( 二 ) 电 机 绕 组 电 阻 损 耗绕 组 电 阻 损 耗 是 电 流 流 过 绕 组 电 阻 所 产 生 的 %
-
& 损 耗 ( 铜 损 耗 ) 。 按 国 家 标 准 规 定 计 算 损 耗 时,绕 组 电阻 应 折 算 到 与 绕 组 绝 缘 等 级 相 对 应 的 基 准 工 作 温 度 。
对 多 相 交 流 电 机,应 为 各 相 绕 组 损 耗 之 和,其 电 阻 为 直 流 电 阻 值 ; 对 直 流 电 机,除 电 枢 绕 组 的 电 阻 损 耗外,还 应 包 括 与 之 串 联 的 换 向 极 绕 组 及 补 偿 绕 组 的 电 阻 损 耗 。
对 带 励 磁 绕 组 的 同 步 电 机 或 直 流 电 机,应 计 入 励 磁 绕 组 的 损 耗 。
若 电 机 有 电 刷 与 集 电 环 或 换 向 器 时,还 应 计 算 电 刷 接 触 损 耗 。
( 三 ) 电 机 杂 散 损 耗由 定,转 子 绕 组 中 电 流 产 生 的 漏 磁 场 及 高 次 谐 波 磁 场,以 及 由 气 隙 磁 导 变 化 产 生 的 气 隙 磁 场 变 化 而 引 起的 损 耗 称 为 杂 散 损 耗 。
杂 散 损 耗,按 产 生 损 耗 有 效 部 位,分 为 杂 散 铁 损 耗 和 杂 散 铜 损 耗 ; 按 产 生 时 的 工 作 状 况,可 分 为 空 载 和 负载 杂 散 损 耗 。 空 载 杂 散 损 耗 基 本 上 是 杂 散 铁 损 耗,常 与 基 本 铁 损 耗 一 起 包 括 在 空 载 铁 损 耗 中 。
杂 散 铁 损 耗 主 要 为 表 面 损 耗 和 脉 振 损 耗 。 空 载 杂 散 铁 损 耗 是 因 定 子 ( 或 转 子 ) 开 槽 导 致 磁 导 变 化 引 起 气隙 磁 通 脉 动,在 转 子 ( 定 子 ) 表 面 上 所 产 生 的 表 面 损 耗 和 进 入 齿 中 磁 通 脉 振 所 产 生 的 脉 振 损 耗 。 负 载 杂 散 铁损 耗 主 要 是 由 定 子 ( 或 转 子 ) 负 载 电 流 所 引 起 的 磁 动 势 谐 波 磁 通,在 转 子 ( 或 定 子 ) 上 产 生 的 表 面 损 耗 和 脉 振损 耗,还 有 由 端 部 漏 磁 在 金 属 构 件 中 产 生 的 涡 流 损 耗 和 斜 槽 笼 型 转 子 导 条 间 横 向 电 流 在 叠 片 铁 心 中 引 起 的损 耗 。
杂 散 铜 损 耗 包 括 由 槽 漏 磁 通 引 起 导 体 中 电 流 集 肤 效 应 使 绕 组 电 阻 值 增 大,以 及 导 体 由 多 股 线 并 联 时,因各 股 线 所 处 位 置 不 同,感 生 的 漏 磁 电 动 势 不 同,以 致 在 股 线 间 产 生 环 流 而 引 起 的 损 耗 。 对 异 步 电 机,还 包 括由 定 子 谐 波 磁 通 在 转 子 绕 组 中 感 生 的 谐 波 电 流 所 产 生 的 损 耗,以 及 斜 槽 笼 型 转 子 因 流 动 于 导 条 间 的 横 向 电流 而 在 导 条 中 所 产 生 的 损 耗 。
应 该 指 出,影 响 杂 散 损 耗 的 因 素 较 多,很 难 正 确 计 算,其 测 试 也 不 易 精 确,往 往 是 通 过 测 定 总 损 耗,然 后从 中 减 去 所 测 定 的 各 基 本 损 耗 之 和 来 确 定 。
( 四 ) 电 机 风 摩 损 耗风 扇 及 通 风 系 统 损 耗 取 决 于 风 扇 的 型 式 及 尺 寸,通 风 系 统 结 构 以 及 冷 却 介 质 密 度 等 。 电 机 转 子 表 面 与冷 却 介 质 的 摩 擦 损 耗 取 决 于 转 子 直 径,长 度 及 圆 周 速 度,约 与 转 子 直 径 的 五 次 方,转 速 的 三 次 方 成 正 比 。 轴承 损 耗 取 决 于 轴 承 型 式,承 受 的 比 压 力,轴 颈 圆 周 速 度 及 润 滑 情 况 。 电 刷 摩 擦 损 耗 取 决 于 电 刷 的 形 式,比 压力,接 触 面 积,集 电 环 或 换 向 器 的 圆 周 速 度 。 风 摩 损 耗 一 般 情 况 下 为 上 述 各 损 耗 之 和 。
七,结 构 设 计
( 一 ) 电 机 定 子 机 座按 安 装 结 构 型 式 可 分 为 卧 式 和 立 式 两 种,从 国 家 标 准,/001,电 机 结 构 及 安 装 型 式 代 号,中 可 看 出 电 机各 种 安 装 结 构 型 式 。
对 电 机 机 座 有 以 下 基 本 要 求,
!2机 座 应 具 有 足 够 的 强 度 和 刚 度,使 其 在 加 工,运 输,起 吊,分 瓣 放 置 和 运 行 中 能 承 受 各 种 机 械 作 用 力,
·01-·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇电 磁 力 而 不 致 产 生 有 害 变 形 。 通 常 具 有 足 够 刚 度 的 机 座,也 能 满 足 强 度 要 求 。
!"机 座 应 便 于 加 工,运 输,安 装 和 检 修 。
#"机 座 内 圆 空 间 应 得 到 充 分 利 用,并 应 满 足 通 风 冷 却 的 要 求,直 流 电 机 机 座 还 应 满 足 磁 路 要 求 。
$"机 座 的 中 心 高 和 底 脚 安 装 尺 寸 应 符 合 有 关 标 准 和 技 术 条 件 的 规 定 。
%"大 型 两 极 汽 轮 发 电 机 铁 心 振 动 的 双 倍 振 幅 如 达 到 或 超 过 #& ’ $&(
!
) 时,应 采 用 隔 振 措 施 。 氢 冷 汽 轮发 电 机 的 机 座 应 满 足 密 封 和 氢 爆 安 全 的 要 求 。
*"大 型 水 轮 发 电 机 的 机 座 应 能 适 应 铁 心 热 膨 胀 的 要 求,刚 度 应 满 足 运 输,吊 装 要 求 。
+"微 特 电 机 的 机 座 除 应 具 有 足 够 的 强 度 外,还 应 能 承 受 潮 湿,盐 雾,霉 菌,温 度 骤 变,强 冲 击 等 严 酷 环 境条 件 的 影 响 。 其 材 料 的 热 膨 胀 系 数 应 与 定 子 铁 心 的 接 近 。
( 二 ) 电 机 定 子 受 力 分 析 及 变 形电 机 运 行 时 定 子 铁 心 承 受 切 向 力 及 径 向 力,并 传 递 到 机 座,同 时 承 受 自 身 的 重 量,机 座 的 变 形 影 响 电 机气 隙 均 匀 度,因 此 机 座 应 有 足 够 的 刚 度 。 对 气 隙 较 大 的 一 般 同 步 电 机 和 直 流 电 机,机 座 小 量 变 形 是 允 许 的,
可 不 进 行 精 确 计 算 。 对 于 异 步 电 机 和 功 率 较 大 的 卧 式 同 步 电 机 以 及 直 流 电 机,应 计 算 机 座 变 形 量,机 座 最 大变 形 量 一 般 不 应 超 过 气 隙 长 度 的,(,&。
中,大 型 电 机 应 计 算 定 子 的 固 有 振 动 频 率,以 避 免 气 隙 谐 波 磁 场 产 生 的 径 向 力 频 率 接 近 而 产 生 共 振 。
( 三 ) 电 机 定 子 绕 组 受 力 分 析定 子 槽 部 绕 组 承 受 两 倍 电 流 频 率 的 交 变 电 磁 力,其 大 小 正 比 于 上,下 层 线 圈 边 电 流 的 乘 积 以 及 槽 内 线 圈边 的 长 度 。 当 同 槽 的 两 线 圈 边 电 流 方 向 相 同 时,电 磁 力 将 使 两 线 圈 边 向 槽 底 挤 压 ; 当 两 线 圈 边 电 流 方 向 相 反时,电 磁 力 将 上 层 线 圈 边 压 向 槽 楔,下 层 线 圈 边 压 向 槽 底 。 该 电 磁 力 使 槽 部 绕 组 周 期 性 振 动,特 别 在 发 电 机线 端 短 路 及 电 动 机 转 子 堵 转 时 更 为 严 重 。 因 此,必 须 使 导 体 与 绝 缘 形 成 坚 固 的 整 体,防 止 出 现 事 故 时 因 绕 组受 力 产 生 有 害 变 形 而 损 伤 绝 缘,以 及 在 正 常 运 行 时 避 免 由 于 振 动 导 致 槽 楔 松 动 和 绝 缘 磨 损 。
绕 组 端 部 磁 场 与 流 过 线 圈 端 部 的 电 流 相 互 作 用 产 生 电 磁 力,线 圈 端 部 某 单 元 承 受 的 力 与 流 过 该 单 元 的电 流,单 元 长 度 及 该 单 元 处 磁 密 成 正 比 。 短 路 时 绕 组 端 部 承 受 非 常 大 的 应 力,应 注 意 绑 扎 牢 靠 或 用 端 箍,支架 固 定 。
( 四 ) 电 机 转 轴是 电 机 转 动 部 分 的 关 键 部 件 。 它 要 传 递 转 矩,承 受 转 子 全 部 重 力 和 单 边 磁 拉 力,还 要 承 受 弯 矩,轴 向 推力 和 扭 振 时 所 产 生 的 交 变 力 矩 等 。 因 此,转 轴 必 须 满 足 下 列 基 本 要 求,
,"有 足 够 的 强 度,能 承 受 运 行 中 可 能 遇 到 的 各 种 负 载 而 不 致 产 生 残 余 变 形 和 疲 劳 破 坏 。
!"有 足 够 的 刚 度 。 通 常 转 轴 的 最 大 挠 度 不 超 过 单 边 气 隙 的 %- ’,&-。 防 止 定,转 子 偏 心 引 起 不 平 衡 磁拉 力,进 一 步 增 大 偏 心 值 而 产 生 振 动 或 定,转 子 相 擦 。
#"转 轴 的 临 界 转 速 至 少 应 离 开 电 机 额 定 转 速 的 !&-。 变 速 电 机 应 工 作 在 第 一 临 界 转 速 之 下,汽 轮 发 电机 和 高 速 大 容 量 异 步 电 机 则 常 工 作 在 第 一 和 第 二 临 界 转 速 之 间,也 有 工 作 在 第 二 和 第 三 临 界 转 速 之 间 的 。
$"大 型 电 机 和 承 受 周 期 性 脉 振 转 矩 的 电 机 ( 如 柴 油 发 电 机 ) 的 轴 系,必 须 使 其 扭 振 固 有 频 率 离 开 交 变 转矩 频 率 。 特 别 是 交 流 变 频 调 速 的 电 机,因 其 频 率 随 转 速 和 负 载 变 化,应 综 合 考 虑 这 一 问 题 。
中 小 型 电 机 轴 的 材 料,常 用 #%,$&,$% 号 钢,大 型 电 机 的 轴 常 用 $% 号 钢 或 合 金 钢,并 且 轴 的 材 料 一 般 都 应经 热 处 理,以 提 高 材 料 的 机 械 强 度 和 韧 性 。 有 些 微 型 控 制 电 机 的 轴 用 不 导 磁 的 不 锈 钢 制 成 。
转 轴 常 用 结 构 钢 的 力 学 性 能 见 表 %,*。
·&/!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !" # 转 轴 常 用 结 构 钢 的 力 学 性 能钢 种热 处 理方 式截 面 直 径
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抗 拉 强 度
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屈 服 点
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冲 击 韧 度
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伸 长 率
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(,) 断 面 收 缩 率 (,)
锻 造 比
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01 正 火
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211 3!1 (0! (4 23 2( 05 (4
2126 011 331 ((! (4 23 2( 07 (5
0126 !11 301 (2! (4 23 2( 0( (3
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0! 正 火
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211 351 (!3 (4 23 2( 03 (#
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7!26 2111 321 (1! (1 22 4 (3 27
31 正 火
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(1)89,回 火 — 3!1 ((! (1 — 23 — ((
第 二 节 三 相 异 步 电 机 安 装 与 维 护一,异 步 电 动 机 安 装 前 的 检 查 及 干 燥 处 理
( 一 ) 电 动 机 的 一 般 检 查对 于 容 量 在 31+; 及 以 上 电 动 机 应 进 行 解 体 抽 芯 检 查,即 将 电 机 转 子 从 定 子 内 抽 出 进 行 检 查 。 其 检 查主 要 内 容 如 下,
·25(·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!"检 查 定 子 槽 楔 有 无 断 裂,定 子 绕 组 绝 缘 是 否 符 合 标 准 要 求 ;
#"检 查 转 子 铁 芯,轴 颈,滑 环,电 刷 等 是 否 清 洁,有 无 伤 痕 和 锈 蚀 现 象 。 绕 线 式 转 子 绕 组 的 绝 缘 是 否 符 合绝 缘 标 准,绑 线 是 否 牢 靠,应 无 松 弛 现 象 。 鼠 笼 式 转 子 导 条 和 短 路 端 环 有 无 断 裂,是 否 连 接 良 好 等 ;
$"冷 却 风 扇 应 紧 固,无 裂 痕,与 风 扇 壳 罩 应 无 撞 击 等 ;
%"对 于 同 步 电 机 和 直 流 电 机,还 应 检 查 磁 极 磁 轭 是 否 固 定 良 好,励 磁 绕 组 在 磁 极 上 应 不 松 动 。
同 时,用 压 力 小 于 # 个 大 气 压 的 清 洁,干 燥 和 无 油 渍 的 压 缩 空 气 将 电 机 内,外 吹 干 净,再 用 干 净 砂 布 擦 拭一 遍 。
在 进 行 电 机 解 体 抽 芯 检 查 之 前,还 需 做 转 动 检 查,轴 承 检 查 和 气 隙 检 查 等 。 所 谓 转 动 检 查 就 是 在 电 动 机转 子 尚 未 与 所 驱 动 的 工 作 机 械 连 接 时,用 手 转 动 转 子 进 行 检 查 。 用 手 可 轻 松 自 如 地 转 动 转 子,应 无 卡 阻 现象,不 应 有 机 械 摩 擦 碰 击 声 和 其 他 异 常 声 响 。
轴 承 检 查 就 是 将 轴 承 内 的 润 滑 油 先 用 煤 油 或 其 他 清 洁 剂 冲 洗 干 净,轴 承 滚 珠 ( 柱 ) 表 面 应 光 滑,无 裂 纹 和锈 蚀 斑 点 。 轴 承 内 套 不 应 在 轴 上 滑 动 松 脱,轴 承 外 套 应 均 匀 地 压 住 滚 动 轴 承 的 外 圈 上,应 无 歪 扭 现 象 。 轴 承外 套 与 滚 动 轴 承 应 有 不 大 于 &"!’’ 的 间 隙 。 如 果 发 现 轴 承 锈 蚀,磨 损 严 重,则 应 采 用 专 用 拆 卸 轴 承 的 工 具进 行 更 换 。 安 装 轴 承 多 采 用,热 套 法,,即 将 轴 承 浸 入 (& ) *&+的 变 压 器 油 内 $&’,-,再 将 轴 承 的 钢 印 牌 号 朝外 进 行 热 套 。 轴 承 安 装 完 毕,再 用 变 压 器 油 清 洗 干 净 后,在 轴 承 内 加 入 内 空 间 约 #.$ 的 润 滑 油 即 可 。
气 隙 检 查 即 用 塞 尺 检 测 电 机 定,转 子 间 的 气 隙 是 否 符 合 规 定 要 求,定 转 子 间 上,下,左,右 的 气 隙 不 均 匀度
!/0
是 否 在 允 许 范 围 之 内 。 凸 极 电 机 应 在 各 磁 极 下 测 定,隐 极 电 机 则 为,四 点,测 定,即 在 电 机 定,转 子 一 侧或 两 侧 各 测 量 四 次,每 次 测 量 后 转 过 *&1再 进 行 下 次 测 量 。 对 直 流 电 机 磁 场 极 下 的 气 隙 不 均 匀 度
!/0
的 要 求是,当 气 隙
!
2 $’’ 时,
!!
#&3;
!
4
"
$&3时,
!!
!&3。 交 流 电 机 的 气 隙 不 均 匀 度 则 不 能 超 过 表 5 6 7 的 规定 值 。
表 5 6 7 异 步 电 动 机 气 隙 不 均 匀 度
!/0
的 最 大 允 许 值气 隙 公 称 值 ( ’’) 不 均 匀 度 ( 3) 气 隙 公 称 值 ( ’) 不 均 匀 度 ( 3)
&"#5 #5"5 &"7& !("5
&"$& #%"5 &"75 !(8&
&"$5 #$"5 &"(& !7"5
&"%& #$"& &"(5 !7"&
&"%5 ##"& &"*& !9"&
&"5& #!"5 &"*5 !5"5
&"55 #&"5 !"&& !5"&
&"9& !*"7,! !&"&
&"95 !*"&
气 隙 不 均 匀 度 定 义 为
!/0;
!’</
6
!’,-
!=>
!&&3 ( 58#8!)
式 中
!’</
— — — 测 量 四 点 气 隙 中 的 最 大 值,’’;
!’,-
— — — 测 量 四 点 气 隙 中 的 最 小 值,’’;
!=>
— — — 测 量 四 点 气 隙 的 平 均 值,’’。 设 四 点 所 测 气 隙 大 小 分 别 为
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!$

!%
,则
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!#
@
!$
@
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),%
如 果 所 测 量 的 气 隙 不 均 匀 度 超 过 不 均 匀 度 最 大 允 许 值,则 应 在 解 体 抽 芯 检 查 后 的 回 装 过 程 中 加 以 调 整 。
·#(#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册如 所 安 装 的 电 动 机 功 率 不 超 过 !"#$,可 不 用 抽 出 转 子 检 查,而 只 需 做 一 般 检 查 即 可,其 主 要 检 查 内 容 为,
%&检 查 电 动 机 外 壳 有 无 损 伤,防 锈 漆 是 否 有 脱 落 之 处,如 防 锈 漆 脱 落 应 及 时 补 漆 ;
’&风 扇 壳 罩,风 扇 叶 片 是 否 完 好,有 无 摩 擦 碰 撞 ; 转 子 的 转 动 是 否 灵 活 自 如,轴 向 窜 动 是 否 超 过 规 定 范围 ;
(&检 查 电 动 机 的 型 号,功 率,电 压 等 是 否 与 设 计 图 纸 相 符 ;
!&测 量 电 动 机 的 绝 缘 电 阻 应 大 于 或 等 于 规 范 要 求 的 最 低 电 阻 值 。
( 二 ) 电 动 机 的 干 燥 处 理电 动 机 长 期 存 放 而 不 通 电 运 行,很 易 受 潮 而 使 绝 缘 强 度 降 低,因 此,在 安 装 电 动 机 之 前,应 选 用 合 适 的 兆欧 表 测 量 电 动 机 的 各 相 绕 组 之 间 以 及 各 相 绕 组 与 机 壳 之 间 的 绝 缘 电 阻 。
在 实 际 测 量 中,应 根 据 被 测 电 机 的 额 定 电 压 和 绝 缘 电 阻 的 大 致 范 围 选 用 兆 欧 表 。 一 般 %""") 以 下 电 机,
选 用 *""+ %"""),量 程 为 "+ ’*",
!
的 兆 欧 表,常 温 下 所 测 得 的 绝 缘 电 阻 值 均 应 在 "&*,
!
以 上 为 合 格 ; 而
%""") 及 以 上 的 电 动 机,其 定 子 绕 组 选 用 ’*""),量 程 为 "+ ’*"",
!
的 兆 欧 表 测 量 绝 缘 电 阻,在 运 行 温 度 时 所测 得 的 绝 缘 电 阻 应 不 低 于 是 %,
!
-#),转 子 绕 组 则 选 用 *""+ %"""),量 程 为 "+ ’*",
!
的 兆 欧 表 测 量,转 子 绕组 的 绝 缘 电 阻 应 不 低 于 "&*,
!
-#)。 如 果 所 测 得 的 绝 缘 电 阻 低 于 上 述 数 值 时,应 对 电 动 机 进 行 干 燥 处 理 。
电 动 机 的 干 燥 处 理 方 法 很 多,下 面 介 绍 其 中 两 种 常 用 干 燥 处 理 方 法 。
%&铁 损 法所 谓 铁 损 法,就 是 利 用 在 电 机 定 子 铁 芯 或 机 壳 上 临 时 缠 绕 线 圈,并 通 以 交 流 电 流,在 铁 芯 机 壳 内 产 生 交变 磁 通,并 感 生 出 涡 流,从 而 使 铁 芯 机 壳 温 度 升 高,达 到 电 机 干 燥 的 目 的 。 对 于 小 型 电 机,可 把 转 子 从 定 子 内抽 出,在 定 子 上 缠 绕 数 匝 线 圈 ; 对 于 大 中 型 电 机,可 直 接 在 机 壳 上 缠 绕 数 匝 线 圈 进 行 干 燥 处 理,如 图 *,( 所示 。
图 *,( 电 机 铁 损 法 干 燥 处 理 线 路 图
( /) 抽 出 转 子 ( 0) 带 转 子铁 损 干 燥 线 圈 匝 数 可 按 下 式 计 算
! 1
!*"
#$
2 %"
.*
( 匝 ) ( *&’&’)
式 中 !— — — 铁 损 干 燥 线 圈 匝 数,匝 ;
"— — — 交 流 电 源 电 压,一 般 可 用 ’’") 或 (3") 电 压 ;
$— — — 磁 通 密 度,4( 特 斯 拉 ) 。 一 般 可 取 51 "&6+ "&74;
#— — — 定 子 铁 芯 的 有 效 截 面 积,8

。 # 1 %&
%

%
,其 中 # 为 铁 芯 填 充 系 数,取 % 1 "&7+ "&7*; &
%
为 定 子 的有 效 铁 芯 长 度,8; ’
%
为 定 子 的 有 效 铁 芯 厚 度,8。
铁 损 干 燥 线 圈 中 通 过 的 励 磁 电 流 可 按 下 式 计 算,
( 1
"
)
%
*
9
!
( *&’&()
式 中 (
%
— — — 铁 损 线 圈 电 流,,;
)— — — 定 子 铁 芯 的 平 均 直 径,8;
*
9
— — — 电 机 铁 损 干 燥 时,铁 芯 单 位 长 度 所 需 安 匝 数,见 表 *,3。
·(3’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇表 !" # 电 机 干 燥 时 !
$
的 选 择 范 围
"( %) &’! &’( &’) &’# &’*
!
$
( 安 匝 +,)
)&- #!,&&-,/&,0&-,1!,)&- /&& /.!- /#&
例 题 一 台 2/#&3" 1 型 异 步 电 动 机,#
4
5 *&67,$
4
5,1#&8+,9:,
!
45 *0’*;,<=>
"
5 &’#*。 现 要 进 行 铁损 干 燥 处 理,试 计 算 铁 损 线 圈 匝 数,并 选 择 合 适 的 导 线 。
解,由,实 用 中 小 电 机 手 册,中 查 得 2/#&3 " 1 型 三 相 异 步 电 动 机 的 定 子 铁 芯 长 度 0/!,,,定 子 外 径
11!,,,内 径 0&&,,。 如 取 铁 芯 填 充 系 数 % 5 &’*,则 定 子 铁 芯 的 有 效 截 面 积 为,
& 5 %’
.
(
.
5 &’*? &’0/!? @
&’11!" &0
/
5 &’&/./,
/
铁 损 干 燥 电 源 电 压 取 0#&A,铁 芯 磁 通 密 度 取 B5 &’)%,由 式 ( !’/’/) 求 得 所 需 线 圈 匝 数 为,
) 5
1!*
&"
,&
"!
5
1!? 0#&
&’&/./? &’)
,&
"!
5,.’! 匝取 ) 5,/ 匝当 取 B5 &’)% 时,由 表 1" # 查 得 !
$
5,1! 安 匝 +,,则 由 式 ( !’/’0) 求 得 线 圈 通 过 的 励 磁 电 流 为,
+ 5
#
,
.
!
$
)
5
0.1?
&’11!C &’0&
/
,1!
./
5,1’.0D
一 般 可 采 用 BE 或 BA 型 导 线,并 按 允 许 载 流 量 的 (& - )&;来 选 用 导 线 截 面 。 故 选 用 BA" !&& 型,截 面
/’!,,
/
,允 许 载 流 量 为 /*D,即 /*? (&; 5,)’1D,符 合 要 求 。
/’铜 损 法铜 损 法 是 直 接 将 交 流 电 流 或 直 流 电 流 通 入 电 机 绕 组,通 过 电 机 绕 组 本 身 发 热 达 到 电 机 干 燥 的 目 的 。 铜损 法 包 括 交 流 干 燥 法 和 直 流 干 燥 法 两 种 。
.) 交 流 干 燥 法 。 对 于 鼠 笼 式 三 相 异 步 电 动 机,可 在 电 动 机 定 子 绕 组 中 通 入 较 低 的 三 相 交 流 电 流 。 例 如,
0- (6A 电 动 机 可 接 入 0#&A 三 相 电 源,使 电 动 机 空 载 缓 慢 旋 转 ; 也 可 将 电 动 机 堵 转,即 使 电 动 机 处 于 短 路 运行 状 态,但 应 使 定 子 电 流 不 超 过 ( !&- )&) ;的 额 定 电 流 。 每 隔 /F 应 暂 时 切 断 电 源,并 将 转 子 旋 转,#&G,以 防其 轴 长 时 间 受 热 不 均 匀 而 弯 曲 。 这 样,干 燥 一 段 时 间 后 再 松 开 转 子,使 其 空 载 缓 慢 旋 转,以 散 热 除 潮 。 然 后再 将 电 动 机 堵 转,如 此 反 复 干 燥 处 理,使 电 机 满 足 绝 缘 强 度 的 要 求 。
对 于 绕 线 式 异 步 电 动 机,应 通 过 电 刷 将 转 子 三 相 绕 组 的 三 端 短 接 后,再 采 用 上 述 方 法 对 电 机 进 行 干 燥 处理 。
/) 直 流 干 燥 法 。 在 电 动 机 绕 组 中 通 入 直 流 电 流,这 种 方 法 适 用 于 带 有 轴 承 和 通 风 孔 较 大 的 交 流 电 动 机的 干 燥 处 理 。 可 将 是 电 动 机 的 定 子 ( 绕 线 式 电 动 机 还 应 包 括 转 子 ) 三 相 绕 组 串 联 或 并 联 后,再 通 入 直 流 电,但应 注 意 不 应 使 电 流 超 过 其 额 定 电 流 。
对 于 严 重 受 潮 的 电 动 机 不 宜 采 用 直 流 干 燥 法,因 为 直 流 电 对 于 严 重 受 潮 的 绕 组 有 一 定 的 电 解 作 用 。
二,电 动 机 的 机 体 安 装 技 术中 小 型 电 动 机 一 般 与 工 作 机 械 配 套 整 体 安 装,用 螺 栓 安 装 在 金 属 底 板 或 导 轨 上,也 有 些 电 动 机 直 接 安 装在 混 凝 土 基 础 上,用 预 埋 的 底 脚 螺 栓 固 定 电 动 机,其 就 位,找 平,连 接 传 动 轮 等 工 作 均 在 混 凝 土 基 础 上 进 行 。
( 一 ) 混 凝 土 基 础钢 筋 混 凝 土 基 础 的 平 面 尺 寸 一 般 按 金 属 底 板 或 电 动 机 的 机 座 尺 寸 外 加,&&,,左 右,基 础 深 度 可 按 底 脚螺 栓 长 度 的,’!- / 倍 选 取,但 应 大 于 当 地 土 壤 的 冻 土 层 厚 度 。 在 易 受 振 动 的 地 方,基 础 还 应 做 成 锯 齿 状,以
·1#/· 新 编 电 气 工 程 师 手 册增 加 抗 振 性 能 。
( 二 ) 底 脚 螺 栓 的 埋 设应 先 将 底 脚 螺 栓 的 埋 设 端 加 工 成 弯 钩 状 。 在 制 作 基 础 时,按 金 属 底 板 或 电 动 机 的 机 座 安 装 孔 尺 寸,在 基础 上 预 留 埋 设 度 脚 螺 栓 的 孔 洞,孔 洞 应 较 底 脚 螺 栓 弯 钩 适 当 加 大 一 些 。 待 基 础 凝 固 拆 模 后,再 将 底 脚 螺 栓 按金 属 底 板 或 电 动 机 的 机 座 安 装 孔 尺 寸 安 放 在 基 础 孔 眼 内,并 用 !"! 水 泥 砂 浆 埋 设 。 待 彻 底 凝 固 后,即 可 安 装机 组 或 电 动 机 。
( 三 ) 机 组 或 电 动 机 的 安 装用 起 重 机 械 或 人 工 将 机 组 的 金 属 底 板 或 电 动 机 在 基 础 上 安 装 就 位,并 用 水 准 仪 或 水 平 尺 进 行 纵 向,横 向水 平 校 正,用 #$% & %’’ 厚 的 钢 垫 片 找 平 。 然 后 再 用 水 泥 砂 浆 二 次 浇 铸,将 安 装 面 缝 隙 填 实,抹 平 基 础 平 面,
同 时 用 底 脚 螺 栓 将 底 板 及 电 动 机 紧 固 。
( 四 ) 电 动 机 传 动 装 置 的 调 整在 电 动 机 与 被 驱 动 的 生 产 机 械 通 过 传 动 装 置 连 接 之 前,必 须 对 传 动 装 置 进 行 精 细 的 调 整,才 能 保 证 电 动机 和 被 驱 动 生 产 机 械 的 安 全 运 行 。 常 用 的 传 动 装 置 有 皮 带 传 动 装 置,联 轴 器 传 动 装 置 和 齿 轮 传 动 装 置 等 三种,其 调 整 方 法 分 别 介 绍 如 下,
!$皮 带 传 动 装 置 的 调 整 。 在 进 行 皮 带 传 动 装 置 调 整 时,应 使 电 动 机 的 皮 带 轮 轴 与 被 驱 动 机 械 的 皮 带 轮轴 相 平 行,其 二 者 轮 面 中 心 线 应 在 同 一 条 直 线 上 。 在 调 整 时,先 在 两 轮 面 上 用 色 笔 画 出 中 心 圆 周 线,如 图 %
( ) 所 示 的 皮 带 轮 中 心 园 周 线 !,* 和 +,),然 后 用 一 条 细 线 绳 校 验 。 如 果 两 轮 面 中 心 圆 周 线 均 与 绳 线 重 合,
则 表 明 两 皮 带 轮 轴 平 行,否 则 应 进 行 调 整,直 到 轴 面 中 心 园 周 线 与 绳 线 完 全 重 合 时 为 止 。
*$联 轴 器 传 动 装 置 的 调 整 。 联 轴 器 俗 称,靠 背 轮,,当 电 动 机 与 被 驱 动 机 械 采 用 联 轴 器 联 接 时,必 须 使 两轴 的 轴 线 在 同 一 条 直 线 上,以 保 证 电 动 机 和 被 传 动 机 械 平 稳 安 全 运 行 。 否 则,将 会 产 生 很 大 振 动 和 噪 声,甚至 会 使 传 动 装 置 及 设 备 损 坏 。
图 % ( ) 皮带 轮 轴 平 行 的调 整 校 验在 调 整 联 轴 器 传 动 装 置 时,常 用 的 方 法 是 先 在 联 轴 器 的 主 动 轴 轮 上 装 设 找 中 心 卡子,如 图 % ( % 所 示,并 在 主 动 轮 和 被 动 轮 之 间 穿 ! & * 个 联 轴 螺 栓 ( 不 用 拧 紧 ),以 使 两 轮能 同 时 转 动,有 相 对 固 定 的 位 置 。 然 后 将 被 动 轮 按 园 周 划 分 为 ) 等 份,用 色 笔 画 上 记 号,
用 千 分 表 或 塞 尺 在 轮 面 上 的 ) 个 测 试 位 置 分 别 进 行 径 向 和 轴 向 测 量,两 轮 面 园 周 间 的 安装 高 差,即 径 向 测 试 点 的 间 隙,一 般 在 ! & *’’ 以 内 为 宜 。 两 轮 端 面 间 的 间 隙,即 轴 向 测试 点 的 间 隙 - 应 与 相 应 的 径 向 测 试 点 的 间 隙,基 本 相 同,否 则 应 作 适 当 调 整 。
测 试 出 各 点 间 隙 尺 寸 后,可 用 下 式 分 别 计 算 两 轮 上,下,左,右 径 向 园 周 间 隙 偏 差 !
!+
和 !
*)
,即
!
./
0[
!
)
" 0 !
( !
./
( !
/1
) ] 2) ( %3*3))
用 下 式 分 别 计 算 两 轮 上,下,左,右 轴 向 端 面 间 隙 偏 差 #
!+
和 # 4 ( *),即
#
./
0[
!
)
" 0 !
( #
./
( #
/1
) ] 2) ( %3*3%)
以 上 两 式 中 $— — — 为 联 轴 器 轮 的 上 方,!”,左 方,*” 测 试 位 置 点 ;
%— — — 为 联 轴 器 轮 的 下 方,+”,右 方,)” 测 试 位 置 点 ;
"— — — 某 一 测 试 位 置 点 的 间 隙 测 量 次 数," 0 5,*,+,),表 示 对 于 某 一 测 试 位 置点 的 轮 面 径 向 间 隙 或 两 轮 端 面 间 隙 要 分 别 测 量 ) 次,每 次 均 转 过 6#7。
所 计 算 联 轴 器 两 轮 径 向 园 周 间 隙 偏 差 和 轴 向 端 面 间 隙 偏 差 不 应 超 过 表 % ( 6 所 规 定 的 允 许 偏 差 值,如 果超 过 应 加 以 适 当 调 整 。 例 如 左 右 偏 差 过 大,可 轻 轻 调 整 电 动 机 座 位 置 ; 上 下 偏 差 过 大 时,则 可 用 垫 铁 片 慢 慢调 整 。 当 间 隙 偏 差 满 足 要 求 后,将 联 轴 器 上 的 全 部 联 轴 螺 栓 穿 好 并 拧 紧,把 电 动 机 及 被 驱 动 的 生 产 机 械 的 固定 螺 栓 再 紧 固 一 遍 。 然 后 再 重 新 用 上 述 方 法 测 试 一 次,经 检 查 校 验 合 格 后 即 可 交 付 使 用 。
·%8*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 ! " ! 在 联 轴 器 主 动 轮 上 装 设 找 中 心 线 卡 子 示 意 图表 ! " # 联 轴 器 两 轮 径 向 园 周,轴 向 端 面 的 间 隙 允 许 偏 差 值轴 的 转 速 ( $% &’() 固 定 式 ( &&) 非 固 定 式 ( &&)
)***
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*+*,
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)+齿 轮 传 动 装 置 的 调 整当 电 动 机 通 过 齿 轮 与 被 驱 动 的 生 产 机 械 联 接 时,对 于 渐 开 线 直 齿 园 柱 齿 轮 来 说,与 皮 带 传 动 装 置 的 调 整相 似,也 必 须 使 主,从 两 齿 轮 轴 相 互 平 行,并 按 公 差 要 求 保 证 微 量 的 齿 侧 间 隙 ( 即 齿 间 距 略 大 于 齿 厚 ) 。 两 齿轮 间 的 齿 侧 间 隙 的 大 小 可 通 过 塞 尺 进 行 检 查,当 各 齿 侧 间 隙 适 当,均 匀 时,则 说 明 两 齿 轮 轴 已 平 行 。 通 常 还可 用 颜 色 印 迹 法 来 检 查 主,从 齿 轮 是 否 啮 合 良 好,其 轮 齿 的 接 触 部 分 一 般 应 不 小 于 齿 厚 的 2%)。
所 谓 齿 轮 的 齿 厚,见 图 ! " -,是 指 以 直 径 为 3
*
的 分 度 园 弧 所 截 取 的 齿 厚,齿 厚 与 齿 距 二 者 相 等,可 用 下式 表 示,
!
*
4 "
*
4 5%2 ( !626-)
# 4
!
$
*
% & ( !+2+1)
上 式 中 !
*
— — — 齿 轮 的 齿 厚,&&;
"
*
— — — 齿 轮 的 齿 距,&&;
#— — — 分 度 园 上 的 周 节,&&;
$
*
— — — 分 度 园 直 径,&&;
&— — — 齿 轮 的 齿 数 。
显 然,周 节 # 反 应 了 齿 轮 的 大 小 。 由 式 ( !+2+1) 得
’ 4 # %
!
4 $
*
% & ( !+2+0)
式 中 ’— — — 齿 轮 模 数,反 应 齿 轮 的 大 小 。
则 由 式 ( !+2+0) 可 知,分 度 园 直 径 与 模 数 的 关 系 为 $
*
4 ’
&
。 如 果 所 安 装 的 主,从 两 齿 轮 分 度 园 相 切,即一 齿 轮 的 齿 厚 塞 满 另 一 齿 轮 的 齿 距,其 两 齿 轮 轴 中 心 距 为,
( 4( $
*/
7 $
*2
) %2 4 &( 8
/
7 8
2
) %2 ( !+2+#)
式 中 (— — — 两 齿 轮 轴 中 心 距,&&;
$
*/
,$
*2
— — — 分 别 为 主,从 齿 轮 的 分 度 园 直 径 ; &&;
&
/
,&
2
— — — 分 别 为 主,从 齿 轮 的 齿 数 。
显 而 易 见,为 了 避 免 由 于 温 度 升 高 等 原 因 而 发 生 轮 齿 卡 滞 现 象,如 上 所 述,在 安 装 调 整 齿 轮 传 动 装 置 时,
应 保 证 有 合 适 的 微 量 齿 侧 间 隙 。
对 于 模 数 & 相 等,压 力 角
!
相 同 的 渐 开 线 齿 轮 的 传 动 比 为,
·-02· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " # 渐 开 线 直 齿 园 柱 齿 轮 各 部 分 名 称,符 号
!
$%
&
!$
!%
&
"
’%
"
’$
&
(
$
(
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( !)%)$’)
式 中 !
$%
— — — 齿 轮 传 动 比 ;
!$

!%
— — — 分 别 为 主,从 齿 轮 的 角 速 度,*+,-,。
渐 开 线 齿 轮 的 正 确 啮 合 条 件 是 齿 轮 分 度 园 上 的 模 数 及 压 力 角 都 分 别 相 等,这 也 是 在 安 装 调 整 齿 轮 传 动装 置 时 进 行 互 换 齿 轮 的 必 要 条 件 。
三,电 动 机 的 电 气 安 装 及 调 试电 动 机 的 电 气 部 分 安 装 主 要 是 定 子 三 相 绕 组 与 电 源 的 连 接 和 机 壳 的 保 护 接 地 等 。 三 相 异 步 电 动 机 定 子绕 组 的 接 线 有 星 形 联 接 ( /) 和 三 角 形 联 接 ( 0) 两 种 接 方 法 。 在 电 动 机 接 入 电 源 之 前,应 按 照 规 范 要 求 进 行 必要 的 交 接 试 验,以 保 证 电 动 机 能 安 全 投 入 运 行 。
( 一 ) 绕 组 直 流 电 阻 的 测 量打 开 电 动 机 接 线 盒,先 用 万 用 表 检 查 三 相 绕 组 是 否 短 路,与 盒 内 接 线 柱 连 接 是 否 可 靠 。 必 要 时 可 用 直 流电 桥 法 或 伏 安 法 来 测 量 绕 组 的 直 流 电 阻,其 目 的 是 检 查 三 相 绕 组 的 直 流 电 阻 是 否 平 衡,与 原 始 测 量 数 据 或 同类 型 电 动 机 的 数 据 是 否 相 符,以 判 断 电 机 是 否 存 在 匝 间 短 路,接 头 接 触 不 良 等 故 障 。
$)直 流 电 桥 法与 测 量 电 力 变 压 器 绕 组 直 流 电 阻 的 方 法 和 要 求 相 同,对 于 电 机 绕 组 电 阻 在 $’
!
1 $’
#
!
中 值 电 阻 范 围 内,
可 选 用 单 臂 电 桥 ; 对 于 绕 组 电 阻 小 于 是 $’
!
的 低 值 电 阻,必 须 选 用 双 臂 电 桥,因 为 双 臂 电 桥 能 够 较 好 排 除 连接 导 线 电 阻 及 其 与 接 线 柱 接 触 电 阻 的 影 响,从 而 提 高 了 测 试 精 度 。 此 外 还 可 以 使 用 //%!$% 直 流 低 阻 分 选 仪和 23" !$ 型 数 字 毫 欧 表 测 量 。 如 前 所 述,在 使 用 直 流 电 桥 时 必 须 注 意 以 下 事 项,$) 在 不 测 量 时 应 通 过 锁 扣旋 钮 将 检 流 计 4 锁 住,测 量 时 再 松 开 检 流 计 。 若 检 流 计 指 针 不 在 零 位,应 调 节 到 零 位 ; %) 估 计 被 测 绕 组 电 阻的 大 小,选 择 适 当 的 桥 臂 比 率 。 在 选 择 桥 臂 比 率 时,应 使 比 较 臂 可 调 电 阻 的 各 档 能 被 充 分 利 用,以 提 高 测 试结 果 的 准 确 度 ; 5) 测 量 时 应 先 按 下 电 桥 的 电 源 按 钮 6
7
( 或 转 换 开 关 3),待 电 桥 中 的 电 流 稳 定 后,再 按 检 流 计按 钮 4; 7) 适 当 调 节 桥 臂 比 率 旋 钮 和 比 较 臂 的 各 档 旋 钮,直 到 使 检 流 计 指 针 指 零 后,再 读 取 电 阻 值 ; !) 测 量 完毕 先 松 开 检 流 计 4 的 按 钮,再 松 开 电 桥 电 源 按 钮 8
7
( 或 转 换 开 关 3),然 后 拆 线,以 避 免 检 流 计 受 到 电 流 冲 击 ;
#) 对 于 双 臂 电 桥,连 接 导 线 应 有 7 根,其 中 从 电 位 接 点 5,7 引 出 的 连 接 线 应 比 电 流 接 点 59,79所 引 出 的 连 接 线更 靠 近 被 测 电 阻,并 且 导 线 接 头 应 接 触 良 好,连 接 导 引 截 面 应 适 当 选 大 一 些 。
%)伏 安 法
·:;%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇所 谓 伏 安 法 就 是 用 直 流 电 流 表 测 量 每 相 绕 组 所 通 过 的 直 流 电 流,用 直 流 电 压 表 测 量 被 测 绕 组 两 端 的 直流 电 压,然 后 根 据 欧 姆 定 律 ! ! " # $,计 算 绕 组 的 直 流 电 阻 值 。 用 伏 安 法 测 量 电 阻 值 时 应 注 意 以 下 问 题,")
测 量 电 源 应 采 用 蓄 电 池 或 其 他 电 压 较 稳 定 的 直 流 电 源 ; #) 为 了 保 护 电 压 表,应 在 接 通 电 源 之 后 再 接 入 电 压表,在 断 开 电 源 之 前 先 将 电 压 表 测 量 棒 ( 笔 ) 离 开 测 量 端,并 应 注 意 同 时 读 取 电 压 表 和 电 流 表 的 读 数 ; $) 为 了减 小 电 表 的 内 阻 对 测 量 精 确 度 的 影 响,在 测 量 具 有 较 低 直 流 电 阻 的 绕 组 时 应 按 图 % & ’( () 接 线,其 绕 组 直 流电 阻 大 小 为,
%
)*
! " +(,&
"
%
-
) ( %.#."")
式 中 %
)*
— — — 绕 组 直 流 电 阻,
!;
%
-
— — — 电 压 表 内 阻,
!

图 %& ’ 用 伏 安 法 测 量 绕 组 直 流 电 阻 接 线 图
( () 低 电 阻 绕 组 测 量 线 路 ( /) 高 电 阻 绕 组 测 量 线 路在 测 量 具 有 较 高 直 流 电 阻 的 绕 组 时 应 按 图 %& ’( /) 接 线,其 绕 组 直 流 电 阻 大 小 为,
%
)0
!( " & $%
1
) + $ ( %.#."#)
式 中 %
)0
— — — 绕 组 直 流 电 阻,
!;
%
1
— — — 电 流 表 内 阻 。
绕 组 直 流 电 阻 的 高,低 界 限,应 根 据 实 际 选 用 仪 表 的 内 阻 大 小 和 绕 组 直 流 电 阻 的 大 小 来 确 定,并 采 用 使测 量 误 差 最 小 的 接 线 方 式 ; 2) 测 量 时 的 电 流 不 应 超 过 绕 组 额 定 电 流 的 #34,并 应 尽 可 能 快 地 读 取 试 验 数 据,
以 免 因 电 机 绕 组 发 热 而 影 响 测 量 准 确 度 ; %) 每 一 相 绕 组 应 在 不 同 的 电 流 数 值 下 测 量 三 次,取 其 算 术 平 均 值 作为 绕 组 直 流 电 阻 值,最 后 将 所 测 得 各 相 绕 组 直 流 电 阻 的 相 间 差 值 和 线 间 差 值,分 别 与 原 始 出 厂 数 据 相 比 较 。
,电 气 装 置 安 装 工 程 施 工 及 验 收 规 范,( 56%3"%3— 7") 中 规 定,"33389 以 上 或 者 "338) 以 上 的 电 动 机 各 相 间直 流 电 阻 差 值 不 应 超 过 其 最 小 值 的 #4,线 间 直 流 电 阻 差 值 不 应 超 过 其 最 小 值 的 "4。
值 得 注 意 的 是,绕 组 直 流 电 阻 的 大 小 是 随 温 度 变 化 的,在 测 量 绕 组 直 流 电 阻 时,要 同 时 测 量 绕 组 的 温 度,
以 便 换 算,其 换 算 公 式 为,
!
#
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"
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( %.#."$)
式 中 !
"
— — — 绕 组 在 温 度 ’
";<时 的 电 阻,
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!
#
— — — 绕 组 在 ’
#
<时 的 电 阻,
!;
&— — — 为 常 数,铜 导 体 & ! #$%,铝 导 体 & ! ##=。
在 测 量 电 机 绕 组 温 度 时,应 将 温 度 计 球 部 紧 贴 在 电 机 机 壳 表 面,最 好 插 入 吊 攀 的 螺 孔 之 内,使 其 有 良 好的 热 传 导,并 在 测 量 点 以 及 温 度 计 球 部 还 应 采 用 棉 花,石 棉,油 灰 等 绝 缘 材 料 覆 盖,以 免 受 到 外 界 热 气 流 或 热
·==#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册辐 射 的 影 响,减 少 温 度 测 量 的 误 差 。 另 外,在 有 交 变 磁 场 存 在 的 部 位 不 能 使 用 水 银 温 度 计,因 为 水 银 温 度 计在 交 变 磁 场 中 会 产 生 涡 流,使 温 度 计 本 身 发 热 而 影 响 测 量 准 确 度,所 以 应 采 用 酒 精 温 度 计 。
( 二 ) 绕 组 绝 缘 电 阻 的 测 量制 造 电 机 所 用 的 绝 缘 材 料 很 多,按 其 耐 热 能 力 共 分 为 ! 个 等 级,但 多 采 用 " 级 和 # 级 绝 缘,在 重 要 使 用场 所,则 采 用 $ 级 或 % 级 绝 缘 。
电 动 机 的 绝 缘 电 阻 一 般 应 满 足,应 与 额 定 电 压 相 同 的 同 类 型 合 格 电 动 机 相 比 较,或 用 下 式 计 算 电 机 应 达到 的 最 低 绝 缘 电 阻 值,
!
&!
"

(( )***+
#
,
)**
) ( -./.)0)
式 中 !
&
— — — 电 动 机 运 行 温 度 时 的 最 低 绝 缘 电 阻 值,1
!;
"

— — — 电 动 机 额 定 电 压,2;
#

— — — 电 动 机 额 定 功 率,34。
但 对 于 额 定 电 压 )***2 以 下 低 压 中 小 型 电 动 机,常 温 下 绝 缘 电 阻 值 应 按 *.-1
!
以 上 计 取 。 另 外 温 度 变化 对 电 机 绝 缘 电 阻 的 影 响,应 按 下 式 将 绕 组 温 度 56时 测 得 的 绝 缘 电 阻 !
5
换 算 到 运 行 温 度 &76时 ( 或 称 热 态时 ) 的 电 阻 值,即
87&9,
[ ;<8
5
=
&7 = 5
)*;</]
( -./.)-)
对 于 热 塑 性 绝 缘 的 运 行 温 度 为 !-6," 级 热 固 性 绝 缘 的 运 行 温 度 为 )**6,所 以 要 求 换 算 到 !-6或
)**6时 的 绝 缘 电 阻 !7
&
应 不 低 于 !
&
。 对 于 )***2 及 以 上 大 中 型 电 机,还 可 利 用 吸 收 比 来 判 断 电 动 机 的 受 潮程 度,要 求 吸 收 比
"
9 !
>*
( !
)-"
)./。
因 为 任 何 绝 缘 材 料 在 施 加 一 定 直 流 电 压 时,都 有 极 微 弱 的 电 流 流 过,此 电 流 由 充 电 电 流,吸 收 电 流 和 泄漏 电 流 等 三 部 分 组 成 。 其 中 充 电 电 流 和 吸 收 电 流 随 时 间 而 迅 速 衰 减,尤 其 是 充 电 电 流 衰 减 最 快,在 )-? 内 可衰 减 为 零 ; 而 泄 露 电 流 的 大 小 和 吸 收 电 流 的 衰 减 速 度 则 与 绝 缘 材 料 的 干 燥,洁 净 程 度 和 耐 压 性 能 等 因 素 有关 。 当 绝 缘 材 料 干 燥,清 洁 干 净 和 耐 压 性 能 良 好 时,泄 漏 电 流 就 很 小,吸 收 电 流 衰 减 较 慢,需 几 十 秒 到 数 分 钟才 达 到 稳 定 。 由 此 可 见,所 测 得 的 绝 缘 电 阻 值 将 随 测 量 时 间 的 增 加 而 增 大 。 当 绝 缘 材 料 受 潮 或 损 坏 时,泄 漏电 流 较 大,吸 收 电 流 的 影 响 作 用 减 小 。 因 此,对 于 某 种 绝 缘 材 料 来 说,不 论 是 否 受 潮,用 兆 欧 表 测 量 其 )-? 时的 绝 缘 电 阻 !
)-
约 为 一 常 数,而 >*? 时 的 绝 缘 电 阻 8
>*
随 绝 缘 材 料 受 潮 程 度 的 增 加 而 明 显 降 低 。 如 果 吸 收 比
"
"
)./,即 可 认 为 电 动 机 内 部 没 有 受 潮 和 损 坏,如 果
"
@ )./,则 应 进 行 干 燥 绝 缘 处 理 。
为 了 减 化 计 算,也 可 按 表 -= )* 给 出 的 换 算 系 数
#
,将 所 测 得 的 电 动 机 定 子 绕 组 绝 缘 电 阻 值 换 算 到 运 行温 度 时 的 绝 缘 电 阻 。 按 上 述 所 介 绍 的 方 法 将 绝 缘 电 阻 换 算 后,再 与 电 动 机 绕 组 的 绝 缘 电 阻 满 足 条 件 ( 或 与 电动 机 出 厂 原 始 数 据 或 同 类 型 电 机 ) 相 比 较,应 无 显 著 下 降 。
表 -= )* 电 动 机 定 子 绕 组 绝 缘 换 算 到 运 行 温 度 $6时 的 绝 缘 电 阻 换 算 系 数定 子 绕 组 测 试 温 度 ( 6) - )* /* A* 0* -* >* !*
换 算系 数
#
热 塑 性 绝 缘 )/B C*.- 0-.A //.> )).A -.! /.B ).0
" 级 热 固 性 绝 缘 B! >B.! 0A />.B )>.B )*.- >.> 0.)
例 题 某 台 三 相 异 步 电 动 机,为 热 塑 性 绝 缘 材 料 。 在 定 子 绕 组 温 度 为 )*6时,用 兆 欧 表 测 得 绝 缘 电 阻为 )**1
!
,试 计 算 运 行 温 度 时 的 绝 缘 电 阻 值 。
解,对 于 热 塑 性 绝 缘 材 料,其 运 行 温 度 取 &9 !-6,则 由 式 ( -./.)-) 得,
!7
&
9,
[ D<!
5
=
&7 = &
)*;</]
9,
[ D<)**=
!-=)*
)*
E D</]
9 ).)1
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也 可 按 表 达 式 ( -= )*) 给 出 的 温 度 换 算 系 数 计 算 运 行 温 度 时 的 绝 缘 电 阻 值 。 对 于 热 塑 性 绝 缘 材 料,当 %
9 )*6时,温 度 换 算 系 数
#
9 C*.-,则 换 算 到 $ 9 !-6时 的 绝 缘 电 阻 为,
·CB/·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
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( 三 ) 三 相 绕 组 首 末 端 的 确 定如 图 )+,所 示,电 动 机 定 子 组 出 线 端 在 接 线 盒 内 按 规 定 要 求 布 置 后,当 三 角 形 接 法 时,只 需 用 连 接 片 将
-
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与,
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%
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%
与 0
/
分 别 上 下 连 接 起 来,并 作 为 电 源 接 线 端 ; 而 星 形 接 法 时,则 只 需 用 连 接 片 将 下 面三 个 出 线 端,
/
,-
/
,0
/
连 接 起 来 作 为 中 性 点,上 面 三 个 出 线 端 -
%
,0
%
,.
%
作 为 电 源 接 线 端 ( 也 可 用 连 接 片 将 上面 三 个 出 线 端 连 接 起 来 作 为 中 性 点,而 下 面 三 个 出 线 端 作 为 电 源 接 线 端 ) 。 但 在 接 线 之 前,应 注 意 严 格 校 验绕 组 的 极 性,即 检 查 校 验 三 相 绕 组 的 首 末 端 。 否 则,如 果 首 末 端 接 错,会 使 电 动 机 的 感 应 电 动 势 和 阻 抗 发 生严 重 不 平 衡,而 引 起 电 动 机 三 相 电 流 不 平 衡,会 出 现 噪 声,振 动 和 过 热 现 象,甚 至 会 引 起 电 动 机 烧 毁 事 故 。
图 )+,三 相 异 步 电 动 机 定 子 绕 组 接 线 方 法
( 1) 三 角 形 接 线 ( 2) 星 形 接 线在 测 试 时 先 用 万 用 表 确 定 出 哪 两 个 线 端 属 于 同 一 相 绕 组,然 后 将 其 中 任 意 两 相 绕 组 串 联,用 蓄 电 池 3
通 过 开 关 45 与 另 两 出 线 端 连 接,剩 下 的 一 相 绕 组 出 线 端 与 毫 伏 表 或 毫 安 表 连 接,如 图 )+ ’ 所 示 。
图 )+ ’ 三 相 异 步 电 动 机 绕 组 首 末 端 判 定 试 验 线 路 图
( 1) 两 相 绕 组 的 首 末 端 连 接
( 2) 两 相 绕 组 的 首,首 端 ( 或 末,末 端 ) 连 接
·&’/· 新 编 电 气 工 程 师 手 册由 于 三 相 定 子 绕 组 各 相 在 空 间 位 置 上 互 差 !"#$电 角 度,所 以 如 果 两 相 绕 组 为 首 末 端 连 接 时,见 图 % & ’
( (),则 与 毫 伏 表 相 连 接 的 绕 组 正 好 匝 链 其 合 成 磁 通,在 )* 闭 合 或 断 开 瞬 时,将 出 现 毫 伏 表 指 针 摆 动 辐 度 较大 的 现 象 ; 如 果 两 相 绕 组 为 首 端 与 首 端 ( 或 末 端 与 末 端 ) 连 接 时,见 图 % & ’( +),则 与 毫 伏 表 相 连 接 的 绕 组 基本 上 不 匝 链 其 合 成 磁 通,在 )* 闭 合 或 断 开 瞬 时,将 出 现 毫 伏 表 指 针 不 摆 动 或 摆 动 辐 度 很 小 的 现 象 。 这 样 就可 以 确 定 出 串 联 的 两 相 绕 组 的 首 末 对 应 端,然 后 用 同 样 的 方 法 接 线,再 确 定 出 第 三 相 绕 组 的 首 末 对 应 端 。
( 四 ) 电 机 交 流 耐 压 试 验电 动 机 交 流 耐 压 试 验 与 电 力 变 压 器 的 交 流 耐 压 试 验 方 法 基 本 相 同,其 目 的 是 进 一 步 检 查 电 动 机 的 绝 缘性 能,其 定 子 绕 组 的 交 流 耐 压 标 准 见 表 %& !!。 绕 线 式 异 步 电 动 机 转 子 绕 组 的 交 流 耐 压 值,对 于 转 子 工 况 为不 可 逆 运 行 者,其 试 验 电 压 标 准 为 !,%( "!
"-
,#,%) /0,但 不 应 低 于 !/0; 对 于 转 子 工 况 为 可 逆 运 行 者,其 试 验电 压 标 准 为 !,%( "!
"
-,#,%) /0,但 不 应 低 于 "/0。 !
"
- 为 在 定 子 绕 组 施 加 额 定 电 压 时,转 子 绕 组 开 路 所 测 得的 转 子 电 压,称 为 转 子 额 定 电 压 或 转 子 开 路 电 压 。 同 步 电 动 机 转 子 绕 组 的 交 流 耐 压 试 验 标 准 为 其 额 定 励 磁电 压 的 1,% 倍,且 不 低 于 !,"/0,但 不 得 高 于 出 厂 试 验 电 压 值 的 1%2。
表 %& !! 电 动 机 定 子 绕 组 交 流 耐 压 试 验 标 准额 定 电 压 !
-
( /0)
#,3% #,% " 4 5 !#
试 验 电 压 ( /0) ! !,% 3 % !# !5
试 验 时 需 将 各 相 绕 组 分 别 对 机 壳 及 地 进 行 耐 压 试 验 。 对 于 大 中 型 电 动 机,还 需 采 用 球 隙 过 电 压 保 护 装置,并 在 被 试 验 绕 组 端 并 接 入 电 压 互 感 器 和 电 压 表,以 监 视 试 验 电 压 的 大 小,其 试 验 方 法 及 试 验 线 路 可 参 考三 相 电 力 变 压 器 工 频 交 流 耐 压 线 路
( 五 ) 电 动 机 短 路 试 验电 动 机 短 路 试 验 的 目 的 是 进 一 步 检 查 电 动 机 的 绝 缘 是 否 存 在 缺 陷,其 试 验 线 路 及 其 等 效 线 路 如 图 % &
!# 所 示 。
图 %& !# 交 流 异 步 电 动 机 短 路 试 验 线 路所 谓 异 步 电 动 机 短 路,是 指 等 值 电 路 中 串 联 的 附 加 电 阻 ( 即 模 拟 机 械 功 率 的 等 效 电 阻 )( ! & ") 67"8 " 的 状态,其 等 值 电 路 如 图 %& !#( +) 所 示 。 在 电 动 机 堵 转 ( # 9 #," 9 !) 情 况 下 进 行 试 验,故 也 称 之 为 堵 转 试 验 。 为了 使 堵 转 时 的 短 路 电 流 不 致 于 过 大,应 在 降 低 电 源 电 压 的 条 件 下 进 行 。 一 般 应 从 额 定 电 压 !
-
的 #,3 倍 开 始
( 但 短 路 电 流 不 得 超 过 其 额 定 电 流 $
-
的 !," 倍 ),从 !,"$
-
,#,"$
-
之 间 均 匀 测 取 %,1 点,每 次 记 录 端 电 压,
短 路 电 流 和 短 路 功 率 值,并 测 量 定 子 绕 组 的 直 流 电 阻,试 验 线 路 见 图 %& !#( () 。
由 图 %& !#( +) 电 动 机 短 路 试 验 等 效 线 路 可 见,由 于 ;7<
!;
=
,故 可 认 为 励 磁 支 路 开 路,$
=
励 磁 电 流,铁耗 %
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,机 械 损 耗 %
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和 输 出 功 率 @
"
均 为 零,全 部 输 入 功 率 %
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均 转 变 成 定 子,转 子 铜 耗,即
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式 中 %
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— — — 电 机 短 路 损 耗,即 定 子,转 子 短 路 铜 耗,C;
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— — — 短 路 电 流,$
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— — — 短 路 电 阻,&
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·!’"·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇电 机 短 路 阻 抗 为,
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( %&’&())
则 电 机 短 路 电 抗 为,
$
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( %&’&(+)
式 中 $
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— — — 电 机 短 路 电 抗,$
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对 于 大 中 型 交 流 异 步 电 动 机,可 以 近 似 认 为 $
("
$&
’; (--!,以 下 电 动 机,极 对 数 为 (,’,$ 者 取 $&
!
" -/
0)$
1; 极 对 数 2,% 者 取 $&

" -/%)$
1

( 六 ) 电 源 相 序 的 测 定我 们 知 道,旋 转 磁 场 的 旋 转 方 向 由 通 入 定 子 绕 组 电 流 的 相 序 决 定,是 从 电 流 相 序 在 前 的 绕 组 转 向 电 流 相序 在 后 的 绕 组 。 所 以,一 些 要 求 单 向 运 转 的 设 备,电 动 机 只 能 向 要 求 的 转 向 转 动,必 须 先 对 接 入 电 动 机 的 电源 相 序 进 行 严 格 测 定,以 保 证 设 备 的 安 全 运 行 。
三 相 电 源 相 序 的 测 定 可 用 图 % * (( 所 示 的 相 序 指 示 器 进 行 测 定,可 由 一 个 电 容 器 ’ 和 两 个 白 炽 灯 泡 连接 成 星 形 电 路 。 设 白 炽 灯 泡 电 阻 为 (,且 使 ( " (#
"
’ 并 接 入 三 相 交 流 电 源,如 图 % * (’ 所 示 。
按 节 点 电 压 法,则 有
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其 有 效 值 大 小 为,"
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图 % * (( 三 相 交 流 电 源 相 序 指 示 器图 % * (’ 用 相 序 指 示 器 测 试 电 源 相 序 接 线 图由 此 可 见,接 通 电 源 后,如 图 % * (’ 所 示,若 设 电 容 器 ’ 所 接 的 那 一 相 为 5 相,则 白 炽 灯 泡 较 亮 的 那 一相 为,相,而 较 暗 的 那 一 相 为 8 相 。
此 外,绕 线 式 电 动 机 转 子 还 需 要 做 转 子 开 路 耐 压 试 验 ; 对 大 中 型 电 动 机,还 应 进 行 电 动 机 空 载 试 验 和 轴
·’0’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册承 绝 缘 检 查 等 。
在 完 成 上 述 电 动 机 安 装 试 调 和 接 线 的 基 础 上,还 应 检 查 电 机 外 壳 接 地 或 接 零 是 否 符 合 要 求 。 一 般 电 动机 的 电 源 线 保 护 管 采 用 水 煤 气 管 暗 敷,且 引 出 基 础 !""## 以 上,并 将 接 地 线 与 电 动 机 的 接 地 螺 钉 及 焊 接 钢管 连 接 起 来 。 若 有 多 台 电 动 机 外 壳 接 地 时,每 台 电 机 必 须 单 独 设 接 地 线 ( 支 线 ),然 后 将 这 些 接 地 支 线 分 别 与接 地 干 线 或 等 电 位 接 地 母 线 相 连 接,不 能 把 几 个 接 地 支 线 相 互 串 联 后,再 用 一 根 接 地 线 与 接 地 干 线 或 接 地 体相 连 接 。 接 地 线 截 面 应 按 相 线 允 许 载 流 量 确 定,即 接 地 干 线 的 允 许 载 流 量 应 不 小 于 供 电 网 中 最 大 的 相 线 载流 量 的 $%!,接 地 支 线 的 允 许 载 流 量 应 不 小 于 该 设 备 相 线 载 流 量 的 $%&。 但 钢 导 线 截 面 不 大 于 $""##
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,铝 导线 截 面 不 大 于 &’##
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,铜 导 线 截 面 不 大 于 !’##
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然 后,经 检 查 三 相 电 源 电 压 正 常 后,即 可 通 电 试 验 。 电 动 机 在 空 载 情 况 下 运 行 时 间 宜 为 !(,并 且 要 监 视电 动 机 有 无 磨 擦 声 或 其 他 不 正 常 声 音,有 无 局 部 过 热 或 焦 臭 气 味,记 录 电 动 机 空 载 电 流,检 查 线 路 电 流 是 否超 过 规 定 值 等 等 。 经 过 !( 空 载 运 转 和 数 次 起 动,如 未 发 现 异 常 现 象,即 可 投 入 正 常 运 行,交 付 使 用,电 动 机控 制 本 章 从 略,可 参 阅 本 书 第 ) 章 电 梯 安 装 调 试 和,建 筑 电 气 控 制 技 术,课 程 的 有 关 内 容 。
第 三 节 同 步 电 机 运 行 与 维 修一,同 步 发 电 机 的 原 理 与 特 性
( 一 ) 同 步 发 电 机 的 构 造 与 等 效 电 路
$*定 子 的 构 造上 一 节 已 经 描 述 和 分 析 了 同 步 电 机 的 定 子 。 三 相 定 子 电 流 产 生 以 同 步 转 速 旋 转 的 磁 通 。 同 步 转 速 决 定于 电 频 率 和 磁 极 的 个 数 。
!*转 子 的 构 造同 步 电 机 的 转 子 是 一 个 直 流 电 磁 铁 。 可 以 通 过 电 刷 滑 环 为 转 子 供 给 直 流 电 流,也 可 以 通 过 将 转 子 中 分离 绕 组 感 应 的 交 流 电 压 整 流 后 供 给 直 流 电 流 。 图 ’ + $& 给 出 了 一 个 柱 形 转 子 结 构 和 一 个 凸 极 转 子 结 构 。 柱形 转 子 的 磁 结 构 是 对 称 的,转 子 磁 动 势 的 衰 减 分 布 产 生 了 正 弦 衰 减 的 转 子 磁 通 。 凸 极 转 子 的 磁 结 构 是 不 对称 的,绕 在 磁 极 上 的 线 圈 将 直 流 线 圈 磁 动 势 集 中 于 一 点,正 弦 磁 通 分 布 通 过 衰 减 空 气 隙 的 宽 度 实 现 。 为 产 生转 矩,定 子 和 转 子 中 的 极 对 数 必 须 相 等 。 从 电 路 上 来 讲,转 子 传 送 励 磁 电 流,也 就 是 说 它 上 面 有 很 多 匝 细 导线,导 线 中 的 电 流 相 对 较 小 。
图 ’ + $& (,) 柱 形 转 子 ;( -) 凸 极 转 子
&*场 生 电 动 势设 转 子 以 同 步 转 速 旋 转,正 方 向 为
!!
的 方 向 。 因 为 空 间 中 的 转 子 磁 通 密 度 为 正 弦 分 布,所 以
!!
,"/的
·&0!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇磁 通 密 度 是 一 个 可 以 用 相 量 表 示 的 正 弦 时 间 函 数 。 从 转 子 ! 磁 轴 通 过
!!
" #$的 时 刻 开 始 计 时,所 以 转 子 磁通 密 度 相 量 %
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为,
%
"
" #
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#$ ( ’()(*)
式 中 #
"
是 最 大 转 子 磁 通 密 度,电 频 率 为 ( +,$-)
!.
。 磁 通 波 在 定 子 线 圈 上 产 生 电 压,此 电 压 又 在 定 子 和 负 载中 产 生 电 流 。 这 里 主 要 研 究 图 ’ / *0 中 的 % / %&导 线 环 。 可 以 确 定 这 个 环 的 电 动 势 为,
1 " -
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3 4
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2
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+ ( ’5)5-)
式 中 2 是 电 机 的 轴 长,& 是 空 气 隙 的 标 称 半 径 。 1 的 极 性 是 6 端 为 正,6&端 为 负 。 整 个 线 圈 的 相 量 磁 动 势 ’
7
近 似 值 为,

7
" -82
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&%
&
$
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#( ( ’5)5))
式 中 ) 是 以 % / %&为 中 心 的 线 圈 的 匝 数 。 如 果 没 有 定 子 电 流,9
*
就 是 线 圈 中 的 电 压,该 电 压 是 由 转 子 磁 场 旋转 产 生 的 。
05 定 子 电 流 的 作 用
% / %&中 电 流,的 相 位 决 定 于 负 载 阻 抗,但 根 据 右 手 定 则,定 子 电 流 产 生 的 磁 通 #
+
滞 后 ;#$( " /,) 。 给出 磁 通 密 度 为,
%
+
" /,
)
-
"
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( ’5)50)
式 中,- 是 空 气 隙 的 宽 度,)<- 是 其 了 两 相 使 旋 转 磁 通 增 大 的 倍 数 。 因 此,如 果 存 在 定 子 电 流,空 气 隙 中 的 磁通 密 度 %
".
等 于 转 子 磁 通 和 定 子 磁 通 的 和,
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( ’5)5’)
将 式 ’5)5’ 两 边 乘 以 -*
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&8,可 以 变 化 为 电 压 方 程,
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’5 式 ’5-5-0 电 路 解 释如 果,为 零,转 子 磁 通 旋 转 产 生 的 电 压 为 9
*; 可 以 将 它 看 用 发 电 机 的 戴 维 南 电 压 。 + 项 是 有 定 子 电 流 时发 电 机 的 输 出 电 压,因 为 %
".
是 空 气 电 机 的 输 出 电 压,因 为 %
".
是 空 气 隙 中 的 磁 通 密 度 。 式 ’5-5-0 的 后 一 项表 示 一 个 感 性 电 抗,
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式 中 0
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是 定 子 绕 组 的 有 效 电 感 。 1
+
是 交 流 频 率 时 的 有 效 电 抗 。
·0;-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!" 单 相 等 效 电 路式 ( #"$"$%) 的 部 分 推 导 是 近 似 的,但 其 形 式 和 解 释 是 正 确 的,可 以 得 到 有 效 的 单 相 等 效 电 路,如 图 # & ’#
( () 所 示 。 转 子 磁 通 的 作 用 由 励 磁 电 压 !
"
表 示,它 由 直 流 励 磁 电 流 #
"
控 制,如 图 # & ’# 所 示 。 但 不 应 将 励 磁电 压 看 作 电 机 中 实 际 存 在 的 电 压,因 为 转 子 磁 通 占 据 的 空 间 与 定 子 电 流 产 生 的 磁 通 占 据 的 空 间 相 同,后 者 由单 相 同 步 感 抗 $
%
表 示 。 电 机 中 实 际 存 在 的 磁 通 是 转 子 — 定 子 磁 通 。 根 据 法 拉 第 定 律,由 于 结 构 中 总 磁 通 运动 而 在 定 子 线 圈 中 感 应 的 单 相 电 压 必 然 是 单 相 终 端 电 压 )。
图 # & ’# ( () 同 步 电 动 机 的 单 相 等 效 电 路 ;
( *) 励 磁 电 流 决 定 了 励 磁 电 压 +
"
的 大 小
," 小 结图 # & ’! 给 出 了 同 步 发 电 机 中 的 因 果 关 系 。 电 路 用 图 # & ’#( () 中 的 单 相 等 效 电 路 表 示,它 用 励 磁 电 压表 示 旋 转 转 子 磁 通,用 同 步 电 抗 与 定 子 电 流 的 积 表 示 旋 转 的 定 子 磁 通 。 定 子 磁 通 和 转 子 磁 通 的 和 是 电 机 中实 际 存 在 的 磁 通,它 在 等 效 电 路 中 由 励 磁 电 压 和 同 步 电 抗 上 电 压 降 的 和 来 表 示 。 法 拉 第 定 律 变 为,
)- +
"
& &$
%
,( #"/"0)
定 子 电 路 中 的 损 耗 和 泄 磁 通 已 被 忽 略 。 励 磁 电 压 的 大 小 由 直 流 励 磁 电 流 控 制 。 图 # & ’#( () 中 的 等 效 电路 仅 适 用 于 柱 形 转 子 电 机,因 为 它 忽 略 了 凸 极 转 子 磁 结 构 的 不 对 称 性 。
图 # & ’! 同 步 发 电 机 的 因 果 关 系 。
发 电 机 的 有 效 电 压 ) 由 有 效 功 率 密 度 1
’(
产 生
( 二 ) 工 作 于 独 立 电 力 系 统 中 的 发 电 机
’" 系 统 特 性多 数 同 步 发 电 机 用 于 大 型 电 力 系 统,并 与 其 他 许 多 发 电 机 串 联 使 用 。 但 是 同 步 发 电 机 也 可 用 作 独 立 电力 系 统 的 惟 一 发 电 机 。 在 本 节,将 研 究 同 步 发 电 机 在 这 样 一 个 独 立 系 统 中 的 应 用 。
图 # & ’,表 示 一 个 独 立 系 统 。 注 意 发 电 机 的 两 个 输 入,机 械 驱 动 器 上 的 调 节 杆 和 直 流 励 磁 电 流 。 这 个电 力 系 统 有 如 下 特 性,
( ’) 其 频 率 由 机 械 驱 动 器 的 速 度 决 定 。 电 频 率 为 ( ) 2$)
!*
,其 中
!*
是 转 子 机 械 速 度 。 因 此,如 果 系 统 频率 需 要 保 持 恒 定,比 如 说 为 了 计 时,就 要 求 对 速 度 进 行 严 密 控 制 。 在 其 他 情 况 下,在 不 降 低 负 载 特 性 的 前 提下 系 统 频 率 可 以 稍 微 有 些 变 化 。
( $) 系 统 的 电 压 部 分 由 励 磁 电 流 控 制 。 励 磁 电 流 增 大 可 以 使 产 生 的 电 压 增 大 。 但 是 下 例 中 系 统 的 电 压也 受 负 载 水 平 影 响 。
例 独 立 发 电 机
·#3$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 ! " #$ 独 立 电 力 系 统一 个 %&’(,四 极,)’*+ 三 相 发 电 机 需 要 为 一 个 负 载 提 供 #’,-,功 率 因 数 为 ’./( 滞 后 ) 。 发 电 机 的 同 步 电抗 为 &.’
!
,忽 略 所 有 损 耗 和 泄 电 抗 如 果 断 开 负 载,发 电 机 的 输 入 电 压 为 多 少?
解,没 有 负 载 时,输 出 电 压 为 !
"
,它 可 以 由 图 ! " #!( 0) 中 的 等 效 电 流 确 定 。 单 相 电 压 和 电 流 为,
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解 方 程 式 ( !:&:8) 可 以 确 定 励 磁 电 压,;
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这 个 单 相 电 压 与 &%#( 的 三 相 电 压 等 效 。
思 考 题,电 动 机 驱 动 发 电 机 所 需 的 转 矩 为 多 少?
%,小 结独 立 同 步 发 电 机 需 要 控 制 系 统 来 调 节 发 电 机 速 度 和 输 出 电 压 。 前 者 决 定 了 电 频 率,后 而 决 定 于 负 载 。
( 三 ) 功 率 角
#,功 率 角 的 定 义研 究 了 转 子 磁 通 和 定 子 磁 通 结 合 起 来 得 到 转 子 — 定 子 磁 通 。 在 推 导 过 程 中,介 绍 了
"&

"%
,它 们 分 别是 转 子 磁 通 和 定 子 磁 通 相 对 于 总 磁 通 的 实 际 角 度 。 这 里 对 这 些 功 率 角 进 行 更 详 细 的 研 究 。 这 些 功 率 角 对 应于 总 磁 通 各 分 量 之 间 的 实 际 角 度,也 对 应 于 可 以 看 作 相 量 的 正 弦 量 的 相 位 角 。
%,功 率 角 和 相 量 图图 ! " #8( 0) 以 实 际 角 度 给 出 了 几 个 功 率 角,图 ! " #8(?) 给 出 了
!’
1 ’2时 的 相 量 磁 通 。 转 子 磁 通 密 度 相量 与 转 子 的 @ 极 对 准,因 为 它 使 磁 通 沿 正 方 向 ( 向 外 ) 通 过 空 气 隙 。 而 定 子 磁 通 密 度 相 量 与 定 子 的 A 极 对 准,
因 为 它 使 磁 通 沿 正 方 向 ( 向 外 ) 通 过 空 气 隙 。 转 子 磁 通 和 定 子 磁 通 结 合 起 来 构 成 转 子 — 定 子 磁 通 。 当 转 子 磁极 超 前 于 空 气 隙 的 最 大 磁 通 时,转 子 功 率 角
"&
为 正 。
&,转 矩 和 功 率 角重 写 式 ( ! " #8)
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它 用 转 子 功 率 角 给 出 了 电 机 的 输 出 转 矩 。 第 二 种 形 式 非 常 有 用,因 为 它 的 两 个 磁 通 量 被 限 制 为 可 控 制量 ; 转 子 磁 通 由 直 流 励 磁 电 流 控 制,转 子 — 定 子 磁 与 输 出 电 压 联 系 在 一 起 。 对 于 固 定 励 磁 通 和 输 出 电 压,转矩 决 定 于 转 子 功 率 角
"&

现 在 说 明 磁 通 与 上 例 中 独 立 系 统 的 相 量 图 之 间 的 一 致 性 。 电 路 与 相 量 图 如 图 ! " #/ 所 示 。 定 子 绕 阻 中产 生 的 电 压 ( 为 相 应 参 考 。 图 中 给 出 了 电 流 和 励 磁 电 压 。 励 磁 电 压 与 转 子 磁 通 密 度 同 相,定 子 中 产 生 的 电压 与 转 子 — 定 子 磁 通 密 度 同 相,因 此 !
"
和 ( 之 间 的 相 位 角 为 转 子 功 率 角
"&
。 转 子 功 率 角 对 于 理 解 同 步 发电 机 在 大 型 电 力 系 统 中 的 工 作 状 态 尤 其 重 要 。 #$
%
3 的 相 反 数 表 示 定 子 磁 通 密 度 。
·)/%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 转 子 磁 通 和 定 子 磁 通 结 合 起 来 得 到 总 磁 通 。 磁 极 设 置 同 上 例 。
( %) 磁 极 设 置 ;( &)
!!
’ ()时 表 示 电 流 和 磁 通 密 度 的 相 量图 ! " #* ( %) 电 路 ;( &) 独 立 发 电 机 的 相 量 关 系 。
磁 极 设 置 与 磁 通 密 度 如 图 ! " #$ 所 示
( 四 ) 工 作 于 大 型 电 力 系 统 中 的 同 步 发 电 机在 本 节,将 研 究 同 步 发 电 机 工 作 于 大 型 电 力 系 统 时 的 特 性 。 在 大 型 电 力 系 统 中,许 多 负 载 和 许 多 发 电 机在 一 定 地 理 区 域 内 互 相 连 接 。 这 种 内 部 连 接 可 以 提 供 可 靠 性,可 以 对 各 发 电 机 进 行 保 养,并 允 许 特 定 电 力 公司 之 间 进 行 电 力 交 换 。
#+电 力 网在 这 种 电 力 网 中,许 多 发 电 机 串 联 在 一 起 工 作 。 所 有 的 发 电 机 都 是 同 步 的,并 通 过 远 程 传 输 线 互 相 连 接在 一 起 。 从 某 单 个 发 电 机 的 角 度 来 看,电 力 系 统 是 一 个 负 载,发 电 机 向 其 中 输 送 有 效 功 率 和 无 功 功 率 。 但 是这 种 负 载 的 特 性 与 无 源 负 载 的 特 性 有 着 显 著 不 同 。
,+无 穷 总 线电 力 系 统 可 以 用 无 穷 总 线 模 拟 。 在 无 穷 总 线 中,其 频 率 恒 定,电 压 恒 定 ( 包 括 幅 度 和 相 位 ),与 所 研 究 发电 机 的 工 作 状 态 无 关 。 系 统 的 频 率 可 以 看 作 一 个 常 数,它 由 许 多 发 电 机 的 可 控 制 旋 转 决 定 。 因 此,如 果 提 高某 单 个 发 电 机 的 机 械 驱 动 器,总 线 中 的 频 率 不 会 像 独 立 工 作 那 样 使 频 率 升 高,而 是 向 电 力 网 中 输 送 更 多 的 有效 功 率 。 同 样,如 果 增 大 某 单 个 发 电 机 的 直 流 励 磁 电 流,也 不 会 像 独 立 工 作 那 样 提 高 输 出 电 压,而 是 会 改 变向 系 统 输 送 的 无 功 功 率 。 下 面 的 分 析 将 说 明 这 种 对 有 效 输 出 功 率 和 无 功 输 出 功 率 的 独 立 控 制 。
-+在 无 穷 总 线 中 运 转图 ! ",( 给 出 了 工 作 于 无 穷 总 线 中 的 同 步 发 电 机 的 单 相 电 路 。 发 电 机 的 有 效 输 出 功 率 为,
"
./0
’ -#$1.2
!
( !3-3#,)
式 中
!
是 单 相 输 出 电 压 和 电 流 之 间 的 角 度,# 和 $ 是 单 相 均 方 根 值 。 这 一 系 统 的 相 量 图 如 图 ! ",# 所示 。
现 在 考 虑 当 直 流 励 磁 电 流 变 化 时 相 量 图 的 变 化,然 后 再 考 虑 励 磁 电 压 的 变 化 对 相 量 图 的 影 响 。 设 机 械驱 动 器 的 转 矩 和 转 速 保 持 恒 定,那 么,发 电 机 的 输 入 和 输 出 有 效 功 率 也 保 持 恒 定 。 无 穷 总 线 的 线 电 压 是 固 定
·4*,·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 ! " #$ 工 作 于 无 穷 总 线 中同 步 发 电 机 的 单 相 模 型图 ! " #% 工 作 于 无 穷 总 线 中 的 同 步 发 电 机 的 单相 相 量 图 。 两 条 虚 线 表 示 当 励 磁 电 压 的 大 小 变 化 时,励磁 电 压 和 电 流 相 量 保 持 输 出 功 率 恒 定 的 轨 迹的,因 此,由 式 ( !&’&%#) 可 以 看 出,!()*
!
也 必 然 保 持 恒 定 。 电 流 相 量 的 顶 端 沿 垂 直 虚 线 通 过 实 轴 达 到 传 送 有效 功 率 所 需 的 同 相 电 流 。 当 直 流 励 磁 电 流 变 化 时,输 出 电 压 的 幅 值 和 相 位 也 变 化,但 电 流 中 与 总 线 电 压 同 相的 分 量 保 持 不 变 。
图 ! " #% 给 出 了 转 子 功 率 角
!"
,它 是 励 磁 电 压 #
$
超 前 于 总 线 电 压 又 的 相 位 角 。 根 据 +,-,励 磁 电 压 是
,和,/
*
0 工 的 相 量 和 。 因 此,根 据 图 ! " #% 中 的 几 何 关 系,可 以 得 到,
%
&
!()*
"
1 #
$
*23
!"
( !&’&%’)
式 中 #
$
是 单 相 励 磁 电 压 的 大 小 。 因 此,可 以 将 式 ( %!&45) 修 改 为 以 下 形 式,

()*
1
’+#
$
%
&
*23
!"
( !&’&%4)
因 此,对 于 恒 定 功 率 ( 驱 动 器 控 制 ) 和 恒 定 线 电 压,6.*237,也 保 持 恒 定 。 励 磁 电 压 相 量 的 顶 端 沿 着 图 ! "
#% 中 的 垂 直 虚 线 移 动 。
4&直 流 励 磁 电 流 对 功 率 因 数 的 影 响利 用 这 两 个 轨 迹,就 可 以 估 算 直 流 励 磁 电 流 的 变 化 对 无 穷 总 线 中 同 步 发 电 机 的 影 响 。 例 如,考 虑 直 流 励磁 电 流 降 低 对 图 ! " #% 中 相 量 图 的 影 响 。 励 磁 电 流 降 低 会 使 #
$
的 大 小 减 小,它 使 6
$
的 顶 端 沿 垂 直 虚 线 向点 ) 移 动 。 同 时,输 出 电 压,固 定 。 相 量,%
&
0 与,和 6
$
的 连 线 平 行,它 必 然 向 一 垂 直 位 置 移 动 。 因 此,电 流
! 必 然 向 一 水 平 位 置 移 动,而 其 顶 端 仍 然 留 在 垂 直 虚 线 上 。 所 以,当 直 流 励 磁 电 流 降 低 时,电 流 与 输 出 电 压的 同 相 部 分 磁 大,功 率 因 数 趋 向 于 单 位 %,电 流 的 大 小 降 低 。 在 点 ) 处,6
$
位 于,的 正 上 方,电 流 与 单 相 输 出电 压 同 相 。 在 这 一 点,得 到 一 个 直 角,励 磁 电 压 为,
#
#
$)
1 +
#
8( %
&
!)
#
( !&’&%!)
式 中 #
$)
是 功 率 因 数 为 单 位 % 时 所 需 励 磁 电 压 的 大 小 。 当 6
$
的 大 小 下 降 很 多 时,电 流 将 超 前 于 输 出 电压 。 电 流 相 对 于 输 出 电 压 的 角 度 可 以 由 励 磁 电 压 的 大 小 控 制,励 磁 电 压 的 大 小 又 由 直 流 励 磁 电 流 控 制 。 电
·9:#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册流 的 同 相 分 量 为 定 值,而 异 相 分 量 的 大 小 和 符 号 都 可 以 变 化 。 因 此,发 电 机 与 电 力 系 统 之 间 交 换 的 无 功 功 率由 直 流 励 磁 电 流 控 制 。
图 ! " ## 给 出 了 直 流 励 磁 电 流 对 同 步 发 电 机 电 流 的 大 小 和 功 率 因 数 的 影 响,输 出 功 率 保 持 恒 定 。 励 磁电 流 很 小 时 称 为 欠 励 磁 发 电 机,其 输 出 电 流 超 前 于 输 出 电 压,当 励 磁 电 流 增 大 时,输 出 电 压 降 低 。 在 功 率 因数 为 单 位 $ 的 ! 点 电 压 降 至 最 低 点,然 后 电 流 增 大,并 开 始 滞 后 于 输 出 电 压,这 种 情 况 称 为 过 励 磁 发 电 机 。
!%小 结输 出 有 效 功 率 由 发 电 机 机 械 驱 动 器 的 调 节 杆 控 制 。 无 功 功 率 的 符 号 和 大 小 由 直 流 励 磁 电 流 控 制 。 对 于过 励 磁 发 电 机,&

超 过 了 图 ! " #$ 中 的 ! 点,发 电 机 输 出 正 的 无 功 功 率 。 对 于 欠 励 磁 发 电 机,&
"
位 于 图 ! "
#$ 中 ! 点 的 左 侧,发 电 机 输 出 负 的 无 功 功 率 。 式 ( !%(%$!) 定 义 了 过 励 磁 特 性 和 欠 励 磁 特 性 的 边 界,并 与 单 位功 率 因 数 对 应 。
图 ! " ## 励 磁 电 流 对 同 步 发 电机 输 出 的 影 响,输 出 功 率 保 持 恒 定例 提 供 无 功 功 率一 个 )**+( 线 电 压 ) 三 相 同 步 发 电 机 的 输 出 功 率 #!,-。 同 步 电 抗 为 $*%*
!
。 计 算 使 功 率 因 数 为 单 位 $
的 激 励 电 压,并 计 算 励 磁 电 压 为 多 少 时,发 电 机 可 以 在 有 效 功 率 之 外 提 代,$*,+/0 的 无 功 功 率 。
解,要 使 功 率 因 数 为 $,所 需 线 电 流 为,
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因 此,根 据 式 ( !4(4$!) 得 到 所 需 励 磁 电 压 为,
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注 意,计 算 过 程 中 采 用 单 相 电 压 。 对 于 问 题 的 第 二 部 分,求 视 在 功 率,
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#
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1 ( #!)
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1 #)%6,+/ ( !4(4$6)
功 率 因 数 为 $,1 #!&#)’6 1 *’6#7,电 流 的 相 位 角 为
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根 据 式 ( !4(47),新 的 励 磁 电 压 相 量 &;

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#7%!=+
因 此,为 使 发 电 机 多 输 出,$*,+/0 的 无 功 功 率,励 磁 电 压 应 比 单 位 功 率 因 数 所 需 励 磁 电 压 增 大 $6>。
)%输 出 功 率 和 功 率 角图 ! " #( 给 出 了 式 ( !%(%$3) 的 图 像 以 及 转 子 功 率 角 对 发 电 机 功 率 的 影 响,其 中 输 出 电 压 和 励 磁 电 压 保持 恒 定 。 转 子 功 率 角
"2
,是 一 个 空 间 角,其 单 位 为 电 单 位,它 是 转 子 的 物 理 轴 超 前 于 空 气 隙 中 总 磁 通 的 角度 。 驱 动 转 矩 增 大 时,转 子 磁 通 的 转 速 加 快,更 多 的 机 械 能 转 变 为 电 能 。 输 出 功 率 会 达 到 一 个 极 限,如 图 !
" #( 所 示 。 输 出 功 率 大 于 此 值 后,电 动 机 一 发 电 机 就 不 能 同 步,从 而 失 去 控 制 。 实 际 中,发 电 机 工 作 时 的 功率 角 在 $!— #!=之 间,这 样 可 以 远 离 失 控 的 危 险 。
·66#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !" #$ 同 步 发 电 机 输 出 功 率 与 转 子 功 率 角 之 间 的 关系,励 磁 电 压 和 输 出 电 压 保 持 恒 定从 图 !" #$ 可 以 看 出,电 机 用 作 电 动 机 时,输 出 功 率 为 负,对 应 于 负 功 率 角 。 在 本 例 中,空 气 隙 磁 通 超 前于 转 子 的 轴,电 系 统 拉 动 机 械 系 统,电 能 被 转 换 为 机 械 能 。 下 一 节 将 研 究 同 步 电 动 机 的 特 性 。
二,同 步 电 动 机 运 行 与 维 修
( 一 ) 同 步 电 动 机 运 行 前 的 检 查
%&电 动 机 主 体 零 部 件 应 齐 全 完 整,内 外 表 面 清 洁 。
#&经 电 气 试 验,各 项 电 气 指 标 均 应 符 合 要 求 。
$&电 刷 与 集 电 环 工 作 面 应 接 触 良 好 。
’&电 动 机 控 制 系 统 必 须 完 好,符 合 起 动 要 求 。
!&油 路 系 统 应 畅 通 。
(&各 部 位 振 幅 及 轴 向 窜 动 量 应 符 合 技 术 要 求 。
)&轴 承 不 渗 漏 油 。
*&带 有 强 制 通 风 设 备 的 电 动 机,通 风 系 统 必 须 一 切 正 常 。
+&电 动 机 在 起 动 前,应 先 进 行 一 次 空 操 作,无 问 题 后 再 投 入 空 运 行,经 %,#- 检 查 电 动 机 各 部 件 运 动 情况 是 否 正 常,电 动 机 噪 声 和 振 动 值 应 符 合 要 求 。
%.&轴 瓦 温 度 一 般 为 !.,(./,最 高 不 能 超 过 *./,滚 动 轴 承 允 许 工 作 温 度 为 %../。
%%&停 机 后,全 面 检 查 电 动 机 各 部 分 情 况,有 无 不 正 常 现 象 。
( 二 ) 同 步 电 动 机 运 行 与 维 修
%&电 动 机 不 能 起 动 同 步 电 动 机 不 能 起 动 的 原 因 及 处 理 方 法,有 许 多 类 似 于 三 相 异 步 电 动 机,除 此 之外,还 有,
( %) 转 子 上 起 动 绕 组 断 裂 或 开 焊,应 检 查 起 动 绕 组 并 进 行 处 理 。
( #) 电 动 机 起 动 转 矩 太 小,应 先 空 载 或 轻 载 起 动 后 逐 步 加 大 负 载 。
( $) 没 有 起 动 绕 组,对 此 类 电 动 机 可 先 用 异 步 电 动 机 将 其 拖 至 同 步 转 速,然 后 给 转 子 励 磁 电 流,再 加 交 流电 压 带 上 负 载 。
( ’) 阻 尼 条 开 焊 或 断 路,一 般 起 动 困 难,严 重 时 电 动 机 不 能 起 动,可 用 开 口 变 压 器 检 查 处 理 。
#&电 动 机 起 动 后 达 不 到 同 步 转 速
( %) 转 子 中 励 磁 绕 组 短 路 或 接 地,可 检 查 励 磁 绕 组 的 直 流 电 阻 和 绝 缘 电 阻,根 据 故 障 情 况 进 行 处 理 。
( #) 励 磁 系 统 断 线 或 接 触 不 良,使 转 子 无 法,牵 入,同 步,应 检 查 励 磁 系 统 进 行 修 理 。
·..$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 检 修 后 励 磁 绕 组 匝 数 弄 错 或 极 性 接 反,应 检 查 匝 数 与 接 线 。
!"电 动 机 过 热
( #) 电 动 机 绕 组 短 路,可 用 电 桥 测 量 各 相 绕 组 的 直 流 电 阻,找 出 短 路 绕 组 进 行 处 理 。
( $) 负 载 过 大,应 适 当 减 轻 负 载 。
( !) 通 风 冷 却 系 统 堵 塞,应 检 查 通 风 冷 却 系 统 。
( %) 转 子 励 磁 绕 组 的 电 流 太 大,绕 组 铜 耗 增 加,使 励 磁 绕 组 过 热,可 调 整 励 磁 电 流 。
%"运 行 中 产 生 振 动
( #) 转 子 励 磁 绕 组 接 地 或 匝 间 短 路,造 成 磁 场 分 布 不 均 匀 而 产 生 怪 声 或 振 动,应 检 查 励 磁 绕 组 是 否 接 地或 短 路 。
( $) 定,转 子 之 间 气 隙 不 均 匀,应 按 有 关 规 定 调 整 定,转 子 之 间 的 气 隙 。
( !) 励 磁 线 圈 松 动 或 已 移 位,应 检 查 励 磁 线 圈 并 以 固 定 。
( %) 转 子 不 平 衡,应 作 动 平 衡 试 验 予 以 纠 正 。
( &) 轴 承 间 隙 太 大,应 调 整 轴 承 间 隙 或 更 换 轴 承 。
( ’) 底 脚 螺 钉 松 动,应 予 以 紧 固 。
( () 机 座 或 轴 承 支 座 安 装 不 良,应 检 查 后 予 以 纠 正 。
( )) 大 修 后 转 子 极 性 接 反,应 改 正 接 线 。
( *) 电 动 机 运 行 中 铁 心 松 动 后,冲 片 便 产 生 振 动 和 噪 声 。
&"运 行 中 轴 瓦 漏 油
( #) 润 滑 油 填 充 过 多,超 过 允 许 水 平 面 。
( $) 润 滑 油 牌 号 不 符 。
( !) 瓦 座 与 瓦 盖 间 接 合 面 处 旧 密 封 涂 料 清 理 不 干 净 。
( %) 新 密 封 涂 料 填 充 不 均 匀,甚 至 忘 填 涂 料 。
( &) 密 封 垫 安 装 不 正 确 。
( ’) 进 油 管 和 回 油 管 接 头,油 杯,温 度 计 等 插 口 及 阀 门 等 处 密 封 不 良 。
( () 通 风 系 统 在 轴 承 端 形 成 真 空,润 滑 油 从 轴 承 内 部 吸 出 。
’"集 电 环 异 常 磨 损
( #) 在 滑 动 接 触 过 程 中,集 电 环 表 面 往 往 会 有 一 层 水 膜,使 集 电 环 在 与 电 刷 接 触 传 递 电 流 过 程 中 伴 随 发生 电 解 现 象,因 而 产 生 腐 蚀,应 清 扫 集 电 环 。
( $) 滑 动 接 触 状 况 不 良,如 电 刷 压 力 太 大,电 刷 在 刷 握 内 活 动 不 自 由,集 电 环 表 面 脏,应 分 别 进 行 处 理 。
( !) 集 电 环 极 性 接 错,应 调 换 极 性 。
( %) 如 采 用 金 属 石 墨 电 刷 或 铜 电 刷,使 集 电 环 磨 损 较 快 时,应 改 用 润 滑 性 能 较 好 磨 损 寿 命 较 长 的 电 刷 。
第 四 节 直 流 电 动 机 安 装 与 维 护一,并 励 电 动 机 的 启 动,制 动 和 调 速
( 一 ) 启 动如 把 直 流 电 动 机 直 接 接 入 电 源 进 行 启 动,则 启 动 电 流 很 大 。 因 为 在 启 动 瞬 间,电 枢 还 没 有 转 动,电 枢 电路 中 的 反 电 动 势 为 零,而 电 枢 电 阻 又 很 小,此 时 通 过 电 枢 的 电 流 ( 即 启 动 电 流 ) 很 大,即,
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+,
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·#.!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇例 如,某 台 !"#$ 电 动 机 的 额 定 电 压 为 %%" &,额 定 电 流 !

( )" *,电 枢 电 阻 "
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,则 直 接 启 动 电 流为,
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此 电 流 为 额 定 电 流 的 !! 倍,这 样 大 的 电 流 将 会 烧 毁 换 向 器 和 电 刷,同 时 使 电 动 机 的 传 动 部 件 受 到 很 大的 冲 击 转 矩,这 是 不 允 许 的 。 因 此,启 动 时,必 须 在 电 枢 电 路 中 串 联 启 动 变 阻 器 来 减 小 启 动 电 流,同 时 为 了 获得 较 大 的 启 动 转 矩 而 又 不 致 使 换 向 器 受 到 损 伤,通 常 把 启 动 电 流 限 制 为 电 枢 额 定 电 流 的 !,)0 %,) 倍,即,
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2
(( !,)0 %,)) !

串 联 电 阻 "
2
称 为 启 动 电 阻,利 用 上 式 便 可 确 定 所 需 启 动 电 阻 "
2
的 数 值 。 启 动 时 接 线 如 图 )3 %- 所 示 。
图 )3 %- 并 励 直 流电 动 机 启 动 电 路 图当 电 动 机 电 枢 旋 转 起 来 后,在 电 枢 中 则 产 生 反 电 动 势 $
+
,电 枢 电 流 逐 渐 减 小,那 么 启 动 电 阻 就 可 以 逐 渐减 小,最 后 启 动 电 阻 可 以 完 全 切 除,电 动 机 启 动 完 毕,达 到 正 常 运 转,此 时 电 动 机 的 电 枢 电 流 为,
!
+
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# 3 $
+
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+
电 动 机 启 动 时 要 求 其 磁 场 有 最 大 值,即 要 先 接 上 励 磁 电 压,以 保 证 启 动 过 程 中 产 生 足 够 大 的 反 电 动 势,
迅 速 减 小 启 动 电 流 和 保 证 足 够 大 的 启 动 转 矩,加 速 启 动 过 程 。
在 直 流 电 动 机 的 启 动 方 法 中,目 前 应 用 广 泛 且 启 动 稳 定 可 靠 的 是 按 时 间 特 性 ( 原 则 ) 启 动 。
( 二 ) 制 动直 流 电 动 机 的 电 气 制 动 同 感 应 电 动 机 一 样,有 能 耗 制 动,反 接 制 动 和 再 生 制 动 三 种 方 法 。
!,能 耗 制 动 把 电 枢 从 供 电 线 路 上 切 断,然 后 把 它 连 接 到 电 阻 " 上,励 磁 电 路 仍 接 于 电 源 上 保 持 不 变,
如 图 )3 %) 所 示 。 此 时 电 动 机 由 于 惯 性 继 续 转 动,电 枢 绕 组 中 产 生 感 应 电 动 势 和 电 流,使 电 动 机 运 行 在 发 电机 状 态 。 电 枢 导 线 中 的 电 流 在 磁 场 中 产 生 电 磁 力 矩,按 照 左 手 定 则,它 与 电 枢 旋 转 方 向 相 反,因 此 起 到 制 动作 用,使 电 枢 迅 速 停 止 运 转 。 并 励 电 动 机 大 多 采 用 能 耗 制 动,并 按 感 应 电 动 势 原 则 控 制 。 这 种 方 法 可 以 保 证停 车 准 确,而 且 接 线 简 单 。
%,反 接 制 动 反 接 制 动 在 直 流 电 动 机 拖 动 中 得 到 广 泛 应 用,而 通 常 也 是 用 感 应 电 动 势 原 则 来 控 制 ( 如 图
)3 %4 所 示 ) 。 反 接 时 只 需 将 电 枢 两 端 的 电 源 电 压 极 性 对 换 即 可,此 时 电 枢 电 流 方 向 改 变,由 于 磁 场 方 向 不变,所 以 电 枢 产 生 的 电 磁 转 矩 与 原 转 动 方 向 相 反,起 到 制 动 作 用 。 在 反 接 过 程 中,电 枢 中 需 要 接 入 反 接 电 阻限 制 电 流,因 为 此 时 电 源 电 压 与 电 动 机 中 反 电 动 势 的 极 性 相 同,电 流 过 大 会 造 成 危 险 。
5,再 生 制 动 再 生 制 动 是 当 并 励 电 动 机 运 行 时,由 于 某 种 外 因 使 电 动 机 转 速 超 过 正 常 转 速 ( 如 电 力 机 车下 坡 时 ),反 电 动 势 增 大,超 过 外 加 电 压,即 $

6 #,此 时 的 电 动 机 变 成 了 发 电 机,向 供 电 线 路 反 馈 供 电,使 电动 机 产 生 制 动 转 矩 ( 与 旋 转 方 向 相 反 ),而 使 电 动 机 的 转 速 减 慢 。
·%"5· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #! 能 耗 制 动 的 接 线 图图 !" #$ 用 电 压 继 电 器 %&’ 控 制 反 接 制 动 的 原 理 图 ( (
)
是 启 动 电 阻 )
( 三 ) 调 速调 速 指 的 是 在 一 定 的 机 械 负 载 下,通 过 对 电 动 机 施 以 附 加 的 作 用 来 改 变 转 速 。 直 流 电 动 机 的 调 速 从 式
*+
," -
.
(
.
/
0!
可 以 看 出,有 三 个 途 径 来 调 节 电 动 机 的 转 速 。
’1改 变 磁 极 磁 通
!
的 调 速 方 法 如 图 !" #2 所 示,改 变 励 磁 电 流,就 可 以 使 电 动 机 的 磁 通 改 变,以 调 节转 速 。 为 此,在 励 磁 电 路 中 串 接 一 个 磁 场 变 阻 器 (
34
,改 变 磁 场 变 阻 器 的 阻 值,即 可 调 节 电 动 机 的 转 速 。 当励 磁 电 流 过 小 甚 至 励 磁 电 路 断 开 时,电 动 机 的 转 速 将 急 剧 增 加,会 引 起 严 重 事 故,这 是 在 运 用 并 励 电 动 机 时应 注 意 防 止 的 。 电 动 机 调 速 范 围 一 般 用 最 低 转 速 和 最 高 转 速 之 比 来 表 示,这 种 方 法 的 调 速 范 围 可 达 ’56,是比 较 经 济 的 一 种 方 法,应 用 较 广 。
图 !" #2 调 速 的 电 路 图 ( 7
4
是 并 励 绕 组 )
一 般 电 动 机 只 允 许 转 速 比 额 定 转 速 增 加 #89,!89,大 范 围 调 速 的 电 动 机 是 根 据 特 殊 用 途 设 计 制 造 的 。
#1在 电 枢 电 路 中 串 联 电 阻 的 调 速 方 法 如 图 !" #2 所 示,在 电 枢 电 路 内 加 入 电 阻 ( 变 阻 器 (3) 也 可 以 调速,通 常 电 源 电 压 ! 是 一 定 的,如 果 增 加 (3 阻 值,则 电 阻 电 压 降 -
.
( (
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) 增 加,电 动 机 的 转 速 下 降 ; 反 之,
则 转 速 升 高 。 通 常 电 枢 电 流 较 大,在 调 速 过 程 中,调 速 变 阻 器 要 消 耗 大 量 的 电 能,故 不 经 济,但 这 种 调 速 方 法较 为 简 单 。
61改 变 供 电 线 路 端 电 压 ! 的 调 速 方 法 从 他 ( 并 ) 励 直 流 电 动 机 机 械 特 性 可 知,这 种 调 速 方 法 的 特 点是,调 速 平 滑,转 速 稳 定,一 般 只 能 从 额 定 电 压 向 下 调 节,因 而 转 速 只 能 调 低 不 能 调 高,调 速 范 围 较 大 。 但 最低 转 速 常 受 转 差 率 的 限 制 而 不 能 太 低 。
采 用 这 种 方 法 调 速,必 须 有 专 门 的 可 以 改 变 电 压 的 直 流 电 源 。 目 前 用 得 较 多 的 独 立 可 调 的 直 流 电 源 是
·686·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇直 流 发 电 机 一 电 动 机 系 统 ( 即 !— " 机 组 ) 及 晶 闸 管 整 流 # 电 动 机 系 统 。
!— " 机 组 是 用 交 流 电 动 机 带 动 直 流 发 电 机,然 后 再 拖 动 直 流 电 动 机,因 而 可 以 通 过 调 节 直 流 发 电 机 的励 磁 电 流 ( 调 $
!
) 来 改 变 其 磁 场 的 强 弱,得 到 不 同 的 输 出 电 压,达 到 调 节 直 流 电 动 机 转 速 的 目 的,如 图 % # &’
所 示 。 也 可 以 通 过 调 节 直 流 电 动 机 "& 的 励 磁 电 流,改 变 其 磁 场 强 弱,从 而 得 到 () 倍 以 上 的 大 范 围 调 速 性能 。 通 过 改 变 直 流 发 电 机 的 励 磁 电 流 的 方 向 和 大 小,又 可 以 实 现 直 流 电 动 机 启,制 动 和 正 反 转 控 制 。
图 %# &’ !— " 调 速 系 统 线 路 图如 欲 使 电 动 机 的 转 速 在 额 定 值 以 下 调 节,则 可 保 持 !
"
不 变,把 !
!
增 大,因 而 发 电 机 的 端 电 压 降 低,由于
!
不 变,电 动 机 的 转 速 便 下 降 。
如 欲 使 电 动 机 的 转 速 在 额 定 值 以 上 调 节,则 应 保 持 其 两 端 电 压 为 额 定 值 不 变,而 把 !
"
增 大,由 于 电 动机 的 励 磁 电 流 减 小,所 以 转 速 升 高 。
!— " 机 组 的 优 点 是 能 使 生 产 机 械 的 转 速 在 较 广 的 范 围 内 均 匀 调 节,调 速 范 围 可 达 到 (*+),其 缺 点 是 设备 费 用 很 大 。 近 年 来,由 于 晶 闸 管 整 流 技 术 的 发 展,直 流 发 电 机 有 被 晶 闸 管 整 流 器 代 替 的 趋 势,从 而 大 大 提高 了 效 率,降 低 了 设 备 费 用 。
在 调 节 并 励 电 动 机 的 转 速 时,不 论 运 行 时 串 入 电 阻 的 数 值 如 何,启 动 和 制 动 总 是 在 满 磁 通 下 进 行 的 。 在调 速 过 程 中,为 了 限 制 电 枢 电 流 的 冲 击,常 在 电 枢 电 流 中 接 入 电 流 继 电 器,-,它 在 电 枢 电 流 过 大 时 动 作,自动 调 节 励 磁,以 限 制 过 大 的 冲 击 电 流,如 图 %# &’ 所 示 。
二,串 励 电 动 机 的 启 动 和 调 速串 励 电 动 机 启 动 和 反 转 与 并 励 电 动 机 相 同,为 了 限 制 启 动 电 流,仍 需 要 在 电 枢 电 路 接 入 启 动 电 阻,但 它的 启 动 性 能 要 比 并 励 电 动 机 好 。 串 励 电 动 机 的 调 速 原 理 和 并 励 电 动 机 基 本 相 同,当 串 励 电 动 机 采 用 改 变 磁场
!
的 方 法 来 调 速 时,磁 场 变 阻 器 $
.
必 须 与 串 励 绕 组 并 联,如 图 %# &/ 所 示 。 当 磁 场 变 阻 器 的 阻 值 减 小 时,
通 过 变 阻 器 的 电 流 增 大,而 通 过 串 励 绕 组 的 电 流 减 小,其 所 产 生 的 磁 通
!
也 随 之 减 小,由 转 速 公 式 " 0
# # $( !
1
2 !
.

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3!
可 知,磁 通 减 小,转 速 " 便 升 高 ; 反 之,磁 通 增 大,而 转 速 下 降 。
图 %# &/ 串 励 电 动 机 的 调 速 ( 4
5
— 串 励 绕 组 )
·6)+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册调 节 串 励 电 动 机 转 速 时,也 可 以 在 电 枢 中 串 入 电 阻,这 种 方 法 比 较 常 用 。 启 动 电 阻 用 于 调 速 时,电 阻 发热 量 应 按 长 期 工 作 计 算 。
三,晶 闸 管 一 直 流 电 动 机 的 调 速直 流 电 动 机 的 调 速,可 以 采 用 改 变 电 枢 电 压 和 励 磁 绕 组 电 压 的 方 法 来 实 现 。 晶 闸 管 直 流 调 速 装 置 结 构简 单,效 率 高,工 作 可 靠,控 制 精 度 高,因 此 获 得 了 广 泛 的 应 用 。
如 图 !" #$ 所 示,是 一 种 直 流 电 动 机 晶 闸 管 整 流 无 级 调 速 系 统,是 通 过 改 变 电 枢 绕 组 电 压 来 实 现 调 速的 。
图 !" #$ 晶 闸 管 直 流 调 速 系 统
( 一 ) 主 电 路主 电 路 中 整 流 变 压 器 %& 的 一 次 侧 经 接 触 器 ’& 和 控 制 按 钮 (&,() 进 行 控 制,与 ))$* 交 流 电 源 连 接 。 %&
的 二 次 侧 输 出 &)+ * 交 流 电 压,经 全 波 桥 式 整 流 器,& 整 流 后 输 出 直 流 。 再 经 晶 闸 管 *& 进 行 调 压 后 供 给 直流 电 动 机 -&。 电 容 器,& 与 电 阻 /& 组 成 *& 的 阻 容 保 护 环 节,以 防 止 晶 闸 管 受 过 电 压 损 坏 。 二 极 管 *) 的 作用 是 阻 隔 -0 的 反 电 动 势,使 -& 在 低 速 运 转 时 电 流 连 续,运 转 平 稳 。 直 流 电 压 表 1& 和 直 流 电 流 表 1),用 来测 量 主 电 路 中 的 电 压 和 电 流 。 -& 的 励 磁 绕 组 也 由,& 直 接 供 电,励 磁 电 流 通 过 调 节 电 阻 /&2 进 行 调 节 。 -&
与 测 速 发 电 机 3& 轴 连 接,进 行 测 速 反 馈,稳 定 -& 的 转 速 。 电 位 器 /) 和 /# 把 -& 的 端 电 压 经 电 容 器,# 进行 微 分 反 馈,当 电 压 波 动 引 起 -& 转 速 变 化 时,起 稳 定 转 速 的 作 用 。
( 二 ) 触 发 电 路晶 闸 管 的 触 发 电 路 采 用 具 有 放 大 环 节 的 单 晶 体 管 *4 触 发 电 路 。 由 %& 的 二 次 绕 组 输 出 的 #4* 交 流 电压,经 整 流 桥,) 整 流,稳 压 管 *# 稳 压 后 作 为 控 制 电 路 的 工 作 电 源 。 *# 使 单 结 晶 体 管 *4 得 到 过 零 的 梯 形波,以 保 证 输 出 脉 冲 与 主 电 路 的 电 压 同 步,并 使 输 出 脉 冲 的 幅 值 一 定 。
控 制 电 路 的 输 入 信 号 经 电 容 器,! 滤 波 后 加 到 晶 体 管 *5 基 极 与 发 射 极 之 间 。 二 极 管 *6,*&$ 起 正 向 限
·!$#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇幅 作 用,!" 作 为 前 置 放 大,再 把 输 出 信 号 加 到 !# 的 基 极 上 。
!$,!#,%& 和 脉 冲 变 压 器 ’( 等 元 件 构 成 触 发 电 路 。 工 作 时,%& 经 !# 充 电,当 达 到 !$ 的 峰 点 电 压 时,!$
导 通,%& 经 ’( 放 电,于 是 ’( 的 二 次 绕 组 输 出 脉 冲 触 发 晶 闸 管 !),使 其 导 通 。 当 %*放 电 后 电 压 逐 步 降 低,达到 !$ 的 谷 点 电 压 时,!$ 截 止 。 这 一 过 程 不 断 重 复,连 续 对 !) 进 行 触 发 。 当 改 变 !# 的 基 极 电 位 时,输 出 脉冲 信 号 将 产 生 相 移 。 这 样 !) 输 出 的 直 流 电 压 得 到 调 节,+) 就 实 现 了 无 级 调 速 。 !# 的 基 极 电 压 是 由 给 定 信号 决 定 的,所 以 只 要 调 节 给 定 信 号,就 可 以 改 变 输 出 脉 冲 信 号 的 相 位 。 电 阻,- 是 温 度 补 偿 电 阻,!& 的 作 用是 防 止 负 脉 冲 送 到 !) 的 控 制 极,%( 的 作 用 是 防 止 干 扰 信 号 。
给 定 信 号 电 路 的 电 源 也 是 由 ’) 的 二 次 绕 组 供 电,电 压 为,$!,它 是 经 整 流 桥 /,整 流 后,由 稳 压 管 !))
稳 压,经 电 容 器 %$ 滤 波 而 得 。 给 定 信 号 电 压 的 大 小,可 用 电 位 器,)) 与,)( 进 行 粗 调 和 细 调 。
( 三 ) 反 馈 电 路测 速 反 馈 电 压 采 用 负 反 馈,由 测 速 发 电 机 0) 输 出 并 经 整 流 桥 /& 整 流 和 %# 滤 波 后 加 到 电 位 器,),上,
反 馈 量 大 小 由,),调 节 。 给 定 信 号 与 测 速 反 馈 信 号 的 差 值 ( 反 馈 信 号 的 电 压 与 给 定 信 号 的 电 压 方 向 相 反 ) 再减 去 电 压 微 分 负 反 馈 信 号 即 为 控 制 电 路 的 输 入 信 号 。 如 果 电 动 机 的 负 载 增 大,引 起 电 动 机 转 速 下 降 ( !
!
),
这 时 测 速 发 电 机 的 输 出 电 压 将 减 小,即 负 反 馈 信 号 减 小,控 制 电 路 的 输 入 信 号 增 加,晶 体 管 !# 的 基 极 电 位 下降,发 射 极 电 流 增 大 。 使 触 发 脉 冲 信 号 前 移,故 晶 闸 管 整 流 输 出 电 压 上 升,使 电 动 机 的 转 速 上 升,即 保 证 电 动机 的 转 速 不 因 负 载 增 大 而 下 降 过 多 。 测 速 反 馈 的 作 用 就 是 当 电 动 机 +) 的 转 速 变 化 时 ( 可 能 由 负 载 变 化 或电 压 波 动 引 起 ),起 稳 定 转 速 的 作 用 。
电 源 显 示 灯 1) 由 ’) 的 一 个 二 次 绕 组 供 电,电 压 为 $2.!。
四,直 流 电 动 机 运 行 与 维 护
( 一 ) 温 度 的 监 视温 升 是 保 证 直 流 电 动 机 安 全 运 行 重 要 条 件 之 一,温 升 过 高,就 会 引 起 绝 缘 加 速 老 化,电 动 机 寿 命 降 低 。
对 3级 绝 缘 绕 组 温 升 超 过 允 许 值 )45,寿 命 将 会 缩 短 一 半 。 所 以 在 电 动 机 运 行 时 应 经 常 监 视 温 升,使 温 升不 要 超 过 绝 缘 等 级 的 允 许 温 升 。
对 绕 组 中 埋 有 测 温 元 件 的 电 动 机,应 定 期 检 查 和 记 录 电 动 机 内 各 部 位 温 升 。 对 没 有 埋 设 测 温 元 件 的 电动 机,就 要 经 常 检 查 进,出 口 风 温 。 通 常 直 流 电 动 机 允 许 进,出 口 风 温 差 为 )-6(45。 对 较 重 要 的 电 动 机,在温 升 较 高 的 部 位,需 埋 设 温 度 计 加 以 经 常 监 视 。 对 于 小 型 直 流 电 动 机,一 般 用 手 摸 来 检 查,根 据 机 座 外 表 温度 进 行 判 断 。
当 电 动 机 温 度 超 过 允 许 温 升 时,应 检 查,
)2电 动 机 是 否 过 载 当 过 载 较 严 重 时,应 适 当 减 轻 负 载 或 使 电 动 机 空 转 冷 却,避 免 绕 组 温 度 过 高 而 烧坏 。
(2冷 却 系 统 故 障 若 风 机 停 转,冷 却 水 管 堵 塞,冷 却 水 温 度 太 高,冷 却 风 温 度 过 高,过 滤 器 积 灰 过 多 而 风阻 增 大 等,都 将 引 起 电 动 机 温 度 升 高,如 发 现 这 类 故 障,应 立 即 检 查 冷 却 系 统,排 除 故 障 。
.2散 热 情 况 电 动 机 因 过 滤 不 好,灰 尘 和 油 污 粘 结 在 绕 组 表 面 上,造 成 电 动 机 散 热 困 难,甚 至 堵 塞 了 通风 沟,应 及 时 清 理 。
( 二 ) 换 向 状 况 监 视良 好 的 换 向 是 保 证 直 流 电 动 机 可 靠 运 行 的 必 要 条 件 。 直 流 电 动 机 在 正 常 运 行 时,应 是 无 火 花 或 电 刷 边缘 大 部 分 有 轻 微 的 无 害 火 花,氧 化 膜 的 颜 色 应 均 匀 且 有 光 泽 。
如 换 向 火 花 加 大,换 向 器 表 面 状 况 发 生 变 化,出 现 电 弧 烧 痕 或 沟 道,应 分 析 原 因,是 电 动 机 负 载 过 重,还是 换 向 故 障,要 认 真 检 查,及 时 处 理 。
在 电 动 机 运 行 中,应 使 换 向 器 表 面 保 持 清 洁,经 常 吹 风 清 扫,并 用 干 布 擦 换 向 器 表 面,以 免 引 起 火 花 加 大和 环 火 事 故 。
·$4.· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 三 ) 润 滑 系 统 监 视直 流 电 动 机 润 滑 系 统,特 别 是 座 式 轴 承 的 大 型 电 动 机,若 润 滑 系 统 工 作 不 正 常,对 电 动 机 安 全 运 行 有 直接 影 响 。
在 电 动 机 运 行 时,应 经 常 检 查 油 路 是 否 正 常,油 环 转 动 是 否 良 好,轴 瓦 温 度,油 标 指 示 及 油 面 位 置 是 否 正常,有 无 严 重 漏 油 或 甩 油 现 象 。
( 四 ) 绝 缘 电 阻 监 视直 流 电 动 机 绕 组 的 绝 缘 电 阻,是 确 保 电 动 机 安 全 运 行 的 重 要 因 素 之 一 。 对 较 重 要 的 电 动 机,每 班 都 应 检查 和 记 录 绝 缘 电 阻 数 值,一 般 允 许 为 !"
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#$%,但 不 低 于 &’("
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#$%。 因 受 电 动 机 运 行 温 度 和 空 气 相 对 湿 度的 影 响,如 在 停 机 时 间 较 长 时,由 于 绕 组 温 度 下 降 和 绝 缘 结 构 中 气 孔 和 裂 纹 的 吸 潮,绝 缘 电 阻 往 往 大 幅 度 下降,甚 至 低 于 允 许 值,但 经 过 加 热 干 燥 后,绝 缘 电 阻 很 快 就 可 恢 复 。
当 绝 缘 电 阻 值 经 常 波 动,其 趋 势 是 越 来 越 低,即 使 加 热 干 燥 后,仍 难 于 恢 复 时,应 对 绕 组 表 面 进 行 抹 擦,
并 将 碳 粉,油 雾 等 污 染 清 扫 干 净 。 当 清 扫 和 加 热 干 燥 仍 不 起 作 用 时,应 用 洗 涤 剂 清 洗 。
为 了 使 电 动 机 保 持 较 高 的 绝 缘 电 阻,电 动 机 内 部 应 定 期 吹 风 清 扫,过 滤 器 的 材 料 应 及 时 更 换 。 在 电 动 机停 机 时 间 较 长 时,应 使 加 热 器 通 电 加 热,以 避 免 绝 缘 电 阻 降 低,一 般 只 要 使 电 动 机 温 度 高 于 室 温 ()时,就 能防 止 绕 组 吸 潮 而 绝 缘 电 阻 下 降 。
( 五 ) 异 常 现 象 监 视直 流 电 动 机 在 运 行 中,若 发 现 有 异 常 现 象,应 立 即 分 析 原 因 并 作 出 处 理 。
!’异 常 响 声 一 般 在 电 动 机 运 行 中 突 然 出 现 一 种 异 常 的 响 声,异 声 往 往 是 电 动 机 故 障 信 号,可 能 是 轴 承损 坏,固 定 螺 钉 脱 落 电 动 机 定 心 出 现 变 化,电 动 机 内 部 件 脱 落 刮 碰,定,转 子 相 擦 等 故 障 引 起,发 现 后 应 立即 停 机 检 查,排 除 故 障 。
*’异 常 气 味 异 味 中 较 多 的 是 绝 缘 味,当 电 动 机 温 度 过 高 或 绕 组 局 部 短 路 时,都 会 产 生 绝 缘 味,严 重 时因 绝 缘 焦 化 还 伴 有 烟 雾,异 味 往 往 是 事 故 征 兆,应 立 即 检 查,排 除 故 障 。 当 发 现 电 动 机 冒 烟 或 起 火 时,必 须 立即 停 机,紧 急 处 理 。
+’异 常 振 动 电 动 机 在 运 行 中,振 动 突 然 加 剧,因 共 鸣 而 引 起 噪 声 增 加,可 能 是 转 动 部 分 平 衡 破 坏,轴 承损 坏 和 励 磁 绕 组 匝 间 短 路 所 引 起 过 大 的 振 动,会 使 某 些 结 构 部 件 疲 劳 损 坏,并 影 响 换 向 性 能,应 及 时 处 理 。
( 六 ) 定 期 检 修直 流 电 动 机 运 行 一 定 时 间 后,应 进 行 定 期 检 查 。 主 要 是 测 量 一 些 技 术 状 态 的 数 据,排 除 在 运 行 维 护 中 已发 现 的 小 故 障,检 查 和 记 录 一 些 可 以 延 期 解 决 的 故 障,清 理 和 擦 净 灰 尘,油 污,更 换 易 损 件 等 。
!’对 电 动 机 外 部 和 内 部 进 行 一 次 清 扫,并 对 电 动 机 外 壳,端 盖 和 其 他 结 构 部 件 等 进 行 一 次 外 观 检 查,有无 损 伤 和 锈 蚀 现 象 。
*’检 查 绕 组 表 面 有 无 变 色,损 伤,裂 纹 和 剥 离 现 象,定 子 绕 组 固 定 是 否 可 靠,补 偿 绕 组 连 接 线 是 否 距 离 过近,焊 接 处 有 无 脱 焊 现 象 。 若 发 现 问 题,应 及 时 处 理 。
+’检 查 绕 组 绝 缘 电 阻,记 录 数 据,并 与 上 次 检 修 的 数 据 进 行 比 较,若 绝 缘 电 阻 降 低,应 分 析 原 因,对 绕 组表 面 和 铁 心 上 的 积 尘,应 清 除 干 净 。
,’检 查 换 向 器 和 电 刷 工 作 状 态,换 向 器 有 无 变 形,表 面 有 无 沟 道,换 向 器 表 面 有 无 出 现 烧 伤 现 象,应 及 时处 理 。
检 查 电 刷 是 否 已 磨 损 到 寿 命 限 度,镜 面 是 否 良 好,电 刷 压 力 是 否 合 适,电 刷 在 刷 握 内 活 动 是 否 灵 活 等,如发 现 问 题,应 进 行 调 整 。 对 出 现 换 向 不 良 情 况,还 应 检 查 片 间 电 阻,刷 距 和 气 隙 。
(’检 查 转 动 部 件 和 静 止 部 件 的 紧 固 螺 钉 有 无 松 动 。
-’检 查 轴 承 运 行 温 度 有 无 超 过 允 许 温 度,对 注 入 式 换 油 滚 动 轴 承,应 注 入 适 量 润 滑 油,对 轴 承 间 隙 较 大或 润 滑 油 使 用 时 间 较 长 的 轴 承,应 更 换 润 滑 油 或 轴 承 。
·.&+·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇五,直 流 电 动 机 常 见 故 障 与 分 析
( 一 ) 电 动 机 不 能 起 动当 电 动 机 不 能 起 动 时,首 先 检 查 外 部 线 路 是 否 正 常 ( 如 电 源 电 压 是 否 正 常,熔 断 器 是 否 完 好 ),起 动 器 是否 正 常,开 关 接 触 是 否 良 好,将 一 切 电 动 机 以 外 的 因 素 排 除 后,再 分 别 检 查 电 动 机 的 主 回 路 及 励 磁 回 路,逐 项检 查 排 除 故 障 。
!"电 枢 电 路 开 路 或 接 触 不 良,应 测 量 换 向 器 片 间 电 阻,检 查 电 枢 电 路 有 无 开 路 或 熔 断 器 是 否 熔 断,电 刷与 换 向 器 是 否 接 触 不 良 。
#"励 磁 回 路 开 路,回 路 电 阻 过 高 或 接 触 不 良,应 检 查 励 磁 线 圈 是 否 开 路 或 起 动 器,励 磁 回 路 中 各 连 接 处是 否 接 触 不 良 。
$"电 枢 绕 组 或 励 磁 绕 组 匝 间 短 路 或 接 地,可 测 量 电 枢 及 励 磁 线 圈 的 直 流 电 阻 。
%"负 载 过 重,应 减 轻 负 荷 。
&"电 源 电 压 过 低,要 检 查 电 源,提 高 电 源 电 压 。
’"电 枢 和 换 向 器 短 路 或 接 地,可 将 电 枢 线 圈 通 以 直 流 电,测 量 各 相 邻 两 换 向 片 之 间 的 直 流 电 压 降,检 查是 否 短 路 。 可 用 兆 欧 表 或 试 灯 法 检 查 是 否 接 地 。
("复 励 电 动 机 串 励 线 圈 接 反,应 更 正 串 励 线 圈 接 线 。
)"励 磁 绕 组 中,个 别 励 磁 线 圈 极 性 接 反 或 短 接,应 更 正 接 线 或 测 量 励 磁 线 圈 的 直 流 电 阻 。
*"刷 握 接 地,应 检 查 接 地 点 。
!+"控 制 器 损 坏,应 检 查 修 复 。
!!"换 向 极 线 圈 接 反,应 调 整 换 向 极 线 圈 两 端 接 头 或 用 指 南 针 检 查 主 磁 极 和 换 向 极 磁 性 顺 序,从 换 向 器侧 看,换 向 极 与 顺 着 电 动 机 旋 转 方 向 相 邻 的 主 磁 极 极 性 应 相 反 。
( 二 ) 电 动 机 转 速 过 高 或 过 低遇 到 直 流 电 动 机 转 速 不 正 常 时,首 先 检 查 电 源 电 压 及 负 载 大 小,然 后 再 检 查 电 动 机 的 励 磁 回 路 及 电 刷 位置 是 否 正 常 。 如 果 伴 随 有 异 常 响 声,可 能 有 励 磁 绕 组 或 电 枢 绕 组 短 路 现 象 存 在 。
!"电 源 电 压 ( 电 枢 电 压 ) 过 高 或 过 低,要 检 查 电 源,调 整 电 源 电 压 。
#"电 刷 偏 离 正 常 位 置,带 换 向 极 的 直 流 电 动 机 在 正 常 运 行 时,电 刷 应 在 中 心 线 上 。 如 果 电 刷 顺 电 枢 转 向偏 移 一 个 角 度,使 转 速 下 降,当 电 刷 逆 电 枢 转 向 偏 移 一 个 角 度,使 电 动 机 转 速 增 高 。 可 用 感 应 法 调 整 电 刷 位置 。
$"负 载 过 大,应 减 轻 负 载 。
%"励 磁 绕 组 短 路 或 接 线 错 误,应 找 出 短 路 处 进 行 处 理 或 改 正 接 线 。
&"磁 场 过 强 或 过 弱,或 励 磁 绕 组 断 ( 串 励 电 动 机 不 允 许 空 载 起 动 或 空 载 运 行 ),应 检 查 励 磁 电 路 有 无 断 路处,并 调 节 励 磁 电 流 。
( 三 ) 电 刷 下 冒 火 花,换 向 器 和 电 刷 温 度 太 高
!"电 刷 不 在 中 性 线 上,可 用 感 应 法 调 整 电 刷 位 置 。
#"主 磁 极 和 换 向 极 的 顺 序 不 对,应 调 整 换 向 极 线 圈 两 端 接 头 或 用 指 南 针 检 查 主 磁 极 和 换 向 极 极 性 顺 序 。
$"紫 褐 色 火 花 出 现 在 电 刷 后 端 ( 按 旋 转 方 向 ),说 明 换 向 极 磁 场 太 强 ; 出 现 在 电 刷 前 端 说 明 换 向 极 磁 场 太弱 。 前 者 可 减 少 换 向 极 的 匝 数 或 增 大 换 向 极 与 电 枢 的 气 隙 距 离,后 者 可 增 加 换 向 极 的 匝 数 或 减 小 换 向 极 与电 枢 的 气 隙 距 离 。
%"换 向 器 表 面 不 平,不 圆,偏 心,振 动 太 大,个 别 换 向 片 或 云 母 突 出,换 向 器 表 面 失 去 光 洁 度,电 刷 与 刷 握配 合 不 当,刷 握 及 联 接 件 刚 度 不 足 等 都 会 引 起 电 刷 跳 动,造 成 电 刷 下 面 有 白 色 火 花 。 换 向 片 短 路 或 接 地 会 使电 刷 产 生 兰 色 火 花,并 使 换 向 器 温 度 升 高,此 时 应 修 理 换 向 器,下 刻 云 母 片,检 查 换 向 器 短 路 或 接 地 。
&"电 刷 型 号 或 尺 寸 不 符,同 一 台 电 动 机 用 不 同 型 号 的 电 刷,应 更 换 合 适 的 电 刷,通 常 一 台 电 动 机 只 能 采
·)+$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册用 同 一 型 号 的 电 刷 。
!"电 刷 质 量 不 好,也 可 产 生 紫 褐 色 火 花,应 更 换 质 量 合 格 的 电 刷 。
#"电 刷 压 力 过 大 或 过 小,应 调 整 各 电 刷 压 力,力 求 一 致 。 当 压 力 过 小 时,电 刷 与 换 向 器 接 触 不 良 ; 当 压 力过 大 时,摩 擦 加 剧,有 可 能 引 起 火 花 。 当 每 组 电 刷 压 力 不 均 匀 时,压 力 大 的 电 刷 将 分 担 较 大 的 电 流,电 流 密 度过 高 就 会 引 起 火 花 。 一 般 电 动 机 可 按 $"$%& ’ $"$(&)*+ 选 择,牵 引 电 动 机 和 起 重 电 动 机 可 按 $"$(& ’ $"
$,)*+ 选 择 。
-"电 刷 架 上 各 电 刷 臂 之 间 的 距 离 不 等,或 同 一 电 刷 臂 上 的 各 刷 握 不 在 同 一 条 线 上,应 调 整 各 电 刷 臂 或 各电 刷 位 置 。
."电 刷 与 换 向 器 表 面 接 触 不 良,换 向 器 表 面 粗 糙 电 蚀,磨 损 严 重,电 刷 与 换 向 器 接 触 面 不 相 吻 合,刷 握 过紧,油 污 或 电 刷 粉 太 多 等,都 可 能 产 生 红 色 火 花 。 应 清 洗 油 污,用 细 砂 纸 打 光 电 刷 与 换 向 器 的 接 触 面,使 其 光滑,吻 合 面 积 应 达 -$/以 上 。
%$"电 枢 线 圈 断 线,换 向 器 与 电 枢 接 头 焊 接 不 良,或 因 脏 物 太 多,造 成 相 邻 两 换 向 片 短 接,都 会 产 生 绿 色火 花,并 可 能 将 换 向 片 烧 黑 出 现 严 重 灼 痕 。 应 找 出 断 线 或 焊 接 不 良 处,焊 好 后 且 用 细 砂 纸 将 换 向 器 表 面 磨光,消 除 换 向 片 的 短 接 。
%%"电 枢 线 圈 匝 间 短 路 或 接 地 等 故 障 均 能 使 各 支 路 的 电 流 严 重 不 平 衡,使 某 些 电 流 密 度 过 大 而 产 生 换 向火 花 。 严 重 时 能 使 与 之 相 连 的 换 向 片 产 生 灼 痕 。 可 将 电 枢 线 圈 通 以 直 流 电,测 量 各 相 邻 两 换 向 片 之 间 的 直流 电 压 降,检 查 是 否 短 路,用 兆 欧 表 或 试 灯 法 检 查 是 否 接 地,找 出 问 题 及 时 修 理 。
%("励 磁 绕 组 短 路 或 接 地,应 测 量 励 磁 线 圈 的 直 流 电 阻 和 绝 缘 电 阻 。
%0"复 励 电 动 机 中 某 励 磁 绕 组 断 路,应 分 别 检 查 各 并 联 回 路 的 励 磁 线 圈 和 连 接 线 。
%,"电 动 机 过 载,应 减 轻 负 荷 。
%&"均 压 线 与 换 向 片 焊 接 不 良 或 断 线,应 重 新 焊 接 或 更 换 断 线 的 均 压 线 。
%!"换 向 极 极 性 接 错,即 使 轻 载 也 会 产 生 剧 烈 的 火 花,同 时 换 向 器 灼 黑,过 热 且 伴 有 嗄 嗄 的 强 烈 噪 声,使电 动 机 无 法 运 行 。 此 时 可 调 换 与 刷 杆 相 连 的 两 线 头 即 可 。
%#"电 枢 大 修 后,电 枢 绕 组 与 换 向 器 铜 片 连 接 错 误,应 检 查 电 枢 接 线 。
( 四 ) 换 向 片 间 隔 烧 黑在 换 向 器 圆 周 上,每 隔 一 定 片 数 有 一 换 向 片 烧 得 发 黑,片 边 有 严 重 的 灼 痕 ( 相 隔 片 数 往 往 是 等 于 换 向 片数 与 槽 数 之 比 的 倍 数 ),其 原 因 如 下,
%"电 刷 位 置 不 在 中 性 线 上 。
("换 向 极 磁 场 强 度 不 合 适 。
0"电 枢 线 圈 断 路 或 与 换 向 片 焊 接 不 良 。
( 五 ) 电 动 机 沿 某 方 向 转 动 时,电 刷 下 的 火 花 比 反 方 向 旋 转 时 大
%"电 刷 不 在 中 性 线 上,用 感 应 法 调 整 电 刷 位 置 。 对 于 可 逆 旋 转 的 电 动 机,电 刷 要 严 格 位 于 中 性 线 的 位 置上 ; 对 于 单 方 向 旋 转 的 电 动 机 为 改 善 换 向,允 许 电 刷 逆 转 向 偏 移 %’ ( 片 换 向 片 距 离 。
("电 刷 架 上 各 电 刷 臂 之 间 距 离 不 等,应 调 整 各 电 刷 臂 或 各 刷 握 位 置 。
0"电 动 机 没 有 换 向 极 或 换 向 极 匝 数 不 够,应 更 换 有 换 向 极 的 电 动 机,或 增 加 换 向 极 的 匝 数,减 少 换 向 极与 电 枢 的 气 隙 长 度 。
( 六 ) 电 动 机 振 动 声 音 不 正 常
%"转 速 过 高,应 测 量 转 速,调 整 到 额 定 转 速 。
("定,转 子 间 气 隙 不 均 匀,甚 至 扫 膛 。 应 测 量 并 调 整 定,转 子 气 隙 。
0"轴 承 间 隙 已 超 过 规 定,应 更 换 新 轴 承 。
,"轴 弯,应 校 正 。
&"安 装 螺 钉 松 动,某 些 零 件 固 定 不 牢,应 紧 固 。
!"传 动 机 构 发 生 故 障 或 风 扇 和 内 部 零 件 相 撞,应 及 时 修 理 。
#"电 枢 大 修 后 没 找 动 平 衡,应 找 动 平 衡 。
·.$0·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 七 ) 电 动 机 振 荡直 流 电 动 机 振 荡 是 指 电 流 和 转 速 发 生 剧 烈 的 变 化 。 其 原 因 如 下,
!"电 刷 不 在 中 性 线 上 。
#"串 励 绕 组 或 换 向 极 绕 组 接 反 。
$"励 磁 电 流 太 小 或 励 磁 电 路 断 路 。
%"电 源 电 压 波 动 。
( 八 ) 电 动 机 内 部 冒 烟 或 冒 火
!"电 刷 下 火 花 过 大 。
#"电 枢 线 圈 短 路,这 时 除 有 强 烈 的 火 花 外,还 有 焦 味 。
$"换 向 器 片 间 的 绝 缘 片 升 高,或 个 别 换 向 器 片 升 高 。 在 这 些 升 高 片 之 间 及 电 枢 线 圈 各 元 件 之 间 充 满 了电 刷 粉 末 和 油 污 引 起 燃 烧 。
%"电 动 机 内 部 各 引 线 的 连 接 不 紧,甚 至 断 路 。
&"电 动 机 过 载 。
( 九 ) 环 火
!"换 向 器 片 间 电 压 太 高 。
#"表 面 状 态 不 好 ( 云 母 沟 中 积 有 炭 粉,云 母 片 和 换 向 片 凸 片,铜 毛 刺 等 ),且 维 护 不 良 。
$"并 头 套 开 焊 。
%"金 属 异 物 落 在 换 向 器 表 面 上 。
&"冲 击 负 载 过 大 。
’"电 控 系 统 电 压 负 反 馈 极 性 接 错 引 起 的 自 励 是 环 火 最 危 险 的 情 况 。
六,直 流 电 动 机 故 障 检 查
( 一 ) 绕 组 故 障 检 查
!"电 枢 绕 组 匝 间 短 路 和 层 间 击 穿 绕 组 层 间 击 穿 将 会 产 生 很 大 的 短 路 电 流,使 电 动 机 保 护 跳 闸 停 止 运行 。 匝 间 短 路 会 使 换 向 火 花 加 剧,连 接 的 换 向 片 被 烧 坏,短 路 电 流 使 升 高 片 接 头 焊 点 熔 化,引 起 线 圈 发 热 。
短 路 电 流 产 生 强 烈 电 枢 反 应 会 使 磁 通 减 少,使 电 动 机 转 速 升 高,电 流 增 大 。 如 短 路 匝 数 较 多,而 换 向 火 花 将使 电 动 机 无 法 运 行,严 重 时 造 成 线 圈 烧 坏,甚 至 烧 坏 电 枢 磁 铁 。 若 是 均 压 线 绕 组 或 波 绕 组,蛙 绕 组,常 会 引 起换 向 片 极 距 烧 伤 的 现 象 。
( !) 对 比 法 对 匝 间 绝 缘 隐 患 及 故 障,可 用 冲 击 波 匝 间 试 验 进 行 检 查 。 将 端 子 # 放 到 某 一 个 换 向 片 上,
而 端 子 ! 和 $ 则 分 开 放 在 左 右 对 称 的 两 换 向 片 上,片 数 可 根 据 仪 器 所 加 电 压 大 小 而 定,一 般 在 !( 片 以 下,但两 边 片 数 一 定 相 等,如 图 &) $! 所 示 。 如 示 波 器 出 现 不 同 的 不 重 合 的 波 形,说 明 有 匝 间 短 路 或 有 绝 缘 隐 患 现象 ; 如 示 波 器 图 形 完 全 重 合,说 明 绝 缘 正 常 。 绕 换 向 器 测 试 一 周 后,即 可 发 现 有 无 故 障,并 确 定 故 障 的 线 圈 槽数 。
( #) 电 压 降 法 将 在 相 距 一 个 极 距 的 两 换 向 片 上 放 两 块 电 刷,或 利 用 电 动 机 相 邻 的 一 对 电 刷,并 施 加 低压 直 流 电,使 其 电 流 等 于 额 定 电 流 的 !&*左 右,在 保 证 电 流 不 变 的 情 况 下,用 精 密 电 压 表 测 量 相 邻 两 换 向 片之 间 的 电 压 降,如 图 &) $# 所 示,在 测 试 一 周 中,如 被 测 电 压 比 正 常 电 压 小 很 多 或 接 近 于 零 时,说 明 连 接 该 两换 向 片 的 线 圈 有 短 路 故 障 。
( $) 电 阻 法 可 用 电 桥 测 量 换 向 片 间 电 阻 来 寻 找 故 障 点,但 对 于 大 型 电 动 机 因 阻 值 太 小,测 量 较 困 难 。
( %) 感 应 法 可 用 开 口 变 压 器 和 槽 口 加 小 铁 片 的 感 应 法 进 行 检 查,当 短 路 点 接 触 不 良 时,因 电 流 较 小,则经 常 检 查 不 出 来 。
·(!$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$ 用 对 比 法 测 试 短 路 故 障图 !" #% 用 电 压 降 法 寻 找 短 路 故 障
( !) 另 一 种 感 应 法 是 将 $&&’ 软 胶 线 套 在 钳 台 上,钳 口 开 到 以 被 试 电 枢 刚 好 放 入 且 能 转 动 为 宜,并 在 钳 口下 部 放 一 适 合 厚 度 的 木 块 支 撑 住 电 枢,使 电 枢 放 入 钳 口 恰 好 处 于 钳 口 中 心 。 软 线 两 端 接 到 适 当 的 低 压 交 流电 源 上 ( 约 %&( #&)),如 图 !" ## 所 示,这 时 线 圈 的 交 变 磁 通 穿 过 被 测 电 枢,在 电 枢 的 各 线 圈 上 感 应 出 交 变 电动 势,如 有 短 路 线 圈 存 在,必 有 短 路 电 流 出 现,此 时 短 路 电 流 在 短 路 线 圈 所 处 的 槽 上 锯 片 振 动,因 而 指 示 短 路故 障 的 存 在 和 位 置 。 这 样 逐 渐 转 动 电 枢 并 将 锯 片 移 至 全 部 槽 上 进 行 试 验,即 可 找 出 短 路 故 障 。 此 法 可 用 于较 小 的 电 动 机 或 单 相 电 钻 。
电 枢 绕 组 短 路 故 障 通 常 要 从 槽 中 取 出 来 重 包 绝 缘,进 行 修 理 。
%*电 枢 绕 组 接 地 电 枢 绕 组 一 点 接 地 对 电 动 机 正 常 运 行 和 换 向 影 响 很 大,但 可 引 起 接 地 保 护 动 作 或 报警 。 对 于 两 点 接 地 将 会 导 致 绕 组 短 路 而 烧 毁,严 重 时 将 会 烧 坏 电 枢 铁 心,造 成 危 害 性 更 大,应 引 起 足 够 重 视 。
( $) 兆 欧 表 法 用 兆 欧 表 检 查 绕 组 的 绝 缘 电 阻,必 要 时 可 用 万 用 表 测 量 它 与 机 壳 或 转 轴 的 电 阻 值 来 进 一步 判 定,并 要 区 分 是 电 枢 绕 组 和 换 向 器 接 地,还 是 换 向 极 绕 组,补 偿 绕 组 或 串 励 绕 组 接 地 。
电 枢 绕 组 接 地 大 多 在 槽 口 处,为 具 体 判 定 接 地 部 位,确 定 故 障 可 疑 点,用 兆 欧 表 ( 当 绝 缘 电 阻 很 低 时 可 用万 用 表 ) 测 量 对 地 电 阻 有 无 变 化,如 有 变 化,即 为 接 地 故 障 点 。
( %) 电 压 表 法 如 绕 组 是 叠 绕 组 时,在 径 向 相 对 的 两 换 向 片 上 通 电,用 电 压 表 的 一 端 接 到 转 轴 上,另 一 端依 次 接 触 所 有 换 向 片 进 行 测 试,其 电 压 值 越 接 近 故 障 点 读 数 越 小,当 读 数 最 小 或 者 为 零,即 为 故 障 点,如 图 !
" #+ 所 示 。 用 此 法 时 电 枢 绕 组 是 按 两 并 联 支 路 通 电,当 绕 组 某 点 接 地 时,不 仅 该 换 向 片 对 地 电 压 为 零,与 该点 对 称 的 等 电 位 点 的 换 向 片 虽 未 接 地,但 对 地 电 压 也 为 零,如 图 !" #! 所 示 。 为 避 免 将 没 有 接 地 的 线 圈 误 认为 接 地,可 改 变 一 下 通 电 点 。 如 将 $、,片 通 电 改 为 #,- 片 通 电,将 !
.
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$%
/ & 变 为 !
.
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$%!
&,即 真正 的 接 地 点 为 第,片 。
图 !" ## 另 一 种 感 应 法图 !" #+ 寻 找 电 枢 绕 组 接 地 故 障如 为 波 绕 组,则 通 电 点 应 为 相 距 半 个 换 向 片 节 距 的 两 块 换 向 片,用 万 用 表 的 两 端 依 次 在 一 个 换 向 片 节 距范 围 内 移 动,如 电 压 值 最 小 时 为 接 地 线 圈 处,只 要 试 验 一 个 换 向 片 节 距 的 片 数 即 可 。 经 找 出 接 地 的 一 周 线 圈后,再 将 对 其 中 有 怀 疑 的 个 别 线 圈 进 一 步 分 别 测 试,从 而 找 出 真 正 的 线 圈 接 地 点 。
( #) 冒 烟 法 将 通 电 的 调 压 器 两 端,一 端 可 用 裸 铜 线 在 换 向 器 上 绕 几 圈,另 一 端 接 到 电 枢 轴 上,如 果 电 压逐 渐 上 升,其 电 流 通 过 接 触 不 良 的 故 障 点 时,形 成 弧 光 将 故 障 点 绝 缘 材 料 烧 损 冒 烟,从 而 找 出 故 障 点 。
( +) 逐 点 逼 近 法 可 先 在 绕 组 的 中 点 处 烫 开 一 组 并 头 套,测 量 任 意 一 组 中 点 两 边 的 绝 缘 电 阻,检 查 是 哪一 边 接 地,再 在 有 接 地 点 的 那 边 的 中 点 处,继 续 烫 开 一 组 并 头 套,检 查 是 哪 一 边 接 地 。 按 逐 步 淘 汰 的 方 法 继续 检 查 下 去,很 快 即 可 找 出 故 障 点 。
·$$#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 ! " #! 寻 找 电 枢 绕 组 接 地 故 障 点 时 发 现 虚 接 的 原 因如 果 电 枢 绕 组 接 地 在 槽 口 处,可 在 故 障 线 圈 下 楔 入 玻 璃 丝 布 板,云 母 板,聚 酰 亚 胺 等 薄 膜 绝 缘 材 料 。 如在 槽 内 接 地,应 按 绕 组 短 路 办 法 一 样 拆 出 故 障 线 圈,重 包 绝 缘 或 更 换 新 线 圈 。
#$电 枢 绕 组 断 线 和 并 头 套 开 焊 绕 组 断 线 或 并 头 套 开 焊 将 会 引 起 较 大 的 换 向 火 花,火 花 常 呈 绿 色 且 带劈 啪 啪 声,与 故 障 线 圈 直 接 相 连 和 通 过 均 压 线 相 连 的 换 向 片 出 现 极 距 烧 伤,甚 至 将 会 烧 伤 绝 缘 并 使 电 枢 绕 组接 地 。
电 阻 法 判 定 断 线 或 开 焊 的 故 障 点,常 用 测 量 片 间 电 阻 的 方 法,详 见 换 向 片 间 短 路 故 障 的 检 查 方 法 。 当测 量 片 间 电 阻 时,可 辅 以 用 橡 胶 ( 木 ) 锤 轻 敲 被 测 的 并 头 套,如 发 现 测 量 值 有 变 化 即 为 故 障 点 。
对 端 部 断 线 的 线 圈,应 在 焊 好 后 重 包 绝 缘,对 开 焊 的 并 头 套 应 进 行 重 焊,必 要 时 应 按 短 路 故 障 进 行 修 理 。
%$电 枢 绕 组 线 圈 与 换 向 片 接 错 一 般 在 电 动 机 试 运 行 时,将 会 出 现 较 明 显 的 不 正 常 换 向 火 花,此 故 障 将比 线 圈 短 路 还 严 重,甚 至 会 在 极 短 时 间 内 引 起 接 错 线 圈 烧 损 。 所 以,在 电 动 机 试 运 行 前 应 仔 细 检 查,避 免 事故 发 生 。
( &) 指 南 针 法 在 线 圈 左 右 两 端 交 叉 接 反,如 图 ! " #’ 所 示,将 直 流 电 引 入 到 径 向 相 对 的 两 换 向 片 上,把指 南 针 依 次 放 到 每 个 电 枢 铁 心 的 槽 上,当 指 南 针 出 现 与 正 常 情 况 下 相 差 &()*时,即 表 示 槽 中 线 圈 两 端 接 反,
将 两 端 倒 换,即 可 恢 复 正 常 。
( +) 感 应 法 将 全 部 电 刷 提 起,在 主 极 线 圈 中 通 入 直 流 电,在 中 性 线 位 置 附 近 的 相 邻 两 换 向 片 上 接 一 毫伏 表,记 录 通 电 瞬 间 所 感 应 产 生 的 电 动 势 方 向,逐 个 检 查 转 动 到 中 性 线 位 置 附 近 的 各 相 邻 换 向 片 。 如 果 发 现电 动 势 方 向 相 反 时,即 说 明 线 圈 两 端 接 反,调 换 两 端 头 即 可 排 除 故 障 。
( #) 直 流 压 降 法
&) 当 相 邻 两 线 圈 同 性 端 颠 倒 时,如 图 ! " #,所 示,这 时 +-线 圈 被 短 接,用 直 流 压 降 法 测 量 相 邻 两 片 间 电阻 时,在 + 和 # 及 # 和 % 之 间 没 有 电 压,而 + 与 % 之 间 电 压 降 与 正 常 值 一 样,应 把 &-,+-两 线 圈 的 同 性 接 头 次序 倒 过 来,电 动 机 即 可 恢 复 正 常 运 行 。
+) 当 相 邻 三 个 线 圈 端 头 接 错,如 图 ! " #( 所 示,用 直 流 压 降 法 检 查 片 间 压 降 时,+,# 换 向 片 间 压 降 与 正 常情 况 相 反,& 与 + 及 # 与 % 之 间 片 间 压 降 为 正 常 时 的 两 倍,可 将 三 个 线 圈 的 接 头 按 顺 序 调 换 过 来 电 动 机 即 可恢 复 正 常 运 行 。
图 ! " #’ 线 圈 两 端
,交 叉,接 反图 ! " #,相 邻 两 线圈 同 性 端 颠 倒图 ! " #( 相 邻 三 个 线圈 端 头 接 错
#) 三 个 相 邻 线 圈 接 错 的 另 一 种 情 况,如 图 ! " #,所 示,当 用 直 流 压 降 法 检 查 时,出 现 + 与 # 片 间 压 降 与正 常 时 方 向 相 反,& 与 + 及 # 与 % 的 片 间 压 降 为 正 常 值 的 两 倍,按 顺 序 调 换 三 个 线 圈 接 头 即 可 。
( %) 兆 欧 表 或 试 灯 法 相 邻 两 线 圈 同 性 端 头 接 倒,见 图 ! " #.,也 可 用 兆 欧 表 或 试 灯 来 检 查,则 + 与 # 及 #
与 % 片 之 间 为 断 线 情 况,由 于 线 圈 +,为 换 向 片 # 所 短 接,使 电 动 机 运 行 时 将 很 快 被 烧 毁,应 将 两 线 圈 的 &-,+-
·+&#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册同 性 接 头 次 序 倒 换 即 可 。
图 ! " #$ 相 邻 三 个 线 圈 端 头 接 错 的 另 一 种 情 况
!%定 子 绕 组 匝 间 短 路 当 励 磁 绕 组 匝 间 短 路 时,使 电 动 机 空 载 转 速 上 升,线 圈 局 部 发 热,部 分 刷 架 下 的换 向 火 花 加 大 。 当 电 动 机 绕 组 为 多 极 叠 绕 组 又 无 均 压 线 时,火 花 会 非 常 严 重 。 若 换 向 极 绕 组 与 补 偿 绕 组 的连 线 相 碰 可 能 引 起 极 间 短 路,将 会 出 现 强 烈 的 火 花,严 重 时 造 成 环 火,应 引 起 足 够 重 视 。
交 流 压 降 法 一 般 用 交 流 压 降 法 来 检 查 励 磁 绕 组 的 匝 间 短 路,将 交 流 电 通 过 调 压 器 加 到 励 磁 绕 组 的 两端,分 别 测 量 各 极 励 磁 绕 组 的 压 降,如 图 ! " &’ 所 示,若 出 现 在 某 极 下 的 交 流 压 降 比 其 他 磁 极 下 的 小 很 多 时,
说 明 该 励 磁 绕 组 有 短 路 故 障 。
图 ! " &’ 交 流 压 降法 测 量 匝 间 短 路对 于 框 架 式 励 磁 绕 组,如 表 面 断 线 或 短 路,可 去 掉 损 坏 的 几 匝,用 同 样 规 格 导 线 对 接 上,补 绕 足 够 的 匝数,焊 好 引 线 片,再 用 玻 璃 丝 带 扎 紧,重 新 浸 漆 ; 如 线 圈 内 部 短 路,应 拆 掉 全 部 线 圈,用 同 样 规 格 导 线 重 新 绕制,并 进 行 浸 漆 处 理 。
(%定 子 绕 组 接 地 同 电 枢 绕 组 接 地 故 障 一 样,一 点 接 地 可 引 起 接 地 保 护 动 作 或 报 警,两 点 接 地 就 会 烧 坏绕 组,应 引 起 足 够 重 视 。
( )) 兆 欧 表 法 将 各 线 圈 接 头 拆 开,用 兆 欧 表 逐 点 测 量 定 子 绕 组 ( 包 括 主 极 绕 组,换 向 绕 组 或 补 偿 绕 组 )
的 绝 缘 电 阻,寻 找 故 障 。
( *) 电 压 表 法 在 励 磁 绕 组 两 端 通 入 直 流 电 ( 并 励 与 串 励 绕 组 应 与 电 枢 回 路 断 开 ),将 毫 伏 表 一 端 接 地,
一 端 依 次 与 励 磁 绕 组 极 间 连 线 接 触,如 图 ! " &) 所 示,当 某 线 圈 两 端 测 得 电 压 最 低 时,说 明 该 线 圈 接 地,其 接地 点 在 偏 向 电 压 最 低 点 一 端 。
图 ! " &) 寻 找 某 线 圈 接 地 方 法
·#)#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( !) 冒 烟 法 或 试 灯 法 当 找 到 故 障 线 圈 后,无 法 确 定 短 路 故 障 点 时,又 确 证 不 是 灰,油 使 绝 缘 电 阻 下 降,
可 用 冒 烟 法 进 行 检 查,或 用 交 流 ""#$ 试 灯 进 行 检 查,通 常 短 路 点 会 发 生 放 电 声,电 火 花 或 烟 雾,根 据 这 些 迹象 确 定 出 接 地 点 。
当 故 障 点 在 槽 口 或 线 圈 端 部 时,可 塞 入 高 强 度 绝 缘 薄 膜 或 薄 绝 缘 纸 来 排 除 接 地 故 障 。 如 对 地 的 极 身 绝缘 内 部 损 坏,应 更 换 绝 缘 。
( 二 ) 换 向 器 故 障 检 查换 向 火 花 是 衡 量 直 流 电 动 机 换 向 优 劣 的 主 要 标 准,是 电 动 机 能 否 正 常 运 行 的 重 要 标 志,而 直 流 电 动 机 最常 见 的 故 障 是 换 向 故 障,最 明 显 的 标 志 是 换 向 火 花 过 大 。
%&环 火 故 障 直 流 电 动 机 在 某 些 恶 劣 的 负 载 条 件 下 运 行 或 存 在 片 间 短 路 时,正 负 极 性 电 刷 之 间 可 能 形成 一 股 强 烈 的 环 形 电 弧 并 伴 有 有 闪 光 或 震 耳 欲 聋 的 巨 响,这 种 现 象 叫 做 环 火 。 环 火 可 在 极 短 的 时 间 内 对 电动 机 造 成 很 大 的 损 伤 或 严 重 破 坏 。 如 换 向 器 成 段 烧 毁,刷 架 和 刷 握 成 组 烧 化,刷 辫 烧 断,电 刷 碎 裂,使 电 动 机根 本 无 法 继 续 运 行 。
首 先 检 查 电 控 系 统 的 负 反 馈 极 性 是 否 接 反,再 检 查 并 头 套 是 否 开 焊,片 间 及 换 向 器 的 !’表 面 是 否 太 脏 。
如 果 经 常 出 现 环 火,应 检 查 片 间 电 压 是 否 过 高,不 得 已 时 可 降 低 电 压 运 行,但 电 动 机 出 力 也 随 之 降 低 。
电 动 机 出 现 环 火 后,换 向 器 表 面 尤 其 是 端 头 损 坏 最 严 重,重 者 应 重 车 换 向 器 表 面,轻 者 可 重 新 砂 磨 换 向器,并 清 沟 倒 棱 ; 被 损 坏 的 电 刷 必 须 更 换,刷 架 和 刷 握 必 须 进 行 修 整,甚 至 更 换 ; 还 要 检 查 定 子 绕 组,电 枢 绝 缘电 阻,片 间 电 阻,轴 瓦 是 否 受 损 等 。
"&接 地 故 障 换 向 器 接 地 一 般 是 $ 形 云 母 环 表 面 污 染 爬 电,损 坏 和 击 穿 引 起 的,或 者 由 于 换 向 器 内 部 异物 造 成 的 。
首 先 用 兆 欧 表 检 查,为 快 速 准 确 检 查 出 故 障 点,可 先 在 绕 组 的 中 点 处 烫 开 一 组 并 头 套,测 量 任 意 一 组 中点 两 边 的 绝 缘 电 阻,检 查 哪 一 边 接 地,再 在 有 接 地 点 的 那 边 的 中 点 处,继 续 烫 开 一 组 并 头 套,检 查 是 哪 一 边 接地 。 按 逐 步 淘 汰 的 方 法 继 续 检 查,很 快 即 可 找 到 故 障 点 。
如 果 是 表 面 污 染 爬 电 接 地,可 用 毛 刷 刷 去 云 母 环 外 露 部 分 上 的 积 灰 和 污 垢,或 用 酒 精 和 汽 油 进 行 清 擦 。
如 果 接 地 故 障 排 除 后,还 要 在 云 母 环 外 露 部 分 上 刷 上 灰 磁 漆 。 如 果 是 换 向 器 接 地 故 障,应 检 修 $ 形 环 或 紧圈 下 薄 膜,再 烫 开 全 部 并 头 套,拆 下 换 向 器 。 对 $ 形 环 是 局 部 击 穿 的,通 常 可 用 局 部 修 补 法 进 行 修 复 。
!&片 间 短 路 换 向 片 间 短 路 将 造 成 换 向 不 良,火 花 过 大,严 重 时 将 造 成 电 枢 线 圈 烧 损,亦 应 引 起 足 够 的重 视 。
片 间 短 路 可 通 过 片 间 电 阻 来 确 定,通 常 用 直 流 电 压,电 流 表 法,即 把 直 流 电 压 ( 最 好 是 电 流 ) 依 次 通 入 换向 器 相 邻 两 换 向 片 上,并 用 毫 安 表 测 量 它 们 的 电 压 降 。 正 常 时,测 量 值 基 本 不 变,如 果 片 间 短 路,测 量 值 小 于正 常 值 。
为 了 确 定 片 间 短 路 的 故 障 点,可 用 图 ( ) *" 来 检 查,从 短 路 换 向 片 的 升 高 片 旁,用 电 压 表 测 量 测 磁 线 圈中 是 否 有 感 应 电 动 势,再 把 测 磁 线 圈 放 在 换 向 片 上,并 检 查 其 中 有 无 感 应 电 动 势 。 如 果 前 者 有 感 应 电 动 势 后者 没 有,说 明 短 路 故 障 在 升 高 片 端,否 则 在 换 向 片 的 另 一 端 。 也 可 从 换 向 片 另 一 端 通 入 上 述 电 流,将 测 磁 线圈 放 在 升 高 片 旁 和 换 向 器 上 来 测 量,检 查 。
图 ( ) *" 确 定 片 间 短 路 故 障 点 线 路对 于 云 母 沟 中 导 电 物 质 造 成 的 短 路,可 用 锯 片 刀 去 掉 导 电 物 质 并 吹 擦 干 净,而 对 !’表 面 内 的 金 属 异 物 或云 母 环 碳 化 造 成 的 短 路,应 拆 下 云 母 环 来 修 理 或 更 换 云 母 环 。
*&突 片 和 变 形 故 障 运 行 多 年 的 换 向 器,由 于 片 间 云 母 和 $ 形 云 母 环 中 含 胶 量 挥 发 而 干 缩,拉 紧 螺 杆 冷
·*%!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册缩 热 胀 后 的 伸 长,致 使 片 间 压 力 降 低,换 向 片 在 离 心 力 作 用 下 甩 出,换 向 器 出 现 突 片 和 摆 度 增 加,导 致 电 刷 跳动,火 花 加 大 。
用 表 头 装 有 带 螺 纹 的 圆 形 胶 木 块 的 百 分 表 来 测 量 装 胶 木 块 是 为 避 免 云 母 沟 对 表 针 指 示 的 影 响 。 也 可 用专 门 测 量 换 向 器 摆 度 和 突 片 的 袖 珍 式 仪 表,它 被 放 在 临 时 安 装 的 电 动 机 上 半 部 某 刷 架 上 的 专 用 刷 盒 内,其 测量 头 垂 直 地 放 在 换 向 器 表 面 上,表 中 的 记 录 纸 带 自 动 记 录 转 子,旋 转 一 周 时 的 换 向 片 径 向 高 度 的 变 化 曲 线,
如 图 !" #$ 示,从 曲 线 上 可 以 量 出 摆 度 和 突 片 值 。
图 !" #$ 摆 度,凸 片 实 测 曲 线
!%换 向 器 表 面 烧 伤,条 痕,沟 槽 和 挤 铜 故 障 换 向 器 表 面 在 运 行 中 建 立 起 色 调 均 匀 且 有 光 泽 的 氧 化 膜,
是 电 刷 与 换 向 器 滑 动 接 触 的 重 要 因 素,是 保 证 电 动 机 正 常 运 行 的 重 要 条 件 。 电 动 机 换 向 不 良 时,首 先 是 氧 化膜 遭 到 破 坏,然 后 火 花 加 大,换 向 器 表 面 烧 伤 。
各 种 缺 陷 都 可 以 从 换 向 器 表 面 状 况 看 出 来,这 些 都 是 换 向 不 良 的 表 现,也 将 导 致 换 向 器 的 进 一 步 恶 化,
应 尽 快 处 理,以 排 除 不 必 要 的 换 向 故 障 。
对 于 烧 痕,节 痕,挤 铜 及 氧 化 膜 不 正 常,首 先 对 换 向 器 进 行 清 沟,倒 棱 角 或 片 间 电 阻 测 定,也 可 经 无 火 花区 试 验 进 行 换 向 强 度 调 整,或 者 更 换 电 刷,再 用 砂 磨 方 法 清 除 不 良 现 象,重 建 氧 化 膜 后 投 入 使 用 。 对 于 条 痕和 沟 槽 在 超 过 允 许 值 后 通 常 应 进 行 车 削 加 工,重 建 氧 化 膜 后 投 入 运 行 。 如 果 氧 化 膜 不 能 建 立 的 换 向 器,应 选择 和 更 换 电 刷 。
&%换 向 器 短 路 或 接 地 换 向 片 短 路 或 接 地 会 使 电 刷 产 生 蓝 色 火 花,并 使 换 向 器 温 度 升 高 。
用 试 灯 法 检 查,用 ’’() 交 流 电 源,每 端 接 一 试 棒,其 中 试 棒 与 电 源 间 串 联 一 只 ’!* #(+,’’() 灯 泡,用 试棒 接 触 换 向 器 两 相 邻 换 向 片,逐 渐 转 动 换 向 器,改 变 试 棒 对 换 向 片 的 位 置,检 查 换 向 器 片 间 绝 缘,绝 缘 良 好 时电 路 不 通,试 灯 不 亮,如 果 试 灯 亮 了,就 表 示 试 棒 接 触 的 两 相 邻 换 向 片 短 路 。 同 样,一 个 试 棒 接 触 换 向 片,另一 个 接 触 转 轴 即 可 检 查 换 向 器 的 对 地 绝 缘 及 电 枢 绕 组 对 地 绝 缘 。
检 查 确 定 有 换 向 片 短 路 或 有 接 地 故 障,应 按 上 述 $ 和 ’ 中 的 方 法 进 行 修 理 。
( 三 ) 电 刷 故 障 检 查电 刷 是 直 流 电 动 机 的 重 要 部 件,不 仅 要 起 电 动 机 转 动 部 分 与 固 定 部 分 之 间 传 导 电 流 的 作 用,还 将 完 成 换向 的 重 任 。 从 大 量 的 直 流 电 动 机 运 行,维 护 经 验 中 可 知,电 刷 对 电 动 机 能 否 正 常 运 行,换 向 是 至 关 重 要 的,许多 电 动 机 因 电 刷 选 用 不 当 而 造 成 换 向 不 良,甚 至 不 能 正 常 运 行 。 改 用 了 合 适 电 刷,改 善 了 换 向,使 电 动 机 便能 长 期 稳 定 正 常 运 行 。
,%电 刷 破 裂,刷 辫 折 断,压 板 压 簧 折 断,铆 钉 松 动 脱 落 上 述 情 况 将 会 引 起 电 动 机 环 火,另 外 换 向 器 表 面状 况 不 良,刷 握 与 换 向 器 表 面 距 离 太 大,机 械 松 动,电 动 机 运 行 中 振 动 或 抖 动,负 载 分 配 不 均,电 刷 湿 度 过 低,
温 升 太 高 或 电 刷 质 量 不 好 及 型 号 不 对 等 都 会 引 起 上 述 故 障 。
如 果 发 现 上 述 现 象,先 要 更 换 电 刷,改 善 电 刷 安 装 条 件,调 整 刷 握 与 换 向 器 的 距 离,处 理 并 清 洗 换 向 器 表面 不 良 状 况,研 磨 电 刷 使 负 载 分 配 均 匀,增 加 周 围 空 气 湿 度,排 除 电 刷 振 动 的 机 械 原 因 。
’%电 刷 磨 损 快 由 于 换 向 器 表 面 状 况 不 良,电 刷 与 换 向 器 接 触 不 好,电 动 机 火 花 太 大,电 刷 压 力 太 大,电刷 型 号 选 用 不 合 适,温 度 太 高,湿 度 太 低,粉 尘 过 多 等 引 起 电 刷 磨 损 快 。
首 先 要 调 整 电 刷 的 压 力,增 加 周 围 空 气 湿 度,还 要 改 善 换 向 及 换 向 器 表 面 状 况,使 其 与 电 刷 接 触 良 好,减少 火 花,必 要 时 可 更 换 耐 磨 性 好 的 电 刷 。
$%电 刷 热 红 由 于 电 刷 压 力 太 大,电 刷 卡 在 刷 握 上,电 刷 型 号 不 对,接 触 电 阻 大,换 向 器 表 面 有 粗 条 痕,
负 载 条 件 恶 劣,火 花 过 大 等 所 造 成 的 。
首 先 要 调 整 电 刷 压 力,必 须 使 电 刷 在 刷 握 内 活 动 自 如,改 善 换 向 及 换 向 器 表 面 不 良 状 况,必 要 时 更 换 新型 号 电 刷 。
#%电 刷 不 在 中 性 线 上 电 刷 不 在 中 性 线 上 将 会 引 起 换 向 超 前 或 延 迟,同 时 还 会 影 响 电 动 机 特 性,如 电 刷
·!,$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇偏 离 中 性 线 位 置 较 大 时,电 动 机 空 载 时 会 产 生 火 花 。
可 用 感 应 法 调 整 电 刷 位 置,将 低 压 直 流 电 源 ( 小 型 电 动 机 也 可 用 干 电 池 ) 经 按 钮 接 到 并 励 绕 组 两 端,把 零位 在 表 盘 中 间 的 毫 伏 表 用 试 棒 与 电 刷 接 触,在 按 下 或 松 开 按 钮 的 瞬 间,电 枢 产 生 感 应 电 压,使 表 针 左 右 偏 摆,
沿 换 向 器 周 围 方 向 变 换 电 刷 位 置,直 至 表 针 不 再 偏 摆 为 止,表 示 电 刷 即 位 于 中 性 线 位 置 。 或 将 几 组 测 量 值 绘图,连 接 各 点 的 直 线 与 横 座 标 的 交 点 即 是 电 刷 中 性 线 的 位 置,如 图 ! " ## 所 示 。 可 将 全 部 电 刷 提 起,用 毫 伏表 依 次 测 量 相 隔 一 个 极 距 的 两 换 向 片,当 毫 伏 表 读 数 为 最 小 时,即 是 电 刷 中 性 线 位 置 。
图 ! " ## 中 性 线 确 定 法七,直 流 电 动 机 常 见 故 障 及 处 理
( 一 ) 直 流 电 动 机 故 障 及 处 理 ( 表 ! " $%)
表 ! " $% 直 流 电 动 机 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
$ 绝 缘 电 阻 低
$&电 动 机 绕 组 和 导 电 部 分 有 灰尘,金 属 屑,油 污
%&绝 缘 受 潮
’&绝 缘 老 化
$&用 压 缩 空 气 吹 净,或 用 弱 碱 性洗 涤 剂 水 溶 液 进 行 清 洗,然 后 干燥 处 理
%&烘 干 处 理
’&浸 漆 处 理 或 更 换 绝 缘
% 电 枢 接 地
$&金 属 异 物 使 线 圈 与 地 接 通
%&绕 组 槽 部 或 端 部 绝 缘 损 坏
$&用 %%() 小 试 灯 找 出 故 障 点,排除 异 物
%&用 低 压 直 流 电 源 测 量 片 间 压 降或 换 向 片 和 轴 间 压 降 找 出 接 地点,更 换 故 障 线 圈
’ 电 枢 绕 组 短 路
$&换 向 片 片 间 或 升 高 片 间 有 焊 锡等 金 属 物 短 接
%&匝 间 绝 缘 损 坏
’&接 线 错 误
$&用 测 量 片 间 压 降 的 方 法 找 出 故障 点,清 除 污 物
%&更 换 绝 缘
’&纠 正 电 枢 线 圈 与 升 高 片 的 连 线
# 电 枢 绕 组 断 路
$&线 圈 和 升 高 片 并 头 套 焊 接 不 良
%&接 线 错 误
$&补 焊 连 接 部 分
%&纠 正 电 枢 线 圈 与 升 高 片 的 连 接
!
电 枢 绕 组 接 触 电 阻大
$&升 高 片 和 换 向 片 焊 接 不 良
%&线 圈 和 升 高 片 并 头 套 焊 接 不 良
$&补 焊 和 加 固 升 高 片 与 换 向 片 的连 接
%&补 焊 连 接 部 分
·*$’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
! 电 动 机 过 热
"#负 载 过 大
$#电 枢 绕 组 短 路
%#电 枢 铁 心 绝 缘 损 坏
&#主 极 线 圈 短 路
’#环 境 温 度 高,通 风 散 热 情 况 不良,电 动 机 内 部 不 清 清
!#工 作 电 压 高 于 额 定 电 压
"#减 轻 或 限 制 负 载
$#按 上 述 电 枢 绕 组 短 路 故 障 处 理
%#进 行 绝 缘 处 理
&#找 出 故 障 点,排 除 短 路 故 障
’#检 查 风 扇 是 否 脱 落,风 扇 转 动方 向 是 否 正 确,通 风 道 有 无 被 堵塞,清 理 电 动 机 内 部,改 善 周 围 冷却 条 件
!#降 低 电 压 到 额 定 值
(
电 动 机 不 能 起 动 或转 速 达 不 到 额 定 值
"#负 载 过 大
$#电 刷 不 在 中 性 线 上
%#电 枢 的 电 源 电 压 低 于 额 定 值
&#换 向 极 线 圈 接 反
’#励 磁 线 圈 断 路,短 路,接 线 错 误
!#起 动 器 接 触 不 良,电 阻 不 合 适
(#电 枢 绕 组 或 各 连 接 线 有 短 路 或接 地 故 障
)#复 励 电 动 机 的 串 励 绕 组 接 反
"#减 轻 负 载
$#用 感 应 法 调 整 电 刷 位 置
%#提 高 电 源 电 压 到 额 定 值
&#将 换 向 极 线 圈 的 端 钮 相 互 更 换位 置
’#纠 正 接 线 错 误,消 除 短 路,断 路故 障
!#更 换 合 适 起 动 器
(#检 查 电 枢 绕 组 和 各 连 接 线,并进 行 处 理
)#可 将 串 励 绕 组 的 两 端 钮 更 换 即可,或 按 电 动 机 所 附 的 接 线 图 正确 接 线
) 电 动 机 转 速 过 高
"#电 枢 电 压 超 过 额 定 值
$#电 刷 不 在 中 性 线 上
%#励 磁 电 流 减 少 过 多 或 励 磁 电 路有 断 路 故 障
"#降 低 电 枢 电 压 到 额 定 值
$#可 用 感 应 法 调 整 电 刷 位 置
%#增 加 励 磁 电 流 或 检 查 励 磁 电 路是 否 断 路
*
电 动 机 振 荡,即 电 流和 转 速 发 生 剧 烈 变化
"#电 动 机 电 源 电 压 波 动
$#电 刷 不 在 中 性 线 上
%#励 磁 电 流 太 小 或 励 磁 电 路 有 断路
&#串 励 绕 组 或 换 向 极 绕 组 接 反
"#检 查 电 源 电 压
$#用 感 应 法 重 新 调 整 电 刷 位 置
%#增 加 励 磁 电 流 或 查 出 断 路 处 进行 修 理
&#纠 正 接 线
·("%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!"
电 刷 下 火 花 严 重,换向 器 和 电 刷 剧 烈 发热
!#电 刷 型 号 或 尺 寸 不 符
$#电 刷 不 在 中 性 线 上
%#电 刷 的 压 力 过 大 或 过 小
&#电 刷 质 量 不 良
’#电 刷 与 换 向 器 的 接 触 面 未 磨 好或 接 触 面 上 有 油 污
(#电 刷 架 上 各 电 刷 臂 之 间 距 离 不相 等 或 同 一 电 刷 臂 上 的 电 刷 握 不在 一 直 线 上
)#换 向 器 偏 心,振 摆,换 向 器 表 面不 平,换 向 器 片 间 云 母 突 出
*#换 向 极 绕 组 接 反
+#电 枢 绕 组 有 短 路 或 接 地 故 障
!",主 磁 极 和 换 向 极 的 顺 序 不 对
!!,电 动 机 过 载
!#应 更 换 电 刷
$#用 感 应 法 重 新 调 整 电 刷 位 置
%#调 整 各 电 刷 压 力 大 小 一 致
&#更 换 质 量 合 格 的 电 刷
’#磨 光 电 刷 接 触 面 或 清 洗 油 污
(#调 整 各 电 刷 臂 或 各 刷 握 的 位 置
)#修 理 换 向 器
*#改 正 接 线
+#在 电 枢 绕 组 中 通 入 低 压 直 流电,测 量 各 相 邻 两 换 向 片 之 间 直流 电 压 降,检 查 有 无 短 路,用 兆 欧表 或 试 灯 检 查 有 无 接 地,进 行 修理
!"#用 指 南 针 检 查 各 磁 极 的 极 性
!!#应 减 轻 负 载 或 换 一 台 容 量 较大 的 电 动 机
!!
电 动 机 向 某 一 方 向旋 转 时,电 刷 下 的 火花 较 反 方 向 旋 转 时大
!#电 刷 不 在 中 性 线 上
$#电 动 机 未 有 换 向 极 或 换 向 极 的安 匝 数 不 够
%#电 刷 架 上 各 电 刷 臂 之 间 的 距 离不 相 等
!#用 感 应 法 调 整 电 刷 位 置,对 可逆 电 动 机 应 将 电 刷 严 格 固 定 于 中性 线 上
$#应 更 换 一 台 有 换 向 极 的 电 动 机或 增 加 换 向 极 的 安 匝 数
%#调 整 各 电 刷 臂 或 各 刷 握 的 距 离
!$
在 换 向 器 圆 周 上,每隔 一 定 角 度 的 换 向片 烧 焦 发 黑,每 次 清理 修 整,仍 是 这 几 片发 黑
!#这 些 发 黑 烧 焦 的 换 向 片 与 电 枢线 圈 之 间 焊 接 不 良
$#连 接 这 些 换 向 片 上 的 均 压 线 焊接 不 良 或 有 断 路
%#连 接 这 些 换 向 片 上 的 电 枢 线 圈有 断 路
!#重 新 焊 接
$#重 新 焊 接 或 更 换 断 路 的 均 压 线
%#更 换 或 修 复 断 路 的 电 枢 线 圈
!%
电 动 机 内 部 冒 火 或冒 烟
!#电 刷 下 火 花 太 大
$#电 枢 绕 组 有 短 路
%#电 动 机 过 载
&#换 向 器 的 升 高 片 之 间 及 各 电 枢绕 组 之 间 充 满 了 电 刷 粉 末 和 油垢,引 起 燃 烧
’#电 动 机 内 部 各 引 线 的 连 接 点 松动 或 有 断 路
!#检 查 电 刷 和 换 问 器 的 工 作 状 况
$#检 查 各 电 枢 线 圈 发 热 是 否 均匀,或 在 电 枢 中 通 入 低 压 直 流 电,
测 量 各 相 邻 换 向 片 之 间 电 压 降
%#减 轻 负 载 或 更 换 一 台 容 量 较 大的 电 动 机
&#清 除 油 垢 和 粉 末,必 要 时 烘 干处 理
’#检 查 各 连 接 线 的 连 接 点
·*!%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!" 电 动 机 振 动
!#电 枢 不 平 衡
$#电 动 机 的 基 础 不 坚 固 或 固 定 不牢
%#机 组,电 动 机 轴 线 定 心 不 正 常
!#重 新 校 正 电 枢 平 衡
$#增 强 基 础 且 紧 固
%#重 新 调 整 好 机 组 轴 线 定 心
!&
滚 动 轴 承 发 热,有 噪声
!#滚 珠 磨 损
$#轴 承 与 轴 配 合 太 松
%#轴 承 内 润 滑 脂 充 得 过 满
!#更 换 轴 承
$#使 轴 与 轴 承 的 配 合 精 度 符 合 要求
%#减 少 润 滑 脂
!’ 滑 动 轴 承 发 热,漏 油
!#油 牌 号 不 对,油 内 含 有 杂 质 和脏 物
$#油 箱 内 油 位 过 高
%#油 环 停 滞,压 力 润 滑 系 统 的 油泵 有 故 障,油 路 不 畅 通
"#轴 颈 与 轴 瓦 间 隙 太 小,轴 瓦 研刮 不 好
&#轴 承 挡 油 盖 密 封 不 好,轴 承 座上 下 接 合 面 间 隙 大
!#更 换 润 滑 油,清 除 杂 质
$#减 少 油 量
%#更 换 新 油 环,消 除 油 路 故 障,保证 有 足 够 的 油 量
"#研 刮 轴 瓦,使 轴 颈 和 轴 瓦 间 隙合 适
&#改 进 轴 承 挡 油 盖 的 密 封 结 构,
研 刮 轴 承 座 接 合 面
( 二 ) 换 向 故 障 及 处 理 ( 表 & ( !%)
表 & ( !% 换 向 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
! 换 向 不 良
!#换 向 器 表 面 状 态 不 良 !#经 常 维 护,并 进 行 表 面 处 理
$#换 向 器 偏 心 和 变 形 $#车 圆 换 向 器
%#电 刷 振 动
%#改 善 换 向 器 表 面,减 小 电 刷 与刷 握 间 隙
"#电 刷 型 号 不 符 "#选 用 合 适 型 号 电 刷
&#电 刷 弹 簧 压 力 过 小 &#调 整 电 刷 压 力
’#电 刷 不 在 中 性 线 上 ’#用 感 应 法 重 新 调 整 中 性 线
)#刷 距 不 均 匀 )#调 整 刷 距
*#电 动 机 振 动 *#应 校 正 平 衡
+#电 动 机 过 载 +#减 轻 负 载
!,#电 枢 绕 组 片 间 短 路 !,#清 理 片 间 云 母 沟 中 金 属 物
!!#补 偿 和 换 向 极 绕 组 短 路 !!#消 除 短 路 故 障
!$#补 偿 和 换 向 极 绕 组 接 线 错 误 !$#改 正 接 线
!%#并 头 套 开 焊 !%#补 焊 并 头 套
·+!%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
! 换 向 器 呈 现 条 纹
"#电 刷 型 号 不 对
!#电 刷 电 流 密 度 过 低
$#刷 面 镀 铜
%#湿 度 过 高
&#温 度 过 高
’#油 雾 附 着
(#有 害 气 体
"#更 换 电 刷
!#避 免 在 ! ) &*+,-
!
电 流 密 度 下长 期 运 行
$#防 止 潮 气 和 尘 埃 进 入,选 用 合适 电 刷
%#防 止 潮 气 进 入 电 动 机 内 部
&#加 强 通 风 冷 却
’#防 止 油 雾 进 入
(#防 止 有 害 气 体 进 入
$ 换 向 器 表 面 烧 伤
"#电 刷 换 向 性 能 差
!#电 枢 不 在 中 性 线 上
$#换 向 器 变 形
%#并 头 套 开 焊
&#刷 距,极 距 不 等
"#选 用 抑 制 火 花 能 力 强 的 电 刷
!#调 整 电 刷 到 中 性 线 上
$#车 圆 换 向 器
%#补 焊 并 头 套
&#调 整 刷 距,极 距
%
换 向 器 磨 损 快 呈 铜本 色
"#电 刷 磨 损 率 太 大
!#电 刷 与 换 向 器 接 触 不 良
$#电 刷 电 流 密 度 太 低
%#电 刷 中 含 有 碳 化 硅 和 金 刚 砂
&#湿 度 过 低
’#空 气 中 有 耐 磨 性 尘 埃
"#选 用 润 滑 性 好 电 刷
!#改 善 接 触 面
$#去 掉 部 分 电 刷
%#选 用 合 适 电 刷
&#人 工 建 立 氧 化 膜
’#净 化 周 围 空 气
& 换 向 片 边 缘 毛 刺
"#电 刷 卡 死 在 刷 握 内
!#刷 握 加 垫 太 多
$#电 刷 振 动
%#高 摩 擦
&#维 护 不 当
"#保 证 电 刷 在 刷 握 内 自 由 活 动
!#改 用 整 垫
$#处 理 换 向 器 表 面,减 小 电 刷 与刷 握 间 隙
%#改 善 滑 动 接 触 或 选 用 润 滑 性 能好 电 刷
&#定 期 清 扫 换 向 器,改 善 滑 动 接触
’ 环 火
"#换 向 不 良
!#片 间 电 压 太 高
$#短 路 或 重 负 载 冲 击
%#电 枢 绕 组 开 焊
&#维 护 不 良
"#改 善 换 向
!#防 止 过 电 压
$#减 轻 负 载,排 除 短 路
%#补 焊 电 枢 绕 组
&#加 强 换 向 器 表 面 清 理
( 氧 化 膜 颜 色 不 正 常
"#换 向 器 温 度 太 高
!#电 刷 型 号 不 对
$#有 害 性 气 体
%#油 附 着
"#改 善 通 风 条 件
!#更 换 电 刷
$#防 止 有 害 性 气 体 进 入
%#防 止 油 雾 进 入
·.!$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
! 抖 动 和 噪 声
"#换 向 器 变 形,突 片
$#电 刷 型 号 不 对
%#电 刷 压 力 不 合 适
&#电 刷 与 刷 握 间 隙 太 大
’#电 刷 倾 斜 角 不 适 当
(#电 动 机 振 动
)#湿 度 过 低
"#车 圆 换 向 器
$#选 用 合 适 电 刷
%#调 整 电 刷 压 力
&#调 整 电 刷 与 刷 握 间 隙
’#调 整 倾 斜 角
(#校 正 平 衡,消 除 振 动
)#增 加 风 道 湿 度
*
电 刷 异 常 磨 损 和 破损
"#换 向 不 良
$#换 向 器 表 面 粗 糙
%#电 刷 压 力 太 大
&#电 刷,刷 握 振 动 大
’#电 刷 质 量 不 好
(#接 触 面 温 度 太 高
)#湿 度 过 低
"#改 善 换 向
$#车 光 换 向 器
%#调 整 电 刷 压 力
&#改 善 电 刷 润 滑 条 件,减 小 电 刷与 刷 握 间 隙
’#更 换 电 刷
(#改 善 通 风 冷 却 条 件
)#通 风 道 喷 雾 增 加 湿 度
"+ 电 刷 电 流 分 布 不 均
"#电 刷 压 力 不 等
$#不 同 型 号 电 刷 混 用
%#电 刷 与 刷 握 间 隙 太 小
&#电 刷 粘 结 在 刷 握 内 孔
’#刷 瓣 螺 钉 未 拧 紧
"#调 整 电 刷 压 力,力 求 一 致
$#改 用 同 一 型 号 电 刷
%#调 整 间 隙
&#清 理 刷 握 内 孔
’#紧 固 刷 瓣 螺 钉
"" 电 刷 表 面 镀 铜
"#云 母 突 出 或 有 毛 边
$#温 度 太 高
%#湿 度 太 低
&#氧 化 膜 能 力 差,含 研 磨 成 分 太多
’#油 污
"#重 下 刻 倒 棱
$#改 善 通 风 冷 却 条 件
%#增 加 风 道 湿 度
&#选 用 合 适 型 号 电 刷
’#防 止 油 雾 进 入 电 动 机 内
"$
电 刷 与 换 向 器 温 度高
"#电 动 机 过 载,堵 转
$#电 刷 压 力 太 大
%#电 刷 型 号 不 对
&#通 风 不 良
’#强 烈 火 花
(,高 摩 擦
"#改 善 电 动 机 运 行 状 况,减 轻 负载
$#调 整 电 刷 压 力
%#更 换 电 刷
&#改 善 通 风
’#改 善 换 向 不 良
(#改 善 滑 动 接 触 条 件
( 三 ) 电 刷 故 障 及 处 理 ( 表 ’ - "&)
·"$%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇表 !" #$ 电 刷 的 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
# 电 刷 磨 损 严 重
#%电 刷 型 号 不 对
&%换 向 器 偏 心,摆 动 或 云 母 绝 缘片 凸 起
#%更 换 合 适 的 电 刷
&%进 行 修 理
& 电 刷 磨 损 不 均 匀
#%刷 握 上 弹 簧 压 力 不 均 匀
&%电 刷 质 量 不 一 致
#%调 整 各 弹 簧 压 力
&%更 换 电 刷
’ 电 刷 或 刷 握 过 热
#%电 刷 压 力 过 大
&%电 刷 型 号 或 质 量 不 一 致
’%电 动 机 过 载 或 通 风 不 良
#%调 整 电 刷 压 力
&%更 换 电 刷
’%减 轻 负 载 或 改 善 通 风
$
电 刷 在 电 动 机 运 行中 出 现 噪 声
#%电 动 机 转 速 超 过 额 定 值
&%电 刷 工 作 面 未 磨 好
’%电 刷 摩 擦 系 数 过 大
#%将 电 动 机 转 速 调 整 至 额 定 值
&%重 新 研 磨
’%更 换 摩 擦 系 数 较 小 的 电 刷
!
电 刷 在 运 行 中 破 损,
边 缘 碎 裂
#%电 动 机 振 动 过 大
&%电 刷 质 软 或 较 脆
#%减 轻 电 动 机 振 动
&%更 换 质 量 合 适 电 刷
(
电 刷 引 线 烧 坏 或 变色,引 起 脱 落
#%各 刷 握 弹 簧 压 力 不 均 匀
&%电 刷 与 引 线 之 间 铆 压 不 好
#%调 整 各 弹 簧 压 力
&%更 换 电 刷
) 电 刷 下 火 花 较 大
#%电 动 机 过 载
&%电 刷 不 在 中 性 线 上
’%换 向 极 绕 组 接 反
$%换 向 器 偏 心,摆 动 或 云 母 片 凸起
#%减 轻 负 载
&%调 整 中 性 线
’%改 正 接 线
$%修 理 换 向 器第 五 节 小 功 率 电 机 运 行 与 维 护一,小 功 率 交 流 换 向 器 电 动 机
( 一 ) 小 功 率 交 流 换 向 器 电 动 机 的 类 型 与 结 构小 功 率 交 流 换 向 器 电 动 机 是 指 转 子 上 带 有 换 向 器 而 且 使 用 交 流 电 源 的 小 功 率 电 动 机,一 般 做 成 单 相 。
常 用 的 小 功 率 交 流 换 向 器 电 动 机,其 功 率 不 大 于 #!**+ 的 。 根 据 用 途 和 结 构 特 点,主 要 分 为 单 相 串 励 电 动机,交 直 流 两 用 电 动 机 和 推 斥 式 电 动 机 等 三 种 型 式 。 其 典 型 结 构 见 图 ! " $!。 用 于 电 动 工 具,医 疗 器 械,日
·&&’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册用 电 器,小 型 机 床 等 。
图 ! " #! 单 相 串 励 电 动 机 结 构 图
$— 端 盖 %— 机 壳 &— 定 子 铁 心
#— 定 子 绕 组 !— 换 向 器 ’— 电 刷 装 置 (— 电 枢
)— 风 扇 *— 轴 承图 ! " #’ 串 励 电 动 机 工 作 特 性
( 二 ) 单 相 串 励 电 动 机 原 理单 相 串 励 电 动 机 其 定 子 多 为 一 对 凸 极,电 枢 绕 组 为 双 层 绕 组,与 换 向 器 相 接,有 一 对 并 联 支 路 ; 励 磁 绕 组与 电 枢 绕 组 串 联 。 功 率 较 大 的 电 机 设 有 换 向 极 ; 小 功 率 电 动 机,可 将 碳 刷 的 位 置 逆 转 向 移 动 一 个 角 度,或 者当 碳 刷 仍 维 持 在 磁 极 几 何 中 心 线 位 置,但 电 枢 绕 组 元 件 与 换 向 片 的 焊 头 位 置 顺 着 转 向 偏 移 $ + % 片,使 电 枢绕 组 轴 线 逆 转 向 移 位 $,- + &,-。
单 相 串 励 电 动 机 的 定 子 绕 组 与 电 枢 绕 组 是 串 联 的 。 当 电 源 交 变 时,定 子 磁 场 的 极 性 和 转 子 电 流 或 由 其产 生 的 磁 场 同 时 变 换 方 向,根 据 左 手 定 则,电 磁 力 的 方 向 不 会 改 变,转 子 始 终 维 持 一 个 恒 定 的 转 向 。 电 动 机的 转 速 与 极 数 和 电 源 频 率 之 间 也 没 有 严 格 的 关 系,即 转 速 不 受 电 源 频 率 的 限 制,因 此,单 相 串 励 电 动 机 的 转速 可 以 在 大 范 围 内 进 行 调 节 。
( 三 ) 串 励 电 动 机 的 工 作 特 性在 给 定 的 外 施 电 压 条 件 下,单 相 串 励 电 动 机 的 转 速,电 流,输 出 功 率,效 率,功 率 因 数 和 转 矩 的 关 系 称 为工 作 特 性,见 图 ! " #’。
( 四 ) 串 励 电 动 机 的 调 速串 励 电 动 机 转 速 主 要 与 端 电 压 及 励 磁 磁 通 相 关,调 节 励 磁 或 端 电 压 均 可 以 实 现 调 速 。 利 用 自 耦 变 压 器向 电 动 机 供 电 或 在 电 动 机 供 电 回 路 中 串 联 抽 头 分 级 的 电 抗 器,可 以 方 便 地 调 节 串 励 电 动 机 的 转 速 。 在 电 动机 供 电 回 路 中 串 接 平 滑 可 调 的 电 阻 器 或 分 级 的 电 阻 器,也 可 以 实 现 调 速 。 串 励 电 动 机 比 较 理 想 的 调 速 方 法是,通 过 在 主 回 路 中 串 接 晶 闸 管 或 经 全 波 整 流 后 再 串 接 晶 闸 管,用 调 节 晶 闸 管 的 导 通 角,改 变 直 流 电 压 的 平均 值 进 行 调 速 。
二,小 功 率 电 动 机 应 用
( 一 ) 电 动 机 类 型 的 选 用应 根 据 电 源,负 载 功 率,转 速,环 境 条 件,对 机 械 特 性 的 要 求 及 其 他 要 求 来 选 用 适 当 类 型 的 电 动 机 。 各 种小 功 率 电 动 机 的 特 点 及 应 用 见 表 ! " $!。
·&%&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!" #!
·$%&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册续 !" #!
·!$%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 二 ) 规 定 用 途 小 功 率 电 动 机品 种 规 格 很 多,使 用 面 宽 广 。 其 常 见 的 类 型 及 特 点 见 表 ! " #$。
表 ! " #$ 常 见 的 规 定 用 途 小 功 率 电 动 机名 称 电 机 类 型 功 率 范 围 %& 转 速
!
%( ’%()*)
特 点洗 衣 机 电 动机单 相 电 容 运 转 异 步电 动 机
+,-,!,#!,,
开 启 式 自 冷,主 副 绕 组 相同,正 反 转 运 行单 相 串 励 电 动 机 $,- /0,!,,- #!1,,
用 于 自 动 洗 衣 机,带 电 子 调速 器
( 洗 衣 机 用 )
脱 水 电 动 机单 相 电 容 运 转 异 步电 动 机
.! #!,,
开 启 式 自 冷,单 向 旋 转,短时 运 行罩 极 异 步 电 动 机 1,- $,#!,,立 式 安 装,单 向 旋 转离 合 器 电 动机三 相 异 步 电 动 机 单相 异 步 电 动 机
#.,- !!,/,,,,#!,,
带 离 合 器 及 摇 篮 式 防 震 底座,多 用 于 驱 动 工 业 缝 纫 机电 动 机家 用 缝 纫 机电 动 机单 相 串 励 电 动 机 1,- 0! 1,,,- 2,,,
断 续 定 额,带 控 制 器 执 行起,停 和 调 速台 扇 电 动 机单 相 电 容 运 转 异 步电 动 机
/! - 0,( 输 入 ) #!,,台 扇 的 机 头 部 分单 相 罩 极 异 步 电 动机
1,- !,/,,,小 型 台 扇 机 头 部 分吊 扇 电 动 机单 相 电 容 运 转 异 步电 动 机
1$ - 2,( 输 入 ),!,- !,,扇 翼 直 径 +,,- #2,,((
单 相 罩 极 异 步 电 动机
!,- +,.!,- !,,老 式 吊 扇机 床 冷 却 用电 泵三 相 或 单 相 异 步 电动 机
.! - /0,/,,,
立 式 结 构,电 机 与 单 级 离 心泵 组 合 为 一 体,泵 送 循 环 冷却 液 用冰 箱 压 缩 机电 动 机单 相 电 容 起 动 或 电阻 起 动 异 步 电 动 机
+,- /0,/,,,
电 动 机 与 压 缩 机 组 合,在 氟里 昂 介 质 中 工 作空 调 器 风 扇电 动 机单 相 电 容 运 转 异 步电 动 机
$ - /0,0!,,#,,,,#!,,
双 轴 伸,摇 篮 式 减 震 底 座,
噪 声 低
·$./· 新 编 电 气 工 程 师 手 册名 称 电 机 类 型 功 率 范 围 !" 转 速
!
!( #!$%&)
特 点录 音 机 电 动机稳 速 永 磁 直 流 电 动机
’()) * ’(+,+-’’,++’’
电 子 稳 速,高 起 动 转 矩,低噪 声,电 压,* )+/
转 页 式 风 扇用 电 动 机爪 极 式 永 磁 同 步 电动 机输 入 功 率 小 于 0 1’’,0,1
不 对 称 爪 极 永 磁 同 步 电 动机 转 速 低,转 矩 大,带 齿 轮减 速 器排 气 扇 电 动机单 相 电 容 运 转 异 步电 动 机 或 单 相 罩 极异 步 电 动 机三 相 异 步 电 动 机输 入 功 率
.1 * 21’
)1’’,)’’’ 与 轴 流 式 风 扇 组 合 为 一 体吸 尘 器 用 电动 机单 相 串 励 电 动 机 ))’ * )’2’ )1’’’ * +,’’’ 电 动 机 和 风 机 组 合 一 体
!
对 异 步 电 动 机 指 同 步 转 速 。
三,小 功 率 单 相 异 步 电 动 机 运 行 与 维 修小 功 率 单 相 异 步 电 动 机 具 有 结 构 简 单,噪 声 小,对 无 线 电 系 统 干 扰 小 等 特 点,广 泛 应 用 在 小 型 机 床 设 备及 家 用 电 器 上 。
小 功 率 单 相 异 步 电 动 机 按 起 动 情 况 可 分 为,罩 极 式,电 阻 起 动,电 容 起 动,电 容 运 转 和 电 容 起 动 与 运 转等 。
在 定 子 绕 组 中 通 入 单 相 交 流 电,气 隙 中 产 生 脉 振 磁 动 势,且 分 成 两 个 转 向 相 反 的 旋 转 磁 动 势,同 时 都 切割 转 子 导 体,产 生 转 子 感 应 电 动 势 及 电 流,这 两 个 磁 场 与 相 应 转 子 感 生 的 电 流 相 互 作 用,又 产 生 两 个 大 小 相等,方 向 相 反 的 转 矩,所 以 电 动 机 不 会 自 行 起 动 。 这 时,电 动 机 内 部 副 绕 组 与 主 绕 组 在 空 间 上 有 相 位 差,使 副绕 组 内 的 电 流 与 主 绕 组 内 的 电 流 在 时 间 上 亦 有 相 位 差,同 时 在 气 隙 空 间 产 生 一 个 椭 圆 形 旋 转 磁 场,可 使 电 动机 具 有 起 动 转 矩,电 动 机 就 可 自 行 起 动 。
电 动 机 在 起 动 后,副 绕 组 可 以 与 电 源 断 开,也 可 以 不 断 开,根 据 使 用 情 况 而 定 。
( 一 ) 电 动 机 运 行 与 维 护
)(电 动 机 起 动 前,首 先 检 查 各 部 位 螺 钉 有 无 松 动 及 损 坏,定,转 子 有 无 相 擦 现 象 。
+(电 动 机 接 线 是 否 正 确,有 无 松 动 情 况 。
0(检 查 定 子 绕 组 有 无 短 路,断 路 和 接 地 故 障 。
-(检 查 起 动 离 心 开 关,起 动 器 动 作 是 否 灵 活,有 无 损 坏,电 容 器 是 否 有 开 路,短 路,击 穿 等 现 象 。
1(电 动 机 运 行 时,检 查 电 动 机 温 升 是 否 正 常,不 应 超 过 允 许 温 升 。
.(电 动 机 运 行 时 噪 声 是 否 正 常
,(定 期 维 护 和 更 换 润 滑 油 。
( 二 ) 单 相 罩 极 异 步 电 动 机 故 障 与 排 除单 相 罩 极 异 步 电 动 机 具 有 结 构 简 单,制 造 方 便,运 行 可 靠,维 修 方 便,造 价 低,且 噪 声 低 等 优 点 。 虽 然 它的 功 率 因 数 及 效 率 较 低,但 起 动 转 矩 小,转 差 率 大,故 广 泛 地 应 用 在 对 电 动 机 性 能 要 求 不 高,空 载 或 轻 载 起 动
·,+0·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇时 容 量 小 的 场 所,如 仪 表 风 机,风 扇 等 。
!"电 动 机 起 动 困 难
( !) 罩 极 线 圈 断 裂 或 开 焊,对 虚,假 焊 应 重 新 焊 牢,若 短 路 环 已 胀 裂 应 更 换 。
( #) 负 载 过 大,应 更 换 合 适 容 量 的 电 动 机 。
( $) 主 绕 组 短 路 或 接 错,当 出 现 匝 间 短 路 后 电 动 机 的 起 动 转 矩 下 降,起 动 电 流 增 大,导 致 熔 体 熔 断,应 采取 绝 缘 处 理 或 更 换 线 圈 。 若 是 定 子 绕 组 极 间 连 线 接 错,应 找 出 错 误 改 正 接 线 。
( %) 主 绕 组 断 路,用 万 用 表 测 量,找 出 断 路 的 线 圈 及 断 点,应 将 断 点 重 新 焊 好 并 绝 缘 处 理 。
( &) 转 子 笼 条 和 端 环 裂 开,断 条 或 铜 笼 条 和 铜 端 环 焊 接 处 开 焊,找 出 断 裂 或 开 焊 处,重 新 焊 牢 。 若 铸 铝 转子 断 裂 和 开 焊 严 重,应 更 换 新 转 子 。
( ’) 轴 承 磨 损 严 重,润 滑 油 脂 干 枯 或 没 有,转 子 不 灵 活 或 卡 住,应 更 换 新 轴 承 或 清 洗 干 净,涂 上 新 润 滑 油脂 。
( () 有 时 能 起 动,有 时 不 能 起 动,或 在 某 些 部 位 不 能 起 动,严 格 遵 守 操 作 规 程,找 出 故 障 原 因 及 时 处 理 。
#"电 动 机 振 动 和 噪 声 大
( !) 主 绕 组 短 路 或 接 地,找 出 短 路 和 接 地 点 且 修 复 。
( #) 主 绕 组 接 线 错 误,找 出 错 误 改 正 接 线 。
( $) 罩 极 线 圈 焊 接 不 良 或 开 焊,找 出 故 障 点 重 新 焊 牢 。
( %) 转 子 有 断 条 或 端 环 开 路,应 换 条 和 补 焊 或 更 换 新 转 子 。
( &) 转 子 不 平 衡,重 校 静,动 平 衡 。
( ’) 轴 承 磨 损 严 重 或 轴 弯 曲,更 换 轴 承 或 校 直 转 轴 。
( () 转 子 轴 向 窜 动 大,加 垫 片 调 整 。
( )) 定,转 子 相 擦,精 车 修 复 。
( *) 定,转 子 不 同 心 度 偏 大,有 严 重 哼 哼 声,检 查 椭 圆 度 且 进 行 修 复 。
( !+) 定 子 铁 心 松 动 或 有 扇 张 现 象,应 紧 固 铁 心,解 决 扇 张 情 况 。
( !!) 极 间 漏 磁 片 松 动,重 新 紧 固 。
( !#) 线 圈 短 路,找 出 短 路 处 且 修 复 。
( !$) 重 绕 时,主 绕 组 匝 数 不 对,找 出 匝 数 不 对 的 线 圈,纠 正 匝 数 错 误 或 更 换 线 圈 。
$"电 动 机 起 动 缓 慢,转 速 降 低
( !) 电 源 电 压 过 低,应 检 查 调 节 电 压 。
( #) 主,辅 绕 组 接 线 错 误,应 仔 细 检 查 改 正 接 线 。
( $) 电 动 机 的 短 路 绕 组 脱 焊,应 重 新 焊 牢 。
( %) 电 容 运 转 电 动 机 的 电 容 量 不 足,应 按 规 定 配 备 足 够 的 容 量 。
( &) 轴 承 润 滑 干 枯,应 定 期 清 洗 加 入 新 的 润 滑 脂 。
( ’) 电 动 机 搁 置 日 久 受 潮,运 行 前 又 未 作 绝 缘 性 能 检 测,运 行 后 电 动 机 绕 组 匝 间 短 路 引 起 转 速 降 低,应 重新 绕 制 线 圈 。
( 三 ) 分 相 异 步 电 动 机 故 障 与 排 除分 相 异 步 电 动 机 是 由 主 绕 组 和 副 绕 组 构 成 的 电 动 机,按 副 绕 组 的 作 用 不 同 可 分 为,电 阻 起 动,电 容 起 动,
电 容 运 转,电 容 起 动 和 运 转 异 步 电 动 机 。
!"电 动 机 分 类 与 应 用
( !) 单 相 电 阻 起 动 异 步 电 动 机 当 电 动 机 通 入 单 相 交 流 电 时,主,副 绕 组 同 时 接 通,产 生 起 动 转 矩,电 动机 开 始 起 动,在 电 动 机 转 速 升 高 到 一 定 值 时,离 心 开 关 或 继 电 器 将 副 绕 组 从 电 路 中 断 开,电 动 机 正 常 运 行 。
该 种 电 动 机 具 有 造 价 低,起 动 转 矩 较 小,起 动 电 流 较 大,能 可 逆 转 等 特 点 。 广 泛 应 用 于 低 惯 性 负 载,不 经常 起 动,负 载 可 变 而 速 度 基 本 不 变,对 起 动 转 矩 无 特 殊 要 求 的 各 种 机 械,如 小 型 机 床,鼓 风 机,医 疗 器 械 等 上 。
( #) 单 相 电 容 起 动 异 步 电 动 机 运 行 原 理 同 单 相 电 阻 起 动 异 步 电 动 机,但 具 有 起 动 转 矩 较 大,起 动 电 流较 小,可 逆 转,广 泛 应 用 于 满 载 起 动 和 要 求 起 动 转 矩 较 大 的 各 种 机 械,如 空 气 压 缩 机,电 冰 箱,农 业 机 械 等 。
( $) 单 相 电 容 运 转 异 步 电 动 机 电 动 机 在 运 行 时,副 绕 组 与 主 绕 组 同 时 都 接 于 电 源 上 。
·)#$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册具 有 运 行 性 能 良 好,效 率 及 功 率 因 数 较 高,工 作 可 靠,振 动 噪 声 小,可 逆 转 及 调 速 但 起 动 转 矩 较 小,起 动电 流 较 大,轻 负 载 时 工 作 性 能 变 坏,不 能 轻 负 载 或 空 载 运 行 。 该 种 电 动 机 适 用 于 对 起 动 转 矩 要 求 不 高,工 作时 间 较 长,又 不 经 常 空 载 或 轻 载 运 行 的 各 种 机 械,如 记 录 仪 表,通 风 机,水 泵,电 影 放 映 机 等 。
( !) 单 相 电 容 起 动 和 运 转 异 步 电 动 机 为 改 善 电 容 运 转 异 步 电 动 机 的 起 动 特 性,在 副 绕 组 回 路 中 并 联 两只 电 容 器,一 个 是 运 转 电 容,固 定 接 入 副 绕 组 回 路,另 一 个 是 起 动 电 容,只 要 在 起 动 时 接 入 副 绕 组 回 路,起 动后 当 电 动 机 速 度 达 到 一 定 值 时,利 用 离 心 开 关 或 起 动 继 电 器 将 起 动 电 容 断 开,电 动 机 仍 正 常 运 行 。
该 种 电 动 机 具 有 起 动 转 矩 高,功 率 因 数 和 效 率 高 运 行 可 靠 等 优 点 。 它 广 泛 用 于 带 负 载 起 动 和 噪 声 低的 各 种 机 械,如 小 型 机 床,空 气 压 缩 机,泵,建 筑 和 医 疗 机 械 等 。
"#电 动 机 故 障 与 排 除
( $) 定 子 绕 组 断 路
!
嵌 线 后 接 头 焊 接 不 良,特 别 是 在 起 动 和 运 行 时 较 大 的 电 流 冲 击 焊 接 处 造 成 断 裂,应 重 新 补 焊 。
"
电 动 机 绕 组 接 地,短 路 造 成 导 线 烧 断,应 找 出 故 障 处 进 行 修 复 或 更 换 线 圈 。
#
由 机 械 损 伤 导 致 导 线 折 断,找 出 折 断 处 进 行 修 复 。
( ") 定 子 绕 组 短 路
!
电 动 机 经 常 过 载 运 行,绕 组 温 升 太 高,使 绝 缘 老 化 变 脆,产 生 电 磁 线 裂 纹 或 漆 皮 脱 落,引 起 匝 间 短 路,
烧 坏 电 动 机,找 出 短 路 处 可 做 绝 缘 处 理,如 果 在 槽 内 发 生 多 匝 短 路 时,应 更 换 线 圈 。
"
因 绕 组 线 径 较 细,易 在 绕 制 时 及 运 输 中 产 生 裂 纹,局 部 漆 皮 脱 落,而 绕 制 后 浸 漆 不 透,经 运 行 后,就 可能 造 成 短 路,可 用 短 路 侦 察 器 或 匝 间 耐 压 试 验 仪 检 查 短 路 故 障,进 行 修 复 或 更 换 线 圈 。
( %) 绕 组 接 地
!
电 动 机 引 出 线 绝 缘 损 伤 与 外 壳 相 碰,应 包 好 且 进 行 绝 缘 处 理 。
"
因 断 路,短 路 现 象 引 起 线 圈 与 铁 心 接 触 或 碰 壳,找 出 故 障 处 进 行 修 复 。
#
绕 组 端 部 伸 出 较 长 与 端 盖 相 碰,应 在 绕 组 端 部 与 端 盖 间 加 垫 绝 缘 或 缩 短 绕 组 长 度 。
$
槽 内 导 线 和 绝 缘 击 穿,直 接 与 铁 心 接 触,一 般 接 触 不 严 重 又 在 端 部 时,可 进 行 修 复,接 地 严 重 又 在 槽 内时,应 更 换 接 地 线 圈 。
( !) 电 动 机 不 能 起 动 或 转 速 很 慢,电 流 大 出 力 小
!
熔 丝 熔 断 或 插 头 接 触 不 良,电 源 断 线,应 首 先 检 查 熔 丝 是 否 熔 断,插 头 接 触 是 否 良 好,电 源 线 有 无 断线,找 出 故 障 进 行 修 复 。
"
电 源 电 压 太 低,使 电 动 机 不 能 起 动 或 转 速 太 慢,应 调 整 电 源 电 压,必 要 时 加 稳 压 电 源 装 置 。
#
电 动 机 严 重 过 载,如 在 运 行 中 突 然 发 现 过 载,可 能 是 拖 动 机 械 造 成,如 机 械 运 行 正 常 则 为 电 动 机 容 量太 小,应 更 换 较 大 容 量 的 电 动 机 。
$
主 绕 组 或 副 绕 组 接 线 错 误,应 仔 细 检 查 改 正 接 线 。
%
主 绕 组 或 副 绕 组 有 短 路 或 开 路 现 象,找 出 故 障 处 进 行 修 复 或 更 换 线 圈 。
&
起 动 开 关 失 灵,应 修 复 开 关 。

起 动 电 容 过 小 或 损 坏,应 更 换 电 容 。
(
轴 承 损 坏 或 有 其 他 卡 住 现 象,应 更 换 轴 承 或 检 查 各 部 位 并 处 理 。
四,小 功 率 同 步 电 动 机 故 障 与 维 修
( 一 ) 简 述小 功 率 同 步 电 动 机 是 转 子 转 速 与 电 源 频 率 保 持 恒 定 比 例 关 系 的 一 种 交 流 小 功 率 电 动 机 。 广 泛 用 于 恒 转速 驱 动,如 记 录 仪 表,电 影 机 械,复 印 机,纺 织 机 械,自 动 化 系 统 的 驱 动 元 件 和 电 钟 等 设 备 。
小 功 率 同 步 电 动 机 按 工 作 原 理 分 为,磁 阻 式,磁 滞 式 和 永 磁 式 ; 按 转 子 结 构 型 式 分 为,内 转 子 式 和 外 转 子式 ; 按 定 子 绕 组 相 数 分 为,三 相 和 单 相,而 单 相 又 分 为 电 容 起 动,电 容 运 转,电 容 起 动 和 运 转,罩 极 式 。
·&"%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 二 ) 电 动 机 故 障 与 维 修小 功 率 同 步 电 动 机 的 定 子 大 多 与 小 功 率 异 步 电 动 机 相 同,转 子 大 都 是 笼 型 转 子 变 形,其 故 障 内 容 及 处 理方 法 见 单 相 异 步 电 动 机
!"永 久 磁 钢 去 磁 过 大
( !) 永 磁 材 质 不 好,在 使 用 过 程 中 造 成 去 磁,应 更 换 磁 钢 。
( #) 笼 型 绕 组 断 条 或 开 焊,应 检 查 故 障 处,进 行 修 理 或 更 换 。
( $) 永 磁 体 两 侧 防 漏 磁 的 非 磁 性 衬 垫 破 碎 或 脱 落,造 成 漏 磁 严 重,按 原 非 磁 性 垫 块 材 质 ( 一 般 为 黄 铜 ) 及尺 寸 大 小 加 工 好 衬 垫 换 上,且 固 定 好 。
( %) 操 作 不 当,应 严 格 按 操 作 规 程 起 动,减 少 起 动 时 失 步 现 象,如 漏 磁 气 隙 宽 度 不 合 适 时,应 当 调 整 。
#"永 磁 体 损 坏
( !) 永 磁 块 与 转 子 镶 嵌 或 装 配 间 隙 过 大,引 起 永 磁 块 窜 动 ; 间 隙 过 小,造 成 永 磁 块 挤 碎 。 如 果 是 窜 动 可 在缝 隙 里 填 灌 适 当 的 环 氧 树 脂 粘 合 ; 如 果 已 破 碎,应 重 新 加 工 永 磁 块 换 上,保 持 合 适 的 配 合 间 隙 。
( #) 检 修 时 用 力 过 猛,使 永 磁 块 破 裂,要 在 维 修 过 程 中 不 要 随 意 敲 打 。
( $) 焊 接 方 法 不 当,由 于 铁 氧 体 之 类 材 料 较 脆,在 焊 接 时 要 将 转 子 先 预 热,使 永 磁 块 受 热 均 匀,就 不 易 出现 炸 裂 现 象 。
$"起 动 过 程 中 转 矩 变 化 大 或 失 步 转 矩 小
( !) 永 磁 体 材 质 不 良 或 去 磁 较 大,在 条 件 许 可 时,可 将 定 子 绕 组 每 槽 匝 数 减 少 ! & # 匝,可 明 显 提 高 失 步转 矩,或 更 换 合 适 的 永 磁 体 。
( #) 牵 入 同 步 时 转 速 不 稳,应 检 查 电 源 电 压 是 否 稳 定,可 增 加 一 套 电 源 稳 压 器,使 电 源 电 压 保 持 在 电 动 机额 定 电 压 允 许 范 围 内 。
五,小 功 率 交 流 换 向 器 电 动 机 故 障 与 维 修具 有 电 枢 绕 组,换 向 器 和 电 刷 的 小 功 率 单 相 交 流 换 向 器 电 动 机 可 分 为,单 相 交 流 串 励 电 动 机,交 直 流 两用 串 励 电 动 机 和 推 斥 电 动 机 三 种 。 该 种 电 动 机 具 有 较 高 的 起 动 转 矩,调 速 范 围 大 等 特 点,广 泛 用 于 要 求 有 单相 交 流 电 源,高 转 速,重 量 轻 和 串 励 特 性 的 设 备 上,如 医 疗 器 械,小 型 机 床,电 子 仪 器,日 用 电 器,电 动 工 具 等 。
( 一 ) 单 相 交 直 流 两 用 串 励 电 动 机 故 障 与 维 修交 直 流 两 用 电 动 机,既 能 用 在 单 相 交 流 电 源 上,又 能 用 在 直 流 电 源 上,主 要 用 于 真 空 洗 衣 机,电 吹 风 机,
电 动 缝 纫 机 及 各 类 手 提 式 电 动 工 具 上 。
!’ 磁 极 绕 组 匝 间 短 路短 路 点 多 发 生 在 外 表 面 或 磁 极 线 圈 内 表 面 转 角 处,如 损 伤 面 少,可 采 用 分 开 垫 绝 缘 的 方 法 处 理 ; 若 短 路处 在 内 部 或 无 法 修 理 时 应 更 换 新 线 圈 。
#’ 绕 组 开 路主 要 是 引 线 连 接 处 脱 焊,断 裂 引 起 开 路,或 在 引 出 线 根 部 折 断,应 找 到 断 路 处 接 好 焊 牢,包 好 绝 缘 即 可 。
$’ 绝 缘 击 穿 或 接 地当 电 压 过 高 或 绕 组 过 热 以 及 振 动 引 起 绝 缘 受 损,一 般 对 地 击 穿 损 坏 严 重,修 理 较 难,应 更 换 新 绕 组 。
%’ 电 钻 电 动 机 起 动 困 难 或 不 能 起 动
( !) 电 源 未 接 通,应 检 查 电 源 线 是 否 断 线,熔 断 器 是 否 熔 断,开 关 是 否 接 触 不 良 。
( #) 电 源 电 压 过 低 或 将 交 流 电 源 误 接 到 直 流 引 出 端 上,应 调 整 电 压 到 额 定 值 附 近,检 查 接 线 柱,如 交 直 流接 错 应 纠 正 过 来 。
( $) 定 子 绕 组 断 路 或 短 路,按 以 上 方 法 处 理 。
( %) 转 子 绕 组 断 路 或 短 路,断 路 点 多 发 生 在 线 圈 与 换 向 片 的 焊 接 处,而 短 路 或 接 地 多 发 生 在 槽 口 处,可 用万 能 表 检 查 断 路,用 短 路 侦 察 器 测 量 短 路,也 可 用 其 他 方 法 找 出 故 障 处,进 行 局 部 修 复,严 重 时 应 更 换 绕 组 。
·($$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 电 刷 与 换 向 器 接 触 不 良 或 未 接 触,主 要 是 电 刷 磨 损,弹 簧 压 力 不 足,刷 辫 松 脱,换 向 器 表 面 不 平 及 不清 洁 而 造 成,应 及 时 修 复 或 更 换 。
( ") 电 钻 的 减 速 齿 轮 损 坏 或 卡 住,应 检 查 齿 轮 啮 合 的 松 紧 情 况,齿 内 有 无 异 物 卡 住 或 断 齿,应 及 时 清 除 异物 或 更 换 新 齿 轮 。
( #) 轴 承 磨 损,使 转 子 不 能 居 中 而 偏 心 或 下 沉,与 定 子 相 擦,应 更 换 轴 承 。
( $) 手 按 式 开 关 经 常 接 通 和 断 开,使 触 头 接 触 不 良,应 定 期 检 修,必 要 时 更 换 新 开 关 。
!% 电 钻 电 动 机 转 速 慢
( &) 转 子 绕 组 短 路 或 断 路,查 出 故 障 处,如 不 严 重 可 修 复,严 重 时 应 更 换 新 线 圈 。
( ’) 定 子 绕 组 短 路 或 接 地,可 用 兆 欧 表 检 查 电 动 机 绝 缘 电 阻,找 出 故 障 点 进 行 修 复 或 更 换 线 圈 。
( () 转 轴 磨 损 大 或 轴 承 损 坏,造 成 定,转 子 相 擦,应 检 查 转 轴 和 轴 承,修 复 或 更 换 。
( )) 钻 孔 时 钻 头 迟 钝 或 轴 向 推 力 过 大,使 电 钻 机 械 负 荷 过 大,可 将 钻 头 磨 锋 利 或 减 轻 轴 向 推 力 。
( !) 过 载 运 行 会 使 转 子 绕 组 及 换 向 器 过 热,短 路,引 起 转 子 绕 组 与 换 向 片 间 的 连 线 松 脱 或 电 刷 与 换 向 片间 产 生 过 大 火 花,应 适 当 减 轻 负 载 。
( ") 减 速 机 构 损 坏 或 润 滑 脂 太 少,应 更 换 磨 损 的 齿 轮,并 经 常 维 持 有 足 够 的 润 滑 脂 。
( #) 电 刷 弹 簧 压 力 过 大,相 当 于 增 加 了 机 械 负 荷,应 适 当 调 节 电 刷 的 弹 簧 压 力 。
"% 换 向 器 电 动 机 发 热
( &) 电 刷 型 号 规 格 不 符 或 电 刷 压 力 过 大,应 核 对 电 刷 型 号,规 格 不 符 时 应 更 换,调 整 电 刷 弹 簧,使 压 力 符合 要 求 。
( ’) 转 子 绕 组 短 路,找 出 短 路 处 进 行 修 复 或 更 换 线 圈 。
( () 轴 承 磨 损 大 或 定,转 子 相 擦,应 更 换 轴 承 。
( )) 减 速 齿 轮 损 坏,应 更 换 新 齿 轮 。
( !) 负 载 过 大,应 减 轻 负 载 。
( ") 定,转 子 绕 组 受 潮,绝 缘 电 阻 降 低,应 烘 干 处 理 。
( #) 电 钻 运 转 产 生 较 大 火 花 及 环 火,应 改 善 电 刷 与 换 向 器 的 接 触 情 况 。
#% 电 刷 和 换 向 器 火 花 大
( &) 电 刷 与 换 向 器 接 触 不 良,换 向 器 偏 摆,偏 心,应 调 整 弹 簧 压 力 或 更 换 弹 簧,研 磨 换 向 器 表 面 或 解 决 偏摆 偏 心 。
( ’) 过 负 载 运 行,应 减 轻 负 载 。
( () 电 刷 型 号 不 符,应 予 以 更 换 。
( )) 转 子 断 条 或 短 路,找 出 故 障 并 排 除 。
$% 换 向 器 片 间 短 路 或 接 地
( &) 片 间 短 路,应 清 除 片 间 进 入 的 金 属 粉 末,电 刷 碳 粉,污 物 或 焊 接 时 焊 锡 未 清 理 干 净 而 引 起 。
( ’) 接 地,用 万 用 表 或 兆 欧 表 检 查 换 向 器 对 地 绝 缘 电 阻,找 出 接 地 处 并 排 除 。
*% 电 动 机 起 动 过 程 中 时 转 时 不 转
( &) 换 向 器 与 转 子 绕 组 有 多 处 断 头,开 焊,找 出 断 头 及 开 焊 处,接 好 焊 牢 即 可 。
( ’) 电 钻 转 子 在 某 一 位 置 上 能 起 动,而 在 另 一 位 置 上 不 能 起 动,在 工 作 急 需 时 可 将 电 钻 转 轴 旋 转 一 定 角度 后 再 起 动 。
&+% 电 钻 运 转 时 响 声 大
( &) 减 速 齿 轮 损 坏 或 润 滑 油 不 足,应 更 换 齿 轮 或 添 足 新 的 润 滑 脂 。
( ’) 轴 承 损 坏 或 润 滑 脂 不 干 净,应 更 换 轴 承,并 加 入 性 能 良 好 的 润 滑 脂 。
( () 装 配 不 良,应 重 新 进 行 装 配 。
( )) 转 子 线 圈 重 绕 时,热 风 叶 取 下 时 方 法 不 当 或 多 次 取 下 和 安 上,使 风 叶 内 径 变 大 与 转 轴 配 合 不 够 紧 密,
在 离 心 力 作 用 下 风 叶 碰 壳,安 装 时 应 在 风 叶 部 分 的 轴 上,包 一 层 厚 薄 合 适 的 铜 皮,将 风 叶 装 好,紧 密 地 套 在 轴上 即 可 。
·&((·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 二 ) 单 相 交 流 串 励 电 动 机 故 障 与 维 修小 容 量 的 单 相 交 流 串 励 电 动 机 均 用 于 电 钻 等 电 动 机 工 具 上 。 它 的 结 构 与 交 直 流 两 用 串 励 电 动 机 基 本 相同,对 容 量 较 大 的 单 相 交 流 串 励 电 动 机,在 定 子 铁 心 的 大 小 槽 中,嵌 有 励 磁,补 偿 及 换 向 三 种 绕 组,还 有 的 具有 分 路 电 阻 及 复 励 绕 组 。
电 枢 部 分 的 故 障 及 处 理 方 法 与 交 直 流 两 用 串 励 电 动 机 相 同,可 参 照 有 关 部 分 。
定 子 部 分,
!"励 磁,补 偿,换 向 三 种 绕 组 嵌 线 接 错,应 重 新 绕 制 线 圈 并 作 好 标 记,仔 细 检 查,改 正 接 线 。
#"绕 组 开 路,短 路,开 焊 处 要 重 新 焊 牢,短 路 严 重 时 应 更 换 线 圈 。
六,小 功 率 直 流 电 动 机 故 障 与 维 修
( 一 ) 简 介小 功 率 直 流 电 动 机 是 依 靠 直 流 电 源 运 行 的 。 该 种 电 动 机 用 于 要 求 起 动 转 矩 高,转 速 变 化 范 围 较 大 的 设备 上 。 如 日 用 电 器,电 动 玩 具,自 动 化 仪 器 仪 表,计 算 机 外 围 设 备,医 疗 器 械,生 产 机 械 自 动 化 装 置,录 音 机等 。
小 功 率 直 流 电 动 机 按 励 磁 方 式 分 为,电 磁 式 和 永 磁 式 ; 按 电 枢 形 状 分 为,圆 柱 式 和 盘 式 ; 按 电 枢 铁 心 分为,槽 式 和 平 滑 式 ; 按 电 刷 分 为,有 刷 式 和 无 刷 式 等 。
由 于 电 磁 式 小 功 率 直 流 电 动 机 和 普 通 直 流 电 动 机 结 构 相 同,其 故 障 与 处 理 方 法 相 似,可 参 阅 直 流 电 动 机有 关 部 分 。 永 磁 式 直 流 电 动 机 是 由 永 磁 体 建 立 磁 场,其 性 能 与 恒 定 励 磁 的 他 励 直 流 电 动 机 相 似,具 有 体 积小,效 率 高,结 构 简 单,可 靠,用 铜 量 少 等 特 点,是 小 功 率 直 流 电 动 机 的 主 要 型 式 。
( 二 ) 永 磁 式 直 流 电 动 机 故 障 与 维 修
!"电 动 机 噪 声 大
( !) 换 向 器 和 电 刷,集 电 环 和 电 刷 接 触 时 产 生 摩 擦 声,应 调 整 使 其 接 触 良 好 。
( #) 滚 动 轴 承 或 含 油 轴 承 安 装 不 当,缺 油 或 磨 损 大,运 转 时 产 生 杂 音,应 定 期 加 添 润 滑 油 脂 或 更 换 轴 承,
安 装 时 应 采 用 压 入 法 。
( $) 电 刷 支 架 的 振 动 声,检 查 电 刷 架 有 无 松 动 或 歪 斜,将 刷 架 调 整 固 定 好 。
( %) 稳 速 器 触 头 开 闭 时 产 生 较 大 声 音,检 查 触 头 接 触 面 是 否 光 滑,有 无 氧 化 层 或 生 成 绝 缘 膜,并 调 整 触 头位 置 。
( &) 高 速 时 产 生 风 声,应 使 电 枢 表 面 光 滑,不 要 有 无 用 的 凸 出 部 分 。
#"电 动 机 振 动 大
( !) 转 子 的 磁 铁 偏 心 或 机 械 偏 心,电 枢 绕 组 开 路,断 路,接 线 错 误,引 线 头 和 换 向 器 开 焊,轴 是 否 弯 曲,轴承 磨 损 是 否 严 重,应 进 行 处 理 或 更 换 。
( #) 转 子 及 稳 速 器 不 平 衡,应 进 行 静,动 平 衡 试 验,排 除 不 平 衡 故 障 。
( $) 稳 速 器 触 头 的 开 闭 引 起 电 枢 反 作 用,助 长 了 振 动 加 大,应 正 确 操 作,保 持 触 头 开 闭 灵 活 。
$"电 枢 故 障电 枢 绕 组 及 换 向 器 的 故 障 与 处 理 方 法 和 交 流 换 向 器 电 动 机 相 似,可 参 阅 有 关 部 分 。
·#$$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 六 章 变 压 器 及 其 安 装 与 维 护 技 术第 一 节 电 力 变 压 器 原 理 与 参 数一,原 理
( 一 ) 电 力 变 压 器 用 途 和 分 类电 力 变 压 器 按 用 途 可 分 为 升 压,降 压 ( 配 电 ) 和 联 络 变 压 器 ( 见 图 ! " #) ; 还 可 以 按 相 数 分 为 单 相 和 三 相变 压 器 ; 按 绕 组 数 分 为 双 绕 组,三 绕 组 和 自 耦 变 压 器 ; 按 绝 缘 介 质 分 可 分 为 油 浸 式 变 压 器,干 式 变 压 器,$%
!
气体 绝 缘 变 压 器 等 。
图 !" # 电 力 变 压 器 用 途 举 例
( 二 ) 电 力 变 压 器 工 作 原 理变 压 器 是 用 来 变 换 交 流 电 压 和 电 流 而 传 输 交 流 电 能 的 一 种 静 止 电 器 。 以 单 相 变 压 器 为 例,其 工 作 原 理见 图 !" &。 当 匝 数 为 !
#
的 一 次 绕 组 ’( 接 到 频 率 为 ),电 压 为 "
#
的 交 流 电 源 上 时,由 励 磁 电 流 #
*
在 铁 心 中产 生 磁 通
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,从 而 在 一,二 次 绕 组 中 感 应 出 电 动 势 $
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和 $
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,匝 数 为,
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的 二 次 绕 组 -,端 产 生 电 压 "
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。 当 二次 绕 组 接 有 负 载 % 时,一,二 次 绕 组 中 流 通 电 流 #
#
和 #
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图 !" & 变 压 器 工 作 原 理 图为 了 分 析 它 的 基 本 原 理,可 首 先 按 理 想 变 压 器 来 处 理,即 忽 略 励 磁 磁 动 势,绕 组 的 电 阻 和 电 抗 影 响,由 电压 方 程 式 "
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,得 电 压 变 换 关 系 为
·222·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
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可 是,实 际 变 压 器 需 要 励 磁 磁 动 势,
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如 果 考 虑 一,二 次 绕 组 的 电 阻 )
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产 生 的 压 降,根 据 基 尔 霍 夫 第 二 定 律,其 电 压 方 程 式 为
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( 三 ) 变 压 器 相 量 图变 压 器 的 电 压 和 电 流 的 关 系,用 相 量 图 来 表 示 则 比 较 直 观 。 它 是 将 二 次 电 路 参 数 用 电 压 比 % 折 合 到 一次 后 ( 或 者 反 之 ) 绘 制 的,其 绘 制 顺 序 如 下,选 一 水 平 正 向 相 量 为 主 磁 通
!,; 画 出 超 前
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角 的 空 载 电 流
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,见 图 + %,。
( 四 ) 变 压 器 等 效 电 路变 压 器 的 电 压 和 电 流 的 关 系 如 通 过 等 效 交 换,可 将 一,二 次 电 路 化 为 一 个 电 路 来 描 绘,以 便 于 计 算 。 图
+ % - 所 示 的 等 效 电 路 是 由 折 合 了 参 数 的 二 次 电 路 ( 包 括 负 载 阻 抗 ) 与 励 磁 电 路 并 联 后 再 与 一 次 电 路 串 联 的电 路 。
( 五 ) 三 绕 组 变 压 器每 相 有 三 个 绕 组,见 图 + %,。 三 绕 组 变 压 器 的 一 次 绕 组 的 容 量 必 大 于 或 等 于 二,三 次 绕 组 的 容 量 。 三个 绕 组 的 容 量 百 分 比 按 高 压,中 压 和 低 压 顺 序 有 !$$/!$$/!$$,!$$/!$$/.$ 和 !$$/.$/!$$ 三 种,此 时,二,三 次侧 不 能 均 满 载 运 行 。 一 般 三 次 绕 组 电 压 较 低,多 用 于 近 区 供 电 或 接 补 偿 设 备 。 三 绕 组 变 压 器 有 三 个 电 压 比和 三 个 阻 抗 值 。
( 六 ) 自 耦 变 压 器至 少 有 两 个 绕 组 并 具 有 公 共 部 分 的 变 压 器 称 为 自 耦 变 压 器 。 降 压 自 耦 变 压 器 的 示 意 图 和 结 线 图 见 图 +
% +。 理 想 情 况 下 电 压 比 和 电 流 比 与 双 绕 组 变 压 器 一 样,传 输 容 量 ( 通 过 容 量 ) 也 一 样,即 ’
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但 是 由 结 线 图 可 知,公 共 绕 组 中 电 流 为
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图 + %,双 绕 组 变 压 器 相 量 图
·-,,· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" # 双 绕 组 变 压 器 的 等 效 电 路图 !" $ 三 绕 组 变 压 器 示 意 图图 !" ! 双 绕 组 降 压 自 耦 变 压 器
%) 示 意 图 &) 结 线 图而 串 联 绕 组 电 压 为
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因 此 绕 组 容 量,即 变 压 器 结 构 容 量 小 于 通 过 容 量,它 们 的 比 值 ( (" (" #) 就 是 效 益 系 数,即
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电 压 比 # 越 小,( (" (" #) 也 越 小,自 耦 变 压 器 损 耗 越 小,重 量 也 就 越 轻,越 经 济 。 自 耦 变 压 器 目 前 在 超 高 压电 网 中 应 用 很 多 。
二,特 性 与 参 数
( 一 ) 变 压 器 空 载 电 流 和 空 载 损 耗当 变 压 器 二 次 绕 组 开 路,一 次 绕 组 施 加 额 定 频 率 的 额 定 电 压 时,其 中 所 流 通 的 电 流 称 为 空 载 电 流 (
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)
+%
,(
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。 通 常 (
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以 额 定 电 流 的 百 分 数 表 示,即 (
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" (
(,
) - (+++ ’ +-.+ / )+,变 压 器 容 量 越大,其 值 越 小 。
·$..·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇空 载 电 流 的 无 功 分 量 !
!"
的 波 形 是 含 有 奇 次 谐 波 的 非 正 弦 波 形,各 次 谐 波 的 大 小 通 常 如 表 " # $ 所 示 。
表 " # $ 励 磁 电 流 谐 波 分 量 ( 基 波 %
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谐 波 分 量 冷 轧 电 工 钢 片 谐 波 分 量 冷 轧 电 工 钢 片基 波 $!! & 次 谐 波
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) 次 谐 波 *! ( ’! + 次 谐 波
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) ( "
’ 次 谐 波 $! (,’ $$ 次 谐 波 $ ( )
空 载 电 流 的 有 功 分 量 !
!#
是 相 当 于 空 载 损 耗 $
!
的 分 量 。 忽 略 一 次 绕 组 电 阻 损 耗 的 空 载 损 耗 又 称 为 铁耗 。 空 载 损 耗 $
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的 计 算 式 为
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式 中 $
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— — — 空 载 损 耗 (,) ;
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— — — 附 加 损 耗,由 于 结 构 和 工 艺 的 原 因 所 引 起 的 损 耗 增 大,取 $/$’ ( $/);
&

— — — 对 应 于 铁 心 磁 通 密 度 的 单 位 损 耗 (,012) ;
(

— — — 铁 心 重 量 ( 12) 。
( 二 ) 变 压 器 励 磁 涌 流当 变 压 器 空 载 合 闸 到 线 路 时,由 于 铁 心 饱 和 而 产 生 很 大 的 瞬 间 励 磁 电 流,称 为 励 磁 涌 流 。 励 磁 涌 流 大 大地 超 过 稳 态 的 空 载 电 流,甚 至 可 达 到 额 定 电 流 的 ’ 倍 及 以 上 。
励 磁 涌 流 与 合 闸 时 铁 心 的 剩 磁
!3
,电 压 相 角
"
有 关 。 合 闸 时
"
- !,
!4
在 半 波 内 能 变 化 到,
!4; 有 同 向
!3
时,将 增 加 到,
!4
5
!3
,励 磁 涌 流 更 为 严 重,见 图 " # &。 变 压 器 容 量 越 大,其 持 续 时 间 越 长,可 达 ’ ( $!6。
在 三 相 变 压 器 中 总 有 一 相 要 产 生 这 种 过 渡 现 象 。 这 样,差 动 继 电 器 有 可 能 误 动 作,有 时 需 重 合 闸 几 次 。 在 差动 保 护 的 整 定 中 应 避 开 励 磁 涌 流 的 影 响 。
图 " # & 空 载 合 闸 时 的 励 磁 涌 流
( 三 ) 变 压 器 短 路 阻 抗 和 负 载 损 耗当 变 压 器 二 次 绕 组 短 接 情 况 下,使 一 次 绕 组 流 通 额 定 电 流 而 施 加 的 电 压,称 为 阻 抗 电 压 )
7
。 通 常 )
7
以额 定 电 压 的 百 分 数 表 示,即 *
7
( %) -( )
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3
组 成 。
中 小 容 量 变 器 *
:
0 *
3
为 $ ( ’,大 容 量 的 为 $! ( $’。 通 常,阻 抗 电 压 的 百 分 值 *
7
( %) 即 为 短 路 阻 抗 的 百 分 值 。
短 路 阻 抗 大 小 与 变 压 器 成 本 和 性 能,系 统 稳 定 和 供 电 质 量 有 关 。 标 准 系 列 电 力 变 压 器 的 短 路 阻 抗 值 见 表 "
#,。
表 " #,双 绕 组 变 压 器 标 准 短 路 阻 抗电 压 等 级 01; " ( $! )’ "! $$!,,!
短 路 阻 抗 ( %) * ( *<’ "<’ ( + + ( = $!<’ $,(,*
·"))· 新 编 电 气 工 程 师 手 册变 压 器 中,当 一,二 次 绕 组 流 过 额 定 电 流 时 所 产 生 的 损 耗 为 负 载 损 耗 !
!
,!
!
等 于 最 大 一 对 绕 组 的 电 阻 损耗 加 入 附 加 损 耗 ( 导 线 组 涡 流 损 耗,并 绕 导 线 的 环 流 损 耗,结 构 损 耗 和 引 线 损 耗 ) 。 电 阻 损 耗 !
"
,又 称 为 铜 耗
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式 中 !
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— — — 电 阻 损 耗,又 称 为 铜 耗 ( %) ;
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— — — 系 数,铜 线 为 $&’,铝 线 为 ()&$$;
#— — — *+,时 电 流 密 度 ( -.//
$
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$— — — 绕 组 总 重 量 ( 01) 。
( 四 ) 变 压 器 短 路 电 流绕 组 内 电 流 与 漏 磁 通 相 作 用,产 生 与 电 流 平 方 成 正 比 的 电 磁 力 。 当 与 轴 向 漏 磁 通 作 用 时,使 内,外 绕 组产 生 压 缩 和 拉 伸 的 辐 向 力 ; 而 与 横 向 漏 磁 通 作 用 时,产 生 轴 向 力 。 在 正 常 运 行 时,这 些 电 磁 力 均 不 大 。
当 变 压 器 二 次 侧 突 然 短 路 时,绕 组 内 短 路 电 流 峰 值 为
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— — — 绕 组 内 短 路 电 流 峰 值 ( -) ;
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— — — 额 定 相 电 流 ; &
2
— — — 系 统 短 路 阻 抗 百 分 数,&
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)。
表,; ) 系 统 的 短 路 表 观 容 量电 压 等 级,0<,,(3 )+,3 ((3

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电 压 等 级,0< $$3 ))3 +33

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为 额 定 相 电 流 %
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的 十 几 倍 到 几 十 倍,则 短 路 电 磁 力 为 正 常 运 行 时 和 几 百 到 上 千 倍 。 变 压 器 绕 组 结构 和 压 紧 不 合 理 时,可 能 使 绕 组 变 形,松 散,使 轴 向 紧 固 破 坏,导 致 变 压 器 损 坏,这 种 事 故 在 运 行 中 并 不 少 见 。
( 五 ) 变 压 器 效 率变 压 器 的 效 率 为
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输 出 功 率输 出 功 率 5 空 载 损 耗 5 负 载 损 耗
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最 大 。 中 小 型 变 压 器
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在 B+>以 上,大 型 变 压 器
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在 BB>以 上 。
( 六 ) 变 压 器 电 压 调 整 率变 压 器 在 负 载 运 行 时,由 于 阻 抗 降 压,二 次 电 压 将 随 负 载 电 流 和 负 载 功 率 因 数 的 变 化 而 变 化 。 相 应 变 压器 的 电 压 调 整 率 为
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·*))·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇表 !" # !,$%&’(%) $!%%&’*,+,,-% 联 结 组 双 绕 组 无 励 磁 调 压 配 电 变 压 器 特 性额 定 容 量
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空 载 损 耗
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负 载 损 耗
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空 载 电 流
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阻 抗 电 压
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2% %134 $1!4 313
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第 二 节 电 力 高 压 电 器 运 行 与 维 护一,断 路 器 运 行 与 维 修断 路 器 是 高 压 开 关 设 备 中 重 要 设 备,它 的 作 用 是 能 在 高 压 回 路 带 有 负 载 的 情 况 下 接 通 或 切 断,并 在 发 生过 载 或 短 路 故 障 时,能 通 过 继 电 保 护 自 动 切 断 电 路,具 有 可 靠 的 灭 弧 装 置,能 在 极 短 的 时 间 内 熄 灭 电 弧 。
高 压 断 路 器 的 种 类 较 多,按 灭 弧 和 绝 缘 介 质 情 况 可 分 为,充 油,充 气,磁 吹,真 空 等 ; 按 油 量 可 分 为,少 油和 多 油 两 类 。 多 油 断 路 器 用 油 来 消 灭 电 弧,并 使 载 流 部 分 互 相 绝 缘 并 与 接 地 的 油 箱 绝 缘 ; 少 油 断 路 器 只 能 用来 灭 弧 而 不 作 绝 缘 用 。
目 前 应 用 最 广 的 高 压 油 断 路 器 有 7/2" (4 型 多 油 断 路 器 和 89$%" $% 型 少 油 断 路 器 。 89$% " $% 型 断 路器 的 操 作,一 般 采 用,7
3
型 电 磁 式 操 作 机 构 。
·2((· 新 编 电 气 工 程 师 手 册型 号 说 明,
( 一 ) 高 压 油 断 路 器 的 结 构 及 作 用
!"#$%& ’( 系 列 户 外 高 压 多 油 断 路 器断 路 器 为 三 相 分 箱 结 构,各 相 分 别 装 在 单 独 的 油 箱 盖 上,三 相 油 箱 及 操 动 机 构 装 在 一 个 公 共 支 架 上,三相 的 触 头 传 动 系 统 用 拉 杆 连 接 在 一 起,并 由 一 个 操 动 机 构 来 联 动 操 作,其 外 形 如 图 )& % 所 示,它 主 要 结 构 包括,油 盖 箱,提 升 机 构,导 电 结 构,套 管,灭 弧 室,电 流 互 感 器 及 操 动 机 构 等,而 操 动 机 构 采 用 *#!! & ! 型 电 磁操 动 机 构 。 适 用 于 ’(+,输 配 电 系 统 。
图 )& % #$%& ’( 型 多 油 断 路 器
!— 油 箱 盖 -— 提 升 机 构 ( 动 触 头 ) ’— 套 管,— 电 流 互 感 器
(— 静 触 点 )— 灭 弧 室 /— 罩 %— 水 平 拉 杆 0— 垂 直 拉 杆
!1— 操 动 机 构 !!— 油 箱 !-— 铁 架 !’— 升 降 机 构
-"23!1& !1 型 高 压 少 油 断 路 器断 路 器 是 三 相 户 内 式 高 压 少 油 断 路 器,适 用 于 !1+,输 配 电 系 统,作 为 电 力 设 备 及 线 路 的 控 制 与 保 护 作用,也 可 用 于 操 作 较 频 繁 的 场 所 和 开 断 电 容 器 组,进 行 快 速 自 动 重 合 闸 操 作 。 主 要 结 构 包 括,油 箱,触 头 和 导电 系 统,灭 弧 室,油 缓 冲 器 和 油 分 离 器 及 操 动 机 构,而 操 动 机 构 采 用 *#- 电 磁 式 操 动 机 构 或 *2- 型 手 动 操 动机 构,其 外 形 如 图 )& 0 所 示 。
·0’’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !" # $%&’" &’ 型 少 油 断 路 器
&— 框 架 (— 绝 缘 拉 杆 )— 主 轴 *— 支 持 瓷 瓶 +— 小 钢 球 !— 绝 缘 筒,— 弹 簧 -— 油 气 分 离 器
#— 铝 帽 &’— 瓣 形 静 触 点 &&— 上 出 线 帽 &(— 灭 弧 室
&)— 导 电 杆 &*— 滚 动 触 头 &+— 下 出 线 端 &!— 缓 冲 器 &,— 放 油 螺 帽
(./0( 型 直 流 电 磁 操 动 机 构它 供 操 动 高 压 断 路 器 用,所 需 的 能 量 直 接 由 辅 助 直 流 电 源 供 给 。 主 要 由 自 由 脱 扣 机 构,电 磁 系 统 及 缓 冲法 兰 等 组 成,其 结 构 如 图 !" &’ 所 示 。
( 二 ) 断 路 器 的 选 用 及 操 作
&.选 用
( &) 根 据 断 路 器 的 安 装 场 所,确 定 是 户 内 还 是 户 外 。
( () 按 所 控 制 的 负 荷 性 质,确 定 灭 弧 方 式,通 常 对 需 要 频 繁 操 作 的 负 荷,可 采 用 多 油 式,真 空 式 或 磁 吹 式断 路 器 ; 对 非 频 繁 操 作 的 负 荷 可 采 用 少 油 式 断 路 器 。
( )) 断 路 器 的 额 定 电 压 与 系 统 电 压 相 符 。
( *) 断 路 器 的 额 定 电 流 略 大 于 负 荷 的 最 大 长 期 工 作 电 流 。
( +) 断 路 器 应 有 足 够 的 断 流 容 量,当 线 路 发 生 故 障 时,断 路 器 的 额 定 断 开 电 流 必 须 大 于 工 作 地 点 的 最 大短 路 故 障 电 流,如 不 能 满 足 要 求,应 采 用 电 抗 器 来 限 制 短 路 电 流 或 采 用 断 流 容 量 大 一 级 的 断 路 器 。
( !) 根 据 负 荷 特 点,保 护 要 求 及 遥 控 条 件,合 理 选 用 手 动,电 动,液 压,弹 簧 及 机 械 重 合 等 操 作 机 构 和 不 同的 操 作 电 源 。
(.操 作断 路 器 是 有 很 强 的 灭 弧 能 力,能 切 断 负 载 电 流 和 短 路 电 流,由 于 断 路 器 本 身 的 缺 陷 或 对 断 路 器 的 使 用 不当,都 可 能 造 成 事 故,而 最 严 重 的 事 故 是 断 路 器 爆 炸 。
·’*)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$ %&’ 型 电 磁 操 动 机 构
# 一 合 闸 线 圈 ’— 动 铁 心 (— 顶 杆 )— 黄 铜 垫 *— 弹 簧 !— 金 属 筒 +— 分 闸 线 圈,— 铁 心 -— 冲击 杆 #$— 圆 筒 ##— 操 动 机 构 的 轴 #’— 杠 杆 #(— 顶 杆 #),#*— 杠 杆 #!,#+— 顶 杆 #,,#-— 固定 轴 ’$— 滚 轴 ’#— 销 钉 ’’— 支 柱 ’(— 杠 杆 ’)— 滚 轴 ’*— 缓 冲 橡 皮 垫 ’!,’+— 联 锁 触 点 ’,— 信 号 接 点
( #) 合 闸 送 电 前 的 检 查
!
在 合 闸 送 电 前 要 收 回 发 出 的 所 有 工 作 票,折 除 临 时 接 地 线,并 全 面 检 查 断 路 器 。
"
检 查 断 路 器 两 侧 隔 离 开 关,都 处 于 断 开 位 置 。
#
使 用 #$$$,’*$$/ 兆 欧 表 测 量 断 路 器 的 绝 缘 电 阻 应 符 合 规 定 值 。
$
断 路 器 的 三 相 均 处 在 断 开 位 置,油 位,油 色 都 正 常,并 无 渗 漏 油 现 象 。
%
分,合 机 械 指 示 器 均 处 于,分,的 位 置 。
&
操 作 机 构 要 保 持 清 洁,完 整,手 动 跳 闸 脱 扣 机 构 应 动 作 灵 活 。

断 路 器 的 继 电 保 护 及 自 动 装 置 是 否 处 于 使 用 位 置,以 便 发 生 情 况 时 能 切 除 故 障 。
(
经 仔 细 检 查,确 认 无 误 后,应 对 断 路 器 进 行 一 次 拉,合 闸 试 验,使 动 作 准 确 灵 活,方 可 投 入 运 行 。
( ’) 送 电 操 作 步 骤
!
根 据 分,合 闸 机 械 指 示 器 的 指 示,确 认 断 路 器 处 于 断 开 状 态 。
"
在 未 装 操 作 熔 断 器 的 情 况 下,先 合 上 电 源 侧 隔 离 开 关,再 合 上 负 荷 侧 隔 离 开 关 。
#
装 上 合 闸 熔 断 器 和 操 作 熔 断 器 。
$
核 对 断 路 器 名 称 和 编 号 无 误 后,将 操 作 手 柄 顺 时 针 方 向 旋 转 -$0至,预 备 合 闸,位 置 。
%
待 绿 色 指 示 灯 闪 光,将 操 作 手 柄 顺 时 针 方 向 旋 转 )*0至,合 闸,位 置,在 手 脱 离 操 作 手 柄 后,使 手 柄 自 动逆 时 针 方 向 返 回 )*0,这 时 绿 灯 熄 灭,红 灯 亮,表 明 断 路 器 已 合 闸 送 电 。
( () 停 电 操 作 步 骤
!
核 对 断 路 器 的 名 称 和 编 号 无 误 后,将 操 作 手 柄 逆 时 针 方 向 旋 转 -$0至,预 备 合 闸,位 置 。
"
待 红 灯 闪 光,将 操 作 手 柄 逆 时 针 方 向 旋 转 )*0至,分 闸,位 置,在 手 脱 离 操 作 手 柄 后,使 手 柄 自 动 顺 时 针
·#)(·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇方 向 返 回 !"#,这 时 红 灯 熄 灭,绿 灯 亮,表 明 断 路 器 已 断 开 。
!
取 下 合 闸 熔 断 器 和 操 作 熔 断 器 。
"
根 据 分,合 闸 机 械 指 示 器 的 指 示,确 认 断 路 器 已 处 于 断 开 位 置 。
#
先 拉 开 负 荷 侧 隔 离 开 关,后 拉 开 电 源 侧 隔 离 开 关 。
( !) 操 作 时 注 意 事 项
$
拉,合 闸 操 作 时,动 作 都 要 果 断,迅 速,把 操 作 手 柄 扳 至 终 点 位 置,使 手 柄 从 上 到 下 要 连 续 运 动,确 定 断路 器 断 开 后,方 可 拉 开 相 应 的 隔 离 开 关 。
%
合 闸 时,要 注 意 观 察 有 关 指 示 仪 表,若 故 障 还 没 有 排 除,应 立 即 切 断 线 路 。
!
分 断 容 量 能 否 满 足 系 统 的 要 求,在 分 断 容 量 允 许 范 围 内 应 能 正 常 工 作 。 若 系 统 的 最 大 短 路 容 量 超 过分 断 容 量 时,一 旦 发 生 短 路,断 路 器 可 能 爆 炸,则 在 分,合 闸 操 作 前 应 考 虑 分 断 容 量 能 否 满 足 系 统 要 求,如 不能 满 足 时 应 降 低 短 路 容 量 。
"
操 作 隔 离 开 关 时,必 须 先 确 认 断 路 器 已 经 断 开,并 在 断 路 器 的 操 作 手 柄 悬 挂,不 可 合 闸,的 警 告 牌 后,
才 能 操 作 隔 离 开 关 。
#
遇 到 下 列 情 况,操 作 电 源 必 须 断 开
$%断 路 器 停 电 检 修 或 在 有 关 二 次 线 路 及 继 电 保 护 自 动 装 置 回 路 上 工 作 时 。
&%当 断 路 器 的 操 作 不 在 主 控 制 室 和 配 电 室 内,在 断 开 操 作 电 源 的 同 时,必 须 在 断 路 器 操 作 手 柄 上 悬 挂
,不 可 合 闸,的 警 告 牌 。
’%当 系 统 接 线 从 一 组 母 线 倒 换 到 另 一 组 母 线 时 。
&
电 动 操 作 时 注 意 事 项
$%操 作 手 柄 必 须 拧 到 终 点 位 置,同 时 监 视 合 闸 电 流 表 的 起 动 电 流 值 是 否 在 正 常 范 围 内 。
&%当 合 闸 指 示 灯 亮 时,可 使 手 柄 返 回 中 间 位 置 不 得 过 早 返 回,否 则 合 不 上 闸 。
’%当 已 合 闸,手 柄 返 回 后,而 合 闸 电 流 表 指 示 应 返 回 零 位,否 则,可 能 因 合 闸 接 触 器 打 不 开 而 烧 坏 合 闸线 圈 。
(%合 闸 操 作 完 毕,应 认 真 检 查 机 械 分,合 指 示 装 置 传 动 连 杆 和 支 持 瓷 瓶 等 是 否 完 好,此 时 应 无 异 常 响声 。
)%要 随 时 检 查 操 作 直 流 电 压,当 电 源 电 压 过 低 时,会 因 合 闸 功 率 不 足,将 使 合 闸 速 度 降 低,可 能 引 起 爆炸 和 不 能 同 期 并 行 的 重 大 事 故 。

空 气 断 路 器 当 气 压 降 低 时,而 消 弧 能 力 将 随 之 降 低,在 分 闸 时 有 可 能 会 造 成 爆 炸 。
( ") 合 闸 送 电 前 注 意 事 项
$
在 合 闸 送 电 前,检 查 与 控 制 有 关 的 继 电 保 护 和 自 动 装 置 是 否 处 于 使 用 位 置,一 旦 发 生 事 故,能 正 确 动作 切 除 故 障 。
%
合 闸 时,要 监 视 有 关 表 计 指 示 情 况,特 别 是 电 压 表 和 电 流 表,如 有 事 故 预 兆,必 须 立 即 切 除 。
!
合 闸 后,检 查 各 相 电 流,电 压 是 否 平 衡,若 发 现 异 常 现 象,应 及 时 处 理 。
( 三 ) 断 路 器 的 运 行 与 维 修
*%油 断 路 器
( *) 运 行
$
一 要 经 常 监 视 油 面 是 否 在 上,下 限 之 间,并 定 期 检 查 油 样 的 耐 压,若 低 于 允 许 值 应 及 时 更 换,如 有 渗水,积 水 现 象 应 及 时 处 理 。
%
经 常 注 意 有 无 发 烫,冒 气,异 常 响 声,放 电 现 象,如 发 现 异 常 现 象,要 及 时 处 理,避 免 事 故 发 生 。
!
对 液 压 操 作 机 构 在 运 行 中 失 压 后,应 采 取 防 止 缓 慢 分 闸 的 措 施 后 方 可 打 压,并 检 查 压 力 是 否 在 允 许 范围 之 内 。
"
具 有 明 显 的 拉,合 闸 标 记 。
#
各 相 引 线 绝 缘 良 好,并 设 有 防 水 弯 。
&
瓷 套 管 应 保 持 清 洁,无 缝 纹,破 损,渗 漏 油 的 现 象 。

安 装 断 路 器 的 电 杆 要 稳 固,支 架 可 靠 。
·+!,· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!
拉,合 断 路 器 时,应 使 用 绝 缘 杆 或 绝 缘 绳,操 作 者 与 断 路 器 带 电 部 分 要 保 持 足 够 的 安 全 距 离 。
"
外 壳 接 地 良 好,对 经 常 开 路 的 断 路 器 两 侧 应 装 有 避 雷 器 。
( !) 正 常 巡 视
#
油 断 路 器 的 油 色 有 无 变 化,油 量 是 否 适 当,有 无 渗 漏 油 现 象 。
$
各 部 分 瓷 件 有 无 裂 纹,破 损,表 面 有 无 脏 污 和 放 电 现 象 。
%
各 连 接 处 有 无 过 热 现 象 。
&
操 作 机 构 的 连 杆 有 无 裂 纹,少 油 断 路 器 的 软 连 接 钢 片 有 无 断 裂 。

操 作 机 构 的 分,合 闸 指 示 与 操 作 手 柄 的 位 置,指 示 灯 显 示,是 否 与 实 际 运 行 位 置 相 符 。
(
有 无 异 常 气 味,响 声 。
)
金 属 外 皮 的 接 地 线 是 否 完 好 。
!
室 外 断 路 器 的 操 作 箱 有 无 进 水,冬 季 保 温 设 施 是 否 正 常 。
"
负 荷 电 流 是 否 在 额 定 值 范 围 之 内 。
*
分,合 闸 电 路 是 否 完 好,电 源 电 压 是 否 在 允 许 范 围 之 内 。
+,-
利 用 气 动,液 压 机 构 合 闸 的 断 路 器,压 力 指 示 是 否 在 允 许 范 围 之 内 。
+,.
直 流 系 统 有 无 接 地 现 象 。
+,/
多 油 断 路 器 的 钢 绳 提 升 机 构 是 否 完 好 。
( ") 使 用 时 注 意 事 项
#
多 油 断 路 器 的 油 主 要 起 灭 弧 和 绝 缘 作 用,而 触 头 都 浸 没 在 绝 缘 油 里,正 常 情 况 下,触 头 间 的 电 弧 熄 灭很 快 。 如 选 用 或 维 修 不 及 时,可 能 因 油 箱 内 着 火 或 压 力 过 度 会 引 起 爆 炸,则 必 须 使 排 气 管 的 完 好,以 起 防 爆作 用 。
$
少 油 断 路 器 的 油 只 起 灭 弧 作 用,且 外 壳 带 电,安 装 时 应 保 证 足 够 的 安 全 距 离,外 壳 应 涂 成 红 色,引 起 人们 注 意 安 全 。
%
油 断 路 器 的 液 压 操 作 机 构 的 加 热 器 要 在 #$时 投 入,%#$时 停 止 运 行 。
&
室 外 油 断 路 器 在 环 境 温 度 &$时,要 放 水 进 行 检 查 。

绝 缘 油 一 般 使 用 ’& 号 或 !& 号 变 压 器 油 。
(
油 面 在 环 境 温 度 为 !#$时,应 保 持 在 油 位 计 %(! 处,或 在 两 条 红 线 之 间 ; 套 管 油 面 约 在 %(! 处 。 如 果漏 油,且 油 位 计 无 油 时,严 禁 带 负 荷 并 停 止 使 用 。
)
若 遇 特 殊 情 况,需 要 过 负 荷 运 行,应 报 主 管 领 导 批 准,并 监 视 油 断 路 器 和 各 接 点 的 温 度 。
!
油 断 路 器 开 断 故 障 次 数 超 过 允 许 值 时,( 见 表 )* &) 应 停 止 使 用 重 合 闸 装 置,并 进 行 检 修 。
表 )* & 油 断 路 器 允 许 开 断 故 障 次 数母 线 短 路 容 量 为 断 路 器 遮 断 容 量 的 百 分 数 %%#,!!#(+,%#,"&(+,
-#.以 上 " 次 "/ ’ 次
&#,/ -#,& 次 &/ ) 次小 于 &#,- 次 -/ %% 次
( ’) 维 护
#
装 配 时 必 须 注 意 各 零 部 件 的 相 互 方 向 是 否 符 合 要 求,各 灭 弧 片 的 排 列 顺 序 及 方 向 不 能 搞 错 。
$
装 配 时 必 须 按 规 定 要 求,调 整 各 部 分 的 尺 寸,尤 其 是 更 换 零 件 后,要 检 验 是 否 需 要 减 调 整 垫 。
%
严 格 检 查 零 件 的 密 封 面 精 度 及 光 洁 度,拆 卸 时 不 得 损 伤 。
&
必 须 保 持 触 头 接 触 良 好,且 三 相 应 同 时 接 触 。

油 断 路 器 油 位 必 须 保 持 在 适 当 高 度,油 位 太 低,将 会 造 成 灭 弧 困 难 ; 油 位 过 高,将 会 使 油 箱 上 部 缓 冲 空间 减 少,油 箱 内 部 的 压 力 增 大 。
·"’"·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!
检 修 后,应 进 行 数 次 合 闸 试 验,检 查 各 部 分 动 作 是 否 灵 活,有 无 卡 涩 现 象 。
!"空 气 断 路 器
( #) 运 行 中 巡 视 检 查
"
分,合 闸 信 号 指 示 器,应 三 相 一 致,正 确 指 示 工 作 状 态 。
#
分,合 闸 位 置 指 示 器,应 三 相 一 致,正 确 指 示 工 作 状 态 。
$
气 压 表 应 指 示 在 工 作 气 压 允 许 的 变 动 范 围 之 内 。
%
导 电 回 路 的 刀 闸 与 接 线 端 子 无 异 常 状 况,必 要 时 用 示 温 腊 片 或 红 外 线 测 温 仪 检 查 温 升 。
&
均 压 电 容 器 应 无 漏 油 或 其 他 异 常 现 象 。
!
瓷 件 应 无 破 损,裂 纹 和 严 重 影 响 绝 缘 的 沾 污 。

各 充 气 部 件 应 无 明 显 漏 气 。
(
通 风 指 示 器 的 小 球 悬 浮 位 置 应 在 规 定 范 围 之 内 。
)
加 热 器 应 在 环 境 温 度 低 于 $%时 投 入 。
*
气 源 装 置 应 使 高 压 气 罐 中 的 气 压 保 持 额 定 值,各 级 阀 门 位 置 要 正 确 。
( !) 使 用 注 意 事 项
"
巡 视 人 员 不 得 在 排 气 口 正 面 停 留,防 止 突 然 跳 闸 时 产 生 的 高 速 气 浪 对 人 身 的 突 然 冲 击 。
#
除 紧 急 事 故 外,一 般 不 得 使 用 汇 控 柜 中 的 手 动 按 钮 操 作 。 若 必 须 使 用 时,应 注 意 气 压 不 得 低 于 最 低 分闸 气 压 。
$
不 允 许 在 检 修 时 调 整 各 种 气 阀 和 控 制 元 件 。
%
在 空 气 断 路 器 退 出 运 行 后,仍 要 保 持 充 气,但 气 压 可 适 当 降 低,或 进 行 通 风,以 免 绝 缘 件 受 潮 。
( &) 维 护
"
检 修 前 必 须 先 将 均 压 电 容 器 放 电,再 放 掉 压 缩 空 气,才 能 开 始 检 修 。
#
检 修 时,所 有 瓷 件 不 准 敲 击 猛 撞,有 机 绝 缘 件 不 要 雨 淋 受 潮,均 压 电 容 器 不 能 倒 置,密 封 件 不 允 许 长 期弯 折 。
$
组 装 前,在 操 动 系 统 的 轴 承 和 轴 销 上,在 所 有 可 动 密 封 件 和 与 之 相 摩 擦 的 滑 动 面 上 以 及 在 装 配 过 程 中必 须 与 摩 擦 运 动 的 所 有 零 件 上,都 需 涂 敷 润 滑 剂 。
%
在 充 气 状 态 下 检 查 时,应 有 专 人 监 护,人 体 不 得 靠 近 排 气 口 。
&"异 常 运 行
( #) 运 行 中 发 生 崩 烧 短 路 崩 烧 短 路 事 故,一 般 与 油 断 路 器 的 灭 弧 系 统 的 状 况 及 运 行 维 护 不 良 有 关,它不 仅 会 造 成 供 电 中 断,还 有 可 能 导 致 火 灾,威 胁 人 身 安 全,为 防 止 发 生 崩 烧 短 路 事 故,应 做 到 以 下 几 点,
"
按 线 路 负 荷 电 流 选 用 断 路 器,保 证 有 足 够 的 断 流 容 量 。
#
安 装 时 使 各 部 位 接 触 紧 密,拧 紧 全 部 螺 栓,防 止 导 体 松 动 。
$
在 导 电 杆 的 出,入 口 加 装 绝 缘 套 管,防 止 小 动 物 进 入 而 引 起 短 路 。
%
经 常 检 查 灭 弧 室 的 灭 弧 片 排 列 是 否 整 齐,不 能 颠 倒 或 装 错 方 向,否 则 灭 弧 能 力 降 低,容 易 烧 损 静 触 头 。
灭 弧 片 和 绝 缘 零 件 有 无 烧 损,绝 缘 零 件 是 否 受 潮,都 会 影 响 灭 弧 性 能 。 绝 缘 筒 和 灭 弧 片 表 面 有 无 炭 化 或 剥 裂现 象,也 会 不 同 程 度 地 影 响 灭 弧 性 能 。
&
雨 雷 天 加 强 巡 视,防 止 各 绝 缘 部 位 受 潮 或 进 水,使 绝 缘 性 能 变 差 。
!
监 视 油 箱 内 的 油 位,避 免 漏 油 日 久,降 低 了 油 位 而 减 弱 灭 弧 室 的 油 吹 作 用 和 熄 弧 能 力 。

定 期 对 绝 缘 油 进 行 耐 压 试 验,以 便 及 时 发 现 潜 伏 性 故 障,防 止 由 于 油 质 量 差 或 进 水 而 降 低 绝 缘 性 能 。
(
检 修 后,应 进 行 全 面 检 查,测 试 并 防 止 未 拆 接 地 线 或 短 路 线 就 合 闸 送 电 。
( !) 运 行 中 发 生 下 列 故 障 禁 止 分 闸,以 免 发 生 爆 炸 事 故
"
油 断 路 器 无 油 或 严 重 缺 油 。
#
少 油 断 路 器 两 相 绝 缘 拉 杆 断 裂 。
$
灭 弧 室 破 裂 或 触 头 熔 化 。
%
当 采 用 液 压 操 作 机 构 时,液 压 降 低 到 零 时,未 采 取 防 止 慢 分 闸 措 施 。
( &) 运 行 中 油 断 路 器 自 动 跳 闸 应 进 行 下 列 检 查 和 处 理
·’’&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!
检 查 保 护 装 置 的 动 作 情 况,并 确 认 油 断 路 器 已 断 开 。
"
油 色 有 无 变 化,若 有 喷 油,冒 烟 现 象,应 停 电 进 行 检 修 。
#
两 侧 母 线 连 接 处 过 热 变 色,绝 缘 子 或 瓷 套 断 裂,应 停 电 进 行 处 理 。
$
对 有 重 合 闸 装 置 的 油 断 路 器 自 动 跳 闸,重 合 又 不 良,应 处 理 后 再 恢 复 送 电,不 准 强 行 送 电 。
%
对 无 重 合 闸 装 置 的 油 断 路 器 自 动 跳 闸,若 未 出 现 异 常 现 象,可 强 行 送 电 一 次,如 强 行 送 电 不 良,应 进 行处 理 后,方 可 恢 复 送 电 。 对 遮 断 容 量 不 足 时 禁 止 强 行 送 电 。
( !) 运 行 中 油 断 路 器 严 重 缺 油 或 油 标 内 无 油
!
取 下 操 作 电 源 的 断 路 器,防 止 缺 油 断 路 器 自 动 跳 闸 。
"
可 通 过 母 联 断 路 器 经 旁 路 母 线 或 使 用 备 用 断 路 器 转 移 负 荷 。
#
将 缺 油 断 路 器 退 出 运 行,采 取 安 全 措 施 后 进 行 检 修 和 添 油 。
( ") 运 行 中 掉 相 由 下 列 原 因 造 成
!
多 油 断 路 器 的 分,合 闸 缓 冲 器 的 压 缩 行 程 或 拉 杆 绝 缘 子 中 心 及 导 电 杆 的 周 期 螺 钉 调 整 不 当,使 拉 杆 及多 油 断 路 器 动 触 头 的 绝 缘 拉 杆,在 冲 击 力 作 用 下 断 裂,引 起 掉 相 。
"
少 油 断 路 器 的 分,合 闸 缓 冲 器 的 压 缩 行 程 调 整 不 当 或 缓 冲 不 良,引 起 振 动 太 大,使 某 相 绝 缘 子 断 裂 而掉 相 。
#
少 油 断 路 器 某 相 导 电 杆 上 部 的 调 整 触 点 同 期 螺 钉 脱 扣 或 衔 接 部 分 太 短,使 断 路 器 掉 相 。
( #) 运 行 中 严 重 过 热,由 下 列 原 因 造 成
!
断 流 容 量 选 得 偏 小,在 过 负 荷 的 长 期 运 行 中 发 热 。
"
触 点 表 面 氧 化,动,静 触 点 接 触 不 良,使 接 触 电 阻 过 大 。
#
动 触 点 插 入 静 触 点 的 深 度 不 够,静 触 点 的 触 指 歪 斜 或 压 紧 弹 簧 松 弛 及 支 持 环 裂 开 变 形,使 动,静 触 点接 触 不 紧 密,造 成 接 触 电 阻 增 大 。
$
少 油 断 路 器 静 触 点 引 出 导 电 杆 误 垫 了 铁 垫 圈 引 起 涡 流 发 热 。
( $) 运 行 中 发 现 下 列 异 常 现 象 时 应 立 即 停 止 运 行
!
严 重 漏 油,使 油 面 低 下 而 看 不 到 油 面 时 。
"
支 架 绝 缘 子 断 裂 或 套 管 炸 裂 。
#
内 部 发 生 放 电 响 声 。
$
连 接 点 处 过 热 变 色 。
%
瓷 绝 缘 表 面 严 重 放 电 。
&
故 障 掉 闸 后,严 重 喷 油,冒 烟 。
( %) 运 行 中 指 示 灯 不 亮 运 行 中 红 灯 或 绿 灯 不 亮,将 影 响 值 班 人 员 对 断 路 器 的 监 视,当 发 生 故 障 时 也 无法 进 行 正 确 的 判 断,通 常 由 下 列 原 因 引 起,
!
灯 泡 损 坏 。
"
指 示 回 路 接 触 不 良,附 加 电 阻 损 坏 。
#
断 路 器 辅 助 触 点 接 触 不 良,跳,合 闸 线 圈 断 线 。
$
控 制 母 线 的 熔 体 烧 断 。
( &) 油 断 路 器 合 闸 后,拉 力 绝 缘 子 或 弹 簧 断 裂
!
若 一 相 拉 力 绝 缘 子 断 裂,应 先 将 线 路 负 荷 转 移 到 备 用 电 源 供 电 ; 如 无 备 用 电 源,应 通 知 用 户 停 电,再 断开 事 故 断 路 器 。
"
若 两 相 或 三 相 拉 力 绝 缘 子 断 裂,可 将 线 路 负 荷 倒 至 备 用 电 源 或 通 知 用 户 停 电,再 断 开 上 级 油 断 路 器,
最 后 断 开 事 故 油 断 路 器 进 行 处 理 。
#
如 跳 闸 弹 簧 断 裂 还 能 切 断 油 断 路 器,应 按 上 述 ( ’) 处 理 ; 如 跳 闸 弹 簧 断 裂 不 能 断 开 油 断 路 器,应 按 上 述
( () 处 理 。
!)常 见 故 障 分 析 与 处 理
( ’) 油 断 路 器 的 操 作 机 构 合 不 上 闸
!
操 作 机 构 的 控 制 回 路 由 于 熔 断 器 熔 体 熔 断 无 直 流 电 源,使 操 作 机 构 合 不 上 闸,应 检 查 并 排 除 故 障 后 更
·"!*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇换 相 同 规 格 的 熔 体 。
!
合 闸 线 圈 由 于 操 作 频 繁,温 度 过 高,甚 至 烧 坏,应 尽 量 减 少 操 作 次 数,当 合 闸 线 圈 温 度 超 过 !"#时,应停 止 操 作,待 线 圈 温 度 降 低 到 !"#以 下 时 再 进 行 操 作 。
"
直 流 电 压 低 于 合 闸 线 圈 的 额 定 电 压,导 致 合 闸 时 虽 然 机 构 能 动 作,但 不 能 合 闸,应 调 高 直 流 电 源 电 压,
满 足 合 闸 线 圈 的 使 用 电 压 。
#
合 闸 线 圈 内 部 铜 套 不 圆,不 光 滑 或 铁 心 有 毛 刺 而 引 起 卡 住,使 操 作 机 构 合 不 上 闸,可 将 铜 套 进 行 修 整,
去 掉 铁 心 毛 刺,并 进 行 调 整 以 排 除 卡 阻 。
$
合 闸 线 圈 内 的 套 筒 安 装 不 当 或 变 形,影 响 合 闸 线 圈 铁 心 的 冲 击 行 程,应 重 新 安 装,手 动 操 作 试 验,并 观察 铁 心 的 冲 击 行 程 且 进 行 调 整 。
%
合 闸 线 圈 铁 心 顶 杆 太 短,定 位 螺 钉 松 动,使 铁 心 顶 杆 松 动 变 位 引 起 操 作 机 构 合 不 上 闸,可 调 整 滚 轮 与支 持 架 间 的 间 隙,并 紧 固 螺 钉 。
&
辅 助 开 关 触 点 接 触 不 良,使 操 作 机 构 合 不 上 闸,应 调 整 辅 助 开 关 拐 臂 与 连 杆 的 角 度 及 拉 杆 与 连 杆 的 长度,或 更 换 触 点 。

操 作 机 构 安 装 不 当,使 机 构 卡 住 不 能 复 位,应 检 查 各 轴 及 连 板 有 无 卡 住,并 进 行 相 应 处 理 。
( $) 油 断 路 器 的 操 作 机 构 不 能 分 闸
(
分 闸 线 圈 无 直 流 电 压 或 电 压 过 低,应 检 查 调 整 直 流 电 源 电 压,达 到 合 闸 线 圈 的 使 用 电 压 。
!
辅 助 触 点 接 触 不 良 或 触 点 未 予 切 换,应 调 整 辅 助 开 关 或 更 换 触 点 。
"
分 闸 铁 心 被 剩 磁 吸 住,可 将 铁 顶 杆 换 成 黄 铜 杆,而 黄 铜 杆 必 须 与 铁 心 用 销 子 紧 固 。
#
分 闸 铁 心 挂 在 其 周 围 的 凸 缘,可 将 铁 心 周 围 凸 缘 的 棱 角 进 行 修 整,使 铁 心 不 致 挂 住 。
$
分 闸 线 圈 烧 坏,应 找 出 原 因 并 更 换 线 圈 。
%
分 闸 线 圈 内 部 铜 套 不 圆,不 光 滑,铁 心 有 毛 刺 而 引 起 卡 住,应 对 铜 套 进 行 修 整,去 除 铁 心 毛 刺,以 消 除卡 住 。
&
连 板 轴 孔 磨 损,销 孔 太 大 使 转 动 机 构 变 位,应 检 查 连 板 轴 孔 的 公 差 是 否 符 合 要 求,超 过 时 必 须 更 换 。

轴 销 窜 出,连 杆 断 裂 或 开 焊,可 用 手 动 打 回 冲 击 铁 心 使 开 关 分 开,再 检 查 连 杆,轴 销 的 衔 接 部 分,进 行更 换 或 焊 接 。
)
定 位 螺 钉 松 动 变 位,使 传 动 机 构 卡 住,应 将 受 双 连 板 击 打 的 螺 钉 调 换 方 向 或 加 设 销 紧 螺 母,以 免 螺 钉松 动 变 位 。
( %) 油 断 路 器 渗 漏 油
(
基 座 转 轴 油 封 漏 油
&’基 座 中 的 油 封 配 合 太 紧 将 油 封 挤 破,应 更 换 油 封 圈 且 配 合 不 宜 太 紧 。
(’转 轴 上 有 毛 刺 将 油 封 圈 的 内 圆 划 破,应 去 掉 转 轴 上 的 毛 刺,并 更 换 油 封 圈 。
)’基 座 孔 端 面 加 工 粗 糙,粗 糙 度 差,可 用 砂 布 对 转 轴 和 孔 进 行 磨 光 处 理 。
*’油 封 垫 未 压 紧,应 在 外 面 紧 固 压 紧 油 封 垫 。
+’油 封 变 形,磨 损 或 骨 架 橡 胶 油 封 有 气 孔,裂 纹 破 损,可 拆 下 检 查 并 更 换 油 封 垫 。
,’断 路 器 断 开 短 路 电 流 时,断 路 器 本 身 内 油 压 力 增 高,使 油 沿 轴 冲 出,造 成 漏 油,可 选 用 双 口 油 封 增 加 油封 的 抗 压 力 。
!
放 油 阀 漏 油
&’放 油 阀 的 螺 钉 孔 平 面 有 残 漆 及 表 面 凹 凸 不 平,可 用 锉 刀 将 螺 孔 平 面 修 整,并 将 红 纤 维 板 垫 片 换 成 橡胶 圈,使 螺 钉 旋 紧 时 沟 槽 处 保 证 可 靠 密 封 。
(’放 油 阀 失 灵,应 将 放 油 阀 的 尼 龙 堵 头 换 成 金 属 堵 头 或 更 换 新 的 放 油 阀 。
"
基 座 缓 冲 器 油 封 漏 油 橡 皮 圈 与 油 封 配 合 太 紧,橡 皮 圈 压 缩 后 出 现 永 久 变 形 导 致 密 封 不 严,或 橡 皮 圈与 油 封 配 合 太 松,油 封 压 缩 量 小 使 橡 皮 圈 压 不 紧 而 造 成 漏 油,可 更 换 油 封 圈,使 橡 皮 圈 压 缩 到 原 来 尺 寸 的 -.
$/ $." 为 宜,并 在 油 封 圈 表 面 涂 以 少 量 密 封 膏 来 防 止 加 工 表 面 有 微 小 孔 引 起 漏 油 。
#
大 绝 缘 筒 上 下 端 油 封 漏 油
&’橡 皮 密 封 圈 断 裂 或 移 位,应 更 换 密 封 圈 或 移 动 位 置 。
·!0%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"橡 皮 密 封 圈 与 油 封 槽 尺 寸 配 合 太 紧,被 压 缩 后 产 生 永 久 变 形,甚 至 压 碎,应 尽 量 选 用 尺 寸 合 适 的 密 封圈 或 将 油 封 槽 重 新 按 密 封 圈 的 大 小 进 行 加 工 。
!
油 位 计 渗 漏 油
#"油 位 计 安 装 位 置 不 当,使 橡 皮 圈 的 切 孔 位 置 不 合 适 或 未 压 紧,可 将 油 位 计 重 新 安 装,适 当 压 紧 橡 皮圈 。
!"油 位 计 破 碎 及 附 件 玻 璃 管 端 口 不 平 或 破 裂,应 更 换 油 位 计 及 附 件 。
"
油 箱 焊 缝 渗 漏 油 对 油 箱 焊 缝 渗 漏 油 应 采 取 补 焊 的 方 法,补 焊 时 应 将 油 箱 内 的 油 放 干 净,并 做 好 防 火措 施,避 免 残 油 炭 化 燃 烧 引 起 事 故 。
( $) 油 断 路 器 的 动 作 不 灵 活,动 静 触 点 超 程 过 大 或 三 相 合 闸 不 一 致
#
动 作 不 灵 活 可 拆 下 绝 缘 拉 杆,用 手 转 动 底 罩 上 的 拐 臂 使 其 灵 活 。
$
超 行 程 过 大 可 调 节 拉 杆 的 长 度 与 油 缓 冲 器 塞 杆 的 高 度 来 达 到 要 求 。
%
三 相 合 闸 不 一 致 可 调 节 绝 缘 拉 杆 长 度 来 满 足 同 期 性,合 闸 时 三 相 动,静 触 点 不 一 致 程 度 不 得 超 过
%&&。
( ’) 油 断 路 器 的 导 电 部 分 接 地
#
多 油 断 路 器 引 出,引 入 导 电 杆 绝 缘 不 良 或 少 油 断 路 器 支 持 绝 缘 子 污 秽 及 拉 式 绝 缘 子 绝 缘 不 良,均 能 造成 导 电 部 分 接 地 。 应 定 期 进 行 预 防 性 试 验,清 扫 或 清 洗 瓷 套 或 绝 缘 子,必 要 时 涂 上 防 污 涂 料 或 采 用 爬 电 距 离大 的 绝 缘 子 或 瓷 套,防 止 接 地 故 障 发 生 。
$
多 油 断 路 器 拉 杆 螺 钉 松 脱,导 电 触 点 碰 到 油 箱,或 软 铜 片 折 断 触 及 箱 壁 都 会 造 成 导 电 部 分 接 地,应 紧固 拉 杆 螺 钉 或 顶 丝,开 关 在 分,合 闸 时 不 要 将 软 铜 片 受 压 打 折 或 过 于 拉 紧 。
%
检 修 后 接 地 线 忘 记 拆 除,造 成 送 电 后 接 地 。 应 严 格 按 规 程 操 作,送 电 前 必 须 有 专 人 检 查 并 拆 除 接 地线,严 禁 事 故 发 生 。
( () 分,合 闸 速 度 不 符 合 要 求
#
分,合 闸 速 度 同 时 减 慢,应 重 新 装 配 或 注 入 润 滑 油 脂 。
$
分,合 闸 速 度 减 慢 或 加 快,应 调 整 分 闸 弹 簧 触 头,压 缩 弹 簧,合 闸 缓 慢 弹 簧 等 。
( )) 操 作 机 构 在 电 压 偏 低 时 不 能 分,合 闸
#
不 能 分 闸
#"定 位 止 钉 位 置 太 低,应 调 整 止 钉 位 置 。
!"脱 扣 器 松 动,应 紧 固 脱 扣 器 。
*"脱 扣 器 铁 心 动 作 不 灵 活,应 调 整 脱 扣 器 的 方 向,使 铁 心 无 卡 住 现 象 。
+"分 闸 电 压 偏 低,操 作 时 当 分 闸 线 圈 的 电 压 低 于 (,-时,应 调 整 到 (’-以 上 。
."各 传 动 部 分 不 灵 活,应 进 行 检 查 并 加 润 滑 剂 。
$
不 能 合 闸
#"辅 助 开 关 切 换 过 早,应 调 整 辅 助 开 关 的 连 杆 长 度,使 主 触 点 接 触 后 再 切 换 。
!"合 闸 电 压 偏 低,应 加 大 电 源 容 量 或 增 大 回 路 导 线 截 面,以 减 少 线 路 压 降 。
*"各 传 动 部 分 不 灵 活,应 进 行 检 查 并 加 润 滑 脂 。
( /) 操 作 机 构 的 分,合 闸 线 圈 烧 坏
#
电 压 过 高,应 降 低 电 源 电 压 。
$
线 圈 绝 缘 老 化 或 受 潮,应 更 换 线 圈 或 将 线 圈 进 行 干 燥 。
%
辅 助 开 关 的 触 点 未 断 开,线 圈 长 时 间 通 电,可 调 整 辅 助 开 关,能 准 确 无 误 的 进 行 切 换 。
&
铁 心 卡 住,应 排 除 卡 住 现 象,使 铁 心 动 作 灵 活 。
二,负 荷 开 关 使 用 与 维 修高 压 负 荷 开 关 是 用 在 额 定 电 压 和 额 定 电 流 下 接 通 和 断 开 高 压 电 路 的 专 用 开 关 电 器 。 它 是 根 据 正 常 负 荷
·)$%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇电 流,而 不 是 短 路 电 流 设 计 的,只 能 通 断 一 定 的 负 荷 电 流,而 不 能 切 断 短 路 电 流 。 因 此,在 大 多 数 情 况 下,它和 高 压 熔 断 器 配 合 使 用,可 以 代 替 油 开 关 。 线 路 的 短 路 故 障 只 能 借 助 与 它 串 联 的 高 压 熔 断 器 来 进 行 保 护 。
型 号 说 明,
( 一 ) 负 荷 开 关 的 种 类 及 结 构 原 理负 荷 开 关 分 为 户 外 式 和 户 内 式 两 种 。
!"户 外 式 负 荷 开 关户 外 式 负 荷 开 关,实 际 上 是 户 外 柱 上 油 开 关,具 有 明 显 的 断 开 点,三 相 触 点 装 于 同 一 个 油 桶 内,借 助 于 油介 质 灭 弧,用 于 !#$% 架 空 配 电 线 路 中 作 分,合 电 路 的 控 制 电 器 。
&’() !# 型 户 外 式 负 荷 开 关,用 于 !#$% 配 电 线 路 上,断 开 与 闭 合 额 定 电 流,电 容 电 流 及 环 流 。
&’() !# 型 负 荷 开 关 为 三 相 联 动,柱 上 单 杆 安 装,用 绝 缘 棒 式 绳 索 操 作,也 可 配 用 杆 下 操 动 机 构 操 作 。
采 用 固 体 产 气 材 料 产 气 灭 弧,不 用 油 灭 弧 。 开 关 在 分 闸 状 态 时 有 明 显 的 断 口,可 起 隔 离 开 关 的 作 用 。
&’() !# 型 负 荷 开 关 由 底 架,支 柱 绝 缘 子 和 拉 杆 绝 缘 子,灭 弧 室,刀 开 关,机 构 等 组 成,外 形 如 图 * ) !!
所 示 。
图 *) !! &’() !# 型 外 形 图
!— 底 架 +— 灭 弧 室,— 支 持 瓷 瓶 -— 拉 杆 瓷 瓶
(— 闸 刀 *— 机 构,— 主 轴 /— 合 闸 手 柄 0— 分 闸 手 柄底 架 由 角 铁 焊 成,下 部 带 安 装 架,直 接 装 于 电 杆 上,上 部 装 有 支 柱 绝 缘 子,上 支 柱 绝 缘 子 固 定 灭 弧 室,下支 柱 绝 缘 子 固 定 刀 开 关 。 拉 杆 绝 缘 一 端 连 刀 开 关,一 端 连 主 轴 。 机 构 附 装 于 底 架 上,通 过 合 闸 手 柄 使 开 关 合闸 。 操 动 分 闸 拉 环 使 开 关 分 闸 。 分 闸 状 态 下,导 电 杆 与 静 触 指 形 成 内 断 口 ( 起 灭 弧 作 用 ),导 电 杆 与 刀 开 关 形成 外 断 口 ( 起 隔 离 作 用 ) 。 底 架 上 有 传 动 主 轴,分 闸 弹 簧 和 缓 冲 器 。
动 作 过 程,
( !) 合 闸
!) 首 先 将 合 闸 手 柄 轻 轻 拉 下,使 刀 开 关 与 导 电 杆 初 步 轻 微 接 触,这 时 操 作 线 路 不 通 ( 主 要 减 少 下 拉 行 程,
·/-,· 新 编 电 气 工 程 师 手 册便 于 用 力 快 速 合 闸 ) 。
!) 再 用 力 向 下 拉,一 次 合 闸 使 导 电 杆 快 速 插 入 静 触 指,这 时 线 路 接 通 。 在 分 闸 弹 簧 和 推 力 弹 簧 被 压 缩 的情 况 下,机 构 保 持 合 闸 状 态 。
( !) 分 闸 将 分 闸 拉 环 下 拉,机 构 脱 扣,主 轴 在 分 闸 弹 簧 作 用 下,带 动 拉 杆 绝 缘 子 和 刀 开 关 。 导 电 杆 在 刀开 关 带 动 和 推 力 弹 簧 推 动 下,与 静 触 指 脱 离 形 成 内 断 口 产 生 电 弧,随 着 导 电 杆 的 快 速 运 动,电 弧 被 迅 速 拉 长,
并 在 消 弧 管 和 消 弧 头 间 的 窄 缝 内 燃 烧 。 消 弧 材 料 由 于 电 弧 作 用 产 生 大 量 气 体 沿 喷 口 高 速 喷 出,形 成 强 烈 的纵 吹 作 用,使 电 弧 很 快 熄 灭,电 路 切 断 。 刀 开 关 继 续 运 动 并 与 导 电 杆 分 离,形 成 外 断 口 。
!"户 内 式 负 荷 开 关户 内 式 负 荷 开 关 主 要 用 于 工 厂 的 中 小 型 变 配 电 所 或 大 型 设 备 的 高 压 进 户 线 处,是 目 前 最 常 用 电 气 设 备,
具 有 明 显 的 断 开 点,在 断 开 电 路 后,又 具 有 隔 离 开 关 的 作 用,与 高 压 熔 断 器 配 合 使 用,广 泛 用 于 小 功 率 电 路 中作 手 动 控 制 设 备 。
#$%& ’( 型 户 内 式 负 荷 开 关,适 用 于 ’()* 以 下 的 网 络 中,作 断 开 和 闭 合 负 荷 电 流 及 过 负 荷 电 流 用,也 可用 作 断 开 和 闭 合 长 距 离 空 载 线 路,变 压 器 空 载 电 流,电 容 器 组 的 电 容 电 流 的 开 关 。 带 +$% 型 熔 断 器 的 负 荷开 关,可 切 断 短 路 电 流,作 保 护 开 关 用 。
#$%& ’( 型 负 荷 开 关,由 开 关 本 体 和 控 制 盒 两 部 分 组 成 。 开 关 本 体 包 括 底 架,支 柱 和 拉 杆 绝 缘 子,导 电刀 板,动 触 点,静 触 点,传 动 机 构 等 ; 控 制 盒 包 括 信 号 监 测 器,缓 冲 器,闭 锁 器,延 时 器 和 电 源 等 。 而 开 关 本 体与 控 制 器 是 通 过 电 缆 线 连 接,外 形 图 如 图,& ’! 所 示 。
图,& ’! #$%& ’( 型 负 荷 开 关 外 形 图
’— 框 架 !— 连 接 绝 缘 子 %— 支 持 绝 缘 子 -— 刀 开 关,一 下 触 座
,— 动 触 点 /— 主 静 触 点 0,’!— 绝 缘 拉 杆 1— 拐 臂
’(— 接 地 螺 钉 ’’— 小 拐 臂 ’%— 熔 断 器 ’-— 热 脱 扣 器负 荷 开 关 闭 合 时,主 回 路 与 灭 弧 回 路 并 联,电 流 大 部 分 流 经 主 回 路,而 在 负 荷 开 关 分 闸 瞬 间,主 回 路 先 断开,电 流 只 通 过 灭 弧 回 路,这 时 气 缸 中 已 产 生 足 量 的 压 缩 空 气,由 于 电 弧 与 喷 嘴 接 触,喷 嘴 也 产 生 一 定 的 气体,因 此 当 灭 弧 触 点 刚 一 断 开,此 两 种 气 流 强 烈 吹 弧,使 电 弧 迅 速 熄 灭 。
负 荷 开 关 在 框 架 上 配 有 跳 扣,凸 轮 与 快 速 合 闸 弹 簧 组 成 快 速 合 闸 机 构 。 一 般 可 配 用 23!,23%,23- 及
23-& 4 型 手 动 操 动 机 构 。
·1-%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 二 ) 负 荷 开 关 的 使 用 与 维 修
!"使 用
( !) 由 于 负 荷 开 关 出 厂 前 都 经 过 认 真 装 配,严 格 调 整 和 试 验,使 用 时 不 必 再 拆 开 调 整 。
( #) 使 用 时 应 进 行 几 次 空 载 分,合 闸 操 作,确 认 操 作 机 构 和 触 点 系 统 无 误 后,才 能 投 入 运 行 。
( $) 使 用 中 应 检 查 负 荷 电 流 是 否 在 额 定 值 范 围 内,各 部 分 有 无 过 热 现 象,瓷 绝 缘 有 无 放 电 痕 迹 。
( %) 负 荷 开 关 只 能 断 开 和 闭 合 规 定 的 负 荷 电 流,一 般 不 允 许 在 短 路 情 况 下 操 作 。
( &) 当 负 荷 开 关 的 刀 开 关 断 开 时,具 有 明 显 可 见 的 断 开 间 隙,因 此 它 能 起 隔 离 电 源 的 作 用,并 能 够 带 负 荷操 作 。
( ’) 断 路 时,在 动,静 触 点 间 产 生 的 电 弧,因 受 到 气 缸 内 压 缩 空 气 和 喷 嘴 由 于 电 弧 燃 烧 分 解 出 来 的 气 体 强烈 的 气 吹,能 使 电 弧 迅 速 熄 灭 。
( () 当 负 荷 开 关 与 高 压 熔 断 器 配 合 使 用 时,继 电 保 护 应 进 行 下 列 整 定,
!) 当 故 障 电 流 大 于 负 荷 开 关 的 分 断 能 力 时,必 须 保 证 熔 断 器 先 熔 断,然 后 负 荷 开 关 才 能 分 断 。
#) 当 故 障 电 流 小 于 负 荷 开 关 的 分 断 能 力 时,则 负 荷 开 关 断 开,而 熔 断 器 不 动 作 。
#"维 护
( !) 投 入 运 行 前,应 将 绝 缘 子 擦 拭 干 净,并 检 查 有 无 裂 纹 和 损 坏,绝 缘 是 否 良 好 。
( #) 负 荷 开 关 的 操 作 一 般 比 较 频 繁,在 运 行 中 要 保 持 各 传 动 部 分 的 润 滑 良 好,防 止 生 锈,并 经 常 检 查 连 接螺 钉 有 无 松 动 现 象 。
( $) 检 查 操 作 机 构 有 无 卡 住,呆 滞 现 象 。
( %) 合 闸 时 三 相 触 点 是 否 同 期 接 触,其 中 心 有 无 偏 移 现 象 。
( &) 分 闸 时,刀 开 关 张 开 角 度 应 大 于 &)*,断 开 时 应 有 明 显 可 见 的 断 开 点 。
( ’) 各 部 分 有 无 过 热 及 放 电 痕 迹 。
( () 灭 弧 装 置 有 无 烧 伤,漏 气 等 异 常 现 象 。
( )) 当 操 作 次 数 达 到 规 定 的 限 度 时,应 进 行 检 修 。
$"常 见 故 障 分 析 与 处 理负 荷 开 关 运 行 过 程 中,一 般 不 大 容 易 出 现 故 障,当 出 现 故 障 时 相 对 断 路 器 也 显 得 简 单 和 容 易 处 理,遇 到问 题 时 应 及 时 检 修 。
( !) 熔 断 器 熔 断 熔 断 器 熔 断 是 负 荷 开 关 常 见 故 障,一 般 来 说 是 由 于 系 统 短 路 或 过 负 荷 的 所 致 或 熔 体 选得 过 小 。 一 般 应 查 明 原 因,排 除 故 障 后 更 换 符 合 要 求 的 熔 体 。
( #) 触 点 发 热 或 烧 坏 这 种 故 障 一 般 是 由 于 三 相 触 点 合 闸 时 不 同 步,压 力 调 整 不 当,触 点 接 触 不 良,过 负荷 运 行 及 操 作 机 构 有 问 题 造 成 的 。
!) 当 开 关 在 断 开,闭 合 位 置 时,拐 臂 不 能 高 支 在 缓 冲 器 。 旋 转 操 作 机 构 手 柄 的 角 度,要 与 主 轴 的 旋 转 角度 互 相 配 合 ( 主 轴 旋 转 角 度 约 !+&*),并 使 开 关 在 断 开,闭 合 位 置 时,拐 臂 都 能 高 支 在 缓 冲 器 上 。 如 果 达 不 到要 求,应 调 整 扇 形 板 上 的 不 同 连 接 孔 或 改 变 拐 臂 长 度 来 达 到 。
#) 负 荷 开 关 的 刀 开 关 与 主 轴 触 点 之 间 要 有 合 适 的 开 断 空 间 距 离 。 若 超 出 此 范 围,可 调 节 操 作 机 构 中 拉杆 长 度 或 负 荷 开 关 的 橡 皮 缓 冲 器 上 的 垫 片 来 达 到 。
$) 在 合 闸 位 置 时,调 节 刀 开 关 的 下 边 缘,使 与 主 静 触 点 的 红 线 标 志 上 边 缘 相 齐 。 如 不 能 达 到 要 求,可 将刀 开 关 与 绝 缘 拉 杆 间 的 轴 销 取 出,调 节 装 在 内 部 的 六 角 偏 心 零 件 来 达 到 。
%) 负 荷 开 关 在 分 闸 过 程 中,灭 弧 动 触 点 与 灭 弧 喷 嘴 不 应 有 较 大 的 摩 擦,否 则 应 对 灭 弧 动 触 点 与 刀 开 关 间隙 进 行 调 节,并 检 查 灭 弧 静 触 点 的 装 置 是 否 符 合 要 求 。
&) 在 开 关 合 闸 时,开 关 三 相 灭 弧 触 点 的 不 同 时 接 触 偏 差,不 应 大 于 #,,,否 则 可 调 节 刀 开 关 与 绝 缘 拉 杆处 的 六 角 偏 心 接 头 来 达 到 。
( $) 负 荷 开 关 的 断 开,闭 合 速 度 负 荷 开 关 安 装 或 修 理 完 毕 后,应 进 行 速 度 试 验,要 求 刚 分 闸 速 度 达 到
( $"’ - +"#),,/,最 大 分 闸 速 度 为 ( ’"# - +"#),,/,刚 合 闸 速 度 为 ( % - +"%),,/。 如 断 开 速 度 达 不 到 要 求,可 调节 开 断 弹 簧 来 达 到,合 闸 速 度 可 调 节 管 内 的 垫 片 来 达 到 。
·+&$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册三,隔 离 开 关 运 行 与 维 护隔 离 开 关 是 一 种 没 有 专 门 灭 弧 装 置 的 开 关 设 备,主 要 用 来 断 开 无 负 荷 电 流 的 电 路,隔 离 高 压 电 流,在 分闸 状 态 时 有 明 显 的 断 开 点,以 保 证 其 他 电 气 设 备 的 安 全 检 修 。 在 合 闸 状 态 时 能 可 靠 地 通 过 正 常 负 荷 电 流 及短 路 故 障 电 流 。 因 它 未 有 专 门 的 灭 弧 装 置,不 能 切 断 负 荷 电 流 及 短 路 电 流 。 因 此,隔 离 开 关 只 能 在 电 路 已 被断 路 器 断 开 的 情 况 下 才 能 进 行 操 作,严 禁 带 负 荷 操 作,以 免 造 成 严 重 的 设 备 和 人 身 事 故 。 只 有 电 压 互 感 器,
避 雷 器,励 磁 电 流 不 超 过 !" 的 空 载 变 压 器 及 电 流 不 超 过 #" 的 空 载 线 路,才 能 用 隔 离 开 关 进 行 直 接 操 作 。
型 号 说 明,
( 一 ) 隔 离 开 关 的 种 类 及 结 构 原 理高 压 隔 离 开 关 一 般 可 分 为 户 内 式 和 户 外 式 两 种 。
$%户 外 式 高 压 隔 离 开 关户 外 式 隔 离 开 关 经 常 受 到 风,雨,冰 雪,灰 尘 的 影 响,工 作 环 境 较 差 。 因 此,对 户 外 式 隔 离 开 关 的 要 求 较高,一 般 应 具 有 防 冰 能 力 和 较 高 的 机 械 强 度 。
&’#( )#& 系 列 户 外 式 高 压 隔 离 开 关 是 目 前 较 为 常 用 的 设 备,适 用 于 )#*+ 的 电 力 系 统,供 高 压 线 路 在有 电 压 无 负 荷 情 况 下,进 行 分 断 与 关 合 电 路 。 对 被 检 修 的 高 压 母 线,断 路 器 等 电 气 设 备 与 带 电 高 压 线 路 进 行电 气 隔 离 的 单 相 或 三 相 户 外 高 压 电 器,在 合 闸 位 置,可 以 长 期 通 过 额 定 电 流 和 短 路 电 流 ; 在 分 闸 位 置,提 供 符合 要 求 的 绝 缘 距 离 。 也 可 用 于 接 通 或 分 断 小 的 电 容 电 流 和 电 感 电 流 。
&’#( )#& 型 单 极 隔 离 开 关 由 底 座,支 柱 绝 缘 子,导 电 回 路 等 部 分 组 成,如 图,( $) 所 示 。 两 绝 缘 子 成
,+” 型 交 角 #-.,借 助 连 杆 组 成 三 极 联 动 的 隔 离 开 关 。 底 座 部 分 为 两 个 轴 承,用 以 旋 转 棒 式 支 柱 绝 缘 子,两 轴承 座 间 用 伞 齿 轮 啮 合,即 操 作 住 一 柱,另 一 柱 可 随 之 同 步 旋 转,以 达 到 分 断,关 合 的 目 的,隔 离 开 关 导 电 回 路的 接 线 座 采 用 盘 式 连 接,导 电 杆 在 /-.范 围 内 能 灵 活 转 动 。 操 动 机 构 分 为 不 接 地,单 接 地 和 双 接 地 三 种 。 主刀 开 关 与 接 地 刀 开 关 间 的 联 锁 是 通 过 操 动 机 构 的 连 锁 板 来 实 现 的 。
&’0( )#& 型 高 压 隔 离 开 关 也 是 目 前 应 用 较 广 泛 的 设 备 。 它 为 双 柱 式 结 构,制 成 单 极 型 式,借 助 于 交 叉连 杆 组 成 三 极 联 动 的 隔 离 开 关,也 可 作 单 极 使 用 。
&’0( )#& 型 隔 离 开 关 是 由 底 架,绝 缘 支 柱,导 电 部 分 等 组 成,如 图,( $0 所 示 。 绝 缘 支 柱 固 定 在 轴 承 座上 端 的 回 转 板 上,导 电 部 分 固 定 于 两 支 柱 顶 端,采 用 刀 开 关 嵌 人 式 结 构,主 刀 开 关 分 成 两 半,接 触 部 分 在 中间 。 刀 开 关 由 紫 铜 排 制 成,刀 开 关 的 一 边 装 有 主 触 头,有 两 对 触 指,接 触 压 力 借 助 弹 簧 的 压 力 产 生,合 闸 时 刀开 关 的 另 一 边 嵌 入 触 指 内,在 弹 簧 的 压 力 下 可 靠 接 触 。 在 主 刀 开 关 分 开 后 利 用 接 地 刀 开 关 将 出 线 侧 接 地,以保 证 检 修 工 作 的 安 全,交 叉 连 杆 的 作 用 在 于 当 一 绝 缘 支 柱 转 动 时,带 动 另 一 支 柱 同 时 反 方 向 旋 转,使 刀 开 关打 开 或 闭 合 。 操 作 时 接 地 刀 开 关 是 在 垂 直 面 ( 主 刀 开 关 在 水 平 面 ) 上 运 动,它 和 主 刀 开 关 的 联 动 是 通 过 本 体的 机 械 联 锁 或 操 动 机 构 的 联 锁 来 实 现 的 。
!%户 内 式 高 压 隔 离 开 关
·$#)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !" #$ %&’" $’%型 户 外 高 压 隔 离 开 关 外 形 及 安 装 尺 寸户 内 式 高 压 隔 离 开 关 有 单 极 和 三 极,其 型 号 较 多,一 般 常 用 的 都 是 三 极,%() " #* 型 高 压 隔 离 开 关 是 目前 较 为 广 泛 采 用 的 设 备,可 供 户 内 高 压 电 气 设 备 和 电 力 线 路 在 有 电 压 无 负 荷 的 情 况 下,分 断 与 关 闭 电 路 之用 。 根 据 规 格 和 型 号 不 同,配 用 不 同 的 手 动 操 动 机 构,该 开 关 外 形 尺 寸 如 图 !" #’ 所 示 。
%()" #* 型 户 内 高 压 隔 离 开 关 的 动 触 点 靠 拉 杆 绝 缘 子 转 动,拉 杆 绝 缘 子 与 动 触 点 和 转 动 轴 的 拉 杆 连 接 。
隔 离 开 关 的 合 闸 操 作 由 移 动 机 构 与 轴 上 的 操 作 杆 来 完 成 。 动 触 点 由 两 片 刀 片 做 成,开 关 闭 合 时 两 片 刀 片 夹紧 静 触 点,使 动 静 触 点 之 间 接 触 紧 密,这 样 可 承 受 较 高 的 电 动 力,并 具 有 较 好 的 热 稳 定 性 。
为 了 使 动 静 触 点 接 触 良 好,避 免 短 路 时 在 电 动 力 的 作 用 下,刀 开 关 自 动 断 开 或 接 触 变 坏 而 产 生 烧 焊 。 在动 静 触 点 接 触 处 装 有 弹 簧,确 保 动 静 触 点 的 接 触 压 力 。 但 在 短 路 电 流 很 大 时,可 采 用 电 磁 锁 。 即 在 静 触 点 的外 侧 装 有 两 块 钢 片,当 电 流 通 过 开 关 时,使 钢 片 磁 化 产 生 相 互 吸 引 的 压 力,将 动,静 触 点 夹 紧,这 样 在 线 路 发生 短 路 时,隔 离 开 关 能 保 持 良 好 的 接 触 。
( 二 ) 隔 离 开 关 的 使 用 和 操 作
#+使 用 注 意 事 项
( #) 当 隔 离 开 关 与 断 路 器,接 地 开 关 配 用 时,以 及 隔 离 开 关 本 身 具 有 接 地 开 关,应 有 机 械 联 锁 或 电 气 联 锁来 保 证 正 确 的 操 作 程 序 。
( )) 底 架 上 应 有 不 小 于 #),,的 接 地 螺 栓,而 接 地 软 铜 线 的 截 面 积 应 不 小 于 ’*,,
)

( $) 摩 擦 部 位 要 经 常 涂 以 润 滑 脂 。
( -) 指 示 分 闸 信 号,应 在 主 刀 开 关 分 开 达 到,*/断 开 距 离 时 才 能 发 出,而 指 示 合 闸 信 号,应 在 主 刀 开 关可 靠 接 触 后 才 能 发 出 。
( ’) 投 入 运 行 前,应 认 真 检 查 隔 离 开 关 的 接 触 情 况 和 动 作 的 一 致 性 。
)+正 确 操 作 注 意 事 项
( #) 合 闸 时,在 确 认 与 隔 离 开 关 连 接 的 断 路 器 等 开 关 设 备 处 于 分 闸 位 置 上,站 好 位 置,果 断 迅 速 地 合 上 隔
·)’$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$ %&$" ’(% 型 隔 离 开 关
#— 触 点 闭 合 处 )— 闸 刀 ’— 活 动 联 接 $— 接 线 端 子
(— 接 地 静 触 点 !— 绝 缘 支 柱 *— 交 叉 连 杆 +— 底 架
,— 转 轴 #-— 轴 承 座 ##— 回 转 板 #)— 手 动 操 作 机 构离 开 关,而 合 闸 动 作 快 结 束 时 用 力 不 宜 过 大,避 免 发 生 冲 击 。 同 时 应 保 证 主 刀 开 关 与 静 触 点 接 触 良 好 。
( )) 若 单 极 隔 离 开 关,合 闸 时 应 先 合 两 边 相,后 合 中 间 相 ; 拉 闸 时 应 先 拉 中 间 相,后 拉 两 边 相,还 必 须 使 用令 克 棒 来 操 作 。 三 极 隔 离 开 关 是 用 手 动 操 作 机 构 来 实 现 的 。
( ’) 分 闸 时,在 确 认 断 路 器 等 开 关 设 备 处 于 分 闸 位 置,应 缓 慢 操 作,待 主 刀 开 关 离 开 静 触 点 时 迅 速 拉 开 。
操 作 完 毕 后,应 保 证 隔 离 开 关 处 于 断 开 位 置,并 保 持 操 作 机 构 锁 牢 。
( $) 用 隔 离 开 关 来 切 断 变 压 器 空 载 电 流,架 空 线 路 和 电 缆 的 充 电 电 流,环 路 电 流 和 小 负 荷 电 流 时,应 迅 速进 行 分 闸 操 作,以 达 到 快 速 有 效 的 灭 弧 。
( () 送 电 时,应 先 合 电 源 侧 的 隔 离 开 关,后 合 负 荷 侧 的 隔 离 开 关 ; 断 电 时,先 拉 负 荷 侧 的 隔 离 开 关,后 拉 电
·’(’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇源 侧 的 隔 离 开 关 。 必 须 严 格 按 照 操 作 程 序 进 行 操 作,以 保 证 安 全 。
!"允 许 进 行 下 列 直 接 操 作
( #) 开,合 电 压 互 感 器 和 避 雷 器 回 路 。
( $) 电 压 为 !%&’,长 度 为 #(&) 以 内 的 无 负 荷 运 行 的 架 空 线 路 。
( !) 电 压 为 #(&’,长 度 为 %&) 以 内 的 无 负 荷 运 行 的 电 缆 线 路 。
( *) 电 压 为 #(&’ 以 下,无 负 荷 运 行 的 变 压 器,其 容 量 不 超 过 !$(&’· +。
( %) 电 压 为 !%&’ 以 下,无 负 荷 运 行 的 变 压 器,其 容 量 不 超 过 #(((&’· +。
(,) 开,合 母 线 和 直 接 接 在 母 线 上 的 设 备 的 电 容 电 流 。
图,- #%,/$ 系 列 户 外 高 压 隔 离 开 关 外 形 尺 寸
( 0) 开,合 变 压 器 中 性 点 的 接 地 线,当 中 性 线 上 接 有 消 弧 线 圈 时,只 能 在 系 统 未 发 生 短 路 故 障 时 才 允 许 操作 。
( 1) 与 断 路 器 并 联 的 旁 路 隔 离 开 关,若 断 路 器 处 于 合 闸 位 置 时,才 开,合 断 路 器 的 旁 路 电 流 。
( 2) 开,合 励 磁 电 流 不 超 过 $+ 空 载 变 压 器 和 电 容 电 流 不 超 过 %+ 的 无 负 荷 线 路,对 电 压 为 $(&’ 及 以 上时,必 须 使 用 三 相 联 动 隔 离 开 关 。
( #() 用 室 外 三 相 联 动 隔 离 开 关,开,合 电 压 为 #(&’ 及 以 下,电 流 为 #%+ 以 下 的 负 荷 电 流 。
( ##) 拉,合 #(&’ 及 以 下,不 超 过 0(+ 的 环 路 均 衡 电 流,但 严 禁 使 用 室 内 型 三 联 刀 闸 拉,合 系 统 环 路 电 流 。
*"带 负 荷 拉,合 隔 离 开 关,应 按 下 列 规 定 处 理,
( #) 当 错 拉 隔 离 开 关,在 切 口 发 现 电 弧 时 应 急 速 合 上 ; 若 已 拉 开,不 允 许 再 合 上,如 果 是 单 极 隔 离 开 关,操作 一 相 后 发 现 错 拉,而 其 他 两 相 不 应 继 续 操 作,并 将 情 况 及 时 上 报 有 关 部 门 。
( $) 当 错 合 隔 离 开 关 时,无 论 是 否 造 成 事 故,都 不 允 许 再 拉 开,因 带 负 荷 拉 开 隔 离 开 关,将 会 引 起 三 相 弧光 短 路,并 迅 速 报 告 有 关 部 门,以 便 采 取 必 要 措 施 。
( 三 ) 隔 离 开 关 的 运 行 与 维 修
#"发 现 下 列 异 常 运 行 时,应 采 取 紧 急 措 施
( #) 接 触 部 分 过 热,当 温 度 超 过 0%3时 。
( $) 绝 缘 子 破 裂,绝 缘 子 在 胶 合 处 脱 落 。
( !) 绝 缘 子 表 面 严 重 放 电 。
若 遇 到 上 述 情 况,应 迅 速 减 轻 负 荷,利 用 适 当 的 断 路 器 或 经 旁 备 用 母 线 上 的 开 关 设 备 转 移 负 荷 来 减 轻 发热 程 度,并 在 停 止 运 行 后 做 好 检 修 。
$"检 修 与 调 整隔 离 开 关 的 检 修,一 般 与 断 路 器 同 时 进 行 检 修 。 检 修 时 应 采 取 可 靠 的 安 全 措 施,认 真 检 查 编 号,特 别 是室 外 双 母 线 的 隔 离 开 关,一 般 相 距 不 远,容 易 走 错 位 置,可 按 下 列 内 容 进 行 检 修,
( #) 检 修
#) 清 扫 瓷 件 表 面 的 尘 土,检 查 瓷 件 表 面 是 否 掉 釉,破 损,有 无 裂 纹 和 闪 络 痕 迹,绝 缘 子 的 铁,瓷 结 合 部 位是 否 牢 固 。 若 破 损 严 重,应 进 行 更 换 。
$) 用 汽 油 擦 净 刀 片,触 点 或 触 指 上 的 油 污 ; 检 查 接 触 表 面 是 否 清 洁,有 无 机 械 损 伤,氧 化 膜 和 过 热 痕 迹 及
·*%!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册扭 曲,变 形 等 现 象 ; 必 要 时 可 用 砂 纸 打 磨 触 点 表 面,或 拆 下 触 点,刀 片 等,用 细 锉 整 修 接 触 面,再 涂 上 工 业 凡 士林 ; 表 面 镀 银 的 接 触 面,不 能 用 砂 纸 打 磨 或 细 锉 整 修,否 则 应 重 新 镀 银 。
!) 检 查 触 点 或 刀 片 上 的 附 件 是 否 齐 全,有 无 损 坏 。
") 检 查 连 接 隔 离 开 关 和 母 线,断 路 器 的 引 线 是 否 牢 固,有 无 过 热 现 象 。
#) 检 查 软 连 接 部 件 有 无 折 损,断 股 等 现 象 。
$) 检 查 并 清 扫 操 作 机 构 和 传 动 部 分,并 加 入 适 量 的 润 滑 油 脂 。
%) 检 查 传 动 部 分 与 带 电 部 分 的 距 离 是 否 符 合 要 求 ; 定 位 器 和 制 动 装 置 是 否 牢 固,动 作 是 否 正 确 。
&) 对 带 有 均 压 装 置 的 隔 离 开 关,应 检 查 均 压 环 有 无 变 形,连 接 件 是 否 牢 固 。
’) 检 查 隔 离 开 关 的 底 座 是 否 良 好,接 地 是 否 可 靠 。
( () 调 整 经 过 检 修 的 隔 离 开 关,必 须 进 行 调 整,使 动 作 性 能 符 合 要 求,调 整 项 目 有,
)) 合 闸 时,用 *+*#,,塞 尺 检 查 触 点 接 触 是 否 紧 密,对 线 接 触 应 塞 不 进 去 ; 对 面 接 触,塞 入 深 度 应 不 大 于
"- $,,,否 则 应 对 接 触 面 进 行 锉 修 或 整 形,保 证 接 触 良 好 。
() 触 点 弹 簧 各 圈 之 间 的 间 隙,在 合 闸 位 置 时 应 不 小 于 *+#,,,并 要 求 间 隙 均 匀 。
!) 组 装 后 将 其 缓 慢 合 闸,观 察 刀 开 关 是 否 对 准 固 定 触 点 的 中 心 落 下 或 进 入,有 无 偏 卡 现 象 。 若 有 应 调 整绝 缘 子,拉 杆 或 其 他 部 件,以 消 除 缺 陷 。
") 刀 开 关 张 角 或 开 距 应 符 合 要 求,室 内 隔 离 开 关 在 合 闸 后,刀 开 关 应 有 ! - #,,的 备 用 行 程,三 相 同 期性 应 基 本 一 致 。
#) 辅 助 触 头 的 切 换 是 否 正 确,并 确 保 接 触 良 好 。
$) 闭 锁 装 置 应 正 确,可 靠 。
!+常 见 故 障 分 析 与 处 理
( )) 操 作 时 动 静 触 点 相 互 撞 击 或 三 相 触 点 合 闸 不 一 致
)) 由 于 调 整 不 当 所 致,应 拆 开 静 触 点 固 定 座 的 螺 栓,调 节 固 定 座 的 位 置,使 动 触 点 刀 片 刚 好 插 入 刀 口 。
动 触 点 刀 片 插 入 静 触 点 的 深 度 不 得 小 于 刀 片 宽 度 的 ’*.,但 不 能 太 大,避 免 刀 片 冲 击 绝 缘 子 。 动 刀 片 与 静触 点 固 定 座 的 底 部 应 有 "- $,,的 间 隙 。
() 调 整 交 叉 连 杆 或 拐 臂 的 长 度,操 作 绝 缘 子 的 调 节 螺 钉 长 度,使 动,静 触 点 的 间 距 符 合 要 求,防 止 动,静触 点 的 相 互 撞 击 和 使 开 关 合 闸 时 的 触 点 基 本 同 期,)*/0 及 以 下 的 隔 离 开 关 允 许 不 同 期 误 差 为 #,,。
( () 运 行 中 接 触 部 分 过 热
)) 隔 离 开 关 接 触 部 分 的 发 热 程 度,可 根 据 开 关 触 点 部 分 的 变 色 漆,示 温 片 颜 色 变 化 及 刀 片 本 身 的 颜 色 来判 断 。 一 般 温 度 超 过 &*1时,应 采 取 降 温 措 施,如 临 时 用 风 扇 吹 风 冷 却,并 加 强 监 视 或 减 小 负 荷 运 行,尽 量及 时 停 电 进 行 检 修 。
() 动,静 触 点 接 触 面 过 小,电 流 集 中 通 过 后 又 分 散,出 现 很 大 的 斥 力,减 小 了 弹 簧 的 压 力,使 压 紧 弹 簧 或螺 钉 松 驰 。 应 紧 固 松 驰 螺 钉,调 整 交 叉 连 杆 长 度,使 动 刀 片 插 入 静 触 点 的 深 度 不 得 小 于 刀 片 宽 度 的 ’*.。
!) 操 作 时 刀 口 合 得 不 严,表 面 氧 化 接 触 电 阻 增 大,引 起 接 触 部 分 过 热 。 可 用 * 号 砂 纸 打 磨 触 头 表 面 去 掉氧 化 层 。 可 在 刀 片,触 点 的 接 触 面 上 涂 敷 导 电 膏,能 有 效 地 防 止 氧 化 降 低 接 触 电 阻 。
") 开 关 在 拉 合 过 程 中 产 生 电 弧,烧 伤 动 静 触 点 接 触 面,应 整 修 动 静 触 点 的 接 触 面 或 更 换 刀 片 。
#) 操 作 时 用 力 不 当,使 接 触 位 置 不 正,引 起 触 点 压 力 降 低,使 触 点 接 触 不 良,导 致 接 触 部 分 过 热,应 检 查各 连 动 机 构 的 配 合 和 调 整 交 叉 连 杆 长 度,并 进 行 试 合 闸,直 到 动 静 触 点 接 触 压 力 和 插 入 深 度 合 适 为 止 。
$) 长 期 过 负 荷 使 接 触 部 分 过 热,应 及 时 减 轻 负 荷 。
( !) 触 点 表 面 产 生 一 层 黑 色 附 着 物
)) 在 长 期 运 行 中,受 到 外 界 空 气 的 影 响 和 电 晕 作 用,在 镀 银 触 点 上 将 会 形 成 一 层 黑 色 的 附 着 物 ( 硫 化银 ),降 低 了 触 点 接 触 面 的 导 电 性 能 。 检 修 时 不 能 用 细 砂 纸 打 磨,以 免 损 坏 银 层,可 用 氨 水 洗 掉 触 点 表 面 的 硫化 银,其 方 法 是,拆 下 触 点 用 汽 油 洗 去 油 泥,用 平 锉 刀 修 平 触 指 上 的 伤 痕,置 于 含 量 为 (#,- (&.的 氨 水 中 浸泡 约 )#,23 后 取 出,用 尼 龙 刷 子 刷 去 硫 化 银 层,再 用 清 水 冲 后 擦 干,涂 上 一 层 中 性 凡 士 林 即 可 。
() 室 内 运 行 的 隔 离 开 关,可 用 防 银 变 色 剂 处 理 镀 银 触 点 表 面,这 样 既 不 影 响 接 触 电 阻,又 可 防 止 银 离 子与 大 气 中 硫 化 物 反 应 生 成 黑 色 附 着 物 。
·##!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( !) 隔 离 开 关 误 操 作 由 于 不 执 行 倒 闸 操 作 票 及 监 护 制 度 引 起 开 关 的 误 操 作,一 般 有 带 负 荷 拉 合 闸 和 带地 线 合 闸 两 种 。
") 预 防 隔 离 开 关 带 负 荷 拉 合 闸 的 措 施
!
在 隔 离 开 关 和 断 路 器 之 间 装 设 机 械 联 锁,通 常 采 用 连 杆 机 构 来 保 证 在 断 路 器 处 于 合 闸 位 置 时,使 隔 离开 关 无 法 分 闸 。
"
利 用 油 断 路 器 操 作 机 构 上 的 辅 助 触 点 来 控 制 电 磁 锁,使 电 磁 锁 能 锁 住 隔 离 开 关 的 操 作 把 手,保 证 断 路器 未 断 开 之 前,隔 离 开 关 的 操 作 把 手 不 能 操 作 。
#
在 隔 离 开 关 与 断 路 器 距 离 较 远 采 用 机 械 联 锁 有 困 难 时,可 将 隔 离 开 关 的 锁 用 钥 匙,存 放 在 断 路 器 处 或在 该 断 路 器 的 控 制 开 关 操 作 把 手 上,只 能 在 断 路 器 分 闸 后,才 能 将 钥 匙 取 出 打 开 与 之 相 应 的 隔 离 开 关,避 免带 负 荷 拉 闸 。
#) 预 防 隔 离 开 关 带 地 线 合 闸 措 施
!
在 隔 离 开 关 操 作 机 构 处 加 装 带 接 地 线 机 械 联 锁 装 置,在 接 地 线 未 拆 除 之 前,隔 离 开 关 无 法 进 行 合 闸 操作 。
"
检 修 时 应 仔 细 检 查 带 有 接 地 刀 的 隔 离 开 关,确 保 主 刀 片 与 接 地 刀 的 机 械 联 锁 装 置 良 好,在 主 刀 片 闭 合时 接 地 刀 应 先 打 开 。
( $) 隔 离 开 关 不 能 分,合 闸
") 不 能 分 闸
!
当 隔 离 开 关 不 能 分 闸 时,若 操 作 机 构 被 冰 冻 结,应 轻 轻 摇 动 几 次,使 冻 结 的 冰 松 动 后,才 能 进 行 拉 闸 操作 。
"
支 持 绝 缘 子 及 操 作 机 构 变 形 或 移 位,如 果 故 障 点 发 生 在 接 触 部 位,不 得 强 行 拉 闸,避 免 支 持 绝 缘 子 损坏 而 引 起 严 重 事 故 。
#) 不 能 合 闸
!
轴 锁 脱 落,楔 栓 退 出,铸 铁 断 裂,引 起 刀 杆 与 操 作 机 构 脱 节,应 停 电 进 行 整 修 或 更 换 损 坏 零 件 ; 如 不 允许 停 电,可 临 时 用 绝 缘 棒 进 行 操 作,但 必 须 尽 快 安 排 检 修 。
"
传 动 机 械 松 动,使 动,静 触 点 接 触 面 不 在 一 条 直 线 上,造 成 隔 离 开 不 能 合 闸,应 重 新 调 整,使 三 相 触 点合 闸 时 的 同 期 性 基 本 一 致,避 免 动,静 触 点 相 互 撞 击 。
第 三 节 小 型 变 压 器 安 装 与 维 护一 般 工 厂 里 除 了 电 力 变 压 器 外,还 有 数 量 较 多 的 小 型 低 压 变 压 器,其 结 构 原 理 与 电 力 变 压 器 相 同 。 为 了保 证 变 压 器 的 安 全 运 行,应 对 运 行 前 和 运 行 中 的 变 压 器 进 行 必 要 的 检 查,使 供 电 和 设 备 正 常 工 作 。
一,变 压 器 的 允 许 温 度 及 温 升
( 一 ) 允 许 温 度允 许 温 度 是 指 变 压 器 的 绝 缘 材 料 允 许 的 温 度 。 当 变 压 器 的 负 荷 电 流 增 大 时,二 次 绕 组 和 一 次 绕 组 中 的电 流 均 要 增 大,而 产 生 的 铜 耗 也 就 增 大,造 成 变 压 器 的 温 度 随 之 升 高 。 若 负 荷 电 流 超 过 额 定 电 流,变 压 器 的温 度 也 将 超 过 允 许 值 。 这 样 将 使 绝 缘 材 料 加 速 老 化,甚 至 绝 缘 受 到 破 坏,从 而 影 响 变 压 器 的 使 用 寿 命,严 重时 造 成 烧 毁 。 一 般 采 用 八 度 规 则 计 算,即 工 作 温 度 提 高 %&,则 绝 缘 的 使 用 期 限 将 缩 短 一 半,如 绝 缘 温 度 经常 保 持 在 ’$&时,使 用 年 限 为 #( 年,温 度 经 常 在 "()&时,使 用 年 限 为 "( 年 。 因 此 变 压 器 正 常 运 行 时,不 允许 超 过 绝 缘 材 料 的 允 许 温 度 。
·*$)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 二 ) 允 许 温 升温 升 是 指 变 压 器 各 部 温 度 超 过 冷 却 介 质 温 度 的 数 值,一 般 以 环 境 温 度 !"#为 准,通 常 变 压 器 绕 组 最 高温 升 为 $%#,铁 心 表 面 最 高 温 升 为 &"#。
二,变 压 器 运 行 前 和 运 行 中 的 检 查
( 一 ) 变 压 器 投 入 运 行 前 的 检 查
’(变 压 器 的 铭 牌 数 据 是 否 符 合 要 求,其 电 压 等 级,联 结 组 别,容 量 和 运 行 方 式 是 否 与 实 际 要 求 相 符 。
!
变 压 器 各 部 位 应 完 好 无 损 。
"
变 压 器 外 壳 接 地 应 牢 固 可 靠 。
#
变 压 器 一 次,二 次 侧 及 线 路 的 连 接 是 否 完 好,三 相 的 颜 色 标 志 是 否 准 确 无 误 。
$
采 用 熔 断 器 和 其 他 保 护 装 置,要 检 查 其 规 格 是 否 符 合 要 求,接 触 是 否 良 好 。
%
检 查 夹 件 和 垫 块 有 无 松 动,各 紧 固 螺 栓 应 有 防 松 措 施 。
( 二 ) 变 压 器 运 行 中 的 检 查
( ’) 变 压 器 声 音 是 否 正 常 。
( )) 变 压 器 温 度 是 否 正 常 。
( *) 变 压 器 一 次,二 次 侧 的 熔 体 是 否 完 好 。
( !) 接 地 装 置 是 否 完 整 无 损 。
如 发 现 异 常 现 象,应 停 电 进 行 检 查 。
三,小 型 干 式 低 压 变 压 器 的 常 见 故 障 与 处 理
( 一 ) 故 障 检 查变 压 器 发 生 故 障 的 原 因 有 时 比 较 复 杂,为 了 正 确 检 查 和 分 析 原 因,应 进 行 下 列 检 查,
’(外 观 检 查 检 查 线 圈 引 线 有 无 断 线,脱 焊,绝 缘 材 料 有 无 烧 焦,有 无 机 械 损 伤,再 通 电 检 查 有 无 焦 臭 味或 冒 烟,如 有,排 除 故 障 后 再 进 行 其 他 检 查 。
)(检 查 各 线 圈 的 通 断 和 直 流 电 阻 能 够 用 万 用 表 直 接 测 出 的 可 用 万 用 表 检 查,对 于 直 流 电 阻 较 小 的,尤其 是 电 磁 线 较 粗 的 变 压 器 线 圈,最 好 用 电 桥 测 量 直 流 电 阻 。 若 未 有 电 桥,可 用 下 列 简 易 方 法 粗 略 判 断 。 在 变压 器 的 一 次 线 圈 中 串 联 一 只 白 炽 灯 泡,其 电 压 和 瓦 数 可 根 据 电 源 电 压 和 变 压 器 容 量 来 确 定,当 变 压 器 容 量 在
’""+·,以 下 时,可 用 )%- !".灯 泡,二 次 侧 开 路,接 通 电 源,如 灯 泡 微 红 或 不 亮,表 示 变 压 器 未 有 短 路 ; 若 灯泡 很 亮,说 明 一 次 侧 线 圈 有 短 路 故 障,应 拆 开 线 圈,查 找 短 路 点 。
*(测 量 各 线 圈 之 间,各 线 圈 与 铁 心 之 间 的 绝 缘 电 阻 可 用 兆 欧 表 进 行 测 量,冷 却 电 阻 应 在 %"/
&
以 上 。
!(测 量 损 耗 功 率 测 量 电 路 如 图 $0 ’$ 所 示,在 被 测 变 压 器 未 接 入 电 路 之 前,合 上 开 关 1,

,调 节 调 压 器
2,使 输 出 电 压 为 ))"+,这 时 功 率 表 上 的 读 数 电 压 表,电 流 表 线 圈 所 损 耗 的 功 率 为 !

。 将 被 测 变 压 器 接 在 3、
4 两 端,重 新 调 节 调 压 器 2,直 到 电 压 表 +

读 数 为 ))"+额 定 输 入 电 压,此 时 功 率 表 上 的 读 数 !
)
,则 为 空 载 损耗 功 率 。
%(测 量 空 载 电 流 将 图 $0 ’$ 中 的 待 测 变 压 器 接 入 电 路,断 开 1,
)
,接 通 电 源 使 其 空 载 运 行,当 +

读 数为 ))"+时,电 流 表 " 的 读 数 即 为 空 载 电 流 。 通 常 变 压 器 的 额 定 电 流 为 满 载 电 流 的 ’"5 - ’%5,如 空 载 电 流偏 大,变 压 器 损 耗 也 增 大,温 升 增 高 。
$(测 量 额 定 输 出 电 压 将 待 测 变 压 器 接 入 图 $0 ’$3,4 两 端,合 上 1,
)
,当 +

读 数 为 ))"+ 时,+
)
的 读 数即 为 该 变 压 器 的 额 定 输 出 电 压 。 通 常 误 差 要 求 在 6 *5 - 6 %5,有 中 间 抽 头 的 线 圈,不 对 称 度 应 小 于 )5。
&(测 量 温 升 当 加 上 额 定 负 载,通 电 ’7 以 上 温 升 不 得 过 !"- %"#。 可 先 用 万 用 表 或 电 桥 测 量 出 一 次 线
·&%*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 ! " #! 变 压 器 测 试 电 路圈 的 冷 态 直 流 电 阻 !
#
,然 后 加 上 额 定 负 载,接 通 电 源,通 电 #$ 后,切 断 电 源,再 迅 速 测 量 初 级 热 态 直 流 电 阻
!
%
,这 样 连 续 测 量 几 次 热 态 直 流 电 阻 值 近 似 相 等 时,可 以 认 为 所 测 量 温 度 是 终 端 温 度,用 下 列 公 式 求 出 温 升
!
",即
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" &
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" !
#
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#
’()((*+
( 二 ) 小 型 变 压 器 常 见 故 障 与 处 理
#)接 通 电 源 无 电 压 输 出
( #) 一 次 绕 组 开 路 或 引 线 脱 焊,应 更 换 或 修 理,并 焊 牢 引 出 线 接 头 。
( %) 二 次 绕 组 开 路 或 引 线 脱 焊,应 更 换 或 修 理,并 焊 牢 引 出 线 接 头 。
( *) 电 源 插 头 或 馈 线 开 路,应 检 查 并 换 修 理 插 头 或 馈 线 。
%)温 升 过 高 甚 至 冒 烟
( #) 匝 间 短 路 或 一,二 次 侧 绕 组 间 短 路,应 更 换 绕 组 或 检 修 短 路 部 分 。
( %) 铁 心 片 间 绝 缘 太 差,产 生 较 大 涡 流,应 重 新 对 硅 钢 片 进 行 绝 缘 处 理 。
( *) 铁 心 叠 厚 不 够 或 硅 钢 片 型 号 不 符,应 加 厚 铁 心 或 更 换 符 合 要 求 的 硅 钢 片 。
(,) 负 载 过 重 或 输 出 电 路 局 部 短 路,应 减 轻 负 载 或 找 出 短 路 处 并 排 除 故 障 。
( -) 层 间 或 匝 间 绝 缘 老 化,应 进 行 浸 漆 处 理,严 重 时 重 新 更 换 绕 组 。
*)空 载 电 流 偏 大
( #) 一 次 绕 组 匝 数 不 足,应 增 加 一 次 绕 组 匝 数 。
( %) 铁 心 叠 厚 不 够,应 增 加 铁 心 厚 度,若 无 法 增 加 时 可 重 作 骨 架,重 新 更 换 绕 组 。
( *) 一 次 或 二 次 绕 组 局 部 匝 间 短 路,应 查 找 短 路 处 并 排 除 故 障 。
(,) 铁 心 质 量 太 差,应 更 换 符 合 要 求 的 硅 铁 片 。
,)运 行 中 有 响 声
( #) 硅 钢 片 没 有 插 紧,应 插 紧 或 作 夹 紧 处 理 。
( %) 电 源 电 压 过 高,应 检 查 电 源 电 压 并 进 行 降 压 处 理 。
( *) 负 载 过 重 或 短 路 引 起 振 动,应 减 轻 负 载 或 找 出 短 路 处 并 排 除 故 障 。
-)铁 心 或 底 板 带 电
( #) 绕 组 对 地 短 路 或 一,二 次 匝 间 短 路,应 加 强 对 地 绝 缘 或 更 换 绕 组 。
( %) 绕 组 对 地 绝 缘 老 化,应 重 新 浸 漆 或 更 换 绕 组 。
( *) 引 出 线 头 碰 触 铁 心 或 底 板,应 处 理 引 出 线 头 与 铁 心 或 底 板 的 短 路 故 障 。
(,) 绕 组 受 潮 或 环 境 湿 度 过 高,底 板 感 应 带 电,应 对 绕 组 进 行 烘 烤 处 理 或 将 变 压 器 移 到 干 燥 环 境 中 使 用 。
·.-*· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 四 节 特 种 变 压 器 安 装 与 维 护一,分 类
( 一 ) 特 种 变 压 器 分 类表 !" ! 特 种 变 压 器 分 类名 称 用 途 特 点 标 准 代 号干 式 变 压 器用 于 地 下 铁 道,高 层 建 筑 等 防 火 要求 较 高 的 场 所无 绝 缘 油,不 易 着 火,便于 维 护 检 修
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矿 用 变 压 器矿 用 电 力 变 压 器 和 电 钻 及 照 明 变压 器 分 别 用 于 煤 矿 中 无 和 有 爆 炸危 险 场 所,供 电 气 传 动 及 照 明 用 电外 壳 机 械 强 度 较 高,进 出线 采 用 电 缆,隔 爆 型 要 符合 隔 爆 标 准
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试 验 变 压 器用 于 对 各 种 电 工 产 品,绝 缘 材 料 等进 行 绝 缘 性 能 试 验高 压 绕 组 电 压 高,电 流小,尾 端 接 地 。 为 短 时 工作 制
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电 炉 变 压 器各 种 金 属 冶 炼,热 处 理,石 墨 化,电渣 重 熔 等低 压 侧 电 压 低,电 流 大,
能 大 范 围 调 切 电 压
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整 流 变 压 器用 于 电 化 学,牵 引,电 气 传 动,直 流输 电,电 镀,励 磁,充 电,调 速,静 电除 尘 等低 压 侧 电 压 低,电 流 大,
能 大 范 围 调 切 电 压
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)$/01-..*— (%
2 型 结 线 变 压 器 用 于 金 属 冶 炼,电 气 化 铁 道 等三 相 可 变 二 相 或 两 个 单相二,干 式 变 压 器
( 一 ) 干 式 变 压 器 分 类 及 特 点干 式 变 压 器 有 下 列 几 种 类 型,
.3开 启 式 以 往 传 统 的 干 式 变 压 器 多 为 开 启 式,其 器 身 与 大 气 相 连 通,适 用 于 洁 净 而 比 较 干 燥 的 室 内 环境 ( 环 境 温 度 4 -’5时,相 对 湿 度 不 超 过 (&6) 。 国 内 产 品 的 电 压 等 级 在,&78 及 以 下,空 气 自 冷 式 容 量 已 达
-%’’789。 更 大 容 量 时 采 用 吹 风 冷 却 为 宜 。
-3封 闭 式 器 身 外 有 封 闭 的 外 壳,使 之 与 外 部 大 气 不 相 连 通,可 使 用 于 较 为 恶 劣 的 环 境 。 目 前 国 内 主 要用 于,’’’789 以 下 的 矿 用 隔 爆 型 变 压 器 中 。
*3浇 注 式 用 环 氧 树 脂 或 其 他 树 脂 浇 注 以 形 成 产 品 的 主,纵 绝 缘,又 称 为 包 封 式 干 式 变 压 器 。 它 具 有 体
·+&*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇积 小,结 构 简 单,便 于 维 护,可 靠 性 高 等 特 点 。 目 前,无 论 在 国 内 或 国 外,它 已 成 为 干 式 变 压 器 的 主 流 。 国 产的 环 氧 浇 注 干 式 变 压 器 最 大 容 量 已 达 !"###$%&,最 高 电 压 为 ’"$%,噪 声 低,耐 受 短 路 冲 击 能 力 等 指 标 已 接 近国 际 先 进 水 平 。
干 式 变 压 器 具 有 体 积 小,重 量 轻,安 装 容 量,维 修 方 便,没 有 火 灾 和 爆 炸 危 险 等 特 点 。
( 二 ) 干 式 变 压 器 技 术 参 数国 产 的 环 氧 浇 注 干 式 变 压 器 的 技 术 参 数 见 表 () *。
表 () * 国 产 环 氧 浇 注 干 式 变 压 器 技 术 数 据型 号容 量
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电 压
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阻 抗 电 压
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型 号外 形 尺 寸 ( !+55) 3
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总 损 耗
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总 重
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三,矿 用 变 压 器
( 一 ) 矿 用 变 压 器 特 殊 要 求矿 用 电 力 变 压 器 可 装 置 在 矿 井 内 虽 有 煤 尘 和 沼 气 但 无 爆 炸 危 险 的 场 所 。 矿 用 隔 爆 型 电 钻 变 压 器,照 明变 压 器 可 装 置 在 矿 井 内 有 煤 尘 和 沼 气 且 有 爆 炸 危 险 的 场 所 。
为 防 止 在 矿 井 内 因 碰 撞 而 发 生 事 故,矿 用 电 力 变 压 器 规 定 不 装 储 油 柜,但 在 箱 盖 下 部 必 须 有 防 冷 凝 水 措施 。
矿 用 电 钻,照 明 变 压 器 内 部 裸 露 带 电 部 分 之 间,以 及 裸 露 带 电 部 分 与 金 属 外 壳 之 间,其 漏 电 距 离 与 空 气间 隙 的 最 小 值 应 符 合,9:0’’(— ** 防 爆 电 气 设 备 制 造 检 验 规 程,的 规 定 。
矿 用 电 钻,照 明 变 压 器 高 低 压 接 线 板 与 外 面 的 联 接 应 采 用 电 缆,经 由 出 线 管 引 出 。 此 出 线 管 应 能 可 靠 地将 电 缆 密 封,并 装 有 压 紧 装 置,要 分 别 加 以 标 记 。
·#(’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册矿 用 电 钻,照 明 变 压 器 的 隔 爆 面,应 作 防 锈 处 理 。
矿 用 电 力 变 压 器 箱 盖 上 应 装 有 能 防 滴 防 溅 的 塞 子,当 温 度 升 降 时 可 以 保 证 自 由 呼 吸,且 应 保 证 此 塞 子 发生 堵 塞 情 况 时,变 压 器 油 箱 内 部 压 力 不 超 过 !"#$%&。
矿 用 电 力 变 压 器 允 许 在 与 水 平 面 成 ’()的 倾 斜 巷 道 内 运 输 。
( 二 ) 矿 用 变 压 器 技 术 参 数见 表 *+,。
表 *+,矿 用 变 压 器 技 术 参 数类 别 型 号额 定容 量
-./0
高 压 额 定电 压
-/
低 压 额 定电 压
-/
联 结组 标号矿 用照 明变 压器
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矿 用电 钻变 压器
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矿 用电 力变 压器
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注,亦 可 选 用 括 号 内 数 字 。
( 三 ) 矿 用 成 套 变 电 站用 于 煤 矿 中 爆 炸 危 险 场 所,一 般 均 为 干 式 密 封 装 置 。 箱 壳 的 全 部 接 合 面 均 符 合 隔 爆 要 求,并 应 能 承 受
!",$%& 的 内 部 压 力 。
容 量 等 级 为 5!!,’#(,(!!,*’!、,!!,#!!!./0 的 隔 爆 型 变 压 器 常 与 高 低 压 隔 爆 型 开 关 箱 组 合 成 矿 用 成 套变 电 站 。 隔 爆 型 变 压 器 的 一 次 绕 组 具 有 + 4=,+,=或 > (=的 分 接 头,箱 内 有 接 线 板 以 供 变 换 分 接 用 。 二次 电 压 可 为 4!!,*!! 或 #5!!/。 箱 底 设 有 带 滚 轮 的 拖 撬,以 供 设 备 移 动 之 用 。
为 适 应 坑 道 运 输,要 求 矿 用 成 套 变 电 站 的 外 形 尺 寸 要 小,特 别 是 高 度 要 低,故 其 铁 心 柱 直 径 均 比 较 大 。
隔 爆 型 变 压 器 的 绝 缘 耐 热 等 级 均 为? 级 。 产 品 应 按,3@#’’*— 66 防 爆 电 气 设 备 制 造 检 验 规 程,进 行 防 潮 和隔 爆 试 验 。
( 四 ) 矿 用 变 压 器 使 用 与 维 修变 压 器 运 行 前 应 检 查 油 箱 中 各 种 附 件 是 否 齐 全 完 好,高 低 压 出 线 套 管 有 无 破 损,油 箱 有 无 渗 漏 油,并 且至 少 要 通 过 下 列 各 项 试 验,确 认 产 品 无 任 何 问 题 时 方 可 投 入 运 行 。
·#*’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!"测 量 绕 组 电 阻,且 与 出 厂 数 值 做 比 较,以 确 定 是 否 有 断 头,接 触 不 良 情 况 ;
#"测 量 电 压 比,其 误 差 应
!
$"%&;
’"试 验 绝 缘 性 能,其 绝 缘 电 阻 值 应 不 低 于 出 厂 数 值 的 ($&,外 施 耐 压 和 感 应 耐 压 试 验 值 应 在 出 厂 数 值的 )%&情 况 下 进 行 。
当 起 吊 变 压 器 时 应 使 全 部 吊 攀 同 时 着 力 。 吊 绳 与 垂 直 线 之 间 夹 角 应 小 于 ’$*。
当 需 要 调 整 变 压 器 输 出 电 压 时,对 油 浸 式 矿 用 变 压 器 可 通 过 分 接 开 关 进 行,对 矿 用 成 套 变 电 站 则 要 在 外壳 的 分 接 板 上 进 行 。 欲 提 高 二 次 电 压 时,应 接 负 分 接 位 置,反 之 则 接 正 分 接 。
成 套 变 电 站 外 壳 下 部 装 有 放 水 塞,遇 有 潮 气 冷 凝 成 水 流 至 外 壳 底 部 时,可 以 通 过 放 水 塞 放 出,以 免 壳 内积 水 。
变 压 器 应 定 期 检 查 和 修 理 。
变 压 器 在 运 输,贮 存 和 使 用 时 必 须 防 止 雨 淋 和 受 潮 。
四,试 验 变 压 器 及 其 组 合
( 一 ) 试 验 变 压 器 特 点试 验 变 压 器 有 下 列 特 点,
!"二 次 电 压 较 高 而 电 流 较 小 。 单 台 试 验 变 压 器 二 次 电 压 可 达 (%$+,以 上,电 流 通 常 为 $"! - !.,但 对 于电 容 量 较 大 的 电 缆 和 大 型 电 机 等 负 载,电 流 最 大 可 达 /.;
#"一 般 为 单 相,户 内 装 置 ;
’"二 次 绕 组 首 末 端 绝 缘 水 平 不 同 。 首 端 为 高 电 位,而 末 端 直 接 接 地 或 通 过 电 流 表 接 地 ;
/"产 品 多 为 短 时 工 作 制,允 许 使 用 时 间 为 半 小 时 。 但 对 于 某 些 试 验,例 如 瓷 套 管 的 外 绝 缘 污 秽 试 验,线路 的 电 晕 试 验 以 及 电 缆 试 验 等,则 要 求 试 验 变 压 器 的 使 用 时 间 为 数 小 时 乃 至 长 期 连 续 使 用 。
( 二 ) 试 验 变 压 器 结 构试 验 变 压 器 有 下 列 几 种 结 构 型 式,
!"单 套 管 式 其 外 形 和 结 线 原 理 图 见 图 01 !(。 这 种 结 构 的 二 次 绕 组 首 端 用 高 压 套 管 引 出,末 端 直 接 接地 或 用 低 压 套 管 引 出 。 高 压 绕 组 通 常 采 用 分 段 式 或 层 式 。 低 压 绕 组 为 层 式 。 高 压 绕 组 在 外,低 压 绕 组 在 内靠 近 铁 心 柱 。 两 个 绕 组 之 间 设 有 专 供 测 量 输 出 电 压 的 测 量 绕 组 。 其 匝 数 通 常 为 高 压 输 出 绕 组 匝 数 的 千 分 之一 。 测 量 绕 组 的 外 面 设 有 接 地 电 屏,以 保 证 人 身 和 仪 表 的 安 全 。
#"双 套 管 式 图 01 !) 中 的 每 台 试 验 变 压 器 均 为 双 套 管 式 结 构 。 这 种 结 构 的 二 次 高 压 绕 组 两 端 都 用 高压 套 管 引 出,铁 心 是 单 相 双 柱 式 。 绕 组 在 左 铁 心 柱 上 的 位 置,由 内 向 外 依 次 为,平 衡 绕 组,高 压 绕 组,低 压 绕组 ; 在 右 铁 心 柱 上 则 为,平 衡 绕 组,高 压 绕 组,串 级 励 磁 绕 组 。 左 右 两 柱 的 高 压 绕 组 互 相 串 联,联 结 点 ( 中 点 )
接 铁 心 。 左 右 两 柱 的 平 衡 绕 组 以 同 极 性 互 相 并 联,其 一 个 联 结 点 也 接 铁 心 。 铁 心 与 油 箱 均 取 高 压 绕 组 一 半
( 中 点 ) 的 电 位,因 高 压 绕 组 末 端 接 地,故 油 箱 与 地 之 间 必 须 用 支 柱 绝 缘 子 支 撑 起 来 。
’"绝 缘 筒 式 这 种 结 构 是 以 绝 缘 筒 代 替 油 箱 和 两 个 高 压 套 管,绝 缘 筒 既 作 容 器 又 作 外 绝 缘 。 它 实 质 上是 双 套 管 式 的 一 种 派 生 结 构 。 铁 心 亦 为 双 柱 式 带 二 分 之 一 电 压 。 但 双 柱 不 是 左 右 排 列 而 是 上 下 排 列 。 整 个铁 心 对 地 须 用 绝 缘 件 支 撑 起 来 。 高 压 绕 组 首 端,与 金 属 上 盖 连 在 一 起,末 端 2 及 低 压 绕 组 两 端 3,4 从 底 座引 出 。 这 种 结 构 体 积 小,重 量 轻,常 用 于 #%$+,,及 以 下 产 品 。 其 结 构 见 图 01 !5。
·#0’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 单 套 管 式 结 构 图
%) 外 形 图 &) 无 串 级 励 磁 绕 组 时 的 结 线 原 理 图
’) 有 串 级 励 磁 绕 组 时 的 结 线 原 理 图
#— 低 压 绕 组 (— 高 压 绕 组 )— 串 级 励 磁 绕 组图 ! " #* 两 台 双 套 管 式变 压 器 串 级 联 结 示 意 图
#— 低 压 绕 组 (— 高 压 绕 组 )— 串 级 励 磁 绕 组
+ " 平 衡 绕 组," 铁 心 ! " 油 箱 $ " 套 管 * " 支 柱 绝 缘 子
( 三 ) 试 验 变 压 器 型 谱见 表 ! " -。
表 ! " - 试 验 变 压 器 系 列 型 谱额 定 容 量,/01 高 压 绕 组 的 额 定 电 压,/0
),#2 (,
,),,2
#2,2 #22
(,#22 #,2
·)!)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇额 定 容 量 !"#$ 高 压 绕 组 的 额 定 电 压 !"#
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( 四 ) 试 验 变 压 器 使 用 方 式分 单 台 式 和 串 级 式 两 种 。 串 级 式 将 两 台 或 多 台 试 验 变 压 器 的 高 压 绕 组 的 首 末 端 子 彼 此 串 联,串 级 后 的总 输 出 电 压 为 各 台 试 验 变 压 器 输 出 电 压 之 和 。 后 一 台 的 低 压 绕 组 由 前 一 台 高 压 端 的 串 级 励 磁 绕 组 供 电,因此 后 一 台 的 低 压 绕 组,铁 心 和 油 箱 对 地 电 位 均 相 应 提 高,故 油 箱 必 须 用 绝 缘 套 管 支 撑 起 来 。 两 台 试 验 变 压 器串 级 联 结 示 意 图 见 图 + - ’.。
图 + - ’,绝 缘 筒 式 试 验变 压 器 结 构 示 意 图
’— 绕 组 (— 铁 心 )— 绝 缘 件
/— 绝 缘 筒 %— 屏 蔽 罩图 + - (& 串 联 谐 振 装 置 结 线 图
·/+)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 五 ) 串 联 谐 振 装 置对 于 高 压 电 缆 的 工 频 试 验,要 求 设 备 容 量 大,时 间 长,波 形 好,通 常 采 用 电 容,电 感,电 阻 的 串 联 谐 振 方式,其 结 线 见 图 !" #$。
采 用 串 联 谐 振 回 路 的 优 点 是,%) 在 谐 振 条 件 下,仅 仅 需 要 供 给 试 验 回 路 的 有 功 损 失,其 电 源 容 量 可 减 少到 十 几 分 之 一 ; #) 当 被 试 品 击 穿 时,谐 振 条 件 受 到 破 坏,回 路 阻 抗 增 加,短 路 电 流 得 以 抑 制,从 而 避 免 变 压 器过 载 和 被 试 品 的 烧 穿 ; &) 试 验 回 路 不 需 另 设 保 护 电 阻 ; ’) 能 获 得 符 合 试 验 要 求 的 正 弦 波 电 源 。
五,电 炉 变 压 器
( 一 ) 电 炉 变 压 器 用 途 和 特 点见 表 !" %$。
( 二 ) 电 炉 变 压 器 调 压 方 式有 下 列 三 种,
%(分 接 头 调 压 通 过 改 变 高 压 绕 组 的 分 接 头 以 期 达 到 改 变 二 次 电 压 的 目 的 ; 适 用 于 调 压 范 围 较 小 的 情 况 。
#(自 耦 调 压 器 调 压 采 用 有 一 个 单 独 的 自 耦 调 压 器 以 满 足 大 范 围 多 级 数 的 电 压 调 节 。
&(第 三 绕 组 调 压 见 图 !" #%。 它 由 装 于 同 一 油 箱 中 的 两 个 器 身 组 成 。 其 一 装 有 与 电 网 相 联 的 绕 组 %、
输 出 的 低 压 绕 组 # 以 及 带 抽 头 的 第 三 绕 组 &。 其 二 装 有 高 低 压 绕 组 ’ 和 ),分 别 与 绕 组 & 和 # 并 联 与 串 联 。
通 过 绕 组 & 的 分 接 头 变 换,使 绕 组 ’ 和 ) 的 端 电 压 以 及 输 出 电 压 !
#
得 到 改 变 。
这 种 调 压 方 法 的 特 点 是,%) 输 出 电 压 !
#
成 等 差 级 数 变 化 ; #) 第 三 绕 组 以 及 有 载 分 接 开 关 的 电 压 电 流 值可 以 人 为 地 选 择 ; &) 运 行 时 第 三 绕 组 中 的 电 流 值 与 负 载 电 流 大 小 成 正 比,可 以 通 过 它 来 监 视,控 制 负 载 电 流 ;
’) 第 三 绕 组 端 子 可 外 接 补 偿 电 容 器,以 提 高 功 率 因 数 ; )) 变 压 器 的 技 术 经 济 指 标 较 好 。
表 !" %$ 电 炉 变 压 器 的 用 途 和 特 点序 号 用 途 特 点
%
三 相 炼 钢 电 弧 炉用冶 炼 初 期 允 许 有 #$*的 过 载 。 因 容 易 发 生 短 路 而 必 须 使 用 大 阻抗 值 变 压 器 的 情 况 下,其 阻 抗 值 的 大 小 必 须 使 短 路 电 流 值 不 超 过 额定 电 流 的 &+ ’ 倍,绕 组 排 列 方 式,中 小 型 为 交 叠 式,大 容 量 为 同 心 式
#
三 相 矿 热 炉 用 ( 用于 制 取 电 石,铁 合金,硅 化 合 物,纯 硅等 )
矿 热 炉 系 一 种 电 阻 电 弧 炉,添 料 出 料 不 停 电,负 载 稳 定,不 会 发 生电 极 间 短 路 ; 由 于 炉 料 电 阻 的 变 化,要 求 变 压 器 能 多 级 调 压,小 型 炉
) 级,中 型 炉,+ %) 级,大 型 炉 #- 级 。 大 型 密 闭 式 电 石 炉 要 能 分 相 有载 调 压
&
单 相 电 弧 炉 用 ( 用于 熔 炼 铜,铜 合 金,
熔 化 生 铁 )
容 量 较 小,不 带 电 抗 器,变 压 器 短 路 阻 抗 为 #$* + #’*; 不 需 要 调压 ; 绕 组 为 交 叠 式 排 列

电 阻 炉 用 ( 用 于 机械 零 件 加 热,热 处理,粉 末 冶 金 烧 结,
有 色 金 属 熔 炼 )
容 量 常 为 数 百 千 伏 安,大 电 炉 由 几 台 变 压 器 分 别 供 电,便 于 分 段控 制 炉 温 ; 一 次 侧 带 分 接 头,有 )+ - 级 无 励 磁 调 压 ; 绕 组 多 为 同 心 式排 列,一 次 侧 &,$,时 多 做 成 干 式,!+ %$/,时 做 成 油 浸 式
·)!&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 用 途 特 点
!
盐 浴 炉 用 ( 用 于 工具 和 机 械 零 件 热 处理 )
容 量 常 在 "##$%& 以 下,二 次 电 压 !’! ( ")’!%; 有 ! ( ) 级 无 励 磁调 压 ; 绕 组 多 为 同 心 式 排 列,低 压 在 外,用 铜 排 卷 制 ; 也 有 用 交 叠 式,
低 压 绕 组 为 铸 铝 的
*
单 相 石 墨 化 炉 用
( 用 于 电 刷,电 磁,金刚 砂 的 加 热,使 之 石墨 化 )
负 载 为 间 断 性,一 台 变 压 器 轮 流 为 几 台 电 炉 供 电,要 求 至 少 有 "+
级 有 载 调 压,每 级,( +%; 工 作 稳 定,变 压 器 短 路 阻 抗 为 "#-以 下
)
工 频 感 应 炉 用 ( 用以 熔 化 黑 色 和 有 色金 属 )
可 采 用,型 结 线 变 压 器,亦 可 以 选 用 三 相 变 压 器,而 以 电 炉 的 感应 圈,电 感,电 容 构 成 三 相 对 称 负 载 ; 要 求 变 压 器 有 较 多 的 调 压 级数 ; 绕 组 多 为 同 心 式 排 列
/
电 渣 重 熔 用 ( 用 以将 小 钢 锭 精 熔 成 大钢 锭 )
变 压 器 多 为 单 相,二 次 电 压 从 数 十 伏 至 一 百 多 伏,有 ! ( ") 级 调压 ; 绕 组 多 为 交 叠 式 排 列
( 三 ) 电 炉 变 压 器 绕 组 型 式图 *0,,/ 字 绕 组 结 构
1) 双 饼 式 2) 板 式绕 组 排 列 有 交 叠 式,同 心 式 两 种 。 交 叠 式 的 特 点 是,高 低 压 绕 组 出 头 均在 外 侧,便 于 引 出 。 短 路 时 轴 向 力 较 大,但 可 以 采 取 措 施 压 紧 。
同 心 式 中 第 三 绕 组 调 压 方 式 的 低 压 绕 组 常 采 用 / 字 绕 组 的 结 构 形 式 。
图 *0,,1 为 多 根 导 线 并 联 的 双 饼 式 / 字 绕 组,它 适 用 于 三 匝 及 以 上 的 情 况 ;
图 *0,,2 为 铜,铝 板 弯 制 的 / 字 绕 组,它 适 用 于 一 至 两 匝 的 情 况 ; 另 外 还 有 介于 这 两 种 型 式 之 间 的 用 铜 排 卷 的 / 字 绕 组 。
( 四 ) 电 炉 变 压 器 限 流 电 抗炼 钢 用 电 弧 炉 变 压 器,要 求 在 炼 钢 初 期 具 有 较 大 的 电 抗,以 限 制 频 繁 出现 的 短 路 电 流,该 限 流 电 抗 目 前 国 内 采 用 的 型 式 有,") 一 次 侧 单 独 加 装 铁 心电 抗 器 或 者 采 用 与 铁 心 共 轭 的 电 抗 器 ;,) 采 用 改 变 交 叠 式 绕 组 漏 磁 组 数 多 少的 办 法 以 得 到 不 同 数 值 的 电 抗 ; +) 采 用 改 变 漏 磁 空 道 大 小 的 办 法 实 现 电 抗 值的 改 变 。 该 办 法 的 技 术 经 济 效 果 最 好 。
图 *0," 中 与 补 偿 电 容 器 相 串 联 的 电 抗 器 是 为 限 制 电 容 器 两 端 短 路 而 产生 的 极 大 短 路 电 流 而 设 置 。
( 五 ) 电 炉 变 压 器 电 容 补 偿有 的 电 炉 运 行 时 功 率 因 数 很 低,常 需 要 在 电 炉 变 压 器 的 第 三 绕 组 端 子 处接 以 补 偿 电 容 。 补 偿 电 容 的 容 量 亦 即 第 三 绕 组 所 提 供 的 容 量 。
图 *0,+ 给 出 了 此 种 变 压 器 各 绕 组 电 流 流 动 示 意 图 及 其 相 量 图 。
( 六 ) 电 炉 变 压 器 三 次 开 断为 避 免 因 电 炉 装 料,卸 料 及 故 障 下 变 压 器 与 网 路 联 结 的 超 高 压 开 关 的 频繁 操 作,特 设 计 了 图 *0," 所 示 的 三 次 开 断 电 路 。
当 电 炉 需 停 电 时,先 打 开 接 在 变 压 器 三 次 绕 组 上 的 控 制 开 关 ( 此 时 电 炉 中 尚 有 电 流 通 过 ),然 后 合 上 变 压
·**+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$ 有 补 偿 电 容 情 况 下 电炉 变 压 器 工 作 原 理 图
%) 电 流 流 动 示 意 图 &) 相 量 图器 与 电 炉 间 的 短 路 开 关 ( 此 时 电 炉 中 已 无 电 流 通 过 ),便 可 进 行 炉 子 的 装,卸 料 以 及 排 除 故 障 等 工 作 。 此 时 接于 变 压 器 一 次 侧 的 超 高 压 开 关 仅 仅 起 保 护 电 炉 变 压 器 的 作 用 。
在 操 作 过 程 中,由 于 控 制 开 关 的 断 开 和 短 路 开 关 的 闭 合,导 致 绕 组 # 的 电 压 全 部 加 在 绕 组 ’ 上,此 时 需注 意 防 止 变 压 器 铁 心 的 过 饱 和 。 所 以,这 种 方 式 只 有 当 (
#)!
(
’)
才 适 用 。
六,整 流 变 压 器
( 一 ) 整 流 变 压 器 同 相 逆 并 联大 型 大 电 流 整 流 装 置 多 采 用 同 相 逆 并 联 结 线,这 样 做 可 以 解 决 下 述 几 个 问 题,*) 各 部 分 的 局 部 过 热 ; #)
变 压 器 二 次 侧 的 阻 抗 增 大 ; $) 整 流 元 件 间 的 电 流 不 平 衡 。
整 流 变 压 器 采 用 同 相 逆 并 联,即 是 将 每 相 绕 组 分 成 两 组 并 联,但 是 绕 组 端 头 外 的 引 线 并 联 联 结 的 却 是 反方 向 的 两 组 导 电 母 线,目 的 是 使 其 中 流 过 大 小 相 等 方 向 相 反 的 电 流,以 便 互 相 补 偿,使 引 线 ( 包 括 短 网,整 流柜 ) 周 围 的 磁 通 得 到 最 大 限 度 的 抵 消 。
两 个 三 相 桥 式 电 路 采 用 同 相 逆 并 联 结 线 时,+ 相 绕 组 电 流 流 动 示 意 如 图 ! " #,所 示 。 不 难 看 出,从 变 压器 引 线 到 二 次 短 网 再 到 整 流 柜,电 流 流 动 都 是 两 两 成 对 出 现 的 。
图 !" #,三 相 桥 式 电路 同 相 逆 并 联 联 结 图
( 二 ) 整 流 变 压 器 移 相整 流 器 组 交 流 侧 ( 网 侧 ) 谐 波 含 量 与 等 效 相 数 的 多 少 密 切 相 关,故 提 高 等 效 相 数 是 抑 制 谐 波 的 重 要 措 施 。
·-!$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇而 提 高 等 效 相 数 主 要 是 通 过 移 相 手 段 实 现 的 。
在 自 耦 调 压 变 压 器 上 或 在 整 流 变 压 器 一 次 绕 组 上 移 相 是 最 常 用 的 办 法 。
由 四 台 变 压 器 组 成 的 等 效 !" 相 高,低 压 绕 组 相 量 图 见 图 # $ !%。
尽 管 移 相 绕 组 接 于 高 压 侧,但 四 台 变 压 器 的 高 压 侧 ( 一 次 侧 ) 均 同 时 连 接 于 同 一 个 电 网 上,因 此 在 变 压 器的 低 压 侧 ( 二 次 侧 ) 四 台 产 品 之 间 却 存 在 着 &%’的 相 角 差 。
图 # $ !% 等 效 !" 相 绕 组 相 量 图
() 第 一 台,),* 联 结 左 移 +,%’,# 相 -) 第 二 台,),* 联 结右 移 +,%’,# 相,) 第 三 台,),/ 联 结 左 移 +,%’,# 相
/) 第 四 台,),/ 联 结 右 移 +,%’,# 相
( 三 ) 三 次 绕 组 的 限 流 问 题大 容 量 带 有 外 接 补 偿 电 容 的 三 次 绕 组 的 变 压 器,此 三 次 绕 组 的 容 量 常 较 高 压 绕 组 的 容 量 为 小,因 此 一 旦在 补 偿 电 容 处,亦 即 在 三 次 绕 组 端 子 处 发 生 短 路,流 经 此 三 次 绕 组 的 短 路 电 流 倍 数 将 比 其 它 绕 组 的 短 路 电 流倍 数 大 得 多 。 为 此,必 须 特 殊 考 虑 此 三 次 绕 组 的 机 械 强 度,并 且 应 该 在 三 次 回 路 中 串 以 限 流 电 抗 器,以 限 制其 短 路 电 流 ( 参 见 图 # $ !&) 。
串 联 限 流 电 抗 器 阻 抗 值 的 大 小 与 三 次 绕 组 阻 抗,三 次 绕 组 端 电 压 有 关 。 因 为 这 三 者 电 压 的 相 量 和 是 一常 数,这 一 常 数 刚 好 等 于 补 偿 电 容 器 的 额 定 电 压 。 由 于 电 抗 器 中 流 过 的 是 电 容 电 流,负 载 情 况 下 将 导 致 三 次绕 组 输 出 电 压 的 升 高,甚 至 超 过 补 偿 电 容 器 的 额 定 电 压,这 将 是 危 险 的 。
( 四 ) 平 衡 电 抗 器为 使 两 组 非 同 期 换 相 的 整 流 电 路 能 同 时 并 联 工 作,其 间 必 须 接 平 衡 电 抗 器,以 平 衡 非 同 期 换 向 组 之 间 的瞬 变 电 压 差 。 没 有 它,两 组 中 只 有 瞬 时 电 压 高 的 一 相 导 通,故 两 组 只 能 交 替 工 作 而 不 是 并 联 工 作 。
变 压 器 和 平 衡 电 抗 器 的 结 线 图 见 图 # $ !#,平 衡 电 抗 器 本 身 的 接 线 原 理 图 见 图 # $ !+。
不 难 看 出,平 衡 电 抗 器 的 两 个 支 路 对 于 交 流 而 言 是 串 联 的,对 于 直 流 而 言 则 又 是 并 联 的 。
图 # $ !# 变 压 器 和 平 衡 电 抗 器 的 接 线 图
·0#1· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" #$ 平 衡 电 抗 器 接 线 原 理 图七,
%
形 联 结 变 压 器
( 一 ) % 形 联 结 变 压 器 原 理
%形 联 结 又 称 为 &’()) 联 结,可 以 把 三 相 电 源 变 成 两 相 电 源,通 常 由 称 为 % 变 和 * 变 的 两 个 单 相 变 压 器组 成 。 其 接 线 原 理 图 见 图 !" #+。
%变 满 载 而 * 变 空 载 以 及 * 变 满 载 而 % 变 空 载 时 的 电 流 分 布 情 况 见 图 !" #,。 图 中 系 假 定 变 压 器 电 压比 为 -,而 负 载 电 流 为 -../。
% 变,* 变 均 满 载 时 的 电 流 分 布 及 其 相 量 图 见 图 !" 0.。
图 !" #+ % 形 联 结 变 压 器 原 理 图
1) 接 线 图 2) 原 理 示 意 图图 !" #,% 变 * 变 分 别 满 载 时 电 流 分 布
1) % 变 满 载 * 变 空 载 2) * 变 满 载 % 变 空 载
·,!0·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !" #$ % 变,& 变 均 满 载 时 电 流 分 布 及 相 量 图
’) % 变,& 变 均 满 载 时 电 流 分 布 () % 变,& 变二 次 电 流 相 量 图 )) 一 次 侧 三 相 电 流 相 量 图
*) 一 次 侧 + 相 及,相 电 流 合 成 相 量 图不 难 看 出,一 次 侧 + 相,,相 绕 组 中 流 过 两 种 电 流,取 & 变 -$$.的 电 流 以 及 % 变 /$.的 电 流,而 且 这 两 种 电流 方 向 相 互 垂 直,故 合 成 后 大 小 同 0 相 电 流 一 样,亦 为 --/1/.。 此 时 一 次 侧 各 相 电 流 为
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从 上 列 各 式 中 可 知,在 二 次 侧 负 载 性 质 相 同 的 以 及 负 勒 电 流 大 小 相 等 情 况 下,一 次 侧 三 相 电 流 的 大 小 相等 而 相 位 差 -3$8。
( 二 ) % 形 联 结 变 压 器 阻 抗如 果 & 变 一 次 绕 组 结 构 布 置 不 够 理 想,则 会 出 现 阻 抗 过 大,导 致 二 次 侧 三 相 电 压 严 重 不 平 衡 。 & 变 一次 绕 组 布 置 不 合 理 情 况 见 图 !" #-。
从 图 !" #- 不 难 看 出,从 % 变 一 次 绕 组 中 流 进,& 变 一 次 绕 组 两 臂 中 的 两 个 /9:9/.电 流,在 每 个 铁 心 柱中 所 产 生 的 磁 动 势 都 没 有 得 到 平 衡 。 结 果 对 于 从 % 变 流 进 的 电 流 而 言,+、,两 相 变 成 了 一 个 电 抗 绕 组,在 负载 下 产 生 很 大 的 压 降,导 致 一 次 电 压 的 严 重 不 平 衡 。 为 此 必 须 设 法 增 加 +、,相 绕 组 各 自 的 耦 合 程 度,以 减少 其 电 压 降 落 。
为 解 决 此 问 题,常 采 用 下 列 三 种 方 法,-) & 变 的 两 半 个 一 次 绕 组 常 采 用 彼 此 交 错 排 列 方 式 ; 3) & 变 的 两半 个 一 次 绕 组 采 用 两 柱 并 联 联 结 方 式 ; #) & 变 中 增 设 平 衡 绕 组 。 这 三 种 办 法 的 接 线 示 意 图 见 图 !" #3。
·$9#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ % 变 一 次 绕 组 布 置 不 合 理 情 况图 ! " #& 减 少 阻 抗 的 三 种 接 线 图
’) 交 叠 排 列 () 并 联 联 结 )) 增 设 平 衡 绕 组八,变 压 器 的 运 行 与 维 护
( 一 ) 变 压 器 的 特 殊 巡 视 检 查遇 下 列 情 况 应 对 变 压 器 进 行 特 殊 巡 视 检 查,并 应 增 加 巡 视 检 查 次 数 。
$*新 设 备 或 经 过 检 修,改 造 的 变 压 器 在 投 运 +&,内 。
&*有 严 重 缺 陷 时 。
#*气 象 有 特 殊 变 化 ( 如 大 风,大 雾,大 雪,冰 雹,寒 潮 等 ) 时 。
-*雷 雨 季 节 特 别 是 雷 雨 后 。
.*高 温 季 节,高 峰 负 荷 期 间 。
!*变 压 器 在 事 故 过 负 荷 运 行 时 。
( 二 ) 变 压 器 日 常 巡 视 检 查
$*变 压 器 的 油 温 和 温 度 计 应 指 示 正 常,油 枕 的 油 位 与 温 度 相 对 应,各 部 位 无 渗 油,漏 油 。
&*套 管 油 位 应 指 示 正 常,套 管 外 部 无 破 损 裂 纹,无 严 重 油 污,无 放 电 痕 迹 及 其 他 异 常 现 象 。
#*变 压 器 音 响 正 常 。
-*各 冷 却 器 手 感 温 度 应 相 近,风 扇,油 泵,水 泵 运 转 正 常,无 杂 音,振 动 和 摩 擦 声 响,油 流 继 电 器 工 作 正常 。
.*水 冷 却 器 的 油 压 应 大 于 水 压 ( 制 造 厂 另 有 规 定 者 除 外 ) 。
·$+#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!"吸 湿 器 应 完 好,呼 吸 通 畅 无 阻 塞,吸 附 剂 干 燥 。
#"引 线 接 头,电 缆,母 线 应 无 发 热 迹 象 。
$"压 力 释 放 器,安 全 气 道 及 防 爆 膜 应 完 好 无 损 。
%"有 载 分 接 开 关 的 分 接 位 置 及 电 流 指 示 应 正 常 。
&’"气 体 继 电 器 装 满 油,无 气 体,气 体 保 护 引 出 线 端 子 盒 罩 盖 完 整 且 盖 好 。
&&"各 控 制 箱 和 二 次 端 子 箱 应 关 严,以 免 雨,雪,雾 等 浸 入 造 成 潮 湿 。
&("强 油 风 冷 变 压 器 的 冷 却 装 置 电 源 工 作 方 式 正 常,两 组 电 源 中 一 组 在 工 作 状 态 ; 另 一 组 在 备 用 电 源 状态 。
&)"干 式 变 压 器 的 外 部 表 面 应 无 积 污 。
&*"变 压 器 室 的 门,窗,门 锁 应 完 整,屋 顶 无 漏 水,渗 水,照 明 应 完 好,充 足,温 度 应 正 常 。
&+"现 场 规 程 中 规 定 的 其 他 项 目 。
( 三 ) 变 压 器 的 特 殊 检 查 项 目
&"大 风 时,引 线 应 无 剧 烈 摆 动,松 动 或 断 股,变 压 器 的 本 体,瓷 瓶 套 管 及 铝 母 线 上 无 被 大 风 刮 上 去 的 杂物 。
("雷 雨 后,检 查 瓷 瓶 等 各 部 有 无 放 电 闪 烙 痕 迹 以 及 避 雷 器 放 电 记 录 仪 动 作 情 况 。
)"大 雪 天,引 线 套 管 端 子 上 落 雪 不 应 立 即 融 化 或 出 现 蒸 发 冒 气 现 象,应 保 持 其 上 无 冰 溜 子 。
*"大 雾 天,应 加 强 设 备 巡 视,套 管 应 无 放 电 现 象 。
+"气 温 及 负 荷 剧 变 时,应 检 查 油 枕 油 位 及 套 管 油 位 随 温 度 的 变 化 情 况,注 意 伸 缩 节 和 接 头 有 无 变 形 或 发热 等 现 象 。
!"气 体 保 护 及 差 动 保 护 动 作 后 应 立 即 检 查 。
#"当 系 统 发 生 短 路 故 障 时,应 立 即 检 查 变 压 器 系 统 有 无 开 裂,断 脱,移 位,变 形,焦 味,烧 损,闪 洛,烟 火 和喷 油 等 现 象 。 必 要 时 取 油 样 进 行 色 谱 分 析 。
( 四 ) 变 压 器 的 定 期 检 查 项 目
&"变 压 器 的 定 期 检 查 周 期 由 现 场 规 程 决 定 。
("定 期 检 查 应 增 加 以 下 检 查 内 容
( &) 外 壳 及 箱 体 应 无 异 常 发 热 。
( () 各 部 位 的 接 地 应 完 好,必 要 时 测 量 接 地 电 阻 。
( )) 必 要 时 应 测 量 铁 心 和 夹 件 的 接 地 电 流 。
( *) 定 期 对 油 样 进 行 色 谱 分 析 。
( +) 强 制 油 循 环 冷 却 的 变 压 器 应 作 冷 却 装 置 的 自 动 切 换 试 验 。
( !) 有 载 调 压 装 置 的 动 作 情 况 应 正 常 。
( #) 各 种 标 志 应 齐 全 明 显 。
( $) 各 种 气 体,差 动,过 流,压 力,温 度 等 保 护 装 置 应 齐 全,良 好 。
( %) 各 种 温 度 计 应 在 检 定 周 期 内,超 温 信 号 应 正 确 可 靠 。
( &’) 消 防 设 备 应 齐 全 完 好 。
( &&) 室 ( 洞 ) 内 变 压 器 通 风 设 施 应 完 好 。
( &() 贮 油 池 和 排 油 设 施 应 保 持 良 好 状 态 。
九,变 压 器 分 接 开 关 的 运 行 与 维 护电 力 网 的 电 压,是 随 运 行 方 式 和 负 载 的 大 小 变 化 而 变 化 的 。 电 压 过 高 和 过 低,都 会 直 接 影 响 变 压 器 的 正常 运 行 和 用 电 设 备 的 运 行 和 使 用 寿 命 。 为 了 使 变 压 器 能 够 有 一 个 额 定 的 输 出 电 压,大 多 数 是 通 过 改 变 一 次绕 组 分 接 开 关 的 位 置 来 实 现 调 压 的 。
·(#)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册变 压 器 分 接 开 关 的 作 用 是 改 变 变 压 器 绕 组 的 匝 数 比,以 达 到 改 变 电 压 的 目 的 。 调 整 分 接 开 关 位 置 时,应注 意 以 下 几 点,
( 一 ) 无 载 分 接 开 关 位 置 的 调 整
!"先 将 无 载 分 接 开 关 的 止 动 销 钉 拧 开 或 将 螺 栓 旋 出,再 转 动 物 柄,直 到 物 柄 上 的 指 针 与 位 置 标 志 相 重合,并 以 此 位 置 为 中 心 多 次 来 回 转 动,以 便 消 除 触 头 上 的 氧 化 膜 和 油 污 。 然 后 待 定 位 销 落 于 相 应 分 接 位 置 的孔 中,分 接 开 关 的 接 触 部 分 才 能 达 到 准 确 的 位 置 。
#"在 确 认 分 接 开 关 位 置 正 确 并 锁 紧,并 测 量 绕 组 的 直 流 电 阻 合 格 后,才 可 将 变 压 器 投 入 运 行 。
$"分 接 开 关 的 位 置 应 记 入,变 压 器 分 接 开 关 位 置 笔 记 本,。
( 二 ) 有 载 调 节 变 压 器 有 载 开 关 的 调 整有 载 调 节 变 压 器 有 载 开 关 的 投 运,验 收,运 行 监 视 及 其 操 作 应 遵 守 如 下 规 定,
!"投 运 前 安 装 单 位 应 按 %&!’(— )*,电 气 装 置 安 装 工 程 电 力 变 压 器,油 浸 电 控 器,互 感 器 施 工 及 验 收 规范,和 %&+*!+*— )!,电 气 装 置 安 装 工 程 电 气 设 备 交 接 试 验 标 准,中 有 关 部 分 及 制 造 厂 有 关 说 明 进 行 交 接 验收 。 同 时 将 分 接 开 关 的 新 产 品 安 装 使 用 说 明 书,合 格 证,控 制 器 说 明 书 与 整 定 值,过 压 力 保 护 装 置 说 明 书 与整 定 值,安 装 ( 检 修 ) 记 录,调 试 记 录,油 的 化 验 分 析 报 告 等 技 术 资 料 移 交 运 行 单 位 。
#"现 场 应 备 有 分 接 开 关 运 行 维 修 细 则,检 修 记 录 簿,缺 陷 记 录 簿,分 接 变 换 记 录 与 分 接 变 换 运 行 次 数 记录 表 。
$"当 采 用 自 动 高 压 控 制 器 时,投 运 前 应 按 制 造 厂 使 用 说 明 书 和 调 度 定 值 通 知 单 位,对 自 动 控 制 器 进 行 必要 的 检 查 和 调 试,自 动 控 制 器 的 电 压 互 感 器 断 线 闭 锁 应 正 确 可 靠 。
’"分 接 开 关 控 制 回 路 应 设 过 电 流 闭 锁 装 置,其 整 定 值 取 与 其 配 套 的 变 压 器 额 定 电 流 的 !"# 倍,电 流 继 电器 返 回 系 数 应 大 于 或 等 于 *"),其 过 电 流 闭 锁 动 作 应 正 确 可 靠 。
+"分 接 开 关 油 室 内 绝 缘 油 应 符 合 有 关 规 定 。
,"有 载 调 压 变 压 器 所 有 分 接 位 置 的 变 压 比 和 直 流 电 阻 应 符 合 有 关 规 定 。
-"新 装 或 大 修 后 的 有 载 调 压 变 压 器 在 投 运 前,由 安 装 ( 检 修 ) 单 位 的 施 工 人 员 与 运 行 人 员 共 同 对 分 接 开关 进 行 以 下 项 目 的 检 查 与 验 收 。
( !) 对 分 接 开 关 的 安 装 ( 检 修 ) 资 料 及 调 试 报 告,记 录 等 进 行 检 查 与 验 收,并 应 有 合 格 可 以 投 运 的 结 论 。
( #) 外 观 检 查
!) 分 接 开 关 贮 油 柜 的 阀 门 应 在 开 启 位 置 。
#) 油 位 指 示 正 常 。
$) 吸 湿 器 良 好 。
’) 外 部 密 封 无 渗 漏 油 。
+) 电 动 机 构 箱,机 构 均 应 清 洁,防 尘,防 雨,防 小 动 物,密 封 措 施 完 好 。
,) 进 出 油 管 标 志 明 显 。
-) 气 体 保 护 装 置 完 好,保 护 方 向 正 确 。
() 过 压 力 的 保 护 装 置 完 好 无 损 。
)) 电 动 机 构 箱 与 分 接 开 关 的 分 接 位 置 指 示 正 确 一 致 。
( $) 电 气 控 制 回 路 检 查
!) 控 制 回 路 绝 缘 应 良 好 。
#) 回 路 接 线 正 确,接 触 良 好,接 触 器 动 作 灵 活,不 应 发 生 误 动,拒 动 和 连 动 。
$) 驱 动 电 机 的 熔 断 器 应 与 其 容 量 相 匹 配 。
( ’) 检 查 分 接 开 关 的 电 动 机 构 箱 安 装 是 否 水 平,垂 直 转 轴 是 否 垂 直,动 作 是 否 灵 活,加 热 器 是 否 良 好 。
( +) 对 分 接 开 关 的 油 流 控 制 继 电 器,气 体 继 电 器 进 行 整 组 动 作 试 验 。
(,) 分 接 开 关 的 压 力 释 放 位 置 应 符 合 产 品 技 术 要 求,并 应 有 合 格 证 。
( -) 手 动 操 作
!) 手 摇 操 作 一 个 循 环,检 查 传 动 机 构 是 否 灵 活,电 动 机 构 箱 中 的 联 锁 开 关,极 限 开 关,顺 序 开 关 等 动 作 是
·$-$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇否 正 确 。
!) 水 平 轴 与 垂 直 轴 安 装 是 否 正 确 。
") 检 查 分 接 开 关 和 电 动 机 构 联 结 的 正 确 性 。
#) 正 向 和 反 向 操 作 时,两 者 转 动 角 度 与 手 摇 转 动 圈 数 是 否 符 合 产 品 说 明 书 要 求,电 动 机 构 和 分 接 开 关 每个 分 接 变 换 位 置 及 分 接 变 换 指 示 灯 的 显 示 是 否 一 致,计 数 器 动 作 是 否 正 确 。
( $) 电 动 操 作 检 查
%) 先 将 分 接 开 关 手 摇 操 作 置 于 中 间 分 接 位 置,接 入 操 作 电 源,然 后 进 行 电 动 操 作,识 别 电 源 相 序 。
!) 逐 级 分 接 一 个 循 环,检 查 起 动 按 钮,紧 急 停 车 按 钮,电 气 极 限 闭 锁 动 作,手 摇 操 作 电 动 闭 锁,远 方 控 制操 作 均 应 准 确 可 靠 。
") 每 个 分 接 变 换 的 运 行 位 置 指 示,电 机 机 构 分 接 位 置 指 示 与 分 接 开 关 分 接 位 置 指 示 均 应 一 致,动 作 计 数器 动 作 正 确 。
#) 电 动 检 查 两 个 循 环 。
( &) 新 装 或 大 修 后 的 有 载 调 压 变 压 器,投 入 电 网 进 行 五 次 冲 击,合 闸 试 验 正 常 后,空 载 情 况 下,在 控 制 室进 行 远 方 电 气 操 作 一 个 循 环,( 如 空 载 全 程 分 接 变 换 有 困 难,可 在 电 压 允 许 偏 差 范 围 内 进 行 几 个 分 接 的 变 换操 作 ),各 项 指 示 应 正 确,极 限 位 置 电 气 闭 锁 应 可 靠,其 三 相 切 换 电 压 变 化 范 围 和 规 律 与 产 品 出 厂 数 据 相 比 较应 无 明 显 差 别 。 然 后 调 至 所 要 求 的 分 接 位 置 带 负 荷 运 行,并 加 强 监 视 。
( 三 ) 运 行
%’运 行 现 场 应 具 备 的 资 料 。
!’有 载 调 压 装 置 及 其 自 动 控 制 装 置,应 经 常 保 持 在 良 好 运 行 状 态 。 故 障 停 用,应 立 即 汇 报,同 时 通 知 检修 单 位 检 修 。
"’正 常 情 况 下,一 般 应 使 用 远 方 电 气 控 制 。 当 检 修 调 试,远 方 电 气 操 作 回 路 出 现 故 障 和 必 要 时,可 使 用就 地 电 气 控 制 或 手 摇 操 作 。 当 分 接 开 关 在 极 限 位 置 又 必 须 手 摇 操 作 时,必 须 确 认 操 作 方 向 无 误 后 方 可 进 行 。
就 地 操 作 按 钮 应 有 防 误 操 作 措 施 。
#’每 次 分 接 变 换 操 作 都 应 将 操 作 时 间,分 接 位 置,电 压 变 化 情 况 及 累 计 动 作 次 数 记 录 在 有 载 分 接 开 关 分接 变 换 记 录 表 内,每 次 投 停,试 验,维 修,缺 陷 与 故 障 处 理,都 应 作 好 记 录 。
(’分 接 开 关 每 天 分 接 变 换 次 数 可 根 据 检 修 周 期 分 接 变 换 次 数,检 修 周 期 与 运 行 经 验 兼 顾 考 虑 。 一 般 平均 每 天 分 接 变 换 次 数 为,"()* 电 压 等 级 为 "+ 次 ;,+- %%+)* 电 压 等 级 为 !+ 次 ; !!+)* 电 压 等 级 为 %+ 次 ; ""+)*
及 以 上 不 作 规 定 。
,’当 变 动 分 接 开 关 操 作 电 源 后,在 未 确 认 电 源 相 序 是 否 正 确 前,禁 止 在 极 限 位 置 进 行 电 气 操 作 。
.’由 单 相 变 压 器 构 成 的 三 相 有 载 调 压 变 压 器 组,在 进 行 分 接 变 换 操 作 时,应 采 用 三 相 同 步 远 方 或 就 地 电气 控 制 操 作,并 必 须 具 备 同 步 保 护 。 只 有 在 空 载 状 态 下,远 方 控 制 回 路 出 现 故 障 而 又 急 需 操 作 时,方 可 在 分相 电 动 机 构 箱 内 操 作,同 时 应 完 成 下 列 事 项,
( %) 只 有 在 三 相 分 接 开 关 完 成 % 个 分 接 变 换 后,方 可 进 行 第 ! 次 分 接 变 换,不 得 在 一 相 连 续 进 行 ! 次 分接 变 换 。
( !) 分 接 变 换 操 作 时,应 与 控 制 室 保 持 联 系,密 切 注 意 电 压 表 与 电 流 表 的 变 化 情 况 。
( ") 操 作 结 束,应 检 查 各 相 分 接 开 关 的 分 接 位 置 指 示 是 否 一 致 。
( #) 两 台 有 载 调 压 变 压 器 并 联 运 行 时,允 许 在 $(/变 压 器 额 定 负 荷 电 流 及 以 下 的 情 况 下,进 行 分 接 变 换操 作 。
不 得 在 单 台 变 压 器 上 连 续 进 行 ! 个 分 接 变 换 操 作,必 须 一 台 变 压 器 先 进 行 一 个 分 接 变 换 后,再 进 行 另 一台 的 分 接 变 换 操 作 。 每 进 行 一 个 分 接 变 换 后,都 要 检 查 一 次 电 压,电 流 的 变 化 情 况,防 止 误 操 作 和 过 负 荷 。
( () 进 行 升 压 操 作 时,应 先 操 作 负 荷 电 流 相 对 较 小 的 一 台,再 操 作 负 荷 电 流 相 对 较 大 的 一 台,以 防 止 过 大的 环 流 。 降 压 操 作 与 此 相 反 。 操 作 完 毕,应 再 次 检 查 并 联 的 两 台 变 压 器 电 流 大 小 与 分 配 情 况 。
(,) 有 载 调 压 变 压 器 与 无 载 调 压 变 压 器 并 联 运 行 时,应 预 先 将 有 载 调 压 变 压 器 分 接 位 置 调 整 到 与 无 载 变压 器 相 应 的 分 接 位 置,然 后 切 断 操 作 电 源,再 并 联 运 行 。
(,) 对 装 有 自 动 控 制 器 分 接 开 关 的 要 求
·#."· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!) 装 有 自 动 控 制 器 的 分 接 开 关 必 须 装 有 计 数 器,当 计 数 器 失 灵 时,应 暂 使 用 自 动 控 制 器,查 明 原 因,消 除故 障 后,方 可 恢 复 自 动 控 制 。
") 两 台 及 以 上 并 联 运 行 的 有 载 调 压 变 压 器 或 有 载 调 压 单 相 变 压 器 组,必 须 具 有 可 靠 的 失 步 保 护,此 类 变压 器 不 能 投 入 自 动 控 制 器 。
#) 当 系 统 可 能 出 现 电 压 大 幅 波 动 时,应 停 用 自 动 控 制 器 。
( 四 ) 分 接 开 关 的 事 故 处 理分 接 变 换 操 作 中 发 生 下 列 异 常 情 况 时 应 作 如 下 处 理,并 及 时 汇 报,安 排 检 修 。
!$操 作 中 发 生 连 动 时,应 在 指 示 盘 上 出 现 第 二 个 分 接 位 置 时,立 即 断 开 操 作 电 源,用 手 动 操 作 到 适 当 分接 位 置 。
"$远 方 电 气 控 制 操 作 时,计 数 器 及 分 接 位 置 指 示 正 常,而 电 压 表 和 电 流 表 又 无 相 应 变 化,应 立 即 切 断 操作 电 源,中 止 操 作 。
#$如 出 现 下 列 情 况 应 中 止 或 停 止 分 接 开 关 的 操 作 。
( !) 分 接 开 关 发 生 拒 动,误 动 。
( ") 电 压 表 电 流 表 变 化 异 常 。
( #) 电 动 机 构 和 传 动 机 构 出 现 故 障 。
( %) 分 接 开 关 指 示 不 一 致 。
( &) 内 部 切 换 有 异 声 。
( ’) 过 压 力 保 护 动 作 。
( () 看 不 见 油 位 或 大 量 喷 油 危 及 分 接 开 关 和 变 压 器 运 行 出 现 其 他 异 常 情 况 时 。
%$若 使 用 气 体 继 电 器 代 替 油 流 控 制 器,运 行 中 多 次 分 接 变 换 后 动 作 发 出 信 号,应 及 时 放 气 。 若 分 接 变 换不 频 繁 而 发 出 信 号 频 繁,应 作 好 记 录,及 时 汇 报 并 暂 停 分 接 变 换,查 明 原 因 。 消 除 故 障 前,不 得 将 变 压 器 及 分接 开 关 投 入 运 行 。
&$分 接 开 关 巡 视 检 查 项 目
( !) 分 接 指 示 应 在 规 定 电 压 偏 差 范 围 内 。
( ") 控 制 器 电 源 指 示 灯 显 示 正 常 。
( #) 分 接 位 置 指 示 器 应 指 示 正 常 。
( %) 分 接 开 关 集 油 柜 的 油 门,油 色,吸 湿 器 及 其 干 燥 剂 均 正 常 。
( &) 分 接 开 关 及 其 附 件 各 部 位 应 无 渗 漏 油 。
( ’) 计 数 器 动 作 正 常,及 时 记 录 分 接 变 换 次 数 。
( () 电 动 机 构 内 部 应 清 洁,润 滑 油 位 正 常,机 构 箱 门 关 闭 严 密,防 潮,防 尘,防 小 动 物,密 封 良 好 。
( )) 分 接 开 关 加 热 器 应 完 好,并 按 要 求 及 时 投 入 或 退 出 。
’$当 出 现 下 列 异 常 时,应 及 时 汇 报,暂 停 分 接 变 换 操 作
( !) 变 压 器 本 体 绝 缘 油 的 色 谱 分 析 出 现 异 常 。
( ") 分 接 开 关 油 位 异 常 升 高 或 降 低,直 至 接 近 变 压 器 油 柜 油 面 时 。
($变 压 器 有 载 分 接 开 关 的 维 护 应 按 制 造 厂 的 规 定 进 行,无 制 造 厂 规 定 者 可 参 照 以 下 规 定,
( !) 运 行 ’ * !" 个 月 或 切 换 "+++ * %+++ 次 后,应 取 切 换 开 关 箱 中 的 油 样 作 实 验 。 绝 缘 油 的 击 穿 电 压 不 应低 于 #+,-,当 击 穿 电 压 低 于 #+,- 时,应 停 止 使 用 自 动 电 压 控 制 器,当 击 穿 电 压 低 于 "&,- 时,应 停 止 分 接 变 换操 作,应 更 换 切 换 开 关 箱 的 绝 缘 油 。
( ") 新 投 入 的 分 接 开 关,在 投 入 运 行 后 ! * " 年 或 切 换 &+++ 次 后,应 将 切 换 开 关 吊 出 检 查 。 此 后 可 按 实际 情 况 确 定 检 查 周 期 。
( #) 长 期 不 调 及 长 期 不 用 的 分 接 位 置 的 有 载 分 接 开 关,在 停 电 时,应 在 最 高 和 最 低 分 接 位 置 间 操 作 几 个循 环,以 保 证 操 作 机 构 经 常 保 持 良 好 状 态 。
)$应 逐 级 调 压,即 必 须 在 一 个 分 接 变 换 完 成 后 方 可 进 行 第 二 次 分 接 变 换,同 时 监 视 分 接 开 关 位 置 及 电压,电 流 的 变 化 。
·&(#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇十,变 压 器 的 不 正 常 运 行 及 其 处 理变 压 器 故 障 所 表 现 的 现 象 极 其 复 杂,但 大 致 可 以 分 为 四 个 方 面,
磁 路 中 发 生 的 故 障 ;
电 路 内 发 生 的 故 障 ;
结 构 及 装 配 上 所 发 生 的 故 障 ;
介 质 部 分 发 生 的 故 障 。
因 此,运 行 值 班 人 员 应 根 据 变 压 器 在 运 行 中 发 现 的 不 正 常 现 象 做 出 正 确 的 判 断,设 法 尽 快 采 取 措 施 加 以消 除,并 报 告 主 管 部 门 和 做 好 记 录 。
( 一 ) 变 压 器 有 下 列 情 况 应 停 运变 压 器 有 下 列 情 况 之 一 者 应 立 即 停 止 运 行,若 有 备 用 变 压 器 应 尽 可 能 将 其 投 入 运 行 。
!"变 压 器 内 部 声 响 很 大,很 不 正 常,有 开 裂 声 。
#"严 重 漏 油 或 喷 油,使 油 位 无 法 从 油 位 计,气 体 继 电 器 上 判 断 油 位 者 。
$"套 管 有 严 重 破 损 和 放 电 现 象 。
%"变 压 器 冒 烟 着 火 。
& 在 正 常 负 载 和 冷 却 条 件 下,变 压 器 温 度 不 正 常 并 不 断 上 升,且 经 检 查 证 明 温 度 计 指 示 正 确,则 变 压 器已 发 生 内 部 故 障,应 立 即 将 变 压 器 停 止 运 行 。
’"发 生 人 身 触 电 。
("当 发 生 危 及 变 压 器 安 全 的 故 障,而 变 压 器 的 有 关 保 护 装 置 拒 动 时,值 班 人 员 应 立 即 将 变 压 器 停 止 运行 。
( 二 ) 变 压 器 有 下 列 情 况 应 查 明 原 因遇 到 下 列 情 况 时,值 班 人 员 应 查 明 原 因,采 取 适 当 措 施 进 行 处 理 。
!"变 压 器 油 温 升 高 超 过 制 造 厂 规 定 或 规 程 规 定 的 最 高 顶 层 油 温 时,值 班 人 员 应 按 以 下 步 骤 检 查 处 理,
( !) 检 查 变 压 器 的 负 载 和 冷 却 介 质 温 度,并 与 在 同 一 负 载 和 冷 却 介 质 温 度 下 正 常 的 温 度 核 对 。
( #) 用 酒 精 温 度 计 所 指 示 的 上 层 油 温 核 对 温 度 测 量 装 置 。
( $) 检 查 变 压 器 冷 却 装 置,散 热 器 冷 却 情 况 及 变 压 器 室 的 通 风 情 况 。 若 温 度 升 高 的 原 因 是 由 于 冷 却 系 统的 故 障,应 尽 可 能 在 运 行 中 排 除 故 障 ; 若 运 行 中 无 法 排 除 故 障 且 变 压 器 又 不 能 立 即 停 止 运 行,则 值 班 人 员 应按 现 场 规 程 规 定 调 整 该 变 压 器 负 载 至 允 许 温 度 下 的 相 应 容 量 。 在 正 常 负 载 和 冷 却 条 件 下,变 压 器 温 度 不 正常 并 不 断 上 升,但 经 检 查 证 明 温 度 指 示 正 确,则 认 为 变 压 器 内 部 故 障,应 立 即 将 变 压 器 停 止 运 行 。
( %) 变 压 器 在 各 种 额 定 电 流 下 运 行,若 顶 层 油 温 超 过 !)&*时,应 立 即 降 低 负 载 。
#"变 压 器 中 的 油 因 温 度 过 低 而 凝 结 时,应 不 接 冷 却 器 空 载 运 行,逐 步 增 加 负 载,同 时 监 视 顶 层 油 温 。 根据 顶 层 油 温 投 入 相 应 数 量 的 冷 却 器,直 至 转 入 正 常 运 行 。
$"当 发 现 变 压 器 的 油 位 较 当 时 油 温 所 应 有 的 油 位 显 著 降 低 时,应 查 明 原 因 。 补 油 时 应 遵 守 规 程 有 关 规定,严 禁 从 变 压 器 下 部 补 油 。
%"变 压 器 油 位 高 出 油 位 指 示 极 限
( !) 首 先 应 区 分 油 位 升 高 是 否 由 于 假 油 位 所 致 。 重 点 检 查 出 气 孔 是 否 堵 塞,影 响 了 油 枕 的 正 常 呼 吸 。
( #) 如 确 系 油 位 过 高,则 应 放 油,使 油 位 降 至 与 当 时 油 温 相 对 应 的 高 度,以 免 溢 油 。
&"当 变 压 器 因 铁 心 多 点 接 地 且 接 地 电 流 较 大 时,应 检 修 处 理 。 在 缺 陷 未 消 除 前,为 防 止 电 流 过 大 烧 损 铁心,可 采 取 措 施 将 电 流 限 制 在 !))+,以 内,并 加 强 监 视 。
’"变 压 器 的 跳 闸 和 灭 火
( !) 变 压 器 跳 闸 后 应 立 即 停 止 油 泵 。
( #) 变 压 器 跳 闸 后 应 立 即 查 明 原 因,如 综 合 判 断 证 明 变 压 器 跳 闸 不 是 由 于 内 部 故 障 所 引 起,可 重 新 投 入
·’($· 新 编 电 气 工 程 师 手 册运 行 。
( !) 若 变 压 器 有 内 部 故 障 的 征 兆 时,应 将 变 压 器 各 侧 断 路 器,隔 离 开 关 断 开,进 一 步 对 变 压 器 检 查 。 如 系变 压 器 着 火 时,应 立 即 采 取 以 下 措 施,
") 立 即 断 开 电 源,停 止 冷 却 器 运 行 。
#) 应 立 即 断 开 变 压 器 各 侧 断 路 器,隔 离 开 关,退 出 所 有 保 护 。
!) 如 果 油 从 上 溢 出,应 打 开 下 部 油 门,将 油 位 降 低 。
$) 如 果 油 箱 炸 裂,应 迅 速 将 油 箱 中 的 油 全 部 排 出,使 油 流 入 贮 油 坑 或 贮 油 槽,并 将 残 油 燃 烧 的 火 焰 扑 灭 。
%) 若 散 热 器 漏 油 着 火,应 立 即 关 闭 散 热 器 上,下 油 门,并 将 燃 烧 的 火 焰 扑 灭 。
&) 灭 火 时 要 使 用 不 导 电 的 二 氧 化 碳,干 粉,四 氯 化 碳 等 灭 火 剂 。 不 得 已 时,对 于 溢 出 地 面 或 坑 槽 内 的 油火 可 用 砂 子,泥 土 扑 灭,严 禁 使 用 水 或 普 通 灭 火 器 灭 火 。
’(变 压 器 的 故 障 和 原 因,前 已 叙 述,变 压 器 是 由 磁 路,电 路,介 质 和 箱 体 及 散 热 装 置 构 成 的,因 此,变 压 器的 故 障 大 致 可 以 分 为 四 个 方 面,
( ") 磁 路 中 发 生 的 故 障,是 指 在 铁 心,铁 轭 及 其 相 互 夹 紧 结 构 间 发 生 的 故 障 。
") 在 变 压 器 中,穿 心 螺 杆 穿 过 铁 心 及 铁 轭 后 套 以 螺 帽,用 以 夹 紧 叠 片,但 在 施 工 中,由 于 工 作 人 员 的 疏忽,而 使 螺 栓 周 围 绝 缘 或 绝 缘 垫 片 损 坏,这 种 损 坏 形 成 的 接 地 点 与 变 压 器 本 身 的 接 地 点,引 起 变 压 器 片 间 局部 短 路,而 形 成 涡 流 。 如 果 螺 栓 上 的 绝 缘 有 两 个 或 两 个 以 上 损 坏 点 时,则 螺 栓 与 螺 栓 间 可 能 产 生 强 烈 的 循 环电 流,当 接 地 的 两 螺 栓 距 离 相 当 近 时,两 螺 栓 与 两 端 所 接 触 的 夹 件 或 叠 片 之 间 形 成 一 个 低 阻 抗 回 路,其 电 流所 产 生 的 热 量 足 以 使 该 部 分 的 硅 钢 片 温 度 到 熔 化 的 程 度,同 时 可 能 危 及 线 圈 绝 缘,进 一 步 造 成 故 障 的 发 展 。
#) 当 磁 路 叠 片 间 的 绝 缘 损 坏 时,或 者 铁 轭 与 夹 件 间 的 绝 缘 损 坏 时,都 会 在 局 部 铁 心 产 生 大 量 的 涡 流,其涡 流 产 生 的 热 量 可 能 使 铁 心 及 线 圈 绝 缘 损 坏 。
!) 由 于 工 艺 粗 糙,要 求 不 严,使 不 应 有 的 铁 削 或 碎 钢 片,将 铁 心 及 轭 铁 间 绝 缘 短 接 或 叠 片 短 接,而 使 铁 心叠 片 产 生 局 部 短 路 和 涡 流,造 成 铁 心 发 热 。
$) 其 他 铁 心 缺 陷,如 油 中 金 属 碎 渣 造 成 铁 心 的 片 间 短 路 。
( #) 电 路 内 发 生 的 故 障,是 指 在 线 圈,绕 组 绝 缘 及 接 线 端 所 发 生 的 故 障 。
变 压 器 绕 组 的 主 绝 缘 和 匝 间 绝 缘 是 容 易 发 生 故 障 的 部 位 。 其 主 要 类 型 有,
") 变 压 器 的 绕 组 处 在 交 变 磁 场 中,因 此,变 压 器 绕 组,铁 心 长 期 受 电 磁 力 的 作 用,其 每 秒 受 到 电 磁 力 作 用而 产 生 振 动 频 率 约 "))*+。 如 果 在 制 造 过 程 中 检 修 工 粗 糙,铜 导 体 锐 利 的 边 缘 会 在 振 动 中 割 破 绝 缘,而 使 相邻 匝 间 短 路 。
#) 变 压 器 长 期 过 负 荷 运 行 使 匝 间 绝 缘 老 化 。
!) 变 压 器 经 过 多 次 短 路 冲 击,使 绕 组 受 力 变 形,使 变 压 器 匝 间 高 低 压 层 间 或 线 圈 对 铁 心 ( 或 外 壳 ) 绝 缘 击穿 。
$) 变 压 器 油 中 进 水,使 变 压 器 的 匝 间 或 主 绝 缘 不 能 经 受 允 许 的 电 压 而 造 成 绝 缘 击 穿 。
%) 由 于 防 雷 设 施 不 完 善,在 大 气 过 电 压 下,造 成 绝 缘 击 穿 。
( !) 结 构 及 散 热 装 置 或 安 装 配 合 上 不 应 当 发 生 的 故 障
") 在 绕 组 结 构 上,由 于 绕 组 间 沿 线 圈 高 度 的 分 布 不 均,造 成 不 平 衡 的 机 械 应 力 。 在 变 压 器 的 次 级 回 路 上发 生 短 路 时,各 级 线 圈 中 将 要 有 比 额 定 电 流 大 "),#) 倍 的 电 流 流 过,由 于 线 圈 中 大 电 流 与 线 圈 的 磁 场 相 互作 用,便 产 生 了 很 大 的 机 械 应 力 。 该 机 械 应 力 可 以 分 解 成 两 个 不 同 方 向 的 分 力,一 个 是 与 线 圈 的 轴 垂 直,该分 力 称 辐 向 力 ; 一 个 是 沿 线 圈 轴 向 的 轴 向 力 。 若 制 造 时 未 将 线 圈 压 紧,则 在 短 路 故 障 发 生 后,遇 到 线 圈 上 下两 端 向 上,下 轭 铁 伸 张 或 向 线 圈 中 部 挤 压 造 成 其 弯 曲,变 形 而 损 坏 。
短 路 时 故 障 电 流 的 大 小 取 决 于 容 量,变 压 器 在 系 统 的 位 置 以 及 变 压 器 本 身 阻 抗 值 的 大 小 。 距 离 电 压 越远,故 障 电 流 越 小,当 发 电 厂 并 列 的 机 组 和 容 量 越 大 时,则 故 障 电 流 越 大 。
#) 变 压 器 线 圈 在 装 配 时 压 环 未 压 紧,或 压 环 机 械 强 度 不 够,在 使 用 后 绕 组 松 动,当 系 统 短 路 时 或 过 大 冲击 电 流 时 压 环 破 裂,造 成 线 圈 变 形 或 移 动 而 损 坏 。
!) 匝 间 绝 缘 未 压 紧 或 匝 间 绝 缘 的 衬 垫 不 在 一 条 垂 直 线 上 ( 或 线 圈 两 绝 缘 垫 块 与 匝 间 绝 缘 衬 垫 不 在 一 条垂 直 线 上 ) 。
·’’!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!) 带 电 部 分 与 外 壳 间 电 气 距 离 不 够,如 某 厂 一 台 "#$%&’$% 的 变 压 器,接 线 方 式 为 (,)* "+。 当 ’$% 系 统发 生 一 相 接 地 时,变 压 器 气 体 保 护 动 作,吊 心 检 查 发 生 变 压 器 内 ’$% 侧 铝 母 排 裸 露 部 分 对 外 壳 放 电,将 铝 母线 用 绝 缘 带 包 缠 处 理 后,恢 复 运 行 。
,) 压 环 强 度 不 够,当 系 统 发 生 短 路,过 大 的 冲 击 电 流 使 压 环 损 坏,失 去 轴 向 紧 力 。 如 某 厂 一 台 ""#$%&
’$% 的 备 用 变 压 器,其 接 线 为 (,)* "+ 的 带 负 荷 调 压 变 压 器,在 变 压 器 自 投 于 故 障 点 后 跳 闸,气 体 信 号 出 现,
吊 心 检 查 为 环 氧 板 压 环 断 裂,线 圈 严 重 变 形,发 生 移 动 而 损 坏 。
’) 安 装 时 套 管 各 部 位 的 密 封 情 况 不 好,如 接 线 端 子 帽,注 油 孔 密 封 不 良,导 致 水 分 进 入 变 压 器 或 套 管 内而 发 生 故 障 。
-) 检 修 或 制 造 过 程 中,引 出 线 与 铜 鼻 子 间 焊 接 不 良,引 线 过 热 开 焊,引 起 套 管 烧 炸 。
.) 套 管 的 形 式,尺 寸 选 择 的 不 合 理,套 管 装 入 变 压 器 后 尾 部 的 绝 缘 距 离 不 够 及 电 场 分 布 不 合 理,导 致 变压 器 故 障 。
/) 制 造 或 检 修 后 装 配 时,由 于 清 除 残 存 的 一 切 杂 物 不 够 彻 底,导 致 焊 渣,铜 丝 铁 锈 等 杂 物 留 入 变 压 器 内 。
"#) 变 压 器 潜 油 泵 的 轴 承 不 是 采 用 规 定 的 0 或 1 级 或 未 按 规 定 的 周 期 更 换 轴 承,运 行 中 出 现 过 热,振 动,
杂 音,严 重 漏 油,进 入 空 气 等 异 常 现 象 。
十 一,变 压 器 介 质
( 一 ) 介 质 在 变 压 器 中 的 作 用变 压 器 中 的 介 质 是 指 变 压 器 油 和 绝 缘 材 料 。 变 压 器 油 在 变 压 器 中 起 着 绝 缘,冷 却 和 灭 弧 ( 在 带 负 荷 调 压变 压 器 的 分 接 开 关 油 箱 中 ) 作 用 。
"2绝 缘 作 用,对 变 压 器 本 体 进 行 浸 渍 和 保 护,填 充 绝 缘 中 的 气 体,防 止 空 气 和 湿 所 侵 入,保 证 其 可 靠 绝缘 。
+2冷 却 作 用,变 压 器 由 于 铁 损 和 铜 损 产 生 的 热 量 通 过 传 导 的 方 式 传 给 油,通 过 变 压 器 油 的 对 流 和 传 导 将热 量 释 放 于 周 围 环 境 中 。 因 此,对 变 压 器 起 着 很 好 的 冷 却 作 用 。 为 此 要 求 变 压 器 油 具 有 较 小 的 粘 度,较 高 的闪 光 点 和 化 学 性 质 稳 定,抗 氧 化 性 能,强 度,热 稳 定 性 高 。
但 是,在 实 际 运 行 中,由 于 绝 缘 油 受 到 高 温,强 电 场,温 度,空 气 中 氧 气 的 氧 化,阳 光 和 杂 质 的 作 用,性 能会 逐 渐 变 坏 。 反 之,我 们 也 可 通 过 油 质 的 变 化 反 映 变 压 器 的 故 障,通 过 变 压 器 油 的 介 质 损 失,色 谱 分 析,油 耐压 强 度,微 水 分 析,所 含 气 量 来 监 视 变 压 器 的 运 行 工 况,对 变 压 器 的 状 态 进 行 分 析 。
( 二 ) 油 的 电 气 击 穿 强 度 试 验目 前,现 场 多 采 用 专 用 的 油 击 穿 试 验 器 进 行 油 的 电 气 击 穿 强 度 试 验,其 试 验 见 图 ’* 33。
"2试 验 前 应 检 查 试 验 设 备 是 否 良 好 。
+2试 验 前 应 在 试 验 变 压 器 与 试 油 之 间 加 入 约,4 "#5
!
的 限 流 电 阻,将 电 流 限 制 在 "#67 以 下,试 验 应 在温 度 为 "#4 3,8和 相 对 湿 度 不 大 于 -,9的 室 内 进 行 。
32试 样 应 置 于 室 内 +4,:,夏 天 可 短 一 些,使 之 接 近 室 温 。
!2在 油 倒 出 前 将 瓶 颠 倒 几 次 使 油 均 匀 混 合,但 不 应 使 其 产 生 气 泡 。
,2用 试 油 清 洗 电 极 油 杯 +4 3 次 。
’2将 试 样 沿 杯 壁 徐 徐 注 入 油 杯,将 油 杯 接 入 试 验 回 路,静 置 "#4 ",6;<,使 气 泡 逸 出 。
-2合 上 电 源 开 关,均 匀 缓 慢 升 压,升 压 速 度 为 每 秒 3$%,升 压 至 杯 中 发 生 明 显 火 花 放 电,脱 口 开 关 跳 闸 。
.2记 录 击 穿 瞬 间 的 电 压 数 值 。
/2静 置,6;< 后,重 复 上 述 升 压 试 验,每 杯 油 样 共 进 行,次,取 其 平 均 值 。
"#2试 验 记 录 中 应 包 括,油 的 颜 色,有 无 机 械 杂 质 和 游 离 碳,油 温 及 击 穿 电 压 值,五 次 平 均 值 和 结 论,试 验日 期 和 环 境 温 度,油 的 牌 号 。
( 三 ) 介 质 损 失 角 的 测 定测 量 绝 缘 油 介 质 损 失 角 正 切,能 灵 敏 地 反 映 绝 缘 油 在 电 场,高 温,氧 化,日 照 等 因 素 作 用 下 的 老 化 程 度,
·.-3· 新 编 电 气 工 程 师 手 册也 能 灵 敏 地 反 映 绝 缘 油 中 含 有 水 分,杂 质 的 程 度 。 当 介 质 损 失 角 增 大 时,说 明 变 压 器 绝 缘 受 潮 或 者 绝 缘 油 劣化 所 致 。
图 ! " ## 试 验 接 线
$— 油 杯 %— 熔 断 器 #,&— 窗 连 锁 ’— 调 压 器 一 次 线 圈 !— 调 压 器 信号 线 圈 (,)— 电 源 指 示 灯 *— 电 阻 $+— 合 闸 指 示 红 灯 $$— 油 击 穿 时 自 动跳 闸 开 关 $%— 电 压 表 $#— 试 验 变 压 器 的 低 压 线 圈 $&— 试 验 变 压 器 高 压线 圈 $’— 线 圈 中 点 接 地
( 四 ) 变 压 器 的 微 水 分 析变 压 器 的 水 分 主 要 来 自,
$,变 压 器 外 部 密 封 不 严,造 成 水 的 浸 入 。
%,空 气 浸 入,油 及 绝 缘 材 料 氧 化,热 裂 解 而 生 成 的 水 分 。
变 压 器 中 的 水 分 常 常 以 溶 解 水,悬 浮 水,游 离 水,固 体 绝 缘 吸 收 水 分 等 形 态 出 现 。 溶 解 水,悬 浮 水,游 离水,固 体 绝 缘 吸 收 水 分 在 一 定 条 件 下 可 以 互 相 转 化 。 溶 解 水 在 温 度 降 低 达 饱 和 时,可 凝 析 成 悬 浮 水 ; 悬 浮 水在 一 定 条 件 下 可 沉 集 成 游 离 水 ; 游 离 水 在 油 的 对 流 运 动 的 裹 携 下 可 成 悬 浮 水 ; 悬 浮 水,游 离 水 在 高 温 下 又 溶解 于 油 成 溶 解 水 。 固 体 绝 缘 材 料 中 的 水 和 油 中 水 在 一 定 条 件 下 互 相 扩 散 。 温 度 较 低 时,水 分 主 要 被 固 体 绝缘 材 料 吸 收 。
水 分 对 变 压 器 有 极 大 的 危 害 。 悬 浮 水,游 离 水 常 常 使 金 属 材 料 锈 蚀,生 成 的 氧 化 物 会 恶 化 油 的 介 质 损耗,增 加 油 的 吸 潮 性,加 速 油 和 固 体 绝 缘 材 料 的 老 化 。 更 为 重 要 的 是,使 绝 缘 材 料 的 抗 电 强 度 大 大 降 低,常 导致 油 击 穿 电 压 下 降,威 胁 设 备 安 全 。 因 此,开 展 油 的 微 水 分 析,确 定 油 中 水 含 量,对 变 压 器 的 安 全 运 行 具 有 重大 意 义 。
( 五 ) 变 压 器 油 的 色 谱 分 析变 压 器 中 使 用 的 绝 缘 油,有 机 绝 缘 材 料 ( 塑 料,橡 皮,纸 和 纸 板 ),金 属 材 料 ( 紫 铜,硅 钢 片,不 锈 钢 ),在 高温 和 电 场 的 作 用 下,会 发 生 分 解 和 老 化,产 生 少 量 的 各 种 气 体,这 些 气 体 大 部 分 溶 解 于 油 中,在 正 常 情 况,这个 过 程 是 缓 慢 的 。
当 变 压 器 存 在 潜 伏 性 过 热 或 放 电 故 障 时,就 会 加 快 析 出 气 体 的 速 度,析 出 的 气 体 形 成 的 气 泡 在 油 里 经 对流,扩 散,不 断 溶 解 在 油 中,油 中 的 气 体 破 坏 电 场 分 布,降 低 了 绝 缘 油 的 抗 电 强 度,可 能 导 致 故 障 的 进 一 步 发展 。 当 产 气 速 率 大 于 溶 解 速 率 时,会 有 一 部 分 气 体 聚 集 于 变 压 器 内,出 现 气 体 信 号 。
故 障 气 体 的 成 分 和 含 量 与 故 障 的 性 质 和 严 重 程 度 有 关 。 因 此,分 析 气 体 的 成 分 和 含 量,就 能 尽 早 发 现 变压 器 内 部 存 在 的 潜 伏 性 故 障 的 性 质,并 可 随 时 掌 握 故 障 的 发 展 情 况 。
·*(#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇绝 缘 油 和 固 体 绝 缘 材 料 在 电 场 或 高 温 作 用 下,分 解 产 生 的 各 种 气 体 中,对 判 断 故 障 有 价 值 的 气 体 有,甲烷,( !"
#
),乙 烷 ( !
$
"
%
),乙 烯 ( !
$
"
#
),乙 炔 ( !
$
"
$
),氢 ( "
$
),一 氧 化 碳 ( !&),二 氧 化 碳 ( !&
$
) 。 总 烃 是 指 甲 烷
( !"
#
),乙 烷 ( !
$
"
%
),乙 烯 ( !
$
"
#
),乙 炔 ( !
$
"
$
) 四 种 气 体 的 总 和 。 氧 ( &
$
),氮 ( ’
$
) 虽 不 作 判 断 指 标,但 应 尽 可 能分 析 。
正 常 运 行 的 老 化 过 程 产 生 的 气 体 主 要 是 一 氧 化 碳,二 氧 化 碳,由 于 绝 缘 油 与 绝 缘 材 料,不 锈 钢 的 相 容 性不 良,可 能 产 生 异 常 氢 含 量 。
在 油 纸 绝 缘 中,存 在 局 部 放 电 油 裂 解 产 生 的 气 体 主 要 是 氢 和 甲 烷 。 在 故 障 温 度 高 于 正 常 运 行 温 度 不 多时,产 生 的 气 体 主 要 是 甲 烷 。 随 着 温 度 的 升 高,乙 烯 和 乙 烷 逐 渐 成 为 主 要 特 征 。 在 温 度 高 于 ()))*时,油 裂解 产 生 的 气 体 中 含 有 较 多 的 乙 炔 。 如 果 故 障 涉 及 到 固 定 绝 缘 材 料 时,会 产 生 较 多 的 一 氧 化 碳 和 二 氧 化 碳 。
当 气 体 浓 度 达 到 注 意 值 时,应 进 行 追 踪 分 析,查 明 原 因,注 意 值 不 是 划 分 设 备 有 无 故 障 的 惟 一 标 准 。
出 厂 和 新 投 入 运 行 的 设 备,油 中 不 应 含 乙 炔,其 他 成 分 含 量 也 应 该 很 低 。
( 六 ) 变 压 器 局 部 放 电 的 测 量在 电 场 的 作 用 下,绝 缘 介 质 的 部 分 区 域 中 发 生 放 电 现 象 称 为 局 部 放 电 。 局 部 放 电 可 以 发 生 在 绝 缘 结 构的 内 部 间 隔,油 膜 中,导 体 ( 电 极 ) 的 边 缘 上,这 种 放 电 一 般 只 存 在 于 绝 缘 的 缺 陷 部 分,并 不 会 立 即 形 成 闪 烙 或击 穿,但 伴 随 着 局 部 放 电 产 生 的 光,热 和 油 中 分 解 的 甲 烷,乙 炔,乙 烷,乙 烯 和 氢,氧,一 氧 化 碳 和 二 氧 化 碳 等气 体,破 坏 了 绝 缘 的 分 子 结 构,使 绝 缘 性 能 下 降,放 电 通 道 逐 渐 增 长,发 展 到 最 后,有 可 能 使 整 个 绝 缘 击 穿 或闪 烙 。 所 以 检 测 局 部 放 电 是 否 存 在 以 及 测 量 其 放 电 的 强 度 是 极 为 重 要 的 。 局 部 放 电 水 平 是 评 定 变 压 器 绝 缘性 能 的 一 个 重 要 参 数 。
(+局 部 放 电 测 量 的 内 容
( () 检 测 绝 缘 介 质 是 否 存 在 局 部 放 电 。
( $) 求 出 局 部 放 电 的 起 始 电 压 和 熄 灭 电 压 。
(,) 求 出 某 一 电 压 下 的 局 部 放 电 强 度 。
( #) 确 定 放 电 的 部 位,局 部 放 电 发 出 来 的 电,光,热,声 和 化 学 变 化 等,这 些 现 象 都 可 用 来 检 测 判 断 局 部 放电 。 局 部 放 电 检 测 方 法 的 选 择 决 定 检 测 量 内 容 与 要 求 。 总 的 来 说 可 分 为 电 气 测 量 与 非 电 气 测 量 二 大 类 。
$+局 部 放 电 的 测 量 方 法
( () 脉 冲 电 流 法,在 电 压 的 作 用 下,当 介 质 内 部 发 生 局 部 放 电 时,由 于 放 电 流 不 断 熄 灭 和 重 新 点 燃,因 而形 成 脉 冲 式 放 电,试 样 二 端 产 生 一 个 几 乎 是 瞬 时 的 电 压 变 化 。 这 相 当 于 发 出 一 个 高 频 的 电 磁 波,再 用 一 灵 敏度 较 高 的 电 子 仪 器 接 收 此 高 频 电 磁 波,测 量 此 脉 冲 电 流,就 能 测 量 局 部 放 电 的 强 度,这 就 是 脉 冲 法 的 基 本 原理 。
( $) 介 质 损 耗 法,局 部 放 电 消 耗 能 量,使 介 质 产 生 附 加 损 耗 。 外 施 电 压 越 高,放 电 次 数 越 多,附 加 损 耗 越大 。 介 质 损 耗 法 就 是 以 测 出 这 种 附 加 损 耗 而 监 视 示 局 部 放 电 的 。 介 质 损 耗 法 优 点 是 检 测 方 便,其 缺 点 是 灵敏 度 低 。
(,) 非 电 测 量
() 噪 声 检 测 法,用 听 觉 或 借 助 于 传 感 器 检 测 局 部 放 电,这 种 方 法 灵 敏 度 低 且 带 有 试 验 者 的 主 观 因 素 。
$) 气 象 色 谱 法,当 油 纸 绝 缘 中 存 在 局 部 放 电 时,由 于 放 电 时 离 子 的 撞 击 作 用,使 油 分 子 分 解,产 生 各 种 气体,局 部 放 电 时 产 生 的 主 要 是 氢 气,甲 烷 与 乙 炔,利 用 气 相 色 谱 仪 测 量 溶 解 于 油 中 的 气 体 成 分,以 此 来 判 断 设备 是 否 存 在 局 部 放 电 。
局 部 放 电 降 低 了 油 的 绝 缘 性 质,最 后 可 能 导 致 变 压 器 内 部 严 重 故 障,因 此 必 须 设 法 减 少 电 力 变 压 器 的 局部 放 电,其 方 法 是 要 改 善 产 品 的 设 计,提 高 工 艺 以 及 更 好 地 选 择 绝 缘 材 料,如 对 金 属 电 极 的 形 状 及 绝 缘 结 构进 行 改 进,力 求 使 电 场 分 布 均 匀 ; 对 充 油 设 备 的 绝 缘 油 要 求 进 行 过 滤,脱 气,还 需 要 有 防 尘,防 潮 的 措 施 ; 对 复合 绝 缘 材 料 需 合 理 地 组 合 各 种 不 同 介 电 常 数 的 电 介 质,力 求 使 各 部 分 合 理 承 担 电 压 ; 对 固 体 绝 缘 需 要 进 行 干燥,抽 真 空,浸 渍,以 使 固 体 绝 缘 的 气 隙 填 满,使 电 场 在 绝 缘 内 部 分 布 比 较 均 匀,就 可 避 免 局 部 放 电 的 发 生 。
( 七 ) 测 量 绝 缘 电 阻 和 吸 收 比 法测 量 线 圈 连 同 套 管 一 起 的 绝 缘 电 阻 和 吸 收 比,对 检 查 确 定 变 压 器 绝 缘 状 况 具 有 较 高 的 灵 敏 度 。 能 有 效
·)-,· 新 编 电 气 工 程 师 手 册地 检 查 出 变 压 器 绝 缘 整 体 受 潮,部 件 表 面 受 潮 或 脏 污,以 及 贯 穿 性 的 集 中 缺 陷 。
变 压 器 线 圈 电 压 等 级 在 !"# 及 以 上 者,应 用 $%&&# 兆 欧 表 测 量 。 电 压 等 级 在 %&&# 及 以 下 者,应 用 ’&&&#
兆 欧 表 测 量 。 测 量 一 侧 线 圈 绝 缘 时,应 将 其 他 侧 线 圈 短 路 并 接 地,这 样 既 可 以 测 出 该 侧 线 圈 对 地 绝 缘,也 可测 出 该 侧 线 圈 与 其 他 侧 线 圈 的 绝 缘 。 测 量 绝 缘 阻 值 时,必 须 正 确 地 使 用 兆 欧 表,以 免 影 响 使 用 结 果 。
变 压 器 绝 缘 电 阻 若 遇 下 列 情 况 时,即 认 为 不 合 格,
’(在 ’& ) *&+的 温 度 下,一 般 !
!&
,- !
’%
,,’(*。
$(在 ’& ) *&+的 温 度 下,将 测 得 的,!
!&
,的 绝 缘 电 阻 与 前 次 测 得 的 绝 缘 电 阻 值 进 行 比 较,阻 值 应 接 近,测试 时 的 温 度 与 前 次 测 试 时 温 度 相 差 较 大 时,进 行 温 度 换 算,其 绝 缘 阻 不 得 低 于 前 次 的 /&0,12
!
的 增 高 不 超 过
*&0。
十 二,变 压 器 的 检 修
( 一 ) 变 压 器 检 修 前 的 准 备尽 管 有 关 规 程 规 定 了 变 压 器 大,小 修 的 项 目,但 是 检 修 工 作 应 有 所 侧 重 点,消 除 变 压 器 的 缺 陷,保 证 安 全运 行 是 大 小 修 的 重 点,因 此 大,小 修 前 必 须 了 解 变 压 器 的 状 况 及 缺 陷 。
’(检 查 前 的 准 备
( ’) 检 查 运 行 日 志,了 解 变 压 器 的 历 史 情 况,根 据 日 志 所 反 映 的 异 常 情 况 及 缺 陷 登 记,以 便 分 析 故 障 或 隐患 可 能 发 生 的 部 位 。
( $) 检 修 前 对 变 压 器 进 行 外 观 检 查,特 别 事 故 后 的 外 观 检 查,通 过 看 ( 观 察 ),闻,听,摸 以 判 断 变 压 器 是 否存 在 异 常 现 象,以 判 断 故 障 的 性 质 和 严 重 程 度 。
( *) 根 据 仪 表 检 测 变 压 器 绝 缘 电 阻 和 油 温,预 防 性 试 验 和 色 谱 分 析 记 录,通 过 对 比 分 析,最 后 确 定 检 修 的内 容,重 点 和 项 目 。
$(备 品 备 件 的 准 备检 修 前 必 须 详 细 检 查 变 压 器 所 需 的 各 种 备 品 备 件,如 变 压 器 各 部 所 需 的 密 封 胶 垫,除 对 这 些 密 封 垫 的 尺寸 一 一 核 对 外,还 要 对 它 们 的 性 能 ( 例 如 耐 油 性 ) 进 行 鉴 定 。 检 修 变 压 器 所 更 换 的 部 件 及 对 新 部 件 的 检 查 和鉴 定 等 。
*(各 种 工 具 及 试 验 设 备 的 准 备现 场 消 防 设 备,各 种 工 具 如 真 空 滤 油 机,吊 心 用 的 专 用 吊 桥,套 管 架,高 压 试 验 设 备 及 现 场 消 防 设 备 。
/(吊 心 前 必 须 有 严 密 的 组 织 措 施 和 技 术 措 施,变 压 器 铁 心 在 空 气 中 暴 露 的 时 间 有 限,因 此 事 先 应 先 做 好充 分 的 准 备,设 想 可 能 出 现 的 问 题 和 解 决 办 法,要 做 到 忙 而 不 乱,有 条 不 紊 。
%(核 实 起 吊 设 备,起 吊 重 量,详 细 检 查 起 吊 所 用 的 工 具,绳 索 导 链,拉 钩 等 用 具,必 要 时 应 进 行 承 载 试 验 。
( 二 ) 变 压 器 吊 心 ( 或 吊 钟 罩 )
’(吊 心 时 间 的 确 定,吊 心 前 应 与 当 地 气 象 部 门 联 系,吊 心 应 选 在 晴 天,相 对 湿 度 不 应 高 于 3%0,风 力 不要 大 于 三 级,以 防 灰 尘,杂 物 等 侵 入 变 压 器 内 。
$(选 择 无 烟 灰,尘 土 和 水 汽 的 干 净 地 点 作 为 吊 心 场 所 。
*(吊 心 时 的 铁 心 温 度 ( 即 变 压 器 上 层 油 温 ) 比 空 气 温 度 高 ’&+以 上 。
/(起 吊 前 应 有 严 密 的 组 织 措 施,起 吊 时 应 有 专 人 指 挥,油 箱 四 角 也 要 设 专 人 监 视 。
%(每 根 钢 绳 与 铅 垂 线 的 夹 角 不 得 大 于 *&4,否 则 应 采 取 辅 助 措 施 。
!(起 吊 变 压 器 钟 罩 时,为 防 止 钟 罩 在 空 中 摆 动,碰 伤 绝 缘,引 线,支 架 等,可 考 虑 在 起 吊 钟 罩 装 置 时,使 用不 使 其 摆 动 的 稳 钉 。
3(起 吊 时 应 尽 量 缩 短 心 子 在 空 中 停 留 的 时 间,并 防 止 铁 心,绕 组 和 绝 缘 部 件 与 油 箱 碰 撞 而 受 到 损 伤 。
( 三 ) 拆 卸 变 压 器 和 吊 出 心 子 的 步 骤
’(设 备 停 电 后,拆 开 变 压 器 的 高,低 压 套 管 引 线,断 开 风 扇,温 度 计,气 体 继 电 器 等 的 电 源,并 把 线 头 用 胶
·’5*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇布 包 好,作 好 记 号 ; 对 于 充 氮 的 变 压 器 应 拆 开 氮 气 管,拆 除 变 压 器 接 地 线,必 要 时 撤 掉 变 压 器 轮 下 的 垫 铁,在变 压 器 轨 道 上 作 好 定 位 标 记 。
!"将 变 压 器 运 至 检 修 场 地,搬 运 工 作 应 由 专 人 统 一 指 挥 。
#"放 出 变 压 器 油,放 油 前 应 对 油 管 进 行 检 查,油 管 内 应 无 水,无 杂 物,没 有 漏 油 。
$"拆 下 套 管,油 垫,防 爆 管,风 扇 电 机,散 热 器,分 接 开 关 的 操 作 机 构,漏 油 器,温 度 计 和 大 盖 的 螺 栓 。
%"拆 卸 变 压 器 顶 盖,吊 出 变 压 器 铁 心 。 对 于 采 用 钟 罩 式 油 箱 的 变 压 器,检 修 时 吊 起 钟 型 外 罩 即 可 。
( 四 ) 变 压 器 铁 心,线 圈 的 检 修检 修 变 压 器 铁 心,线 圈 时 应 遵 守 下 列 规 定,
&"检 修 人 员 除 携 带 必 须 的 检 修 用 具 外,禁 止 携 带 其 他 与 检 修 工 作 无 关 的 物 品 ( 包 括 工 作 服 口 袋 内 的 钥 匙和 其 他 物 品 ),工 作 人 员 须 穿 不 带 铁 钉 的 软 底 鞋,并 准 备 好 擦 汗 的 毛 巾 。 带 入 变 压 器 内 的 工 具,事 前 必 须 检 查登 记,并 用 白 布 带 栓 牢 。
! 使 用 的 行 灯 必 须 是 #’( 以 下 的 电 压 。
( #) 检 修 人 员 上 下 铁 心 时,只 能 沿 木 支 架 或 铁 构 架 上 下,禁 止 手 抓 脚 踩 线 圈 引 线 上 下,以 防 止 损 坏 线 圈 绝缘 。
&"铁 心 检 修
( &) 逐 个 检 查 各 部 螺 栓,螺 帽,所 有 螺 栓 均 应 紧 固,并 有 防 松 垫 圈,垫 片 ; 螺 栓 是 否 损 伤,防 松 绑 扎 应 牢 固 。
( !) 检 查 硅 钢 片 的 压 紧 程 度,铁 心 有 无 松 动,轭 铁 与 铁 心 对 缝 处 有 无 歪 斜,变 形 等 ; 漆 膜 是 否 完 好,铁 心 硅钢 片 之 间 应 有 良 好 的 绝 缘,局 部 有 无 短 路,变 色,过 热 现 象 ; 接 地 应 良 好 且 保 证 无 多 点 接 地 现 象 。
( #) 所 有 能 触 及 的 穿 心 螺 栓 均 应 连 接 紧 固 ; 用 &)))* !%))( 兆 欧 表 测 量 穿 心 螺 栓 与 铁 心 和 与 轭 铁 压 梁 间的 绝 缘 电 阻 以 及 铁 心 与 轭 铁 压 梁 之 间 的 绝 缘 电 阻 ( 应 卸 开 接 地 连 片 ),其 值 均 大 于 &)+
!

( $) 注 意 检 查 铁 心 穿 心 螺 栓 绝 缘 外 套 两 端 的 金 属 座 套,防 止 因 套 过 长 与 铁 心 触 及 造 成 接 地 。
( %) 铁 心 表 面 应 清 洁,油 路 能 畅 通 ; 铁 心 及 夹 件 之 间 无 放 电 痕 迹 。
( ’) 铁 心 通 过 套 管 引 出 的 接 地 线 应 接 地 良 好,套 管 应 加 护 罩,护 罩 应 牢 固,以 防 打 碎 。
(,) 铁 心 可 能 发 生 的 故 障 及 处 理 方 法
&) 夹 件 铁 板 因 距 铁 心 柱 或 铁 轭 的 机 械 距 离 不 够,变 压 器 在 运 输 或 运 行 过 程 中 受 到 冲 击 或 振 动,使 铁 心 或夹 件 产 生 位 移 后,两 者 相 碰 触,造 成 两 点 或 多 点 接 地,见 图 ’- #$。
图 ’- #$ 夹 件 与 铁 心 碰 触
&— 上 夹 件 !— 铁 轭 #— 铁 心 柱
$— 油 道 %— 下 夹 件 支 板 ’— 下 夹 件图 ’- #% 穿 心 螺 杆 与 钢 座 套 相 碰
&— 穿 心 螺 杆 绝 缘 管 被 挤 坏 后,穿 心 螺 杆 和钢 座 套 相 碰 部 位 !— 钢 座 套此 时 应 查 明 两 者 相 碰 点,调 整 铁 心 柱 与 铁 轭 或 夹 件 之 间 距 离 。
!) 铁 心 表 面 硅 钢 片 因 波 浪 突 起 与 夹 件 相 碰,或 穿 心 螺 栓 的 钢 座 套 过 长 ( 或 穿 心 螺 杆 绝 缘 管 损 坏,穿 心 螺杆 与 钢 座 套 相 碰 ) 与 夹 件 相 碰,引 起 铁 心 多 点 接 地,见 图 ’- #%。
出 现 以 上 情 况 应 采 取 措 施,予 以 消 除 。
·!.#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!) 夹 件 与 油 箱 壁 相 碰 造 成 铁 心 多 点 接 地,如 图 " # !" 所 示,此 时 应 调 整 夹 件 与 油 箱 壁 之 间 距 离 。
$) 电 焊 渣,杂 物 落 在 油 箱 及 铁 轭 的 绝 缘 中,或 者 落 在 铁 心 柱 与 夹 件 之 间,造 成 铁 心 多 点 接 地 。 应 采 取 措施 清 理 电 焊 渣,杂 物 等,恢 复 它 们 之 间 的 绝 缘 。
%) 铁 心 上 落 有 异 物,使 硅 钢 片 之 间 短 路 ( 即 硅 钢 片 之 间 的 绝 缘 脱 落,局 部 出 现 癣 一 样 的 斑 点,绝 缘 炭 化 或变 色 ),则 应 拆 开 铁 心 进 行 检 修 。 若 硅 钢 片 只 有 部 分 绝 缘 损 坏,可 将 损 坏 的 部 分 刮 掉,清 除 干 净 后 再 用 漆 填补 ; 若 硅 钢 片 上 有 数 处 损 坏,应 将 其 全 部 都 用 钢 丝 刷 或 用 刮 刀 刮 干 净 再 涂 漆 。
图 " # !" 夹 件 与 油 箱 相 碰
&— 油 箱 ’— 相 碰 处 !— 铁 心
$— 夹 件 %— 相 碰 处若 需 要 进 行 绝 缘 处 理 的 硅 钢 片 较 少,可 用 毛 刷 涂 漆,涂 漆 时 漆 膜 应 均 匀,无 漏 处 和 空 白 点,不 要 在 漆 层 上留 下 刷 毛 。
") 穿 心 螺 栓 在 铁 轭 中 因 绝 缘 破 坏 造 成 铁 心 硅 钢 片 局 部 短 路,则 应 更 换 穿 心 螺 栓 上 的 绝 缘 管 和 绝 缘 衬 垫 。
’(线 圈 检 修
( &) 线 圈 所 有 的 绝 缘 垫 片,衬 垫,胶 木 螺 栓 无 松 动,损 坏 。 线 圈 与 铁 轭 及 相 间 的 绝 缘 纸 板 应 完 整,无 破 裂,
无 放 电 及 过 热 痕 迹,牢 固 无 位 移 。
( ’) 各 组 绕 组 排 列 整 齐,间 隙 均 匀,线 圈 无 变 形,线 圈 幅 向 应 无 弹 出 和 凹 陷,轴 向 无 弯 曲 。
( !) 绕 组 的 压 紧 顶 丝,紧 顶 护 环,止 回 螺 帽 应 拧 紧,防 止 螺 帽 和 座 套 松 动 掉 下,造 成 铁 心 短 路 。
( $) 线 圈 表 面 无 油 泥,油 路 应 畅 通 。
( %) 线 圈 绝 缘 层 应 完 整,高 低 压 线 圈 ) 无 移 位,用 眼 观 察 线 圈 绝 缘,基 本 可 以 分 为 四 级,
一 级 ( 绝 缘 良 好 ),绝 缘 层 软 韧 而 有 弹 性,颜 色 淡 而 鲜,用 手 按 压 无 永 久 变 形 。
二 级 ( 合 格 ) 绝 缘 层 干,硬 而 坚,颜 色 深 而 暗,用 手 按 压 后 留 有 痕 迹 。
三 级 ( 不 可 靠 ) 绝 缘 层 硬 而 脆,颜 色 暗 而 发 乌,用 手 按 压 后 产 生 小 裂 纹 。 对 这 种 绝 缘 应 采 取 加 强 措 施 。
四 级 ( 绝 缘 老 化 ) 绝 缘 已 老 化,表 面 有 裂 纹 及 脱 斑 情 形,用 手 按 压 后,绝 缘 层 脆 裂 脱 落 。 这 种 绝 缘 应 重 新更 换 包 扎 。
( ") 发 现 线 圈 有 金 属 末 子 或 粒 子,应 查 明 原 因 。
( *) 对 于 经 受 出 口 短 路 和 异 常 运 行 的 变 压 器,特 别 是 铝 线 变 压 器,应 根 据 具 体 情 况 进 行 必 要 的 试 验 和 检查,防 止 缺 陷 的 扩 大 。
( +) 引 出 线 绝 缘 良 好,包 扎 紧 固,无 破 裂 现 象 ; 引 出 线 固 定 牢 靠,接 触 良 好,排 线 正 确,其 电 气 距 离 符 合 要求 。
强 油 循 环 的 变 压 器 线 圈 的 低 压 裸 露 引 线,应 加 包 绝 缘 布 带,以 防 止 杂 物 引 起 短 路 。 低 压 引 线 的 固 定 应 牢固,并 有 足 够 的 机 械 强 度 。
为 防 止 短 路 电 流 的 机 械 力 造 成 引 线 变 形 和 移 位,引 线 应 具 有 足 够 的 机 械 强 度,并 将 其 牢 靠 固 定,对 大 容量 大 电 流 的 引 线 尤 其 特 别 注 意 。
(,) 套 管 下 面 的 绝 缘 筒 围 屏,应 无 放 电 痕 迹,若 有 放 电 痕 迹,说 明 引 线 与 围 壁 距 离 不 够,或 电 极 形 状,尺 寸不 合 理,有 局 部 放 电 现 象 。
!(电 压 切 换 装 置 的 检 查分 接 开 关 是 变 压 器 中 惟 一 可 转 动 的 部 件,为 了 满 足 系 统 电 压 质 量,常 需 对 其 进 行 调 整,特 别 是 带 负 载 调压 变 压 器 的 调 压 开 关,调 整 更 是 频 繁,常 因 其 接 触 不 良 引 起 发 热 而 发 生 故 障,检 查,检 修 调 压 开 关 是 变 压 器 检修 的 重 要 内 容 之 一 。
·!+!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( !) 有 载 分 接 开 关 维 修 与 检 修
!
有 载 调 压 变 压 器 大,小 修 的 同 时,相 应 进 行 分 接 开 关 的 大,小 修 。
"
运 行 中 分 接 开 关 室 绝 缘 油,每 六 个 月 至 一 年 或 分 接 变 换 "### $ %### 次,至 少 采 样 一 次 进 行 分 析 。
#
分 接 开 关 新 投 运 ! $ " 年 或 分 接 变 换 &### 次,分 接 开 关 或 选 择 开 关 应 吊 心 检 查 一 次 。
$
运 行 中 的 分 接 开 关,每 ! $ " 年 或 分 接 变 换 &### $ !#### 次 或 油 击 穿 电 压 低 "&’( 时,应 开 盖 清 洗 换 油或 滤 油 ! 次 。
%
运 行 中 分 接 开 关 累 计 分 接 变 换 次 数,达 到 所 规 定 的 检 修 周 期 分 接 变 换 次 数 限 额 后,应 进 行 大 修,如 无明 确 规 定,一 般 每 分 接 变 换 ! $ " 万 次,或 ) $ & 年 也 应 吊 心 检 查 。
&
运 行 中 的 分 接 开 关,操 作 ) 个 循 环 分 接 变 换 每 年 结 合 变 压 器 小 修 。

每 当 变 压 器 通 过 穿 越 性 故 障 电 流 时,应 取 样 进 行 色 谱 分 析,根 据 分 析 结 果 确 定 是 否 检 修 。
( ") 分 接 开 关 大 修 项 目
!
分 接 开 关 心 体 吊 心 检 查,维 修,调 试 。
"
分 按 开 关 油 室 的 清 洗,检 漏 与 维 修 。
#
驱 动 机 构 检 查,清 扫,加 油 与 维 修 。
$
储 存 油 柜 及 其 附 件 的 检 查 与 维 修 。
%
油 流 继 电 器 ( 或 气 体 继 电 器 ),过 压 力 继 电 器,压 力 释 放 装 置 的 检 查,维 修 与 校 验 。
&
自 动 控 制 装 置 的 检 查 。

储 油 柜 及 油 室 中 绝 缘 油 的 处 理 。
(
电 动 机 构 及 其 他 器 件 的 检 查,维 修 与 调 试 。
)
各 部 位 密 封 检 查,渗 漏 油 处 理 。
*
电 气 控 制 回 路 的 检 查,维 修 与 调 试 。
+,-
分 接 开 关 与 电 动 机 构 的 连 接 校 验,调 试 及 整 组 传 动 试 验 。
( )) 分 接 开 关 小 修 项 目
!
机 械 传 动 部 位 与 传 动 齿 轮 盒 的 检 查 与 加 油 。
"
电 动 机 构 的 检 查 与 清 扫 。
#
各 部 位 的 密 封 检 查 。
$
油 流 控 制 继 电 器 ( 或 气 体 继 电 器 ),过 压 力 继 电 器,压 力 释 放 装 置 的 检 查 。
%
电 气 控 制 回 路 的 检 查 。
( %) 临 时 性 检 修
!
新 投 运 ! $ " 年 或 运 行 中 分 接 变 换 &### $ !#### 次 或 切 换 开 关 油 室 绝 缘 油 击 穿 电 压 低 于 "&’( 或 含 水量 大 于 %#
.
*+,( !!#’( 及 以 下 分 接 开 关 油 的 含 水 量 不 作 规 定 ),应 更 换 或 过 滤 油 室 绝 缘 油 。
"
新 投 运 ! $ " 年 或 运 行 中 分 接 开 关 变 换 " 万 次,应 进 行 切 换 开 关 吊 心 检 查,绝 缘 油 的 更 换 或 过 滤,电 动机 构 的 检 查,清 扫 与 维 修,缺 陷 处 理 及 整 组 传 动 试 验 。
#
根 据 缺 陷 性 质 和 情 况 进 行 必 要 项 目 的 检 修 与 调 试 。
( &) 分 接 开 关 的 试 验分 接 开 关 的 试 验 周 期 和 标 准,应 执 行 规 程 在 交 接 开 关 大 修 时 的 试 验 项 目,主 要 有,
!
绝 缘 电 阻 测 量 。
"
测 量 过 渡 电 阻 值 。
"
测 量 每 个 触 头 接 触 力 。
$
检 查 切 换 程 序 与 时 间 。
%
动 作 顺 序 。
&
操 作 试 验 。

测 量 连 同 分 接 开 关 的 变 压 器 绕 组 回 路 的 直 流 电 阻 。
(
测 量 连 同 分 接 开 关 的 变 压 器 绕 组 变 压 比 。
)
辅 助 回 路 的 绝 缘 试 验 。
·%-)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册必 要 时 还 须 测 量 触 头 的 接 触 电 阻,测 量 每 个 触 头 的 接 触 力 。
( !) 分 接 开 关 的 检 查,检 修 内 容
!
分 接 开 关 的 静 触 点 与 动 触 点 应 清 洁 无 油 污,触 点 表 面 镀 层 良 好,无 烧 伤 痕 迹 。 若 触 点 严 重 损 坏,应 拆下 触 点,换 上 新 触 点 或 按 原 样 配 制 。 触 点 表 面 粗 糙 程 度 以 只 !
"
#$! 为 宜,不 需 抛 光 和 研 磨 。
"
分 接 开 关 弹 簧 是 否 紧 密,触 点 压 力 是 否 平 衡,当 发 现 弹 簧 压 力 不 足 或 压 力 不 平 衡 时,应 调 整 触 点 弹 簧,
以 保 持 触 点 接 触 压 力 适 度 和 平 衡 。
#
使 用 较 久 的 分 接 开 关,其 触 点 表 面 常 复 有 氧 化 膜 和 污 垢,如 果 氧 化 膜 很 薄,污 垢 不 多,将 触 点 在 各 位 置往 返 切 换 几 次,即 可 清 除,否 则,需 用 汽 油 擦 洗 。 有 时 绝 缘 油 分 解 物 沉 积 在 触 点 上 形 成 光 泽 薄 膜,看 起 来 很 干净,其 实 为 一 层 绝 缘 层,妨 碍 接 触,可 用 丙 酮 擦 洗,予 以 清 除 。
$
传 动 机 构 应 解 体 清 洗,在 拆 卸 分 接 开 关 传 动 机 构 时 要 对 各 相 做 好 记 号,在 回 装 复 位 时 不 得 倒 置,正 反操 作 要 灵 活,内 部 各 档 位 置 与 箱 外 标 志 一 致 。 开 关 的 操 作 杆 与 箱 盖 的 接 缝 处 是 否 接 合 紧 密,衬 垫 是 否 完 整,
对 准 操 作 杆 的 箱 盖 孔 下 面 有 无 水 渍 。
%
分 接 开 关 所 有 绝 缘 件,胶 木 筒,胶 木 管,胶 木 杆,胶 木 底 座 板 等 应 无 裂 纹 及 变 形,封 闭 用 内 胶 木 筒 窗 口与 外 胶 木 筒 滑 动 应 灵 活 。
&
对 可 能 产 生 悬 浮 电 位 的 拨 差,应 采 取 等 电 位 连 接 措 施 。

如 果 采 用 接 线 板 式 的 分 接 头,则 应 检 查 接 线 螺 栓 桩 头 的 松 紧 情 况,各 接 线 桩 头 间 是 否 因 油 泥 堆 积 而 发生 短 路 或 出 现 闪 烙 痕 迹 。
(
各 分 接 引 线 是 否 断 裂 及 紧 固 件 是 否 松 动 。
)
传 动 装 置 各 机 械 连 接 部 是 否 牢 靠,各 部 螺 钉,弹 簧,肖 子 应 完 整 无 缺 。
*
将 分 接 开 关 切 换 至 各 档,测 各 相 直 流 电 阻,合 格 后 方 可 带 电 运 行 。
+,-
对 分 接 开 关 电 动 机 构 再 清 洗 一 次,并 检 查 其 电 气 控 制 回 路 各 接 点 接 触 是 否 良 好,使 用 %&& ’ #&&&( 兆欧 表,测 量 电 气 回 路 绝 缘 阻 值,机 械 传 动 部 位 联 接 应 良 好,且 有 适 量 的 润 滑 油,手 摇 及 远 方 电 气 控 制 正 反 两 个方 向,至 少 动 作 各 # 个 行 程 分 接 变 换 。
( )) 分 接 开 关 维 修 注 意 事 项
!
分 接 开 关 每 次 检 查,检 修,调 试 或 故 障 处 理 均 应 填 写 报 告 或 记 录 。
"
从 分 接 开 关 室 中 取 油 样 时,必 须 先 放 去 排 油 管 中 的 污 油,然 后 再 取 油 样 。 其 击 穿 电 压 应 不 低 于 *&+(,
当 低 于 *&+( 时,应 及 时 安 排 处 理 。
#
换 油 时 先 排 尽 油 室 及 排 油 管 中 污 油,然 后 再 用 合 格 绝 缘 油 进 行 清 洗 。 带 电 滤 油 时 均 应 停 止 分 接 开 关变 换,其 油 流 控 制 继 电 器 或 气 体 继 电 器 应 退 出 跳 闸,投 止 信 号 ; 静 置 一 段 时 间 后 待 油 中 气 体 全 部 溢 出 后,再 恢复 跳 闸 。 带 电 滤 油 时 应 遵 守 带 电 作 业 有 关 规 定,采 取 措 施 确 保 油 流 闭 路 循 环,控 制 适 当 的 油 流 速 度,防 止 空气 进 入 或 产 生 危 及 安 全 运 行 的 静 电 。
$
当 怀 疑 分 接 开 关 的 油 室 因 密 封 缺 陷 而 渗 漏 或 变 压 器 本 体 绝 缘 油 色 谱 分 析 总 烃,,-、,-
.
等 异 常 超 标时,可 停 止 分 接 开 关 的 分 接 变 换,进 行 跟 踪 分 析 。
%
用 于 绕 组 中 性 点 调 压 的 组 合 式 分 接 开 关,其 切 换 开 关 中 性 线 裸 铜 线 应 加 包 绝 缘 。
$
切 换 开 关 心 体 吊 出,一 般 应 在 整 定 工 作 位 置 进 行 。 复 装 后 加 油 前,应 用 手 操 作,观 察 其 动 作 切 换 是 否正 确,并 在 所 有 分 接 位 置 测 量 变 压 器 绕 组 直 流 电 阻 。 但 在 转 换 选 择 器 工 作 位 置 不 变 的 情 况 下,至 少 测 量 * 个连 续 分 接 位 置 。 当 发 现 相 邻 分 接 位 置 的 直 流 电 阻 相 同 时,应 及 时 查 明 原 因,消 除 故 障 。

分 接 开 关 操 作 机 构 垂 直 转 轴 转 动 时 ( 或 复 装 时 ),均 要 求 预 先 设 置 在 整 定 工 作 位 置 进 行 。 凡 是 电 动 机构 和 分 接 开 关 分 离 组 装 后,均 应 做 连 接 校 验 。 连 接 校 验 前 必 须 先 切 断 电 动 机 构 操 作 电 源,手 摇 操 作 做 连 接 校验,正 确 后 固 定 转 轴,方 可 投 入 使 用 。 同 时 应 测 量 变 压 器 各 分 接 位 置 的 变 压 比 及 连 同 绕 组 的 直 流 电 阻 。
( /) 分 接 开 关 的 吊 心 维 修
!
将 分 接 开 关 油 室 及 其 储 油 柜 内 的 绝 缘 油 放 尽,将 分 接 开 关 头 部 所 有 油 阀 门 关 闭,将 油 室 绝 缘 油 抽 尽,
打 开 顶 盖,按 说 明 书 的 视 图 要 求,拧 出 螺 钉 。
"
在 整 定 工 作 位 置,小 心 吊 出 切 换 开 关 本 体 。
#
排 尽 污 油,用 合 格 绝 缘 油 冲 洗 油 室 及 心 体,清 除 内 壁 和 心 体 上 的 游 离 炭,再 次 用 合 格 油 冲 洗 。
·%/*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!
分 接 开 关 的 检 查 与 维 修
!"检 查 各 紧 固 件 是 否 松 动 。
#"检 查 快 速 机 构 的 主 弹 簧,复 位 弹 簧,爪 长 是 否 变 形 或 断 裂 。
$"检 查 各 触 点 编 织 软 连 接 线 有 无 断 脱 。
%"检 查 分 接 开 关 动,静 触 点 的 烧 损 程 度 。
&"检 查 过 渡 电 阻 是 否 有 断 裂,同 时 测 量 直 流 电 阻,其 阻 值 与 产 品 出 厂 铭 牌 数 据 相 比,其 偏 差 值 不 大 于 正负 ’()。
*"测 量 每 项 单 双 数 与 中 性 引 出 点 间 的 回 路 电 阻,其 阻 值 应 符 合 要 求 。
+"测 量 切 换 动,静 触 点 的 动 作 顺 序,全 部 动 作 顺 序 应 符 合 产 品 技 术 要 求 。
,"必 要 时 应 将 分 接 开 关 解 体 检 查,清 洗,维 修 与 更 换 零 部 件,然 后 测 试 动 作 顺 序 与 测 量 接 触 电 阻,合 格后 置 于 起 始 工 作 位 置 。
-"将 切 换 开 关 吊 回 油 室,复 装 注 油 。
"
打 开 分 接 开 关 头 部 所 有 油 阀 门,从 储 油 柜 补 充 绝 缘 油 至 规 定 油 位 。
#
选 择 开 关 的 吊 心 检 查,检 查 动,静 触 点 间 的 磨 损 情 况,各 部 位 接 头 及 其 紧 固 件 是 否 松 动,拨 盘,拨 钉,定位 钉,绝 缘 传 动 轴 是 否 弯 曲,测 量 各 分 接 位 置 触 头 间 的 接 触 电 阻 。
$
分 接 选 择 器,转 换 选 择 器 的 检 查 与 维 修 仅 在 变 压 器 大 修 时 或 必 要 时 进 行 。
."油 箱 的 检 查 及 维 修
( ’) 油 箱 内 部 应 清 洁,无 污 垢 。
( /) 焊 缝 应 完 好,无 渗 油 现 象 。
( 0) 各 密 封 结 合 面 应 平 整,清 洁,密 封 垫 良 好 。 无 渗 油,漏 油 现 象 。
(,) 检 查 油 箱 内 有 无 放 电 痕 迹 。
( 1) 接 地 装 置 良 好 。
( 2) 变 压 器 顶 盖 坡 度 应 符 合 要 求 。
( 3) 外 壳 应 喷 漆 。
1"油 枕 的 检 修
( ’) 将 油 枕 内 的 油 和 沉 淀 物 全 部 从 下 部 排 油 孔 排 出,对 油 枕 进 行 清 洗 ( 有 盖 的 油 枕 应 吊 盖 清 洗 ),有 锈 者铲 除 后 重 新 喷 漆 。
( /) 检 查 油 枕 是 否 完 好,有 无 渗 漏 油 部 位,油 枕 与 油 箱 的 联 通 管 是 否 通 畅 。
( 0) 油 位 计 应 清 洁,完 整 。 玻 动 管 无 裂 纹,油 枕 与 油 位 计 的 连 接 管 应 通 畅,不 堵 塞 。
(,) 呼 吸 器 的 管 子 应 高 出 油 枕 壁 一 定 高 度,以 防 雨 水 进 入 变 压 器 。
2"呼 吸 器 的 检 修 由 于 变 压 器 油 温 度 的 变 化,变 压 器 的 油 位 也 随 温 度 而 变 化,呼 吸 器 通 过 油 囊 隔 膜 与 油面 相 接 触 ( 无 油 囊 时 直 接 与 空 气 相 接 触 ),呼 吸 器 的 作 用 是 滤 除 空 气 中 杂 物 和 潮 气,以 保 持 变 压 器 油 的 绝 缘 强度 。 呼 吸 器 应 符 合 以 下 要 求,
( ’) 呼 吸 器 内 部 应 清 洗 干 净 。
( /) 过 滤 器 与 油 枕 连 通 管 路 应 通 畅,管 路 的 各 连 接 处 应 密 封 良 好,以 防 潮 气 进 入 。
( 0) 过 滤 器 内 的 吸 湿 剂 应 清 洁 干 燥,若 已 受 潮,应 更 换 或 处 理 。
(,) 呼 吸 器 应 固 定 牢 靠,固 定 高 度 以 便 于 检 修 为 原 则 。
( 1) 呼 吸 器 底 部 注 入 合 格 变 压 器 油 至 规 定 高 度 。
( 2) 变 压 器 注 油 后,呼 吸 器 各 部 位 均 应 无 渗 漏 油 现 象,呼 吸 器 的 功 能 应 正 常 。
3"防 爆 筒 的 检 修
( ’) 清 除 防 爆 管 内 的 油 垢 和 铁 锈 。
( /) 检 查 防 爆 管 的 放 气 螺 钉 是 否 完 好,防 爆 筒 与 油 枕 的 连 通 管 或 与 呼 吸 器 的 连 通 管 应 畅 通 。
( 0) 检 查 防 爆 管 的 薄 膜 垫 是 否 良 好,若 有 损 坏 有 变 质,应 预 以 更 换 。
(,) 防 爆 筒 应 与 油 枕 连 通 或 呼 吸 器 与 大 气 连 通 。
( 1) 防 爆 筒 与 油 枕 的 连 管 应 低 于 隔 膜 袋 口,防 止 油 枕 出 现 假 油 位 时 油 流 入 隔 膜 袋 。
·240· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 安 装 时 防 爆 管 的 喷 口 不 得 对 准 套 管,以 免 出 现 故 障 时,喷 出 的 油,火,气 体 造 成 套 管 间 闪 络 。
"#冷 却 器 的 检 修 变 压 器 的 冷 却 装 置 包 括 散 热 器,风 扇,冷 油 器 和 潜 油 泵 等,检 修 时 认 真 做 好 以 下 检 查测 试 工 作,
( $) 清 除 整 个 散 热 管 子 上 的 污 垢,检 查 散 热 器 内 部 是 否 清 洁,有 无 锈 蚀,积 水,用 变 压 器 油 将 内 部 冲 洗 干净 。
( %) 检 查 散 热 器 是 否 严 密 不 漏,漏 气 或 油 压 试 验 应 合 格 ( 扁 管 散 热 器 的 试 验 气 压 为 &#&’ ( &#$’)*+,圆 管散 热 器 为 &#%( &#,)*+) 强 油 风 冷 循 环 散 热 器 回 路,油 路 之 间 密 封 应 良 好,互 不 串 油 。
(,) 所 有 阀 门,取 样 门 应 开,关 正 确,灵 活,关 闭 严 密,不 漏 油 。
( -) 检 查 强 油 水 冷 装 置 的 冷 却 器,水 管 道 和 阀 门 等 的 内 部 是 否 清 洁,有 无 堵 塞 现 象,经 充 气 试 验 应 合 格
( 不 漏 水,漏 油 ) 。
( ’) 强 油 循 环 的 变 压 器,应 注 意 检 查 本 体 及 冷 却 系 统 各 部 位 的 连 接 密 封 是 否 良 好 。 密 封 垫 应 安 装 正 确,
保 持 完 好,制 造 上 有 缺 陷 的 应 处 理 好,如 潜 油 泵 的 胶 垫,进 油 阀 门 的 密 封 盘 根,压 差 继 电 器 的 连 接 管 等 。 更 换胶 垫 时,对 性 能 不 明 的 胶 垫 材 料 应 做 操 作 耐 油 试 验 。
( !) 水 冷 却 冷 油 器 和 潜 油 泵 在 安 装 前 应 按 照 制 造 厂 的 安 装 说 明 书,对 每 台 做 检 漏 试 验 。
(,) 检 查 风 扇 电 动 机 转 动 是 否 轻 快,有 无 异 常 响 声,轴 承 润 滑 是 否 良 好,绝 缘 电 阻 是 否 合 格,操 作 回 路 和联 动 启 停 装 置 动 作 是 否 正 确 。
( ") 检 查 风 扇 固 定 是 否 牢 靠,有 无 变 形,运 行 中 有 无 振 动,旋 转 方 向 是 否 正 确 ( 垂 直 安 装 者 风 应 向 上 吹,水平 方 向 安 装 者 风 应 向 内 吹 ),风 扇 与 散 热 器 风 筒 之 间 有 无 足 够 的 间 隙,以 免 风 扇 扫 膛 。
( /) 检 查 潜 油 泵 尾 端 的 观 察 玻 璃 窗 是 否 完 整,透 明,潜 油 泵 叶 轮 转 动 是 否 灵 活,有 无 扫 膛 现 象,旋 转 方 向与 标 记 是 否 一 致,油 泵 的 冷 却 油 路 是 否 畅 通 无 阻 。
( $&) 潜 油 泵 的 轴 承 应 采 用 0 级 或 1 级,上 轴 承 应 改 用 向 心 推 力 轴 承,禁 止 使 用 无 铭 牌,无 级 别 的 轴 承,运转 中 如 出 现 过 热,振 动,杂 音 及 严 重 漏 油 等 异 常 现 象 时,应 立 即 停 运 并 检 修 。
( $$) 大 修 后 的 潜 油 泵,应 用 千 分 表 检 查 叶 轮 上 端 密 封 环 外 圆 的 径 向 跳 动 公 差,不 得 超 过 &#&.22。
( $%) 检 修 时 应 注 意 检 查 油 动 继 电 器 的 薄 膜 及 触 点,如 果 薄 膜 失 效 或 微 动 开 关 失 灵,则 应 进 行 修 理 或 更换 。
( $,) 检 修 时,对 强 油 循 环 的 冷 却 系 统 的 两 个 电 源,应 进 行 检 修 和 自 动 装 置 的 切 换 试 验,自 投 应 良 好,信 号装 置 应 可 靠 。
/#气 体 继 电 器 的 检 修 气 体 继 电 器 的 检 修 应 遵 照 继 电 保 护 规 程 。
$&#温 度 计 的 检 查 和 校 验
( $) 温 度 计 的 校 验 及 整 定 由 仪 表 工 人 进 行,电 气 人 员 拆 装 扇 形 温 度 计 时 必 须 谨 慎,严 防 将 毛 细 管 打 折 。
( %) 在 变 压 器 靠 近 弯 部 箱 壁 上 应 装 有 一 个 酒 精 温 度 计,以 便 在 必 要 时 校 对 扇 形 温 度 计 的 指 示 。
$$#套 管 的 检 修
( $) 清 洗 套 管 外 部 的 油 污,变 压 器 套 管 上 的 油 污 是 油 和 粉 尘 积 聚 而 产 生 的 。 油 污 可 用 酒 精 冲 洗,然 后 用白 布 擦 掉 。
( %) 检 查 套 管 的 法 兰,铁 件,瓷 件 应 完 好,无 裂 纹,破 损 或 瓷 釉 损 伤,瓷 裙 外 面 无 闪 络 痕 迹 。
(,) 要 认 真 检 查 套 管 各 部 位 的 密 封 情 况,当 套 管 和 铁 件 的 胶 合 处 发 现 裂 纹,破 损 和 漏 油 等 情 况 时,必 须 重新 胶 合 。 充 油 套 管 各 接 合 处 不 得 有 渗 油 和 漏 油 现 象 。 油 位 计 完 好,指 示 正 确 。
( -) 接 线 端 子 帽 及 注 油 孔 密 封 良 好,严 防 水 分 自 引 线 进 入 变 压 器 内 或 进 入 套 管 内 而 发 生 故 障 。 端 部 密 封结 构 不 合 理 的 套 管,要 抓 紧 改 造,要 选 用 较 好 的 结 构,确 保 密 封 良 好 。
( ’) 对 $$&34 及 以 上 的 套 管 均 应 定 期 做 介 质 损 失 角 和 电 容 量 的 测 量 和 油 色 谱 分 析,如 发 现 问 题 就 在 大 修中 处 理,组 装 后 应 进 行 真 空 处 理 。
( !) 对 新 投 运 的 $$&34 及 以 上 套 管 均 应 有 局 部 放 电 测 试 记 录,并 进 行 微 水 分 析,油 色 谱,介 质 损 失 角,电容 量 等 测 定 。 如 发 现 套 管 有 渗 漏 时,应 处 理,并 经 试 验 合 格 后 才 能 投 入 使 用 。
(,) 检 修 人 员 应 根 据 运 行 人 员 记 录,在 检 修 中 注 意 检 查 套 管 引 出 线 端 子 的 发 热 情 况,引 出 线 与 铜 鼻 子 的连 接,禁 止 用 锡 焊,防 止 因 接 触 不 良,引 线 过 热 开 焊 引 起 套 管 爆 炸 。
·.",·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( !) 检 修 中 更 换 不 同 型 式,尺 寸 的 套 管 时,应 注 意 套 管 装 入 变 压 器 尾 部 的 绝 缘 距 离 及 电 场 分 布 状 况 。
( ") 定 期 对 套 管 进 行 清 扫,保 持 套 管 清 洁,在 污 秽 严 重 地 区 的 变 压 器,可 考 虑 采 用 加 强 型 套 管,防 污 硅 橡胶 裙 或 防 污 闪 材 料 。
( #$) 充 油 套 管 竖 立 静 置 一 定 时 间 后,应 无 渗 漏 油 现 象 。
#%&引 线 检 修
( #) 在 变 压 器 大 修 施 工 过 程 中,应 注 意 勿 使 引 线 扭 转,不 要 过 分 用 力 吊 拉 引 线,以 免 引 线 根 部 和 线 圈 绝 缘受 伤 。 如 果 引 线 过 长 或 过 短,则 应 予 以 处 理 。
( %) 在 吊 心 吊 罩 时,应 注 意 检 查 引 线 间,引 线 对 围 屏 及 引 线 对 地 应 保 持 足 够 的 绝 缘 距 离,必 要 时 予 以 校正,并 注 意 去 掉 裸 露 引 线 上 的 毛 刺 尖 角,防 止 在 运 行 中 发 生 局 部 放 电 以 致 击 穿 。 发 现 引 线 绝 缘 有 损 伤 应 于 修复 或 更 换 。
( ’) 检 查 时 严 禁 踩 在 引 线 的 根 部,以 免 损 伤 引 线 与 线 圈 的 焊 接 接 头,各 引 线 接 头 应 焊 接 良 好 。 大 修 前 应进 行 色 谱 分 析 和 测 量 直 流 电 阻,可 以 及 时 发 现 接 头 过 热 故 障 。 对 套 管 及 分 接 开 关 的 引 线 接 头,如 发 现 缺 陷 应在 大 修 中 及 时 处 理 。 检 修 后 应 做 检 查 试 验,保 证 焊 接 质 量 。
( 五 ) 变 压 器 检 修 后 的 组 装对 变 压 器 铁 心,外 壳 及 附 件 检 修 完 经 详 细 检 查 后,应 用 规 定 的 液 体 ( 油,碱 溶 液,水 ) 清 洗 干 净 后,即 可 进行 组 装 。 组 装 的 步 骤 如 下,
#&将 变 压 器 小 心 装 入 油 箱,并 装 上 大 盖 。
%&组 装 分 接 开 关 机 构,热 虹 吸,散 热 器,油 枕,气 体 继 电 器 和 防 爆 管 等 附 件 。
’&往 变 压 器 油 箱 中 注 油,先 将 油 注 至 淹 没 绕 组,其 余 部 分 待 装 完 套 管 后 再 补 注 。
(&安 装 套 管,连 接 套 管 下 端 引 线 和 分 接 开 关 的 接 头 。
)&补 注 油 至 标 准 油 位,注 油 时 应 先 排 除 大 盖 下 面 套 管 座 等 突 出 部 分 积 聚 的 气 体 。
*&静 置 !,%(+ 后,均 应 对 套 管 根 部 进 行 排 气 。
,&静 置 %(+ 后,可 做 检 修 后 的 电 气 试 验 。
!&将 变 压 器 运 回 原 安 装 地 点,对 准 检 修 前 所 做 的 定 位 标 记,垫 好 变 压 器 轮 下 垫 铁 。
"&连 接 套 管 引 线,接 通 风 扇 电 动 机 电 源,并 校 对 电 动 机 转 向 ; 接 通 气 体 继 电 器 和 温 度 计 的 电 源,并 连 接 好接 地 线 。
( 六 ) 变 压 器 的 注 油
#&变 压 器 注 油 前 应 对 绝 缘 油 进 行 含 水 量,含 气 量,油 耐 压 强 度 和 -.
!
等 进 行 分 析,应 严 格 控 制 这 四 大 指标 。 油 的 采 样 应 从 注 油 设 备 的 出 口 取 得 。
%&注 油 应 采 用 真 空 注 油 法 。
’&严 禁 自 变 压 器 下 部 注 油,以 防 止 将 空 气 或 箱 底 水 分,杂 物 等 带 入 线 圈 中 。
(&装 有 薄 膜 密 封 的 大 容 量 变 压 器,注 油 应 严 格 按 厂 家 说 明 书 的 要 求 进 行,防 止 出 现 假 油 位 和 进 入 空 气 。
)&注 油 时 要 特 别 注 意,防 止 真 空 滤 油 机 轴 承 磨 损 或 滤 网 损 坏 造 成 的 金 属 末 或 杂 物 进 入 变 压 器 内 部 。
( 七 ) 热 虹 吸 过 滤 器为 了 延 长 变 压 器 油 的 使 用 寿 命,在 变 压 器 外 部 装 有 热 虹 吸 过 滤 装 置,在 装 置 内 装 有 吸 附 材 料 — — — 硅 胶 。
在 变 压 器 的 运 行 过 程 中,由 于 上,下 油 温 不 同,所 以 油 在 变 压 器 内 对 流 运 动,循 环 运 动 的 油 流 过 热 虹 吸 装 置 。
油 中 的 有 害 成 分 如 水 分,游 离 炭,氧 化 物,纤 维 等 被 硅 胶 吸 收,油 经 过 滤 过,净 化,从 而 使 保 持 了 良 好 的 绝 缘 性质 和 化 学 性 质,检 修 后 接 用 热 虹 吸 过 滤 器 时 应 注 意 以 下 几 点,
#&如 果 变 压 器 内 的 油 已 相 当 老 化 和 含 有 沉 淀 物,应 仔 细 清 洗 变 压 器,除 去 外 壳 内 的 沉 渣 和 机 械 混 合 物,
换 油 后 然 后 才 可 接 用 热 虹 吸 过 滤 器 。
%&如 果 变 压 器 油 的 绝 缘 强 度 已 显 著 降 低,应 选 用 真 空 滤 油 机,离 心 式 滤 油 机 滤 除 油 中 水 分 。
’&投 入 使 用 前,应 往 热 虹 吸 过 滤 器 内 注 满 油,并 排 除 其 中 积 存 的 气 体 。
(&如 果 热 虹 吸 出 口 的 油,其 酸 价 比 变 压 器 外 壳 内 的 油 的 酸 价 低,而 变 压 器 的 酸 价 达 到 $&# / $&#)0.,则 应立 即 更 换 吸 附 剂 。
·!!’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"硅 胶 装 入 前 必 须 进 行 干 燥 。
#"新 装 或 更 换 硅 胶,应 选 择 颗 粒 大 的 硅 胶,新 硅 胶 装 入 后,用 变 压 器 本 体 的 变 压 器 油 对 硅 胶 进 行 冲 洗 。
其 方 法 是 先 打 开 上 部 阀 门,静 置 几 小 时 后,然 后 从 下 部 放 油 螺 钉 放 出 部 分 变 压 器 油 和 碎 渣,直 到 放 出 油 干 净无 硅 胶 颗 粒 碎 渣 为 止 。
$"装 好 硅 胶 后 要 排 出 热 虹 吸 内 的 气 体,以 防 气 体 继 电 器 频 繁 动 作 。
%"热 虹 吸 过 滤 器 应 安 装 正 确,防 止 活 性 氧 化 铝 或 硅 胶 冲 入 变 压 器 内,对 已 发 生 冲 入 氧 化 铝 或 硅 胶 的 变 压器,应 尽 早 安 排 检 修 。
&"定 期 检 修,根 据 化 验 结 果 及 时 更 换 硅 胶 。 对 质 量 有 怀 疑 的 热 虹 吸 过 滤 器 应 在 大 修 时 解 体 检 查 。
十 三,变 压 器 的 干 燥
( 一 ) 变 压 器 经 过 检 修 后变 压 器 经 过 检 修 后 是 否 要 经 过 干 燥 后 才 能 投 入 运 行,取 决 于 下 列 试 验 情 况,
’"大 修 后 的 变 压 器,其 心 子 在 空 气 中 连 续 暴 露 的 时 间,以 其 与 外 部 空 气 接 触 的 时 间 算 起,不 应 超 过 下 列规 定,
当 空 气 相 对 温 度
!
$!(,环 境 温 度 ) ’*+时,’’*,- 以 上 的 变 压 ’#.; /!,- 以 下 的 变 压 器 01.。
0"检 修 后 测 得 的 绝 缘 电 阻 值 与 在 检 修 前 在 同 一 温 度 下 测 得 的 绝 缘 电 阻 值 相 比,或 者 与 换 算 后 同 一 温 度下 的 相 应 值 相 比,
( ’) 绝 缘 电 阻 值 降 低 不 超 过 1*(。
( 0) !
0
" !
!*
增 大 不 超 过 ’*(。
( /) 23
!
增 高 不 超 过 /*(。
( 1) #
#*
$ " #
’!
$值 在 ’*4 /*+的 温 度 下,不 小 于 ’"/。
满 足 上 述 条 件 时,即 可 不 需 干 燥 就 可 投 入 运 行 。 当 不 满 足 上 述 条 件 时,应 综 合 分 析,决 定 是 否 需 以 干 燥处 理 。
( 二 ) 现 场 使 用 的 变 压 器 干 燥 方 法
’"当 符 合 下 列 条 件 者,变 压 器 心 子 可 在 油 箱 中 进 行 有 控 制 的 干 燥
( ’) 变 压 器 心 子 在 空 气 中 停 留 的 时 间 超 过 规 定 的 时 间 但 未 超 过 1%.。
( 0) 变 压 器 的 绝 缘 性 能 鉴 定 不 符 合 要 求,但 与 要 求 接 近 时 。
0"热 风 干 燥 法,热 风 干 燥 的 原 理 是 利 用 空 气 的 热 量 加 热 变 压 器 的 各 部 分,使 吸 附 在 绝 缘 中 的 水 分 蒸 发,
从 而 达 到 干 燥 的 目 的 。 这 种 干 燥 方 法 即 可 在 变 压 器 的 油 箱 里 或 者 在 干 燥 罐 中,还 可 在 干 燥 室 内 进 行 。
进 口 热 风 温 度 应 逐 渐 上 升,最 高 温 度 不 应 超 过 &!+。 为 保 证 在 烘 干 过 程 中 变 压 器 心 子 的 安 全,必 须 采取 下 述 安 全 措 施,
( ’) 热 风 进 口 处 应 设 过 滤 器 或 装 金 属 栅 网,以 消 除 粉 尘 。
( 0) 为 使 变 压 器 纸 质 绝 缘 温 度 能 均 匀 上 升,在 热 风 进 口 与 变 压 器 之 间 应 装 上 挡 板,使 风 扩 散,然 后 缓 慢 地吹 向 变 压 器 各 处,不 可 直 接 吹 到 绕 组 上 。
( /) 在 变 压 器 的 顶 盖 上,可 利 用 入 孔 或 一 只 高 压 套 管 的 法 兰 孔,装 上 一 根 管 子 将 热 风 抽 出 。
/"使 用 油 箱 铁 损 烘 干 法 烘 干 变 压 器,这 种 方 法 是 将 变 压 器 放 在 油 箱 内,外 绕 线 圈 通 以 电 流,利 用 油 箱 隔壁 中 涡 流 损 耗 的 发 热 来 干 燥 变 压 器 心 子 。
1"干 燥 理 论 和 现 场 实 践 证 明,当 变 压 器 纸 质 绝 缘 的 温 度 较 高,较 均 匀,干 燥 容 器 内 绝 缘 周 围 的 水 蒸 气 压力 越 低 时,干 燥 后 绝 缘 内 的 剩 余 含 水 量 越 低 。 因 此,在 干 燥 的 同 时,采 用 降 低 干 燥 容 器 内 真 空 的 方 法 。
( ’) 热 风 真 空 干 燥 法 热 风 真 空 干 燥 法 的 载 热 体 是 热 空 气,一 般 是 将 变 压 器 的 心 子 放 在 一 个 容 器 ( 变 压器 油 箱,真 空 罐 内 ) 用 真 空 泵 抽 去 容 器 内 的 空 气,再 用 抽 风 机 抽 吸 经 过 干 燥 的 空 气,并 使 其 通 过 热 交 换 器 后,
吹 到 被 干 燥 的 变 压 器 身 上 。 循 环 的 热 风 在 热 交 换 器 内 吸 收 热 量 又 释 放 给 变 压 器 器 本 身 。 如 此 循 环,在 变 压
·&%/·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇器 器 身 被 加 热 的 过 程 中,绝 缘 也 得 到 干 燥 。 然 后 再 通 过 真 空 泵 使 容 器 保 持 一 定 时 间 的 真 空,达 到 脱 水,脱 气的 目 的 。 这 种 方 法 的 缺 点 是,
!) 需 要 较 长 的 干 燥 时 间,一 般 均 需 "# !$ 天 或 更 长 。
%) 由 于 绝 缘 厚 度 的 影 响 以 及 随 着 水 分 的 大 量 脱 出,吸 附 力 越 来 越 大,干 燥 效 果 不 理 想 。
&) 如 将 变 压 器 本 身 放 在 变 压 器 外 壳 内 进 行 干 燥,首 先 应 确 定 变 压 器 外 壳 结 构 所 允 许 的 真 空 度,在 干 燥 过程 中 不 允 许 超 过 此 真 空 度 限 度,否 则 应 对 变 压 器 外 壳 进 行 加 固 。
所 以 这 种 方 法 仅 适 用 于 受 潮 不 严 重 或 电 压 等 级 在 !!$’( 以 下 的 变 压 器 干 燥 。
( %) 热 油 真 空 脱 气 干 燥 法,这 种 方 法 是 以 热 油 作 为 载 体,加 热 变 压 器 本 身,当 纸 质 纤 维 绝 缘 受 热 温 度 上升,表 面 水 分 开 始 蒸 发,内 部 水 分 受 热 逐 渐 从 内 层 向 外 层 扩 散 。 由 于 纸 和 油 的 含 水 量 不 同,在 一 定 温 度 下,则纸 中 的 水 分 不 断 向 油 中 扩 散,使 油 纸 含 水 与 油 中 含 水 量 不 断 趋 于 平 衡,由 于 热 量 的 不 断 维 持,平 衡 关 系 逐 渐改 变,以 至 再 达 到 新 的 平 衡,使 变 压 器 绝 缘 得 到 干 燥,具 体 的 干 燥 系 统 见 图 )* &+。
首 先,往 装 配 好 的 变 压 器 油 箱 底 部 注 入 少 量 绝 缘 油,油 位 高 度 以 不 淹 没 绕 组 处 。 然 后 通 过 滤 油 机 ( 包 括滤 油 网 和 油 泵 ) 泵 将 油 吸 出,泵 至 热 交 换 器,将 被 滤 过 的 油 加 热 到 !$$ # !!$,,热 油 经 喷 雾 头 喷 成 雾 状,均 匀喷 洒 在 变 压 器 本 体 上 。 雾 状 的 热 油 呈 薄 膜 状 落 于 绕 组 表 面,在 绕 组 表 面 再 次 进 行 热 交 换,绝 缘 油 的 热 向 绕 组内 部 传 导 。 把 部 分 热 量 传 导 给 绕 组 绝 缘,降 低 了 温 度 的 绝 缘 油 落 到 油 箱 底 部 。 再 由 滤 油 机 从 油 箱 底 部 将 油抽 出 至 热 交 换 器,连 续 反 复 上 述 的 循 环 加 热,使 绕 组 温 度 上 升,引 起 水 分 迅 速 蒸 发 。
图 )* &+ 热 油 真 空 脱 气 干 燥 法
!— 滤 油 器 %— 油 循 环 泵 &— 热 交 换 器 -— 热 油
"— 喷 雾 油 )— 变 压 器 外 壳 +— 铁 心,— 绕 组
/— 喷 雾 油 !$— 排 气 装 置 !!— 油为 了 使 干 燥 容 器 内 绝 缘 绕 组 周 围 水 蒸 气 的 压 力 低 于 绝 缘 内 部 水 蒸 气 的 压 力,借 助 于 真 空 排 气 装 置,一 方面 使 干 燥 容 器 内 经 常 保 持 在 )))01 以 下 的 真 空 度,以 防 止 绝 缘 油 因 温 升 而 变 质 ; 另 一 方 面 降 低 绝 缘 绕 组 周 围的 压 力,使 绕 组 内 部 的 水 分 迅 速 扩 散,蒸 发,蒸 发 的 水 分 通 过 真 空 排 气 向 外 抽 出 。 真 空 热 油 喷 雾 法 的 优 点 是,
!) 因 为 绝 缘 油 的 热 容 量 和 热 传 导 都 比 空 气 大,而 且 当 热 油 浸 入 绝 缘 物 中,使 绝 缘 内 外 层 之 间 有 热 传 导桥,热 传 导 和 水 分 的 扩 散 都 较 容 易,干 燥 速 度 快,缩 短 干 燥 时 间,干 燥 彻 底 。 一 般,热 风 真 空 干 燥 法,需 要,#
!- 天,而 本 法 只 需 要 &# " 天 。
%) 干 燥 准 备 工 作 简 单,不 需 要 大 规 模 的 干 燥 设 备 。
&) 变 压 器 油 不 会 变 质,并 可 就 地 进 行 干 燥 。
-) 能 充 分 清 洗 变 压 器 内 部 。
此 外,还 有 零 序 电 流 干 燥 法,铜 损 干 燥 法 等 都 是 常 用 的 干 燥 法,这 里 不 再 赘 述 。
·$/&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 七 章 互 感 器 安 装 与 维 修 技 术第 一 节 互 感 器 的 类 型 与 用 途一,互 感 器 分 类
( 见 表 !" #,表 !" $)
表 !" # 常 用 互 感 器 的 分 类类 别 型 式 特 点 标 准电 磁 式电 压 互感 器单 相 干 式采 用 环 氧 浇 注 绝 缘,维 护 简 单,误 差 稳 定 。 不 接 地 型 供相 间 联 结 用,按 % 或 三 角 形 联 结 运 行 ; 接 地 型 供 相 地 间 联结 用,均 接 &’,(),开 口 三 角 形 联 结 运 行 。 由 剩 余 电 压 绕 组构 成 的 剩 余 电 压 回 路 供 输 出 零 序 电 压 用单 相 油 浸 式 采 用 油 纸 绝 缘,误 差 稳 定 。 有 不 接 地 型 与 接 地 型 两 种串 级 油 浸 式采 用 油 纸 绝 缘,绝 缘 分 级 数 与 额 定 电 压 有 关,误 差 稳 定,
只 能 设 计 成 接 地 型
*+#$,!— #--!
./0#12
34
2
气 体绝 缘 式采 用 34
2
气 体,误 差 稳 定,只 生 产 接 地 型 。 单 相 式 用 于 分相 全 封 闭 组 合 电 器,三 相 式 由 三 台 单 相 互 感 器 构 成,用 于三 相 共 箱 全 封 闭 组 合 电 器 。 另 外,还 有 单 个 式 单 相 34
2
气体 绝 缘 互 感 器,用 于 一 般 开 敞 式 变 电 站电 容 式电 压 互感 器单 相 油 浸 式是 由 电 容 分 压 器 和 电 磁 单 元 构 成,高 压 电 容 器 可 兼 作 载波 耦 合 电 容 器 使 用,只 能 设 计 成 接 地 型 。 分 离 式 的 电 容 分压 器 和 电 磁 单 元 分 装 成 两 个 独 立 的 整 体,两 部 分 仅 有 电 气上 的 联 系,检 修 方 便,结 构 上 比 较 松 散 ; 单 柱 式 的 电 容 分 压器 叠 装 在 电 磁 单 元 之 上,结 构 紧 凑,检 修 困 难
*+5!,6— 15
*+5!,7— -$
./0#12
./0671
·#-6·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇类 别 型 式 特 点 标 准电 流互 感 器干 式采 用 浇 注 绝 缘,维 护 简 单 ; 有 贯 穿 式,母 线 式,支 持 式 三种,用 于 开 关 柜,或 安 装 在 发 电 机 回 路 中油 浸 式采 用 油 纸 绝 缘,正 立 式 重 心 低,适 用 于 地 震 带 ; 倒 立 式 重心 高,适 用 于 非 地 震 带装 入 式结 构 中 无 一 次 绕 组 及 其 主 绝 缘,装 于 变 压 器,断 路 器 和全 封 闭 组 合 电 器 套 管 上
!"
#
气 体绝 缘 式同 !"
#
气 体 绝 缘 电 压 互 感 器
$%&’()— &**+
,-.&)/
零 序电 流互 感 器干 式有 电 缆 式 和 母 线 式 之 分,与 电 流 继 电 器 或 与 接 地 型 电 压互 感 器 的 剩 余 电 压 回 路 和 功 率 方 向 继 电 器 构 成 中 性 点 绝缘 系 统 的 单 相 接 地 保 护 装 置 。 这 种 保 护 装 置 有 选 择 性,不需 要 进 行 选 线 操 作,避 免 了 非 故 障 线 路 的 停 电 和 较 长 时 间的 寻 找 故 障 的 操 作 过 程组 合互 感 器油 浸 式采 用 油 纸 绝 缘,电 流 互 感 器 与 电 压 互 感 器 同 装 于 一 个 容器 内,适 用 于 线 路 变 压 器 组 和 桥 式 主 联 线
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,-.00— 1
直 流互 感 器油 浸 式 或干 式直 流 电 流 互 感 器 实 质 上 是 利 用 安 匝 相 等 原 理 工 作 的 饱和 电 抗 器,直 流 电 压 互 感 器 系 将 直 流 电 流 互 感 器 与 高 压 线性 电 阻 串 联 至 高 压 直 流 线 路 两 端,使 流 经 直 流 电 流 互 感 器的 电 流 与 电 压 成 正 比 。 高 压 直 流 互 感 器 为 油 浸 式,用 于 直流 输 电 线 路 ; 低 压 直 流 互 感 器 为 干 式,用 于 测 量 直 流 强 电流表 +2 ’ 新 型 互 感 器 的 分 类类 别 特 点光 耦 合 式电 流 互 感 器高 低 压 回 路 用 带 信 息 的 光 束 耦 合,绝 缘 结 构 简 单 可 靠,有 光 电 式 和 磁 光 式两 种,可 输 出 模 拟 量 或 编 码,输 出 容 量 小带 电 子 装 置 的电 容 式 电 压 互 感 器由 电 容 分 压 器 和 电 子 放 大 器 构 成,高 压 电 容 器 的 电 容 量 很 小,电 容 分 压 器只 输 出 信 号,用 于 全 封 闭 组 合 电 器二,互 感 器 用 途
&3与 测 量 仪 表 配 合,对 线 路 的 电 压,电 流,电 能 进 行 测 量 ; 与 继 电 保 护 装 置 配 合,对 电 力 系 统 和 设 备 进 行保 护 。
’3使 测 量 仪 表,继 电 保 护 装 置 与 线 路 高 电 压 隔 离,以 保 证 运 行 人 员 和 二 次 装 置 的 安 全 。
·’*1· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"将 线 路 电 压 与 电 流 变 换 成 统 一 的 标 准 值,以 利 仪 表 和 继 电 保 护 装 置 的 标 准 化 。
第 二 节 电 压 互 感 器 及 其 运 行 与 维 护电 压 互 感 器 是 一 种 电 压 的 变 换 装 置,可 将 高 电 压 变 换 为 低 电 压,以 便 用 低 压 量 值 反 映 高 压 量 值 的 变 化,
可 以 直 接 用 普 通 电 气 仪 表 进 行 测 量 。 由 于 电 压 互 感 器 二 次 侧 均 为 #$$%,使 测 量 仪 表 和 继 电 器 电 压 线 圈 标 准化,因 此 电 压 互 感 器 在 电 力 系 统 中 得 到 了 广 泛 应 用 。
一,结 构 原 理电 压 互 感 器 实 质 上 是 一 种 专 用 变 压 器,其 结 构 原 理 与 普 通 变 压 器 相 同,如 图 & ’ # 所 示 。 它 由 铁 心,一 次线 圈,二 次 线 圈,接 线 端 子,绝 缘 支 持 物 等 组 成 。 电 压 互 感 器 的 一 次 线 圈 的 匝 数 很 多,而 二 次 线 圈 的 匝 数 很少 。 它 的 一 次 线 圈 并 接 在 高 压 电 路 中,二 次 线 圈 与 测 量 仪 表 或 继 电 器 的 电 压 线 圈 并 接 在 一 起 。 由 于 这 些 电压 线 圈 的 阻 抗 相 当 大,所 以 电 压 互 感 器 在 工 作 时 接 近 空 载 状 态 。 电 压 互 感 器 的 一,二 次 侧 的 电 压 比 约 为 一,
二 次 侧 线 圈 的 匝 数 比,即 !
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图 & ’ # 电 压 互 感 器 的 结 构 原 理 图二,选 择 与 使 用
( 一 ) 选 择
#"根 据 被 测 电 压 的 高 低 选 择 电 压 互 感 器 的 额 定 变 压 比,即 应 该 使 所 用 的 电 压 互 感 器 的 一 次 线 圈 的 额 定电 压 大 于 被 测 电 压 。
("与 电 压 互 感 器 配 套 使 用 的 测 量 仪 表 一 般 选 #$$% 的 交 流 电 压 表 。 通 常 板 式 电 压 表 是 按 所 选 用 的 电 压互 感 器 的 一 次 线 圈 额 定 电 压 刻 度 的,而 在 该 表 上 标 明 了 所 需 配 用 的 电 压 互 感 器 规 格,因 此 按 此 规 格 选 用 电 压互 感 器 即 可 。
!"所 选 用 的 电 压 互 感 器 应 符 合 规 定 的 准 确 度 等 级 。
)"测 量 仪 表 消 耗 的 功 率 不 得 超 过 电 压 互 感 器 的 额 定 容 量,否 则 会 使 误 差 增 大 。
( 二 ) 正 确 使 用
#"电 压 互 感 器 的 一 次 线 圈 与 被 测 电 压 的 电 路 并 联,而 二 次 线 圈 则 与 测 量 仪 表 相 连 接,并 使 极 性 正 确 。
·!*!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!"电 压 互 感 器 的 一,二 次 线 圈 都 应 接 熔 断 器,以 防 止 发 生 短 路 故 障 。 电 压 互 感 器 的 二 次 线 圈 不 准 短 路,
否 则 电 压 互 感 器 将 因 过 热 而 烧 毁 。 除 了 装 设 熔 断 器 外,有 时 还 安 装 保 护 电 阻,用 以 减 小 短 路 电 流 。
#"电 压 互 感 器 的 二 次 线 圈,铁 心 和 外 壳 都 必 须 可 靠 接 地,这 样 即 使 在 线 圈 绝 缘 损 坏,二 次 线 圈 对 地 电 压也 不 会 升 高,以 保 证 人 身 和 设 备 安 全 。
$"检 修 电 压 互 感 器 的 刀 开 关 或 在 二 次 回 路 上 进 行 工 作 时,除 了 按 规 程 填 写 工 作 票 外,还 应 考 虑 切 断 电 压互 感 器 的 电 源 是 否 会 影 响 继 电 保 护 装 置 ; 取 下 一,二 次 侧 熔 断 器,防 止 反 送 电 造 成 高 压 触 电 ; 拉 开 有 关 刀 开关,验 电 器 和 挂 接 地 线 。
%"电 压 互 感 器 二 次 线 圈 的 电 压 降 一 般 不 得 超 过 额 定 电 压 的 &"%’,接 用 &"% 级 电 度 表 时 不 得 超 过 &"
!%’。
("对 有 双 母 线,两 组 电 压 互 感 器 的 变 配 电 所,电 压 互 感 器 二 次 侧 并 列 前,一 次 侧 必 须 先 经 母 联 开 关 并 列运 行,否 则,将 会 由 于 不 平 衡 电 压 在 二 次 侧 产 生 大 的 环 流 使 熔 断 器 熔 断,保 护 失 压 误 动 作,造 成 供 电 中 断 。
)"对 于 移 相 电 容 器 放 电 用 的 电 压 互 感 器 一 次 侧 及 **&+,以 上 的 电 压 互 感 器 一 次 侧,不 准 装 熔 断 器,主 要是 考 虑 到 移 相 电 容 器 的 安 全 放 电 要 求 和 **&+,以 上 电 压 互 感 器 一 次 侧 的 引 线 为 硬 连 接,相 间 距 离 大,发 生 短路 可 能 性 小,即 使 发 生 短 路,系 统 的 保 护 装 置 将 很 快 动 作 切 除 故 障 。
( 三 ) 极 性 测 定电 压 互 感 器 的 极 性 就 是 表 明 一 次 线 圈 和 二 次 线 圈 在 同 一 瞬 间 的 感 应 电 动 势 方 向 相 同 还 是 相 反 。 相 同 为减 极 性,相 反 为 加 极 性 。 极 性 测 定 方 法 有 差 接 法 和 比 较 法 两 种,
*"差 接 法 如 图 )- ! 所 示,将 电 压 互 感 器 的 高 压 线 圈 接 到 交 流 !!&,电 源,并 将 电 压 互 感 器 高 压 正 端 与低 压 正 端 连 接 。 当 单 极 双 投 开 关,投 向,*” 时,测 得 电 源 电 压 ; 投 向,!” 时 测 得 两 负 端 电 压 。 这 时,如 果 测 得的 电 压 小 于 电 源 电 压,则 为 减 极 性 ; 若 大 于 电 源 电 压,则 为 加 极 性 。
!"比 较 法 如 图 )- # 所 示,/,
*
为 已 知 减 极 性 标 准 电 压 互 感 器,/,
!
为 同 一 电 压 规 格 但 未 知 极 性 的 待 测电 压 互 感 器 。 从 高 压 侧 引 入 同 一 电 源,如 果 电 压 表 指 示 为 零 或 几 乎 为 零,则 为 减 极 性 ; 否 则,为 加 极 性 。
图 )- ! 测 定 电 压 互 感 器 极 性 的 差 接 法图 )- # 测 定 电 压 互 感 器 极 性 的 比 较 法
·$0#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册三,运 行 与 维 修
( 一 ) 运 行 前 及 运 行 中 巡 视 检 查
!"瓷 套 管 是 否 清 洁,完 整,绝 缘 介 质 有 无 损 坏,裂 纹 和 放 电 痕 迹 。
#"充 油 电 压 互 感 器 的 油 位 是 否 正 常,油 色 是 否 透 明 ( 不 发 黑 ),有 无 严 重 的 渗,漏 油 现 象 。
$"一 次 侧 引 线 和 二 次 侧 各 连 接 部 分 螺 钉 若 有 松 动,应 予 以 紧 固,保 证 接 触 良 好 。
%"电 压 互 感 器 内 部 是 否 有 异 常 响 声,有 无 放 电 声 和 剧 烈 振 动 声,当 外 部 线 路 接 地 时,更 要 注 意 响 声 是 否正 常,有 无 焦 臭 味 。
&"’( $&)* 电 压 互 感 器 的 开 口 三 角 线 圈 上 安 装 的 灯 泡 ( 指 示 过 电 压 用 ) 有 无 损 坏,若 已 损 坏,应 予 以 更换 。
’"电 压 互 感 器 的 保 护 接 地 是 否 良 好,若 有 断 开 或 锈 蚀,应 及 时 进 行 更 换,防 止 二 次 侧 绝 缘 击 穿 时,使 一 次侧 高 压 窜 入 二 次 侧 回 路,造 成 人 身 和 设 备 事 故 。
+"高 压 侧 导 线 接 头 有 无 过 热,低 压 电 路 的 电 缆 和 导 线 有 无 损 伤 和 锈 蚀,低 压 侧 熔 断 器 及 限 流 电 阻 是 否 完好 。
,"高 压 中 性 点 上 所 串 联 的 电 阻 是 否 良 好,若 已 损 坏,应 立 即 更 换 ; 当 无 备 品 时 应 尽 快 恢 复 中 性 点 接 地 。
-"观 察 接 至 测 量 仪 表,继 电 器 和 自 动 装 置 及 回 路 的 熔 断 器 熔 体 有 无 熔 断 ; 电 压 互 感 器 一,二 次 侧 熔 体 有无 熔 断,表 计 指 示 是 否 正 常 。
!."呼 吸 器 内 部 的 吸 潮 剂 是 否 潮 解,若 硅 胶 油 由 原 来 的 天 蓝 色 变 为 粉 红 色,即 表 明 硅 胶 已 受 潮,应 及 时 更换 。
( 二 ) 异 常 运 行运 行 中 的 电 压 互 感 器 出 现 下 列 故 障 之 一 者,应 立 即 退 出 运 行,
!"瓷 套 管 破 裂,严 重 放 电 。
#"高 压 线 圈 的 绝 缘 击 穿,冒 烟,发 出 焦 臭 味 。
$"电 压 互 感 器 内 部 有 放 电 声 及 其 他 噪 声,线 圈 与 外 壳 之 间 或 引 线 与 外 壳 之 间 有 火 花 放 电 现 象 。
%"漏 油 严 重,油 标 中 看 不 见 油 面 。
&"外 壳 温 度 超 过 允 许 温 升,并 继 续 上 升 。
’"高 压 熔 体 连 续 两 次 熔 断,当 运 行 中 的 电 压 互 感 器 发 生 接 地,短 路,冒 烟 着 火 故 障 时,对 于 ’ ( $&)* 装 有
."&/ 熔 体 及 合 格 限 流 电 阻 者,可 用 刀 开 关 将 电 压 互 感 器 切 断 ; 对 于 !!.)* 以 上 电 压 互 感 器,不 得 带 故 障 将 刀开 关 拉 开,否 则,将 导 致 母 线 发 生 故 障 。
熔 断 器 是 电 压 互 感 器 的 惟 一 保 护 装 置,当 发 现 高,低 压 熔 体 熔 断 时,应 进 行 下 列 处 理,
( !) 高 压 熔 体 熔 断 时,应 认 真 查 明 原 因,确 认 无 问 题 后,再 进 行 更 换 。 低 压 侧 熔 体 熔 断 应 立 即 更 换,并 保证 熔 体 容 量 与 原 来 相 同,不 得 增 大 。
( #) 发 现 熔 体 熔 断,应 先 将 有 关 保 护 解 除 ( 如 低 压 闭 锁,方 向 闭 锁,距 离 保 护,复 合 电 压 闭 锁 等 ),然 后 更 换熔 体,待 处 理 完 毕,恢 复 正 常 后,再 将 停 用 的 保 护 装 置 投 入 运 行 。
( $) 如 更 换 熔 体 后,仍 有 断 线 信 号,则 应 拉 开 刀 开 关,检 查 回 路 接 头 有 无 松 动,断 线 现 象,切 换 回 路 有 无 接触 不 良,有 无 短 路 故 障 等 。
( 三 ) 电 压 互 感 器 二 次 回 路 接 地电 压 互 感 器 的 一 次 线 圈 接 于 高 压 系 统,如 果 在 运 行 中,发 生 高 压 线 圈 对 低 压 线 圈 绝 缘 击 穿,高 压 电 将 窜入 二 次 回 路,这 对 二 次 设 备 ( 如 仪 表,保 护,自 动 装 置 ) 是 一 个 极 大 的 损 坏,更 重 要 的 是 严 重 威 胁 到 电 气 工 作 人员 的 安 全 。 因 此,为 保 证 二 次 设 备 和 人 身 安 全,要 求 电 压 互 感 器 的 二 次 回 路 有 一 点 接 地,在 电 压 互 感 器 每 组二 次 绕 组 均 应 有 且 只 能 有 一 个 接 地 点,接 地 点 必 须 设 在 电 压 互 感 器 二 次 引 出 端 子 处 。
·&-$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 四 ) 运 行 中 更 换 电 压 互 感 器 注 意 事 项对 运 行 中 的 电 压 互 感 器 及 二 次 线 圈 需 要 更 换 时,除 执 行 安 全 规 程 外,还 应 注 意 下 列 几 点,
!"个 别 电 压 互 感 器 在 运 行 中 损 坏 需 要 更 换 时,应 选 用 电 压 等 级 与 电 网 电 压 相 符,变 比 与 原 来 相 同,极 性正 确,励 磁 特 性 相 近 的 电 压 互 感 器,并 经 试 验 合 格 。
#"更 换 成 组 的 电 压 互 感 器 时,还 应 对 二 次 侧 与 其 他 并 列 运 行 的 电 压 互 感 器 检 查 其 接 线 组 别,并 核 对 相位 。
$"电 压 互 感 器 二 次 线 圈 更 换 后,必 须 进 行 核 对,以 免 造 成 错 误 接 线,特 别 是 防 止 二 次 回 路 短 路 。
%"电 压 互 感 器 及 二 次 线 圈 更 换 后 必 须 测 定 极 性 。
( 五 ) 停 用 电 压 互 感 器 注 意 事 项
!"一 般 电 压 互 感 器 的 二 次 侧 接 有 线 路 的 距 离 保 护,方 向 保 护,低 电 压 闭 锁 过 流 保 护,低 电 压 保 护 和 自 动装 置 。 停 用 电 压 互 感 器 时,应 将 有 关 保 护 和 自 动 装 置 停 用,以 免 造 成 装 置 失 压 误 动 作 。
为 防 止 停 用 的 电 压 互 感 器 从 二 次 侧 向 一 次 侧 反 充 电,造 成 运 行 电 压 互 感 器 过 流 动 作,停 用 时 应 将 二 次 侧保 护 取 下,再 拉 开 一 次 侧 刀 开 关 。
#"停 用 的 电 压 互 感 器,若 一 年 未 带 电 运 行,在 带 电 前 应 进 行 试 验 和 检 查,必 要 时 可 先 安 装 在 母 线 上 运 行一 段 时 间 后,再 投 入 和 运 行 。
( 六 ) 维 修
!"油 浸 式 电 压 互 感 器 的 油 面 距 油 箱 盖 一 般 应 在 !& ’ !()),若 距 离 过 大,则 电 压 互 感 器 本 身 和 引 线 将 露出 油 面,这 时 要 检 查 绝 缘 有 无 受 潮 现 象 。
#"测 量 线 圈 的 绝 缘 电 阻,其 值 应 不 低 于 规 定 值 *&+。
$"电 压 互 感 器 二 次 回 路 不 得 短 路,若 有 短 路,应 立 即 退 出 运 行,并 进 行 检 查 和 试 验 。
%"三 相 三 线 圈 电 压 互 感 器 空 载 时,若 一,二 次 侧 相 电 压 平 衡,则 零 序 回 路 的 端 电 压 应 不 大 于,-,要 求 试验 中 一 次 侧 应 接 三 相 电 缆,电 缆 对 地 电 容 应 不 小 于 &"#
!
.。
("线 路 发 生 单 相 接 地 故 障 时,允 许 电 压 互 感 器 连 续 运 行 #/,防 止 线 圈 由 于 过 热 而 损 坏 。
0"电 压 互 感 器 大 多 是 因 绝 缘 受 潮,击 穿,匝 间 短 路,线 圈 烧 坏,套 管 损 坏 而 引 起 故 障,一 般 可 参 照 变 压 器的 修 理 方 法,按 原 样 进 行 修 复 。
四,常 见 故 障 与 处 理
( 一 ) 电 压 互 感 器 回 路 断 线
!"由 于 电 压 互 感 器 的 高,低 侧 熔 断 器 熔 体 熔 断,若 高 压 侧 熔 体 熔 断,应 拉 开 电 压 互 感 器 入 口 隔 离 开 关,更换 熔 体,并 检 查 在 高 压 侧 熔 断 器 前 有 无 异 常 现 象 。 测 量 电 压 互 感 器 的 绝 缘 电 阻,确 认 良 好 后,方 可 送 电 。 若低 压 侧 熔 体 熔 断,应 立 即 更 换,并 保 证 熔 体 容 量 与 原 来 相 同,不 得 增 大 。 如 再 次 熔 断,应 查 明 原 因,及 时 修 复 。
若 一 时 找 不 出 故 障 原 因,应 调 整 有 关 设 备 的 运 行 方 式 。 在 检 查 高,低 压 熔 断 器 时,必 须 做 好 安 全 措 施,以 确 保人 身 安 全,并 防 止 保 护 装 置 误 动 作 。
#"回 路 接 线 松 动 或 断 线,应 紧 固 接 线 螺 钉,并 找 出 有 无 断 线 现 象 。
$"电 压 切 换 回 路 辅 助 触 点 及 电 压 切 换 开 关 接 触 不 良,应 仔 细 检 查 回 路 各 辅 助 接 头 及 开 关 本 身 的 接 触 情况,保 证 接 触 良 好 。
( 二 ) 电 压 互 感 器 高 压 或 低 压 熔 断 器 熔 断
!"电 压 互 感 器 低 压 电 路 发 生 短 路,使 低 压 侧 熔 体 熔 断,应 立 即 更 换 同 样 规 格 的 熔 体,如 果 再 次 熔 断,应 查明 原 因 后 再 进 行 处 理 。
#"高 压 电 路 相 间,匝 间 或 层 间 短 路 及 一 相 接 地 等 故 障,使 高 压 侧 熔 体 熔 断,应 首 先 将 电 压 互 感 器 的 隔 离开 关 拉 开,并 取 下 低 压 侧 熔 体 检 查 有 无 熔 断 。 在 排 除 电 压 互 感 器 本 身 故 障 或 二 次 回 路 故 障 后,重 新 更 换 与 原
·01$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册来 相 同 规 格 的 熔 体,使 电 压 互 感 器 投 入 运 行 。
!"熔 断 器 日 久 磨 损 也 会 造 成 高 压 或 低 压 侧 熔 体 熔 断,应 定 期 进 行 检 查 。
#"由 于 某 种 原 因,电 路 中 的 电 流 和 电 压 发 生 突 变,此 时 引 起 的 铁 磁 谐 振,使 电 压 互 感 器 励 磁 电 流 增 大 几十 倍,会 使 高 压 侧 熔 体 迅 速 熔 断 。
$"电 压 互 感 器 低 压 侧 发 生 短 路,当 低 压 侧 熔 体 未 熔 断 时,因 励 磁 电 流 增 大,使 高 压 侧 熔 体 熔 断 。
%"当 系 统 发 生 单 相 间 歇 性 电 弧 接 地 故 障 时,将 会 产 生 高 压 电,使 电 压 互 感 器 的 铁 心 很 快 饱 和,励 磁 电 流急 剧 增 加,使 熔 体 熔 断 。
第 三 节 电 流 互 感 器 及 其 运 行 与 维 修电 流 互 感 器 是 一 种 电 流 变 换 装 置,可 将 高 压 电 流 和 低 压 大 电 流 变 换 成 电 压 较 低 的 小 电 流,供 给 仪 表 和 继电 器 保 护 装 置,并 将 仪 表 和 保 护 装 置 与 高 压 隔 离 电 路 隔 开 。 电 流 互 感 器 的 二 次 电 流 均 为 $&,使 测 量 仪 表 和继 电 保 护 装 置 使 用 安 全,方 便 。 因 此,电 流 互 感 器 在 电 力 系 统 中 得 到 了 广 泛 应 用 。
一,结 构 原 理电 流 互 感 器 的 结 构 原 理 与 变 压 器 相 似,如 图 ’( # 所 示 。 由 铁 心,一 次 线 圈,二 次 线 圈,接 线 端 子,绝 缘 支持 物 等 组 成 。 电 流 互 感 器 的 一 次 线 圈 与 电 力 系 统 的 线 路 串 联,流 过 较 大 的 被 测 电 流,在 铁 心 内 产 生 交 变 磁通,使 二 次 线 圈 感 应 出 相 应 的 二 次 电 流 。 二 次 线 圈 与 仪 表,继 电 保 护 装 置 的 电 流 线 圈 串 接 成 二 次 回 路 。 电 流互 感 器 一,二 次 侧 电 流 比 约 为 一,二 侧 线 圈 匝 数 的 反 比,即 )
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图 ’( # 电 流 互 感 器 结 构 原 理 图二,选 择 与 使 用
( 一 ) 选 择
*"电 流 互 感 器 的 额 定 电 压 与 电 网 的 额 定 电 压 应 相 符 。
,"电 流 互 感 器 一 次 额 定 电 流 的 选 择,应 使 运 行 电 流 为 其,./ 0 *../; *.12 继 电 保 护 用 的 电 流 互 感 器 一次 侧 电 流 一 般 应 不 大 于 设 备 额 定 电 流 的 *"$ 倍 。
!"所 选 用 电 流 互 感 器 应 符 合 规 定 的 准 确 度 等 级 。
#"根 据 被 测 电 流 的 大 小 选 择 电 流 互 感 器 的 变 比,要 使 一 次 线 圈 额 定 电 流 大 于 被 测 电 流 。
·’3!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!"电 流 互 感 器 二 次 负 载 所 消 耗 的 功 率 或 阻 抗 应 不 超 过 所 选 用 的 准 确 度 等 级 相 应 的 额 定 容 量,以 免 影 响准 确 度 。
#"根 据 系 统 运 行 方 式 和 电 流 互 感 器 的 接 线 方 式 来 选 择 电 流 互 感 器 的 台 数 。
$"电 流 互 感 器 选 择 之 后,应 根 据 装 设 地 点 的 系 统 短 路 电 流 校 验 其 动 稳 定 和 热 稳 定 。
( 二 ) 正 确 使 用
%"电 流 互 感 器 的 一 次 线 圈 串 联 接 入 被 测 电 路,二 次 线 圈 与 测 量 仪 表 连 接,并 使 一,二 次 线 圈 极 性 正 确 。
&"电 流 互 感 器 一 次 线 圈 和 铁 心 均 要 可 靠 接 地 。
’"电 流 互 感 器 二 次 线 圈 不 允 许 开 路,由 于 二 次 阻 抗 很 小,因 此 接 近 于 短 路 状 态 。 拆 装 时 先 将 二 次 侧 两 线端 短 接 后,才 能 进 行 拆 装 仪 表,并 注 意 接 线 可 靠,不 允 许 接 熔 断 器,以 保 证 人 身 和 设 备 安 全 。
("二 次 侧 的 负 载 阻 抗 不 得 大 于 电 流 互 感 器 的 额 定 负 载 阻 抗,以 保 证 测 量 的 准 确 性 。
!"电 流 互 感 器 不 得 与 电 压 互 感 器 二 次 侧 互 相 连 接,以 免 造 成 电 流 互 感 器 近 似 开 路,出 现 高 压 的 危 险 。
#"电 流 互 感 器 二 次 侧 有 一 端 必 须 接 地,以 防 止 一,二 次 线 圈 绝 缘 击 穿 时,一 次 侧 的 高 压 窜 入 二 次 侧,危 及人 身 和 设 备 的 安 全 。
( 三 ) 更 换 时 注 意 事 项
%"个 别 电 流 互 感 器 在 运 行 中 损 坏 需 要 更 换 时,应 使 电 压 等 级 不 低 于 电 网 额 定 电 压,变 比 与 原 来 相 同,极性 正 确,伏 安 特 性 相 近 的 电 流 互 感 器,并 测 试 合 格 。
&"由 于 容 量 变 化 而 需 要 成 组 地 更 换 电 流 互 感 器,还 应 重 新 审 核 继 电 保 护 整 定 值 及 计 量 仪 表 的 倍 率 。
’"更 换 二 次 侧 电 缆 时,其 截 面 和 芯 数 必 须 满 足 最 大 负 载 电 流 及 回 路 总 负 载 阻 抗 不 得 超 过 电 流 互 感 器 准确 等 级 允 许 值 的 要 求,并 对 新 电 缆 进 行 绝 缘 电 阻 的 测 定,更 换 后 要 核 对 接 线 有 无 错 误 。
("更 换 后 的 电 流 互 感 器 和 二 次 回 路 在 运 行 前 必 须 测 定 极 性 。
( 四 ) 极 性 测 定电 流 互 感 器 的 极 性 是 指 一 次 线 圈 和 二 次 线 圈 间 电 流 方 向 的 关 系 。 在 接 线 中 )
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为 同 性 端,)
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为 同性 端 。 如 果 电 流 互 感 器 的 极 性 错 误,在 施 工 中 未 检 查 出 来,或 在 接 线 时 将 极 性 搞 错,在 投 入 运 行 中 将 会 引 起继 电 保 护 装 置 的 误 动 作,或 者 导 致 功 率 表 和 电 度 表 的 错 误 计 量,因 此 必 须 正 确 测 定 电 流 互 感 器 的 极 性,常 用的 测 定 方 法 有 以 下 几 种,
%"直 流 法 如 图 $+ ! 所 示,在 电 流 互 感 器 一 侧 ( 一 次 或 二 次 线 圈 ) 通 过 按 钮,- 接 入 %"!,’/ 干 电 池
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接 电 池 负 极 。 *
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接 电 压 表 正 极,*
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接 电 压 表 负 极,按 下 按 钮,-,电 路 接 通 时,若 电 压 表正 方 向 偏 转,则 )
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为 同 极 性 ( 同 名 端 ) ; 若 电 压 表 负 方 向 偏 转,则 )
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为 异 极 性 ( 非 同 名 端 ) 。
图 $+ ! 直 流 法 测 定 电 流 互 感 器 极 性 接 线 图
&"交 流 法 如 图 $+ # 所 示,将 电 流 互 感 器 一,二 次 线 圈 的 尾 端 )
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接 在 一 起,在 二 次 线 圈 上 通 过 %,
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为 同 极 性 端 子,
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为 异 极 性 端 子 。 试 验 中 应 注 意 以 下 几 点,
·34’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " # 交 流 法 测 定 电 流 互 感 器 极 性 接 线 图
( $) 通 入 电 压 !
$
应 尽 量 低,以 在 电 流 互 感 器 两 侧 测 得 的 电 压 数 据 清 楚 为 原 则 。
( %) 当 电 流 互 感 器 的 变 比 在 & 以 下 时,用 交 流 法 测 定 极 性 即 简 单 又 准 确 ; 当 电 流 互 感 器 变 比 大 时,!
%
的读 数 较 小,!
$
和 !

的 数 据 接 近,电 压 表 不 易 区 分 数 值 大 小,因 此 不 易 采 用 此 法 测 定 极 性 。
( ’) 仪 表 法 用 电 流 互 感 器 校 验 仪 测 试 电 流 互 感 器 极 性,若 校 验 仪 的 极 性 指 示 器 没 有 指 示,则 说 明 两 侧极 性 正 确 。
三,运 行 与 维 修
( 一 ) 运 行 前 的 检 查
$(套 管 有 无 裂 纹,破 损 现 象 。
%(充 油 电 流 互 感 器 外 观 应 清 洁,油 量 充 足,无 渗 漏 油 现 象 。
’(引 线 和 线 卡 子 及 二 次 回 路 各 连 接 部 分 应 接 触 良 好,不 得 松 弛 。
)(外 壳 及 二 次 回 路 一 点 接 地 良 好,接 地 线 应 紧 固 可 靠 。
&(按 电 气 试 验 规 程,进 行 全 面 试 验 合 格 。
( 二 ) 巡 视 检 查
$(各 接 头 有 无 过 热 及 打 火 现 象,螺 栓 有 无 松 动,有 无 异 常 气 味 。
%(瓷 套 管 是 否 清 洁,有 无 缺 损,裂 纹 和 放 电 现 象,声 音 是 否 正 常 。
’(对 于 充 油 电 流 互 感 器 应 检 查 油 位 是 否 正 常,有 无 渗 漏 油 现 象 。
)(电 流 表 的 三 相 指 示 值 是 否 在 允 许 范 围 之 内,电 流 互 感 器 有 无 过 负 荷 运 行 。
&(二 次 线 圈 有 无 开 路,接 地 线 是 否 良 好,有 无 松 动 和 断 裂 现 象 。
#(定 期 校 验 电 流 互 感 器 的 绝 缘 情 况,如 定 期 放 油,化 验 油 质 是 否 符 合 要 求 。 若 绝 缘 油 受 潮,其 绝 缘 性 能降 低,将 会 引 起 发 热 膨 胀,造 成 电 流 互 感 器 爆 炸 起 火 。
( 三 ) 运 行 中 监 视
$(当 发 现 运 行 中 的 电 流 互 感 器 冒 烟,膨 胀 器 急 剧 变 形 ( 如 金 属 膨 胀 器 明 显 鼓 起 ) 时,应 迅 速 ( 如 通 过 运 行电 动 操 作 等 ) 切 断 有 关 电 源 。
%(电 流 互 感 器 一 次 端 部 引 线 的 接 头 部 位 要 保 证 接 触 良 好,并 有 足 够 的 接 触 面 积,以 防 止 接 触 不 良,产 生过 热 现 象 。
’(怀 疑 存 在 缺 陷 的 电 流 互 感 器,应 适 当 缩 短 试 验 周 期,并 进 行 跟 踪 和 综 合 分 析,查 明 原 因 。
)(要 加 强 对 电 流 互 感 器 的 密 封 检 查 ( 如 装 有 呼 吸 器 的,呼 吸 系 统 是 否 正 常,密 封 胶 垫 与 隔 膜 是 否 老 化,隔膜 内 有 无 积 水 ),对 老 化 的 胶 垫 与 隔 膜 应 及 时 更 换 。 对 隔 膜 内 有 积 水 的 电 流 互 感 器,应 对 电 流 互 感 器 绝 缘 和绝 缘 油 进 行 有 关 项 目 的 试 验,当 确 认 绝 缘 已 受 潮 的 电 流 互 感 器,不 得 继 续 运 行 。
( 四 ) 异 常 运 行运 行 中 的 电 流 互 感 器 可 能 出 现 开 路,发 热,冒 烟,声 响 异 常,线 圈 螺 钉 松 动,严 重 漏 油,油 面 过 低 等 异 常 现象 。 运 行 人 员 应 根 据 出 现 的 异 常 情 况 进 行 判 断 处 理,如 用 试 温 腊 片 检 查 电 流 互 感 器 的 发 热 程 度,从 声 音 和 表计 指 示 情 况 辨 别 电 流 互 感 器 二 次 回 路 是 否 开 路 。 开 路 时 电 流 表,电 流 表 指 示 为 零,电 度 表 不 转,有 嗡 嗡 声,电
·**’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇流 互 感 器 本 身 有 吱 吱 放 电 声 或 音,端 子 排 可 能 烧 焦,若 发 现 上 述 现 象,即 认 为 电 流 互 感 器 二 次 回 路 有 开 路 故障 。
( 五 ) 运 行 中 二 次 回 路 工 作 及 清 扫 注 意 事 项
!"工 作 中 不 允 许 将 电 流 互 感 器 二 次 回 路 开 路 。
#"根 据 工 作 需 要 可 在 适 当 地 点 将 电 流 互 感 器 二 次 侧 短 路,但 必 须 采 用 短 路 片 或 专 用 短 路 线,严 禁 用 熔 体或 导 线 缠 绕 。
$"严 禁 在 电 流 互 感 器 与 短 路 端 子 之 间 的 回 路 上 进 行 任 何 工 作 。
%"工 作 中 必 须 有 人 监 护,要 使 用 绝 缘 工 具,并 站 在 绝 缘 垫 上 。
&"工 作 中 应 谨 慎 小 心,以 免 损 坏 元 件 或 造 成 二 次 回 路 断 线,不 得 将 回 路 的 永 久 接 地 点 断 开 。
’"清 扫 二 次 回 路 时,应 穿 长 袖 工 作 服,戴 线 手 套,使 用 干 燥 的 工 具,并 将 手 表 等 金 属 物 品 摘 下 。
( 六 ) 维 修
!"经 常 保 持 电 流 互 感 器 的 清 洁 。
#"接 地 线 应 牢 固 可 靠,接 触 良 好 。
$"若 是 油 浸 电 流 互 感 器,应 检 查 有 无 渗 漏 油 现 象 。
%"检 查 熔 断 器 的 熔 体 是 否 良 好,各 部 分 之 间 的 距 离 是 否 符 合 要 求,有 无 放 电 现 象,有 无 异 味 异 声 。
&"应 定 期 进 行 预 防 性 试 验 。
("测 量 线 圈 的 绝 缘 电 阻,线 圈 的 绝 缘 电 阻 值 与 制 造 厂 规 定 值 或 与 上 次 测 量 值 进 行 比 较,应 无 明 显 降 低,
若 绝 缘 受 潮,应 进 行 干 燥 处 理 。
)"电 流 互 感 器 的 最 高 温 度 为 $&*时,允 许 电 流 超 过 其 额 定 电 流 !+,,在 线 路 中 运 行 。 当 最 高 温 度 高 于
$&*,但 不 高 于 &+*时,长 期 允 许 的 工 作 电 流 最 大 值,按 下 式 计 算,即
!
" ##
- !
$&
(+,"
#
!
%&
式 中 !
$&
— — — 最 高 气 温 为 $&*时,电 流 互 感 器 允 许 的 工 作 电 流 最 大 值 ( /) ;
"
#
— — — 环 境 的 实 际 温 度 ( *) 。
("电 流 互 感 器 二 次 线 圈 不 能 开 路,如 果 一 旦 开 路 必 须 立 即 退 出 运 行,并 检 查 二 次 线 圈 的 绝 缘 情 况,而 铁心 必 须 进 行 退 磁 处 理 。
0"运 行 中,电 流 互 感 器 的 故 障 多 因 失 慎,使 电 流 互 感 器 遭 受 开 路 而 损 坏 绝 缘,另 外 由 于 绝 缘 受 潮 或 过 电压 而 发 生 绝 缘 击 穿,损 坏 后 的 电 流 互 感 器 应 按 原 样 进 行 修 复 。
!+"对 于 户 外 多 匝 贯 穿 式 瓷 绝 缘 电 流 互 感 器,由 于 一 次 线 圈 是 穿 绕 在 两 个 平 行 的 瓷 件 中,为 了 消 除 瓷 件两 侧 与 一 次 和 二 次 线 圈 之 间 的 空 气 隙 的 游 离,在 瓷 件 的 内 表 面 和 被 接 地 部 件 包 围 的 外 表 面,均 涂 有 半 导 体漆 。 内 部 漆 膜 与 一 次 线 圈 作 电 气 连 接,外 部 漆 膜 接 地,使 空 气 层 上 不 存 在 电 位 差 。 漆 膜 厚 度 约 为 +"! 1 +"
!%22,于 空 气 中 自 然 干 燥 $3 即 可 。
四,常 见 故 障 与 处 理
( 一 ) 电 流 互 感 器 运 行 中 声 音 不 正 常 或 铁 心 过 热
!"运 行 中 的 电 流 互 感 器 在 过 负 荷,二 次 回 路 开 路,绝 缘 损 坏 而 发 生 放 电 等 情 况 下,都 会 产 生 异 常 声 音 。
#"对 于 半 导 体 漆 涂 刷 得 不 均 匀 而 造 成 局 部 电 晕,以 及 夹 紧 铁 心 的 螺 钉 松 动,也 会 产 生 较 大 的 响 声 。
$"电 流 互 感 器 的 铁 心 过 热,可 能 是 由 于 长 时 间 过 负 荷 或 二 次 回 路 开 路 引 起 铁 心 饱 和 而 造 成 的 。
在 运 行 中,当 发 现 声 音 不 正 常 或 铁 心 过 热 时,首 先 应 观 察 并 通 过 仪 表 等 来 判 断 引 起 故 障 原 因 。 若 是 过 负荷 造 成 的,应 将 负 荷 降 低 至 额 定 值 以 下,并 继 续 进 行 监 视 和 观 察 ; 若 是 二 次 回 路 开 路 引 起 的,应 立 即 停 止 运行,或 将 负 荷 减 少 至 最 低 限 度 ; 若 是 绝 缘 破 坏 而 造 成 放 电 现 象,应 及 时 更 换 电 流 互 感 器 。
·++%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 二 ) 电 流 互 感 器 二 次 回 路 开 路
!"由 于 铁 心 中 磁 通 饱 和,在 二 次 侧 可 能 产 生 高 压 电 ( 数 千 伏 甚 至 上 万 伏 ),在 二 次 回 路 的 开 路 点 可 能 有 放电 现 象,出 现 放 电 火 花 及 放 电 声 。
#"铁 心 可 能 因 磁 饱 和 引 起 损 耗 增 加 而 发 热,使 绝 缘 材 料 产 生 异 味,并 有 异 常 响 声 。
$"与 电 流 互 感 器 二 次 侧 相 连 接 的 电 流 表 指 示 可 能 摇 摆 不 定 或 无 指 示,电 度 表 转 速 可 能 出 现 异 常 。
在 运 行 中,若 发 现 电 流 互 感 器 二 次 侧 开 路,应 尽 可 能 及 时 停 电 进 行 处 理 。 如 果 不 允 许 停 电,应 尽 量 减 小一 次 侧 负 荷 电 流,然 后 在 保 证 人 体 与 带 电 体 保 持 安 全 距 离 的 情 况 下,用 绝 缘 工 具 在 开 路 点 前 用 短 路 线 将 电 流互 感 器 二 次 回 路 短 路,再 将 短 路 点 排 除,最 后 将 短 路 线 拆 除,在 操 作 过 程 中 要 有 人 监 护,注 意 人 身 安 全 。
·!%&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇第 八 章 低 压 电 器 安 装 与 维 护第 一 节 熔 断 器 运 行 与 维 护低 压 熔 断 器 是 低 压 配 电 系 统 中 起 安 全 保 护 作 用 的 一 种 电 器,主 要 作 短 路 保 护,有 时 也 可 起 过 载 保 护 作用 。 广 泛 应 用 于 电 网 保 护 和 用 电 设 备 保 护,当 电 网 或 用 电 设 备 出 现 短 路 或 过 载 故 障 时,通 过 熔 体 的 电 流 大 于额 定 值,熔 体 因 过 热 而 被 熔 化,自 动 切 断 电 路,避 免 电 网 或 用 电 设 备 的 损 坏,并 防 止 事 故 的 蔓 延 。
在 正 常 情 况 下,熔 断 器 相 当 于 一 根 导 线,在 发 生 短 路 时,电 流 过 大,熔 体 因 过 热 而 熔 化,自 动 断 开 电 路 。
在 切 断 电 路 过 程 中 往 往 产 生 强 烈 的 电 弧 并 向 四 周 飞 溅,为 了 安 全 有 效 地 熄 灭 电 弧,一 般 把 熔 体 安 装 在 壳 体内,并 采 取 有 效 措 施,快 速 熄 灭 电 弧 。
熔 断 器 具 有 结 构 简 单,使 用 方 便,体 积 小,重 量 轻,价 格 低 廉 等 特 点 。
熔 断 器 按 结 构 可 分 为,开 启 式,半 封 闭 式 和 封 闭 式 三 种 。 封 闭 式 熔 断 器 又 分 为 无 填 料 管 式,有 填 料 管 式和 有 填 料 螺 旋 式 等 。 另 外 还 有 快 速 熔 断 器,主 要 用 于 半 导 体 器 件 的 短 路 或 过 载 保 护 。
一,熔 断 器 的 结 构 和 特 征熔 断 器 主 要 由 熔 体,绝 缘 底 座,动 触 点 和 静 触 点 等 组 成,而 熔 体 是 整 个 熔 断 器 的 核 心 部 分,常 做 成 丝 状 或片 状 。 熔 体 材 料 必 须 具 有 熔 点 低,导 电 性 能 好,易 于 熔 断,不 易 氧 化 等 性 质 。 制 做 熔 体 的 材 料 一 般 有 铅 锡 合金,锌,银,铜 等 。
( 一 ) 插 入 式 熔 断 器用 于 !"#$ 低 压 电 路 作 电 气 设 备 的 短 路 保 护 或 过 载 保 护,熔 断 器 装 有 熔 丝 或 熔 片,使 用 时 熔 丝 的 额 定 电流 不 能 超 过 瓷 件 上 标 明 的 额 定 电 流,否 则 熔 丝 烧 断 时 产 生 的 电 弧 极 强,会 烧 坏 熔 断 器 。
型 号 说 明,
( 二 ) 螺 旋 式 熔 断 器在 熔 断 管 内 装 有 熔 丝 和 石 英 砂,熔 断 管 一 端 有 色 点,当 熔 丝 熔 断 时,色 点 就 跳 出,指 示 出 熔 丝 已 断,指 示器 的 色 别 见 表 "% &。
·’#(· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " # 指 示 器 色 别熔 丝 额 定 电 流 $% & ’ ( #) #( &) &* +* *) !) #)) #&* &))
熔 断 指 示 器 色 别 玫 瑰 棕 绿 红 灰 蓝 黄 黑 白 银 红 黄 蓝型 号 说 明,
( 三 ) 有 填 料 管 式 熔 断 器有 填 料 管 式 熔 断 器 是 一 种 具 有 限 流 作 用 的 低 压 熔 断 器,广 泛 应 用 于 要 求 断 流 能 力 较 高 的 场 合,它 主 要 由瓷 熔 管,具 有 引 燃 栅 的 栅 状 铜 熔 体 和 触 点 底 座 等 部 分 组 成 。 当 熔 体 熔 断 后,装 设 在 上 盖 板 的 红 色 熔 断 指 示 器立 即 弹 出,以 便 于 运 行 维 护 人 员 进 行 监 视 。
型 号 说 明,
( 四 ) 无 填 料 管 式 熔 断 器熔 断 器 的 熔 断 管 部 分 主 要 由 纤 维 熔 管,变 截 面 的 锌 熔 片 和 触 点 底 座 等 部 分 组 成 。 当 熔 片 熔 断 时,纤 维 管的 内 管 将 有 极 少 部 分 纤 维 物 质 因 灼 热 而 分 解,产 生 高 压 气 体,使 电 弧 很 快 熄 灭 。 具 有 结 构 简 单,更 换 熔 体 方便 及 保 护 性 能 好 等 优 点,广 泛 应 用 于 低 压 配 电 装 置 中 。
型 号 说 明,
( 五 ) 有 填 料 封 闭 管 式 快 速 熔 断 器由 熔 断 管,熔 体,指 示 器,填 料 和 触 点 底 座 等 部 分 组 成 。 熔 体 用 银 带 制 成,,” 形 的 狭 窄 截 面 或 网 状 形 式,
使 熔 断 器 具 有 快 速 性,可 作 为 半 导 体 整 流 元 件 的 短 路 保 护 及 过 载 保 护 。
型 号 说 明,
·+)’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇二,熔 断 器 的 运 用
( 一 ) 熔 断 器 类 型 的 选 择主 要 根 据 负 载 的 情 况 和 电 路 短 路 电 流 的 大 小 来 选 择,对 于 容 量 较 小 的 照 明 线 路 或 电 动 机 的 保 护,可 选 用
!"系 列 半 封 闭 式 熔 断 器 或 !# 系 列 无 填 料 封 闭 式 熔 断 器 ; 对 于 短 路 电 流 相 当 大 的 电 路 或 有 易 燃 气 体 的 地方,应 选 用 !$ 或 !% 系 列 有 填 料 封 闭 式 熔 断 器 ; 对 于 晶 闸 管 及 硅 元 件 的 保 护,应 选 用 !& 型 快 速 熔 断 器 。
( 二 ) 熔 体 额 定 电 流 的 确 定由 于 各 种 电 气 设 备 都 具 有 一 定 的 过 载 能 力,当 过 载 能 力 较 轻 时,可 允 许 较 长 时 间 运 行,而 超 过 某 一 过 载倍 数 时,就 要 求 熔 体 在 一 定 时 间 内 熔 断 。 还 有 一 些 设 备 起 动 电 流 很 大,如 三 相 异 步 电 动 机 起 动 电 流 是 额 定 电流 的 ’( ) 倍,因 此,选 择 熔 体 时 必 须 考 虑 设 备 的 特 性 。
熔 断 器 熔 体 在 短 路 电 流 作 用 下 应 可 靠 熔 断,起 到 应 有 的 保 护 作 用,如 果 熔 体 选 择 偏 大,负 载 长 期 过 负 荷熔 体 不 能 及 时 熔 断 ; 如 果 熔 体 选 择 偏 小,在 正 常 负 载 电 流 作 用 下 就 会 熔 断 。 为 保 证 设 备 的 正 常 运 行,必 须 根据 设 备 的 性 质 合 理 地 选 择 熔 体 。
*+照 明 电 路
( *) 电 灯 支 路 熔 体 额 定 电 流
!
支 路 上 所 有 电 灯 的 工 作 电 流 之 和 。
(,) 电 灯 总 路 装 于 电 度 表 出 线 处 的 熔 体 额 定 电 流 -(,+/ ( *+.) 0 电 度 表 额 定 电 流 1 全 部 电 灯 的 工 作电 流
,+电 动 机
( *) 单 台 直 接 起 动 电 动 机 熔 体 额 定 电 流 -( *+2(,+2) 0 电 动 机 额 定 电 流
(,) 多 台 直 接 起 动 电 动 机 总 熔 体 额 定 电 流 -( *+2 (,+2) 0 功 率 最 大 的 电 动 机 额 定 电 流 十 其 余 电 动 机额 定 电 流 之 和 。
( 3) 降 压 起 动 电 动 机 熔 体 额 定 电 流 -( *+2(,) 0 电 动 机 额 定 电 流 。
( ’) 绕 线 式 电 动 机 和 直 流 电 动 机 熔 体 额 定 电 流 -( *+,( *+2) 0 电 动 机 额 定 电 流 。
3+配 电 变 压 器 低 压 侧 熔 体 额 定 电 流 -( *( *+,) 0 变 压 器 低 压 侧 额 定 电 流
’+电 热 设 备 熔 体 额 定 电 流
!
电 热 设 备 额 定 电 流 。
2+并 联 电 容 器
( *) 单 台 时 熔 体 额 定 电 流 -( *+2(,+2) 0 电 容 器 额 定 电 流 。
(,) 电 容 器 组 时 熔 体 额 定 电 流 -( *+3( *+4) 0 电 容 器 组 额 定 电 流 。
5+单 台 电 焊 机 熔 体 额 定 电 流 -( *+2(,+2) 0 负 荷 电 流 。
)+快 速 熔 断 器 与 整 流 元 件 串 联 熔 体 额 定 电 流
!
*+2)0 整 流 元 件 额 定 电 流
( 三 ) 选 用 熔 断 器 注 意 事 项
*+熔 断 器 的 保 护 特 性 应 与 被 保 护 对 象 的 过 载 特 性 有 良 好 的 配 合 。
,+按 线 路 电 压 等 级 选 用 相 应 电 压 等 级 的 熔 断 器,通 常 熔 断 器 额 定 电 压 不 应 低 于 线 路 额 定 电 压 。
3+根 据 配 电 系 统 中 可 能 出 现 的 最 大 短 路 电 流,选 择 具 有 相 应 分 断 能 力 的 熔 断 器 。
’+在 电 路 中,各 级 熔 断 器 应 相 应 配 合,通 常 要 求 前 一 级 熔 体 比 后 一 级 熔 体 的 额 定 电 流 大,( 3 倍,以 免 发生 越 级 动 作 而 扩 大 停 电 范 围 。
·’.’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"熔 体 额 定 电 流 应 小 于 或 等 于 熔 断 器 的 额 定 电 流 。
三,熔 断 器 的 运 行 与 维 修
( 一 ) 熔 断 器 的 巡 视 检 查
#"检 查 熔 体 的 额 定 电 流 与 负 荷 情 况 是 否 相 配 合 。
$"检 查 熔 体 管 外 观 有 无 损 伤,变 形,开 裂 现 象,瓷 绝 缘 部 分 有 无 破 损 或 闪 络 放 电 痕 迹 。
%"熔 体 有 氧 化,腐 蚀 或 破 损 时,应 及 时 更 换 。
&"检 查 熔 体 管 接 触 处 有 无 过 热 现 象 。
!"有 熔 断 信 号 指 示 器 的 熔 断 器,其 指 示 是 否 保 持 正 常 状 态 。
’"熔 断 器 环 境 温 度 必 须 与 被 保 护 对 象 的 环 境 温 度 基 本 一 致,如 果 相 差 太 大 可 能 会 使 保 护 动 作 出 现 误 差,
因 此,尽 量 避 免 安 装 在 高 温 场 合,因 熔 体 长 期 处 于 高 温 下 可 能 老 化 。
("检 查 导 电 部 分 有 无 熔 焊,烧 损,影 响 接 触 的 现 象 。
)"熔 断 器 上,下 触 点 处 的 弹 簧 是 否 有 足 够 的 弹 性,接 触 面 是 否 紧 密 。
*"应 经 常 清 除 熔 断 器 上 及 夹 子 上 的 灰 尘 和 污 垢,可 用 干 净 的 布 擦 干 净 。
( 二 ) 熔 体 熔 断 的 原 因
#"对 于 变 截 面 熔 体,通 常 在 小 截 面 处 熔 断 是 由 于 过 负 荷 引 起,因 为 小 截 面 处 温 度 上 升 较 快,熔 体 由 于 过负 荷 熔 断,使 熔 断 部 位 长 度 较 短 。
$"变 截 面 熔 体 的 大 截 面 部 位 也 熔 化 无 遗,熔 体 爆 熔 或 熔 断 部 位 很 长,一 般 是 由 于 短 路 而 引 起 熔 断 。
%"熔 断 器 熔 体 误 熔 断,熔 断 器 熔 体 在 短 路 情 况 下 熔 断 是 正 常 的,但 有 时 在 额 定 电 流 运 行 状 态 下 也 会 熔 断称 为 误 熔 断 。
( #) 熔 断 器 的 动,静 触 点 ( +,),触 片 与 插 座 ( +-),熔 体 与 底 座 ( +.,+/,+0) 接 触 不 良 引 起 过 热,使 熔 体 温度 过 高 造 成 误 熔 断 。
( $) 熔 体 氧 化 腐 蚀 或 安 装 时 有 机 械 损 伤,使 熔 体 的 截 面 积 变 小,也 会 引 起 熔 体 误 熔 断 。
( %) 因 熔 断 器 周 围 介 质 温 度 与 被 保 护 对 象 四 周 介 质 温 度 相 差 过 大,将 会 引 起 熔 体 误 熔 断 。
&"对 于 玻 璃 管 密 封 熔 断 器 熔 体 的 熔 断,长 时 间 通 过 近 似 额 定 电 流 时,熔 体 经 常 在 中 间 部 位 熔 断,但 并 不伸 长,熔 体 气 化 后 附 在 玻 璃 管 壁 上 ; 如 有 #"’ 倍 左 右 额 定 电 流 反 复 通 过 和 断 开 时,熔 体 经 常 在 某 一 端 熔 断 且伸 长 ; 如 有 $1 % 倍 额 定 电 流 反 复 通 过 和 断 开 时,熔 体 在 中 间 部 位 熔 断 并 气 化,无 附 着 现 象 ; 通 电 时 的 冲 击 电流 会 使 熔 体 在 金 属 帽 附 近 某 一 端 熔 断 ; 若 有 大 电 流 ( 短 路 电 流 ) 通 过 时,熔 体 几 乎 全 部 熔 化 。
!"对 于 快 速 熔 断 器 熔 体 的 熔 断 过 负 荷 时 与 正 常 工 作 时 相 比 所 增 加 的 热 量 并 不 很 大,而 两 端 导 线 与 熔 体连 接 处 的 接 触 电 阻 对 温 升 的 影 响 较 大,熔 体 上 最 高 温 度 在 两 端,所 以,经 常 在 两 端 连 接 处 熔 断 ; 短 路 时 热 量大,时 间 快,产 生 的 最 高 温 度 点 在 熔 体 中 段,来 不 及 将 热 量 传 至 两 端,因 此 在 中 间 熔 断 。
( 三 ) 拆 换 熔 体
#"安 装 熔 体 时 应 保 证 接 触 良 好,如 接 触 不 好 会 使 接 触 部 分 过 热,热 量 传 至 熔 体,使 熔 体 温 度 过 高 引 起 误动 作,有 时 因 接 触 不 好 产 生 火 花 将 会 干 扰 弱 电 装 置 。
$"更 换 熔 体 时,不 要 使 熔 体 受 到 机 械 损 伤 和 扭 拉 。 由 于 熔 体 一 般 软 而 易 断,容 易 发 生 裂 痕 或 减 小 截 面,
降 低 电 流 值,影 响 设 备 正 常 运 行 。
%"更 换 熔 体 时 必 须 根 据 熔 体 熔 断 的 情 况,分 清 是 由 于 短 路 电 流,还 是 由 于 长 期 过 负 荷 所 引 起,以 便 分 析故 障 原 因 。 过 负 荷 电 流 比 短 路 电 流 小 得 多,所 以 熔 体 发 热 时 间 较 长,熔 体 的 小 截 面 处 过 热,导 致 多 在 小 截 面处 熔 断,并 且 熔 断 的 部 位 较 短 ; 短 路 电 流 比 过 负 荷 电 流 大 得 多,熔 体 熔 断 较 快,而 且 熔 断 的 部 位 较 长,甚 至 大截 面 部 位 也 会 全 部 烧 光 。
&"检 查 熔 断 器 与 其 他 保 护 设 备 的 配 合 关 系 是 否 正 确 无 误 。
!"一 般 应 在 不 带 电 的 情 况 下,取 下 熔 断 管 进 行 更 换 。 有 些 熔 断 器 是 允 许 在 带 电 的 情 况 下 取 下 的,但 应 将
·!2&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇负 载 切 断,以 免 发 生 危 险 。
!"更 换 熔 体 时,应 注 意 熔 体 的 电 压 值,电 流 值 和 熔 体 的 片 数,并 要 使 熔 体 与 管 子 相 配,不 可 把 不 相 配 的 熔体 硬 拉 硬 弯 装 在 不 相 配 的 管 子 中,更 不 能 随 便 找 一 根 铜 线 或 熔 体 配 上 凑 合 使 用 。
#"对 于 封 闭 管 式 熔 断 器,管 子 不 能 用 其 他 绝 缘 管 代 替,否 则 易 于 炸 裂 管 子,发 生 人 身 伤 害 事 故 。 也 不 能在 熔 断 器 管 子 上 钻 孔,因 为 钻 孔 会 造 成 灭 弧 困 难,可 能 会 喷 出 高 温 金 属 和 气 体,对 人 和 周 围 设 备 是 非 常 危 险的 。
$"当 熔 体 熔 断 后,特 别 是 在 分 断 极 限 分 断 电 流 后,经 常 有 熔 体 的 熔 渣 熔 化 在 上 面,因 此,在 换 装 新 熔 体前,应 仔 细 擦 净 整 个 管 子 内 表 面 和 接 触 装 置 上 的 熔 渣,烟 尘 和 尘 埃 等 。 当 熔 断 器 已 经 达 到 所 规 定 的 分 断 极 限电 流 的 次 数,即 使 凭 肉 眼 观 察 没 有 发 现 管 子 有 损 伤 的 现 象,也 不 宜 继 续 使 用,应 更 换 新 的 管 子 。
%"更 换 熔 断 器 时 要 区 分 是 过 载 电 流 熔 断,或 是 在 分 断 极 限 电 流 时 熔 断 。 如 果 熔 断 时 响 声 不 大,熔 体 只 在一 两 处 熔 断,而 管 子 内 壁 没 有 烧 焦 的 现 象,也 没 有 大 量 的 熔 体 蒸 气 附 着 在 管 壁,一 般 认 为 是 过 载 电 流 时 熔 断 。
如 果 熔 断 时 响 声 特 别 大,有 时 看 见 两 端 有 火 花,管 内 熔 体 熔 成 许 多 小 段 ( 装 有 两 片 熔 体 的 熔 断 器,两 片 熔 体 熔在 一 起 ),管 子 内 壁 有 大 量 的 熔 体 蒸 气 附 着,有 时 管 壁 有 烧 焦 现 象,甚 至 在 接 触 装 置 上 也 有 熔 渣,就 可 能 是 在分 断 极 限 电 流 时 熔 断 。
( 四 ) 熔 断 器 的 常 见 故 障
&"熔 断 器 熔 体 过 早 熔 断
( &) 熔 体 容 量 选 得 太 小,特 别 是 在 电 动 机 起 动 过 程 中 发 生 过 早 熔 断,使 电 动 机 不 能 正 常 起 动 。
( ’) 熔 体 变 色 或 变 形,说 明 该 熔 体 曾 已 过 热 。 熔 体 的 形 状 直 接 影 响 熔 体 的 熔 断 特 性,人 为 改 变 熔 体 形 状会 使 熔 体 过 早 熔 断 。
’"熔 断 器 熔 体 不 能 熔 断 。 熔 体 容 量 选 得 过 大,特 别 是 在 更 换 熔 体 时,增 大 了 熔 体 的 电 流 等 级 或 用 其 他 金属 丝 ( 如 铜 丝 ) 代 替,当 线 路 发 生 短 路 时,熔 体 不 能 熔 断,即 不 能 对 线 路 或 电 动 机 起 保 护 作 用,严 重 时 甚 至 烧 坏线 路 或 电 动 机 。
( 五 ) 使 用 维 修 中 应 注 意 事 项
&"正 确 选 择 熔 体 ( 丝 ),应 根 据 各 种 电 器 设 备 用 电 情 况 ( 电 压 等 级,电 流 等 级,负 载 变 化 情 况 等 ),在 更 换 熔体 时,应 按 规 定 换 上 相 同 型 号,材 料,尺 寸,电 流 等 级 的 熔 体 。
’"安 装 和 维 修 中,特 别 是 更 换 熔 体 时,装 在 熔 管 内 熔 体 的 额 定 电 流 不 准 大 于 熔 断 管 的 额 定 电 流 。
("熔 丝 两 端 的 固 定 螺 钉 应 完 好,无 滑 扣 现 象,以 保 证 固 定 熔 体 时,接 触 良 好,配 合 牢 固,否 则 会 造 成 接 触处 温 度 升 高,烧 坏 熔 体 。 安 装 熔 丝 时,应 按 顺 时 针 方 向 弯 曲 熔 丝,这 样 紧 固 螺 钉 时,熔 丝 不 会 被 挤 出 来 。 安 装熔 丝 时,不 要 划 伤,碰 伤 熔 丝,更 不 要 随 意 改 变 熔 丝 的 外 形 尺 寸 。
)"更 换 熔 体 时,必 须 切 断 电 源,不 允 许 带 电 特 别 是 带 负 荷 拔 出 熔 体,以 防 止 发 生 人 身 事 故 。
*"安 装 熔 断 器 时,先 放 好 弹 簧 垫 或 钢 纸 垫 后 再 紧 固 螺 钉,不 要 用 力 过 猛,否 则 会 损 坏 瓷 底 座 。
!"不 能 随 便 改 变 熔 断 器 的 工 作 方 式,在 熔 体 熔 断 后,应 根 据 熔 断 管 端 头 上 所 标 明 的 规 格,换 上 相 应 的 新熔 断 管 。 不 能 用 一 根 熔 丝 搭 在 熔 管 的 两 端,装 人 熔 断 器 内 继 续 使 用 。
#"作 为 电 动 机 保 护 的 熔 断 器,应 按 要 求 选 择 熔 丝,而 熔 断 器 只 能 作 电 动 机 主 回 路 的 短 路 保 护,不 能 作 过载 保 护 。
$"在 安 装 +,- 型 螺 旋 熔 断 器 时,应 将 连 接 插 座 底 座 触 点 的 接 线 端 安 装 于 上 方 ( 上 线 ) 并 与 电 源 线 连 接 ; 将连 接 瓷 帽,螺 纹 壳 的 接 线 端 安 装 于 下 方 ( 下 线 ),并 与 用 电 设 备 导 线 连 接 。 这 样 就 能 在 更 换 熔 丝 旋 出 瓷 帽 后,
螺 纹 壳 上 不 会 带 电,确 保 人 身 安 全 。
%"在 维 修 短 路 保 护 线 路 时,应 注 意 以 下 几 点
( &) 对 变 压 器 中 点 接 地 的 三 相 三 线 制 或 三 相 四 线 制 供 电 线 路,电 动 机 主 回 路 必 须 采 用 短 路 保 护 。
( ’) 对 不 同 性 质 的 负 载 ( 如 主 回 路,控 制 回 路,照 明 回 路,指 示 回 路 等 ) 应 分 别 保 护,小 容 量 电 动 机 的 控 制回 路 可 用 主 电 路 的 熔 断 器 作 短 路 保 护 。
( () 对 容 量 较 小 且 容 量 相 差 不 大 的 两 台 或 三 台 电 动 机,可 采 用 一 组 共 用 的 熔 断 器 作 短 路 保 护 ; 而 对 容 量较 大 且 容 量 相 差 较 大 的 几 台 电 动 机 的 分 支 电 路,应 分 别 进 行 短 路 保 护 。
·!.)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册作 为 一 个 末 端 支 路 的 短 路 保 护 共 用 一 组 熔 断 器 时,应 符 合 以 下 条 件,
( !) 给 末 端 支 路 馈 电 线 路 的 最 大 额 定 电 流 应 不 大 于 !""#。
( $) 每 台 电 动 机 要 有 单 独 的 过 载 保 护 装 置 。
( %) 在 有 分 支 电 路 中,熔 体 的 熔 断 动 作 应 有 选 择 性,前 一 级 熔 体 的 额 定 电 流 必 须 大 于 分 支 电 路 的 熔 体 额定 电 流 。
( &) 在 下 列 线 路 中,不 允 许 接 入 熔 断 器
!) 接 地 线 路 中 。
$) 三 相 四 线 制 的 中 性 线 路 中 。
%) 直 流 电 动 机 的 励 磁 回 路 。
第 二 节 刀 开 关 及 其 安 装 维 护刀 开 关 主 要 作 电 路 隔 离,转 换 以 及 接 通 和 分 断 电 路 用 。 广 泛 应 用 于 %’"( 的 交 流 电 路 或 &&"( 的 直 流 电路,额 定 电 流 在 !)""# 以 下 的 配 电 设 备 。
刀 开 关 按 极 数 分 为 单 极,双 极 和 三 极 ; 按 结 构 分 为 平 板 式 和 条 架 式 ; 按 操 作 方 式 分 为 直 接 手 柄 操 作 式,杠杆 操 作 机 构 和 电 动 操 作 机 构 式 。 主 要 类 型 有,负 荷 开 关,隔 离 开 关,熔 断 器 式 开 关 。
一,刀 开 关 的 选 用刀 开 关 的 额 定 电 压 应 等 于 或 大 于 电 路 额 定 电 压,其 额 定 电 流 应 等 于 或 大 于 电 路 工 作 电 流 。 若 用 刀 开 关来 控 制 小 型 电 动 机,则 必 须 考 虑 电 动 机 的 起 动 电 流 比 较 大,应 选 用 额 定 电 流 较 大 的 开 关,而 刀 开 关 的 通 断 能力 和 其 他 性 能 均 应 符 合 电 器 的 要 求 。
刀 开 关 断 开 负 载 电 流 不 应 大 于 容 许 断 开 电 流 值,一 般 结 构 的 刀 开 关 通 常 不 允 许 带 负 载 操 作,但 装 有 灭 弧室 的 刀 开 关,可 作 不 频 繁 带 负 载 操 作 。
刀 开 关 所 在 线 路 的 三 相 短 路 电 流 不 应 超 过 规 定 的 动,热 稳 定 值 。
二,开 启 式 负 荷 开 关开 启 式 负 荷 开 关 ( 又 称 胶 盖 刀 开 关 ) 主 要 用 于 额 定 电 压 在 %’"( 以 下,电 流 在 *"# 以 下 的 交 流 电 路 中,作一 般 电 灯,电 阻 和 电 热 等 回 路 的 控 制 开 关,不 频 繁 地 带 负 荷 操 作 和 作 短 路 保 护 用 。
它 主 要 由 瓷 质 底 座,静 触 座,接 装 熔 丝 的 接 头,上 胶 盖,下 胶 盖,带 瓷 质 手 柄 的 闸 刀 等 组 成 。
( 一 ) 开 关 的 安 装 及 使 用
!+刀 开 关 和 熔 丝 联 合 使 用 时,刀 开 关 应 装 在 前 面 ( 电 源 侧 ),熔 丝 应 装 在 后 面 ( 负 载 侧 ) 。 电 源 进 线 应 接 在静 座 上,而 用 电 负 载 应 接 在 下 出 线 端 上,这 样 在 开 关 拉 开 后,闸 刀 和 熔 丝 上 均 不 带 电,以 保 证 更 换 熔 丝 时 就 不会 触 电 。
$+刀 开 关 在 安 装 时,底 板 应 垂 直 地 面,不 可 平 装 或 侧 装,刀 开 关 在 合 闸 位 置 时,手 柄 应 向 上,以 防 误 操 作合 闸 。
%+操 作 时 不 可 面 对 开 关 以 防 止 电 弧 伤 人,在 拉 开 或 推 合 时 动 作 要 迅 速 以 减 弱 电 弧 对 刀 片 和 触 座 的 灼 伤 。
如 胶 盖 或 手 柄 损 坏,刀 触 点 接 触 松 动,氧 化 严 重 时 应 及 时 修 复 或 更 换 。
( 二 ) 开 关 的 运 行 与 维 护
!+由 于 过 负 荷 或 短 路 故 障,使 熔 丝 熔 断,待 故 障 排 除 后,需 要 更 换 新 熔 丝 时,必 须 观 察 绝 缘 瓷 座 及 上,下
·,"&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇胶 盖 部 分 。 因 为 熔 丝 熔 化 后,在 电 弧 的 作 用 下,使 绝 缘 瓷 底 座 和 胶 盖 内 壁 表 面 附 着 一 层 金 属 粉 粒,将 会 造 成绝 缘 部 分 的 绝 缘 性 能 下 降,甚 至 不 绝 缘,导 致 在 重 新 合 闸 送 电 的 瞬 间,引 起 开 关 本 身 相 间 短 路 。 就 要 求 先 用干 燥 的 棉 布 或 棉 纱 将 金 属 粉 粒 擦 净,再 更 换 熔 丝 。
!"当 负 荷 较 大 时,为 防 止 刀 开 关 本 身 出 现 相 间 短 路,可 与 熔 断 器 配 合 使 用,将 熔 断 器 装 在 刀 开 关 负 荷 一侧,刀 开 关 本 身 不 再 装 熔 丝,在 应 装 熔 丝 的 接 点 上,装 与 线 路 导 线 截 面 相 同 的 铜 线 。 这 时,刀 开 关 仅 作 开 关 使用,而 短 路 保 护 及 过 载 保 护 由 熔 断 器 实 现 。
#"刀 开 关 的 维 护,主 要 是 注 意 刀 开 关 各 部 分 的 温 升 不 超 过 允 许 值,其 允 许 温 升 为 $$%,如 铜 的 表 面 变 成一 层 暗 红 色,其 温 度 已 大 大 超 过,应 立 即 设 法 处 理 。 或 将 蜡 烛 触 及 刀 片 上,若 蜡 烛 熔 化,说 明 温 度 已 超 过 。
&"刀 开 关 和 进 出 线 的 连 接 螺 钉,应 经 常 紧 固,保 持 接 触 良 好,否 则 接 触 处 温 度 很 高,引 起 发 热 且 有 可 能 发生 火 灾 。
$"使 用 时,刀 片 和 夹 座 接 触 处,可 能 会 出 现 歪 扭 等 接 触 不 良 现 象,也 会 引 起 刀 开 关 过 热,应 及 时 修 整,保证 有 足 够 的 接 触 面 积,以 便 减 小 接 触 电 阻,降 低 温 升 。
’"经 常 操 作 的 开 关,经 电 弧 燃 烧 后,在 接 触 面 上 往 往 会 被 烧 毛,应 及 时 磨 光,否 则 会 使 接 触 电 阻 增 大,引起 刀 开 关 过 热 。
("检 查 底 座 有 无 裂 损 ; 可 动 触 点 片 的 绝 缘 操 作 手 柄 是 否 牢 固 ; 所 控 制 负 荷 是 否 在 额 定 容 量 以 内 ; 胶 盖 是否 完 整 。
三,封 闭 式 负 荷 开 关封 闭 式 负 荷 开 关 ( 又 称 铁 壳 开 关 ) 适 用 于 额 定 电 压 $))* 以 下,额 定 电 流 !))+ 以 下 的 电 气 装 置 和 配 电 设备 中 作 不 频 繁 地 接 通,分 断 负 荷 电 路 及 短 路 保 护,也 可 作 异 步 电 动 机 不 频 繁 直 接 起 动 及 分 断 用 。 该 种 开 关 带有 灭 弧 装 置,并 具 有 防 护 外 壳,能 快 速 接 通 和 分 断,操 作 灵 活 方 便,使 用 安 全 可 靠 。
型 号 说 明,
( 一 ) 结 构封 闭 式 负 荷 开 关 主 要 由 刀 开 关,瓷 插 式 熔 断 器 或 封 闭 管 式 熔 断 器,灭 弧 装 置,操 作 机 构 及 外 壳 等 组 成 。
对 于 容 量 较 大 的 刀 开 关,在 刀 开 关 断 开 电 路 时,将 会 产 生 很 强 的 电 弧,如 不 将 电 弧 迅 速 熄 灭 就 会 烧 坏 刀刃 。 为 了 保 证 用 电 安 全,在 铁 壳 开 关 内 装 有 熔 断 器,并 装 有 机 械 联 锁 装 置,保 证 壳 盖 打 开 时 不 能 合 闸,而 手 柄处 于 中 间 闭 合 位 置 时,壳 盖 不 能 打 开,以 避 免 发 生 触 电 事 故 。 在 操 作 机 构 中 装 有 速 断 弹 簧,使 刀 开 关 能 快 速接 通 或 切 断 电 路,有 利 于 电 弧 迅 速 熄 灭,减 少 电 弧 对 动 触 刀 和 静 触 座 的 烧 蚀 。
( 二 ) 常 开 封 闭 式 负 荷 开 关
,"--#,--& 系 列 这 两 类 开 关 的 规 格 按 额 定 电 流 分 为,,$+,#)+,’)+、,))+,!))+ 五 种,其 中,$,’)+ 三种 开 关 内 装 有 瓷 插 式 熔 断 器,,))+,!))+ 两 种 开 关 内 装 有 封 闭 管 式 熔 断 器 。
!"--,),--,,系 列 操 作 手 柄 为 抽 拉 式,--,) 额 定 电 流 为 #)+,--,,额 定 电 流 为,))+,!))+,#))+、
&))+ 四 种 。
#"--
/
0 #) 断 相 保 护 负 荷 开 关 当 三 相 熔 断 器 中 有 任 一 相 熔 体 熔 断 后,即 可 带 动 脱 扣 器 动 作,使 开 关 跳闸 。 可 以 防 止 三 相 电 设 备 ( 如 异 步 电 动 机 ) 因 缺 相 运 行 而 烧 坏 。
·1)&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 三 ) 运 行 与 维 护
!"开 关 的 金 属 外 壳 应 可 靠 接 地 或 接 零,防 止 漏 电 时 发 生 触 电 事 故 。
#"接 线 时,应 将 电 源 线 接 在 静 触 座 的 接 线 端 子 上,负 荷 接 在 熔 断 器 一 端,如 果 接 反 了,在 维 修 时 将 有 可 能会 出 现 不 安 全 。
$"检 查 机 械 联 锁 是 否 正 常,速 断 弹 簧 有 无 锈 蚀 变 形 现 象 。
%"检 查 压 线 螺 钉 紧 固 后 有 无 松 扣 现 象 。
&"检 查 外 壳 是 否 完 好 无 损,操 作 的 绝 缘 杆 应 牢 固 无 损,可 动 触 片 固 定 牢 固,接 触 紧 密 。
’"被 控 制 设 备 应 在 开 关 容 量 之 内,所 配 熔 体 应 满 足 负 荷 要 求 。
四,隔 离 刀 开 关
( 一 ) 概 述隔 离 刀 开 关 广 泛 用 于 交 流 电 压 $()*,直 流 电 压 %%)*,额 定 电 流 在 !&))+ 以 下 的 低 压 配 电 装 置 中,作 不 频繁 地 接 通 和 分 断 交 直 流 电 路 或 作 隔 离 开 关 用 。
普 通 的 刀 开 关 不 能 带 负 荷 操 作,它 和 断 路 器 配 合 使 用,在 断 路 器 切 断 电 路 后 才 能 操 作 刀 开 关 。 刀 开 关 起隔 离 电 压 的 作 用,有 明 显 的 绝 缘 断 开 点,以 保 证 检 修 人 员 的 安 全 。 装 有 灭 弧 罩 或 在 动 触 刀 上 装 有 辅 助 速 断 触刀 ( 起 灭 弧 作 用 ) 的 开 关,可 切 断 不 大 于 额 定 电 流 的 负 荷 。
常 用 隔 离 开 关,
!",-!!、,.!! 系 列 用 于 不 切 断 带 有 负 荷 的 电 路,仅 作 隔 离 开 关 用 。
#",-!#、,.!# 系 列 用 于 正 面 两 侧 操 作,前 面 维 修 的 开 关 柜 中,其 中 带 灭 弧 罩 的 刀 开 关 可 以 切 断 不 大 于额 定 电 流 的 负 荷 电 路 。
$",-!$、,.!$ 系 列 用 于 正 面 操 作,后 面 维 修 的 开 关 柜 中,其 中 带 灭 弧 罩 的 刀 开 关 可 以 切 断 不 大 于 额 定电 流 的 负 荷 电 路 。
%",-!% 系 列 用 于 动 力 配 电 箱 中,其 中 带 灭 弧 罩 的 刀 开 关 可 以 带 负 荷 操 作 。
型 号 说 明,
( 二 ) 结 构隔 离 用 的 刀 开 关 简 称 隔 离 开 关,主 要 由 操 作 手 柄 或 操 作 机 构,动 触 刀,静 触 座,灭 弧 罩 和 绝 缘 底 板 等 组成 。 额 定 电 流 为 !))/ %))+ 采 用 单 刀 片 ; 额 定 电 流 为 ’)) / !&))+ 采 用 双 刀 片 。 触 点 压 力 是 靠 加 装 在 刀 片 两侧 的 片 状 弹 簧 来 实 现 。
带 有 杠 杆 操 作 机 构 的 刀 开 关,用 来 切 断 额 定 电 流 以 下 的 负 荷 电 路,都 装 有 灭 弧 罩,以 保 证 分 断 电 路 时 安全 可 靠 。 灭 弧 罩 是 由 绝 缘 纸 板 和 钢 板 栅 片 拼 铆 而 成 。 规 格 不 同 的 刀 开 关 均 采 用 同 一 形 式 的 操 作 机 构 。 操 作
·0)%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇机 构 具 有 明 显 的 分 合 指 示 和 可 靠 的 定 位 装 置 。
( 三 ) 操 作 注 意 事 项
!"操 作 隔 离 开 关 之 前,应 先 检 查 断 路 器 是 否 已 经 断 开 。
#"操 作 时 应 站 好 位 置,动 作 果 断 。
$"对 于 单 极 隔 离 开 关,闭 合 时 先 合 两 边 相,后 合 中 间 相,断 开 时 顺 序 相 反 。
%"三 极 隔 离 开 关 在 断 开,闭 合 时,应 动 作 迅 速,断 开,闭 合 必 须 检 查 是 否 在 适 当 位 置 。
&"闭 合 时,在 闭 合 终 了 的 一 段 行 程 中,不 要 用 力 过 猛,以 免 发 生 冲 击 而 损 伤 瓷 件 。
’"严 禁 带 负 荷 断 开,闭 合 隔 离 开 关 。
("停 电 时 先 拉 负 荷 侧 隔 离 开 关,后 拉 电 源 侧 隔 离 开 关 ; 送 电 时 先 合 电 源 侧 隔 离 开 关,后 合 负 荷 侧 隔 离 开关 。
)"带 负 荷 断 开,闭 合 隔 离 开 关 时,应 按 以 下 规 定 处 理,
( !) 如 错 拉 隔 离 开 关 时,在 刀 口 发 现 电 弧 时 应 急 速 合 上 ; 如 已 拉 开,则 不 许 再 合 上,并 及 时 报 告 有 关 部 门 。
( #) 如 错 合 隔 离 开 关 时,无 论 是 否 造 成 事 故,均 不 许 再 拉 开,并 迅 速 报 告 有 关 部 门,以 采 取 必 要 措 施 。
( 四 ) 异 常 运 行 及 处 理隔 离 开 关 发 生 以 下 异 常 现 象 时,应 采 取 紧 急 措 施,
!"接 触 部 分 过 热,当 温 度 超 过 (&*时 。
#"绝 缘 子 破 裂,接 触 子 在 胶 合 处 脱 落 。
$"绝 缘 子 表 面 严 重 放 电 。
发 生 上 述 情 况 时,应 及 时 采 取 措 施,迅 速 减 少 负 荷,可 用 经 旁 路 备 用 母 线 上 的 开 关 设 备 转 移 负 荷,以 减 轻发 热,在 停 止 运 行 后 进 行 检 修 。
五,熔 断 器 式 刀 开 关
( 一 ) 概 述熔 断 器 式 刀 开 关 ( 又 称 刀 熔 开 关 ) 具 有 一 定 的 接 通 分 断 能 力 和 短 路 分 断 能 力,适 用 于 交 流 $)+,或 直 流
%%+,,额 定 电 流 !++- ’++,的 配 电 网 络 中,作 电 气 设 备 及 线 路 的 过 负 荷 和 短 路 保 护 用 。 在 正 常 供 电 的 情 况下,不 频 繁 地 接 通 和 切 断 电 路 。 其 短 路 分 断 能 力 由 熔 断 器 分 断 能 力 来 决 定 。 因 为 它 由 刀 开 关 和 熔 断 器 组 成,
所 以,具 有 刀 开 关 和 熔 断 器 的 基 本 性 能 。
型 号 说 明,
( 二 ) 结 构熔 断 器 式 刀 开 关 是 由 具 有 高 分 断 能 力 的 有 填 料 熔 断 器 和 刀 开 关 组 成,并 装 有 安 全 挡 板 和 灭 弧 室,而 灭 弧室 又 由 酉 芬 醛 纸 板 和 钢 板 冲 制 的 栅 片 铆 合 而 成 。 可 以 通 过 杠 杆 操 作,也 可 在 侧 面 直 接 操 作 。
熔 断 器 式 刀 开 关 的 熔 断 器 固 定 在 带 有 弹 簧 钩 子 锁 板 的 绝 缘 梁 上 。 在 正 常 情 况 下,保 证 熔 断 器 不 脱 口,当熔 体 熔 断 后,只 需 要 按 下 弹 簧 钩 子,就 可 以 很 方 便 地 更 换 新 的 熔 断 器 。
六,刀 开 关 的 运 行 与 维 修
!"检 查 负 荷 电 流 是 否 超 过 刀 开 关 的 额 定 值 。
#"检 查 刀 开 关 动,静 触 点 连 接 是 否 不 实,静 触 闭 合 力 是 否 不 够 或 开 关 合 闸 不 到 位 的 现 象 。
$"检 查 刀 开 关 电 源 侧 和 负 荷 侧,进 出 线 端 子 与 开 关 连 接 处 压 接 是 否 牢 固,有 无 接 触 不 实,过 热 变 色 等 现象 。
·+!%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"检 查 绝 缘 连 杆,底 座 等 绝 缘 部 分 有 无 损 伤 和 放 电 现 象 。
#"检 查 动,静 触 点 有 无 烧 伤 及 缺 损,灭 弧 罩 是 否 清 洁 完 整 。
$"检 查 刀 开 关 三 相 闸 刀 在 合 闸 时,是 否 同 时 接 触 或 分 开,触 点 接 触 是 否 紧 密 。
%"操 作 机 构 应 完 好,动 作 应 灵 活,断 开,合 闸 位 置 应 准 确 到 位,顶 丝,销 钉,拉 杆 等 均 应 完 好 无 缺 损,断 裂 。
&"对 ’()型 刀 熔 开 关 必 须 调 整 其 同 相 位 内 上,下 触 点 同 时 闭 合 和 上,下 触 点 间 的 中 心 位 置,保 证 接 触 紧 密 。
*"开 关 触 点 过 热,甚 至 熔 焊 的 主 要 原 因 是 开 关 的 刀 片 与 刀 座 接 触 不 良 。
( +) 开 关 刀 片,刀 座 在 运 行 中 被 电 弧 烧 毛 或 铁 壳 开 关 速 断 弹 簧 的 压 力 调 整 不 当,引 起 触 点 接 触 不 良 而 过热,甚 至 熔 焊 。 应 对 动,静 触 点 及 时 修 磨,要 求 接 触 良 好 。 对 弹 簧 的 弹 性 及 时 检 查,将 转 动 处 的 防 松 螺 母 或 螺钉 调 整 适 当,使 弹 力 维 持 刀 片,刀 座 的 动,静 触 点 间 的 紧 密 接 触 与 瞬 间 开 合 。
(,) 开 关 刀 片 与 刀 座 表 面 产 生 氧 化 层,造 成 接 触 电 阻 增 大 或 由 于 刀 片 动,静 触 点 插 入 深 度 不 够,使 开 关 的载 流 量 降 低,也 会 引 起 触 点 过 热 甚 至 熔 焊 。 对 刀 片,刀 座 的 氧 化 层 应 及 时 清 除,需 在 刀 片 与 刀 座 间 的 接 触 部分 涂 上 一 层 很 薄 的 凡 士 林 ; 调 整 杠 杆 操 作 机 构,使 刀 片 的 插 入 深 度 达 到 规 定 要 求 。
( )) 由 于 带 负 荷 操 作 起 动 大 容 量 设 备,使 大 电 流 冲 击 产 生 动,静 触 点 瞬 间 弧 光,或 在 短 路 时 开 关 的 热 稳 定不 够 而 引 起 触 点 熔 焊 。 应 严 格 遵 守 操 作 规 程,及 时 排 除 短 路 故 障,并 更 换 较 大 容 量 的 开 关 。 对 轻 微 熔 焊 的 触点 应 进 行 修 整 继 续 使 用,对 严 重 熔 焊 的 触 点 必 须 更 换 。
+-"开 关 与 导 线 接 触 部 位 过 热大 多 数 是 因 为 导 线 连 接 螺 钉 松 动,弹 簧 垫 圈 失 效 等,导 致 接 触 电 阻 增 大 或 因 螺 栓 选 用 偏 小 也 会 造 成 连 接部 位 过 热 。 应 及 时 更 换 失 效 的 弹 簧 垫 圈 并 紧 固 好,选 择 合 适 的 螺 栓 。
两 种 不 同 金 属 相 互 连 接 ( 如 铜 线 与 铝 线 ) 将 会 发 生 电 路 锈 蚀,引 起 接 触 电 阻 增 大 而 产 生 过 热 。 应 采 用 铜,
铝 过 渡 接 线 端 子,在 导 线 连 接 部 位 涂 敷 导 电 膏,也 能 防 止 接 触 处 的 电 气 锈 蚀 。
第 三 节 断 路 器 及 其 安 装 维 护低 压 断 路 器 旧 称 低 压 自 动 开 关 或 空 气 开 关 。 它 既 能 带 负 电 荷 通 断 电 路,又 能 在 短 路,过 负 荷 和 低 电 压
( 或 失 压 ) 时 自 动 跳 闸,其 功 能 与 高 压 断 路 器 类 似 。 其 原 理 结 构 和 接 线 如 图 &,+ 所 示 。
图 &,+ 低 压 断 路 器 的 原 理 结 构 和 接 线
+— 主 触 头,,— 跳 钩 ; )— 锁 扣 ; !— 分 励 脱 扣 器 ; #— 失 压 脱 扣 器,
$,%— 脱 扣 按 钮 ; &— 加 热 电 阻 丝 ; *— 热 脱 扣 器 ; +-— 过 流 脱 扣 器
·++!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇当 线 路 上 出 现 短 路 故 障 时,其 过 流 脱 扣 器 动 作,使 开 关 跳 闸 ; 如 出 现 过 负 荷,其 串 联 在 一 次 线 路 的 加 热 电阻 丝 加 热,使 双 金 属 片 弯 曲,也 使 开 关 跳 闸 ; 当 线 路 电 压 严 重 下 降 或 电 压 消 失 时,其 失 压 脱 扣 器 动 作,同 样 使开 关 跳 闸 ; 如 果 按 下 按 钮 ! 或 ",使 分 励 脱 扣 器 通 电 或 使 失 压 脱 扣 器 失 压,则 可 使 开 关 远 距 离 跳 闸 。
低 压 断 路 器 按 灭 弧 介 质 分 类,有 空 气 断 路 器 和 真 空 断 路 器 等 ; 按 用 途 分 类,有 配 电 用 断 路 器,电 动 机 保 护用 断 路 器,照 明 用 断 路 器 和 漏 电 保 护 断 路 器 等 。
配 电 用 低 压 断 路 器 按 保 护 性 能 分,有 非 选 择 型 和 选 择 型 两 类 。 非 选 择 型 断 路 器,一 般 为 瞬 时 动 作,只 作短 路 保 护 用 ; 也 有 的 为 长 延 时 动 作,只 作 过 负 荷 保 护 用 。 选 择 型 断 路 器,有 两 段 保 护,三 段 保 护 和 智 能 化 保护 。 两 段 保 护 为 瞬 时 或 短 延 时 与 长 延 时 两 段 。 三 段 保 护 为 瞬 时,短 延 时 与 长 延 时 特 性 三 段 。 其 中 瞬 时 和 短延 时 特 性 适 于 短 路 保 护,而 长 延 时 特 性 适 于 过 负 荷 保 护 。 图 # $ % 表 示 低 压 断 路 器 的 三 种 保 护 特 性 曲 线 。 而智 能 化 保 护,其 脱 扣 器 由 微 机 控 制,保 护 功 能 更 多,选 择 性 更 好,这 种 断 路 器 称 为 智 能 型 断 路 器 。
图 # $ % 低 压 断 路 器 的 保 护 特 性 曲 线
( &) 瞬 时 动 作 式 ;( ’) 两 段 保 护 式,( () 三 段 保 护 式近 几 年 来,各 种 新 型 号 的 断 路 器 已 大 量 生 产,有 的 是 国 内 有 关 单 位 新 开 发 研 制 的,有 的 是 引 进 国 外 先 进技 术 生 产 的 。 新 产 品 的 各 项 性 能 指 标 优 于 老 产 品 而 将 逐 步 替 代 老 产 品 。
一,塑 料 外 壳 式 低 压 断 路 器塑 料 外 壳 式 低 压 断 路 器,又 称 装 置 式 自 动 开 关,其 全 部 机 构 和 导 电 部 分 都 装 设 在 一 个 塑 科 外 壳 内,但 在壳 盖 中 央 露 出 操 作 手 柄,供 手 动 操 作 之 用,如 图 # $ ) 所 示 。 它 通 常 装 设 在 低 压 配 电 装 置 之 中 。
图 # $ ) 塑 料 外 壳 式 低 压 断 路 器
·%*+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"#$ 型 塑 料 外 壳 式 低 压 断 路 器 是 一 种 曾 广 泛 采 用 的 产 品,现 在 生 产 现 场 使 用 较 多 。 目 前 推 广 应 用 的 品种 有 !"%#$,!"#&,!"’$ 等 型 及 引 进 技 术 生 产 的 (,!")*( +)&,,+)&-!、,+,#$$(),!"/0( 012) 等 型,此 外 还生 产 有 智 能 型 塑 料 外 壳 式 断 路 器 如 !")$ 等 型 。 以 下 对 !"’$ 系 列 塑 料 外 壳 式 断 路 器 作 一 介 绍 。
!"’$ 系 列 塑 料 外 壳 式 断 路 器,其 额 定 绝 缘 电 压 为 33$1,额 定 工 作 电 压 04$( )$$) 1 及 以 下,其 额 定 电 流 从
#3- 至 #’&$-。 一 般 作 为 配 电 用,其 5,6,7型 额 定 电 流 ’’&-和 5型 额 定 电 流 )$$-的 断 路 器 亦 可 作 为 保 护 电动 机 用 ; 在 正 常 情 况 下,断 路 器 可 分 别 作 为 线 路 不 频 繁 转 换 及 电 动 机 的 不 频 繁 起 动 之 用 。
四 极 断 路 器 主 要 用 于 额 定 电 流 #$$-至 30$-三 相 四 线 制 的 系 统 中 。 它 能 保 护 用 户 和 电 源 完 全 断 开,确保 安 全,从 而 解 决 其 它 断 路 器 不 可 克 服 的 中 性 极 电 流 不 为 零 的 弊 端 。
配 电 用 断 路 器,在 配 电 网 络 中 用 来 分 配 电 能,且 可 作 为 电 路 及 电 源 设 备 的 过 载,短 路 和 欠 电 压 保 护 。
保 护 电 动 机 用 断 路 器 在 配 电 网 络 中 用 作 鼠 笼 型 电 动 机 的 起 动 和 运 转 中 分 断 以 及 作 为 电 动 机 的 过 载,短路 和 欠 电 压 保 护 。
按 额 定 极 限 短 路 分 断 能 力 高 低 分,!"’$ 系 列 塑 料 外 壳 式 断 路 器 有 以 下 类 型,5,一 般 型,/,四 极 型,+.
经 济 型,7,最 高 型,6,较 高 型 。
5型 为 基 本 产 品,由 绝 缘 外 壳,操 作 机 构,触 头 系 统 和 脱 扣 器 四 个 部 分 组 成 。 断 路 器 的 操 作 机 构 具 有 使触 头 快 速 合 闸 和 分 断 的 功 能,其,合,,,分,,,再 扣,和,自 由 脱 扣,位 置 以 手 柄 位 置 来 区 分 。
+型,6型 和 7型 断 路 器 是 在 5型 基 础 上 派 生 设 计 而 成 ( 除 +型 #3$-外 ) 。
6型 断 路 器 是 将 5型 断 路 器 的 触 头 进 行 结 构 改 进,使 之 在 短 路 情 况 下,在 机 构 动 作 之 前,动 触 头 能 迅 速断 开,达 到 提 高 通 断 能 力 的 目 的 。
7型 断 路 器 是 在 5型 断 路 器 的 底 板 后 串 联 的 一 个 平 行 导 体,组 成 了 一 个 斥 力 限 流 触 头 系 统 。 该 系 统 比 6
型 斥 力 触 头 长,断 开 距 离 也 大,因 此 能 更 迅 速 地 限 流,在 正 常 断 开,闭 合 和 在 脱 扣 器 短 路 整 定 保 护 动 作 值 范 围的 情 况 下,均 由 5型 断 路 器 来 完 成 ; 一 旦 在 网 络 中 出 现 大 电 流 或 特 大 短 路 电 流 时,串 联 的 斥 力 限 流 触 头 受 电动 力 而 迅 速 斥 开,引 入 电 弧 而 限 流 。 在 触 头 斥 开 过 程 中,断 路 器 的 脱 扣 器 动 作,操 作 机 构 使 5 型 触 头 分 断 。
斥 力 限 流 触 头 则 由 于 电 流 的 降 低 或 消 失 而 回 到 闭 合 状 态 。
/型 四 极 断 路 器 的 中 性 极 (,) 不 装 脱 扣 元 件,位 于 最 右 侧 位 置,在 分 合 过 程 中,中 性 极 规 定 为 闭 合 时 较 其它 三 极 先 接 触,分 闸 时 较 其 它 三 极 后 断 开 。
+型 断 路 器 是 为 满 足 30$81-及 以 下 变 压 器 电 网 中 的 配 电 保 护 之 需 要,通 过 选 用 经 济 型 材 料 和 简 化 结 构及 改 进 工 艺 等 办 法 能 够 达 到 较 好 的 经 济 效 果 。
二,万 能 式 低 压 断 路 器万 能 式 低 压 断 路 器,又 称 框 架 式 自 动 开 关 。 由 于 其 保 护 方 案 和 操 作 方 式 较 多,装 设 地 点 也 较 灵 活,故 名为,万 能 式,或,框 架 式,。
!9#$型 万 能 式 低 压 断 路 器 是 一 种 曾 广 泛 采 用 的 产 品,目 前 生 产 现 场 应 用 较 多 。 现 在 推 广 应 用 的 万 能式 断 路 器 有 !9#&,!9#&%,!9#3 等 型 及 引 进 的,2,-( 等 型,此 外 还 生 产 有 智 能 型 万 能 式 断 路 器 如 !9)&、
!9)4 等 型 。 其 中 !9#3 型 保 留 了 !9#$ 型 结 构 简 单,使 用 维 修 方 便 和 价 廉 的 优 点,但 保 护 性 能 大 有 改 善,是取 代 !9#$ 的 新 产 品 。 图 4.) 是 目 前 正 大 量 采 用 的 !9#& 型 万 能 式 断 路 器 外 形 。 该 系 列 断 路 器 适 用 于 额 定电 流 至 )$$$-,额 定 工 作 电 压 至 ##)$1( 壳 架 等 级 额 定 电 流 30$-及 以 下 ) 或 04$1( 壳 架 等 级 额 定 电 流 #$$$- 及以 下 ) 的 配 电 网 络 中,用 来 分 配 电 能 和 作 供 电 线 路 及 电 源 设 备 的 过 载,欠 电 压,短 路 保 护 之 用 。 壳 架 等 级 额 定电 流 30$-及 以 下 的 断 路 器 也 能 在 04$1网 络 中 供 作 电 动 机 的 过 载,欠 电 压 和 短 路 保 护 。
·0#)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !" # $%&’" &()),*’)) 万 能 式 断 路 器断 路 器 在 正 常 条 件 下 可 作 为 线 路 的 不 频 繁 转 换 之 用 。 壳 架 等 级 额 定 电 流 (+),及 以 下 的 断 路 器 在 正 常条 件 下 也 可 作 为 电 动 机 的 不 频 繁 起 动 之 用 。
$%&’- 低 压 抽 屉 式 断 路 器 是 由 $%&’ 改 装 而 来,由 断 路 器 本 体 和 抽 屉 室 组 成,可 装 在 低 压 抽 屉 式 配 电 屏中 使 用 。
智 能 型 万 能 式 断 路 器,目 前 已 初 步 得 到 应 用,前 景 良 好 。 其 脱 扣 器 采 用 数 码 显 示 和 按 钮 整 定 方 式,能 适用 要 求 较 高 的 工 业 应 用 场 合 。 智 能 脱 扣 功 能 如 下,
&.整 定 功 能用 户 可 在 规 定 范 围 内 整 定 所 需 要 的 电 流 整 定 值 和 延 时 时 间 。
*.显 示 功 能显 示 运 行 电 流 ( 即 电 流 表 功 能 ),显 示 各 运 行 线 电 压 ( 即 电 压 表 功 能 ) 。 整 定 时 显 示 整 定 状 态 和 电 流,时 间值 ; 试 验 时 显 示 试 验 状 态 及 电 流,时 间 值 ; 故 障 发 生 时 显 示 故 障 状 态,并 在 分 断 电 路 后 将 锁 存 的 故 障 信 息 ( 动作 电 流,时 间,状 态 ) 加 以 显 示 。
+.自 诊 断 功 能当 计 算 机 发 生 故 障 时,能 立 即 显 示 出 错,/” 符 号 或 输 出 报 警 信 号,也 可 依 用 户 需 要 分 断 断 路 器 。 当 局 部环 境 温 度 超 过 0 !’1时,能 立 即 发 出 报 警 信 号 或 分 断 断 路 器 。
#.试 验 功 能可 以 试 验 脱 扣 器 的 动 作 性 能 。 分 为 脱 扣 试 验,不 脱 扣 试 验 两 种 。 前 者 能 使 断 路 器 分 断,后 者 不 分 断 断 路器,可 在 断 路 器 接 于 电 网 运 行 时 进 行 。
’.负 载 监 控 功 能当 电 流 接 近 于 过 载 整 定 值 时 分 断 下 级 不 重 要 负 载 。 分 断 下 级 不 重 要 负 载 后,电 流 下 降,使 主 回 路 和 重 要负 荷 电 路 保 持 供 电 ; 当 电 流 下 降 后,经 一 定 延 时 发 出 指 令 再 次 接 通 下 级 已 切 除 过 的 负 载,恢 复 整 个 系 统 的 供电 。
(.模 拟 脱 扣 保 护 功 能该 功 能 一 般 作 后 备 保 护 。
2.热 记 忆 功 能脱 扣 器 过 载 或 短 路 延 时 脱 扣 后,在 脱 扣 器 未 断 电 之 前,具 有 模 拟 双 金 属 片 特 性 的 记 忆 功 能 。 过 载 能 量
+)345 释 放 结 束,短 路 延 时 能 量 &’345 释 放 结 束 。 在 此 期 间 再 发 生 过 载,短 路 延 时 故 障,脱 扣 时 间 将 变 短 。 脱扣 器 断 电,能 量 自 动 清 零 。
另 外,智 能 型 万 能 式 断 路 器 一 般 都 设 有 通 讯 接 口,可 以 通 过 网 卡 等 实 现 配 电 系 统 所 要 求 的,四 遥,通 讯 功能,遥 测,遥 调,遥 控,遥 信,适 用 于 网 络 系 统 ; 具 有 过 载 长 延 时,短 路 短 延 时,瞬 时,接 地 漏 电 阻 段 保 护 特 性 等功 能 。
·#&#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 四 节 配 电 屏低 压 配 电 屏 是 按 一 定 接 线 方 案 将 有 关 电 气 设 备 组 装 在 一 起 的 一 种 金 属 框 架,结 构 简 单,价 廉,并 可 双 面维 护,检 修 方 便,在 发 电 厂 ( 或 变 电 所 ) 中,作 为 厂 ( 所 ) 用 低 压 配 电 装 置 。 它 有 固 定 式 和 抽 屉 式 两 种 结 构 。
抽 屉 式 低 压 屏 为 封 闭 式 结 构 。 它 的 特 点 是,密 封 性 能 好,可 靠 性 高 。 由 于 主 要 设 备 均 装 在 抽 屉 内,当 回路 故 障 时,可 拉 出 检 修 或 换 上 备 用 抽 屉,以 便 于 迅 速 恢 复 供 电 。 抽 屉 式 低 压 屏 还 具 有 布 置 紧 凑,占 地 面 积 少的 优 点,但 其 结 构 比 较 复 杂,工 艺 要 求 较 高,钢 材 消 耗 较 多,价 格 也 较 高 。 因 此 在 大 机 组 的 厂 用 电 和 粉 尘 较 多的 车 间,抽 屉 式 低 压 屏 使 用 较 多 。
!"#,!$#,%&#’ 和 %&#( 曾 先 后 是 我 国 广 泛 应 用 的 低 压 配 电 屏,使 用 $)’*,$)+’*,$,’* 等 低 压 断 路 器 。
(* 世 纪 -* 年 代 生 产 的 固 定 式 低 压 配 电 屏 &&#,采 用 封 闭 式 结 构,其 低 压 断 路 器 使 用 断 流 能 力 更 大 的,/型 。
’00( 年,由 能 源 部 组 织 设 计 生 产 的 固 定 式 低 压 配 电 屏 &&$型 在 全 国 推 广 使 用 。 该 配 电 屏 具 有 &&$’( 分断 能 力 为 ’123),&&$(( 分 断 能 力 为 4*23),&&$4( 分 断 能 力 为 1*23) 三 种 类 型,采 用 了 $,’1,$,+’1,$,’15、
./型 低 压 断 路 器 和 67系 列 高 分 断 能 力 熔 断 器 。
&5"型 高 级 抽 屉 式 低 压 配 电 屏,是 由 电 力 工 业 部,机 械 工 业 部 于 ’001 年 组 织 设 计 和 研 制 的 。 该 配 电 屏为 封 闭 式 结 构,全 面 采 用 了 较 新 的 一,二 次 设 备,具 有 分 断 与 接 通 能 力 高,动 热 稳 定 性 好,电 气 方 案 灵 活,组 合方 便,系 列 性 与 实 用 性 强,结 构 新 颖,防 护 等 级 高 等 特 点,能 满 足 发 电 厂,变 电 所 等 电 力 市 场 对 增 容,计 算 机 接口,动 力 集 中 控 制,方 便 安 装 维 修,缩 短 事 故 处 理 时 间 等 方 面 的 需 要,是 当 前 普 遍 采 用 的 更 新 换 代 产 品 。 其 外形 结 构 如 图 -81 所 示 。
图 -81 &5"型 低 压 抽 出 式 配 电 屏第 五 节 继 电 保 护 装 置 的 安 装 与 调 试变 配 电 系 统 中 的 各 种 电 气 设 备,由 于 其 绝 缘 老 化,机 械 损 坏 或 由 于 误 操 作,雷 电 等 原 因,会 发 生 各 种 故 障和 不 正 常 运 行 情 况 。 常 见 故 障 有 三 相 短 路,两 相 短 路,两 相 接 地 短 路,中 性 点 直 接 接 地 系 统 中 的 一 相 对 地 短路,电 气 设 备 的 绕 组 匝 间 短 路 等 。 短 路 会 产 生 大 于 额 定 电 流 几 倍 到 几 十 倍 的 短 路 电 流,电 力 系 统 的 电 压 也 会随 之 降 低,如 不 采 取 有 效 措 施,将 会 使 线 路 设 备 损 坏,甚 至 会 引 发 火 灾,给 国 民 经 济 带 来 重 大 损 失 。
继 电 保 护 装 置 是 由 各 种 类 型 的 继 电 器 组 成 的,能 自 动,迅 速 和 有 选 择 地 反 应 电 气 设 备 的 故 障 或 工 作 不 正常 的 状 态,并 使 断 路 器 分 闸 或 发 出 各 种 相 应 信 号,以 预 防 故 障 和 缩 小 故 障 范 围,最 大 限 度 保 证 系 统 安 全 可 靠的 供 电 。
·1’9·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇一,对 继 电 保 护 装 置 的 基 本 要 求
( 一 ) 选 择 性当 变 配 电 系 统 发 生 故 障 时,继 电 保 护 装 置 应 能 有 选 择 地 切 除 故 障 设 备 或 线 路,以 保 证 不 发 生 故 障 的 设 备或 线 路 继 续 运 行 。
在 单 端 供 配 电 系 统 中,可 通 过 选 取 不 同 延 时 或 不 同 动 作 电 流 的 办 法 来 实 现 继 电 保 护 装 置 的 选 择 性 。 如图 !" # 所 示,当 $
%
点 短 路 时,短 路 电 流 将 流 经 &’" (%,&)" *%,&)" +%,&’" %% 等 断 路 器,此 时 &)" (% 断 路器 应 分 闸,而 不 影 响 系 统 其 余 部 分 的 正 常 运 行 。 如 果 &)" (% 断 路 器 由 于 某 种 原 因 拒 动,则 应 由 上 一 级 保 护装 置 使 断 路 器 &)" *% 分 闸 。 这 样,虽 然 也 切 除 了 部 分 非 故 障 线 路,但 也 限 制 了 故 障 的 更 进 一 步 扩 大,缩 小 了停 电 范 围 。 由 此 可 见,继 电 保 护 装 置 应 具 有 选 择 性 要 求 。
图 !" # 对 故 障 切 除 具 有 选 择 性 的 配 电 系 统 图另 外 当 $
+
点 短 路 时,如 果 由 于 某 种 原 因 断 路 器 &) " +* 拒 动,继 路 器 &) " %% 应 及 时 分 闸 。 这 时 工 作 电源 被 断 开 后,通 过,备 用 电 源 自 动 投 入 装 置,(,-.) 可 迅 速 动 作 接 通 备 用 电 源 。
继 电 保 护 装 置 的 选 择 性 是 通 过 上 下 级 断 路 器 间 的 动 作 时 限 和 灵 敏 性 相 互 配 合 来 实 现 的,即 由 故 障 点 至电 源 方 向 逐 渐 降 低 继 电 保 护 装 置 的 灵 敏 度 和 提 高 时 限 级 差 。 一 般 要 求 时 限 级 差
!
!
"
/012,上 一 级 继 电 保 护装 置 整 定 值 应 比 串 联 的 下 一 级 继 电 保 护 装 置 整 定 值 大 %0%3 %0%1 倍 以 上 。
( 二 ) 速 动 性加 了 限 制 由 于 短 路 而 产 生 的 破 坏 作 用,使 供 电 系 统 尽 快 恢 复 正 常 供 电,继 电 保 护 装 置 应 具 有 速 动 性,以切 除 供 电 系 统 中 的 故 障 部 分 。 一 般 少 油 高 压 断 路 器 的 分 断 时 间 为 /0%1 3 /0%2,真 空 断 路 器 和 空 气 断 路 器 的分 断 时 间 为 /0/13 /0/#2,继 电 保 护 装 置 的 最 小 动 作 时 间 为 /0/+ 3 /0/*2,所 以,故 障 的 最 小 切 除 时 间 为 /0/4
3 /0/52。 由 此 可 见,要 实 现 速 动 性 要 求,应 选 用 分 断 时 间 短 的 断 路 器 和 动 作 时 间 最 小 的 继 电 保 护 装 置 。 但这 应 在 保 证 选 择 性 的 前 提 下,尽 可 能 提 高 保 护 装 置 的 速 动 性 。
( 三 ) 灵 敏 性是 指 在 保 护 范 围 内 发 生 故 障 或 工 作 状 态 不 正 常 时,保 护 装 置 所 能 敏 感 反 应 和 正 确 动 作 的 能 力,一 般 用 灵敏 系 数 来 衡 量 。
如 果 保 护 装 置 用 以 反 应 故 障 时 的 参 数 量 增 加 情 况 时,例 如 过 电 流 保 护 装 置,其 灵 敏 系 数 为,
"
678
9 #
$78:
$ #
$;
( !010%)
式 中 %
678
— — — 过 电 流 保 护 装 置 灵 敏 系 数 ;
#
$78:
— — — 保 护 区 内 末 端 发 生 金 属 性 短 路 时 的 最 小 短 路 电 流 ( 电 流 互 感 器 二 次 电 流 值 ),<;
#
$-
— — — 保 护 装 置 的 二 次 动 作 电 流,<。
当 保 护 装 置 为 两 相 以 上 短 路 保 护 时,取 其 两 相 短 路 电 流 最 小 值 #
( +)
$78:; # 3 %/=> 中 性 点 不 接 地 系 统 的 单 相
·#%(· 新 编 电 气 工 程 师 手 册短 路 保 护,取 其 单 相 接 地 电 容 电 流 最 小 值 !
( !)
"#$%&; ’()*++),中 性 点 接 地 系 统 的 单 相 短 路 保 护,则 取 其 单 相 接 地电 流 最 小 差 值 !
( !)
"$%&

如 果 保 护 装 置 为 反 应 故 障 时 参 数 量 的 降 低 情 况 时,例 如 欠 电 压 ( 或 失 压 ) 保 护 装 置,其 灵 敏 系 数 为,
"
-$.
/ #
"0
* #
"
( (121+)
式 中 "
-$.
— — — 欠 电 压 ( 或 失 压 ) 保 护 装 置 灵 敏 系 数 ;
#
"
— — — 保 护 区 内 末 端 发 生 金 属 性 短 路 时,连 接 该 保 护 装 置 母 线 上 的 最 大 残 存 电 压 ( 电压 互 感 器 二 次 电 压 值 ),,;
#
"0
— — — 保 护 装 置 的 二 次 动 作 电 压,,。
对 于 不 同 作 用 的 保 护 装 置 和 被 保 护 设 备 所 要 求 的 灵 敏 系 数,在 表 ( 3 + 中 列 出 。
表 ( 3 + 保 护 装 置 的 最 低 灵 敏 系 数 $
-$
类 别 保 护 类 型 元 件 名 称 4
5$
备 注主保护电 流 速 断 保 护 电 流 元 件 +1) 按 保 护 安 装 处 短 路 计 算过 电 流 保 护电 流 元 件 !12 个 别 情 况 可 选 !1+2
零 序 元 件 +1)
线 路,电 动 机 的 纵 联 差 动 保 护 电 流 差 动 元 件 +1)
中 性 点 不 接 地 系 统 中 的 单 相 接地 保 护电 流 元 件
!12 架 空 线 路
!1+2 电 缆 线 路后 备 保 护 远 后 备 保 护 电 流 元 件 !1+ 按 相 邻 保 护 区 末 端 短 路 计 算
( 四 ) 可 靠 性在 正 常 运 行 中 的 继 电 保 护 装 置 应 始 终 处 于 良 好 的 警 戒 状 态,当 其 保 护 范 围 内 发 生 故 障 或 工 作 状 态 不 正常 时,应 能 可 靠 动 作,否 则 应 能 可 靠 拒 动,即 不 产 生 误 动 作 。
以 上 对 继 电 保 护 装 置 的 四 条 要 求 是 十 分 重 要 的,在 考 虑 保 护 方 案 时 应 根 据 实 际 情 况,在 统 筹 兼 顾 的 原 则下 有 所 侧 重,以 使 继 电 保 护 方 案 在 技 术 上 安 全 可 靠 。
二,一 般 常 用 继 电 器 及 其 调 试在 继 电 保 护 装 置 中,大 量 采 用 的 是 电 磁 型 和 感 应 型 继 电 器 。 继 电 器 种 类 繁 多,例 如 有 6-3 !) 型,6-3 +)
型 和 6-3 ’) 型 电 流 继 电 器 ; 673 !)) 型,683 +) 型 和 68 3 ’) 型 电 压 继 电 器 ; 69 3 !!) 型,69 3 +) 型 和 69 3
’) 型 时 间 继 电 器 ; 6:3 !) 型,6:3 ’) 型 和 6,3 ;) 型 中 间 继 电 器 ; 6< 3 !! 型,6< 3 ’) 型 和 6< 3 =! 型 信 号 继电 器 等 等 。 本 节 将 重 点 介 绍 它 们 的 基 本 结 构,工 作 原 理 及 其 调 试 方 法 。
( 一 ) 电 磁 式 电 流 继 电 器
!1电 磁 型 电 流 继 电 器 的 结 构 和 工 作 原 理以 6-3 !) 型 电 流 继 电 器 为 例,其 结 构 如 图 ( 3 ; 所 示,主 要 由 电 磁 铁 !,线 圈 +,,型 舌 片 ’,反 作 用 弹 簧 =
和 动,静 触 点 2 和 > 等 部 件 构 成 。
%
!
%
@
十 %
$
( (121’)
·;!=·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 ! " # $%" &’ 系 列 电 流 继 电 器 结 构 及 接 线 图
( () 结 构 图 ( )) 内 部 接 线 图
& " 电 磁 铁 ; * " 线 图 ; + ",型 舌 片 ; - " 弹 簧 ;," 动 接 点 ;
/ " 静 接 点 ; # " 调 整 杠 杆 ; ! " 标 度 盘 ; 0 " 轴 承 座 ;
使 继 电 器 动 作 的 最 小 电 流 称 为 动 作 电 流 !
12
,因 电 磁 力 矩 "
3
与 线 圈 中 流 过 的 电 流 平 方 成 正 比,故 要 继 电器 返 回,必 须 降 低 线 圈 中 的 电 流 。 使 继 电 器 返 回 到 原 始 位 置 的 最 大 电 流 值 称 为 继 电 器 的 返 回 电 流 !
4
,继 电 器返 回 电 流 与 动 作 电 流 之 比,称 为 返 回 系 数 5
4
,即,
#
4
6 !
4
$ !
12
( !7.7-)
对 于 反 应 电 流 增 量 的 继 电 器 来 说,!
12
8 !
4
,所 以 #
4
9 &,一 般 取 #
4
6 ’7!.,’70。
以 上 所 介 绍 的 电 磁 型 电 流 继 电 器,当 其 线 圈 电 流 达 到 一 定 数 值 时 才 动 作,故 称 为 过 电 流 继 电 器,其 动 作时 间 为 ’7’*,’7’-;,因 此 也 称 为 瞬 动 过 电 流 继 电 器 。
图 ! " # 所 示 继 电 器 有 两 个 电 磁 线 圈,匝 数 均 为 %,这 样 可 以 通 过 调 整 刻 度 盘 的 位 置 和 利 用 电 磁 线 圈的 串,并 联 来 整 定 电 流 。 如 果 两 个 线 圈 串 联,并 通 入 电 流 !
3
,则 继 电 器 总 磁 势 为 !
3
<= * 6 *%!
3; 如 果 两 个 线 圈并 联,通 入 电 流 仍 为 !
3
,则 继 电 器 总 磁 势 为 * = %!
3
>* 6 %!
3
。 可 见,在 继 电 器 通 入 相 同 电 流 的 情 况 下,线 圈 串联 时 的 总 磁 势 是 线 圈 并 联 时 的 两 倍 。 因 为 继 电 器 动 作 所 需 磁 势 是 一 定 的,故 线 圈 并 联 时 的 动 作 电 流 是 串 联时 动 作 电 流 的 两 倍 。
随 着 电 子 技 术 的 发 展,生 产 出 了 体 积 小,重 量 轻,工 作 可 靠 和 寿 命 长 的 电 子 式 电 流 继 电 器,其 特 性 与 电 磁式 电 流 继 电 器 相 似,其 线 路 原 理 如 图 ! " ! 所 示,主 要 由 电 压 形 成 电 路,整 流 滤 波 路,比 较 电 路 和 单 稳 态 触 发电 路 等 组 成 。
电 压 形 成 电 路 是 将 流 入 继 电 器 的 电 流 !
3
经 电 流 互 感 器?@ 和 电 阻 &
&
转 换 成 电 压 ’
A&
,再 经 整 流 滤 波 电
·!&-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" ! 电 子 式 电 流 继 电 器 线 路 原 理 图路 将 交 流 电 压 #
$%
变 成 直 流 电 压 加 于 电 位 器 $
&
上,其 输 出 电 压 #

与 输 入 电 流 !
(
成 正 比,从 而 可 通 过 电 位 器
$
&
来 调 节 继 电 器 的 动 作 电 流 。 比 较 电 路 由 ",#
&
,#
)
和 #
*
等 组 成 。 经 #
)
和 #
*
分 压 得 到 $
+
,称 为 比 较 电 压
( 一 般 为,- )#),继 电 器 是 否 动 作,主 要 取 决 于 $

和 $
+
的 比 较 结 果 。
在 正 常 工 作 时,!
.
/ !
0
1,$

/ $
+
,二 级 管 2
3
承 受 反 向 电 压 而 截 止,!
&
4 5,输 入 信 号 回 路 对 单 稳 态 触 发 器的 工 作 无 影 响 。 此 时,6
%
基 极 电 流 !
+%
4 !
%
7 !
,
,并 使 6
%
处 于 饱 和 导 通 状 态,$
8%!
59&#,此 电 压 不 足 以 使 6
,
导 通 而 处 于 截 止 状 态,#
8,!
:;
,对 应 于 继 电 器 为 不 动 作 状 态 。
当 !
("
<
01
时,$

= $
+
,使 > 点 电 位 变 负,2
3
承 受 正 向 电 压 而 导 通 。 由 于 输 入 回 路 的 分 流 作 用 而 使 <
+
减小,单 稳 态 触 发 电 路 将 发 生 如 下 翻 转 过 程,
$
>
4 $

7 $
+
/ 5
#
!
&$#
!
+%%#
$;?$#
!
+,$#
$;,%#
!
,%
即 6% 由 饱 和 导 通 转 入 截 止,6
,
则 由 截 止 转 入 饱 和 导 通 状 态 。 对 应 于 继 电 器 为 动 作 状 态,相 应 的 电 流 值
!
(
为 动 作 电 流 !
01
。 而 当 !
(
〈 !
01
,且 减 小 到 低 于 !
01
某 一 值 时,6
,
则 由 饱 和 导 通 状 态 转 入 截 止 状 态,显 然 返 回 系数 %
@
/ %。
,9电 流 继 电 器 试 调
%) 电 流 继 电 器 动 作 电 流 和 返 回 电 流 的 试 验试 验 电 路 如 图 !" A 所 示,由 自 耦 变 压 器 6B,变 流 器 68 和 电 流 表 等 试 验 设 备 组 成 。 合 上 开 关 CD,均 匀调 节 自 耦 变 压 器 6B,使 其 输 出 电 压 升 高,当 继 电 器 动 作 指 示 灯 EF 点 亮 时 。 从 电 流 表 上 读 取 电 流 值 即 为 动作 电 流 。 然 后 再 调 节 自 耦 变 压 器 6B,使 其 输 出 电 压 降 低,当 继 电 器 返 回 至 初 始 位 置,即 指 示 灯 EF 熄 灭 时,从电 流 表 上 读 取 电 流 值 为 返 回 电 流 。 如 此 反 复 试 验 三 次,分 别 计 算 动 作 电 流 及 返 回 电 流 的 平 均 值,并 以 %5<01
冲 击 3 次,以 检 查 继 电 器 的 触 头 是 否 有 卡 涩 现 象 。 一 般 校 验 2F 系 列 电 磁 式 电 流 继 电 器 的 返 回 系 数 应 大 于
59*,如 前 所 述,通 常 取 返 回 系 数 G@4 59!3" 59A 为 宜 。
图 !" A 电 流 继 电 器 动 作 电 流和 返 回 电 流 校 验 电 路 图
6B— 自 耦 变 压 器 ; 68— 变 流 器 ; HD— 电 流 继 电 器 ; EF— 指 示 灯 ; ID— 电 流 表 ; CD— 控 制 开 关
·A%)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!) 电 流 继 电 器 动 作 时 间 校 验电 流 继 电 器 动 作 时 温 校 验 试 验 线 路 如 图 "# $% 所 示,主 要 由 电 流 继 电 器 &’,自 耦 变 压 器 (),电 流 表 *’,
变 流 器 (+,电 气 秒 表 *,和 开 关 等 组 成 。 目 前 电 气 秒 表 种 类 繁 多,以 图 " # $% 中 所 用 电 气 秒 表 -,# /0%/ 为例,其 外 型 如 图 "# $$ 所 示,是 一 种 触 点 信 号,脉 冲 信 号,传 感 器 信 号 测 试 的 数 码 显 示 仪 器,具 有 时 基 ( 小 数 位数 及 时 间 测 量 范 围 ) 选 择,自 动 清 零,手 动 清 零 和 触 发 计 时 等 功 能 。 可 用 于 继 电 器,开 关 触 点 动 作 转 换 时 间,
脉 冲 宽 度 或 两 个 脉 冲 之 间 的 延 迟 时 间 以 及 物 体 运 动 速 度 等 方 面 的 测 量 。
图 "# $% 电 流 继 电 器 动 作 时 间 校 验 线 路 图
1’2,1’!— 控 制 开 关 ; ()— 自 耦 变 压 器 ; (+— 变 流 器 ; *,— 电 气 秒 表 ; &’— 电 流 继 电 器 ; *’— 电 流 表按 图 "# $% 接 线,其 中 接 线 柱
!
可 输 出 3 45 电 压,为 测 量 触 点 信 号 共 用 端 或 作 为 外 接 传 感 器 工 作 电 源 ;
接 线 柱
"
为 计 时 输 入 端 ; 接 线 柱
#
为 停 止 计 时 输 入 端 ; 接 线 柱
$
为 信 号 接 地 端 ( 脉 冲 信 号 共 用 端 ) ; 而 接 线 柱
%

&
则 为 工 作 电 源 输 入 端 。 然 后 即 可 设 置 合 适 的 时 基,例 如 选 择 开 关


(
均 拨 下 时,时 基 为 %6$,最 大 计时 /////6/7; 选 择 开 关

拨 下,
(
拨 上 时,时 基 为 %6%$,最 大 计 时 ////6//7; 选 择 开 关

拨 上,
(
拨 下 时,时 基为 %6%%$,最 大 计 时 ///6///7; 选 择 开 关


(
均 拨 上 时,时 基 为 %6%%%$,最 大 计 时图 "# $$ 电 气 秒 表 -.# /0%/ 外 型 图
$— 选 择 开 关

8
); !— 数 码 显 示 器 ; 9— 清 零 按 组
//6////7。 每 次 测 量 之 前 应 注 意 清 零,选 择 开 关
*
拨 下 时 为 自 动 清 零,而 拨 上 时 则 需 通 过 清 零 按 纽 9 手动 清 零 。 另 外 通 过 选 择 开 关
)
可 设 置 计 时 方 式,例 如 选 择 开 关
)
拨 下 时 为 触 发 方 式 ( 即 为 上 升 沿 触 发 控 制 ) ;

)
拨 上 时,则 为 电 平 方 式 ( 即 为 交 流 电 平 控 制 方 式 ) 。
在 校 验 时 先 将 开 关 1’
$
打 开,再 合 上 开 关 1’
!
,调 节 自 耦 变 压 器 (),使 通 过 继 电 器 的 电 流 上 升 至 $6!!
:;

然 后 打 开 1’
!
合 上 1’
$
,之 后 再 合 上 1’
!
,这 时 电 子 秒 表 *
,
开 始 计 时 。 当 继 电 器 &’ 动 作,即 其 常 开 触 点 闭 合时,电 气 秒 表 *,即 刻 停 走,表 上 显 示 读 数 即 为 继 电 器 &’ 的 动 作 时 间,如 此 反 复 试 验 三 次,可 得 继 电 器 动 作 时间 分 别 为 "
:;$
,"
:;!
,"
:;9
,其 平 均 值 为 电 流 继 电 器 的 动 作 时 间,即
·%!<· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!
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#( !
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% !
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% !
!"#
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( $%&%&)
其 动 作 时 间 应 不 大 于 ’%(&
)
为 合 格 。
#) 电 流 继 电 器 耐 压 试 验其 目 的 是 检 查 电 流 继 电 器 的 绝 缘 耐 压 能 力,有 无 匝 间 短 路 等 。 即 在 线 圈 和 金 属 壳 体,铁 芯 之 间 施 加 交 流电 压 "’’’*,&’+,,持 读 时 间 为 -./0。
此 外,为 了 减 少 电 流 互 感 器 的 二 次 负 荷,在 制 造 电 流 继 电 器 时,应 尽 可 能 减 少 它 所 消 耗 的 功 率,并 满 足 正常 运 行 时 的 热 稳 定 要 求 。
( 二 ) 电 磁 式 电 压 继 电 器电 压 继 电 器 的 结 构 和 工 作 原 理 与 电 磁 式 电 流 继 电 器 相 同,有 过 电 压 继 电 器 和 欠 电 压 继 电 器 两 种 。
电 压 继 电 器 的 线 圈 可 以 直 接 或 经 过 电 压 互 感 器 接 到 电 网 上,作 为 过 电 压 或 欠 电 压 保 护 。 电 压 继 电 器 流过 的 电 流 1
2
为,
1

# *

34

( $(&(5)
式 中 )
2
— — — 线 圈 的 端 电 压,*;
*
2
— — — 线 圈 阻 抗,
!

电 磁 型 电 压 继 电 器 在 磁 路 未 饱 和 时,4 型 片 受 到 的 电 磁 力 矩 + 与 流 过 的 电 流 1
2
的 平 方 成 正 比,电 压 继电 器 与 电 流 继 电 器 相 似,电 磁 力 矩 6
2
与 其 线 圈 的 端 电 压 *
2
的 平 方 成 正 比,即,
6

# 781
"

# 78( )
2
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2
) " 9,)
"
2
( $%&%:)
使 电 压 继 电 器 动 作 的 最 小 电 压 称 作 动 作 电 压 );,; 电 压 继 电 器 动 作 后,使 其 返 回 到 初 始 位 置 的 最 大 电 压称 作 返 回 电 压 )
<
,则 返 回 系 数 定 义 为,
-
<
9 )
<
& );,
( $%&%$)
一 般 过 电 压 继 电 器 的 返 回 系 数 ’%$&
!
7
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’%=; 欠 电 压 继 电 器 的 返 回 系 数 (%(&
!
7
<!
(%"&。 电 压 继 电 器的 动 作 电 压 和 返 回 电 压 校 验 方 法 与 电 流 继 电 器 的 校 验 相 似,其 校 验 线 路 如 图 $ > (" 所 示 。
图 $ > (" 电 压 继 电 器 的 动 作 电 压 和 返 回 电 压 校 验 线 路
6— 自 耦 变 压 器 ; 7*— 电 压 继 电 器 ; @*— 电 压 表 ;
+A— 指 示 灯 ; BC— 熔 断 器 ; DE— 控 制 开 关
( 三 ) 电 磁 式 中 间 继 电 器中 间 继 电 器 有 交,直 流 两 种 类 型,其 线 圈 分 为 电 压 线 圈 和 电 流 线 圈 。 中 间 继 电 器 是 继 电 保 护 装 置 中 不 可缺 少 的 辅 助 电 器,其 作 用 是 提 供 数 量 足 够 的 触 点,以 便 同 时 控 制 多 个 线 路 ; 增 加 触 点 容 量,可 接 通 或 断 开 较 大电 流 的 回 路 ; 也 可 使 触 点 在 闭 合 或 断 开 时 有 一 定 的 延 时,以 满 足 保 护 及 自 动 控 制 装 置 的 要 求 。
(%电 磁 式 中 间 继 电 器 的 结 构 及 原 理其 结 构 如 图 $ > (# 所 示,当 在 线 圈 " 上 施 加 工 作 电 压 后,电 磁 铁 ( 产 生 电 磁 引 力,将 克 服 弹 簧 5 的 反 作 用力 而 使 衔 铁 # 吸 合,并 带 动 触 头,& 使 其 常 开 触 头 闭 合,常 闭 触 头 断 开 。 当 施 加 于 线 圈 " 上 的 电 压 消 失 后,在弹 簧 5 的 作 用 下,衔 铁 返 回,带 动 触 点 & 返 回 至 初 始 位 置 。
瞬 时 动 作 的 中 间 继 电 器,在 额 定 电 压 下 动 作 时 间 约 为 ’%’& > ’%’5),返 回 时 间 约 为 ’%’( > ’%’")。 延 时 动作 的 中 间 继 电 器,其 铁 芯 上 套 有 若 干 片 铜 短 路 环,即 相 当 于 阻 尼 线 圈 。 在 接 通 或 断 开 线 圈 的 工 作 电 压 时,均
·("F·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇在 铜 短 路 环 中 产 生 感 应 涡 流,由 电 磁 感 应 定 律 知 道,由 涡 流 产 生 的 磁 通 将 阻 碍 主 磁 通 的 增 加 或 减 少,从 而 使继 电 器 动 作 或 返 回 都 带 有 一 定 的 延 时 特 性 。 如 !"#$ %&& 型 延 时 动 作 的 中 间 继 电 器,具 有 不 小 于 &’&() 的 动作 时 限 和 返 回 时 限 ; !"#$ %*+ 型 延 时 中 间 继 电 器,其 返 回 时 间 利,于 &’*)。
图,$ %- !"$ %& 系 列 中 间 继 电 器 结 构 图
%— 电 磁 铁 ;,— 线 圈 ; -— 衔 铁 ; *— 静 触 点 ; +— 动 触 点 ; (— 反 作 用 弹 簧 ; /— 铁 芯为 了 使 断 路 器 能 可 靠 跳 闸,或 防 止 发 生 断 路 器 跳 跃 现 象,可 选 用 具 有 保 持 线 圈 的 中 间 继 电 器 。 其 结 构 与一 般 的 !" 型 中 间 继 电 器 相 似,只 顾 增 加 了 保 持 线 圈,如 图 片 $ %* 所 示 。 图 中 动 作 线 圈 为 电 压 线 圈,而 保 持线 圈 为 电 流 线 圈 。 当 继 电 器 动 作 后,其 常 开 触 头 闭 合 而 接 通 保 持 线 圈 回 路,这 时 如 果 切 断 动 作 线 圈 的 电 压 回路,继 电 器 仍 能 继 续 保 持 动 作 状 态 。
图,$ %* 具 有 保 持 线 圈 的 中 间 继 电 器
( 0) 继 电 器 内 部 接 线 图 ( 1) 继 电 器 自 保 持 接 线 方 式当 然 也 可 以 由 电 流 线 圈 作 为 动 作 线 圈,而 电 压 线 圈 作 为 保 持 线 圈 。 用 电 流 线 圈 作 为 保 持 线 圈 的 继 电 器,
一 般 规 定 保 持 电 流 应 不 大 于 额 定 电 流 的,&2; 用 电 压 线 圈 作 为 保 持 线 圈 的 继 电 器,保 持 电 压 应 不 大 于 额 定电 压 的 (+2。
具 有 自 保 持 线 圈 的 中 间 继 电 器 有 多 种,例 如 !"3 $ %&& 系 列 的 中 间 继 电 器 主 要 包 括 !"3%%+,!"3 $ %./、
!"3$ %-,型 三 种 。 这 种 继 电 器 在 接 线 之 前 应 进 行 极 性 校 验,找 出 动 作 线 圈 与 保 持 线 圈 的 同 极 性 端,以 确 保中 间 继 电 器 动 作 后 能 可 靠 地 实 现 自 保 持 。 否 则 动 作 线 圈 与 保 持 线 圈 的 磁 势 将 相 互 抵 消,而 不 能 自 保 持 。
.’电 磁 式 中 间 继 电 器 校 验电 磁 式 中 间 继 电 器 的 动 作 电 压 和 返 回 电 压 校 验 与 电 压 继 电 器 的 校 验 方 法 相 同,参 见 图,$ %.,如 果 是 直流 中 间 继 电 器,应 将 自 耦 变 压 器 改 用 电 位 器 即 可 。 为 了 保 证 在 工 作 电 源 电 压 降 低 时 中 间 继 电 器 仍 能 可 靠 动
·..*· 新 编 电 气 工 程 师 手 册作,要 求 中 间 继 电 器 的 动 作 电 压 一 般 不 应 大 于 额 定 电 压 的 !"#,即 应 满 足 ;
$
!" !
( %& # !") $%
&
( ’("())
由 于 中 间 继 电 器 返 回 时,其 线 圈 端 电 压 一 般 已 降 至 零,故 这 种 继 电 器 的 返 回 系 数 约 为 &(* 以 下,但 不 会影 响 其 工 作 的 可 靠 性 。 返 回 系 数 +
,"
&(- 为 合 格,可 按 下 式 对 中 间 继 电 器 校 验,即,
.

( $

/$
!" "
)*-
( ’("(0&)
如 果 不 能 满 足 要 求,可 适 当 调 整 弹 簧 % 的 拉 力 。
直 流 中 间 继 电 器 动 作 时 间 和 返 回 时 间 校 验 线 路 如 图 ’ 1 0" 所 示 。 在 校 验 动 作 时 间 时,可 按 图 ’ 1 0"( 2)
接 线,先 将 控 制 开 关 34- 分 断,再 闭 合 开 关 340,调 节 电 位 器 56( 对 于 交 流 中 间 继 电 器 则 应 调 节 自 耦 变 压 器 ),
使 其 输 出 电 压 达 到 中 间 继 电 器 的 额 定 电 压 值 。 然 后 将 开 关 347 分 断,使 电 气 秒 表 68 清 零,先 闭 合 开 关 34-,
再 闭 合 349,此 时 电 气 秒 表 计 时 。 当 中 间 继 电 器 动 作 时,电 气 秒 表 停 走,数 码 显 示 器 显 示 的 时 间 即 为 中 间 继 电器 的 动 作 时 间 。 按 同 样 方 法,再 分 别 取 中 间 继 电 器 额 定 电 压 的 !&#,’&#,)&#测 量 动 作 时 间,各 次 测 得 的 动作 时 间 应 接 近 相 同 。
返 回 时 间 校 验 线 路 如 图 ’ 1 0"(,) 所 示,先 将 控 制 开 关 34- 分 断,闭 合 349,调 节 电 位 器 56( 对 于 交 流 中 间继 电 器 应 调 节 自 耦 变 压 器 ),使 其 输 出 电 压 达 到 中 间 继 电 器 的 额 定 电 压 值,然 后 将 ;<— )!&) 型 电 气 秒 表 清零,并 闭 合 开 关 34-,按 下 按 钮 3=-,继 电 器 +- 动 作,切 断 中 间 继 电 器 +0 电 源,电 气 秒 表 开 始 计 时 。 当 中 间 继电 器 返 回 ( 即 其 常 闭 触 点 复 位 闭 合 ) 时,电 气 秒 表 停 走,数 码 显 示 器 显 示 时 间 即 为 中 间 继 电 器 的 返 回 时 间 。
图 ’ 1 0" 直 流 中 间 继 电 器 动 作 时 间 和 返 回 时 间 校 验 线 路
( 2) 动 作 时 间 校 验 (,) 返 回 时 间 校 验如 果 所 测 试 继 电 器 的 动 作 时 间 和 返 回 时 间 不 符 合 规 定 要 求 时,可 适 当 调 整 弹 簧 % 的 松 紧 度 和 触 头 的 间隙 。
( 四 ) 时 间 继 电 器时 间 继 电 器 是 继 电 保 护 及 自 动 控 制 装 置 中 常 用 的 时 限 元 件,使 被 控 元 件 的 动 作 得 到 可 调 的 延 时,因 此 对时 间 继 电 器 的 动 作 时 限 准 确 度 要 求 较 高,有 电 磁 式 时 间 继 电 器 和 电 子 式 时 间 继 电 器 等 两 种 。
0(电 磁 式 时 间 继 电 器 。
电 磁 式 时 间 继 电 器 的 结 构 如 图 ’ 1 0% 所 示,在 直 流 回 路 中 一 般 采 用 >31 00& 系 列,在 交 流 回 路 中 则 多 采用 >31 0-& 系 列 时 间 继 电 器,其 结 构 基 本 相 同 。
·?-*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 ! " #$ %&" ##’ 系 列 时 间 继 电 器 结 构 图
#— 线 圈 ; (— 电 磁 铁 ; )— 衔 铁 ; *— 返 回 弹 簧 ; +— 触 点 切 换 压 头 ; $、,,!,— 瞬 时 动,静 触 点 ; -— 曲 柄 ; #’— 扇 形 齿 轮 ;
##,主 弹 簧 ; #(,主 弹 簧 拉 力 调 节 器 ; #),#$,#!— 传 动 齿 轮 ; #*— 滚 珠 式 摩 擦 离 合 器 ; #+,#,— 主 传 动 齿 轮,
#-— 摆 齿 轮 ; (’— 摆 卡 ; (#— 摆 垂 ; ((,()— 延 时 动,静 触 点 ; (*— 延 时 标 度 盘 ; (+— 动 触 点 轴 ;
当 继 电 器 的 工 作 线 圈 # 加 上 动 作 电 压 后,衔 铁 ) 被 吸 下,曲 柄 - 失 去 支 撑,在 主 弹 簧 ## 的 作 用 下,扇 形 齿轮 #’ 转 动,并 带 动 齿 轮 #) 经 滚 珠 式 摩 擦 离 合 器 #* 使 同 轴 的 主 传 动 齿 轮 #+ 转 动 ; 从 而 带 动 钟 表 机 构 传 动 齿轮 #$,经 中 间 主 传 动 齿 轮 #,,传 动 齿 轮 #! 使 摆 卡 (’ 卡 住 摆 齿 轮 #- 的 一 个 齿,使 之 停 转 。 但 由 于 主 弹 簧 ##
的 作 用,压 迫 摆 卡 偏 转 而 离 开 摆 齿 轮,摆 齿 轮 便 转 过 一 个 齿 。 随 后 摆 卡 又 重 新 卡 住 摆 齿 轮 的 另 一 相 邻 齿,使之 再 次 停 转,如 此 往 复 使 摆 齿 轮 断 续 转 动,故 延 时 动 触 点 (( 经 一 定 延 时 后 才 与 静 触 点 () 接 触,达 到 了 延 时的 目 的 。
延 时 动,静 触 点 闭 合 时 间,
/
由 动 触 点 轴 所 转 动 的 行 程 角
!
和 转 动 角 速 度
"
决 定 。 当
"
为 常 数 时,则 有 引
.
/
0 12
"
。 由 此 可 见,在 进 行 时 间 继 电 器 的 动 作 时 限,
/
整 定 时,可 通 过 改 变 延 时 动,静 触 点 闭 合 时 间 的 行 程 角
!
来 实 现 。
在 工 作 线 圈 # 断 电 后,衔 铁 ) 靠 返 回 弹 簧 * 复 位,并 将 主 簧 ## 位 伸 储 存 弹 力 能,以 备 下 次 动 作 。 在 继 电器 复 位 过 程 中,由 于 离 合 器 #* 的 作 用,钟 表 机 构 不 工 作,所 以 可 瞬 时 完 成 复 位 。
(3电 子 式 时 间 继 电 器电 子 式 时 间 继 电 器 制 作 工 艺 简 单,成 本 低,而 且 工 作 可 靠,寿 命 长,安 装 调 试 简 便,因 此 在 继 电 保 护,自 动控 制 装 置 中 广 泛 采 用,常 用 的 放 电 式 延 时 电 路 如 图 ! " #,所 示 。
图 ! " #,电 子 式 时 间 继 电 器 的 延 时 电 路 图在 正 常 情 况 下,其 前 级 触 发 器 ( 图 中 未 绘 出 ) 无 动 作 信 号 输 出,故 4
#
截 止,同 时 放 电 式 延 时 电 路 中 的 4
(

4
)
饱 和 导 通,输 出 为 低 电 平,5
6)!
’3)5。 当 保 护 动 作 时,前 级 触 发 器 翻 转,其 输 出 信 号 使 4
#
饱 和 导 通,5
67!
’3)5。 这 时,1 点 电 位 从 8 5
66
下 降 到 约 为 #5,9 点 电 位 跃 变 约 为 " 5
66
,所 以 %
(
和 4
(
均 截 止 。 由 于,
$
,%
*
支路 可 为 4
)
继 续 提 供 基 极 电 流,故 4
)
仍 处 于 饱 和 导 通 状 态,使 输 出 维 持 低 电 平 。 此 时 电 容 ; 和 %
#
,4
#
,电 源 8
5;;
和,
*
,:
+
所 组 成 的 回 路 放 电,并 反 向 充 电 。 根 据 克 希 荷 夫 回 路 电 压 定 律 得 微 分 方 程 为,
·*(*· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
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的 正 向 压 降 和 三 级 管,
)
的 饱 和 管 压 降,即 %
*)
十 %
%+,-!
)(。
在 电 容 / 放 电 瞬 时,其 端 电 压 %
%
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%%
’ )3!(,则 得 微 分 方 程 通 解 为,
$
&
$( (
&&
’ )) ’( 4%
&&
" 4,!) )
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!
’6
,
) /
( 73"3)))
显 然 8 点 电 位 按 指 数 规 律 升 高,当 升 高 到 约 )3!( 时,即 $
%
1 93!( 时,*
4
和,
4
将 恢 复 导 通 。 当,
)
与,
4
均 饱 和 导 通 时,,
:
截 止,输 出 高 电 平 (
+:!
(
%%
,送 出 动 作 信 号 。 通 过 上 述 对 电 容 充 放 电 过 渡 过 程 的 分 析,为 简化 计 算,可 将 式 ( 42 ))9) 近 似 写 成,
$
&
$ %
&&
’ 4%
&&
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"
) # $ 9
则 电 子 型 时 间 继 电 器 的 动 作 时 间 &
#;
为,
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) # ( 7,",)4)
由 此 可 见,在 调 试 中 可 通 过 调 整 电 阻 凡 整 定 动 作 时 限 。
:3时 间 继 电 器 的 一 般 交 接 试 验应 按 要 求 将 时 间 继 电 器 安 装 在 垂 直 的 屏 板 上,并 按 二 次 接 线 原 理 图 进 行 盘 内 配 线,再 与 相 应 的 外 部 接 线端 子 相 连 接 。 在 安 装 后,还 应 对 继 电 器 的 内 部 线 路 ( 即 工 作 线 圈,触 点 等 ) 与 外 壳 及 电 气 上 无 联 系 的 电 路 之 间进 行 绝 缘 电 阻 测 量 和 耐 压 试 验 。 工 频 交 流 试 验 电 压 为 4=(,持 续 时 间 )>?@,应 无 击 穿 或 闪 络 现 象 。 在 此 基 础上 进 行 以 下 试 验,
)) 动 作 电 压 和 返 回 电 压 校 验对 于 交 流 时 间 继 电 器 动 作 电 压 和 返 回 电 压 校 验 线 路 与 电 压 继 电 器 的 校 验 方 法 相 同,见 图 7 2 )4。 先 将开 关 AB 闭 合,均 匀 调 节 自 耦 变 压 器,C( 对 于 直 流 时 间 继 电 器,应 将 自 耦 变 压 器 改 用 电 位 器 6
D
),使 工 作 线 圈
) 的 端 电 压 升 高,当 衔 铁,被 吸 人,其 瞬 动 常 开 触 点 闭 合,指 示 灯 EF 点 亮,此 时 电 压 表 D( 的 数 值 称 为 动 作 电压 。 然 后 缓 慢 降 低 工 作 线 圈 ) 的 端 电 压,当 衔 铁,和 延 时 机 构 在 返 回 弹 簧 ! 的 作 用 下 返 回 复 位 ( 即 瞬 动 常 开触 点 又 断 开 ),指 示 灯 EF 熄 灭 时,电 压 表 D( 上 的 数 值 称 为 返 回 电 压 。 有 关 试 验 规 程 规 定,时 间 继 电 器 的 动作 电 压 应 满 足 条 件,
直 流 时 间 继 电 器,%
#;"
<9G %
H
交 流 时 间 继 电 器,%
#;"
7"G %
}
H
( 73"3):)
返 回 电 压 应 满 足 条 件,
(
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"0(
1
( 7,",)!)
上 式 中 %
#;
— — — 时 间 继 电 器 动 作 电 压,(;
%
I
— — — 时 间 继 电 器 返 回 电 压,(;
%
H
— — — 时 间 继 电 器 的 额 定 工 作 电 压,(。
如 果 不 符 合 规 定 要 求,可 适 当 调 整 返 回 弹 簧 ! 的 松 紧 程 度 及 衔 铁 在 移 动 中 是 否 有 卡 涩 现 象 。 校 验 调 整符 合 规 定 要 求 后,再 以 动 作 电 压 值 作 两 次 冲 击 合 闸 试 验,以 进 一 步 检 查 继 电 器 是 否 动 作 可 靠,触 点 有 无 抖 动和 接 触 不 良 等 。
4) 时 间 继 电 器 的 动 作 时 限 整 定,
在 按 设 计 要 求 进 行 时 间 继 电 器 的 动 作 时 限 整 定 之 前,应 先 对 标 度 盘 上 的 所 有 标 度 值 ( 即 动 作 时 限 ) 进 行校 验 。 所 谓 动 作 时 限,就 是 从 额 定 电 压 加 到 工 作 线 圈 ) 的 瞬 时 起,到 延 时 动 合 触 点 44,4,闭 合 时 止 的 这 段 时间,称 为 时 间 继 电 器 的 动 作 时 限,并 由 指 针 在 标 度 盘 上 指 明 。 直 流 时 间 继 电 器 的 校 验 线 路 如 图 7 2 )7 所 示,
校 验 交 流 时 间 继 电 器 时,只 需 将 图 中 电 位 器 6$ 更 换 为 自 耦 变 压 器,C 即 可 。
在 校 验 时 间 继 电 器 的 动 作 时 限 时,应 先 将 继 电 器 的 动 作 时 限 指 针 对 准 标 度 盘 上 的 某 — 待 测 刻 度 值,然 后将 控 制 开 关 AB4 断 开,AB- 闭 合,调 节 滑 线 变 阻 器 6D,使 施 加 于 时 间 继 电 器 线 圈 上 的 电 压 达 到 额 定 电 压 值 。
再 将 开 关 AB- 断 开,并 使 电 气 秒 表 D& 清 零 后 闭 合 开 关 AB4,再 闭 合 AB-,这 时 电 气 秒 表 开 始 计 时 。 经 过 一 定 的延 时 时 间,其 延 时 动 合 触 头 44,4,闭 合,并 将 电 气 秒 表 的
!
端 输 出 的 ’ J( 电 源 接 入 至 其 停 止 计 时 端
"
,从 而使 电 气 秒 表 停 走,则 电 气 秒 表 记 录 的 数 值 即 为 时 间 继 电 器 的 延 时 时 间 。 按 同 样 方 法,分 别 取 时 间 继 电 器 额 定电 压 的 K9G,79G,<9G等 各 进 行 一 次 试 验,取 其 四 次 试 验 数 据 的 平 均 值,作 为 时 间 继 电 器 的 延 时 时 限,并 将
·"4!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !" #! 直 流 时 间 继 电 器 动 作 时 限 校 验 线 路实 际 测 量 值 与 标 度 盘 上 的 刻 度 值 相 比 较 。 如 果 二 者 存 在 误 差,应 适 当 调 整 延 时 静 触 点 $% 的 位 置,以 改 变 延时 动,静 触 点 之 间 的 行 程 角
!
。 另 外,也 可 以 适 当 调 整 标 度 盘 的 位 置,例 如,当 测 量 值 比 标 度 盘 上 的 指 示 时 限值 大 时,可 将 标 度 盘 延 顺 时 针 方 向 转 动 适 当 角 度,以 使 标 度 盘 上 的 指 示 值 与 实 测 值 相 同 。
经 上 述 校 验 调 整 符 合 要 求 后,再 将 标 度 盘 上 的 动 作 时 限 指 针 凋 整 到 设 计 整 定 的 时 限 值,并 按 同 样 方 法 再校 验 三 次,以 使 时 间 继 电 器 的 整 定 时 限 值 与 设 计 整 定 时 限 值 相 符,准 确 无 误 。
( 五 ) 信 号 继 电 器在 继 电 保 护 装 置 和 自 动 控 制 系 统 中,信 号 继 电 器 被 用 来 作 为 整 套 继 电 保 护 装 置 或 保 护 装 置 中 的 某 一 回路 的 信 号 指 示 。 根 据 信 号 继 电 器 所 发 出 的 信 号,使 值 班 人 员 能 随 时 掌 握 整 个 系 统 的 运 行 情 况,分 析 继 电 保 护装 置 的 动 作 是 属 于 什 么 性 质,以 便 及 时 加 以 处 理 。 常 用 的 电 磁 式 信 号 继 电 器 有 &’" ##,&’" % 型 等,其 结 构如 图 !" #( 所 示 。
在 正 常 情 况 下,信 号 继 电 器 线 圈 $ 中 无 电 流 流 过,衔 铁 % 被 弹 簧 ) 拉 住,且 信 号 牌 ( 被 衔 铁 边 缘 托 持 在较 高 位 置 。 一 旦 线 圈 中 流 过 电 流 而 吸 动 衔 铁 时,信 号 牌 将 失 去 支 撑 而 落 下 。 这 时 在 继 电 器 外 面 观 察 孔 * 处可 以 看 见 信 号 牌 。 当 信 号 牌 落 下 时,使 转 轴 转 动 (+,,使 固 定 在 转 轴 上 的 动 触 点 - 与 静 触 点,接 触,将 信 号 回路 接 通,发 出 声,光 报 警 信 号 。 继 电 器 动 作 后,它 的 两 对 常 开 触 点 和 信 号 牌 均 不 能 自 动 复 位,从 而 实 现 对 线 路或 用 电 设 备 故 障 的 记 忆 功 能,也 便 于 值 班 人 员 及 时 了 解 故 障 的 性 质,判 断 出 导 致 少 油 断 路 器 跳 闸 的 原 因,对线 路 或 用 电 设 备 故 障 及 时 进 行 处 理 。 当 事 故 处 理 完 毕,需 要 解 除 信 号 时,则 利 用 装 在 外 壳 上 的 手 动 复 位 旋 钮
! 拨 回 信 号 牌,并 断 开 信 号 电 路 。
图 !" #( &’" ## 型 信 号 继 电 器 结 构 图
# 一 电 磁 铁 ; $— 线 圈 ; %— 衔 铁 ; -— 动 触 点 ;
.— 静 触 点 ; )— 弹 簧 ; *— 信 号 牌 观 察 孔 ;
!— 手 动 复 位 旋 钮 ; (— 信 号 牌信 号 继 电 器 通 常 可 以 分 为 电 流 型 信 号 继 电 器 和 电 压 型 信 号 继 电 器,其 接 线 如 图 ! " $+ 所 示 。 交 流 信 号继 电 器 的 校 验 线 路 见 图 !" $#,试 验 时 先 将 自 耦 变 压 器 /0 调 至 零 位,合 上 刀 开 关 12,均 匀 调 节 /0,使 输 出 电压 ( 或 电 流 ) 升 高 。 当 继 电 器 的 衔 铁 % 刚 好 被 吸 动,信 号 牌 ( 落 下,触 点 闭 合,指 示 灯 34 亮 时,电 压 表 ( 或 电 流
·)$-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ) 的 指 示 值 即 为 信 号 继 电 器 的 动 作 电 压 ( 或 电 流 ) 值 。 然 后,再 缓 慢 调 节 自 耦 变 压 器 降 低 电 压 ( 或 电 流 ),在弹 簧 ! 的 作 用 下 衔 铁 开 始 返 回 原 始 位 置 时,电 压 表 ( 或 电 流 表 ) 的 指 示 值 即 为 信 号 继 电 器 的 返 回 电 压 ( 或 电流 ) 值 。
图 " # $% 信 号 继 电 器 的 接 线 方 式
( &) 电 压 型 信 号 继 电 器 ( ’) 电 流 型 信 号 继 电 器图 " # $( 交 流 信 号 继 电 器 校 验 线 路
( &) 电 压 型 信 号 继 电 器 ( ’) 电 流 型 信 号 继 电 器工 程 交 接 试 验 规 定,电 压 型 信 号 继 电 器 的 动 作 电 压 !
)*
一 般 在 其 额 定 电 压 !
+
的 (,% - !,),范 围 内 为 合格,而 返 回 电 压 !
/
不 得 小 于 其 额 定 电 压 的,.; 电 流 型 信 号 继 电 器 的 动 作 电 流 0
)*
一 般 在 其 额 定 电 流 "
+
的 ( 1%
- 2%),范 围 内 为 合 格,而 返 回 电 流 "
/
不 小 于 其 额 定 电 流 的,.。
如 果 动 作 电 压 或 动 作 电 流,返 回 电 压 或 返 回 电 流 不 符 合 上 述 要 求 时,经 检 查 线 圈 如 无 短 路 或 衔 铁 无 卡 阻现 象 时,可 适 当 调 节 弹 簧 ! 的 拉 力,或 调 节 衔 铁 与 铁 芯 之 间 的 间 隙 。 调 整 好 后,还 需 要 再 重 复 校 验 一 次 。 最后 盖 好 胶 木 盖,并 试 验 一 次,以 检 查 信 号 牌 是 否 能 按 要 求 下 落 。
( 六 ) 瓦 斯 继 电 器当 油 浸 式 电 力 变 压 器 内 部 发 生 故 障 时,由 于 短 路 电 流 及 其 产 生 的 短 路 点 电 弧 的 作 用,将 使 绝 缘 材 料 和 变压 器 油 分 解 产 生 大 量 的 瓦 斯 气 体 。 因 气 体 比 变 压 器 油 的 比 重 小,因 而 会 上 升 到 变 压 器 的 最 高 部 位 油 枕 内 。
反 应 故 障 时 的 气 体 变 化 而 组 成 的 变 压 器 保 护 称 为 瓦 斯 保 护,而 且 是 作 为 变 压 器 本 体 的 主 保 护 。
瓦 斯 继 电 器 就 是 用 来 检 测 变 压 器 故 障 性 质 和 严 重 程 度 的,当 故 障 情 况 较 轻 时,轻 瓦 斯 保 护 动 作,发 出 轻瓦 斯 报 警 信 号 ; 当 故 障 情 况 较 严 重 时,则 重 瓦 斯 保 护 动 作,发 出 重 瓦 斯 报 警 信 号,并 使 高 压 断 路 器 跳 闸 。 瓦 斯继 电 器 装 设 在 变 压 器 油 箱 与 油 枕 之 间 的 连 通 管 上,为 了 使 油 箱 内 的 气 体 都 能 顺 利 进 入 瓦 斯 继 电 器,如 前 所述,在 安 装 变 压 器 时,变 压 器 顶 盖 平 面 沿 油 枕 方 向 应 有 ( ( - (3,),的 坡 度,安 装 瓦 斯 继 电 器 的 连 通 管 应 有 ( $
- 4),的 升 高 坡 度 。
瓦 斯 继 电 器 又 称 作 气 体 式 继 电 器,按 结 构 分 有 浮 筒 式,挡 板 式 和 开 口 杯 与 挡 板 复 合 式 等 三 种 。 浮 筒 式 瓦斯 继 电 器 有 56# 7 型,89# $$ 型 等,由 于 浮 筒 式 瓦 斯 继 电 器 的 浮 筒 渗 油 和 水 银 接 点 防 震 性 能 差 而 导 致 误 动作,所 以 这 种 继 电 器 已 较 少 采 用 。 挡 板 式 和 开 口 杯 与 挡 板 复 合 式 等 瓦 斯 继 电 器 工 作 可 靠,具 有 良 好 的 抗 震 性能,目 前 这 两 种 瓦 斯 继 电 器 得 到 广 泛 采 用 。
89
7
# "% 型 挡 板 式 瓦 斯 继 电 器 的 顶 盖 上 设 有 4 个 接 线 端 子,分 别 为 轻 瓦 斯 接 线 端 子 和 重 瓦 斯 接 线 端 子 。
另 外,顶 盖 上 还 设 有 排 气 阀 和 探 针 ",用 以 排 除 继 电 器 内 部 的 残 留 气 体 和 复 位 之 用 。 继 电 器 内 部 的 上,下 开口 杯 (,$ 分 别 与 平 衡 锤,,! 固 定 在 同 一 轴 杆 的 两 端 。 在 变 压 器 正 常 工 作 时,由 于 变 压 器 油 对 开 口 杯 的 浮 力作 用,开 口 杯 侧 的 力 矩 小 于 平 衡 锤 侧 力 矩,所 以 开 口 杯 均 处 于 向 上 倾 斜 的 位 置 。 这 时,固 定 在 上,下 开 口 杯 上
·1$4·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇的 永 久 磁 铁 !",!# 分 别 位 于 干 簧 管 ( 即 磁 力 触 点 ) #,$ 的 上 方,其 触 点 均 不 动 作 。
当 变 压 器 内 部 发 生 轻 微 故 障 ( 如 局 部 少 量 匝 间 短 路 等 ) 时,产 生 的 瓦 斯 气 体 聚 集 到 继 电 器 顶 部 而 迫 使 其油 面 下 降,上 开 口 杯 ! 随 之 下 降,固 定 在 开 口 杯 上 的 永 久 磁 铁 !" 将 靠 近 干 簧 管 磁 力 触 点 #,在 磁 力 作 用 下 使其 触 点 闭 合,接 通 轻 瓦 斯 信 号 回 路,发 出 轻 瓦 斯 声 光 报 警 信 号 。 当 变 压 器 内 部 发 生 较 严 重 故 障 ( 如 相 间 短 路,
单 相 短 路 接 地 等 ) 时,将 产 生 较 强 烈 的 瓦 斯 气 体 而 形 成 油 流 直 接 冲 击 挡 板 !!,使 下 开 口 杯 " 发 生 偏 转 下 降,固定 在 开 口 杯 上 的 永 久 磁 铁 !# 将 靠 近 干 簧 管 $,使 其 触 点 闭 合 而 接 通 重 瓦 斯 信 号 回 路,发 出 重 瓦 斯 声 光 报 警 信号,同 时 使 断 路 器 跳 闸,迅 速 切 断 电 源 。 变 压 器 瓦 斯 保 护 接 线 原 理 图 如 图 "% &’ 所 示 。
根 据 有 关 规 程 规 定,室 内 $’’()* 及 以 上,室 外 &’’()* 及 以 上 油 浸 式 电 力 变 压 器 均 须 装 设 瓦 斯 继 电 保 护装 置 。 以 +,
#
% &’ 型 瓦 斯 继 电 器 为 例,其 安 装 调 整 方 法 如 下,
在 安 装 瓦 斯 继 电 器 之 前,应 先 选 用 "() 光 欧 表 测 量 瓦 斯 继 电 器 及 其 所 在 二 次 回 路 的 绝 缘 电 阻,绝 缘 电 阻应 大 于 !-
!
。 然 后 再 进 行 工 频 交 流 耐 压 试 验,试 验 电 压 为 !(),持 续 时 间 !./0 以 上,如 未 发 生 异 常 现 象 为 合格 。 并 通 过 螺 杆 调 节 支 架 1,以 使 永 久 磁 铁 !",!# 与 磁 力 触 点 #,$( 即 干 簧 管 ) 之 间 的 距 离 符 合 工 程 要 求 。 支架 1 经 过 调 节 固 定 后 就 不 得 再 随 意 改 动 。 在 安 装 瓦 斯 继 电 器 时,应 先 关 闭 位 于 油 枕 和 瓦 斯 继 电 器 之 间 的 截油 阀,拆 下 临 时 短 节 管,再 将 瓦 斯 继 电 器 的 外 标 箭 头 指 向 油 枕 一 侧,垫 好 耐 油 胶 垫,按 正 确 方 位 安 装 就 位,将螺 丝 拧 紧,以 确 保 不 漏 油 。 安 装 完 毕 后 再 打 开 截 油 阀 和 排 气 阀 2,排 除 瓦 斯 电 器 中 的 残 留 空 气,以 免 残 留 气体 使 瓦 斯 继 电 器 误 动 作,所 以 直 到 有 油 溢 出 时 再 将 排 气 阀 关 闭,最 后 检 查 瓦 斯 继 电 器 动 作 的 可 靠 性 。 轻 瓦 斯保 护 接 点 动 作 时 的 气 体 容 积 可 在 "3’4 #’’5.
#
范 围 内 调 节,可 通 过 适 当 改 变 平 衡 锤 3 的 位 置 来 实 现 。 轻 瓦 斯保 护 的 检 查 可 用 打 气 筒 从 排 气 阀 2 处 打 进 空 气,如 果 轻 瓦 斯 保 护 接 点 闭 合,通 过 电 源 使 信 号 灯 点 亮 ; 重 瓦 期保 护 的 检 查 可 拆 下 瓦 斯 继 电 器 罩,按 动 探 针 & 来 做 模 拟 试 验 。
瓦 斯 继 电 器 的 灵 敏 度 较 高,误 动 作 机 率 较 大,甚 至 变 压 器 有 轻 微 放 电 现 象 时,也 会 使 瓦 斯 继 电 器 动 作 。
所 以 为 了 防 止 或 减 少 误 动 作,应 缓 慢 给 变 压 器 注 油,以 防 止 有 空 气 气 泡 积 存 在 变,压 器 油 内 。 即 新 装 变 压 器投 入 运 行 时 和 变 压 器 注 油 后,应 将 重 瓦 斯 继 电 器 保 护 暂 时 退 出 工 作,如 图 &% "" 所 示,即 将 切 换 片 6 切 换 到 3
位 置,经 $&4 2"7 后,直 至 无 散 发 气 体 时 为 止 。 同 时 为 了 保 证 瓦 斯 继 电 器 正 确 动 作 和 灵 敏 度 的 要 求,对 于 重瓦 斯 保 护,一 般 要 求 变 压 器 的 瓦 斯 继 电 器 油 速 整 定 为 ’86 4 !.9:; 对 于 强 迫 油 循 环 的 变 压 器,瓦 斯 继 电 器 的油 速 整 定 为 !8!4 !8$.9:,可 采 用 专 用 油 速 试 验 装 置 来 整 定 瓦 斯 继 电 器 的 动 作 油 速 。 此 外,在 切 换 片 6 切 换到 3 位 置 时,还 需 运 行 "4 # 天,以 使 油 中 的 空 气 受 热 上 升 逸 出 后,再 通 过 切 换 片 6 使 重 瓦 斯 保 护 投 入 工 作 。
图 &% "" 变 压 器 瓦 斯 保 护 原 理 接 线 图
! % 瓦 斯 继 电 器 ; " % 出 口 中 间 继 电 器 ;<=% !#’9!!’ 型 ; 串 联 电 阻 "’>,!(
!; #— 电 流 信 号 继 电 器 ;?% !@9’8’3 型 ;
$ % 电 压 信 号 继 器 ;?% !!9""’ 型 ; A
3
电 阻,"83B
!
,"’>; 6— 切 换 片 ; 2,&,1— 连 接 片除 此 以 外 还 应 注 意,在 户 外 油 浸 式 电 力 变 压 器 上 装 设 瓦 斯 继 电 器 时,应 在 其 端 盖 和 电 缆 引 线 端 子 箱 上 采取 防 水 防 潮 措 施,以 免 雨 水 侵 入 瓦 斯 继 电 器 而 造 成 保 护 装 置 误 动 作 。 同 时,在 将 切 换 片 6 切 换 到 3 点 时,电阻 !
3
的 数 值 确 定 还 应 注 意 满 足 信 号 继 电 器 # 的 灵 敏 度,使 之 在 !8$ 以 上 。
·&"$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册例 题 电 力 变 压 器 瓦 斯 保 护 接 线 原 理 图 如 图 !" ## 所 示,如 电 流 型 信 号 继 电 器 $ 选 用 %&" ’’()*)+ 型,
试 确 定 !
+
的 数 值 。
解,查 电 流 信 号 继 电 器 产 品 样 本 可 知 %&" ’,()*)+ 型 的 额 定 电 流,
-
,)*)+/,长 期 允 许 通 过 电 流 )*’+/,
动 作 电 流 "
01!
2+3 "
-
,线 圈 电 阻 4)
!
。 由 信 号 继 电 器 的 灵 敏 度 要 求,其 回 路 电 流 " 应 满 足,
"
"
’*5"
01
,’*5 6 2+3 6 )*)+,)*)74/
设 直 流 电 源 电 压 为 ##)8,则 电 阻 !
+
为,
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)*)74
" 4),$#’$!
如 取 电 阻 !
+
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,经 校 验 ",
##)
#+))9 4)
,)*)!7/,
#
即 大 于 ’*5"
0
1,且 小 于 继 电 器 长 期 允 许 通 过 电 流
)*’+/,故 符 合 要 求 。
三,继 电 保 护 的 动 作 电 流 ( 电 压 ) 计 算继 电 保 护 有 变 压 器 的 继 电 保 护,电 动 机 的 继 电 保 护,同 步 发 电 机 的 继 电 保 护,电 网 的 接 地 继 电 保 护,电 网的 相 间 短 路 继 电 保 护,电 网 的 距 离 继 电 保 护 和 差 动 继 电 保 护 等 多 种,下 面 着 重 介 绍 电 网 相 间 短 路 时 的 继 电 保护 动 作 电 流 的 整 定 计 算 。
( 一 ) 定 时 限 过 电 流 保 护如 图 !" #$ 所 示 为 电 流 互 感 器,/;
,:/< 两 相 不 完 全 星 形 接 线 的 过 电 流 保 护 原 理 图 。 当 线 路 发 生 相 间 短路 时,继 电 器 ’=/ 或 #=/ 动 作,其 触 点 闭 合,使 时 间 继 电 器 =,经 整 定 动 作 时 限 后 触 点 闭 合,信 号 继 电 器 =>
动 作,指 示 牌 落 下,并 接 通 信 号 回 路,同 时 出 口 中 间 继 电 器 =? 动 作,其 接 点 接 通 分 闸 脱 扣 线 圈 @,而 使 断 路器 跳 闸 。 断 路 器 分 闸 后,其 辅 助 接 点 A’ 随 之 断 开 跳 闸 的 控 制 回 路,从 而 实 现 了 电 网 相 间 短 路 时 的 继 电 器 定时 限 过 电 流 保 护 。
图 !" #$ 两 相 不 完 全 星 形 接 线 的 定 时 限 过 电 流 保 护 原 理 图
’*过 电 流 保 护 的 动 作 电 流 计 算过 电 流 保 护 动 作 电 流 计 算 首 先 应 具 有 可 靠 性,即 只 有 电 网 发 生 路 故 障 时,才 允 许 保 护 装 置 动 作,其 次 是相 邻 两 级 线 路 保 护 的 灵 敏 度 应 互 相 配 合,以 使 上 一 级 保 护 范 围 不 致 超 过 下 一 级 的 保 护 范 围,即 保 证 具 有 良 好的 选 择 性 。
由 于 电 流 继 电 器 的 返 回 电 流 总 是 小 于 动 作 电 流 ( 即 #
B
C ’),所 以 根 据 可 靠 性 的 要 求,过 电 流 保 护 的 动 作电 流 必 须 满 足,在 被 保 护 线 路 正 常 运 行 时 通 过 最 大 负 荷 电 流,D
EFG
的 情 况 下,保 护 装 置 应 不 动 作,即 "
01H
I
"
D
EFG( "
01H
为 保 护 装 置 动 作 时 所 对 应 的 电 流 互 感 器 一 次 电 流 值 ) 。 据 此 推 得 电 流 继 电 器 的 动 作 电 流 为,
·2#5·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!
!"
#
"
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"

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(
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(,-.-/.)
式 中 "
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— — — 可 靠 系 数,取 "
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# /-/,0 /-1.;
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— — — 接 线 系 数 ( "
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# !
(
2 !
1
) ;
"

— — — 返 回 系 数,一 般 取 3-,,左 右 ;
"
(
— — — 电 流 互 感 器 的 变 流 比 。
此 外,在 确 定 最 大 负 荷 电 流 时,还 应 考 虑 电 网 运 行 可 能 出 现 的 各 种 严 重 情 况 。 如 装 于 双 电 源 供 电 回 路 上的 过 电 流 保 护 装 置,当 其 中 一 个 回 路 发 生 故 障 时,全 部 负 荷 电 流 可 能 全 部 集 中 于 另 一 个 供 电 回 路,此 时 负 荷电 流 可 达 正 常 值 的 两 倍,但 是 要 求 过 电 流 保 护 不 应 动 作 。 还 有 电 动 机 自 起 动 带 来 的 影 响 等 ; 如,4 15 所 示 。
当 !
/
点 短 路 使 678 跳 闸 后,在 系 统 电 压 恢 复 的 过 程 中,由 于 电 动 机 自 起 动 会 造 成 线 路 9,4 / 的 负 荷 电 流 大大 增 加,也 要 求 过 电 流 保 护 不 应 动 作 。 为 此 引 入 自 起 动 系 数 是 ;
"
<,则 最 大 负 荷 电 流 !
)
*+&=,;
"
< 随 负 荷 性 质及 电 网 情 况 而 不 同,一 般 取 "
"
<# /-,0 6。 从 而 电 流 继 电 器 动 作 电 流 修 正 为,
!
!
" #;
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’;
(
!=)*+&
(,-.-/>)
1-过 电 流 保 护 的 灵 敏 度 校 验,
图,4 15 树 干 式 供 电 系 统 的 过 电 流 保 护按 上 述 方 法 确 定 了 继 电 保 护 动 作 电 流 之 后,还 须 进 行 灵 敏 度 校 验 。 即 当 被 保 护 区 域 内 发 生 短 路 时,校 验保 护 的 灵 敏 度 是 否 符 合 要 求 。 灵 敏 系 数 ;(* 为 被 保 护 区 末 端 短 路 时 流 入 保 护 的 最 小 短 路 电 流 ( 取 最 小 运 行方 式 下 的 两 相 短 路 电 流 ) 与 保 护 的 动 作 电 流 之 比,即,
"
* # !
!?*(@
2( !
!";
(

(,-.-/A)
式 中 !
!?*(@
— — — 被 保 护 区 末 端 短 路 时,流 过 保 护 的 最 小 短 路 电 流 ( 为 电 流 互 感 器 的 一 次值 ),B。
所 谓 最 小 运 行 方 式,是 指 系 统 中 投 入 运 行 的 电 源 容 量 最 小,而 系 统 的 等 值 阻 抗 最 大 ( 如 变 压 器 或 发 电 机投 入 运 行 的 台 数 最 少,且 投 入 运 行 的 负 荷 线 路 最 少 ),当 发 生 故 障 时,短 路 电 流 最 小 的 运 行 方 式 ; 最 大 运 行 方式,是 指 系 统 中 投 入 运 行 的 电 源 容 量 最 大,而 系 统 的 等 值 阻 抗 最 小,当 发 生 故 障 时,短 路 电 流 最 大 的 运 行 方式 。
这 样,在 无 限 大 容 量 的 电 力 系 统 中 发 生 三 相 短 路 时,其 三 相 短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值 !
( 6)
!?
可 按 下 式 计算,
!
( 6)
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# #
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2 6$
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#
#
D% !
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"
(,-.-/,)
·365· 新 编 电 气 工 程 师 手 册式 中 !
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— — — 短 路 计 算 点 的 平 均 额 定 电 压,取 同 级 额 定 电 压 #
$
的 %&’(;
"
!
,#
!
— — — 分 别 为 短 路 电 路 的 每 相 总 阻 抗 和 总 电 抗,在 高 压 电 路,"
!
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当 无 限 大 容 量 的 电 力 系 统 发 生 两 相 短 路 时,其 两 相 短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值 可 按 下 式 计 算,
$
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(,/’/)&)
由 式 (,/’/%.) 和 式 (,/’/%0) 可 知,
$
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( 2)
*+
(,/’/)&)
这 就 是 说,在 同 一 点 发 生 相 间 短 路 时,两 相 短 路 电 流 是 三 相 短 路 电 流 的 &/.11 倍 。
另 外,按 继 电 保 护 的 作 用 分 为 主 保 护 和 后 备 保 护 。 主 保 护 是 本 段 线 路 区 域 内 电 气 设 备 的 主 要 保 护,其 保护 一 般 不 得 超 出 所 保 护 的 区 域 范 围 。 后 备 保 护 是 在 主 保 护 或 断 路 器 拒 绝 动 作 时,起 后 备 的 保 护 作 用 。 后 备保 护 又 分 为 分 近 后 备 保 护 和 远 后 备 保 护 。 所 谓 近 后 备 保 护,是 指 在 同 一 被 保 护 线 路 中 除 了 主 保 护 之 外,再 装设 一 套 保 护 作 为 主 保 护 的 后 备 保 护 。 如 图,3 )’ 所 示,当 * 点 发 生 故 障 而 主 保 护 拒 动 时,其 近 后 备 保 护 动 作而 使 断 路 器 )45 跳 闸 。 但 是 当 )45 拒 动 时,这 种 近 后 备 保 护 将 失 去 作 用,为 此 需 要 装 设 专 用 的 断 路 器 拒 动 的保 护 装 置 。 例 如 远 后 备 保 护 就 是 在 主 保 护 或 断 路 器 拒 动 时,由 靠 近 电 源 侧 的 相 邻 线 路 保 护 来 实 现 的 保 护 。
当 线 路 673 ) 中 的 * 点 发 生 短 路 时,其 主 保 护 ) 和 断 路 器 )45 均 拒 绝 动 作 时,则 由 线 路 673 % 的 主 保 护 % 动作 并 使 断 路 器 %45 跳 闸,保 护 % 就 是 线 路 673 ) 的 远 后 备 保 护 。
图,3 )’ 主 保 护 和 后 备 保 护 的 保 护 范 围 示 意 图根 据 规 程 要 求,将 过 电 流 保 护 装 置 作 用 主 保 护 或 近 后 备 保 护 时,其 灵 敏 系 数 %
+8
9 %/’; 用 作 远 后 备 保 护时,则 取 下 一 级 线 路 末 端 作 为 灵 敏 度 校 验 点,灵 敏 系 数 %
+8
9 %/)。
2/定 时 限 过 电 流 保 护 的 动 作 时 限定 时 限 过 电 流 保 护 的 动 作 时 限,应 根 据 选 择 性 要 求 来 确 定,即 各 级 定 时 限 过 电 流 保 护 装 置 的 动 作 时 限 必须 相 互 配 合 。 如 图,3 )1 为 单 侧 电 源 辐 射 式 电 网,设 被 保 护 线 路 673 %,673 ),673 2 的 电 源 侧 分 别 装 设 定时 限 过 电 流 保 护 装 置,其 动 作 时 限 的 整 定 应 满 足,&
)
,&
2
:
#
&,&
%
,&
)
:
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& 即,
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,&;:%
,#&
(,/’/)%)
式 中 &;
— — — 距 电 源 侧 较 近 一 级 保 护 的 动 作 时 限 ;
#
&— — — 时 限 级 差,一 般 取 &/’<。
因 此,辐 射 式 电 网 定 时 限 过 电 流 保 护 的 动 作 时 限 为 阶 梯 型 时 限 特 性,即 从 负 荷 侧 向 电 源 侧 逐 级 增 加 级 差
#
&。 这 就 是 说,保 护 装 设 点 离 电 源 越 近,动 作 时 限 越 长 。 例 如,当 673 2 线 路 中 *2 点 短 路 时,虽 然 短 路 电 流
$
*
也 流 经 673 %,673 ) 线 路,并 且 此 短 路 电 流 大 于 保 护 %,),2 的 动 作 电 流,但 由 于 保 护 2 的 动 作 时 限 &
2
最小,所 以 保 护 2 首 先 动 作 而 将 故 障 线 路 切 除,使 短 路 电 流 消 失,故 保 护 %,) 将 不 动 作,从 而 实 现 了 选 择 性 要求 。
对 于 图,3 )= 所 示 的 树 干 式 电 网,其 过 电 流 保 护 动 作 时 限 的 配 合 原 则 是,离 电 源 侧 较 近 的 任 一 级 保 护 的动 作 时 限,应 大 于 与 其 相 邻 的 下 一 级 保 护 动 作 时 限 为
#
&。 如 用,&
%
,&
)
,&
2
,&
=
分 别 表 示 保 护 %,),2,= 的 动 作 时
·%2=·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 ! " #$ 单 侧 电 源 辐 射 式 电 网 定 时 限 过 电 流 保 护 时 限 特 性限,则 应 满 足,!
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!,取 其 中 最 大 值 作 为 保 护 % 的 动 作 时 限 整 定 值 。
由 此 可 见,输 配 电 线 路 过 电 流 保 护 的 动 作 时 限 不 能 脱 离 整 个 电 网 保 护 的 实 际 情 况 和 时 限 配 合 要 求 而 个别 独 立 整 定 。
( 二 ) 电 流 速 断 保 护定 时 限 过 电 流 保 护 简 单,工 作 可 靠,在 辐 射 式 电 网 中 获 得 广 泛 应 用 。 如 上 所 述,由 于 定 时 限 过 电 流 保 护的 动 作 电 流 按 最 大 负 荷 电 流 "
*+,-
计 算,为 了 保 证 具 有 选 择 性,保 护 的 动 作 时 限 须 按 阶 梯 原 则 整 定,使 保 护 装置 的 动 作 带 有 时 限,即 保 护 装 设 点 离 电 源 越 近 动 作 时 限 越 长,这 是 过 电 流 保 护 的 一 大 缺 点 。 为 克 服 这 一 缺点,可 采 用 电 流 速 断 保 护 。 这 种 保 护 的 选 择 性 是 靠 增 大 动 作 电 流 的 整 定 值 来 实 现 的,即 本 级 保 护 的 动 作 电 流大 于 下 一 级 线 路 首 端 短 路 时 的 最 大 短 路 电 流 。 从 而 使 电 流 保 护 的 保 护 范 围 限 制 在 被 保 护 线 路 区 域 以 内,对被 保 护 线 路 区 域 以 外 发 生 故 障 不 动 作,故 电 流 速 断 保 护 不 用 增 加 时 限,各 级 也 无 须 时 限 配 合 。 其 电 流 速 断 保护 的 动 作 电 流 为,
"
./
&
#
0
#
1-
#
2
"
/+,-
( !343##)
式 中 #
0
— — — 可 靠 系 数,对 电 磁 型 电 流 继 电 器 可 取 #
0
& %3# 5 %3(;
"
,+,-
— — — 本 线 路 末 端 最 大 运 行 方 式 时 的 三 相 短 路 电 流,6。
由 式 !343## 可 见,电 流 速 断 保 护 动 作 电 流 大 于 本 线 路 末 端 的 最 大 短 路 电 流,所 以 这 种 保 护 不 能 对 整 个线 路 起 保 护 作 用,见 图 ! " #7 图 中 "
./2
,"
./#
分 别 为 保 护 %,# 的 电 速 断 保 护 动 作 电 流 。
( 三 ) 时 限 电 流 速 断 保 护要 实 现 对 线 路 全 长 进 行 保 护 的 要 求,就 必 须 在 满 足 选 择 性 要 求 的 前 提 条 件 下,并 具 有 尽 可 能 短 的 动 作 时限 而 增 设 时 限 电 流 速 断 保 护 环 节 。 其 保 护 范 围 不 仅 是 本 线 路 的 全 长,还 可 以 延 伸 到 下 一 级 线 路 的 一 部 分,通常 要 求 保 护 范 围 延 伸 到 下 一 级 线 路 的 部 分 不 得 超 过 该 线 路 的 电 流 速 断 保 护 范 围 。 时 限 电 流 速 断 保 护 动 作 电流 可 按 下 式 计 算 和 整 定,
"8,/2 &
#
0
#
1-
#
9
"
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./#
( !343#()
式 中 "8
./2
— — — 本 级 线 路 的 时 限 电 流 速 断 保 护 动 作 电 流,6;
"
".
/#
— — — 相 邻 下 一 级 线 路 电 流 速 断 保 护 动 作 电 流 的 一 次 值,6;
#0— — — 可 靠 系 数,取,,%3%— %3#。
此 外,本 线 路 的 时 限 电 流 速 断 保 护 动 作 时 限,,与 相 邻 的 下 一 级 线 路 的 电 流 速 断 保 护 动 作 时 限 !
#
的 关 系为,
!
%
8 & !
#
’ !!
( !343#))
相 邻 下 一 级 线 路 的 电 流 速 断 保 护 动 作 时 限 !
##;,故 !
2
8 &
!
!。 在 调 试 整 定 动 作 时 限 时,一 般 取 !
%
8 & ;3
4
.
,这 样,当 相 邻 的 下 级 线 路 始 端 发 生 故 障 且 断 路 器 拒 动 时,该 线 路 的 电 流 速 断 保 护 装 置 动 作,从 而 使 保 护 有
·#()· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 辐 射 式 电 网 线 路 间 时限 电 流 速 断 保 护 与 电 流 速 断 保 护 的 配 合选 择 地 将 故 障 线 路 切 除 。
由 图 ! " #$ 线 路 短 路 的 电 流 曲 线 !
%&
’ (( &) 及 动 作 电 流 ")
*%&
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*%#
,"
*%+
可 分 别 求 出 线 路,-",的 电 流 速 断保 护 区 #
.
,时 限 电 流 速 断 保 护 #
.
),和 线 路,-" # 的 电 流 速 断 保 护 区 #
#
,以 及 相 应 的 动 作 时 限 $
.
,$
.
),$
#
。 可 见
,-",线 路 的 时 限 电 流 速 断 保 护 区 延 伸 到 相 邻 下 一 级,- " # 线 路 中,延 伸 长 度 为
!
#,这 就 是 所 谓 的 三 段 式电 流 保 护 。 三 段 式 电 流 保 护 由 瞬 时 电 流 速 断,时 限 电 流 速 断 和 定 时 限 过 电 流 保 护 构 成 的 保 护 装 置,如 图 ! "
#! 所 示 。 其 中 第
!
段 和 第
"
段 分 别 为 瞬 时 电 流 速 断 和 定 时 限 过 电 流 保 护,共 同 构 成 本 级 线 路 故 障 时 的 主 保护 ; 第
#
段 为 时 限 电 流 速 断 保 护,可 作 为 相 邻 下 级 线 路 断 路 器 拒 动 时 的 远 后 备 保 护 和 本 级 线 路 主 保 护 拒 动 时的 近 后 备 保 护 。 所 以,三 段 式 电 流 保 护 装 置 具 有 作 为 主 保 护 和 远,近 后 备 保 护 等 全 部 功 能,在 实 际 中 得 到 广泛 应 用 。
为 了 使 时 限 电 流 速 断 保 护 能 够 可 靠 地 保 护 本 级 线 路 全 长,应 以 本 级 线 路 末 端 作 为 灵 敏 度 校 验 点,并 以 最小 运 行 方 式 下 的 两 相 短 路 电 流 来 校 验 保 护 的 灵 敏 度 。 按 规 程 规 定,时 限 电 流 速 断 保 护 灵 敏 系 数 %
&/
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"
.0#1
为 合 格,其 灵 敏 系 数 %
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)可 按 下 式 计 算,
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( !010#1)
式 中 "
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— — — 线 路 末 端 短 路 时 的 最 小 短 路 电 流,5;
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*%)
— — — 本 级 线 路 时 限 速 断 保 护 动 作 电 流,5;
%
2
— — — 电 流 互 感 器 变 流 比 。
例 题,678 单 侧 电 源 辐 射 式 电 网 如 图 ! " #9 所 示,已 知 线 路,- ",最 大 正 常 工 作 电 流 为,.65,电 流 互 感器 的 变 流 比 为 +6641,在 最 大,最 小 运 行 方 式 下,%
.
点 三 相 短 路 电 流 分 别 为,+.65 和,.665,%
#
点 三 相 短 路 电流 分 别 为 1#65 和,965。 若 线 路,-" # 定 时 限 过 电 流 保 护 的 动 作 时 限 整 定 为 #01*,试 确 定 在 线 路,- ",上装 设 三 段 式 保 护 的 动 作 电 流 和 动 作 时 限,并 校 验 其 灵 敏 度,选 择 主 要 继 电 器 的 型 号 。
解,设 本 电 网 为 小 接 地 电 流 系 统,且 相 邻 元 件 均 为 一 条 线 路,所 以 本 电 网 三 段 式 保 护 均 采 用 两 相 不 完 全星 形 接 线 方 式 。
( 四 ) 瞬 时 电 流 速 断 保 护如 图 ! " #9 所 示,当 线 路,-",末 端 %
.
点 短 路 时,流 过 保 护 的 最 大 短 路 电 流 为 "
%/;<&
’,+.65,采 用 两 相
·++:·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 ! " #! 三 段 式 电 流 保 护 原 理 图 和 展 开 图
( $) 原 理 图 ( %) 展 开 图不 完 全 星 形 接 线 时,接 线 系 数 !
&’
( ),取 可 靠 系 数 !
*
( )+,,则 由 式 ( !+-+##) 求 得 继 电 器 的 动 作 电 流 为,
"
./0
(
!
*
!
&’
!
&
"
/1$’0
(
)+,2 )) 2 ),)3
,334-
( #!+56
查 继 电 器 产 品 手 册,选 用 78" ))4-3 型 电 流 继 电 器,其 动 作 电 流 整 定 范 围 为 )#+- 9 -36,可 满 足 要 求 。
( 五 ) 时 限 电 流 速 断 保 护
)+动 作 电 流 的 整 定 计 算如 前 所 述,本 级 线 路 时 限 速 断 动 作 电 流 ":./0应 与 相 邻 下 一 级 线 路 瞬 时 电 流 速 断 的 动 作 电 流 相 配 合 。 而线 路 ;8" # 的 瞬 时 电 流 速 断 动 作 电 流 应 按 式 ( !+-+##) 及 逐 线 路 末 端 /
#
点 短 路 时 的 最 大 短 路 电 流 "
/1$’#
(
-#36 计 算,并 折 算 到 一 次 值 "
!
./#
,即 可 近 似 按 下 式 整 定,
"
!
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( !
*
"
/1$’#
( )+,2 -#3 ( <=<6
则 由 式 !+-+#,计 算 线 路 ;8" ) 时 限 电 流 速 度 保 护 的 动 作 电 流 为,
·5,5· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 三 段 式 电 流 保 护 线 路
!%
&’(
)
"
*+
"
,
"
*
!
!
&’#
)
-,-/-
01123
) -#/45
查 继 电 器 有 关 手 册,选 用 67" --2#1 型 电 流 继 电 器,其 动 作 电 流 的 整 定 范 围 为 3 8 #15,可 满 足 要 求 。
#/灵 敏 度 校 验线 路 末 端 短 路 时 的 最 小 短 路 电 流 !
’(9:;
可 取 线 路 末 端 ’
-
点 在 最 小 运 行 方 式 下 的 两 相 短 路 电 流,由 式 ( !/
3/#1) 和 式 ( !/3/#3) 求 得 时 限 电 流 速 断 保 护 灵 每 系 数 "
(9
%为,
"
(9
% ) !
’(9:;
2( !
&’(
%"
:

) 1/!<<,--112
( -#/4
,01123

) -/#! = -/#3
故 满 足 规 程 规 定 的 要 求 。
0/动 作 时 限 的 整 定线 路 >7" - 的 时 限 电 流 速 断 保 护 的 动 作 时 限 应 与 线 路 >7" # 的 瞬 时 电 流 速 断 保 护 动 作 时 限 相 配 合,即按 式 ( !/3/#4) 整 定 。 所 以 取 #
-
% ) 1/3&,查 继 电 器 有 关 手 册,选 6?" --- 型 时 间 继 电 器,其 时 限 整 定 范 围 为 1/-
8 -/0& 可 满 足 要 求 。
( 六 ) 定 时 限 过 电 流 保 护
-/动 作 电 流 的 整 定 计 算定 时 限 过 电 流 保 护 的 动 作 电 流 按 式 ( !/3/-<) 整 定 。 取 可 靠 系 数 "
@
) -/#,返 回 系 数 $
A
) 1/!3,自 起 到 系数 "
BC
) #,最 大 负 荷 电 流 !
D9E+
) --15 则,
!
’B
)
"
@
"
*+
"
BC
"
A
#
:
!
D9E+
)
-/#,-,#
1/!3,01123
,--1 ) 3/#5
查 继 电 器 有 关 手 册,选 67" --2-1 型 电 流 继 电 器,其 动 作 电 流 整 定 范 围 为 #/3 8 FG5。
#/灵 敏 度 校 验,
如 前 所 述,定 时 限 过 电 流 保 护 在 线 路 中 作 为 近 后 备 和 远 后 备 保 护,故 应 分 别 在 本 级 线 路 >-- 的 末 端 ’-
点 和 相 邻 下 一 级 线 路 >7" # 的 末 端 ’# 点 短 路 时,在 最 小 短 路 电 流 下 校 验 其 灵 敏 度 。 根 椐 式 ( !/3/-H),’
-
点短 路 时,定 时 限 过 电 流 保 护 ( 为 近 后 备 时 ) 的 灵 敏 度 为,
"
(9-
) !
’(9:;(
2( !
’B
"
:
) )
1/!<<,) --11
3/#,01123
) 0/- = -/3

#
点 短 路 时,定 时 限 过 电 流 保 护 ( 为 远 后 备 时 ) 的 灵 敏 度 为,
"
(9(
) !
E(9:;#
2( !
’B
"
:
) )
1/!<<,4$1,
3/#,01123
) -/4 = -/#
所 以,定 时 限 度 电 流 保 护 的 灵 敏 度 满 足 规 程 要 求 。
0) 动 作 时 限 的 整 定定 时 限 过 电 流 保 护 的 动 作 时 限 应 按 阶 梯 原 则 即 按 式 ( !/3/#-) 进 行 整 定,使 相 邻 上 下 级 线 路 的 定 时 限 过电 流 保 护 时 限 相 互 配 合 。 已 知 线 路 >7" # 定 时 限 过 电 流 保 护 的 时 限 I
#
) #/3&,则 线 路 >7 " - 定 时 限 过 电 流保 护 的 动 作 时 限 为,
#
-
) #
#
J "# ) #/3 J 1/3 ) 0&
查 继 电 器 有 关 手 册,可 选 择 6?" --# 型 时 间 继 电 器,其 动 作 时 限 的 整 定 范 围 为 1/#3 8 0/3&。
·304·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇四,继 电 保 护 的 原 理 图,展 开 图 和 安 装 图继 电 保 护 接 线 图 是 用 来 表 示 电 器 相 互 之 间 以 及 与 其 他 二 次 回 路 元 件 之 间 电 气 连 接 的 线 路 图,通 常 可 分为 电 气 原 理 图,展 开 图 和 安 装 图 三 种 。
( 一 ) 原 理 图如 图 !" #!( $) 所 示 的 三 段 式 电 流 保 护 装 置 原 理 图,其 各 继 电 器 及 元 件 均 以 整 体 的 图 形 加 以 表 示,互 相 连接 的 交 流 回 路,直 流 回 路 都 综 合 画 在 一 起 。 为 了 便 于 阅 读 和 表 明 动 作 原 理,还 画 出 了 一 次 回 路 的 有 关 部 分
( 如 断 路 器 %&,脱 扣 器 线 圈 ’( 及 其 辅 助 触 点 %&
)
以 及 被 保 护 的 线 路 或 设 备 等 。 ) 其 优 点 是 能 直 观 清 晰 地 表 示它 们 之 间 的 电 气 连 接 及 其 动 作 原 理,便 于 阅 读,整 体 概 念 较 强,但 是 在 应 用 上 具 有 一 定 局 限 性 。 例 如 在 线 路较 复 杂 时,就 难 以 绘 制 原 理 图 了,另 外 线 路 彼 此 交 叉 也 给 识 图 带 来 较 大 困 难,使 安 装 调 试 和 检 修 维 护 工 作 十分 不 便 。 另 外,从 原 理 图 中 还 会 发 现 只 画 出 各 继 电 器 元 件 间 的 连 接 情 况,至 于 元 件 的 内 部 接 线,引 出 端 子 及回 路 的 标 号,以 及 直 流 电 源 的 情 况 等,均 未 能 表 示 出 来 。 这 样 也 给 安 装 调 试 检 修 维 护 和 分 折 其 工 作 原 理 带 来不 便,因 此,除 原 理 图 外,又 产 生 了 与 之 相 对 应 的 展 开 图 和 安 装 图 。
( 二 ) 展 开 图以 电 气 原 理 图 为 基 础,将 继 电 器 和 元 件 用 展 开 的 形 式 来 表 示 的 接 线 图,称 为 展 开 图 。 如 图 !" #!( *) 为 三段 式 电 流 保 护 的 展 开 图,其 特 点 是 分 别 绘 制 保 护 的 交 流 电 流 回 路 ( 或 交 流 电 压 回 路 ) 及 直 流 回 路,并 且 同 一 个继 电 器 或 元 器 件 的 不 同 部 分 ( 如 线 圈,触 点 等 ),可 以 分 开 画,即 属 于 哪 个 回 路 就 画 到 哪 个 回 路 之 中 。 另 外 对于 同 一 个 继 电 器 或 元 器 件 的 线 圈,触 点 等,都 应 标 注 相 同 的 名 称 。 在 绘 制 或 阅 读 展 开 图 时,应 遵 守 以 下 规 则,
)+回 路 的 排 列 次 序,一 般 是 先 绘 制 或 阅 读 交 流 电 流 回 路 及 交 流 电 压 回 路,后 绘 制 或 阅 读 直 流 回 路 ;
#+每 个 回 路 内 各 行 的 排 列 顺 序,对 交 流 回 路 来 说 应 按,,-,,相 序 排 列,对 直 流 回 路 则 按 其 动 作 顺 序 由上 而 下 依 次 排 列 ;
/+每 一 行 中 各 元 件 ( 线 圈,触 点 等 ) 的 连 接 顺 序,应 按 实 际 情 况 和 接 线 方 便 来 绘 制 ;
0+控 制 回 路 应 按 要 求 标 注 数 字 标 号,以 方 便 查 线,试 调 和 维 护 。 如 表 ! " /,表 ! " 0 分 别 列 出 发 电,变 电和 输 配 电 系 统 二 次 直 流 回 路,交 流 回 路 的 数 字 标 号 范 围,以 供 绘 制 和 调 试 二 次 回 路 时 参 考 ;
表 !" / 二 次 直 流 回 路 数 字 标 号 范 围 表回 路 类 别 保 护 回 路 控 制 回 路 励 磁 回 路 信 号 及 其 它 回 路标 号 范 围 1)2 133 )2 433 51)2 533 61)2 333
表 !" 0 二 次 交 流 回 路 数 字 标 号 范 围 表回 路 类 别 控 制,保 护 及 信 号 回 路 电 流 回 路 电 压 回 路标 号 范 围 )2 /33 0112 433 5112 633
4+在 阅 读 展 开 图 时,一 般 应 按 先 交 流 回 路,后 直 流 回 路,由 上 而 下,从 左 至 右 的 顺 序 识 图 。
为 了 方 便 识 图,常 在 展 开 图 的 右 侧 加 上 简 要 的 文 字 说 明 表,以 说 明 各 行 回 路 或 元 器 件 的 性 质 或 作 用,如
,瞬 时 电 流 速 断,,,出 口 中 间 继 电 器,,,跳 闸 回 路,,,定 时 限 过 电 流,,,时 限 电 流 速 断,等 。 由 此 可 见,将 展 开图 应 用 于 复 杂 的 保 护 线 路 绘 制,极 大 地 方 便 了 设 计 制 图,识 图,试 调 和 检 修 等 工 作,所 以 在 工 程 设 计 和 安 装 施工 中 被 广 泛 采 用 。
( 三 ) 安 装 图如 图 !" /1 所 示 为 三 段 式 电 流 保 护 安 装 图,可 作 为 安 装,接 线,并 配 合 展 开 图 进 行 整 定 试 验 的 依 据 。 其
·5/0· 新 编 电 气 工 程 师 手 册画 法 及 编 号 原 则 如 下,
!"盘 上 器 件 的 绘 制我 们 知 道,在 配 电 盘 的 盘 面 前 布 置 继 电 器 及 其 他 元 件,在 盘 面 后 进 行 配 线,并 应 使 之 整 齐 美 观 。 为 了 安装 和 接 线 方 便,安 装 图 是 按 盘 后 视 图 绘 制 的,即 与 盘 面 正 视 图 相 比,各 器 件 间 左 右 的 相 邻 位 置,同 一 器 件 的 左右 接 线 端 子 位 置 相 反,并 且 器 件 外 形 及 其 相 对 位 置 应 相 符 。
每 一 器 件 的 内 部 接 线,如 电 流 表,电 压 表 等 可 不 画 出,而 继 电 器,电 度 表 等,由 于 内 部 接 线 较 复 杂,线 圈,
触 点 等 所 在 的 回 路 也 不 同,故 应 画 出 。 所 有 元 器 件 的 引 出 接 线 端 及 其 编 号,均 根 椐 实 际 情 况 按 盘 后 视 绘 制 。
#"器 件 的 标 号在 图 $% &’ 中,各 器 件 的 上 方 的 园 圈 内 均 有 标 号,其 内 容 主 要 包 括,
!) 安 装 单 位 及 器 件 排 序 编 号,安 装 单 位 编 号 可 用 罗 马 数 字
!

"

#
等 表 示 。 由 于 同 一 个 继 电 保 护 盘 上,
可 能 装 有 不 属 于 同 一 个 一 次 设 备 的 保 护 装 置,例 如 ! ( 主 变 压 器 保 护,# ( 主 变 压 器 保 护 等 等 。 为 了 避 免 混乱,所 以 将 每 个 一 次 设 备 所 属 的 二 次 保 护 器 件,均 划 作 一 个,安 装 单 位,,并 加 以 编 号 。 同 一 安 装 单 位 的 继 电器 和 元 器 件,在 盘 上 可 自 上 而 下 排 列 在 一 个 区 域 内 。 每 个 安 装 单 位 内 的 继 电 器,元 器 件 等,可 按 从 左 到 右,自上 而 下 的 顺 序,用 阿 拉 伯 数 字 !,#,& 等 加 以 编 号,称 为 器 件 ( 或 设 备 ) 排 序 编 号 。 这 样 可 将 器 件 排 序 与 安 装 单位 写 在 一 起 。 如 )
!
,)
#
… …,并 标 注 在 园 圈 内 横 线 的 上 方 。
#) 器 件 的 文 字 符 号,在 园 圈 内 横 线 下 方 应 标 注 器 件 的 文 字 符 号,以 电 流 继 电 器 的 标 注
)
&
!*+
为 例,即 表 示展 开 图 中 的 电 流 继 电 器 !*+ 属 于,安 装 单 位 )” 中 的 第 & 个 器 件 。
&) 端 子 排 及 编 号盘 上 器 件 与 盘 外 设 备 的 连 接,必 须 经 过 接 线 端 子 。 可 将 多 个 接 线 端 子 组 装 成 端 子 排,每 个,安 装 单 位,都有 单 独 的 端 子 排 。 在 端 子 排 上 标 有 安 装 单 位 编 号 及 名 称,端 子 排 内 各 端 子 则 自 上 而 下 按 顺 序 用 阿 拉 伯 数 字加 以 编 号 。 端 子 排 一 般 布 置 在 盘 面 后 边 的 两 侧 。
在 安 装 图 中,端 子 排 靠 近 盘 内 器 件 的 一 测,要 标 明 与 各 个 端 子 相 连 接 的 盘 内 器 件 的 标 号 及 端 子 号 。 例如,图 $% &’ 中 ! ( 端 子 靠 近 盘 内 器 件 的 一 侧 标 有 !*+% #,即 表 示 该 端 子 应 与 盘 内 !*+ 继 电 器 的 # ( 端 子 相连 接 。 而 在 安 装 图 中 的 端 子 排 另 一 侧,则 需 标 明 与 端 子 相 连 的 盘 外 设 备 的 标 号,以 及 连 接 导 线 的 回 路 标 号 。
例 如,! ( 端 子 的 另 一 侧 标 有,+
-
%,/ 及 01!!,即 表 示 该 端 子 与 盘 外 设 备 0 相 中 的 电 流 互 感 器 二 次 侧 的,! 端子 相 连,连 接 导 线 的 回 路 标 号 01!!。 在 标 注 时 应 注 意 与 展 开 图 相 对 应 。
1) 盘 内 器 件 之 间 连 接 的 表 示 法对 于 盘 内 器 件 之 间 的 电 气 连 接 线,在 安 装 图 中 不 需 画 出 连 接 导 线,只 需 采 用 在 器 件 端 子 的 一 侧 标 注 该 端子 的 连 接 导 线 标 号 。 端 子 标 注 采 用,相 对 编 号 法,,即 当 甲,乙 两 端 子 用 导 线 相 连 接 时,在 甲 端 子 上 标 注 乙 端子 的 编 号,而 在 乙 端 子 上 标 注 甲 端 子 的 编 号,故 称 为,相 对 编 号 法,。 例 如 在 图 $ % &’ 中,
)
#
&*+
的 $ ( 端 子 与
)
!
2*+
的 # ( 端 子 相 连 接,则 在 &*+ 的 $ ( 端 子 旁 标 注 )
!
% #,而 在 2*+ 的 # ( 端 子 旁 标 注 )
#
% $,从 而 为 安 装 接线 和 检 修 调 试 工 作 提 供 了 便 利 。
五,盘 柜 安 装 及 试 运 行 验 收盘 柜 是 指 高 压 开 关 柜 和 低 压 配 电 屏 ( 盘 ),其 安 装 主 要 包 括 开 箱 检 查,盘 柜 安 装,接 线,母 线 连 接,开 关 及结 构 调 整 等 。 如 高 压 开 关 柜 是 由 少 油 高 压 断 路 器 ( 或 高 压 真 空 断 路 器,六 氟 化 硫 断 路 器 ),隔 离 开 关,电 流 互感 器,电 压 互 感 器,熔 断 器,母 线 以 及 各 种 检 测 仪 表,保 护 装 置 和 信 号 装 置 等 组 成 的 设 备,主 要 用 于 高 压 电 能分 配,控 制 和 保 护 电 力 变 压 器 配 电 线 路 等,有 时 也 用 作 高 压 电 动 机 的 控 制 保 护 。 高 压 开 关 柜 分 为 固 定 式 34
% )+ 型,536
!
% !’ 型,7536 口 % !’ 型 和 手 车 式 384% !4 型,*96! % !’ 型 等 两 大 类 ; 其 中 以 *96! % !’ 型高 压 开 关 柜 为 例,其 外 型 结 构 如 图 $% &! 所 示,其 型 号 含 义 如 下,
·:&1·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !" #$ 供 配 电 系 统 三 段 式 电 流 保 护 装 置 安 装 图
( 一 ) 基 础 型 钢 安 装高 压 开 关 柜 或 低 压 配 屏 的 安 装 基 础 均 须 采 用 型 钢 并 可 靠 接 地 。 基 础 型 钢 常 采 用 [ ! % &$ ’ 槽 钢 或 ()$ *
)$* ) 角 钢 。 基 础 型 钢 的 安 装 是 高 压 开 关 柜 或 低 压 配 电 屏 安 装 的 基 础 工 程,基 础 型 钢 可 于 浇 注 混 凝 土 地 坪时 直 接 埋 设,也 可 先 在 土 建 施 工 时 埋 设 预 埋 件 ( 如 钢 板,角 钢 或 螺 栓 等 ),再 将 基 础 型 钢 按 要 求 安 装 在 预 留 位置 上 。 目 前,为 了 保 证 开 关 柜,配 电 屏 ( 盘 ) 的 安 装 质 量,多 采 用 后 一 种 安 装 方 法,即 在 埋 设 预 埋 件 时,预 留 出基 础 型 钢 的 安 装 位 置,待 安 装 盘 柜 时 再 安 装 基 础 型 钢 。 其 安 装 方 法 步 骤 如 下,
&+先 将 基 础 型 钢 ( 槽 钢 或 角 钢 ) 调 直 并 除 锈,按 设 计 尺 寸 下 料 。
,+将 基 础 型 钢 安 放 在 预 留 位 置 上,并 用 垫 铁 调 整 垫 平 。 可 采 用 水 平 尺 或 水 平 仪 调 整 型 钢 的 水 平 度,其 水平 误 差 每 米 不 超 过 &--,全 长 不 超 过 )--。 并 使 盘 柜 前 后,左 右 两 条 基 础 型 钢 相 互 平 行,柜 后 的 基 础 型 钢 应比 柜 前 低 &%,--,这 样 将 对 盘 柜 安 装 调 整 和 达 到 整 体 美 观 的 要 求 具 有 一 定 好 处 。 基 础 型 钢 安 装 后,其 顶 部应 高 出 抹 平 地 面 )% &$--。
#+将 基 础 型 钢 调 整 毕 后,用 电 焊 机 将 基 础 型 钢 与 预 埋 件 焊 接 牢 固,以 免 在 土 建 施 工 二 次 做 面 层 时 碰 动 型钢 而 使 之 移 位 。 配 合 土 建 施 工 用 细 砂 浆 把 型 钢 与 基 础 地 面 之 间 的 缝 隙 填 充 并 捣 实 。
.+基 础 型 钢 应 与 接 地 干 线 焊 接,其 焊 点 不 得 少 于,处 。 基 础 型 钢 露 出 地 面 的 部 分 应 涂 刷 防 腐 漆 。
( 二 ) 盘 柜 稳 装
&+盘 柜 安 装 位 置 应 符 合 规 定 要 求,如 高 压 开 关 柜 距 墙 一 般 为 &- 左 右,但 不 小 于 $+!-。 单 列 布 置 时 操 作通 道 宽 度 为,-,双 列 布 置 时 操 作 通 道 宽 度 为,+)-。 低 压 配 电 屏 距 墙 不 小 于 $+!-,为 了 便 于 检 查 巡 视,一 般要 求 低 压 配 电 屏 距 墙 为 &-。 单 列 布 置 时 操 作 通 道 宽 度 为 &+!-,双 列 布 置 时 操 作 通 道 宽 度 为,+)-。 高 压 开
·!#.· 新 编 电 气 工 程 师 手 册关 柜,低 压 配 电 屏 如 果 靠 墙 安 装,距 墙 也 不 得 小 于 !"##。 对 高 压 开 关 柜 安 装 位 置 要 求 如 图 $% &! 所 示 。
图 $% &’ ()*’% ’+ 型 户 内 式 高 压 开 关 柜 结 构 图
’— 仪 表 继 电 器 室 ; !— 内 门 ; &— 电 度 表 ;,— 继 电 器 安 装 板 ; "— 继 电 器 ; -— 端 子 排 ;,— 二 次 端 子 室 ;
$— 二 次 触 头 及 防 护 机 构 ; /— 手 车 室 ; ’+— 断 路 器 手 车 ’’— 金 属 活 门 ; ’!— 提 门 机 构 ; ’&— 仪 表 门 ;
’,— 泄 压 装 置 ; ’"— 端 子 室 门,’-— 主 母 线 ; ’.— 主 母 线 室 ; ’$— 支 母 线 ; ’/— 触 头 盒 ; !+— 主 母 线 套 管 ;
!’— 推 进 机 构 摇 把 孔 ; !!— 电 流 互 感 器 ; !&— 分 合 闸 指 示 ; !,— 互 感 器 电 缆 室 ; !"— 接 地 开 关 ;
!-— 接 地 开 关 操 作 轴 及 联 锁 ; !.— 带 电 显 示 装 置 ; !$— 信 号 灯 ; !/— 01 控 制 开 关 ; &+— 手 车 照 明 灯 开 关 ;
&’— 铭 牌 ; &!— 观 察 窗 ; &&— 手 车 位 置 指 示 旋 钮 ; &,— 紧 急 分 闸 手 柄 ; &"— 主 结 线 图 ;
!2立 柜 时 可 在 距 柜 顶,柜 底 各 !++##处 拉 两 根 相 互 平 行 且 在 同 一 立 面 上 的 尼 龙 线 作 为 基 准 线 。 将 盘 柜 按设 计 规 定 顺 序 参 照 基 准 线 依 次 稳 装 就 位,其 四 角 可 用 钢 垫 片 调 平 找 正 。 一 般 以 第 一 台 盘 柜 为 标 准,将 其 它 各 台依 次 调 整,使 盘 面 一 致,排 列 整 齐,盘 柜 间 缝 隙 !3 &##。 垂 直 误 差 不 大 于 ’2"##4#,成 列 盘 顶 部 水 平 误 差 不 大于 "##。 经 全 面 检 查 符 合 要 求 后,用 5’! 螺 栓 将 开 关 柜 固 定 在 基 础 槽 钢 上,然 后 用 5’+ 6 &+ 螺 栓 进 行 柜 间 连接 。 应 注 意 在 安 装 盘 柜 时,不 宜 将 主 控 制 盘,继 电 保 护 盘 和 自 动 控 制 盘 等 盘 柜 与 基 础 型 钢 焊 接 固 定 。
&2安 装 主 母 线 。 打 开 母 线 室,顶 盖 板 和 后 封 板 后,即 可 进 行 安 装 主 母 线 。 连 接 母 线 时,接 触 面 应 平 整 无污 物,有 污 物 时 应 除 净,涂 中 性 凡 士 林,安 装 好 后 再 紧 固 顶 板 和 后 封 板 。
,2安 装 一 次 电 缆,电 缆 头 固 定 在 支 架 上,电 缆 与 母 线 接 触 面 应 平 整,接 触 面 涂 中 性 凡 士 林 后 即 可 连 接,并紧 固,电 缆 敷 设 施 工 完 成 后,应 用 隔 板 将 电 缆 室 与 电 缆 沟 封 隔 。
"2连 接 柜 间 接 地 母 线,使 沿 开 关 柜 排 列 方 向 连 成 一 体,检 查 工 作 接 地 和 保 护 接 地 是 否 有 遗 漏,接 地 回 路是 否 连 接 导 通,接 地 回 路 导 线 电 阻 应 不 大 于 ’++
!
"

-2安 装 二 次 回 路 电 缆,电 缆 由 柜 左 侧 穿 入 沿 侧 壁 进 入 继 电 器 室,分 接 到 相 应 的 端 子 排 上,二 次 电 缆 施 工后 封 盖 电 缆 孔 。
.2先 用 布 擦 净 开 关 柜 及 元 器 件 上 的 灰 尘 及 油 污,然 后 检 查 调 整 柜 门,网 门 及 门 锁,使 其 开 闭 灵 活,门 开 关检 查 灯 应 能 随 门 的 开 闭 而 亮 暗 。
手 车 式 高 压 开 关 柜 必 须 检 查 以 下 内 容,
#
接 地 触 头 或 接 地 簧 片 在 手 车 推 入 时 必 须 与 车 体 接 触 良 好 ;
$
安全 档 板 能 随 手 车 的 进 出 而 灵 活 升 降,不 得 卡 涩 ;
%
手 车 推 入 时,主 回 路 动 触 头 应 能 准 确 插 入 触 头 座 ;
&
电 气 或
·/&,·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !" #$ 高 压 开 关 柜 安 装 位 置 要 求 示 意 图机 械 闭 锁 装 置 调 整 正 确,在 合 闸 位 置 时,手 车 不 能 拉 出 ;
!
检 查 二 次 回 路 插 头 辅 助 触 头 等,应 接 点 正 确,接 触可 靠 。
!%应 对 二 次 回 路 进 行 严 格 检 查,首 先 进 行 设 备 查 线,对 照 安 装 图 和 展 开 图 核 对 设 备,仪 表,开 关,继 电 器,
接 触 器,指 示 灯,熔 断 器 等 元 件 的 型 号 规 格 是 否 与 图 纸 相 符,记 录 操 作 电 源 电 压 值 ; 对 照 安 装 图 和 展 开 图,用试 铃 器 或 万 用 表 根 椐 线 码 管 标 号 逐 根 检 查 二 次 回 路 接 线 是 否 与 图 纸 相 符 。 用 &’’( 兆 欧 表 在 端 子 板 处 测 量二 次 回 路 绝 缘 电 阻,不 得 小 于 )*
"; 小 母 线 绝 缘 电 阻 不 得 小 于 )’*
"
。 二 次 回 路 如 有 晶 体 管 集 成 电 路,只 能 用万 用 表 测 试 。 另 外,还 需 进 行 二 次 回 路 绝 缘 强 度 试 验,在 导 体 与 箱 壳 之 间 施 以 $’’’( 交 流 电 压,持 续 时 间
)+,-,应 无 击 穿 放 电 现 象 。 经 查 线 无 误 后 就 可 在 不 连 接 主 回 路 电 源 的 情 况 下,接 通 控 制 操 作 电 源,进 行 二 次回 路 动 作 的 模 拟 试 验,均 必 须 符 合 图 纸 设 计 要 求 。
( 三 ) 试 运 行 验 收试 运 行 是 重 要 而 又 比 较 危 险 的 工 作,一 定 要 按 有 关 规 定 和 程 序 进 行 。
)%闭 合 室 外 跌 落 式 熔 断 器 时,必 须 穿 绝 缘 靴,带 绝 缘 手 套,用 一 定 长 度 的 绝 缘 杆 操 作 。 先 合 边 相,后 合 中相,然 后 用 高 压 验 电 器 检 查 进 线 开 关 上 端 是 否 有 电 。
$%先 将 进 线 柜 上,下 隔 离 开 关 闭 合 ( 手 车 式 开 关 柜 则 将 手 车 推 入 柜 内 工 作 位 置 ),再 将 进 线 高 压 断 路 器 置
·’..· 新 编 电 气 工 程 师 手 册于 合 闸 状 态,这 时 高 压 电 送 至 母 线 上 。
!"将 电 压 互 感 器 相 的 隔 离 开 关 闭 合 ( 手 车 式 开 关 柜 则 将 手 车 推 入 柜 内 工 作 位 置 ),检 查 三 相 电 压 表 指 示是 否 正 常,电 压 互 感 器 有 无 异 常 现 象 。 将 避 雷 器 柜 内 隔 离 开 关 闭 合 ( 手 车 式 开 关 柜 则 将 手 车 推 入 内 工 作 位置 ),检 查 避 雷 器 有 无 异 常 现 象 。
#"将 出 线 柜 ( 如 变 压 器 馈 电 柜 ) 的 隔 离 开 关 闭 合 后,再 合 上 高 压 断 路 器,将 高 压 电 送 至 电 力 变 压 器,检 查变 压 器 有 无 异 常 现 象,其 空 载 电 流 大 小 是 否 在 规 定 范 围 之 内 。
$"按 次 序 闭 合 低 压 进 线 柜 隔 离 开 关 及 空 气 开 关,检 查 低 压 进 线 柜 上 的 电 压 表,各 线 电 压,相 电 压 指 示 应正 常 。 如 系 统 中 有 两 台 以 上 变 压 器 并 联 运 行,必 须 在 低 压 母 联 开 关 处 险 查 各 段 母 线 的 相 序 及 电 压 是 否 符 合变 压 器 并 联 运 行 连 接 要 求,测 量 各 段 同 名 相 母 线 之 间 的 电 压 应 接 近 于 零 值,异 名 相 的 母 线 之 间 的 电 压 应 接 近于 额 定 线 电 压 。 确 认 无 误 后 才 可 合 上 低 压 母 线 联 络 柜 的 开 关,使 变 压 器 并 联 运 行 。
%"在 向 低 压 负 载 送 电 前,还 须 再 检 查 一 次 负 载 设 备 线 路 的 绝 缘 情 况 。 然 后 依 次 闭 合 各 动 力 配 电 屏 和 照明 配 电 屏 的 隔 离 开 关 和 自 动 空 气 开 关,检 查 各 用 电 回 路 电 压 和 电 流 是 否 正 常 。
&"工 程 竣 工 交 接 应 提 交 如 下 技 术 资 料,
!
主 要 设 备 的 产 品 说 明 书,生 产 许 可 证,产 品 合 格 证 以 及 出 厂 试验 数 据 ;
"
安 装 检 查 记 录 ;
#
隐 蔽 工 程 验 收 单 和 有 关 设 计 变 更 报 告,记 录 等 ;
$
变 压 器 吊 芯 检 查 和 试 验 项 目 报告 ;
%
断 路 器,隔 离 开 关,负 荷 开 关 检 查 调 整 记 录 和 其 它 他 主 要 电 气 设 备 的 试 验 报 告 ;
&
试 运 行 报 告 等 等 。
第 六 节 接 触 器 的 安 装 与 维 护一,真 空 接 触 器 运 行 与 维 修
( 一 ) 特 点 及 用 途在 各 种 强 电 流 电 路 中 广 泛 使 用 的 是 断 路 器,与 断 路 器 相 比,真 空 接 触 器 具 有 一 系 列 的 特 点,
’"分 断 能 力 强 分 断 电 流 达 额 定 电 流 的 ’( ) *( 倍 。
*"寿 命 长 电 寿 命 达 数 十 万 次,机 械 寿 命 达 数 百 万 次 。
!"安 全 可 靠 开 断 电 弧 在 真 空 管 内,不 和 外 界 空 气 接 触 。
#"维 修 简 便 触 点 不 需 维 修,噪 声 小,耐 恶 劣 环 境,可 频 繁 操 作 。
低 压 真 空 接 触 器 用 于 交 流 $(+
,
,主 回 路 额 定 工 作 电 压 为 ’’#(-,%%(-,!.(- 的 电 力 系 统 中,供 远 距 离 频 繁地 接 通 与 分 断 电 路,控 制 三 相 异 步 电 动 机 或 其 他 用 电 设 备,特 别 适 用 于 重 负 载,频 繁 操 作 的 场 合 。 广 泛 应 用于 石 油 化 工,煤 炭,供 电,机 械,交 通,起 重 运 输 等 行 业 。
型 号 说 明,
( 二 ) 结 构 及 原 理
’"结 构真 空 接 触 器 主 要 由 真 空 开 关 管,闭 合 线 包,辅 助 开 关,反 力 弹 簧,拐 臂,基 座 等 组 成 。 真 空 接 触 器 的 组 成与 一 般 空 气 式 接 触 器 相 似,不 同 的 是 真 空 接 触 器 的 触 点 密 封 在 真 空 灭 弧 室 中 。
·’##·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇真 空 开 关 管 是 真 空 接 触 器 的 关 键 部 件,它 基 本 上 决 定 了 真 空 接 触 器 的 主 要 性 能 。 真 空 开 关 管 是 一 个 管状 部 件,在 密 封 外 壳 内 装 有 触 点,屏 蔽 罩 和 动 静 触 点 的 导 电 杆 等,如 图 ! " ## 所 示 。 管 内 真 空 度 为 $%## &
$’
"(
)
*
左 右,真 空 的 绝 缘 强 度 很 高,触 点 在 真 空 条 件 下 开 合 时,产 生 的 真 空 电 弧 具 有 电 压 低,能 量 小,熄 弧 时间 短 等 特 点,因 此,触 点 在 真 空 开 关 管 内 开 合,熄 弧 能 力 强,触 点 行 程 小,安 全 可 靠,触 点 磨 损 小,寿 命 长,从 而造 就 了 真 空 接 触 器 的 一 系 列 优 点 。
图 !" ## 真 空 开 关 管 结 构 原 理 图
$— 静 导 电 杆 +— 静 触 点 #— 动 触 点 (、,— 屏 蔽 罩 -— 动 导 电 杆
+%工 作 原 理由 控 制 电 路 控 制 电 磁 铁 ( 闭 合 线 包 ) 与 动 衔 铁 板 的 吸 合 与 释 放,通 过 与 动 衔 铁 板 连 接 的 传 动 机 构 带 动 三相 真 空 开 关 管 的 闭 合 或 断 开,从 而 实 现 对 被 控 制 电 路 的 通 断 控 制 。
( 三 ) 运 行 与 维 修
$%安 装
( $) 安 装 前 先 检 查 接 触 器,有 无 机 械 损 坏 处,有 无 油 污 处 。
( +) 根 据 安 装 尺 寸 进 行 安 装,并 注 意 安 装 面 的 平 整 与 水 平 面 的 垂 直 度,螺 栓 联 接 处 加 防 松 垫 圈 。
( #) 主 回 路 线 接 入 接 触 器 主 回 路 接 线 端,控 制 回 路 接 入 控 制 电 源,如 有 接 地 时 应 使 接 地 良 好 。
( () 装 好 后 空 载 动 作 若 干 次,动 作 应 轻 便,各 运 动 部 件 无 阻 滞 和 松 动 。
+%更 换 与 调 整
( $) 更 换 开 关 管
$) 拆 卸 开 关 管,卸 下 管 子 端 软 导 线,卸 下 动 端 调 节 螺 钉 触 点 弹 簧,松 下 与 卸 下 静 端 导 电 板,取 出 开 关 管 。
+) 装 上 新 开 关 管 顺 序 与 上 述 相 反 。
#) 注 意 事 项 开 关 管 壳 体 和 动 导 电 杆 间 切 不 可 相 对 转 动,否 则 薄 壁 波 纹 管 将 受 扭 力 而 损 坏,因 此,在 动导 电 杆 上 装 卸 软 导 线,导 电 板,调 节 螺 钉 时,应 固 定 动 导 电 杆 使 其 不 转 动,
() 检 查 用 (+’’/ 工 频 耐 压 试 验,检 查 开 关 管 有 无 因 更 换 而 损 坏 。
( +) 调 整 开 关 管
$) 接 通 控 制 电 源,闭 合 开 关 管,用 游 标 尺 量 出 固 定 座 与 动 导 电 块 之 间 距 离 0。
+) 断 开 控 制 电 源,断 开 开 关 管,调 节 螺 杆,使 固 定 座 与 动 导 板 之 间 距 离 为 01 开 距 。
#) 固 定 调 节 螺 杆 的 螺 母 。
() 再 接 通 控 制 电 源,闭 合 开 关 管,用 手 拔 动 调 节 螺 杆 上 部 垫 圈,看 是 否 松 动,用 厚 233 试 板 试 是 否 超 程 。
,) 三 相 同 时 调 整,使 三 相 开 关 管 达 到 同 步 。
-) 断 开 接 触 器,若 声 音 轻 脆,各 运 动 部 件 无 阻 滞 和 松 动,调 整 完 毕 。
4) 注 意 事 项,调 整 时 其 他 部 件 ( 如 动 衔 铁,静 衔 铁,辅 助 开 关 ) 都 不 得 松 动 调 整,否 则 会 影 响 整 机 性 能 。
#%运 行 与 维 修
( $) 真 空 接 触 器 应 储 存 在 室 内,其 环 境 条 件 为 干 燥,无 严 重 尘 埃,无 腐 蚀 气 体,环 境 温 度 不 高 于 (’5。
( +) 运 输 过 程 中 应 避 免 剧 烈 振 动,不 许 倒 置 及 受 潮 。
·+((· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 开 箱 时 应 检 查 外 观 是 否 有 损 坏,开 关 管 有 无 破 裂,绝 缘 体 是 否 受 潮,若 绝 缘 体 受 潮,应 擦 干 并 置 于
"#$烘 箱 内 烤 "%& 后 才 能 使 用 。
( ") 通 电 前 首 先 检 查 电 源 电 压 是 否 符 合 铭 牌 电 压,并 检 查 各 部 件 是 否 接 触 良 好,接 地 螺 钉 有 无 松 动 。
( ’) 安 装 后 先 进 行 空 载 试 验,无 误 后 再 接 通 负 载 运 行 。
( () 真 空 接 触 器 很 少 需 要 维 修,为 了 确 保 安 全 起 见,可 进 行 定 期 检 查 。
( )) 开 关 管 的 开 距 和 超 程 每 半 年 检 查 一 次,若 经 调 整 开 距 后,如 调 节 螺 杆 上 部 垫 圈 不 能 活 动,触 点 已 磨损,需 更 换 开 关 管 。
( %) 动 作 性 能 每 年 检 查 一 次,用 试 验 电 源 使 接 触 器 动 作,观 察 合 闸 速 度,再 用 )’*额 定 电 源 电 压 试 验,观察 接 触 器 动 作 和 合 闸 速 度,若 接 触 器 动 作 缓 慢,合 闸 速 度 不 快,可 调 节 断 开 弹 簧 力 。
( +) 辅 助 开 关 触 点 每 季 检 查 一 次,观 察 触 点 是 否 清 洁,触 点 开 距 是 否 可 用,应 清 除 脏 物,调 整 开 距 。
(,#) 紧 固 部 分 每 年 检 查 一 次,用 扳 手 拧 紧 所 有 螺 钉 紧 固 部 分 。
(,,) 开 关 管 真 空 度 一 年 检 查 一 次,开 关 管 在 接 触 器 上 用 "-##,工 频 电 压 试 验,开 关 管 单 独 用,#/,工 频电 压 试 验,对 不 合 格 的 应 更 换 开 关 管 。
"0常 见 故 障 与 处 理真 空 接 触 器 常 见 故 障 与 处 理 方 法 见 表 %1 ’。
表 %1 ’ 真 空 接 触 器 常 见 故 障 与 处 理 方 法序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
,不 动 作
,0电 源 电 压 过 低
-0电 源 电 压 不 符
!0线 路 接 线 不 对
"0线 未 接 好,螺 钉 松 动
’0控 制 触 点 接 触 不 良
(0熔 断 器 熔 断
)0线 圈 烧 坏
%0二 极 管 击 穿
+2 开 关 管 损 坏
,0测 量 并 提 高 电 源 电 压
-0测 量 工 作 电 压,是 否 符 合 铭 牌 电 压,
可 改 正 电 源 电 压
!0核 对 并 改 正 接 线
"0检 查 接 线,紧 固 螺 钉
’0检 查 接 触 电 阻,清 洁 触 点
(0更 换 熔 断 器
)0更 换 线 圈
%0检 查 并 更 换 二 极 管
+0检 查 开 关 管 是 否 有 负 压,更 换 开 关 管
- 跳 闸
,0电 源 电 压 过 低
-0电 源 电 压 不 符
!0线 路 接 法 不 对
"0线 圈 损 坏
,0提 高 电 源 电 压
-0改 正 电 源 电 压
!0改 正 接 线
"0更 换 线 圈
! 线 圈 过 热
,0电 源 电 压 不 符
-0线 未 接 好,螺 钉 松 动
,0改 正 电 源 电 压
-0接 好 并 紧 固 螺 钉
" 线 圈 烧 坏
,0电 源 电 压 不 符
-0辅 助 开 关 触 点 损 坏 或 不 动 作
,0改 正 电 源 电 压
-0检 查 并 更 换 辅 助 开 关
’ 开 关 管 表 面 漏 气 开 关 管 表 面 附 有 杂 物 或 水 测 量 开 关 管 绝 缘 电 阻,清 洁 开 关 管 外 壳
( 二 极 管 击 穿 电 源 电 压 不 符 改 正 电 源 电 压
) 动 作 速 击 辅 助 开 关 触 点 损 坏 或 不 动 作 检 查 并 更 换 辅 助 开 关
% 通 电 部 分 过 热 线 未 接 好,紧 固 螺 钉 松 动 接 好 线 并 拧 紧 螺 钉
·!""·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇二,直 流 接 触 器 安 装 与 维 修
( 一 ) 概 述直 流 接 触 器 主 要 用 于 远 距 离 接 通 和 分 断 直 流 电 路 和 频 繁 地 使 直 流 电 动 机 起 动,停 止,反 转 和 反 接 制 动 。
直 流 接 触 器 由 操 作 电 磁 系 统,触 点 灭 弧 系 统,辅 助 触 点 及 底 板 等 部 分 组 成 。 当 接 通 操 作 线 圈 的 操 作 电 源时,其 磁 系 统 就 产 生 电 磁 吸 力,带 动 可 动 部 分,使 接 触 器 触 点 闭 合 ; 当 操 作 线 圈 断 电 时,电 磁 吸 力 消 失,在 触 点压 力 和 断 开 弹 簧 的 带 动 下,使 触 点 断 开 。
直 流 接 触 器 分 为,一 般 直 流 接 触 器,牵 引 直 流 接 触 器 和 高 电 感 直 流 接 触 器 。 常 用 的 直 流 接 触 器 有 !"#、
!"$#,!"$%,!"$&,!"$’,!"(( 等 系 列 。
选 择 直 流 接 触 器 时,首 先 对 其 使 用 场 合 和 控 制 对 象 的 工 作 参 数 进 行 全 面 了 解,包 括 控 制 功 率,工 作 电 压,
电 流,操 作 频 率,工 作 制,控 制 电 路 参 数 及 环 境 条 件 等 。 然 后,再 从 各 种 系 列 中 确 定 适 合 其 用 途 的 直 流 接 触 器型 号 及 规 格 。
型 号 说 明,
( 二 ) 安 装 和 维 修直 流 接 触 器 的 正 确 安 装 和 定 期 维 修,可 延 长 使 用 寿 命 和 确 保 安 全 可 靠 的 运 行 。
$)安 装 前
( $) 检 查 所 选 用 的 接 触 器 是 否 能 满 足 电 路 实 际 使 用 的 要 求 。
( () 检 查 外 观 是 否 完 整 无 损,灭 弧 室 和 胶 木 件 有 无 破 裂 。
( *) 铁 心 极 表 面 有 无 防 锈 油 或 出 现 锈 渍 。
( +) 用 手 开 闭 接 触 器,观 查 可 动 部 分 是 否 灵 活,有 无 卡 碰 现 象 。
(,) 检 查 和 调 整 触 点 工 作 参 数 ( 如 开 距,超 程,初 压 力,终 压 力 等 ),触 点 动 作 的 同 步 性 和 接 触 良 好 性 。
()安 装 时
( $) 根 据 使 用 说 明 书 正 确 地 安 装 和 接 线,在 规 定 的 飞 弧 距 离 内 严 禁 有 任 何 物 体 。 对 有 接 线 极 性 要 求 的 直流 接 触 器 必 须 严 格 按 规 定 的 极 性 连 接 。 大 额 定 电 流 接 触 器 的 直 流 操 作 线 圈 与 电 源 的 连 接 线 如 太 长,应 选 用加 大 截 面 积 的 导 线,以 免 连 接 导 线 压 降 太 大 而 影 响 可 靠 的 闭 合 。 对 于 直 流 接 触 器 磁 系 统 是 带 电 的,应 特 别 注意 必 须 安 装 在 绝 缘 底 座 上 。
( () 安 装 要 牢 固,防 止 有 小 零 件 掉 进 接 触 器 内 。
( *) 对 有 灭 弧 室 的 接 触 器,可 先 将 灭 弧 室 拆 下,待 安 装 固 定 好 后,再 将 灭 弧 室 装 上 。
*)安 装 后
( $) 用 手 开 闭 接 触 器,检 查 可 动 部 分 的 灵 活 性 。
( () 测 量 绝 缘 电 阻 应 不 小 于 $,-
!

·+++· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 检 查 接 线 正 确 无 误 后,应 在 主 触 点 不 带 电 的 情 况 下 试 操 作 数 次,其 动 作 符 合 要 求 后,才 能 投 入 运 行 。
( ") 对 控 制 电 动 机 正 反 转 直 流 接 触 器,应 检 查 电 气 联 锁 和 机 械 联 锁 的 可 靠 性 。
( #) 接 触 器 初 投 入 运 行 前,观 察 其 分 断 电 弧 时 的 声 光 情 况 是 否 正 常 。
"$使 用 后
( %) 外 观 检 查 清 除 灰 尘,检 查 外 观 是 否 完 整 无 损,拧 紧 紧 固 件 。
( &) 灭 弧 室 维 修 检 查 灭 弧 室 有 无 破 裂 或 严 重 烧 损,灭 弧 室 内 的 栅 片 有 无 变 形 或 脱 落,若 不 能 修 复 应 预以 更 换 ; 若 不 须 更 换,可 用 毛 刷 进 行 清 理 或 铲 除 灭 弧 室 内 的 金 属 溅 物 和 颗 粒 。 重 新 安 装 灭 弧 室 时,应 将 它 安装 在 原 来 一 极 上,不 能 随 意 改 变 更 换 到 另 一 极 上,以 免 影 响 灭 弧 能 力 。
( !) 触 点 维 修 触 点 上 有 烧 毛 现 象 是 正 常 的,不 会 影 响 工 作 能 力,通 常 不 必 清 理 。 若 触 点 接 触 处 有 金 属颗 粒 或 毛 刺,可 用 细 锉 锉 掉,锒 焊 触 点 若 有 开 焊,裂 缝 或 磨 损 到 原 来 厚 度 的 %’! 时,应 予 更 换 。
( ") 铁 心 维 修 检 查 铁 心 极 面 有 无 变 形,松 开 现 象,擦 拭 极 面 上 的 污 垢,交 流 操 作 铁 心 的 短 路 环 有 无 断裂,直 流 操 作 铁 心 非 磁 性 垫 片 有 无 磨 损 或 脱 落,检 查 缓 冲 件 是 否 完 整,位 置 是 否 正 确 。
( #) 操 作 线 圈 维 修 检 查 线 圈 外 表 层 有 无 过 热 变 色,接 线 有 无 松 动,线 圈 骨 架 有 无 碎 裂 现 象,检 查 线 圈 的固 定 是 否 牢 固,缓 冲 性 是 否 完 整 。
( 三 ) 常 见 故 障 与 处 理直 流 接 触 器 常 见 故 障 与 处 理 方 法 见 表 ( ) *。
表 ( ) * 直 流 接 触 器 常 见 故 障 与 处 理 方 法序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
%
吸 不 上 或 吸 不 到底
%$电 源 电 压 过 低
&$控 制 回 路 电 源 容 量 不 足 或 发 生 断 路或 控 制 触 点 接 触 不 良
!$线 圈 参 数 与 使 用 条 件 不 符
"$可 动 部 分 卡 住,线 圈 断 线 或 烧 坏
#$触 点 压 力 与 超 程 过 大
*$直 流 操 作 双 绕 组 线 圈 并 联 在 保 持 绕组 或 经 济 电 阻 上 的 常 闭 辅 助 触 点 断 开过 早
%$调 高 电 源 电 压
&$增 加 电 源 容 量,修 复 线 路 或 控制 触 点
!$调 换 线 圈
"$排 除 卡 住 现 象 或 更 换 线 圈
#$重 新 调 整 触 点 参 数
*$修 复 或 更 换 常 闭 辅 助 触 点
& 吸 上 立 即 又 断 开直 流 操 作 双 绕 组 线 圈 的 保 持 绕 组 断 线或 接 线 头 松 动更 换 线 圈 或 紧 固 接 线 头
!
不 释 放 或 释 放 缓慢
%$触 点 压 力 太 小
&$触 点 熔 焊
!$可 动 部 分 卡 住
"$反 力 弹 簧 力 太 小 或 损 坏
#$交 流 操 作 的 铁 心 中 肢 气 隙 消 失,使 剩磁 增 大
*$铁 心 极 面 有 污 垢 粘 着
+$直 流 操 作 电 磁 铁 非 磁 性 垫 片 脱 落 或磨 损
%$调 整 触 点 压 力
&$修 复 或 更 换 触 点
!$排 除 卡 住 现 象
"$调 整 或 更 换 反 力 弹 簧
#$更 换 铁 心
*$清 理 铁 心 极 面
+$装 好 或 更 换 非 磁 性 垫 片
·#""·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
! 线 圈 过 热 或 烧 坏
"#控 制 电 源 电 压 过 高 或 过 低
$#线 圈 技 术 参 数 与 实 际 使 用 条 件 不 符
%#线 圈 质 量 不 好 或 绝 缘 损 坏
!#使 用 环 境 中 空 气 潮 湿,含 有 腐 蚀 性 气体 或 温 度 过 高
&#交 流 操 作 或 双 绕 组 或 带 经 济 电 阻 的磁 系 统 的 可 动 部 分 卡 住
’#交 流 操 作 电 磁 铁 铁 心 极 面 不 平 或 铁心 气 隙 过 大
(#直 流 操 作 电 磁 铁 的 双 绕 组 线 圈 由 于常 闭 辅 助 触 点 不 释 放
"#调 整 电 源 电 压
$#更 换 线 圈
%#更 换 线 圈
!#采 用 特 殊 设 计 线 圈
&#排 除 卡 住 故 障
’#清 理 铁 心 极 面 或 更 换 铁 心
(#修 复 常 闭 辅 助 触 点
&
交 流 操 作 电 磁 铁的 噪 声 大
"#铁 心 极 面 生 锈 或 有 污 垢
$#短 路 环 断 裂
%#铁 心 极 面 磨 损 过 度 而 不 平
!#触 点 压 力 过 大
&#铁 心 歪 斜 或 被 卡 住
’#电 源 电 压 过 低
"#清 理 铁 心 极 面
$#更 换 短 路 环 或 铁 心
%#更 换 铁 心
!#调 整 触 点 压 力
&#调 整 铁 心
’#提 高 电 源 电 压

触 点 过 度 磨 损 或熔 焊
"#操 作 频 率 过 高 或 过 载
$#负 载 侧 短 路
%#触 点 压 力 过 小
!#触 点 表 面 有 突 起 的 金 属 颗 粒 或 异 物
&#控 制 电 源 电 压 过 低
’#可 动 部 分 卡 住,吸 合 过 程 有 停 滞 或 合不 到 底
(#两 极 触 点 动 作 不 同 步
)#永 久 磁 铁 退 磁,磁 吹 力 不 足
"#调 换 合 适 的 接 触 器
$#找 出 短 路 故 障 并 排 除
%#调 整 触 点 压 力
!#清 理 触 点 表 面
&#调 高 电 源 电 压
’#排 除 卡 住 故 障
(#调 整 触 点 使 其 同 步
)#更 换 永 久 磁 铁
( 触 点 过 热 或 灼 伤
"#触 点 压 力 过 小
$#触 点 上 有 污 垢,表 面 不 平 或 有 突 起 金属 颗 粒
%#环 境 温 度 过 高 或 装 在 封 闭 或 控 制 箱中 使 用
!#操 作 频 率 过 高,工 作 电 流 过 大,触 点的 通 断 能 力 不 足
"#调 整 触 点 压 力
$#清 理 或 修 整 触 点 表 面
%#更 换 容 量 大 的 接 触 器
!#更 换 容 量 大 的 接 触 器
·’!!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
! 相 间 短 路
"#可 逆 转 换 接 触 器 的 机 械 和 电 气 联 锁失 灵,使 两 台 正 反 转 接 触 器 同 时 闭 合 或由 于 接 触 器 燃 弧 时 间 太 长,转 换 时 间短,发 生 电 弧 短 路
$#尘 埃 堆 积,潮 湿,过 热 使 绝 缘 损 坏
%#绝 缘 件 或 灭 弧 室 损 坏
&#永 久 磁 铁 磁 吹 接 触 器 的 进 出 线 极 性接 反,电 弧 反 吹
"#检 查 联 锁,在 控 制 线 路 中 增 加中 间 环 节 或 调 换 动 作 时 间 长 的接 触 器
$#保 持 清 洁
%#更 换 损 坏 部 分
&#纠 正 进 出 线 的 极 性三,交 流 接 触 器 运 行 与 维 修
( 一 ) 概 述接 触 器 主 要 用 于 频 繁 接 通 或 分 断 交,直 电 路 。 具 有 控 制 容 量 大,可 远 距 离 操 作,能 实 现 联 锁 控 制,并 有 失压 及 欠 压 保 护,广 泛 应 用 于 自 动 控 制 电 路,其 主 要 控 对 象 是 电 动 机,也 可 用 于 控 制 其 他 电 力 负 载,如 电 热 器,
照 明,电 焊 机,电 容 器 组 等 。
接 触 器 按 控 制 电 流 的 种 类 可 分 为,交 流 接 触 器 和 直 流 接 触 器,这 里 主 要 介 绍 交 流 接 触 器 。
常 开 的 交 流 接 触 器 有,’("),’($) 等 。
型 号 说 明,
( 二 ) 工 作 原 理 和 结 构
"#工 作 原 理当 电 磁 线 圈 不 通 电 时,弹 簧 的 反 作 用 力 或 动 铁 心 的 自 重 使 主 触 点 保 持 断 开 位 置 。 当 电 磁 线 圈 接 通 额 定电 压 时,电 磁 吸 力 克 服 弹 簧 的 反 作 用 力 将 动 铁 心 吸 向 静 铁 心,带 动 主 触 点 闭 合,辅 助 触 点 也 随 之 动 作 。
$#结 构交 流 接 触 器 主 要 由 电 磁 系 统,触 点 系 统,灭 弧 装 置 和 其 他 部 分 组 成 。
( ") 电 磁 系 统 电 磁 系 统 是 接 触 器 的 重 要 组 成 部 分,包 括 电 磁 线 圈 和 铁 心 。 接 触 器 依 靠 它 来 带 动 触 点 的闭 合 与 断 开 。
( $) 触 点 系 统 触 点 是 接 触 器 的 执 行 部 分,包 括 主 触 点 和 辅 助 触 点 。 主 触 点 的 作 用 是 接 通 和 切 断 主 回路,控 制 较 大 的 电 流,一 般 为 数 安 到 数 百 安,甚 至 高 达 数 千 安 。 而 辅 助 触 点 是 接 在 控 制 回 路 中,其 额 定 电 流 一般 为 * + "),,以 满 足 各 种 控 制 方 式 的 要 求 。 为 了 保 证 接 触 器 可 靠 工 作,触 点 必 须 满 足 以 下 要 求,
") 连 续 工 作 时 不 应 超 过 规 定 的 允 许 温 升 。
$) 闭 合 时 接 触 良 好,断 开 后 触 点 间 应 有 足 够 的 绝 缘 间 隙 。
%) 具 有 一 定 的 接 通 和 分 断 能 力,在 规 定 的 条 件 下 接 通 电 流 时 不 应 发 生 熔 焊 。
&) 有 足 够 的 机 械 强 度 及 动,热 稳 定 性 。
*) 耐 弧 耐 磨,使 用 寿 命 长 。
·-&&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!) 制 造 和 维 修 方 便 。
( ") 灭 弧 系 统 在 接 触 器 中 灭 弧 装 置 主 要 是 用 来 保 证 触 点 断 开 电 路 时 产 生 的 电 弧 可 靠 的 熄 灭,减 少 电 弧对 触 点 的 破 坏 作 用,使 电 器 能 可 靠 工 作 。 当 接 触 器 在 接 通 或 切 断 负 荷 电 流 时,主 触 点 会 产 生 较 大 的 电 弧 容 易损 坏 触 点,为 了 迅 速 熄 灭 断 开 时 的 电 弧,通 常 容 量 较 大 的 接 触 器 都 装 有 灭 弧 装 置 。 对 #$% 以 下,利 用 相 间 隔板 隔 弧,&$% 以 上,采 用 半 封 式 纵 缝 陶 土 灭 弧 罩,并 配 有 强 磁,吹 弧 回 路 。
( ’) 其 他 部 分 有 绝 缘 外 壳,各 种 弹 簧,短 路 环,传 动 机 构 等 。
( 三 ) 接 触 器 的 选 用选 择 接 触 器 时 应 根 据 不 同 的 使 用 条 件,正 确 地 选 择 产 品 类 型 和 容 量 等 级,才 能 保 证 接 触 器 在 控 制 系 统 中长 期 可 靠 运 行 。 主 触 点 的 额 定 电 流 应 大 于 或 等 于 电 动 机 的 额 定 电 流,在 频 繁 操 作 时,或 用 于 频 繁 正 反 转 及 反接 制 动 时,决 定 接 触 器 容 量 时 必 须 考 虑 电 动 机 的 起 动 电 流,通 电 持 续 率 。 为 了 防 止 主 触 点 的 烧 蚀 和 过 早 损坏,应 将 触 点 的 额 定 电 流 降 低 使 用,通 常 可 降 低 一 个 电 流 等 级 或 选 大 一 档 的 。
吸 引 线 圈 允 许 在 额 定 电 压 的 ()* + #$)*范 围 内 正 常 使 用,其 电 压 等 级 有 "!,,##$,,#&-,,&&$,,"($,
等,可 根 据 控 制 回 路 的 电 压 等 级 来 选 择 。
接 触 器 用 在 不 同 的 工 作 电 压 时,一 般 按 控 制 功 率 相 等 的 原 则 计 算 接 触 器 的 工 作 电 流 。 在 较 低 的 工 作 电压 下 的 工 作 电 流 不 应 超 过 同 一 接 触 器 的 额 定 发 热 电 流 ; 最 高 工 作 电 压 不 能 超 过 接 触 器 的 额 定 绝 缘 电 压 ; 在 较高 的 工 作 电 压 下,接 触 器 的 控 制 功 率 可 能 有 所 增 加 或 降 低,主 要 取 决 于 其 触 点 系 统 性 能 的 好 坏 。 可 根 据 不 同工 作 电 压 的 控 制 功 率 进 行 选 择 。
( 四 ) 安 装 使 用
#.安 装 前
( #) 应 检 查 名 牌 及 线 圈 上 的 技 术 数 据 ( 如 额 定 电 压,电 流,操 作 频 率 和 通 电 持 续 率 等 ) 是 否 符 合 实 际 使 用要 求 。
( &) 用 手 分 合 接 触 器 的 活 动 部 分,要 求 动 作 灵 活 无 卡 住 现 象 。
( ") 将 铁 心 极 面 上 的 防 锈 油 擦 净,以 免 油 垢 粘 滞 而 造 成 接 触 器 在 断 电 时 不 能 释 放 。
( ’) 检 查 和 调 整 触 点 的 工 作 参 数 ( 如 开 距,超 程,初 压 力 和 终 压 力 等 ),并 使 各 极 触 点 的 动 作 同 步 。
&.安 装
( #) 安 装 接 线 时 不 要 使 螺 钉,垫 圈,接 线 头 等 零 件 失 落,以 免 掉 进 接 触 器 内 部 而 造 成 卡 住 或 短 路 现 象 。 安装 时 应 将 螺 钉 拧 紧,以 防 振 动 松 脱 。
( &) 检 查 接 线 正 确 无 误 后,应 在 主 触 点 不 带 电 的 情 况 下,先 使 吸 引 线 圈 通 电 合 分 数 次,检 查 动 作 是 否 可靠,然 后 才 能 进 行 使 用 。
( ") 用 于 可 逆 转 换 的 接 触 器,为 了 保 证 联 锁 可 靠,除 利 用 辅 助 触 点 进 行 电 气 联 锁 外,有 时 还 加 装 联 锁 机构 。
".使 用
( #) 在 使 用 中 应 定 期 检 查 各 部 件,要 求 紧 固 件 无 松 脱,可 动 部 分 无 卡 住 。 零 部 件 若 有 损 坏,应 及 时 修 复 或更 换 。
( &) 触 点 表 面 应 经 常 保 持 清 洁,不 允 许 涂 油,若 触 点 表 面 由 于 电 弧 作 用 而 形 成 金 属 小 珠 时,应 及 时 铲 除 。
若 触 点 严 重 磨 损 后,超 程 应 及 时 调 整,当 厚 度 只 剩 下 #/" 时,应 及 时 调 换 触 点 。 当 银 及 银 基 合 金 触 点 表 面 在分 断 电 弧 中 生 成 的 黑 色 氧 化 膜 接 触 电 阻 很 低,不 会 造 成 接 触 不 良 现 象,所 以,不 必 锉 修,否 则 会 使 触 点 寿 命 大大 缩 短 。
( ") 原 来 带 有 灭 弧 罩 的 接 触 器 决 不 能 不 带 灭 弧 罩 使 用,以 防 发 生 短 路 事 故 。 对 于 陶 土 灭 弧 罩 性 脆 易 碎,
应 避 免 碰 撞,若 有 裂 碎,应 及 时 更 换 。
( 五 ) 运 行 与 维 修
#.运 行 中 检 查
( #) 通 过 的 负 荷 电 流 是 否 在 接 触 器 的 额 定 值 之 内 。
( &) 接 触 器 的 分,合 信 号 指 示 是 否 与 电 路 状 态 相 符 。
·(’’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 灭 弧 室 内 有 无 因 接 触 不 良 而 发 出 放 电 响 声 。
( ") 电 磁 线 圈 有 无 过 热 现 象,电 磁 铁 上 的 短 路 环 有 无 脱 出 和 损 伤 现 象 。
( #) 接 触 器 与 导 线 的 连 接 处 有 无 过 热 现 象 。
( $) 辅 助 触 点 有 无 烧 蚀 现 象 。
( %) 灭 弧 罩 有 无 松 动 和 损 裂 现 象 。
( &) 绝 缘 杆 有 无 损 裂 现 象 。
( ’) 铁 心 吸 合 是 否 良 好,有 无 较 大 的 噪 声,断 开 后 是 否 能 返 回 到 正 常 位 置 。
( ()) 周 围 的 环 境 有 无 变 化,有 无 不 利 于 接 触 器 正 常 运 行 的 因 素,如 振 动 过 大,通 风 不 良,导 电 尘 埃 等 。
*+检 查 与 维 护定 期 做 好 维 护 工 作,是 保 证 接 触 器 可 靠 地 运 行,延 长 使 用 寿 命 的 有 效 措 施 。
( () 定 期 检 查 外 观
() 消 除 灰 尘,先 用 棉 布 沾 有 少 量 汽 油 擦 洗 油 污,再 用 布 擦 干 。
*) 定 期 检 查 接 触 器 各 紧 固 件 是 否 松 动,特 别 是 紧 固 压 接 导 线 的 螺 钉,以 防 止 松 动 脱 落 造 成 连 接 处 发 热 。
如 发 现 过 热 点 后,可 用 整 形 锉 轻 轻 锉 去 导 电 零 件 相 互 接 触 面 的 氧 化 膜,再 重 新 固 定 好 。
!) 检 查 接 地 螺 钉 是 否 紧 固 牢 靠 。
( *) 灭 弧 触 点 系 统 检 查
() 检 查 动,静 触 点 是 否 对 准,三 相 是 否 同 时 闭 合,应 调 节 触 点 弹 簧 使 三 相 一 致 。
*) 测 量 相 间 绝 缘 电 阻,其 阻 值 不 低 于 (),
!

!) 触 头 磨 损 深 度 不 得 超 过 (--,严 重 烧 损,开 焊 脱 落 时 必 须 更 换 触 点,对 银 或 银 基 合 金 触 点 有 轻 微 烧 损或 接 触 面 发 黑 或 烧 毛,一 般 不 影 响 正 常 使 用,可 不 进 行 清 理,否 则 会 促 使 接 触 器 损 坏,如 影 响 接 触 时,可 用 整形 锉 磨 平 打 光,除 去 触 点 表 面 的 氧 化 膜,不 能 使 用 砂 纸 。
") 更 换 新 触 点 后 应 调 整 分 开 距 离,超 额 行 程 和 触 点 压 力,使 其 保 持 在 规 定 范 围 之 内 。
#) 辅 助 触 点 动 作 是 否 灵 活,触 点 有 无 松 动 或 脱 落,触 点 开 距 及 行 程 应 符 合 规 定 值,当 发 现 接 触 不 良 又 不易 修 复 时,应 更 换 触 点 。
( !) 铁 心 检 查
() 定 期 用 干 燥 的 压 缩 空 气 吹 净 接 触 器 堆 积 的 灰 尘,灰 尘 过 多 会 使 运 动 系 统 卡 住,机 械 磨 损 加 大 。 当 带 电部 件 间 堆 聚 过 多 的 导 电 尘 埃 时,还 会 造 成 相 间 击 穿 短 路 。
*) 应 清 除 灰 尘 及 油 污,定 期 用 棉 纱 蘸 有 少 量 汽 油 或 用 刷 子 将 铁 心 极 面 间 油 污 擦 干 净,以 免 引 起 铁 心 发 响及 线 圈 断 电 时 接 触 器 不 释 放 。
!) 检 查 各 缓 冲 件 位 置 是 否 正 确 齐 全 。
") 铁 心 端 面 有 无 松 散 现 象,可 检 查 铆 钉 有 无 断 裂 。
#) 短 路 环 有 无 脱 落 或 断 裂,若 有 断 裂 会 引 起 很 大 噪 声,应 更 换 短 路 环 或 铁 心 。
$) 电 磁 铁 吸 力 是 否 正 常,有 无 错 位 现 象 。
( ") 电 磁 线 圈 检 查
() 定 期 检 查 接 触 器 控 制 回 路 电 源 电 压,并 调 整 到 一 定 范 围 之 内,当 电 压 过 高 线 圈 会 发 热,关 合 时 冲 击 大 。
当 电 压 过 低 关 合 速 度 慢,容 易 使 运 动 部 件 卡 住,触 头 焊 接 一 起 。
*) 电 磁 线 圈 在 电 源 电 压 为 线 圈 电 压 的 &#,/ ()#.时 应 可 靠 动 作,如 电 源 电 压 低 于 线 圈 额 定 电 压 的 ").
时 应 可 靠 释 放 。
!) 线 圈 有 无 过 热 或 表 面 老 化,变 色 现 象,如 表 面 温 度 高 于 $#0,即 表 明 线 圈 过 热,可 引 起 匝 间 短 路 。 如不 易 修 复 时,应 更 换 线 圈 。
") 引 线 有 无 断 开 或 开 焊 现 象 。
#) 线 圈 骨 架 有 无 磨 损,裂 纹,是 否 牢 固 地 装 在 铁 心 上,若 发 现 必 须 及 时 处 理 或 更 换 。
$) 运 行 前 应 用 兆 欧 表 测 量 绝 缘 电 阻,是 否 在 允 许 范 围 之 内 。
( #) 灭 弧 罩 检 查
() 灭 弧 罩 有 无 裂 损,当 严 重 时 应 更 换 。
·’""·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!) 对 栅 片 灭 弧 罩,检 查 是 否 完 整 或 烧 损 变 形,严 重 松 脱 位 置 变 化,如 不 易 修 复 应 及 时 更 换 。
") 清 除 罩 内 脱 落 杂 物 及 金 属 颗 粒 。
( #) 维 护 使 用 中 注 意 事 项
$) 在 更 换 接 触 器 时,应 保 证 主 触 头 的 额 定 电 流 大 于 或 等 于 负 载 电 流,使 用 中 不 要 用 并 联 触 头 的 方 式 来 增加 电 流 容 量 。
!) 对 于 操 作 频 繁,起 动 次 数 多 ( 如 点 动 控 制 ),经 常 反 接 制 动 或 经 常 可 逆 运 转 的 电 动 机,应 更 换 重 任 务 型接 触 器,如 %&$’( 系 列 交 流 接 触 器,或 更 换 比 通 用 接 触 器 大 一 档 至 二 档 的 接 触 器 。
") 当 接 触 器 安 装 在 容 积 一 定 的 封 闭 外 壳 中,更 换 后 的 接 触 器 在 其 控 制 回 路 额 定 电 压 下 磁 系 统 的 损 耗 及主 回 路 工 作 电 流 下 导 电 部 分 的 损 耗,不 能 比 原 来 接 触 器 大 很 多,以 免 温 升 超 过 规 定 。
)) 更 换 后 的 接 触 器 与 周 围 金 属 体 间 沿 喷 弧 方 向 的 距 离,不 得 小 于 规 定 的 喷 弧 距 离 。
*) 更 换 后 的 接 触 器 在 用 于 可 逆 转 换 电 路 时 动 作 时 间 应 大 于 接 触 器 断 开 时 的 电 弧 燃 烧 时 间,以 免 可 逆 转换 电 路 时 发 生 短 路 。
#) 更 换 后 的 接 触 器,其 额 定 电 流 及 关 合 与 分 断 能 力 均 不 能 低 于 原 来 接 触,而 线 圈 电 压 应 与 原 控 制 电 路 电压 相 符 。
+) 电 气 设 备 大 修 后,在 重 新 安 装 电 气 系 统 时,应 采 用 线 圈 电 压 符 合 标 准 电 压,如 机 床 电 气 标 准 电 压 为
$$’,。
-) 接 触 器 的 实 际 操 作 频 率 不 应 超 过 规 定 的 数 值,以 免 引 起 触 头 严 重 发 热,甚 至 熔 焊 。
.) 更 换 元 件 时 应 考 虑 安 装 尺 寸 的 大 小,以 便 留 出 维 修 空 间,有 利 于 日 常 维 护 时 的 安 全 。
"/故 障 分 析 与 处 理
( $) 通 电 后 接 触 器 不 能 吸 合 或 吸 合 后 断 不 开 当 接 触 器 不 能 吸 合 时,首 先 检 查 电 磁 线 圈 两 端 有 无 电 压 。
如 无 电 压,说 明 故 障 发 生 在 控 制 回 路,可 根 据 具 体 电 路 检 查 处 理 ; 如 有 电 压 但 低 于 线 圈 额 定 电 压,使 电 磁 线 圈通 电 后 产 生 的 电 磁 力 不 足 以 克 服 弹 簧 的 反 作 用 力,这 时 应 更 换 线 圈 或 改 接 电 路 ; 如 有 额 定 电 压,多 数 情 况 是线 圈 本 身 可 能 开 路,应 用 万 用 表 测 量 线 圈 电 阻,如 接 线 螺 丝 松 脱 应 紧 固,线 圈 断 线 应 更 换 线 圈 。
接 触 器 运 动 部 分 的 机 械 机 构 及 动 触 头 卡 住 使 接 触 器 不 能 吸 合,可 对 机 械 机 构 进 行 修 整,调 整 灭 弧 罩 与 触头 的 位 置,消 除 摩 擦 ; 当 转 轴 生 锈,歪 斜 也 会 造 成 接 触 器 通 电 后 不 吸 合,应 拆 开 检 查,清 洗 转 轴 及 支 承 杆,组 装时 要 保 证 转 轴 转 动 灵 活 或 更 换 配 件 。
接 触 器 吸 合 一 下 又 断 开,一 般 是 因 自 锁 回 路 中 的 辅 助 触 头 接 触 不 良,使 电 路 自 锁 环 节 失 去 作 用,检 修 动合 辅 助 触 头,保 证 接 触 良 好 。
( !) 接 触 器 吸 合 不 正 常 接 触 器 吸 合 不 正 常 是 接 触 器 吸 合 过 于 缓 慢,触 点 不 能 完 全 闭 合,铁 心 吸 合 不 紧而 产 生 异 常 噪 声 等 不 正 常 现 象 。
控 制 电 路 的 电 源 电 压 低 于 -*0额 定 值,电 磁 线 圈 通 电 后 所 产 生 的 电 磁 吸 力 不 足,难 以 使 动 铁 心 迅 速 吸向 静 铁 心,引 起 接 触 器 吸 合 缓 慢 或 吸 合 不 紧,应 检 查 控 制 电 路 电 源 电 压,设 法 调 整 至 额 定 工 作 电 压 。
弹 簧 压 力 不 适 当,引 起 接 触 器 吸 合 不 正 常,当 弹 簧 的 反 作 用 力 太 大 造 成 吸 合 缓 慢,触 点 弹 簧 压 力 超 程 过大,会 使 铁 心 不 能 完 全 闭 合,而 触 头 的 弹 簧 压 力 与 释 放 压 力 太 大 会 使 触 点 不 能 完 全 闭 合,应 对 于 弹 簧 的 压 力进 行 相 应 的 调 整 或 更 换 弹 簧 。
动,静 铁 心 间 的 间 隙 太 大,可 动 部 分 卡 住,转 轴 生 锈,歪 斜 都 会 引 起 接 触 器 吸 合 不 正 常,应 拆 开 检 查,重 新装 配,调 整 间 隙 或 清 洗 转 轴 及 支 撑 杆,组 装 后 保 证 转 轴 转 动 灵 活,必 要 时 更 换 配 件 。
铁 心 板 面 因 长 期 频 繁 碰 撞,沿 叠 片 厚 度 方 向 向 外 扩 张 又 不 平 整 而 产 生 异 常 响 声,应 用 锉 刀 修 整,必 要 时更 换 铁 心,如 果 短 路 环 断 裂,应 更 换 尺 寸 一 样 的 短 路 环 。
( ") 接 触 器 主 触 点 过 热 或 熔 焊 接 触 器 主 触 点 过 热 或 熔 焊 一 般 是 因 触 点 接 触 不 良,通 过 电 流 过 大 造 成的 。
接 触 器 吸 合 过 于 缓 慢 或 有 停 滞 现 象,触 点 停 顿 在 似 接 触 非 接 触 的 位 置 上,或 者 触 点 表 面 严 重 氧 化 及 灼伤,使 接 触 电 阻 增 大 都 会 使 主 触 点 过 热,应 清 除 主 触 点 表 面 氧 化 层,可 用 细 锉 刀 轻 轻 锉 平,保 证 接 触 良 好 。
接 触 器 用 于 频 繁 起 动 设 备 中,主 触 点 频 繁 地 受 到 起 动 电 流 冲 击,会 造 成 过 热 或 熔 焊,应 合 理 操 作 避 免 频繁 起 动,或 选 用 适 合 于 操 作 频 繁 及 通 电 持 续 率 长 的 接 触 器 。 主 触 点 长 时 间 通 过 过 负 荷 电 流 也 会 造 成 过 热 或
·’*)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册熔 焊,应 减 轻 负 荷,使 设 备 在 额 定 状 态 下 运 行,或 根 据 设 备 的 工 作 电 流,重 新 选 择 合 适 的 接 触 器 。
负 荷 侧 有 短 路 点,吸 合 时 短 路 电 流 通 过 主 触 点,会 造 成 主 触 点 熔 焊,应 检 查 短 路 点 并 排 除 故 障 。 接 触 器三 相 主 触 点 闭 合 时 不 同 步,某 两 相 主 触 点 受 特 大 起 动 电 流 冲 击,也 会 造 成 主 触 点 熔 焊 。 应 检 查 主 触 点 闭 合 状态,调 整 动 静 触 点 间 隙 达 到 同 步 接 触 。
( !) 接 触 器 线 圈 断 电 后 铁 心 不 能 释 放 接 触 器 经 长 期 运 行,较 多 的 撞 击 使 铁 心 板 面 变 形,,” 字 型 铁 心中 间 磁 极 面 上 的 间 隙 逐 渐 消 失,使 线 圈 断 电 后 铁 心 产 生 较 大 的 剩 磁,将 使 动 铁 心 粘 附 在 静 铁 心 上,造 成 接 触器 断 电 后 不 能 释 放,应 用 锉 刀 锉 平 或 在 平 面 磨 床 上 磨 光 铁 心 接 触 面,保 证 其 间 隙 不 大 于 "#$% & "#’((。
铁 心 极 面 上 油 污 和 尘 屑 太 多,会 造 成 接 触 器 线 圈 断 电 后 铁 心 不 能 释 放,应 清 除 油 污 。 或 动 触 点 弹 簧 压 力太 小,可 调 整 弹 簧 压 力,必 要 时 更 换 弹 簧 。
接 触 器 触 点 熔 焊 也 将 会 造 成 断 电 后 铁 心 不 能 释 放 。
安 装 不 符 合 要 求 或 更 换 新 接 触 器 时 铁 心 表 面 防 锈 油 没 有 清 除,安 装 时 应 使 倾 斜 度 不 超 过 %),如 铁 心 表 面有 防 锈 油,应 擦 净 油 即 可 。
!#常 见 故 障 与 处 理接 触 器 常 见 故 障 与 处 理 方 法 见 表 * +,。
表 * +,接 触 器 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
$ 不 吸 合
$#线 圈 供 电 线 路 断 路
’#线 圈 导 线 断 路 或 烧 坏
-#控 制 按 钮 的 触 点 失 效,控 制 回 路 触 点接 触 不 良,不 能 接 通 电 路
!#机 械 可 动 部 分 卡 住,转 轴 生 锈 或 歪 斜
%#控 制 回 路 接 线 错 误
.#电 源 电 压 过 低
$#更 换 导 线
’#更 换 线 圈
-#检 查 控 制 回 路,消 除 故 障
!#排 除 卡 住 故 障,修 理 受 损 零 件
%#检 查,改 正 线 路
.#调 整 电 源 电 压

吸 力 不 足 ( 即 不能 完 全 闭 合 )
$#电 源 电 压 过 低 或 波 动 较 大
’#控 制 回 路 电 源 容 量 不 足,电 压 低 于 线圈 额 定 电 压
-#触 点 弹 簧 压 力 过 大 或 触 点 超 额 行 程太 大
!#控 制 回 路 触 点 不 清 洁 或 严 重 氧 化 使触 点 接 触 不 良
$#调 整 电 源 电 压
’#增 加 电 源 容 量,提 高 电 压
-#调 整 弹 簧 压 力 及 行 程
!#定 期 清 扫,修 理 控 制 触 点
- 吸 合 太 猛 控 制 电 路 电 源 电 压 大 于 线 圈 电 压 调 整 控 制 电 路 电 源 电 压
!
不 释 放 或 释 放缓 慢
$#可 动 部 分 被 卡 住,转 轴 生 锈 或 歪 斜
’#触 点 弹 簧 压 力 太 小
-#触 点 熔 焊
!#反 力 弹 簧 损 坏
%#铁 心 极 面 有 油 污 或 尘 埃 粘 着
.#自 锁 触 点 与 按 钮 间 的 接 线 不 正 确 使线 圈 不 断 电
,#铁 心 使 用 已 久,去 磁 气 隙 消 失,剩 磁增 大,使 铁 心 不 释 放
$#排 除 卡 住 故 障,检 修 受 损 零 件
’#调 整 触 点 弹 簧
-#排 除 熔 焊 现 象,修 理 或 更 换 触 点
!#更 换 弹 簧
%#清 理 铁 心 极 面
.#检 查 改 正 接 线
,#更 换 铁 心
·$%!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
电 磁 铁 噪 声 大或 振 动
"#线 圈 电 压 过 低
$#动,静 铁 心 的 接 触 面 相 互 接 触 不 良
%#短 路 环 断 裂 或 脱 落
&#触 点 弹 簧 压 力 过 大
!#极 面 生 锈 或 异 物 ( 油 污,尘 埃 ) 侵 入 铁心 极 面
’#铁 心 极 面 磨 损 严 重 且 不 平
(#铁 心 卡 住 或 歪 斜,使 铁 心 不 能 吸 平
)#铁 心 安 装 不 好,造 成 铁 心 松 动
"#提 高 控 制 回 路 电 压
$#修 理 接 触 面,保 证 接 触 良 好
%#处 理 或 更 换 短 路 环
&#调 整 弹 簧 压 力
!#清 理 铁 心 极 面
’#更 换 铁 心
(#解 决 铁 心 卡 住 故 障
)#紧 固 铁 心
’ 无 压 释 放 失 灵
"#反 力 弹 簧 的 反 力 过 小
$#主 触 点 磨 损 严 重 使 反 力 太 小
%#非 磁 性 垫 片 装 错 或 未 装
&#铁 心 极 面 油 污 或 因 剩 磁 作 用,使 铁 心粘 附 在 静 铁 心 上
!#铁 心 磨 损 严 重,使 中 间 极 面 防 止 剩 磁的 气 隙 太 小
"#更 换 弹 簧
$#更 换 主 触 点
%#更 换 或 加 装
&#清 除 油 污 或 更 换 铁 心
!#可 将 中 间 极 面 锉 平,锉 去 *#*! +
*#$,,
(
线 圈 过 热 或 烧损
"#电 源 电 压 过 高 或 过 低
$#操 作 次 数 过 于 频 繁
%#铁 心 极 面 不 平 或 气 隙 太 大
&#运 动 部 分 卡 住
!#线 圈 绝 缘 损 伤 或 制 造 质 量 不 好
’#使 用 环 境 条 件 特 殊 ( 空 气 潮 湿,含 有腐 蚀 性 气 体 或 环 境 温 度 太 高 )
(# 线 圈 匝 间 短 路,使 线 圈 工 作 电 流 增大,造 成 局 部 发 热
)#线 圈 技 术 参 数 与 实 际,使 用 条 件 不 符
( 电 压,频 率,通 电 持 续 率,适 用 工 作 制等 )
-#交 流 接 触 器 派 生 直 流 操 作 的 双 线 圈,
其 常 闭 联 锁 触 点 熔 焊 不 释 放
"*#铁 心 端 面 不 清 洁 有 杂 物 或 铁 心 表 面变 形,使 衔 铁 运 动 时 受 阻,造 成 动,静 触点 不 能 紧 密 闭 合,线 圈 电 流 增 大
"#调 整 电 源 电 压
$#选 择 合 适 的 接 触 器
%#处 理 极 面 或 更 换 铁 心
&#解 决 卡 住 问 题
!#排 除 损 伤 现 象 或 更 换 线 圈
’#采 用 特 殊 设 计 的 线 圈
(#排 除 短 路 故 障 或 更 换 线 圈
)#调 换 线 圈 或 接 触 器
-#调 整 联 锁 触 点 参 数 或 更 换 线 圈
"*#清 除 铁 心 表 面 或 修 复
·$!&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
! 触 点 熔 焊
"#控 制 回 路 电 压 过 低,使 吸 力 不 足,形成 触 点 的 停 滞 不 前 或 反 复 振 动
$#触 点 闭 合 过 程 中,可 动 部 分 被 卡 住
%#闭 合 时 触 点 及 动 铁 心 都 发 生 跳 动
&#操 作 频 繁 或 过 负 荷 使 用
’#触 点 弹 簧 压 力 过 小
(#触 点 表 面 有 金 属 颗 粒 突 起 或 异 物
)#负 载 侧 短 路
!#起 动 过 程 中 有 很 大 的 尖 峰 电 流,使 触点 闭 合 时 吸 力 不 足
"#提 高 线 圈 两 端 电 压,其 值 不 低 于
!’*的 额 定 值
$#消 除 卡 住 故 障
%#调 整 触 点 初 压 力 及 超 额 行 程,用锉 刀 修 理 熔 化 痕 迹,严 重 时 更 换 触点 或 更 换 大 一 级 的 接 触 器
&#调 换 合 适 的 接 触 器
’#调 整 弹 簧 压 力
(#清 理 触 点 表 面
)#排 除 短 路 故 障 或 更 换 触 点
!#当 接 触 器 吸 力 有 较 大 裕 度 时,可增 大 初 压 力,当 吸 力 显 然 不 足 时,
更 换 大 一 级 的 接 触 器
+
触 点 过 热 或 灼伤
"#操 作 频 率 过 高,或 工 作 电 流 过 大,触点 容 量 太 小,使 触 点 超 载 运 行,触 点 的断 开 容 量 不 足
$#触 点 的 超 额 行 程 太 小
%#触 点 弹 簧 压 力 太 小
&#触 点 上 有 油 污,表 面 氧 化 或 表 面 高 低不 平,有 金 属 颗 粒 突 起
’#铜 触 点 用 于 长 期 工 作 制
(#环 境 温 度 过 高 或 用 在 密 闭 的 控 制 箱中
"#更 换 大 一 级 的 接 触 器
$#调 整 触 点 超 程 或 更 换 触 点
%#调 节 触 点 弹 簧 压 力 或 更 换 弹 簧
&#清 理 触 点 表 面
’#选 择 合 适 的 触 点
(#选 大 一 级 接 触 器
",触 点 磨 损 严 重
"#三 相 触 点 动 作 不 同 步
$#负 载 侧 短 路
%#接 触 器 选 用 不 合 适,在 以 下 场 合 时,
容 量 不 足 ( 反 接 制 动,有 较 多 密 接 操 作,
操 作 过 于 频 繁 )
&#灭 弧 装 置 损 坏,使 触 点 分 断 时 产 生 电弧 不 能 被 分 割 成 小 段 迅 速 熄 灭
’#触 点 的 初 压 力 太 小
(#触 点 分 断 时 电 弧 温 度 太 高 使 触 点 金属 氧 化
"#调 整 到 同 步
$#消 除 短 路 故 障,更 换 触 点
%#重 选 合 适 的 接 触 器
&#更 换 灭 弧 装 置
’#调 整 初 压 力
(#检 查 灭 弧 装 置 或 更 换
·%’&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!! 相 间 短 路
!"可 逆 转 换 的 接 触 器 互 锁 触 点 不 可 靠,
出 现 误 动 作,使 两 只 接 触 器 同 时 投 入 运行,造 成 相 间 短 路
#"接 触 器 的 动 作 太 快,转 换 时 间 短,在转 换 过 程 中 产 生 电 弧 短 路
$"尘 埃 堆 积,粘 有 水 气,油 垢 等 使 线 圈绝 缘 降 低
%"灭 弧 室 碎 裂,零 部 件 损 坏
&"装 于 金 属 外 壳 内 的 接 触 器,外 壳 处 于分 断 时 的 喷 弧 距 离 内,可 引 起 相 间 短 路
!"检 查 电 气 联 锁 和 机 械 联 锁 在 控制 线 路 中 的 中 间 环 节
#"调 换 动 作 时 间 长 的 接 触 器,延 长可 转 换 时 间
$"定 期 清 理,保 持 清 洁 卫 生
%"更 换 零 部 件
&"选 用 合 适 的 接 触 器 或 在 外 壳 内进 行 绝 缘 处 理
!# 灭 弧 装 置
!"受 潮
#"破 碎
$"灭 弧 栅 片 脱 落
%"灭 弧 线 圈 匝 间 短 路
!"及 时 烘 干
#"更 换 灭 弧 装 置
$"重 新 装 好
%"及 时 修 复 或 更 换
·%&%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 九 章 高 压 电 器 安 装 与 维 修 技 术第 一 节 高 压 断 路 器 安 装 与 维 护室 内 高 压 断 路 器 是 开 关 电 器 中 结 构 最 为 复 杂 的 一 类 。 在 正 常 运 行 时,可 用 它 来 将 用 电 负 荷 或 某 线 路 接入 或 退 出 电 网,起 倒 换 运 行 方 式 的 作 用 ; 当 设 备 或 线 路 上 发 生 故 障 时,可 通 过 继 电 保 护 装 置 联 动 断 路 器 迅 速切 除 故 障 用 电 设 备 或 线 路,保 证 无 故 障 部 分 仍 正 常 运 行 。 由 此 可 见,高 压 断 路 器 在 电 力 系 统 中 担 负 着 控 制 和保 护 电 气 设 备 或 线 路 的 双 重 作 用 。
高 压 断 路 器 具 有 分 断 能 力 强,性 能 稳 定,工 作 可 靠 和 运 行 维 护 方 便 的 特 点,其 核 心 部 件 是 灭 弧 装 置 和 触头 。 按 使 用 不 同 的 灭 弧 介 质 而 生 产 了 各 类 高 压 断 路 器,目 前 我 国 电 力 系 统 中 应 用 的 断 路 器 有 如 下 几 种,( !)
高 压 空 气 断 路 器 是 以 压 缩 空 气 为 灭 弧 介 质 和 弧 隙 绝 缘 介 质 。 并 兼 作 操 作 机 构 的 动 力,操 作 机 构 与 断 路 器 合为 一 体 。 目 前 我 国 生 产 的 "#$,"#% 系 列 高 压 空 气 断 路 器 的 空 气 压 力 在 &’ !(
)
*+
,
以 上,多 用 于 是 !("- 及以 上 的 电 力 系 统 中 。 ( &) 六 氟 化 硫 (,/)) 高 压 断 路 器 则 采 用,/) 气 体 作 为 灭 弧 介 质,与 其 它 高 压 元 件 组 成 全封 闭 式 高 压 断 路 器,因 此 不 受 环 境 条 件 影 响,运 行 安 全 可 靠,在 电 力 系 统 中,尤 其 是 在 !!(0-及 以 上 电 力 系 统中 得 到 越 来 越 广 泛 的 采 用 。 ( 1) 真 空 高 压 断 路 器 是 利 用 真 空 作 为 绝 缘 介 质,其 绝 缘 强 度 最 高,而 且 绝 缘 强 度恢 复 快 。 其 真 空 灭 弧 室 是 高 强 度 的 真 空 玻 璃 泡 构 成,真 空 度 可 达 到 !(
2
3 4 !(
2
566 汞 柱,多 用 于 !(0- 及 以上 的 电 力 系 统 中 。 ( $) 油 高 压 断 路 器 是 利 用 变 压 器 油 作 为 灭 弧 和 弧 隙 绝 缘 介 质 。 按 其 绝 缘 结 构 及 变 压 器 油所 起 的 作 用 不 同,分 为 多 油 式 和 少 油 式 两 种 高 压 断 路 器 。 多 油 高 压 断 路 器 的 变 压 器 油 除 了 作 为 灭 弧 介 质 外,
还 作 为 弧 隙 绝 缘 及 带 电 部 分 与 接 地 外 壳 ( 油 箱 ) 之 间 的 绝 缘 。 少 油 高 压 断 路 器 的 变 压 器 油 只 作 为 灭 弧 介 质 和弧 隙 绝 缘 介 质,其 油 箱 带 电,油 箱 对 地 绝 缘 则 通 过 瓷 介 质 ( 支 持 瓷 套 ) 来 实 现 。 少 油 高 压 断 路 器 的 灭 弧 能 力 较强,工 作 安 全 可 靠,维 护 方 便,而 且 体 积 小,用 油 量 少,重 量 轻,价 格 便 宜,所 以 在 电 力 系 统 中 获 得 最 为 广 泛 的采 用 。 在 &(0-及 以 下 电 压 等 级 的 供 配 电 系 统 中 广 泛 采 用,7!( 系 列 ( 户 内 式 ) 断 路 器,在 &(0-以 上 则 大 量 使用,#$,.#)( 户 外 式 ) 断 路 器 。 本 节 将 主 要 介 绍,7!( 系 列 少 油 高 压 断 路 及 其 一 般 安 装 调 试 方 法 。
一,
.7!(
系 列 少 油 高 压 断 路 器 的 结 构
.7!(2 !( 型 少 油 高 压 断 路 器 外 型 如 图 52 ! 所 示,其 三 相 彼 此 独 立,每 相 断 路 器 都 有 一 个 油 箱 !,并 由 支持 瓷 套 1 固 定 在 框 架 & 上,油 箱 的 上,下 出 线 座 与 外 线 路 连 接 。 在 框 架 & 上 设 有 主 轴 $,拐 臂 %,分 闸 弹 簧 ),
操 作 机 构 可 通 过 拐 臂 %,绝 缘 拉 杆 5 和 拐 臂 % 的 驱 动 主 轴 $ 转 动,从 而 实 现 分 合 闸 动 作 。 弹 簧 缓 冲 器 8 和 限位 缓 冲 器 3 分 别 为 合 闸,分 闸 时 缓 冲,以 免 由 于 受 强 烈 冲 击 震 动 而 损 坏 零 件 。
少 油 高 压 断 路 器 的 其 中 一 相 内 部 结 构 见 图 52 &,油 箱 通 过 支 持 瓷 套 固 定 在 支 座 上,支 座 上 装 有 主 轴 9
!
和 拐 臂 !),通 过 绝 缘 拉 杆 !3 使 油 箱 内 主 轴 9
&
和 主 拐 臂 !1 作 顺 时 针 或 逆 时 针 转 动 。 当 主 轴 9
&
和 主 拐 臂 !1
顺 时 针 转 动 时,将 通 过 连 臂 !$ 使 动 触 杆 5 向 上 移 动 实 现 合 闸,同 时 分 闸 弹 簧 !8 被 拉 伸 而 存 储 弹 力 能,为 断路 器 分 闸 做 准 备 。 当 主 轴 9
&
和 主 拐 臂,!1 在 分 闸 弹 簧 !8 作 用 下 逆 时 针 转 动 时,将 使 动 触 杆 向 下 移 动 实 现 分闸 。 为 了 防 止 在 分 闸 时 动 触 杆 5 冲 击 油 箱 底 部,故 装 有 油 缓 冲 器 !%。 为 了 防 止 主 拐 臂 !1 在 分 合 闸 过 程 中 撞
·%%$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇击 油 箱 壁,在 主 拐 臂 !" 上 也 装 有 缓 冲 橡 皮 垫 !#。
图 $ % ! &’!( % !( 型 少 油 高 压 断 路 器
( )) 正 视 图 ( *) 侧 视 图 !— 油 箱 ; #— 框 架 ; "— 支 持 绝 缘 子 ( 瓷 套 ) ; +— 主 轴 ;,一 拐 臂 ;
-— 分 闸 弹 簧 ;,— 限 位 缓 冲 器 ; /— 弹 簧 缓 冲 器 ;
$— 绝 缘 拉 杆 ; !(— 操 作 机 构 ; !!— 上 接 线 座 ; !#— 下 接 线 座动 触 杆 $ 与 导 向 筒 / 之 间 装 有 两 个 滚 动 触 头 !!,由 滚 动 触 头 !! 与 下 出 线 座 !( 电 气 连 接 。 静 触 头 则 由静 触 头 座 ",单 向 止 回 阀 #(,静 触 片,等 组 成,安 装 于 灭 弧 室 - 上 部,并 与 上 出 线 座 # 电 气 连 接 。 灭 弧 室 - 位于 上,下 出 线 座 之 间,其 外 部 为 绝 缘 筒,。 当 断 路 器 的 动 触 杆 $ 向 下 移 动 且 分 断 较 大 电 流 时,动,静 触 头 之 间产 生 电 弧 的 高 温 将 使 变 压 器 油 迅 速 气 化,产 生 较 大 压 力,使 单 向 止 回 阀 #( 向 上 升 起 而 关 闭 通 向 顶 罩 的 小 圆孔 。 这 样 电 弧 只 能 在 密 闭 的 电 弧 室 内 燃 烧,而 形 成 更 大 的 气 体 压 力 。 当 动 触 杆 继 续 向 下 移 动 时,将 分 别 打 开灭 弧 室 内 的 各 个 横 向,纵 向 吹 弧 道,高 压 油 气 混 合 体 冲 出,可 在 (0(!/1 内 吹 熄 电 弧 。 当 灭 弧 室 内 气 体 压 力 下降 到 一 定 程 度 时,单 向 止 回 阀 #( 落 下 而 打 开 通 向 顶 罩 的 小 园 孔,使 剩 余 气 体 排 入 油 气 分 离 器,并 将 废 气 从 排气 孔 排 出 。 当 断 路 器 分 断 较 小 电 流 时,由 于 电 弧 较 小,灭 弧 室 内 气 体 压 力 较 小,所 以 动 触 杆 向 下 移 动 时,气 体的 纵 吹,横 吹 效 果 较 差,主 要 由 纵 向 弧 道 内 形 成 的 附 加 油 流 灭 弧,熄 弧 时 间 较 长,约 为 (0(#1 以 上 。 由 此 可见,这 种 自 能 式 灭 弧 方 式 的 少 油 高 压 断 路 器,分 断 电 流 越 大,熄 弧 能 力 越 强,灭 弧 时 间 越 短 ; 分 断 电 流 电 弧 越小,熄 弧 能 力 越 弱,灭 弧 时 间 也 越 长 。
二,少 油 高 压 断 路 器 的 安 装 调 试
( 一 ) 少 油 高 压 断 路 器 安 装 及 要 求高 压 断 路 器 通 常 是 通 过 支 持 瓷 套 固 定 在 框 架 上 。 在 安 装 之 前 应 对 断 路 器 进 行 外 观 检 查,重 点 检 查 其 密封 情 况,有 无 机 械 损 伤 和 漏 油 等 现 象 。 安 装 时 应 注 意 以 下 几 点,
!0断 路 器 应 垂 直 安 装,以 减 少 动 触 杆 在 分,合 闸 过 程 中 的 摩 擦 力 。 并 应 固 定 牢 靠,底 座 或 支 架 与 基 础 的垫 片 不 超 过 " 片,总 厚 度 2344 以 内,且 各 垫 片 间 焊 接 牢 固 。
#0三 相 联 动 的 断 路 器 相 间 支 持 瓷 套 法 兰 面 宜 在 同 一 水 平 面 上,各 相 油 箱 间 中 心 距 应 符 合 产 品 规 定 要 求,
一 般 为 #,( 5 !44,其 误 差 不 应 大 于,44。
·-,+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " # $%&’ 型 少 油 高 压 断 路 器 结 构
(— 帽 及 油 气 分 离 器 ; #— 上 出 线 座 ; )— 静 触 头 座 ; *— 压 紧 弹 簧 ;
+— 静 触 片 ;,一 灭 弧 室 ; -— 绝 缘 筒 ;,— 导 向 筒 ;
!— 动 触 杆 ; (’— 下 出 线 座 ; ((— 滚 动 触 头 ; (#— 缓 冲 橡 皮 垫 ;
()— 主 拐 臂 ; (*— 连 臂 ; (+— 油 缓 冲 器 ; (,— 拐 臂 ;
(-— 绝 缘 拉 杆 ; (.— 分 闸 弹 簧 ; (!— 绝 缘 罩 筒 ;
#’— 单 向 回 止 阀 ; /(,/#— 主 轴
)0联 动 三 相 各 断 路 器 之 间 的 连 杆,拐 臂 应 在 同 一 水 平 面 上,拐 臂 角 度 应 一 致 。
*0支 持 瓷 套 内 部 应 清 洁,卡 固 弹 簧,法 兰 密 封 垫 应 完 好,安 放 位 置 正 确 且 紧 固 符 合 要 求 。
+0油 断 路 器 一 般 应 进 行 解 体 检 查 清 理,并 按 产 品 说 明 书 所 要 求 的 拆 卸 顺 序 进 行,尤 其 要 注 意 隔 弧 片 的 安放 顺 序 和 方 向,以 便 在 回 装 时 正 确 无 误,使 横 向 吹 弧 道 畅 通 。 如 制 造 厂 规 定 不 作 解 体 检 查 清 理 并 且 有 质 检 合格 证 保 证 的,(’12 以 下 的 油 断 路 器 不 可 进 行 解 体 检 查 清 理,只 进 行 抽 查 即 可 。
,0手 车 式 少 油 高 压 断 路 器 的 安 装,除 了 满 足 上 述 规 定 要 求 外,还 应 满 足 以 下 要 求,( () 手 车 轨 道 应 安 装 在同 一 水 平 面 上,且 相 互 平 行,轨 距 应 与 手 车 轮 距 相 配 合,手 车 推 入 或 拉 出 应 轻 便 灵 活 ;( #) 手 车 的 隔 离 静 触 头位 置 应 安 装 准 确,安 装 接 触 良 好,其 接 触 行 程 和 超 行 程 应 符 合 产 品 技 术 规 定 ;( )) 手 车 接 地 应 可 靠,电 气 和 机械 联 锁 装 置 动 作 准 确,操 作 灵 活 轻 巧,制 动 装 置 应 可 靠 和 便 于 拆 装 等 。
·-+*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 二 ) 少 油 高 压 断 路 器 的 调 试
!"断 路 器 安 装 垂 直 度 检 查卸 开 绝 缘 拉 杆 !#,用 手 转 动 主 拐 臂 !$ 应 无 阻 滞 现 象,否 则 应 进 一 步 检 查 调 整 断 路 器 的 器 身 中 心 垂 直 度,
以 消 除 动 触 杆 运 行 中 的 摩 擦 力 过 大 问 题 。
%"动 触 杆 总 行 程 和 接 触 行 程 检 查 调 整动 触 杆 总 行 程 是 指 动 触 杆 从 分 闸 状 态 初 始 位 置 运 行 到 合 闸 后 位 置 的 距 离 ; 而 动 触 杆 接 触 行 程 是 指 动 触杆 接 触 到 静 触 头 后 运 行 的 距 离 。 总 行 程 和 接 触 行 程 均 可 从 有 关 产 品 手 册 中 查 得,如 &’!( ) !(*+((,$-( 型,
总 行 程 !,!/#
0!
)$
11 接 触 行 程
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11。 在 检 测 时 可 先 将 断 路 器 的 帽 和 油 气 分 离 器 ! 卸 掉,并 旋 下 中间 的 六 方 螺 母,使 动 触 杆 2 在 合 闸 位 置 。 用 不 锈 钢 探 针 从 六 方 螺 母 处 插 入 至 动 触 杆 顶 端,测 量 六 方 螺 母 上 口至 动 触 杆 顶 端 的 长 度 "。 动 触 杆 2 在 分 闸 位 置 时,再 用 不 锈 钢 探 针 从 六 方 螺 母 处 插 入 至 动 触 杆 顶 端,测 量 六方 螺 母 上 口 至 动 触 杆 顶 端 的 长 度 3,从 而 可 求 得 动 触 杆 总 行 程 4,3) 5。 一 般 4 值 合 格 了,接 触 行 程 也 就 合格 了 。 如 果 不 符 合 要 求,可 以 适 当 调 节 绝 缘 拉 杆 !# 的 长 度 和 油 缓 冲 器 !- 的 活 塞 杆 高 度,一 般 主 拐 臂 !$ 的分,合 闸 夹 角 约 为 !!(6为 宜 。
$"三 相 触 头 同 期 性 的 调 整三 相 联 动 断 路 器 在 分,合 闸 时,各 相 动 触 杆 与 静 触 头 接 触 或 分 离 应 一 致,即 同 期 性 要 好,一 般 要 求 三 相 的不 同 期 性 应 不 超 过 $11。 可 采 用 灯 泡 目 测 法 来 校 验 三 相 联 动 断 路 器 分,合 闸 的 同 期 性,测 试 线 路 如 图 2 ) $
所 示 。 如 不 符 合 要 求,可 适 当 调 节 绝 缘 拉 杆 !# 的 长 度 。 调 节 分 闸 弹 簧 !7 的 长 度 还 可 实 现 调 整 分,合 闸 的 速度 。 调 整 完 毕 后,将 所 有 连 接 部 位 连 接 牢 固,锁 片 锁 牢,防 松 螺 母 拧 紧,闭 口 销 张 开 。
图 2) $ 三 相 联 动 断 路 器 三 相 触 头 同 期 性 测 试
89— 断 路 器 ;,3— 指 示 灯 ; ;<— 变 压 器
/"少 油 高 压 断 路 器 的 交 接 试 验
!) 绝 缘 电 阻 的 测 量,选 用 %-((= 兆 欧 表,分 别 测 试 断 路 器 各 相 动,静 触 头 之 间 及 各 相 对 外 壳 及 地 的 绝 缘电 阻,即 先 分 闸 测 量 各 相 动,静 触 头 之 间 的 绝 缘 电 阻 ; 再 合 闸 测 量 各 相 对 外 壳 及 地 的 绝 缘 电 阻,其 值 应 不 小 于表 2) ! 的 规 定 值 。
表 2) ! 断 路 器 的 绝 缘 电 阻 最 小 允 许 值 ( >
!

额 定 电 压 (?=) $,!- %(,%%(
绝 缘 电 阻 ( >
!
) !((( %-((
%) 动,静 触 头 接 触 电 阻 的 测 试,对 高 压 断 路 器 的 触 点 接 触 要 求 很 高,这 是 由 于 通 断 电 压 高,电 流 大,所 以要 求 其 动,静 触 头 的 接 触 电 阻 不 得 超 过 允 许 值 。 因 为 动,静 触 头 的 接 触 电 阻 非 常 小,为 微 欧 数 量 级,所 以 应 选用 直 流 双 臂 电 桥 或 选 用 @&) -! 型 数 字 毫 欧 表,AA%-!% 型 直 流 低 阻 分 选 仪 等 测 量 仪 器 测 量 。 如 果 所 测 得 的动,静 触 头 接 触 电 阻 超 过 规 定 值,应 首 先 检 查 测 量 线 路 接 线 是 否 正 确,各 连 接 点 是 否 接 触 良 好,有 无 油 渍 和 氧化 膜 存 在 。 对 于 带 有 消 弧 副 触 头 的 断 路 器,应 分 别 测 量 其 主 触 头 与 消 弧 副 触 头 的 接 触 电 阻 。 经 过 上 述 检 查无 问 题 后 应 再 重 复 测 试,如 接 触 电 阻 仍 然 过 大,则 应 拆 开 静 触 头 座 检 查 其 触 头 压 力 和 紧 密 度,并 参 照 产 品 说
·7-/· 新 编 电 气 工 程 师 手 册明 书 加 以 调 整 和 修 理 。 触 头 表 面 应 清 洁,触 头 上 的 铜 钨 合 金 不 得 有 裂 纹,脱 捍 或 松 动 。 导 电 部 分 的 铜 编 织 带或 可 挠 软 铜 片 不 应 断 裂,铜 片 间 无 锈 蚀,固 定 螺 栓 应 齐 全 紧 固 。 同 相 的 各 触 头 片 的 弹 簧 压 力 应 均 匀 一 致,合闸 时 触 头 接 触 紧 密,且 分,合 闸 过 程 中 均 无 卡 涩 现 象 。
!) 交 流 耐 压 试 验,少 油 高 压 断 路 器 的 交 流 耐 压 试 验 标 准 试 验 线 路 如 图 "# $ 所 示 。 该 试 验 可 与 其 高 压 隔离 开 关,负 荷 开 关 等 一 起 进 行 分 相 及 三 相 对 地 试 验 。 在 对 断 路 器 的 某 一 相 施 加 试 验 电 压 时,另 外 两 相 应 与 油箱 一 起 接 地,并 且 在 分,合 闸 情 况 下 各 进 行 一 次 。
图 "# $ 少 油 高 压 断 路 器 及 其 变 压 器 油 试 验 线 路
%&— 高 压 交 流 试 验 变 压 器 ; ’(— 过 流 继 电 器 ; %)— 自 耦 变 压 器 ;
*+— 油 杯 ; ),— 零 压 起 动 限 位 开 关 ; ’-# 交 流 接 触 器 ;
)+./ )+0 一 分 别 为 起 动,停 止 按 钮
$) 变 压 器 油 耐 压 强 度 试 验,,123 及 以 下 高 压 断 路 器 的 变 压 器 油 耐 压 强 度 标 准 为 0123,试 验 线 路 如 图 "#
$ 所 示 。 试 验 时 取 少 量 断 路 器 的 变 压 器 油 样 倒 入 干 净 的 油 杯 内,同 时 调 节 油 杯 中 的 电 极 间 隙 ( 一 般 为,41 /
04155) 后,将 油 杯 固 定 在 专 用 油 杯 架 上,静 置 1/,6578,以 充 分 消 除 油 内 残 存 的 气 泡 。 然 后 按 试 验 线 路 要 求接 线,将 自 耦 变 压 器 %& 调 整 到 零 位,使 零 压 起 动 限 位 开 关 ),触 点 闭 合 。 合 上 开 关 )(,电 源 指 示 灯,9,亮,
表 明 试 验 电 源 已 接 通 。 再 按 下 起 动 按 钮 )+
.
,接 触 器 ’-吸 合,指 示 灯 09,亮,均 匀 调 节 自 耦 变 压 器 %& 升 压,
直 至 电 极 间 隙 被 击 穿 时 为 止,此 时 过 流 继 电 器 ’( 动 作 而 使 试 验 电 路 失 压 。 电 极 间 隙 被 击 穿 时 的 电 压 值 即为 变 压 器 油 的 耐 压 ( 击 穿 ) 强 度 。 再 按 同 样 方 法 进 行 1 次 变 压 器 油 耐 压 强 度 试 验,每 次 间 隔 1578,以 观 察 变 压器 油 的 耐 压 强 度 是 否 符 合 试 验 标 准 。 经 试 验 合 格 后 方 可 将 油 注 入 断 路 器 油 箱,变 压 器 油 注 至 油 位 指 示 器 的规 定 油 标 位 置,注 油 量 一 般 为 $"/ ;4$<,油 位 指 示 器 的 油 位 指 示 应 正 确,清 晰 。
三,高 压 断 路 器 操 作 机 构高 压 断 路 器 操 作 机 构 的 作 用 是 使 断 路 器 实 现 接 通 并 维 持 通 路 状 态 或 分 断 状 态 。 用 电 磁 装 置 将 电 能 转 换成 磁 力 ( 机 械 能 ) 来 实 现 断 路 器 分,合 闸 的 动 力 机 构,称 为 电 磁 操 作 机 构 。 在 变 配 电 系 统 中,与 )<.6 #,6 型 断路 器 相 配 套 的 电 磁 作 机 构 一 般 为 &=>? 型 。
·"1$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 一 ) !"#$ 型 操 作 机 构 的 结 构其 内 部 结 构 如 图 % & ’ 所 示,主 要 由 三 部 分 组 成,
#(自 由 脱 扣 机 构,自 由 脱 扣 机 构 位 于 操 作 机 构 的 上 部,其 中 分 闸 电 磁 铁 位 于 操 作 机 构 的 右 侧,由 分 闸 铁芯 ) 和 分 闸 线 圈 * 组 成 。 当 分 闸 操 作 时,分 闸 线 圈 * 中 通 入 直 流 电 流 产 生 磁 场,分 闸 铁 芯 ) 被 吸 入 而 实 现 分闸 。 分 闸 后 经 联 动 触 点 切 断 分 闸 线 圈 电 源,分 闸 铁 芯 ) 复 位 落 下 。 在 操 作 机 构 上 部 的 左,右 侧 均 装 有 辅 助 触点 +,下 方 则 装 设 合 闸 线 圈 #$ 和 合 闸 铁 芯 #’。 自 由 脱 扣 器 上 的 主 转 轴 ’ 经 连 杆,支 架 等 传 动 机 构 操 作 断 路器 。 在 主 转 轴 ’ 上 还 装 有 分,合 闸 指 标 牌 #),以 指 示 断 路 器 的 合 闸 或 分 闸 状 态 。
图 % & ’ !"#$ 型 电 磁 操 作 机 构 结 构 图
#— 铁 支 架 ; *— 分 闸 线 圈 ; )— 分 闸 铁 芯 ; +— 辅 助 触 点 ;
’— 主 转 轴 ;,— 顶 杆 ; -— 复 位 弹 簧 ;,— 内 套 筒 ; %— 外 套 筒 ; #$— 合 闸 线 圈 ; ##— 接 线 端 子 板 ;
#*— 缓 冲 法 兰 ; #)— 分,合 闸 指 示 牌 ; #+— 手 动 操 作 手 柄 ; #’— 合 闸 铁 芯 。
*(合 闸 电 磁 系 统,在 操 作 机 构 的 合 闸 电 磁 系 统 中,铸 铁 支 架 # 与 缓 冲 法 兰 #* 构 成 合 闸 电 磁 系 统 的 上 下导 磁 体,其 中 间 的 外 套 筒 % 为 磁 轭,兼 作 合 闸 线 圈 的 外 护 圈,而 内 套 筒,为 合 闸 线 圈 的 内 护 圈,以 免 合 闸 线 圈受 到 机 械 损 伤 。 在 内 套 筒 中 设 有 合 闸 铁 芯 #’,其 上 方 装 有 顶 杆,,并 由 铁 支 架 # 的 园 孔 中 穿 出 。
当 合 闸 线 圈 #$ 通 入 电 流 时,合 闸 铁 芯 #’ 被 吸 入,推 动 顶 杆,并 驱 动 传 动 机 构 使 断 路 器 实 现 合 闸 。 合 闸后 其 辅 助 触 点 + 动 作 而 切 断 合 闸 线 圈 的 电 源,故 合 闸 铁 芯 靠 其 自 重 和 复 位 弹 簧 - 共 同 作 用 而 迅 速 落 下,断 路器 则 由 自 由 脱 扣 机 构 的 自 锁 环 节 来 维 持 合 闸 状 态 。
)(缓 冲 法 兰,位 于 操 作 机 构 的 下 部,既 能 对 外 套 筒 %,内 套 筒,,合 闸 铁 芯 #’ 和 合 闸 线 圈 #$ 起 到 定 位 作用,又 是 磁 路 的 组 成 部 分 。 在 缓 冲 法 兰 #* 内 部 装 有 橡 皮 垫,以 对 合 闸 铁 芯 在 迅 速 下 落 时 起 到 缓 冲 作 用 。 缓冲 法 兰 #* 的 下 部 还 装 设 有 手 动 操 作 手 柄 #+,套 入 丁 字 套 筒 即 可 手 动 操 作 合 闸 。
( 二 ) !"#$ 型 操 作 机 构 的 电 动 控 制我 们 知 道,电 磁 操 作 机 构 具 有 操 作 灵 活 安 全,便 于 远 距 离 集 中 控 制 的 优 点,在 操 作 人 员 远 离 被 控 对 象 现场 情 况 下,也 同 样 可 以 实 现 对 断 路 器 的 分,合 闸 操 作 。 电 磁 操 作 系 统 应 具 有 如 下 功 能,( #) 能 监 视 电 源 及 下 次
·$,+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册操 作 时 分,合 闸 回 路 的 完 整 性 ;( !) 能 指 示 断 路 器 的 分,合 闸 位 置 状 态,如 出 现 自 动 重 复 分,合 闸 事 故 时 应 有 明显 的 信 号 ;( ") 应 具 有 断 路 器,防 跳,的 闭 锁 装 置 ;( #) 断 路 器 分,合 闸 结 束 后,应 使 分 合 闸 命 令 脉 冲 自 动 解 除 ;
( $) 线 路 应 简 单 可 靠,使 用 的 小 母 线 应 最 少 。 电 磁 操 作 系 统 按 控 制 方 式 可 分 为 分 别 操 作,选 线 逻 辑 操 作 和 程序 自 动 操 作 等 三 种,下 面 以 手 动 操 作 为 例 介 绍 对 %&’&( 型 操 作 机 构 的 控 制,如 图 )* + 所 示 。
图 )* + %’&( 型 电 磁 操 作 机 构 控 制 线 路
,-&.,-"— 断 路 器 辅 助 触 点 ; /0— 分 闸 线 圈 ; /%— 合 闸 线 圈 ; 12— 合 闸 接 触 器 ;
34— 万 能 转 换 开 关 ; 5’,%6— 分 别 为 合 闸 信 号 灯
( 红 色 ),分 闸 信 号 灯 ( 绿 色 ) ; 12&— 出 口 中 间 断 电 器 的 分 闸 触 点 ;
47’— 备 电 自 动 投 入 装 置 合 闸 触 点 ; 8%9— 控 制 母 线 ;
89— 灯 母 线 ; 8-— 闪 光 母 线 ; 8:— 合 闸 电 源 母 线 ;
8-3— 事 故 音 响 母 线 ; ;-<,+-<* 熔 断 器图 中 34 为 万 能 转 换 开 关 98!* = * &>,#,+>,#(,!(?-@ 型,有,跳 闸 后,,预 备 合 闸,,,合 闸,,,合 闸 后,,
,预 备 跳 闸,,,跳 闸,等 + 个 档 位,其 内 部 接 点 分,合 情 况 见 表 )* !。
&A合 闸 操 作 过 程合 闸 操 作 过 程 由,预 备 合 闸,,,合 闸,,,合 闸 后,等 三 档 完 成 。 设 万 能 转 换 开 关 34 初 始 位 置 为,跳 闸 后,,
则 断 路 器 处 于 分 闸 状 态,此 时 辅 助 触 点,-
B
闭 合,,-
!
断 开 。 故 34 在,跳 闸 后,档 位 时,34
&(*&&
闭 合 而 接 通 灯母 线 C 89,绿 色 分 闸 信 号 灯 D6 点 亮,表 示 断 路 器 分 断 。 由 于 电 阻 5
&
与 D6 及 合 闸 接 触 器 线 圈 12 串 联,故
12 并 不 能 吸 合 。 同 时 34
&#* B$
也 闭 合 而 接 通 闪 光 母 线 C 8-,但 由 于,-
!
断 开,所 以 红 色 合 闸 信 号 灯 5’ 不 亮 。
此 外 D6 和 5’ 还 起 着 监 视 控 制 电 源 和 下 次 操 作 时 回 路 完 整 性 的 作 用,例 如 熔 断 器 !-< 熔 断 时,红,绿 信 号 灯不 亮,而 达 到 监 视 电 源 的 作 用 ; 而 红,绿 信 号 灯 分 别 串 联 在 分,合 闸 回 路 中,又 可 监 视 下 一 次 操 作 时 回 路 的 完整 性 。
将 万 能 转 换 开 关 34 拔 向,预 备 合 闸,位 置 时,由 表 ) * ! 可 知 34
)*&(
闭 合,此 时,,-
&
仍 闭 合,故 使 绿 色 信号 灯 D6 与 闪 光 母 线 C 8- 接 通,发 出 绿 色 闪 光 信 号,表 示 合 闸 回 路 是 完 整 的,可 以 继 续 进 行 合 闸 操 作,同 时也 核 对 了 所 操 作 的 档 位 是 否 有 误 。 而 34
&"*&#
闭 合,使 5’ 仍 与 闪 光 母 线 C 8- 接 通,但 由 于 辅 助 触 点,-
!
断开,故 5’ 仍 不 亮 。
·&+#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!" #
·#$%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册再 将 万 能 转 换 开 关 !" 拔 向,合 闸,位 置,由 表 # $ % 可 知,!"
&$’
闭 合,合 闸 接 触 器 () 吸 合,合 闸 线 圈 *+
得 电 而 实 现 断 路 器 合 闸 。 此 时 又 由 于 辅 助 触 点,-,断 开 而 使 () 失 电,切 断 合 闸 线 圈 *+ 回 路,同 时 分 闸 信号 灯 /0 熄 灭 ; 而 !"
12$,3
闭 合,辅 助 触 点,-
%
闭 合 使 合 闸 信 号 灯 45 点 亮,发 出 红 色 合 闸 信 号 。 同 时,由 于 分闸 线 圈 *6 与 合 闸 信 号 灯 45,电 阻 4
%
( %7&8
!
) 串 联,故 不 会 发 生 误 分 闸 动 作 。 另 外 !"
#$,%
闭 合,如 果 断 路 器 自动 分 闸 时,分 闸 信 号 灯 /0 将 发 出 绿 色 闪 光 信 号,表 示 断 路 器 已 经,自 动 分 闸,。
最 后 将 !" 拔 向,合 闸 后,位 置,!"
&$’
断 开,!"
#$19
,!"
12$,3
闭 合,从 而 确 保 切 断 合 接 触 器 () 线 圈 的 控 制电 源,;+<,使 45 继 续 发 出 红 色 合 闸 信 号 。 当 发 生 断 路 器 自 动 分 闸 时,/0 可 发 出,自 动 分 闸,的 绿 色 闪 光 信号 。
值 得 注 意 的 是,由 于 合 闸 线 圈 *+ 工 作 电 流 很 大 ( 约 1%9$ %99"),所 以 应 由 大 容 量 直 流 电 源 单 独 供 电,并由 合 闸 接 触 器 () 控 制 。 由 上 述 分 析 可 知,!" 在,合 闸 后,位 置 时 可 使 *+ 断 电,从 而 可 节 省 电 能 。 合 闸 线 圈
*+ 断 电 后,合 闸 铁 芯 1& 及 顶 杆 3 下 降,则 由 自 由 脱 扣 机 构 中 的 搭 钩 顶 住 滚 轮,使 整 合 系 统 维 持 合 闸 状 态 。
图 #$ 3 中 的,并 排 闭 锁,环 节,可 使 两 路 电 源 进 线 变 电 所 的 两 路 电 源 不 会 并 列 运 行 。 如 图 # $ = 所 示,两路 电 源 不 并 列 运 行 的 条 件 是 电 源 进 线 断 路 器 和 母 线 分 段 断 路 器 等 三 台 不 能 同 时 合 闸 运 行,只 能 同 时 有 一 台或 两 台 断 路 器 合 闸 运 行 。
图 #$ = 单 母 线 分 段 式 断 路 并 排 闭 锁 环 节
( >) 一 次 系 统 (?) @( A) 分 别 为 B,-@ 2,- 合 闸 操 作 回 路
%7分 闸 操 作 过 程将 !" 拨 向,预 备 跳 闸,位 置 时,!"
.2$1C
闭 合,由 于 此 时 辅 助 触 点,-
%
已 闭 合,所 以 45 发 出 红 色 闪 光 信 号 。
同 样 由 于 分 闸 线 圈 *6 与 电 阻 !
%
,合 闸 信 号 灯 45 相 串 联,故 不 能 实 现 分 闸 动 作 。 另 外 !"
19$11
闭 合,辅 助 触点,-
.
已 断 开,分 闸 信 号 灯 /0 还 不 能 点 亮 。
再 将 !" 拨 向,跳 闸,位 置,!"
3$=
闭 合,分 闸 线 圈 *6 与 控 制 母 线,;+< 接 通 而 实 现 断 路 器 分 闸 。 由 于 分闸 线 圈 *6 的 工 作 电 流 只 有 几 安 培,所 以 分 闸 回 路 直 接 由 控 制 母 线 电 源 供 电 。 断 路 器 分 闸 后,辅 助 触 点,-
%
断 开 而 切 断 分 闸 回 路 。 同 时 由 于 分 闸 辅 助 触 点,-
1
,!"
19$1.
也 闭 合,故 此 时 分 闸 信 号 灯 /0 点 亮 而 发 出 绿 色分 闸 信 号 。 最 后 将 !" 拨 向,跳 闸 后,位 置,即 完 成 了 分 闸 操 作 过 程 。
图 中 (),为 继 电 保 护 装 置 的 出 口 中 间 继 电 器 触 点,当 线 路 发 生 故 障 时,继 电 保 护 装 置 动 作 而 使 分 闸 线圈 *6 得 电,实 现 断 路 器 分 闸 而 切 断 故 障 线 路 。
从 上 述 对 +5.9 型 操 作 机 构 的 控 制 线 路 分 析 可 知,既 实 现 了 对 操 作 机 构 及 断 路 器 的 远 距 离 操 作 控 制,又可 对 操 作 机 构 控 制 的 全 过 程 和 运 行 情 况 进 行 监 视 。 当 断 路 器 的 分,合 闸 状 态 与 !" 的 分,合 状 态 不 对 应 时,均可 发 生 闪 光 信 号 。 例 如,当 /0 发 出 绿 色 闪 光 信 号 时,表 示 继 电 保 护 装 置 使 断 路 器 实 现 分 闸 或 误 脱 扣 分 闸 状态 ; 当 45 发 出 红 色 闪 光 信 号 时,则 表 示 备 用 电 源 自 动 投 入 合 闸 触 点 "D5 动 作 实 现 合 闸 或 断 路 器 误 合 闸 状态 。 但 是,当 !" 在,预 备 合 闸,或,预 备 分 闸,档 位 时,信 号 指 示 灯 分 别 发 出 红 色 及 绿 色 闪 光 信 号,则 表 示 合 闸或 分 闸 回 路 具 有 完 整 性,表 明 可 以 继 续 进 行 合 闸 或 分 闸 操 作 。
( 三 ) +519 型 操 作 机 构 的 调 试
17支 持 杆 的 调 整图 #$ ’( >) 为 +519 型 电 磁 操 作 机 构 的 脱 扣 器 合 闸 后 位 置 图,要 使 该 操 作 机 构 的 传 动 系 统 工 作 协 调,对支 持 杆 = 的 调 整 是 十 分 关 键 的 。 只 有 将 支 持 杆 = 调 整 到 合 适 的 高 度,才 能 确 保 操 作 机 构 对 断 路 器 进 行 可 靠的 分,合 闸 操 作 。 一 般 应 使 销 轴 "
&
高 于 "
3
约 1@ %EE 为 宜,即 使 连 杆 19,11 的 同 一 轴 线 与 水 平 线 之 间 形 成很 小 的 仰 角 。
·23C·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!"分,合 闸 铁 芯 的 调 整如 图 #$ %( &) 所 示,用 手 动 操 作 检 查 合 闸 铁 芯 及 顶 杆 ’ 的 行 程 。 当 顶 杆 ’ 将 滚 轮 顶 到 最 高 位 置 时,搭 钩 (
在 其 弹 簧 作 用 下 返 回 到 滚 轮 的 下 方 ( 即 在 通 过 轮 心 的 垂 线 上 ),此 时 测 量 滚 轮 与 搭 钩 之 间 的 间 隙 应 为 ) * )"
’++,可 通 过 调 节 顶 杆 ’ 的 长 度 来 实 现,一 般 合 闸 铁 芯 的 行 程 为,’++ 左 右 。
图 #$ % -./0 型 电 磁 操 作 机 构 工 作 原 理 示 意 图
( &) 分 闸 位 置 ( 1) 合 闸 位 置 ( 2) 分 闸 过 程 中在 合 闸 状 态 下,用 手 向 上 推 动 脱 扣 铁 芯 %,顶 起 连 杆 )0 而 实 现 分 闸 。 在 调 整 时 应 使 脱 扣 铁 芯 % 上 的 顶 杆接 触 到 连 杆 )0 后 再 升 高 %* )0++ 即 可 。 在 进 行 分,合 闸 铁 芯 调 整 过 程 中,可 同 时 对 其 辅 助 触 头 34
/
,34
!
进行 调 整,以 保 证 其 在 分,合 闸 状 态 下 动,静 触 头 在 中 心 位 置 上 接 触,且 触 点 闭 合 时 接 触 紧 密,分 断 时 也 有 足 够的 间 隙 。 如 果 是 延 时 辅 助 触 头,在 分 断 位 置 时 其 动,静 触 头 间 隙 一 般 为 5* ’++。
("断 路 器 及 其 操 作 机 构 的 电 气 检 查 试 验在 断 路 器 及 其 操 作 机 构 调 整 符 合 要 求 后,还 须 进 行 总 体 电 气 检 查 试 验,以 检 查 操 作 机 构 是 否 协 调 可 靠 。
检 查 试 验 内 容 主 要 包 括,( )) 绝 缘 电 阻 测 试,即 用 兆 欧 表 分 别 检 测 分,合 闸 线 圈 对 铁 芯,外 壳 的 绝 缘 电 阻,
应 不 小 于 )6
!;( !) 直 流 电 阻 测 试,即 用 直 流 单,双 臂 两 用 电 桥 ( 378’ 型 ) 或 直 流 低 阻 分 选 仪 ( 99!’)! 型 ) 等 测量 分,合 闸 线 圈 的 直 流 电 阻,以 检 查 线 圈 是 否 存 在 匝 间 短 路 故 障,其 数 值 大 小 可 与 同 类 型 操 作 机 构 的 线 圈 阻值 相 比 较 ;( () 分,合 闸 试 验,将 操 作 电 压 ( 或 电 流 ) 调 节 到 额 定 值 的 %0:,#0:,)00:,))0:,分 别 进 行 (* ’ 次分,合 闸 试 验,以 进 一 步 检 查 操 作 机 构 的 灵 敏 性,可 靠 性 等 电 气 性 能 。
四,高 压 断 路 器 的 选 择以 上 介 绍 了 高 压 断 路 器 及 其 操 作 机 构 的 主 要 结 构,工 作 原 理 和 安 装 调 试 方 法,对 断 路 器 的 一 般 选 择 要 求也 应 有 一 定 的 了 解 。
( 一 ) 按 工 作 电 压 和 工 作 电 流 选 择为 了 保 证 高 压 断 路 器 ( 或 高 压 隔 离 开 关,负 荷 开 关 ) 能 安 全 可 靠 地 运 行,应 满 足 以 下 条 件,
!;<!
!
<
";<!
" }
=>+
( #")"))
式 中 !;<
— — — 断 路 器 额 定 电 压,;?;
";<
— — — 断 路 器 额 定 电 流,@;
!
<
— — — 线 路 额 定 电 压,;?;
"
A>+
— — — 线 路 正 常 工 作 时 的 最 大 负 荷 电 流,@。
由 于 高 压 断 路 器 一 般 为 普 通 型 和 湿 热 带 型,其 额 定 电 流 是 按 环 境 温 度 B 50C确 定 的,所 以 当 实 际 环 境 温度 高 于 或 低 于 B 50C时,应 对 额 定 电 流 加 以 修 正,即
";<
D E #";<
·585· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !"#"$)
式 中 !— — — 额 定 电 流 修 正 系 数,可 按 下 式 确 定,
! %
"
#$ "
"
&’!()
( !"#"*)
式 中 "
&
— — — 高 压 断 路 最 高 允 许 工 作 温 度,+;
"— — — 年 最 热 月 平 均 环 境 温 度,+。
也 可 按 经 验 近 似 计 算 断 路 器 额 定 电 流 。 如 ",()+时,每 降 低 -+可 增 加 )"./ %
01
,但 最 大 不 得 超 过
$)/ %
01; 如 ()+,"
"
2)+时,每 增 加 #+可 减 少 #"3/ %
01
。 据 此 初 选 断 路 器,再 按 断 路 器 的 动 稳 定,热 稳 定条 件 进 行 校 验 。
动 稳 定 条 件,
&
&45#
&
( *)
67
% &45
#
%
( *) }
67
( !"#"()
式 中 8
&45
,9
&45
— — — 分 别 为 断 路 器 ( 或 电 气 设 备 ) 允 许 通 过 最 大 电 流 的 峰 值,有 效 值,0:;
&
( *)
67
,%
( *)
67
— — — 分 别 为 三 相 短 路 冲 击 电 流 的 峰 值,有 效 值,0:。
热 稳 定 条 件,
%;; #
&
( *) $
<;
7=
( !"#".)
9;
— — — 在 规 定 热 稳 定 试 验 时 间 ; 秒 内,断 路 器 的 热 稳 定 电 流 0:;
&
( *)
<
— — — 三 相 短 路 稳 态 电 流,0:;

75
— — — 假 想 时 间 ( 或 称 为 热 效 时 间 ),>。
在 无 限 大 电 源 系 统 中,如 果 实 际 短 路 时 间 ’
( ’
为 继 电 保 护 装 置 整 定 的 动 作 时 间 与 断 路 器 的 分 断 时 间 之和 ) 小 于 -> 时,可 按 实 际 短 路 时 间 加 )").> 计 算 假 想 时 间 ’
75
( 即 ’
75
% ’
@ )").) ; 如 果 实 际 短 路 时 间 大 于 #> 时,
则 按 实 际 短 路 时 间 计 算 假 想 时 间 ’
75
( 即 ’
75
% ’
) 。 其 中 %;
’ 参 数 可 由 断 路 器 产 品 样 本 中 查 得 。
( 二 ) 按 安 装 地 点 的 三 相 短 路 容 量 选 择所 谓 安 装 地 点 的 三 相 短 路 容 量,是 指 在 无 限 大 电 源 系 统 中,电 力 系 统 出 口 断 路 器 后 面 发 生 三 相 短 路 时 的短 路 容 量 。 断 路 器 的 额 定 断 流 容 量 (
0?
( 或 额 定 开 断 电 流 %
0?
) 应 不 小 于 安 装 地 点 的 三 相 短 路 容 量 (
( 或 三 相短 路 电 流 9
),即
(
0?#
(
%
0?#
%
}
( !"#"2)
如 果 断 路 器 安 装 在 低 于 其 额 定 电 压 的 电 路 中 时,其 断 流 容 量 可 按 下 式 换 算,
)*
0?
%
+
1
+
A1
· (
0?
( !"#"B)
式 中 (*
0?
— — — 断 路 器 换 算 后 的 断 流 容 量,CD:;
(
0?
— — — 断 路 器 额 定 断 流 容 量,CD:;
+
1
— — — 安 装 地 点 线 路 的 额 定 电 压,0D;
+
01
— — — 断 路 器 的 额 定 电 压,0D。
( 三 ) 按 工 作 环 境,运 行 要 求 和 经 济 等 因 素 选 择应 根 据 安 装 使 用 环 境 ( 温 度,海 拔 高 度,空 间 介 质 等 ) 确 定 选 用 户 内 式 或 户 外 式 高 压 断 路 器 ; 再 按 照 操 作的 频 繁 程 度 确 定 高 压 断 路 器 的 类 型,如 操 作 频 繁 的 场 所 应 选 用 高 压 真 空 断 路 器,否 则 可 选 用 高 压 少 油 断 路
·.2(·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇器 。 高 压 少 油 断 路 器 的 型 号 含 义 为,
表 !" # 中 列 出 常 用 高 压 少 油 断 路 器 的 技 术 数 据,以 供 选 择 参 考 。
表 !" # 常 用 高 压 少 油 断 路 器 技 术 数 据型 号额 定 电 压 额 定 电 流额 定 断流 容 量额 定 分断 电 流动 稳 定电 流
$% 热 稳定 电 流操 作 机 构固 有 分断 时 间合 闸时 间
&’ ( )’( &( 类 型 %
*+,-"
.-./0--" #--
*+,-",-./
.---" 1--
.-
0-- #--,23# $$3.,23#
4*5,46
.-472
.--- 1-- 5! 2$ 5! 46.8,472
-3-0 -351
例 题 某,-&’ 高 压 配 电 系 统 如 图 !" ! 所 示,已 知 系 统 出 口 断 路 器 的 断 流 容 量 为 5--)’(,线 路 计 算 电流 #1-(,继 电 保 护 装 置 整 定 时 间,3.%,断 路 器 分 断 时 间 -35%。 如 变 电 所 的 进 线 选 择 *+.-",-9/0--" 1-- 型 户内 高 压 少 油 断 路 器,是 否 符 合 要 求?
图 !" ! 某,-&’ 高 压 配 电 系 统 图解,短 路 计 算 点,",的 平 均 额 定 电 压 取 !;<
=,-31&’,又 知 系 统 出 口 断 路 器 的 断 流 容 量 "
:,
,5--)’(,则电 力 系 统 的 电 抗 为,
#
>7
= !
5;<
$ "
:,
=
(,-31
,-#
) 5/5--
,-
0
= -311.!
架 空 线 路 距 离 % = 1&@,由,工 厂 配 电 设 计 手 册,查 得 >
-
= -3#A
!
/B@,故 线 路 电 抗 为,
#
C".
= &
-
C = -3#A? 1 =,3!
!
则 短 路 线 路 的 总 电 抗 为,
#
!
= #
>7
D #
C".
= -311,D,3! = 53$1.!
这 样,略 去 线 路 直 流 电 阻,三 相 短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值 为,

( #)
:",
= !;< "
/ ##
!
= ".-31/ #? 53$1,= 53$2#B(
·00$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册由,建 筑 供 配 电,知 道,在 无 限 大 电 源 系 统 中,短 路 电 流 周 期 分 量 有 效 值 在 短 路 过 程 中 是 恒 定 的,故 三 相次 暂 态 短 路 电 流 和 三 相 短 路 稳 态 电 流 为,
!"( !) " !
#
" !
( !)
$%&
" ’()*!+,
所 以 三 相 短 路 冲 击 电 流 峰 值 为,
#
( !)
-.
" ’(//01( !) " ’(// 2 ’()*! " 3(!435,
三 相 短 路 容 量 为,
$
( !)
$%&
" !!%
6.
!
( !)
$%&
" !! 2 &4(/ 2 ’()*! " ))(7*/89,
由 式 ( 7(&(&),( 7(&(*),查 表 7 % ! 进 行 校 验,校 验 结 果 见 表 7 % )。 由 此 可 见,该 线 路 中 选 用 ;<&4 % &4&=
344 % !44 型 高 压 少 油 断 路 器 可 满 足 要 求 。
表 7 % ) &459 高 压 少 油 断 路 器 校 验 表;<>4 % &4&=344 % !44 安 装 处 线 路 电 气 参 数项 目 数 据 项 目 数 据额 定 电 压 ( 9
+<

&459
额 定 电 压 ( 9
<

&459
额 定 电 流 ( 0
5<

344,
最 大 负 荷 电 流 ( 0
@8

!/4,
额 定 断 流 容 量 ( ;
5<

!4489,
短 路 计 算 点 三 相 短 路 容 量
$
( !)
$% &
))(7*/89,
允 许 通 过 最 大 电 流 峰值 ( A
BCD

))(&5,三 相 短 路 冲 击 电 流 峰 值 ( A
( !)
-.
3(!435,
热 稳 定 参 数 ( !

E
E) &*(!’ 2 ) " &&7*(&3 三 相 短 路 热 稳 定 数 据 ( !
( !) ’
#
E
.D
) ’()*!’ 2 &(! " *(7/
第 二 节 高 压 隔 离 开 关 安 装 与 维 修高 压 隔 离 开 关 常 与 断 路 器 配 合 使 用 。 由 于 隔 离 开 关 无 灭 弧 装 置,断 流 能 力 差,所 以 不 能 带 负 荷 操 作 。 为防 止 误 操 作,电 力 系 统 中 的 隔 离 开 关 和 断 路 器 之 间 通 常 都 装 有 连 锁 机 构 。 隔 离 开 关 的 主 要 用 途 有 以 下 几 点,
一,隔 离 电 压在 检 修 电 气 设 备 时,用 隔 离 开 关 将 被 检 修 的 设 备 与 电 源 电 压 隔 离,并 形 成 明 显 可 见 的 断 开 间 隙,以 确 保检 修 的 安 全 。
二,倒 闸 操 作投 人 备 用 母 线 或 旁 路 母 线 以 及 改 变 运 行 方 式 时,常 用 隔 离 开 关 配 合 断 路 器,协 同 操 作 来 完 成 。
·*3)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇三,分,合 小 电 流因 隔 离 开 关 具 有 一 定 的 分,合 小 电 感 电 流 和 电 容 电 流 的 能 力,故 一 般 可 用 来 进 行 以 下 操 作,
!
分,合 避 雷器,电 压 互 感 器 和 空 载 母 线 ;
"
分,合 励 磁 电 流 不 超 过 !" 的 空 载 变 压 器 ;
#
关 合 电 容 电 流 不 超 过 #" 的 空 载线 路 。
按 安 装 地 点,高 压 隔 离 开 关 分 户 内 式 ( $%) 和 户 外 式 ( $&) 两 大 类 。 每 台 都 配 有 相 应 的 手 动 ( ’() 操 作 机构 。
$%)*+ ),’ 和 $%-,+ ),是 目 前 广 泛 使 用 的 两 种 ),./高 压 隔 离 开 关,外 形 如 图 *+ ),,图 *+ )) 所 示 。
$%-,+ ),为 旋 转 式 隔 离 开 关,分 为 $%-,+ ),型 和 $%-,+ ),0 型 两 大 类 。 $%-,+ ),0 型 是 在 $%-,+ ),
型 基 础 上 增 加 接 地 开 关 以 满 足 开 关 柜 的 不 同 要 求 。 本 产 品 适 用 于 一 般 污 秽 地 区,潮 湿 地 区 及 具 有 凝 露 的 地方 使 用 。 触 头 采 用 线 接 触 方 式,接 触 性 能 可 靠,特 别 是 对 大 电 流 产 品,采 用 了 独 特 的 设 计 原 理,能 正 常 通 过
-)#,"的 额 定 电 流 。
图 *+ ),$%)*+ ),’ 型 高 压 隔 离 开 关
)— 上 接 线 端,!— 静 触 头,-— 刀 闸,1— 套 管 绝 缘 子,#— 下 接 线 端 ;
2— 框 架,3— 转 轴,4— 拐 臂 *— 升 降 绝 缘 子 ; ),— 支 柱 绝 缘 子图 *+ )) ’%-,+ ),( 0) 型 旋 转 式 隔 离 开 关
·421· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 三 节 负 荷 开 关 安 装 与 维 护高 压 负 荷 开 关 是 专 门 用 于 接 通 和 断 开 负 荷 电 流 的 电 器 设 备 ; 装 有 热 脱 扣 器 时,在 过 负 荷 的 情 况 下 也 能 自动 跳 闸 。 负 荷 开 关 仅 有 简 单 的 灭 弧 装 置,不 能 切 断 短 路 电 流,因 此,它 必 须 与 高 压 熔 断 器 结 合 使 用,短 路 电 流由 熔 断 器 切 断 。 负 荷 开 关 断 开 后,与 隔 离 开 关 一 样,具 有 明 显 可 见 的 断 开 间 隙,所 以 它 也 具 有 隔 离 电 流,保 证安 全 检 修 的 功 能 。
高 压 负 荷 开 关 分 户 外 ( !") 和 户 内 ( !#) 两 大 类 。 每 台 都 配 有 相 应 的 手 动 ( $%) 操 作 机 构 。 高 压 负 荷 开 关的 类 型 较 多,这 里 着 重 介 绍 几 种 新 一 代 高 压 真 空 负 荷 开 关 。
!#&’( ’&)*+型 户 内 高 压 真 空 负 荷 开 关 及 熔 断 器 组 合 电 器 是 我 国 研 制 的 新 一 代 ’&,-真 空 负 荷 开 关,产品 在 国 家 高 压 电 器 质 量 检 验 测 试 中 心 通 过 了 型 式 试 验 。 本 开 关 额 定 开 断 转 移 电 流 可 达,’/01,额 定 工 频 耐受 电 压 2&,3,具 有 优 良 的 开 断 性 能 和 绝 缘 水 平,特 别 适 合 在 配 电 网 中 作 控 制 和 保 护 的 开 关 设 备 。 其 外 形 如图 4( ’& 所 示 。
5!#
!
( ’&( +) 型 ’&,-负 荷 开 关 组 合 电 器 用 于 开 断 负 荷 电 流,过 载 电 流 和 短 路 电 流,特 别 适 用 于 对 无 油化,不 检 修 及 频 繁 操 作 有 要 求 的 场 所 。 真 空 灭 弧 室 的 操 作 方 式 既 可 采 用 弹 簧 机 构,也 可 采 用 电 动 机 构 。 真 空灭 弧 室,隔 离 刀 和 接 地 刀 之 间 具 有 可 靠 的 连 锁 。 处 于 合 闸 位 置 的 组 合 电 器,当 短 路 电 流 或 过 载 电 流 流 过 主 回路 时,熔 断 器 中 至 少 有 一 相 熔 体 熔 断,撞 击 器 动 作,撞 击 组 合 电 器 的 机 构 锁 扣 装 置,使 真 空 灭 弧 室 在 分 闸 弹 簧的 作 用 下 实 现 快 速 可 靠 分 闸 。
图 4( ’& !6&’( ’&)*+
型 高 压 真 空 负 荷 开 关
!5"&7( ’& 户 外 交 流 ’&,-高 压 真 空 负 荷 开 关 因 其 卓 越 的 性 能 及 免 维 护 特 性,目 前 广 泛 地 应 用 于 架 空 线路 配 电 系 统 。 该 设 备 与 故 障 搜 查 控 制 器 ( !)+) 或 遥 控 终 端 单 元 ( +89),电 源 变 压 器 ( %:%) 组 合 使 用,构 成 配 电自 动 化 设 备,可 以 实 现 电 网 线 路 操 作 全 部 自 动 化 。
!5"&7( ’& 负 荷 开 关 的 突 出 特 点 是 具 有 ’/ 年 以 上 免 维 护 特 性 和 预 留 有 配 电 自 动 化 扩 展 接 口 。
·4;2·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇第 四 节 熔 断 器 安 装 与 维 护高 压 熔 断 器 是 一 种 保 护 电 器,当 其 所 在 电 路 的 电 流 超 过 规 定 值 并 经 一 定 时 间 后,它 的 熔 体 熔 化 而 分 断 电流,断 开 电 路 。 熔 断 器 主 要 用 来 进 行 短 路 保 护,但 有 的 也 具 有 过 负 荷 保 护 功 能 。
按 安 装 环 境,高 压 熔 断 器 也 有 户 内 式 和 户 外 式 两 大 类 。 我 国 生 产 的 户 内 式 熔 断 器 有 !"#,!"$,!"%、
!"&,!"’ 等 ; 户 外 式 有 !(%) #*( +),!(,) #*( +),!(&) %&,!(-) #*,!(#*) %&,!(##) #* 等 。
一,
!"
型 户 内 管 式 熔 断 器
!"#,!"$ 两 者 结 构 基 本 相 同,都 是 充 有 石 英 砂 填 料 的 密 闭 管 式 熔 断 器 。 !"$ 的 尺 寸 较 小 。 !"# 主 要 用作 %,%&/0电 力 线 路 和 电 气 设 备 的 短 路 保 护 ; !"$ 用 作 %,%&/0 电 压 互 感 器 的 短 路 保 护 。 图 1 ) #% 是 !"#、
!"$ 的 外 形 图,图 1) #,是 !"#,!"$ 内 部 结 构 示 意 图 。
图 1) #% !"#,!"$ 型 高 压 熔 断 器
#— 瓷 熔 管,$— 金 属 管 帽,%— 弹 性 触 座
,— 熔 断 指 示 器 ; &— 接 线 端 子 ; ’— 瓷 绝 缘 子 ; -— 底 座图 1) #,!"#,!"$ 型 高 压 熔 断 器 的 熔 管 剖 面 示 意 图
#— 管 帽,$— 瓷 熔 管,%— 工 作 熔 体,,— 指 示 熔 体,
&— 锡 球,’— 石 英 砂 填 料,-— 熔 断 指 示 器
·*-,· 新 编 电 气 工 程 师 手 册由 图 !" #$ 可 知,工 作 熔 丝 ( 由 铜 丝 制 成 ) 上 焊 有 小 锡 球 。 锡 是 低 熔 点 金 属,过 负 荷 电 流 或 短 路 电 流 通 过熔 丝,其 温 度 迅 速 上 升,锡 球 先 于 铜 丝 被 熔 化,锡 球 熔 化 后 包 围 铜 丝,温 度 继 续 上 升,锡 与 铜 相 互 渗 透 形 成 熔点 较 低 的 铜 锡 合 金,使 熔 体 能 在 较 低 的 温 度 下 熔 断,这 就 是 所 谓 的,冶 金 效 应,。 它 使 得 熔 断 器 能 在 较 小 的 故障 电 流 或 过 负 荷 电 流 时 动 作 。 熔 断 器 是 采 用 几 根 熔 丝 并 联 的,熔 断 时 能 产 生 几 根 并 行 的 电 弧,即 把 粗 弧 变 成细 弧,加 快 电 弧 的 熄 灭 。 管 内 填 以 石 英 砂,其 作 用 是 加 快 灭 弧 。 这 种 熔 断 器 能 在 短 路 电 流 未 达 到 冲 击 值 之 时就 可 完 全 熄 灭 电 弧,是 快 速 熔 断 器,即 具 有 限 流 作 用 。
%&’ 也 是 户 内 高 压 熔 断 器,通 常 装 在 负 荷 开 关 内,与 %&# 一 样,熔 管 一 端 装 有 指 示 器,当 熔 断 器 动 作 后指 示 器 即 向 外 弹 出 。
%&(,%&) 是 改 进 型,特 性 与 %&# 相 同,只 是 外 形 加 以 改 进,体 积 小,重 量 轻,泄 漏 距 离 大,防 污 性 能 好,维护 简 单,更 换 方 便 。
可 配 熔 体 的 额 定 电 流,%&#" ),#* 为 +,’**-,%&# " ’( 为 +,$*-,断 流 容 量 为 +**./-; %&+ " ),’( 熔体 额 定 电 流 均 为 *0(-。
二,
%1
型 户 外 跌 落 式 熔 断 器
%1##" #* 型 如 图 !" #( 所 示,其 基 本 结 构 及 动 作 情 况 如 下,
熔 断 管 上 部 动 触 头 借 熔 丝 张 力 ( 向 下 ) 拉 紧 后,推 到 上 静 触 头 上 面 锁 紧,同 时 下 动 触 头 与 下 静 触 头 也 相 互压 紧,从 而 使 电 路 接 通 。 当 被 保 护 对 象 发 生 故 障,故 障 电 流 通 过 熔 丝 使 其 熔 断 后,熔 管 上 动 触 头 因 失 去 张 力拉 紧 而 上 翻,使 锁 紧 机 构 释 放 熔 管,在 动 触 头 上 翻 的 弹 力 和 熔 管 自 身 重 力 的 作 用 下,回 转 跌 落,造 成 明 显 可 见的 断 开 间 隙 。 熔 管 一 般 用 钢 纸 管 制 成,当 熔 体 熔 断 形 成 电 弧 时,在 电 弧 灼 热 作 用 下,熔 管 分 解 出 大 量 气 体 使管 内 产 生 很 大 压 力,形 成 强 烈 的 纵 向 吹 弧 作 用,使 电 弧 迅 速 拉 长 而 熄 灭 。 在 熔 断 小 电 流 时,因 管 内 压 力 不 大,
上 端 封 闭 着,只 形 成 向 下 单 端 排 气,使 管 内 保 持 足 够 压 力,有 利 于 熄 灭 小 故 障 电 流 产 生 的 电 弧 。 而 在 分 断 大故 障 电 流 时,由 于 电 弧 大,产 生 气 体 多,管 内 压 力 大,使 上 端 铁 帽 冲 开 而 形 成 两 端 排 气 。 这 样 有 助 于 防 止 分 断大 故 障 电 流 造 成 熔 管 破 坏,有 效 地 解 决 了 自 产 气 电 器 分 断 大 小 电 流 的 矛 盾 。
由 于 %1 型 熔 断 器 熔 断 后,熔 管 会 自 动 跌 落,故 又 叫 跌 落 保 险 。
%1’" #*( 2) 型 额 定 电 压 为 #*3/,额 定 电 流 (*,+**-,断 流 容 量 (*,+**./-; %1$ " #*( 2) 型,除 外 形 尺寸 稍 小 于 %1’" #*( 2) 外,其 它 性 能 与 %1’ " #*( 2) 相 同 。 它 们 灭 弧 速 度 不 高,因 而 没 有 限 流 作 用 ; %1( " ’(
型,额 定 电 压 为 ’(3/,额 定 电 流 为 (*,+**-,断 流 容 量 为 +**,4**./-,熔 管 采 用 钢 纸 管 " 环 氧 玻 璃 布 复 合管 制 成,有 较 高 机 械 强 度 并 能 保 证 连 续 三 次 顺 利 开 断 额 定 断 流 容 量 ; %15" #* 型 是 有 统 一 支 架 的 跌 落 式 熔 断器,在 条 件 变 更 时,只 需 用 钩 棒 更 换 不 同 的 熔 管 即 可 。 熔 管 有 较 高 机 械 强 度,具 有 多 次 开 断 能 力,可 免 除 熔 断一 次 即 更 换 熔 管 的 麻 烦 ; %16*" ’( 型,额 定 电 压 ’(3/,额 定 电 流 为 *0(- 者 是 专 用 于 保 护 电 压 互 感 器 的,额 定电 流 为 +,78- 者 用 于 保 护 线 路 或 设 备 过 载 与 短 路,它 具 有 限 流 作 用,可 代 替 %1+ " ’( 及 其 附 加 电 阻,但 安装 时 要 注 意 熔 体 电 流 与 被 保 护 对 象 的 电 流 一 致 方 可 投 入 运 行 ; %1##" #* 型 是 #*3/ 防 污 型 跌 落 式 熔 断 器,适用 于 工 业 污 秽 和 沿 海 地 区 的 输 电 线 路 及 变 压 器 的 保 护,结 构 如 图 ! " #(。 除 %1# " #* 型 外 其 它 型 式 只 适 用于 周 围 空 气 没 有 导 电 尘 埃 和 腐 蚀 性 气 体,没 有 易 燃 易 爆 及 剧 烈 震 动 的 户 外 场 所 。
%1型 熔 断 器 除 作 过 载 和 短 路 保 护 外,在 一 定 条 件 下,可 用 高 压 绝 缘 钩 棒 ( 俗 称 令 克 棒 ) 去 操 作 熔 管 分,
合 小 容 量 的 空 载 变 压 器,小 电 流 的 线 路 及 设 备 。
·#5$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !"#$ %&##"#’ 型 高 压 跌 落 式 熔 断 器
#— 上 接 线 端,(— 上 静 触 头,)— 上 动 触 头,
*— 管 帽,$— 操 作 环,+— 熔 管,,— 熔 丝,
-— 下 动 触 头,!— 下 静 触 头,#’— 下 接 线 端,
##— 绝 缘 瓷 瓶 ; #( 一 固 定 安 装 板第 五 节 高 压 开 关 柜 安 装 与 维 护成 套 配 电 装 置 是 制 造 厂 成 套 供 应 的 设 备 。 同 一 回 路 的 开 关 电 器,测 量 仪 表,保 护 电 器 和 辅 助 设 备 都 组 装在 全 封 闭 或 半 封 闭 的 金 属 柜 内 。
高 压 开 关 柜 是 按 一 定 的 线 路 方 案 将 有 关 一,二 次 设 备 组 装 而 成 的 一 种 高 压 成 套 配 电 装 置,在 发 电 厂 和 变配 电 所 中 作 为 控 制 和 保 护 发 电 机,变 压 器 和 高 压 线 路 之 用,也 可 作 为 大 型 高 压 交 流 电 动 机 的 起 动 和 保 护 之用 。
高 压 开 关 柜 有 固 定 式 和 手 车 式 ( 移 开 式 ) 两 大 类 型 。,."#/( 0) 型 是 我 国 以 前 大 量 生 产 和 广 泛 应 用 的 较为 经 济 的 固 定 式 高 压 开 关 柜,现 在 多 采 用 新 型 的,.1( " #( 等 开 关 柜 。,.1( " #( 为 全 国 统 一 设 计,#!!- 年推 广 使 用,外 形 如 图 !"#+。
23.— #’ 型 金 属 铠 装 固 定 式 #’45高 压 开 关 柜,由 电 力 部 组 织 设 计,#!!,年 * 月 通 过 部 级 鉴 定 。 该 柜 采用 金 属 铠 装 全 密 封 闭 结 构,柜 体 骨 架 由 新 型 型 材 拼 装 而 成,柜 内 分 为 断 路 器 室,母 线 室,继 电 器 室,室 与 室 之间 用 钢 板 隔 开 。 断 路 器 室 在 柜 体 中 部,其 下 接 线 端 子 与 电 流 互 感 器 连 接 。 断 路 器 本 体 与 操 作 机 构 为 一 体 化,
主 开 关 部 装 有 轮 子,检 修 时 可 将 开 关 推 到 专 用 小 车 上,便 于 检 修 。 断 路 器 室 还 设 有 压 力 释 放 通 道,若 内 部 发生 电 弧 时,气 体 可 通 过 排 气 通 道 将 压 力 释 放 。
电 缆 室 在 柜 体 下 部 的 后 方,,6)’"#’ 隔 离 开 关 的 支 持 绝 缘 子 可 设 有 监 视 装 置,电 缆 固 定 在 支 架 上 。 对于 主 接 线 为 联 络 方 案 时,本 室 则 为 联 络 电 缆 室 。
手 车 式 ( 又 称 移 开 式 ) 高 压 开 关 柜 的 特 点 是,高 压 断 路 器 等 主 要 电 气 设 备 是 装 在 可 以 拉 出 和 推 入 开 关 柜的 手 车 上 的,如 图 !"#,所 示 。 断 路 器 等 设 备 需 要 检 修 时,可 随 时 将 其 手 车 拉 出,然 后 推 入 同 类 备 用 手 车,即可 恢 复 供 电 。 因 此 采 用 手 车 式 开 关 柜,较 之 采 用 固 定 式 开 关 柜 具 有 检 修 安 全,供 电 可 靠 性 高 等 优 点,但 价 格较 贵 。
376-’’( #-/) "#’ 是 目 前 较 为 流 行 的 #’45手 车 式 高 压 开 关 柜 。
·(,*· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !"#$ %%&’"#$ 型 固 定 式 高 压 开 关 柜图 !"#( )*+#"#’ 型 手 车 式 高 压 开 关 柜
)*+,"-./0 为 小 型 化 全 绝 缘 组 装 式 开 关 柜,铠 装 型,移 开 式,配 用 新 型 真 空 断 路 器 。 开 关 柜 由 固 定 的 柜体 和 可 抽 出 部 件 ( 手 车 ) 两 大 部 分 组 成,外 形 尺 寸 及 结 构 示 意 图 见 图 !"#1。
图 !"#1 )*+,"-./0 型 组 装 式 开 关 柜
#— 接 地 母 线,’— 电 缆 室 ; 2— 接 地 开 关,-— 电 流 互 感 器 ; 0 一 触 头 盒 ;
$— 母 线 室,(— 总 电 器 室,1— 2134" 5672’ 手 车 ; !— 手 车 室 ; #.— 进 车 联 管 机 构
·2(-·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇第 六 节 避 雷 器 使 用 与 维 修电 气 设 备 在 运 行 中 除 承 受 工 作 电 压 外,还 将 遭 到 过 电 压 的 影 响 。 由 雷 电 引 起 的 雷 电 过 电 压 或 由 开 关 操作 引 起 的 过 电 压,其 数 值 远 远 超 过 工 作 电 压,会 使 设 备 绝 缘 损 伤,寿 命 缩 短,甚 至 造 成 停 电 事 故 。 因 此,必 须采 取 各 种 有 效 措 施 来 限 制 过 电 压 。 避 雷 器 就 是 用 来 限 制 过 电 压 的 一 种 主 要 保 护 电 器,它 一 般 接 于 导 线 和 地之 间,并 连 在 被 保 护 设 备 或 设 施 上,在 正 常 时 处 于 不 通 状 态,出 现 雷 击 过 电 压 时,击 穿 放 电,当 过 电 压 值 达 到规 定 值 的 动 作 电 压,避 雷 器 立 即 动 作,切 断 过 电 压 负 荷,将 过 电 压 限 制 在 一 定 水 平,保 护 设 备 绝 缘,使 电 网 能够 正 常 供 电 。 当 过 电 压 终 止 后,迅 速 恢 复 不 通 状 态,恢 复 正 常 工 作,主 要 用 来 保 护 电 力 设 备,也 可 作 防 止 高 压电 侵 入 室 内 的 安 全 措 施 。
一,阀 型 避 雷 器阀 型 避 雷 器 最 基 本 的 元 件 是 火 花 间 隙 和 非 线 工 作 电 阻 片,它 们 串 叠 装 在 密 封 的 瓷 套 内,如 图 ! " #! 所示,该 种 避 雷 器 具 有 较 好 的 保 护 性 能,广 泛 用 于 交,直 流 系 统,保 护 发,配 电 设 备 。
( 一 ) 结 构 及 原 理阀 型 避 雷 器 主 要 由 瓷 裙,火 花 间 隙,阀 片 电 阻 等 元 件 组 成 。 各 主 要 元 件 的 作 用 是,
图 ! " #! 阀 型 避 雷 器 结 构
#— 瓷 裙 $— 火 花 间 隙 %— 阀 片 电 阻 &— 接 地 螺 钉
#’火 花 间 隙 由 多 个 单 元 间 隙 串 联 而 成,每 个 火 花 间 隙 均 由 两 个 黄 铜 片 电 极 和 一 个 云 母 垫 圈 隔 开 组 成 。
在 正 常 情 况 下,火 花 间 隙 使 阀 片 电 阻 及 黄 铜 片 电 极 与 电 力 系 统 隔 开,而 在 受 到 过 电 压 击 穿 后 (’(#) 内,能 将工 频 续 流 电 弧 熄 灭 。
$’阀 片 电 阻 是 由 特 殊 碳 化 硅 制 成,其 阻 值 随 电 压 的 不 同 而 在 很 大 范 围 内 变 化 。 火 花 间 隙 在 正 常 工 作时,有 足 够 的 绝 缘 强 度,不 会 被 正 常 的 工 作 电 压 所 击 穿 。 当 雷 电 侵 入 时,高 电 压 加 在 电 阻 阀 片 上,其 阻 值 变小,立 即 将 雷 电 流 泄 入 大 地 。 此 后 阀 片 电 阻 阻 值 增 加,限 制 正 常 工 频 电 流 通 过,以 保 证 火 花 间 隙 可 靠 熄 灭,使
·&*&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册电 路 恢 复 正 常 工 作 。
当 线 路 正 常 运 行 时,避 雷 器 的 火 花 间 隙 将 线 路 与 地 隔 开,当 线 路 遭 雷 击 时,在 强 电 场 的 作 用 下,火 花 间 隙被 击 穿,将 雷 电 流 通 过 阀 片 电 阻 泄 入 大 地,释 放 过 电 压 电 荷,从 而 起 到 保 护 电 气 设 备 的 目 的 。
( 二 ) 安 装
!"安 装 前 的 检 查 和 试 验
( !) 安 装 前 的 检 查
!) 避 雷 器 额 定 电 压 与 线 路 电 压 是 否 相 同 。
#) 底 盘 瓷 盘 有 无 裂 纹,瓷 件 表 面 是 否 有 裂 纹,破 损 和 闪 络 痕 迹 及 掉 釉 现 象 。 如 有 破 损,其 破 损 面 应 在 $"
%&
#
以 下,在 不 超 过 三 处 时 可 继 续 使 用 。
’) 将 避 雷 器 向 不 同 方 向 轻 轻 摇 动,内 部 应 无 松 动 的 响 声 。
() 检 查 瓷 套 与 法 兰 连 接 处 的 胶 合 和 密 封 情 况 是 否 良 好 。
( #) 电 气 试 验
!) 绝 缘 电 阻 用 #%$$) 兆 欧 表 测 量 绝 缘 电 阻,与 同 类 避 雷 器 试 验 值 进 行 比 较,绝 缘 电 阻 值 应 未 有 明 显 变化 。
#) 工 频 击 穿 电 压 试 验 *+ 型 避 雷 器 工 频 放 电 电 压 标 准,额 定 电 压 为 ’,),-,),!$,); 新 装 和 大 修 后 的 避雷 器 为,/ !!,),!-/ !.,),#-/ ’!,); 运 行 中 的 避 雷 器 为 0/ !#,),!%/ #!,),#’/ ’’,)。
’) *1 型 避 雷 一 般 可 不 做 工 频 放 电 试 验,但 要 做 避 雷 器 泄 漏 电 流 测 量 。
#"安 装 要 求
( !) 避 雷 器 应 垂 直 安 装,倾 斜 不 得 大 于 !%2。 安 装 位 置 应 尽 可 能 接 近 被 保 护 设 备,避 雷 器 与 ’ / !$,) 设 备的 电 气 距 离,一 般 不 大 于 !%&,易 于 检 查 巡 视 的 带 电 部 分 距 地 面 若 低 于 ’&,应 设 遮 栏 。
( #) 避 雷 器 的 引 线 与 母 线,导 线 的 接 头 长 度 不 应 小 于 !$$&&,截 面 积 不 得 小 于 规 定 值 ( ’ / !$,) 铜 引 线 截面 积 不 小 于 !-&&
#
,铝 引 线 截 面 不 小 于 #%&&
#
) 。 要 求 上 下 引 线 连 接 牢 固,不 得 过 紧 或 松 动,各 金 属 接 触 表 面应 清 除 氧 化 膜 及 油 漆 。
( ’) 避 雷 器 周 围 应 有 足 够 的 空 间,带 电 部 分 与 邻 相 导 线 或 金 属 构 架 的 距 离 不 得 小 于 $"’%&,底 板 对 地 不得 小 于 #"%&,以 免 周 围 物 体 干 扰 避 雷 器 的 电 位 分 布 而 降 低 间 隙 放 电 电 压 。
( () 避 雷 器 的 拉 线 绝 缘 子 串 必 须 牢 固,其 弹 簧 应 适 当 调 整,确 保 伸 缩 自 由 ; 弹 簧 盒 内 的 螺 帽 不 得 松 动,要有 防 护 装 置 ; 同 相 各 拉 紧 绝 缘 子 串 的 拉 力 应 均 匀 。
( %) 均 压 环 应 水 平 安 装,不 得 歪 斜 ; 三 相 中 心 孔 应 保 持 一 致 ; 全 部 回 路 ( 从 母 线,线 路 到 接 地 引 线 ) 不 能 迂回,应 尽 量 短 而 直 。
( -) 对 ’%,) 及 以 上 的 避 雷 器,接 地 回 路 应 装 设 放 电 记 录 器,而 放 电 记 录 器 应 密 封 良 好,安 装 位 置 应 与 避雷 器 一 致,以 便 于 观 察 。
( 3) 对 不 可 互 换 的 多 节 基 本 元 件 组 成 的 避 雷 器,应 严 格 按 出 厂 编 号,顺 序 进 行 叠 装,避 免 不 同 避 雷 器 的 各节 元 件 相 互 混 淆 和 同 一 避 雷 器 的 各 节 元 件 的 位 置 颠 倒,错 乱 。
( 0) 避 雷 器 底 座 对 地 应 绝 缘 良 好,接 地 引 下 线 与 被 保 护 设 备 的 金 属 外 壳 应 可 靠 连 接,并 与 总 接 地 装 置 相连 。
( 三 ) 运 行
!"巡 视 检 查
( !) 瓷 套 是 否 完 整 。
( #) 导 线 与 接 地 引 线 有 无 烧 伤 痕 迹 和 断 股 现 象 。
( ’) 水 泥 接 合 缝 及 涂 刷 的 油 漆 是 否 完 好 。
( () !$,) 避 雷 器 上 帽 引 线 处 密 封 是 否 严 密,有 无 进 水 现 象 。
( %) 瓷 套 表 面 有 无 严 重 污 秽 。
( -) 动 作 记 录 器 指 示 数 有 无 变 化,判 断 避 雷 器 是 否 动 作 。
#"运 行 避 雷 器 在 运 行 中 应 经 常 进 行 监 视 和 定 期 的 预 防 试 验,才 能 使 避 雷 器 正 常 运 行 。
·%3(·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( !) 动 作 次 数 记 录 器 动 作 次 数 记 录 器 是 监 视 避 雷 器 动 作 次 数 的 主 要 仪 器,一 般 利 用 电 磁 式 计 数 器 为 计数 元 件,由 避 雷 器 放 电 电 流 的 能 量 来 推 动 计 数 器 工 作 ; 也 可 利 用 放 电 电 流 作 为 触 发 信 号,用 其 他 能 源 推 动 计数 器 工 作 。
( ") 预 防 性 试 验 阀 型 避 雷 器 的 预 防 性 试 验 的 项 目 及 有 关 规 定,见 表 #$ %。
表 #$ % 阀 型 避 雷 器 预 防 性 试 验试 验 项 目 周 期 规 定 与 要 求绝 缘 电 阻 测 量
!&设 备 交 接 时 "& 变 电 所 内避 雷 器 一 年 ! 次 在 雷 雨 季节 前 ’&线 路 上 的 避 雷 器 !(
" 年 ! 次
!& )* 系 列 的 绝 缘 电 阻 交 接 时 应 大 于
%+++,
!
,运 行 中 应 大 于 "+++,
!
"& 有 非线 性 并 联 电 阻 的 避 雷 器 的 绝 缘 电 阻,与前 一 次 或 同 一 型 式 的 测 量 数 据 进 行 对比,主 要 检 查 非 线 性 电 阻 的 通 断 和 接 触情 况 ’&用 "%++- 兆 欧 表 测 量电 导 电 流 及 非 线 性 差 值 的测 量
!&设 备 交 接 时 "& 每 年 雷 雨季 节 前电 导 电 流 范 围 和 非 线 性 系 数 差 值,按 预防 性 试 验 规 程 或 规 定,进 行 测 试无 非 线 性 并 联 电 阻 的 避 雷器 工 频 放 电 电 压 试 验
!&设 备 交 接 时 "&运 行 中 每 ’
年 至 少 ! 次按 预 防 性 试 验 规 程 或 产 品 技 术 条 件 进行 测 试避 雷 器 的 电 导 电 流,一 般 用 直 流 法 测 量 。 对 运 行 中 的 避 雷 器 也 可 用 交 流 法 进 行 带 电 测 量,但 应 预 先 对 避雷 器 在 试 验 室 用 同 一 方 法 进 行 测 量,以 获 得 试 验 电 压 与 电 导 电 流 的 关 系 曲 线,供 带 电 测 量 时 对 比 判 断 测 量 结果,常 用 方 法 见 图 #$ "+。
( ’) 阀 型 避 雷 器 投 入 运 行 时 间,应 根 据 当 地 雷 电 活 动 情 况 来 确 定,一 般 在 每 年 三 月 初 到 十 月 投 入 运 行 。
(,) 运 行 前 应 做 的 试 验 项 目
!) 用 !+++( "%++- 兆 欧 表 测 量 绝 缘 电 阻,测 量 结 果 与 前 一 次 或 同 型 号 避 雷 器 的 试 验 值 相 比 较,绝 缘 电 阻值 不 应 有 显 著 变 化 。
") 测 量 工 频 放 电 电 压,对 于 )* 型 避 雷 器,额 定 电 压 为 ’/-,0/-,!+/- 时,其 工 频 放 电 电 压 分 别 为 1 (
!"/-,!%( "!/-,"’( ’’/-。
’) )2 型 避 雷 器 一 般 不 做 工 频 放 电 试 验,但 应 做 避 雷 器 的 泄 漏 电 流 测 量 。
图 #$ "+ 交 流 法 测 电 导 电 流 原 理 接 线 图
3) 峰 值 电 流 表 法 4) 平 均 值 整 流 电 流 表 法
( 四 ) 维 修
!&瓷 套 及 水 泥 接 合 缝 是 否 完 好 。
·05.· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"与 避 雷 器 连 接 的 导 线,接 地 引 下 线 有 无 烧 伤 痕 迹 或 烧 断 现 象 。
#"瓷 套 表 面 有 无 严 重 污 秽 。
$"属 于 以 下 情 况 的 元 件 不 应 使 用
( %) 严 重 烧 伤 的 电 极 ;
( !) 严 重 受 潮,膨 胀 分 层 的 云 母 垫 片 ;
( #) 贯 穿,局 部 击 穿 或 闪 络 的 阀 片 ;
( $) 严 重 受 潮 的 低 温 阀 片 ;
( &) 非 线 性 并 联 电 阻 严 重 老 化,电 导 电 流 超 过 运 行 规 程 所 规 定 的 范 围 ;
( ’) 严 重 老 化 龟 裂 或 严 重 变 形 失 去 弹 性 的 橡 皮 密 封 件 ;
( () 开 裂 的 瓷 套 ;
( )) 其 他 严 重 损 伤 的 零 件 。
&"装 配 前 全 部 新 旧 零 部 件 都 必 须 进 行 烘 干 处 理,并 保 存 在 干 燥 室 内 备 用 。
’"阀 片 冲 击 电 流 残 压 应 进 行 测 量,然 后 配 组,使 全 部 阀 片 冲 击 电 流 残 压 不 大 于 技 术 条 件 规 定 的 残 压 值 ;
设 计 续 流 残 压 不 小 于 产 品 的 灭 弧 电 阻 幅 值 。 若 无 条 件 测 量 残 压 时,应 将 每 只 避 雷 器 内 的 阀 片 分 别 存 放,并 保持 放 置 方 向 一 致,不 能 将 不 同 避 雷 器 内 的 阀 片 随 便 混 装 在 一 起 。
("非 线 性 并 联 电 阻 配 组 时,电 导 电 流 及 非 线 性 系 数 差 值 必 须 符 合 运 行 规 程 的 要 求 。
)"不 能 用 普 通 橡 胶 代 替 能 抗 臭 氧 的 氯 丁 橡 胶,由 于 普 通 橡 胶 在 臭 氧 作 用 下 易 老 化 龟 裂 。
*"解 体 检 修 后 的 避 雷 器,应 进 行 下 列 试 验,电 导 电 流 试 验,工 频 放 电 电 压 试 验 和 密 封 试 验,必 要 时 进 行 冲击 放 电 电 压 试 验 。
( 五 ) 常 见 故 障 分 析 与 处 理
%"阀 型 避 雷 器 内 部 受 潮
( %) +,型 避 雷 器 内 部 受 潮 的 象 征 是 绝 缘 电 阻 低 于 !&--.
!
,工 频 放 电 电 压 下 降 。
%) 顶 部 的 紧 固 螺 母 松 动,引 起 漏 水 或 瓷 套 顶 部 密 封 用 螺 栓 的 垫 圈 未 焊 死,在 密 封 垫 圈 老 化 开 裂 后,潮 气和 水 分 沿 螺 钉 缝 渗 入 内 腔 。 可 将 螺 栓 与 垫 圈 焊 牢 或 更 换 已 老 化 的 橡 皮 垫 圈,必 要 时 在 瓷 套 的 顶 部 增 加 金 属帽 和 橡 皮 垫 圈 重 新 密 封,但 涂 以 红 色 标 记 的 螺 母 严 禁 旋 动 。
!) 底 部 密 封 试 验 的 小 孔 未 焊 牢 堵 死,应 在 密 封 试 验 后,将 密 封 小 孔 及 时 焊 牢 或 用 橡 胶 堵 死 。
#) 瓷 套 破 裂,有 砂 眼,裙 边 胶 合 处 有 裂 缝 等 易 于 进 入 潮 气 及 水,应 更 换 瓷 套,堵 塞 胶 合 处 的 裂 缝 。
$) 橡 胶 垫 圈 由 于 使 用 日 久 老 化 变 脆 而 开 裂,失 去 密 封 作 用,应 将 顶 部 和 底 部 的 垫 圈 更 换 为 有 防 臭 氧 性 能的 氯 丁 橡 胶 垫 圈 。
&) 底 部 压 紧 用 的 扇 形 铁 片 未 塞 紧,使 底 板 松 动,底 部 密 封 橡 胶 垫 圈 位 置 不 正,造 成 空 隙 而 渗 入 潮 气 及 水,
应 在 检 修 安 装 时 塞 紧 扇 形 铁 片 和 放 正 橡 胶 垫 圈 位 置 。
( !) +/ 型 避 雷 器 内 部 受 潮 的 特 征 是 绝 缘 电 阻 与 前 次 测 量 结 果 明 显 减 小,电 导 电 流 大 于 -"’01 或 与 前 次测 量 结 果 比 较 明 显 增 加 。
%) 密 封 的 小 孔 未 焊 好,可 在 密 封 试 验 后 及 时 焊 好 小 孔 。
!) 密 封 垫 圈 老 化 开 裂 失 去 作 用,应 更 换 为 氯 丁 橡 胶 垫 圈 。
#) 上 下 密 封 底 板 位 置 不 正,四 周 密 封 螺 栓 受 力 不 均 或 松 动 或 密 封 垫 圈 位 置 不 正,应 重 新 装 配,放 正 密 封橡 胶 垫 圈 底 板 位 置,在 紧 固 底 板 时 要 防 止 垫 圈 位 移,四 周 密 封 螺 栓 应 均 匀 旋 紧,对 歪 斜 过 大 的 底 板 应 进 行 处理 或 更 换 。
$) 瓷 套 与 法 兰 胶 合 处 不 平 整 或 瓷 套 有 裂 纹,可 加 厚 密 封 橡 胶 垫 圈 或 用 一 倾 斜 式 密 封 垫 圈 加 强 密 封,或 重新 将 瓷 套 与 法 兰 胶 合,更 换 有 裂 纹 的 瓷 套 。
!"工 频 放 电 电 压 超 过 允 许 范 围
( %) +,型 避 雷 器 工 频 放 电 电 压 偏 高
%) 云 母 垫 圈 受 潮 膨 胀 分 层,增 大 了 间 隙,可 更 换 适 当 厚 度 的 云 母 片 或 将 偏 高 的 云 母 垫 圈 削 薄 ( 厚 度 不 应小 于 -"&00),或 调 整 火 花 间 隙 。
!) 火 花 间 隙 小 瓷 套 破 碎,使 电 极 位 移,应 更 换 小 瓷 套,调 整 间 隙 的 工 频 放 电 电 压 值 。
·(($·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!) 内 部 弹 簧 压 力 不 足,应 更 换 较 大 压 力 的 弹 簧 或 用 短 的 干 燥 阀 片,将 内 部 元 件 垫 高,以 增 加 内 部 压 力 。
") 搬 运 时 ( 特 别 是 水 平 搬 运 ),使 间 隙 发 生 位 移,应 注 意 搬 运 时 必 须 垂 直 放 置 。
( #) $% 型 避 雷 器 工 频 放 电 电 压 偏 低
&) 由 于 间 隙 多 次 放 电,使 电 极 灼 伤 产 生 毛 刺,应 卸 下 电 极,对 轻 度 灼 伤 的 可 用 细 砂 纸 砂 平 毛 刺,然 后 用 布轮 抛 光 机 抛 光 ; 严 重 灼 伤 的 应 更 换,装 配 时 必 须 注 意 调 整 间 隙 的 工 频 放 电 电 压 。
#) 由 于 部 分 间 隙 短 接,应 重 新 组 装,排 除 间 隙 短 接 并 调 整 工 频 放 电 电 压 。
!) 电 极 受 潮 腐 蚀 生 成 残 留 物,绝 缘 垫 圈 及 火 花 间 隙,小 瓷 套 绝 缘 下 降,使 电 压 分 布 不 均 匀,应 清 洗 电 极,
烘 干 绝 缘 垫 圈 及 小 瓷 套 等 部 件,并 调 整 间 隙 的 工 频 放 电 电 压 。
") 由 于 弹 簧 压 力 过 大,使 用 于 固 定 间 隙 的 小 瓷 套 破 裂,间 隙 变 小 而 使 放 电 距 离 缩 短,可 更 换 弹 簧 和 小 瓷套,并 重 新 调 整 间 隙 。
!’运 行 中 爆 炸
( &) 由 于 中 性 点 不 接 地 系 统 中 发 生 单 相 接 地,使 非 故 障 相 对 地 电 压 升 高 到 线 电 压,即 使 避 雷 器 所 承 受 的电 压 小 于 其 工 频 放 电 电 压,而 在 持 续 时 间 较 长 的 过 电 压 作 用 下,可 能 会 引 起 爆 炸,应 排 除 单 相 接 地 点 后 更 换新 避 雷 器 。
( #) 由 于 电 力 系 统 发 生 铁 磁 谐 振 过 电 压,使 避 雷 器 放 电,从 而 烧 坏 其 内 部 元 件 而 引 起 爆 炸,应 采 取 相 应 的预 防 措 施 后,更 换 新 避 雷 器,其 预 防 措 施 为,
&) 在 电 压 互 感 器 一 次 中 性 点 上 接 一 个 电 阻 ( ()
!
,&*+,) 。
#) 在 母 线 上 接 一 个 电 容,使 !
"
# !
$!
+’+&,其 中 !
"
为 电 容 器 容 抗,!
$
为 线 路 感 抗 。
!) 采 用 质 量 较 好,铁 心 不 易 饱 和 的 电 压 互 感 器 。
") 提 高 开 关 检 修 质 量,使 三 相 同 期 动 作 。
( !) 线 路 受 雷 击 时,避 雷 器 正 常 动 作 。 由 于 本 身 火 花 间 隙 灭 弧 性 能 差,当 间 隙 承 受 不 住 恢 复 电 压 而 击 穿时,使 电 弧 重 燃,工 频 续 流 将 再 度 出 现,重 燃 阀 片 烧 坏 电 阻,引 起 避 雷 器 爆 炸 ; 或 由 于 避 雷 器 阀 片 电 阻 不 合 格,
残 压 虽 然 降 低 但 续 流 却 增 大,间 隙 不 能 灭 弧 而 引 起 爆 炸 。 应 更 换 新 避 雷 器,并 按 时 对 避 雷 器 进 行 预 防 性 试验,在 雷 雨 季 节 前 投 入 运 行 。
( ") 由 于 避 雷 器 密 封 垫 圈 与 水 泥 接 合 处 松 动 或 有 裂 纹,密 封 不 良 而 引 起 爆 炸 。 可 参 阅 例 & 中 所 述 方 法 进行 处 理 。 但 对 于 避 雷 器 内 部 充 有 惰 性 气 体 ( 如 氮 ),不 易 自 行 修 理,应 委 托 供 电 部 门 修 复,对 于 充 填 干 燥 空 气的 可 拆 开 修 理 。
"’避 雷 器 瓷 套 裂 纹 当 发 现 避 雷 器 瓷 套 有 裂 纹,应 根 据 现 场 实 际 情 况 进 行 处 理,
( &) 向 有 关 部 门 报 告 并 申 请 停 电,在 做 好 安 全 措 施 后,更 换 故 障 避 雷 器 。 若 暂 无 备 品 更 换,在 不 威 胁 供 电系 统 安 全 运 行 的 前 提 下,可 先 采 取 防 止 受 潮 的 临 时 措 施 ( 如 在 裂 纹 处 涂 漆 或 环 氧 树 脂 ),并 尽 快 在 短 期 内 更 换新 避 雷 器 。
( #) 若 发 现 在 雷 雨 天 气,应 尽 量 不 使 避 雷 器 退 出 运 行,待 雷 雨 过 后 再 进 行 处 理 。
( !) 由 于 瓷 套 裂 纹 而 引 起 放 电,但 尚 未 导 致 发 生 接 地 现 象 时,应 设 法 将 故 障 相 的 避 雷 器 停 用,以 免 扩 大 事故 范 围 。
二,管 型 避 雷 器管 型 避 雷 器 是 一 种 利 用 产 气 材 料 产 气 灭 弧 的,是 电 力 线 路 和 变 电 所 进 线 段 的 保 护 元 件,用 于 交 流 系 统 的过 电 压 保 护 。
( 一 ) 结 构 及 原 理管 型 避 雷 器 由 产 气 管,内 部 间 隙 和 外 部 间 隙 三 部 分 组 成,如 图 (- #& 所 示 。 内 部 放 电 间 隙 是 由 棒 形 电 极和 环 形 电 极 组 成 。 外 部 放 电 间 隙 是 起 将 管 型 避 雷 器 与 线 路 电 压 隔 开 的 作 用 。 产 气 管 是 用 纤 维,有 机 玻 璃 和可 塑 物 做 成,在 电 弧 的 作 用 下 能 产 生 大 量 的 气 体 。
·./"· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 ! " #$ 管 式 避 雷 器 结 构 原 理 图
$— 端 盖 #— 灭 弧 管 %— 内 电 极 &— 喷 气 口 ’— 外 电 极 !
(
— 内 ( 灭 弧 ) 间 隙 !
#
— 外 ( 隔 离 ) 间 隙当 线 路 遭 到 雷 击 时,在 强 电 场 的 作 用 下,而 大 气 过 电 压 使 内 部 间 隙 和 外 部 间 隙 被 击 穿,将 雷 电 流 通 过 接地 装 置 引 入 大 地,但 随 之 而 来 的 是 供 电 系 统 的 大 量 工 频 续 流 在 管 内 通 过,使 管 内 壁 的 材 料 燃 烧,产 生 大 量 的灭 弧 气 体,形 成 强 烈 的 弧 光 。 由 于 管 内 温 度 极 高,气 体 压 力 很 大,迅 速 向 管 口 喷 出,形 成 强 烈 的 吹 弧 作 用,在交 流 电 流 过 零 时 电 弧 熄 灭 。 这 时 外 部 间 隙 的 空 气 恢 复 了 绝 缘,使 管 型 避 雷 器 与 系 统 隔 离,恢 复 系 统 的 正 常 运行 。
为 了 保 证 管 型 避 雷 器 的 可 靠 工 作,在 选 择 时,开 断 续 流 上 限,应 不 小 于 安 装 处 短 路 电 流 最 大 有 效 值,开 断续 流 的 下 限,应 不 大 于 安 装 处 短 路 电 流 的 可 能 最 小 值 。
管 型 避 雷 器 外 部 间 隙 的 最 小 值 为,%)*,+,,; -)*,$.,,; $.)*,$’,,; %’)*,$..,,。
( 二 ) 安 装
$/管 型 避 雷 器 的 电 压 等 级 与 安 装 地 点 电 力 系 统 的 电 压 等 级 相 同 。
#/接 地 引 线 截 面 不 得 小 于,铜 线 $-,,
#; 铝 线 #’,,
#

%/为 了 使 外 部 火 花 间 隙 放 电 时 不 烧 伤 导 线,应 在 对 准 外 间 隙 导 线 处 用 铝 包 带 缠 绕 $’,0 #..,,,而 外 部间 隙 不 宜 垂 直 安 装 。
&/管 型 避 雷 器 应 倾 斜 安 装,闭 口 端 固 定,开 口 端 对 水 平 线 有 小 于 $’1向 下 的 倾 斜 角 。 在 开 口 端 的 喷 气 范围 内 ( 长 $/’,,宽 $,的 喇 叭 型 锥 体 ),不 得 有 其 他 物 体 或 异 相 导 线 而 引 起 相 间 或 对 地 闪 络 。
’/各 相 管 型 避 雷 器 的 喷 气 范 围 不 得 相 交,或 与 接 地 体 碰 触 。
-/在 特 殊 污 秽 的 安 装 场 所,避 雷 器 应 与 水 平 线 成 &’1 0 -.1的 向 下 倾 斜 角,以 便 能 在 下 雨 时 冲 洗 掉 避 雷 器表 面 的 积 垢 。
2/安 装 前,不 得 任 意 拆 开,调 整 灭 弧 间 隙 ; 灭 弧 间 隙 喷 口 处 的 灭 弧 管 内 径 应 符 合 使 用 说 明 规 定 。
+/安 装 前,通 过 检 查 确 认 绝 缘 管 壁 无 损 伤 裂 痕,漆 膜 无 脱 落,管 口 无 堵 塞 现 象 ; 配 件 齐 全,绝 缘 良 好,试 验合 格 。
!/动 作 指 示 盖 应 向 下 打 开 。
$./避 雷 器 及 支 架 必 须 安 装 牢 固,防 止 由 于 受 反 冲 力 而 变 形 后 位 移 。
$$/便 于 观 察 和 检 修 。
$#/安 装 点 的 最 大 工 频 电 压 升 高 不 能 超 过 灭 弧 电 压 。
$%/无 续 流 避 雷 器 的 高 压 引 线 与 被 保 护 设 备 的 连 接 线 长 度 应 符 合 使 用 说 明 的 规 定 。
$&/安 装 管 型 避 雷 器 时,必 须 使 排 出 的 游 离 气 体 不 致 造 成 相 间 或 对 地 闪 络 。
$’/安 装 地 点 电 力 系 统 的 最 大 短 路 电 流 值,应 不 大 于 避 雷 器 的 开 断 电 流 上 限,电 力 系 统 的 最 小 短 路 电 流值 应 不 小 于 避 雷 器 开 断 电 流 下 限 。
( 三 ) 运 行 中 巡 视 检 查
$/外 壳 有 无 裂 纹,机 械 损 伤,绝 缘 漆 剥 落 等 现 象 。
#/安 装 位 置 是 否 正 确,开 口 端 是 否 向 下 。
%/外 部 间 隙 的 电 极 距 离 有 无 变 动,是 否 符 合 要 求 。
&/排 气 孔 有 无 被 杂 物 堵 塞 现 象 。
’/动 作 指 示 器 是 否 动 作 。
·!2&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!"消 弧 管 是 否 完 好 。
#"接 地 线 有 无 烧 伤 和 熔 断 现 象 。
( 四 ) 常 见 故 障 分 析 与 处 理
$"管 型 避 雷 器 误 动 作 管 型 避 雷 器 一 般 在 室 外 安 装,由 于 受 风 吹 雨 淋,管 子 容 易 受 潮,受 潮 后 将 有 可 能 在工 作 电 压 下,发 生 电 压 沿 管 子 表 面 闪 络,而 导 致 避 雷 器 误 动 作 。 因 此 在 使 用 管 型 避 雷 器 时,必 须 串 联 一 个 适当 的 空 气 间 隙,即 外 火 花 间 隙 。
%"管 型 避 雷 器 动 作 不 准 管 型 避 雷 器 多 次 动 作 后,由 于 灭 弧 管 多 次 在 高 温 下 分 解 大 量 气 体,管 内 径 扩 大,
管 壁 变 薄,使 避 雷 器 不 能 准 确 动 作 。 一 般 规 定,当 管 型 避 雷 器 的 管 子 内 径 增 加 到 原 内 径 的 $"% & $"’ 倍 时,避雷 器 就 不 能 继 续 使 用,应 予 以 更 换 。
三,保 护 间 隙保 护 间 隙 是 最 简 单 的 防 雷 保 护 装 置,但 自 行 灭 弧 能 力 较 差,用 来 保 护 发 电 厂,变 电 所 的 进 线 段,线 路 的 绝缘 弱 点,交 叉 档 或 大 跨 越 档 杆 塔 。 它 分 为 棒 形,角 形,环 形,球 形 和 装 在 线 路 绝 缘 子 串 上 的 保 护 金 具 等 。
( 一 ) 结 构 及 原 理放 电 间 隙 是 由 两 个 金 属 极 组 成,一 个 电 极 固 定 在 绝 缘 子 上 与 导 线 相 接,另 一 个 电 极 通 过 辅 助 间 隙 与 接 地装 置 连 接,两 电 极 之 间 应 保 持 规 定 的 间 隙 距 离,如 图 ( ) %% 所 示 。
在 正 常 情 况 下,间 隙 对 地 绝 缘 。 当 雷 击 时 间 隙 被 击 穿,雷 电 流 便 被 泄 入 大 地,使 线 路 和 电 气 设 备 的 绝 缘不 致 发 生 闪 络 击 穿,起 到 保 护 作 用 。
保 护 间 隙 的 结 构 应 满 足 以 下 条 件,
$"间 隙 距 离 稳 定 不 变 。
%"间 隙 放 电 动 作 时,防 止 电 弧 跳 到 其 他 设 备 上 去 。
*"防 止 与 间 隙 并 联 的 绝 缘 子 受 热 损 坏 。
+"间 隙 正 常 动 作 时,防 止 电 极 被 烧 损 而 改 变 原 来 的 间 隙 距 离 。
图 ( ) %% 保 护 间 隙 的 原 理 结 构
’"间 隙 电 极 必 须 镀 锌 。
( 二 ) 安 装
$"保 护 间 隙 应 镀 锌,以 防 止 氧 化 。
%"安 装 前 应 对 间 隙 进 行 测 量,调 整 并 固 定 牢 固,其 距 离 见 表 ( ) !。
·,-+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 ! " # 保 护 间 隙 主 间 隙 和 辅 助 间 隙 的 距 离额 定 电 压 $ %& ’ # () ’*
主 间 隙 距 离 $++,(* -* -()
辅 助 间 隙 距 离 $++ * () () -)
’.在 主 间 隙 上 方 (+ 以 内,辅 助 间 隙 上 方 ).’+ 以 内 的 空 间 不 应 有 导 线 或 其 他 异 物 ; 辅 助 间 隙 与 周 围 物体 应 保 持 距 离 为 ).(+。
/.保 护 间 隙 与 保 护 设 备 之 间 的 距 离 不 得 大 于 *+。
*.保 护 间 隙 要 可 靠 接 地,接 地 电 阻 不 得 大 于 ()
!; 接 地 引 下 线 应 与 所 保 护 设 备 的 外 壳 相 连 接 ; 接 地 引 下线 截 面 积 不 得 小 于,铜 线 (#++
-; 铝 线 -*++
-

#.由 于 保 护 性 能 差,灭 弧 能 力 小,容 易 造 成 接 地 或 短 路 故 障,引 起 线 路 开 关 跳 闸 或 熔 断 器 熔 断 造 成 停 电,
因 此 对 于 装 有 保 护 间 隙 的 线 路,一 般 要 求 装 设 自 动 重 合 闸 装 置 或 自 重 合 熔 断 器 与 它 配 合,以 提 高 供 电 的 可 靠性 。
0.对 角 间 隙 安 装 形 式 的 要 求 。
( () 主 间 隙 必 须 垂 直 向 上 安 装,两 角 应 张 开,)1 2 ())1。
( -) 辅 助 间 隙 采 用 角 间 隙 时,两 角 必 须 向 上 垂 直 安 装,球 形 电 极 应 对 准 安 装 。
( ’) 两 角 必 须 保 持 在 同 一 垂 直 平 面 内,不 得 错 开 。
( /) 主,辅 间 隙 应 尽 可 能 接 近,不 得 超 过 -+。
( *) 角 间 隙 与 被 保 护 设 备 间 的 距 离 不 应 大 于 *+。
( #) 保 护 间 隙 应 有 良 好 的 接 地 装 置,其 接 地 引 下 线 与 被 保 护 设 备 的 金 属 外 壳 应 可 靠 接 地 。
( 0) 一 般 都 应 装 在 高 压 熔 断 器 的 内 侧,即 接 变 压 器 的 一 边 。 这 样 在 间 隙 放 电 后,熔 断 器 能 迅 速 熔 断,以 减少 线 路 断 路 器 的 跳 闸 次 数,并 缩 小 停 电 范 围 。
( 三 ) 运 行 维 护
(.检 查 间 隙 是 否 被 导 线 短 接 。
-.检 查 间 隙 有 无 烧 坏 及 其 固 定 的 绝 缘 子 。
’.动 作 时 是 否 由 于 电 动 力 作 用 改 变 了 主 辅 间 隙 距 离,若 有 变 动 应 及 时 调 整 。
/.接 地 是 否 良 好 。
四,避 雷 器 的 选 择 及 装 设 范 围
( 一 ) 选 择 原 则
(.避 雷 器 灭 弧 电 压 不 得 低 于 安 装 地 点 可 能 出 现 的 最 大 对 地 工 频 电 压 。
-.仅 用 于 保 护 大 气 过 电 压 的 普 通 阀 型 避 雷 器 的 工 频 放 电 电 压 下 限,应 高 于 安 装 地 点 预 期 操 作 过 电 压 ; 既保 护 大 气 过 电 压,又 保 护 操 作 过 电 压 的 磁 吹 避 雷 器 的 工 频 放 电 电 压 上 限,在 适 当 增 加 裕 度 后,不 得 大 于 电 网内 过 电 压 水 平 。
’.避 雷 器 冲 击 过 电 压 和 残 压 在 增 加 适 当 裕 度 后,应 低 于 电 网 冲 击 电 压 水 平 。
/.保 护 操 作 过 电 压 的 避 雷 器 的 额 定 通 断 容 量,不 得 小 于 系 统 操 作 时 通 过 的 冲 击 电 流 。
*.中 性 点 直 接 接 地 系 统 中,保 护 变 压 器 中 性 点 绝 缘 的 阀 型 避 雷 器,可 按 表 ! " 0 选 择 。
·(,/·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇表 !" # 直 接 接 地 系 统 中 保 护 变 压 器 中 性 点 绝 缘 的 避 雷 器变 压 器 额 定 电 压 $%& ’’( ))( **(
中 性 点 绝 缘 ’’(%& 级 *+%& 级 ’’(%& 级 ’+,%& 级避 雷 器 型 式
-." ’’(/
-." 0(
暂 用 -.",(
或 特 殊 要 求 的 避 雷 器
-1." ’’(
-." ’’(/
-1." ’+,/
-." ’+,/
02选 择 氧 化 锌 避 雷 器 的 原 则 与 阀 型 避 雷 器 基 本 相 同,还 应 注 意 下 列 事 项,
( ’) 没 有 间 隙,额 定 电 压 不 得 低 于 工 频 过 电 压 。
( )) 保 护 水 平 不 考 虑 间 隙 的 放 电 电 压,仅 以 各 种 波 形 的 残 压 与 电 网 绝 缘 水 平 相 配 合 。
( *) 必 须 校 验 通 断 能 力 。
( 二 ) 装 设 范 围按 照 过 电 压 保 护 规 程 的 规 定,下 列 各 处 应 装 设 避 雷 器,
’2变 电 所 每 组 母 线 上 。
)2未 沿 全 线 装 设 避 雷 线 的 *+3 ’’(%& 线 路,应 装 设 在 木 杆 或 木 横 担 钢 筋 混 凝 土 杆 的 首 端 。
*2*+3 ’’(%& 进 线 的 隔 离 开 关 或 断 路 器,若 在 雷 雨 季 节 可 能 经 常 断 路 运 行,即 隔 离 开 关 或 断 路 器 的 电 源侧 带 电,负 荷 侧 不 带 电,应 在 靠 近 隔 离 开 关 或 断 路 器 处 装 设 避 雷 器 。
,2变 电 所 的 *+%& 及 以 上 电 缆 进 线 段,应 在 电 缆 与 架 空 线 路 的 连 接 处 装 设 避 雷 器 ; 若 电 缆 长 度 超 过 +(4,
且 断 路 器 在 雷 雨 季 节 可 能 经 常 断 路 运 行,应 在 电 缆 末 端 装 设 避 雷 器 。
+2要 装 在 自 耦 变 压 器 两 个 自 耦 合 绕 组 出 线 上,对 *+%& 及 以 下 自 耦 变 压 器,还 应 在 串 联 绕 组 的 两 端 跨 接阀 型 避 雷 器 。
02变 电 所 的 *3 ’(%& 配 电 装 置 的 每 相 母 线 和 每 路 架 空 线 上 。
#2*3 ’(%& 架 空 配 电 网 的 配 电 变 压 器 附 近 。
52经 常 开 路 运 行 的 *3 ’(%& 柱 上 断 路 器 和 负 荷 开 关 的 电 源 侧 ; 经 常 闭 路 运 行 的 * 3 ’(%& 柱 上 断 路 器 和负 荷 开 关,应 在 两 侧 都 要 装 避 雷 器 。
!2多 雷 区 架 空 配 电 网 *3 ’(%& 6,78 和 6,7 接 线 配 电 变 压 器 的 低 压 侧 。
’(2架 空 配 电 网 *+$(2,%& 配 电 变 压 器 高 压 侧 和 低 压 侧 均 应 装 设 阀 型 避 雷 器 。
’’2*%& 及 以 上 架 空 线 路 的 木 杆,木 横 担,线 路 的 个 别 铁 横 担,钢 筋 混 凝 土 杆 和 铁 塔 。
’)2与 架 空 电 力 线 路 相 连 接 的 长 度 超 过 +(4 的 电 缆 两 端 。
’*2单 机 容 量 为 *((%9 及 以 上 直 配 电 机 车 间 线 路 的 入 户 处 。
’,2每 台 大 容 量 高 压 旋 转 电 机 的 出 线 处 。
·)5,· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 十 章 机 床 电 气 设 备 安 装 与 维 护 技 术第 一 节 机 床 电 气 设 备 检 查 与 安 全 措 施一,机 床 电 气 设 备 的 检 查
( 一 ) 外 观 检 查
!"设 备 应 可 靠 接 地,地 线 应 采 用 多 股 铜 线,其 截 面 积 不 得 小 于 #$$
%

%"设 备 外 表 整 洁,安 装 稳 固 可 靠,并 能 方 便 拆 卸,维 修 和 调 整 。
&"所 有 电 气 设 备,元 器 件 应 按 图 纸 要 求 完 整 无 缺,若 要 代 用,需 查 阅 有 关 产 品 目 录,应 保 证 主 要 参 数 一 致或 接 近 。
( 二 ) 外 部 配 线
!"配 线 必 须 整 洁,绝 缘 无 破 损 现 象,可 用 ’(() 兆 欧 表 测 量 绝 缘 电 阻 值 应 不 低 于 ("’*
!

%"电 线 管 应 整 齐,固 定 可 靠,管 子 的 连 接 采 用 管 接 头,管 子 终 端 应 安 装 管 扣 保 护 圈 。
&"为 避 免 将 电 线 管 与 油 管 或 冷 却 液 管 混 淆,不 应 把 电 线 管 与 它 们 装 设 得 很 近 。
#"电 线 可 敷 设 在 机 床 底 座 内 的 导 线 通 道 内,但 必 须 防 止 液 体,铁 屑 和 灰 尘 侵 入 。
’"导 线 端 头 上 应 有 线 号,线 头 弯 曲 方 向 要 与 螺 帽 拧 紧 方 向 一 致,多 股 线 端 头 应 压 接 或 烫 焊 锡 。
+"压 接 导 线 的 螺 钉 应 有 平 垫 圈 和 弹 簧 垫 圈 。
,"主 电 路,控 制 电 路,特 别 是 接 地 线 颜 色 应 有 区 别 。
-"敷 设 在 易 受 机 械 损 伤 部 位 的 导 线,应 采 用 铁 管 或 金 属 软 管 保 护 ; 而 在 不 可 能 遭 受 机 械 损 伤 部 位 的 导线 ; 可 采 用 塑 料 管 保 护 ; 在 发 热 体 上 方 或 旁 边 的 导 线,必 须 加 耐 热 瓷 管 进 行 保 护 。
."连 接 活 动 部 分 的 导 线 ( 如 箱 门,刀 架,溜 板 箱 等 ) 应 采 用 多 股 软 线 。 对 多 根 导 线 可 用 线 绳,螺 旋 管 捆 扎或 用 塑 料 管,金 属 软 管 保 护,以 免 损 伤 。 对 活 动 束 线 应 留 有 一 定 的 弯 曲 活 动 长 度,保 证 线 束 在 活 动 中 不 受 拉力 。
( 三 ) 电 气 元 件 的 检 查
!"继 电 器 和 接 触 器 应 外 观 清 洁,电 木 无 烧 伤 痕 迹 ; 触 点 平 整,接 触 可 靠 ; 衔 铁 动 作 灵 活 无 粘 卡 现 象 ; 保 证三 相 触 点 同 步 通 断,在 -’/的 额 定 电 压 下 能 可 靠 动 作,灭 弧 装 置 无 缺 损 ; 可 逆 接 触 器 应 有 可 靠 的 机 械 联 锁 。
%"电 磁 铁 的 行 程 不 超 过 规 定 距 离,工 作 衔 铁 动 作 灵 活 可 靠,并 无 异 常 响 声,在 -’/额 定 电 压 下 应 能 可 靠动 作 。
&"各 种 行 程 开 关,按 钮 等 动 作 灵 活,准 确 可 靠 。
#"电 气 仪 表 的 表 盘 玻 璃 完 好,表 针 动 作 灵 活,计 量 准 确 。
’"导 线 颜 色 应 符 合 规 定 。
+"各 导 电 部 分 对 地 绝 缘 电 阻 应 不 小 于 !*
!

·&-#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇二,机 床 电 气 安 全 措 施
( 一 ) 保 护 接 地保 护 接 地 是 将 电 气 设 备 的 金 属 外 壳 与 大 地 直 接 连 接,使 设 备 漏 电 时,在 外 壳 上 的 对 地 电 压 限 制 在 安 全 电压 范 围 以 内,避 免 人 身 电 击 的 危 险 。
为 了 预 防 机 床 电 气 设 备 在 漏 电 情 况 下,免 遭 电 击 的 危 险,保 护 接 地 电 路 的 连 续 性 必 须 得 到 保 证,应 确 保机 床 接 地 端 子 板 和 电 气 设 备 任 何 外 露 的 金 属 导 电 体 之 间 的 电 阻 值 不 得 大 于 !"#
!
。 接 地 装 置 的 连 接 点 要 采取 必 要 措 施 ( 如 进 行 加 工,使 其 金 属 面 平 整 和 采 用 梅 花 式 弹 性 垫 圈 ),确 保 有 良 好 的 导 电 性,同 时 必 须 满 足 以下 要 求,
#"所 有 可 拆 卸 的 电 器 和 箱 体,必 须 具 备 接 地 螺 钉 ( 端 子 ) 。
$"金 属 软 管 不 准 当 作 地 线 使 用,且 必 须 用 管 接 头 和 金 属 管 垫 使 其 与 机 床 有 良 好 的 导 电 接 触 。
%"在 拆 掉 机 床 上 某 一 电 器 时,不 得 将 其 他 电 器 的 保 护 接 地 线 拆 断 。 可 采 用 保 护 地 线 的 树 叉 式 接 法 。
&"机 床 电 气 设 备 紧 固 螺 钉,不 得 用 作 接 地 螺 钉,反 之 亦 然 。 而 电 器 的 金 属 底 座 不 得 用 作 接 地 母 线 。
’"一 个 接 地 端 子 只 允 许 接 一 根 保 护 地 线 。
( 二 ) 紧 急 停 车机 床 出 现 不 正 常 的 危 急 情 况 时,必 须 采 取 措 施 立 即 停 车,以 免 事 态 扩 大 。 紧 急 停 车 可 以 用 电 源 开 关 来 实现,也 可 用 急 停 按 钮 来 实 现,对 急 停 器 件 有 以 下 要 求,
#"手 柄 或 蘑 菇 头 按 头 必 须 是 红 色 。
$"底 盘 或 底 面 必 须 是 黄 色 的,其 形 状 不 作 规 定,可 以 是 圆 形,正 四 方 形 或 其 他 形 状 。
%"急 停 器 件 近 旁 不 需 要 设 任 何 形 象 化 符 号 。
&"急 停 按 钮 的 按 头 必 须 是 圆 形 或 蘑 菇 头 形,不 许 用 其 他 形 状,如 矩 形,方 形 等 。
’"急 停 按 钮 的 按 头 必 须 突 出 来 。
("急 停 按 钮 不 得 用 带 灯 的 按 头 。
)"急 停 按 钮 最 好 是 自 锁 式 的 。
( 三 ) 安 全 电 压当 交 流 电 压 低 于 ’!* 和 直 流 电 压 低 于 #$!* 时,人 们 接 触 漏 电 设 备 时,不 会 发 生 致 命 危 险 。
表 #! + # 允 许 的 最 长 的 触 电 持 续 时 间最 长 的 切 断 时 间,-
接 触 电 压,*
交 流 电 压 直 流 电 压最 长 的 切 断 时 间,-
接 触 电 压,*
交 流 电 压 直 流 电 压
!
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’ ’! #$! !"# #’! $!!
# )’ #&! !"!’ $$! $’!
!"’ /! #(! !"!% $0! %#!
电 气 设 备 绝 缘 失 效 或 损 伤 而 漏 电 时,保 护 装 置 ( 如 漏 电 保 护 断 路 器 ) 应 在 规 定 的 时 间 内 切 断 电 气 设 备 的电 源,以 免 事 态 扩 大,发 生 设 备 和 人 身 事 故,而 最 长 的 触 电 持 续 时 间 见 表 #! + #。
( 四 ) 电 源 开 关当 清 扫 机 床,维 修 机 床 或 电 气 设 备,以 及 设 备 较 长 时 间 不 使 用 时,应 使 机 床 电 气 设 备 与 电 网 隔 离,以 免 发
·&0&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册生 人 身 和 设 备 事 故,对 电 源 开 关 要 求 如 下,
!"带 电 端 子 应 加 盖,电 源 开 关 断 电 后,仍 然 带 电 的 部 分,必 须 加 绝 缘 盖 防 护,以 避 免 偶 然 触 电 。 盖 上 还 必须 贴 上 三 角 黑 色 闪 电 标 志,提 醒 人 们 注 意 。 电 源 开 关 进 线 端 子 必 须 加 盖,如 果 进 线 不 经 电 源 进 线 板,而 是 直接 接 在 电 源 开 关 端 子 上,其 电 源 侧 端 子 必 须 加 绝 缘 盖 板 。
#"必 须 带 锁 住 机 构,以 便 不 用 机 床 时 在 断 开 位 置 上 锁 住 主 开 关,有 些 大 型 机 床 还 应 用 几 把 锁,每 把 锁 都有 自 己 的 钥 匙,分 别 由 使 用 者 掌 握 。 若 钳 工 和 电 工 同 时 进 行 同 一 台 机 床 的 维 修,他 们 就 得 各 自 有 一 把 锁 将 电源 开 关 锁 住 。 当 两 人 各 自 分 别 完 成 任 务 后 才 把 锁 打 开,这 样 有 利 于 人 身 安 全 。
$"必 须 有 手 动 手 柄,机 床 电 源 开 关 必 须 有 手 动 的 操 作 件 。
%"只 允 许 有 一 个 接 通 位 置 和 一 个 断 开 位 置,不 允 许 有 几 个 接 通 和 断 开 位 置,也 不 允 许 有 其 他 功 能 的 位置 。 如 倒 顺 开 关 就 不 准 用 作 电 源 开 关 。
&"对 手 动 器 件,如 按 钮,选 择 开 关 等,在 其 附 近 或 在 元 件 上,都 必 须 具 有 清 楚,耐 久 的 功 能 标 志 。
( 五 ) 插 销 用 作 电 源 开 关只 有 满 足 以 下 条 件,才 能 用 插 销 作 为 机 床 电 气 投 备 的 电 源 开 关,
!"电 动 机 总 功 率 不 超 过 #’(,交 流 电 流 不 超 过 !)*( 不 得 用 于 直 流 电 流 ) 。
#"插 锁 必 须 具 备 接 地 极,接 地 极 应 长 于 载 流 极 。
$"机 床 电 气 设 备 必 须 具 有 切 断 负 载 的 开 关,即 插 销 只 能 作 为 隔 离 开 关,绝 对 不 允 许 作 为 负 荷 开 关 用 。
%"必 须 安 装 在 操 作 者 看 得 见 和 摸 得 着 的 位 置 。
&"电 路 的 电 源 侧 必 须 连 接 在 插 销 的 插 孔 上 。
( 六 ) 一 台 机 床 可 有 几 个 电 源 开 关按 规 定 以 下 电 路 不 需 经 过 电 源 开 关,
!"检 修 机 床 时 的 照 明 电 路 。
#"维 修 用 具 的 插 销 电 路 。
$"欠 压 脱 扣 电 路 。
%"与 外 边 控 制 电 路 联 锁 的 电 路 。
这 些 电 路 可 以 有 自 己 的 主 开 关,以 便 不 用 时 切 断 自 己 的 电 源,但 这 些 开 关 必 须 连 接 在 电 源 开 关 之 前,当电 源 开 关 切 断 后,这 些 分 电 源 开 关 的 端 子 上 还 有 电 压,要 求 必 须 遮 盖 。 并 在 电 源 开 关 的 旁 边 加 一 个 说 明 牌,
说 明 哪 些 电 路 在 主 电 源 开 关 切 断 后 仍 有 电 压 。
( 七 ) 电 柜
!"电 柜 或 壁 龛 上 的 所 有 通 孔 均 应 密 封,应 达 到 防 护 等 级 的 要 求,决 不 允 许 与 冷 却,润 滑 或 油 槽 ( 箱 ) 之 间有 通 孔,以 防 止 有 害 于 元 器 件 的 工 作 性 能 。
#"电 柜 或 壁 龛 门 的 开 度 应 不 小 于 +&,,从 安 全 考 虑,应 有 门 的 固 定 机 构,门 的 宽 度 不 得 大 于 -"+.,当 门 用螺 钉 紧 闭 时,螺 栓 头 不 得 装 有 手 柄,以 防 随 便 打 开 电 柜 的 门 。
$"门 内 和 电 柜 内 壁 的 颜 色 应 为 桔 黄 色 。
%"门 上 仅 能 安 装 人 工 控 制 开 关,信 号 和 测 量 器 件,人 工 开 关 是 指 按 钮 开 关,电 键 开 关,选 择 开 关 不 应 为 手动 的 电 源 开 关 。
&"对 于 右 开 门 和 双 开 门 的 电 柜,电 源 开 关 最 好 安 装 在 电 柜 内 右 上 方,而 开 关 上 方 最 好 不 要 安 装 其 他 电器,如 果 安 装 有 其 他 电 器,电 源 开 关 上 方 必 须 用 绝 缘 盖 板 遮 挡 住,以 免 发 生 意 外 电 击 危 险 。
)"装 有 电 气 元 件 的 电 柜,壁 龛 和 任 何 地 方,当 从 电 柜,壁 龛 等 外 部 不 能 辨 别 其 中 是 否 装 有 电 气 元 件,必 须在 门 或 盖 上 装 有 黑 边,黄 底,黑 色 闪 电 符 号 的 三 角 形 标 记 。
/"打 开 电 柜 必 须 用 钥 匙 或 工 具,打 开 门 之 前 必 须 先 断 电 源,打 开 门 后,门 内 所 有 高 于 &-0 的 带 电 部 分 必须 加 以 保 护,防 止 意 外 触 电 。
1"电 气 设 备 断 电 后,若 有 充 了 电 的 元 件 存 在 时,应 给 它 并 联 上 放 电 电 阻,使 其 在 &2 内 将 电 压 降 到 !#-0
以 下,否 则 要 在 门 上 装 警 告 牌,如 果 危 险 电 压 延 伸 到 电 柜 外 面,必 须 强 制 将 电 压 在 &2 内 降 到 !#-0 以 下 。
·&1%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 八 ) 布 线 色 标保 护 导 线,黄 绿 双 色 线动 力 电 路 的 中 线,中 间 线,浅 蓝 色交 流 或 直 流 动 力 线,黑 色交 流 控 制 电 路,红 色直 流 控 制 电 路,蓝 色与 保 护 导 线 连 接 的 控 制 电 路,白 色与 电 网 直 接 相 连 的 联 锁 电 路,桔 黄 色 或 黄 色
( 九 ) 按 钮 的 颜 色停 止 或 急 停 按 钮,红 色起 动 按 钮,绿 色起 动 与 停 止 交 替 动 作 按 钮,黑 色,白 色 或 灰 色 。
点 动 按 钮,黑 色复 位 按 钮,蓝 色按 钮 标 记,起 动 按 钮
!
,停 止 按 钮 !,起 动 与 停 止 交 替 使 用 按 钮
!
,点 动 按 钮 "。
( 十 ) 光 标 按 钮 颜 色 的 含 义红 色,危 险 或 报 警黄 色,警 告绿 色,安 全蓝 色,按 照 情 况 需 要 赋 予 的 特 定 含 义白 色,未 赋 予 特 定 含 义第 二 节 机 床 电 气 设 备 故 障 检 修由 于 机 床 电 气 设 备 的 电 气 元 件 种 类 和 规 格 繁 多,不 同 的 机 床 有 不 同 的 电 气 结 构,而 引 起 机 床 电 气 线 路 发生 故 障 的 因 素 也 很 多,因 此 机 床 电 气 线 路 往 往 发 生 多 种 难 以 预 料 的 故 障,处 理 这 些 故 障 也 存 在 着 很 大 难 度 。
电 气 设 备 在 运 行 中 经 常 会 发 生 各 种 各 样 的 故 障,当 遇 到 故 障 时 不 要 盲 目 的 乱 找,这 样 不 仅 不 能 迅 速 排 除故 障,反 而 会 使 故 障 范 围 扩 大 而 引 起 严 重 事 故 。 因 此,要 首 先 了 解 设 备 的 主 要 结 构 和 运 动 形 式,电 力 拖 动 和控 制 要 求,电 气 控 制 线 路 的 分 析,基 本 的 单 元 控 制 原 理 以 及 工 艺 生 产 过 程 或 操 作 方 法,掌 握 基 本 的 检 修 方 法,
熟 练,准 确,迅 速,安 全 地 查 出 故 障,并 予 以 排 除 。
一,电 气 故 障 的 调 查机 床 出 现 了 故 障,首 先 应 向 机 床 操 作 者 详 细 了 解 发 生 故 障 前 的 情 况,使 维 修 人 员 能 更 准 确 地 判 断 故 障 可能 发 生 的 部 位,迅 速 排 除 故 障 。
#$故 障 发 生 在 开 动 前,开 动 后,还 是 运 行 中 ; 是 运 行 中 自 动 停 止,还 是 在 异 常 情 况 后 由 操 作 者 停 下 来 的 。
%$发 生 故 障 时,机 床 处 于 什 么 工 作 状 态,按 了 哪 个 按 钮,扳 动 了 哪 个 开 关 。
&$故 障 发 生 前 后 有 何 异 常 现 象 ( 如 声 音,臭 气,弧 光 等 ) 。
’$以 前 有 无 发 生 过 类 似 故 障,是 如 何 处 理 的 。
($在 听 取 故 障 介 绍 时,要 正 确 地 分 析 判 断 是 机 械 故 障 还 是 液 压 故 障,是 电 气 故 障,还 是 综 合 故 障 。
·)*’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册二,电 路 分 析根 据 调 查 情 况,参 照 电 气 原 理 图 及 有 关 技 术 说 明 书,结 合 故 障 现 象 进 行 电 路 分 析,判 断,初 步 估 计 有 可 能产 生 故 障 的 部 位,是 主 电 路 还 是 控 制 电 路,是 交 流 电 路 还 是 直 流 电 路,确 定 故 障 性 质,逐 步 缩 小 故 障 范 围,以便 迅 速 查 出 故 障 点 并 加 以 排 除 。
对 于 复 杂 的 机 床 电 气 线 路,可 将 复 杂 线 路 分 成 若 干 单 元,以 便 分 析,并 正 确 判 断 出 故 障 点 。
三,断 电 检 查检 查 前 首 先 将 机 床 电 源 断 开,必 要 时 取 下 动 力 配 电 箱 内 的 熔 断 器,在 确 保 安 全 的 情 况 下,根 据 不 同 性 质的 故 障 及 可 能 产 生 故 障 的 部 位,有 所 侧 重 地 进 行 检 查 。
!"检 查 电 线 进 口 处 有 无 损 伤,而 引 起 电 源 接 地,短 路 等 现 象 。
#"熔 断 器 有 无 烧 损 痕 迹 。
$"检 查 配 线,电 气 元 件 有 无 明 显 变 形 损 坏 或 过 热,烧 焦 和 变 色 而 出 现 臭 味 。
%"限 位 开 关,继 电 保 护,热 继 电 器 是 否 动 作 。
&"断 路 器,接 触 器,继 电 器 等 的 可 动 部 分,动 作 是 否 灵 活 。
’"可 调 电 阻 的 滑 动 触 点,电 刷 支 架 是 否 有 窜 动 而 离 开 原 位 。
("导 线 连 接 是 否 良 好,接 头 有 无 松 动 或 脱 落 。
)"对 故 障 部 分 导 线,元 件,电 机 等 可 用 万 用 表 进 行 通 断 检 查 。
*"用 兆 欧 表 检 查 电 机,控 制 线 路 的 绝 缘 电 阻,通 常 不 小 于 +"&,
!

四,通 电 检 查如 果 断 电 检 查,仍 不 能 找 到 故 障 原 因,可 对 电 气 设 备 进 行 通 电 检 查 。
!"切 断 电 动 机 电 源,向 控 制 电 路 通 电,操 作 按 钮 或 开 关,检 查 控 制 电 路 上 的 接 触 器,继 电 器 等 动 作 是 否 正常 。 如 果 动 作 正 常,说 明 故 障 在 主 电 路 ; 如 果 不 动 作 或 动 作 不 正 常,说 明 故 障 在 控 制 电 路 。 应 进 一 步 找 出 原因,确 定 故 障 点,予 以 排 除 。
#"使 用 万 用 表,钳 形 电 流 表 等 测 量 电 压,电 流 等 工 作 参 数,将 测 量 结 果 与 正 常 值 进 行 比 较,从 中 分 析 故 障原 因,并 进 行 排 除 。
$"对 复 杂 的 电 气 设 备,可 将 电 路 划 分 为 若 干 单 元,要 认 真 地 检 查 每 个 单 元,以 防 止 故 障 点 被 漏 掉 。
%"断 开 全 部 开 关,取 下 各 熔 断 器,再 按 顺 序,逐 一 插 入 需 要 检 查 部 位 的 熔 断 器,合 上 开 关,观 察 有 无 冒 烟,
冒 火,熔 体 熔 断 等 现 象,然 后 再 观 察 各 电 气 元 件 是 否 能 按 要 求 顺 序 动 作 。 并 需 认 真 地 逐 项 检 查,以 免 故 障 范围 扩 大 。
&"机 床 的 正 常 运 行,是 由 电 气 线 路 和 机 械 系 统 互 相 协 调 配 合 实 现 的 ; 机 床 出 现 停 止 运 行,不 一 定 都 是 电气 原 因,也 有 可 能 是 机 械 问 题 所 造 成 的 。 因 此,必 要 时 应 与 机 修 人 员 共 同 检 修 。
五,故 障 检 修 方 法
( 一 ) 试 电 笔 法试 电 笔 检 修 断 路 故 障 的 方 法 如 图 !+ - ! 所 示 。
·()%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !" # ! 试 电 笔 检 修 断 路 故 障用 试 电 笔 依 次 测 试 !,$,%,&,’,( 各 点,并 按 下 按 钮 )*
$
,测 量 到 哪 一 点 试 电 笔 不 亮 即 为 断 路 处 。
测 试 注 意 事 项,
!+当 对 一 端 接 地 的 $$",电 路 进 行 测 量 时,要 从 电 源 侧 开 始,依 次 测 量,且 注 意 观 察 试 电 笔 的 亮 度,防 止因 外 部 电 场,泄 漏 电 流 引 起 氖 管 发 亮,而 误 认 为 电 路 没 有 断 路 。
$+当 检 查 %-",并 有 变 压 器 的 控 制 电 路 中 的 熔 断 器 是 否 熔 断 时,要 防 止 由 于 电 源 电 压 通 过 另 一 相 熔 断 器和 变 压 器 的 一 次 线 圈 回 到 已 熔 断 的 熔 断 器 的 出 线 端,造 成 熔 断 器 未 熔 断 的 假 象 。
( 二 ) 校 灯 法校 灯 检 查 断 路 故 障 的 方 法 如 图 !" # $ 所 示 。
检 修 时 将 校 灯 一 端 接 在 " 上 ; 另 一 端 依 次 按 !,$,%,&,’,( 次 序 逐 点 测 试,并 按 下 按 钮 )*
$
,若 接 到 $ 号 线上 校 灯 亮,而 接 到 % 号 线 上 校 灯 不 亮,说 明 按 钮 )*
.
( $ / %) 断 路 。
图 !" # $ 校 灯 检 修 断 路 故 障
·--&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册检 修 注 意 事 项,
!"用 校 灯 检 修 断 路 故 障 时,应 注 意 灯 泡 的 额 定 电 压 与 被 测 电 压 相 配 合 。 如 被 测 电 压 过 高,灯 泡 易 烧 坏 ;
如 电 压 过 低,灯 泡 不 亮 。 一 般 检 查 ##$% 电 路 时,用 一 只 ##$% 灯 泡 ; 若 检 查 &’$% 电 路 时,可 用 二 只 ##$% 灯 泡串 联 。
#"用 校 灯 检 查 故 障 时,要 注 意 灯 泡 功 率,一 般 查 找 断 路 故 障 时 使 用 小 容 量 ( !$ ( )$*) 灯 泡 为 宜 ; 查 找 接触 不 良 而 引 起 的 故 障 时,要 用 较 大 功 率 ( !+$( #$$*) 灯 泡,这 样 就 能 根 据 灯 的 亮,暗 程 度 来 分 析 故 障 。
( 三 ) 万 用 表 法
!"电 压 测 量 法 检 修 时 将 万 用 表 的 选 择 开 关 旋 到 交 流 电 压 +$$% 档 位 。
( !) 分 阶 测 量 法 电 压 的 分 阶 测 量 法 如 图 !$,& 所 示 。
检 查 时,首 先 可 测 量 !,- 两 点 间 的 电 压,若 为 &’$% 说 明 电 路 正 常,然 后 按 住 起 动 按 钮,/
#
不 放,同 时 将一 表 棒 接 到 - 号 线 上,另 一 表 棒 按 #,&,0,+,) 线 号 依 次 测 量,分 别 测 量 -,#,-,&,-,0,-,+,-,) 各 阶 之 间 的 电压,各 阶 的 电 压 都 为 &’$%,说 明 电 路 工 作 正 常 ; 若 测 到 -,+ 电 压 为 &’$%,而 测 到 -,) 无 电 压,说 明 行 程 开 关,1
的 常 闭 触 头 ( +,)) 断 路 。
根 据 各 阶 电 压 值 来 判 断 故 障 的 方 法 见 表 !$,#。
( #) 分 段 测 量 法 电 压 的 分 段 测 量 法 如 图 !$,0 所 示 。
图 !$,& 电 压 的 分 阶 测 量 法表 !$,# 分 阶 测 量 法 判 断 故 障 原 因 2%
故 障 现 象 测 试 状 态 -"! -"# -"& -"0 -"+ -") 故 障 原 因按 下,/
#
,34
!
不 吸 合按 下,/
#
不 放
&’$ &’$ &’$ &’$ &’$ $,1常 闭 触 点 接 触 不 良
&’$ &’$ &’$ &’$ $ $ 34
#
常 闭 触 点 接 触 不 良
&’$ &’$ &’$ $ $ $,/
#
常 开 触 点 接 触 不 良
&’$ &’$ $ $ $ $,/
!
常 闭 触 点 接 触 不 良
&’$ $ $ $ $ $ 56 常 闭 触 点 接 触 不 良检 查 时,可 先 测 试 !,- 两 点 间 电 压,若 为 &’$%,说 明 电 源 电 压 正 常 。 然 后 逐 段 测 量 相 邻 两 线 号 !,#,#,&,
&,0,0,+,+,),),- 间 的 电 压 。
·7’0·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !"# $ 电 压 的 分 段 测 量 法若 电 路 正 常,按 %&

后,除 (,) 两 点 间 的 电 压 为 *+",外,其 余 任 何 相 邻 两 点 间 的 电 压 值 都 为 零 。
若 按 下 %&

,-.
/
不 吸 合,说 明 有 断 路 故 障,这 时 可 用 万 用 表 电 压 档 逐 段 测 试 各 相 邻 两 点 间 的 电 压 。 当 测量 到 某 相 邻 两 点 间 的 电 压 为 *+",时,说 明 这 两 点 间 有 断 路 现 象,根 据 各 段 电 压 值 来 判 断 故 障 的 方 法 见 表 !"
# *。
表 !"# * 分 段 测 量 法 判 断 故 障 原 因 01
故 障 现 象 测 试 状 态 !2’ ’2* *2$ $23 32( (2) 故 障 原 因按 下 %&

,-.
/
不 吸 合按 下 %&

不 放
*+" " " " " " 45 常 闭 触 点 接 触 不 良
" *+" " " " " %&
!
常 闭 触 点 接 触 不 良
" " *+" " " " %&

常 开 触 点 接 触 不 良
" " " *+" " " -.

常 闭 触 点 接 触 不 良
" " " " *+" " %6 常 闭 触 点 接 触 不 良
" " " " " *+" -.
/
线 圈 断 路
’2电 阻 测 量 法
( !) 分 阶 测 量 法 电 阻 的 分 阶 测 量 法 如 图 !"# 3 所 示 。
按 下 %&

,-.
!
不 吸 合,说 明 电 路 有 断 路 故 障 。
首 先 断 开 电 源,然 后 按 下 %&

不 放,可 用 万 用 表 的 电 阻 档 测 量 !,) 两 点 的 电 阻,若 电 阻 为 无 穷 大,说 明 !、
) 之 间 电 路 断 路 。 然 后 分 阶 测 量 !,’,!,*,!,$,!,3,!,( 各 点 间 的 电 阻 值 。 若 某 两 点 间 的 电 阻 值 为 ",说 明 电路 正 常 ; 如 测 量 到 某 线 号 间 的 电 阻 值 为 无 穷 大,说 明 该 触 点 或 连 接 导 线 有 断 路 故 障 。
( ’) 分 段 测 量 法 电 阻 的 分 段 测 量 法 如 图 !"# ( 所 示 。
检 查 时,先 切 断 电 源,按 下 %&

,然 后 依 次 逐 段 测 量 相 邻 两 线 号 !,’,’,*,*,$,$,3,3,( 间 的 电 阻 。 若 测 量某 两 线 号 的 电 阻 为 无 穷 大,说 明 该 触 点 或 连 接 导 线 有 断 路 故 障 。 如 测 量 ’,* 两 线 号 间 的 电 阻 为 无 穷 大,说 明停 止 按 钮 %&
!
或 连 接 %&
!
的 导 线 有 断 路 故 障 。
电 阻 测 量 法 虽 然 安 全,但 测 得 的 电 阻 值 不 准 确 时,容 易 造 成 错 误 判 断,应 注 意 以 下 事 项,
!) 用 电 阻 测 量 法 检 查 故 障 时,必 须 要 断 开 电 源 。
’) 若 被 测 电 路 与 其 他 电 路 并 联 时,必 须 将 该 电 路 与 其 他 电 路 断 开,否 则 所 测 得 的 电 阻 值 误 差 较 大 。
·"7$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !"# $ 电 阻 的 分 阶 测 量 法图 !"# % 电 阻 的 分 段 测 量 法
( 四 ) 短 接 法短 接 法 是 利 用 一 根 绝 缘 导 线,将 所 怀 疑 断 路 的 部 位 短 接,若 短 接 过 程 中,电 路 被 接 通,则 说 明 该 处 断 路 。
!&局 部 短 接 法 局 部 短 接 法 如 图 !"# ’ 所 示 。 按 下 ()
*
时,+,
!
不 吸 合,说 明 该 电 路 有 断 路 故 障 。
检 查 时,可 先 用 万 用 表 电 压 档 测 量 !,’ 两 点 间 的 电 压 值,如 电 压 正 常,可 按 下 ()
*
不 放,然 后 用 一 根 绝 缘导 线,分 别 短 接 !,*,*,-,-,.,.,$,$,%,当 短 接 到 某 两 点 时,接 触 器 +,
!
吸 合,说 明 断 路 故 障 就 在 这 两 点 之 间 。
*&长 短 接 法 长 短 接 法 如 图 !"# / 所 示,长 短 接 法 是 指 一 次 短 接 两 个 或 多 个 触 点 来 检 查 断 路 故 障 的 一种 方 法 。
当 热 继 电 器 01 的 常 闭 触 点 和 按 钮 ()
!
的 常 闭 触 点 同 时 接 触 不 良,若 用 上 述 局 部 短 接 法 短 接 !,* 两 点,
按 下 ()
*
,+,
2
仍 然 不 会 吸 合,就 可 能 会 造 成 错 误 判 断 。 而 采 用 长 短 接 法 将 !,% 短 接,若 +,
!
吸 合,说 明 !,%
·!3.·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇两 点 之 间 有 断 路 故 障,然 后 再 短 接 !," 和 ",#,当 短 接 !," 时,按 下 $%
&
后 ’(
)
吸 合,说 明 故 障 在 !," 两 点 之间,再 用 局 部 短 接 法 短 接 !,& 和 &,",很 快 就 能 将 断 路 故 障 排 除 。
短 接 法 注 意 事 项,
( !) 由 于 短 接 法 是 用 手 拿 着 绝 缘 导 线 带 电 操 作,因 此 一 定 要 注 意 安 全,以 免 触 电 事 故 发 生 。
( &) 短 接 法 只 适 用 于 检 查 压 降 极 小 的 导 线 和 触 头 之 间 的 断 路 故 障 。 对 于 压 降 较 大 的 电 器,如 电 阻,接 触器 和 继 电 器 的 线 圈,绕 组 等 断 路 故 障,不 能 采 用 短 接 法,否 则 就 会 出 现 短 路 故 障 。
( ") 对 于 机 床 的 某 些 要 害 部 位,必 须 确 保 电 气 设 备 或 机 械 部 位 不 会 出 现 事 故 的 情 况 下,才 能 采 用 短 接 法 。
( 六 ) 检 查 电 路 注 意 事 项
!*用 兆 欧 表 测 量 绝 缘 电 阻 时,低 压 系 统 用 +,,- 兆 欧 表,而 在 测 量 前 应 将 弱 电 系 统 的 元 件 ( 如 晶 体 管,晶闸 管,电 容 器 等 ) 断 开,以 免 造 成 过 电 压 击 穿,损 坏 元 器 件 。
&*检 查 时 若 需 拆 开 电 机 或 电 气 元 件 接 线 端 子,应 在 拆 开 处 两 端 标 上 标 号,不 要 凭 记 忆 标 号,以 免 出 现 差错 。 断 开 线 头 要 作 通 电 试 验 时,应 检 查 有 无 接 地,短 路 或 人 体 接 触 的 可 能,尽 量 用 绝 缘 胶 布 临 时 包 上,以 防 止发 生 意 外 事 故 。
"*更 换 熔 体 时,要 按 规 定 容 量 更 换 ; 不 准 用 铜 线 或 铁 丝 代 替,在 未 处 理 故 障 前,尽 可 能 临 时 换 上 规 格 较 小的 熔 体,以 防 止 故 障 范 围 扩 大 。
.*当 电 机,电 机 扩 大 机,磁 放 大 器,继 电 器 及 继 电 保 护 装 置 等 需 要 重 新 调 整 时,一 定 要 熟 悉 调 整 方 法,步骤,应 达 到 规 定 的 技 术 参 数,并 作 好 记 录,供 下 次 调 整 时 参 考 。
+*检 查 完 毕 后,应 先 清 理 现 场,恢 复 所 有 拆 开 的 端 子 线 头,熔 断 器,开 关 手 把,行 程 开 关 的 正 常 工 作 位 置,
再 按 规 定 的 方 法,步 骤 进 行 试 车 。
图 !,/ 0 局 部 短 路 法图 !,/ 1 长 短 接 法
·&2.· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 二 节 常 见 机 床 电 气 设 备 安 装 与 维 护一,铣 床 的 常 见 故 障 与 处 理
( 一 ) !"#$% 型 万 能 工 具 铣 床
!"#$% 铣 床 常 见 故 障 与 处 理 方 法,见 表 #& ’ (。
表 #& ’ ( !"#$% 型 铣 床 常 见 故 障 与 处 理 方 法序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
#
主 电 动 机 不 转
#)总 电 源 没 有 接 通
$)熔 断 器 熔 体 熔 断
*)起 动 或 停 止 按 钮 接 触 不 良
()起 动 接 触 器 触 点 接 触 不 良 或 线圈 烧 坏
+)电 动 机 内 部 断 线 或 定 子 绕 组 烧坏
#)接 通 电 源 总 开 关,检 查 三 相 电 源电 压
$)更 换 熔 体
*)修 复 或 更 换 按 钮
()修 复 触 点 调 整 吸 合 卡 住 的 磁 铁或 更 换 线 圈
+)检 修 电 动 机 定 子 绕 组 或 内 部 接线
$
电 动 机 通 电 后 发出,嗡 嗡,响 声
#)三 相 电 源 缺 相
$)熔 断 器 三 相 中 一 相 烧 断
*)接 触 器 的 主 触 点 有 一 个 烧 坏 或接 触 不 良
#)检 查 三 相 电 源 电 压
$)更 换 熔 体
*)修 复 烧 坏 的 触 点,使 其 接 触 良 好
*
主 电 动 机 起 动 后,
按 停 止 按 钮 不 能停 车
#)停 止 按 钮 常 闭 触 点 卡 住 打 不 开或 进 水 受 潮
$)起 动 按 钮 常 开 触 点 短 路 闭 合
*)交 流 接 触 器 主 触 点 粘 连
#)修 复 常 闭 触 点 或 烘 干 受 潮 开 关
$)修 复 或 更 换 常 开 触 点
*)用 组 锉 修 平 各 触 点 的 接 触 面,使触 点 接 触 良 好 或 更 换 触 点
(
冷 却 泵 电 动 机 不转
#)转 换 开 关 未 接 通
$)冷 却 泵 的 水 轮 被 杂 物 卡 住
*)电 动 机 出 口 线 断 路 或 线 圈 烧 坏
#)接 通 转 换 开 关
$)清 理 卡 住 水 轮 的 杂 物
*)修 复 电 动 机 引 出 线 或 重 绕 线 圈
+ 照 明 灯 不 亮
#)照 明 回 路 熔 断 器 熔 体 熔 断
$)照 明 变 压 器 线 圈 烧 坏
*)开 关 未 接 通 电 源
()灯 泡 损 坏 或 线 路 折 断
#)更 换 熔 体
$)重 新 绕 制 变 压 器 线 圈
*)合 上 开 关
()检 查 线 路 或 更 换 灯 泡
( 二 ) !+&*& 型 立 式 升 降 台 铣 床
!+&*& 立 式 升 降 台 铣 床 常 见 故 障 与 处 理 见 表 #& ’ +,所 述 内 容 也 适 用 于
!
#*&、
!
%&*& 型 升 降 台 铣 床
·*,(·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇表 !" # $ %$"&" 型 立 式 升 降 台 铣 床 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
主 电 动 机 不转
!’总 电 源 没 有 接 通
(’熔 断 器 熔 断
&’起 动 按 钮 接 触 不 皇
)’起 动 接 触 器 不 动 作 或 触 点 接 触 不良
$’热 继 电 器 跳 扣 或 损 坏
*’电 动 机 内 部 断 线 或 烧 坏
!’合 上 总 电 源 开 关,将 转 换 开 关 扳 到接 通 位 置
(’更 换 熔 体
&’修 复 触 点
)’检 查 线 圈 有 无 断 线 或 烧 坏,磁 铁 是否 卡 住,修 复 或 更 换 触 点
$’将 热 继 电 器 复 位 或 修 复 更 换 热 继电 器
*’接 好 内 部 断 线 或 重 绕 线 圈
(
主 电 动 机 起动 时 发 出,嗡嗡,声
!’熔 断 器 断 一 相
(’接 触 器 主 触 点 一 相 烧 坏 或 接 触 不良
&’电 动 机 内 部 断 线
!’更 换 熔 体
(’修 复 或 更 换 触 点
&’接 好 内 部 断 线
&
主 轴 停 车 或急 刹 车 制 动失 灵
!’硅 二 极 管 烧 坏
(’制 动 接 触 器 不 吸 合 或 触 点 接 触 不良
!’更 换 相 同 规 格 的 二 极 管
(’检 查 线 圈 有 无 断 线 或 烧 坏,修 复 或更 换 触 点
)
进 给 电 动 机不 转
!’主 轴 电 动 机 没 有 起 动
(’主 令 开 关 损 坏
&’限 位 开 关 损 坏 或 压 住,使 限 位 没 有复 位
)’接 触 器 不 动 作 或 触 点 接 触 不 良
$’热 继 电 器 跳 扣
!’接 通 主 电 动 机 ( 只 有 主 电 动 机 起 动后 才 能 起 动 进 给 电 动 机 )
(’修 复 或 更 换 开 关
&’修 复 或 更 换 限 位 开 关
)’检 查 控 制 线 路 及 线 圈 是 否 断 线,修复 或 更 换 触 点
$’将 热 继 电 器 复 位
$
进 给 电 动 机只 有 一 个 转向
!’主 令 开 关 有 部 分 损 坏
(’限 位 开 关 中 有 个 别 的 损 坏 或 压 住没 有 复 位
!’修 复 或 更 换 主 令 开 关
(’检 查 并 使 限 位 开 关 复 位 或 更 换 已损 坏 的 限 位 开 关
*
冷 却 泵 电 动机 不 转
!’冷 却 泵 电 动 机 开 关 没 有 接 通
(’接 触 器 不 吸 合 或 触 点 接 触 不 良
&’热 继 电 器 跳 扣
)’电 动 机 内 部 断 线 或 烧 坏
!’将 开 关 扳 到 接 通 位 置
(’检 查 线 圈 有 无 烧 坏,修 复 或 更 换 触点
&’使 跳 扣 复 位
)’接 好 内 部 断 线 或 重 绕 线 圈
+
主 回 路,放炮,断 线
!’主 回 路 接 触 器 相 间 短 路
(’两 个 接 触 器 粘 死
!’修 复 相 间 绝 缘
(’将 粘 死 的 触 点 拨 开,并 进 行 修 复 或更 换 触 点
,
控 制 回 路,放炮,断 线
!’控 制 进 给 的 接 触 器 相 间 短 路
(’正 反 转 两 个 接 触 器 一 个 粘 死,另 一个 通 电,使 接 触 器 同 时 通 电 造 成 短 路
!’修 复 相 间 绝 缘
(’修 复 粘 死 的 触 点,并 清 理 污 物
·)-)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 三 ) !"#$ 立 式 升 降 台 铣 床
!"#$ 立 式 升 降 台 铣 床 常 见 故 障 与 处 理 见 表 %& ’ (。
表 %& ’ ( !"#$ 型 立 式 升 降 台 铣 床 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
%
主 电 动 机 不转
%)电 源 没 有 接 通
#)熔 断 器 熔 断
*)主 电 动 机 接 触 器 没 有 吸 合 或 主 触点 接 触 不 良
+)热 继 电 器 跳 扣
")正 反 转 开 关 没 有 放 到 起 动 位 置
()电 动 机 故 障
,)按 钮 或 冲 动 开 关 接 触 不 良
%)检 查 电 源 电 压,合 上 电 源 开 关
#)更 换 熔 体
*)检 查 接 触 器 线 圈 及 触 点 使 其 接 触良 好
+)将 热 继 电 器 复 位
")将 转 换 开 关 扳 到 起 动 位 置
()检 修 电 动 机
,)检 查 按 钮 及 冲 动 开 关 触 点 使 其 接触 良 好
#
主 电 动 机 不能 冲 动由 于 冲 动 开 关 经 常 受 到 频 繁 冲 击,使开 关 位 置 改 变,压 不 上 开 关 或 接 触 不良修 复 或 更 换 开 关,并 调 整 好 开 关 动 作距 离
*
工 作 台 各 方向 均 不 进 给
%)主 电 动 机 没 有 转 动,只 有 主 电 动 机起 动 后 进 给 才 能 工 作
#)行 程 开 关 位 置 发 生 变 化 或 开 关 被撞 坏
*)变 速 冲 动 开 关 在 复 位 时 不 能 闭 合或 接 触 不 良
+)热 继 电 器 跳 扣
")电 动 机 接 线 脱 落 或 绕 组 断 路
%)按 序 号 % 进 行 检 查
#)调 整 行 程 开 关 位 置 或 检 修 开 关
*)修 整 触 点 使 其 接 触 良 好
+)将 热 继 电 器 复 位
")接 好 引 出 线 或 检 修 电 动 机
+
工 作 台 能 向左,右 进 给,
不 能 向 前,
后,上,下 进给
%)限 位 开 关 -.
/’ #
或 -.
# ’ #
触 点 接 触不 良 或 断 线
#)操 作 工 作 台 向 前,后 或 向 上,下 时,
限 位 开 关 -,* ’ #或 -.
+ ’ #
被 压 开,使两 个 进 给 接 触 器 通 电 回 路 均 被 断 开
%)检 查 限 位 开 关 触 点 或 接 线 是 否 良好
#)调 整 限 位 开 关 位 置,使 触 点 接 触 良好
"
工 作 台 能 向前,后,上,下进 给,不 能左,右 进 给
%)限 位 开 关 -.
* ’ #
或 -.
+ ’ #
触 点 没 有接 触 或 断 线检 查 限 位 开 关 触 点 接 触 情 况 或 将 断线 接 好
·"0+·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
进 给 电 动 机不 能 冲 动冲 动 开 关 位 置 改 变,压 不 上 开 关 或 接触 不 良修 理 或 更 换 开 关 。 并 调 整 好 开 关 动作 距 离
"
工 作 台 没 有快 速 移 动
#$电 磁 铁 线 圈 损 坏
%$由 于 冲 击 力 大,线 圈 受 到 到 振 动,
接 线 松 动,使 线 路 断 开
&$快 速 接 触 器 不 吸 合 或 触 点 接 触 不良
’$快 速 按 钮 接 触 不 良
#$修 复 或 更 换 线 圈
%$使 线 头 接 牢
&$检 查 线 圈 是 否 烧 坏 或 修 复 触 点
’$修 复 或 更 换 触 点二,车 床 的 常 见 故 障 与 处 理
( 一 ) (&&!# ) # 型 回 轮 式 六 角 车 床
(&&! ) # 车 床 常 见 故 障 与 处 理 见 表 #* ) "。
表 #* ) " (&&! ) # 型 车 床 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
#
接 触 器 不 动 作 或跳 动
#$控 制 按 钮 失 灵
%$控 制 线 路 有 断 路
&$接 触 器 线 圈 断 线
’$接 触 器 的 互 锁 常 闭 触 点 接 触 不良
+$电 源 缺 相
#$检 修 或 更 换 按 钮
%$检 查 线 路
&$检 修 或 更 换
’$检 修 或 更 换 触 点
+$检 查 电 源
%
接 触 器 动 作,电 动机 不 能 起 动,或 转速 低 于 额 定 转 速
#$熔 断 器 熔 断,或 开 关,接 触 器 有一 相 处 于 开 路
%$连 接 电 动 机 导 线 断 路 或 接 线 端子 螺 钉 松 动
&$电 动 机 绕 组 一 相 断 线
#$检 查 熔 断 器 及 各 连 接 点 是 否 接触 良 好
%$检 查 各 连 接 点 的 接 触 是 否 良 好
&$检 修 电 动 机
·!,’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
电 动 机 过 热 或 响声 异 常
"#负 载 过 重
$#电 动 机 轴 承 损 坏
!#电 源 缺 相
%#电 动 机 定 子 绕 组 短 路
"#减 轻 切 削 负 荷
$#更 换 轴 承
!#检 查 电 源 电 压
%#检 修 电 动 机
%
没 有 反 接 制 动 或变 速 手 柄 回 到 原位 时 又 能 自 动 起动
"#行 程 开 关 失 控
$#控 制 线 路 断 线 或 接 触 不 良
"#检 查 行 程 开 关 是 否 完 好 位 置 是否 正 确
$#检 查 控 制 线 路 有 无 断 线,接 触 是否 良 好
( 二 ) &’"$ 型 立 式 车 床
&’"$ 车 床 常 见 故 障 与 处 理 见 表 "( ) *。
表 "( ) * &’"$ 型 立 式 车 床 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
"
电 动 机 不 能 起 动
"#电 压 继 电 器 不 能 吸 合
$#接 触 器 不 能 吸 合 或 触 点 接 触 不良
"#调 整 电 源 电 压
$#检 修 接 触 器
$
缺 相
"#三 相 熔 断 器 脱 开 或 某 相 熔 体 熔断
$#开 关 或 接 触 器 触 点 接 触 不 良
"#检 查 熔 断 器 或 更 换 熔 体
$#检 修 开 关 或 更 换 接 触 器 触 点
!
接 触 器 或 继 电 器卡 住
"#掉 进 杂 物
$#衔 铁 销 子 断 掉
!#装 配 不 当
"#清 除 杂 物
$#更 换 衔 铁 销 子
!#重 新 装 配
%
接 触 器 或 继 电 器接 触 不 良
"#触 点 上 有 脏 物
$#触 点 表 面 有 氧 化 皮
"#清 除 脏 物
$#用 刷 子 或 砂 布 清 理 氧 化 皮
·+,%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
熔 断 器 熔 体 熔 断或 过 热,热 继 电 器跳 开
"#线 路 中 有 局 部 短 路
$#电 动 机 过 载
%#电 源 电 压 过 低 或 过 高
"#用 兆 欧 表 测 量 对 机 壳 的 绝 缘 电阻,排 除 短 路 故 障
$#检 查 电 动 机 额 定 电 流,减 轻 负 载
%#调 整 电 源 电 压,不 要 超 过 允 许 波动 范 围
&
电 动 机 振 动,噪 声大
"#电 动 机 转 子 或 转 子 轴 的 轴 承,风扇,联 轴 器 动 平 衡 精 度 差
$#电 动 机 支 承 座 安 装 不 平
%#转 子 与 定 子 之 间 的 电 磁 扭 力 往往 由 于 电 磁 力 和 机 械 传 动 力 不 一致 而 引 起 振 动
’#风 扇 与 端 盖 间 隙 小
"#重 新 进 行 动 平 衡 试 验,提 高 动 平衡 精 度
$#重 新 安 装 并 在 支 承 座 上 垫 一 层
"()) 厚 的 减 振 橡 皮
%#提 高 电 动 机 转 子 及 转 子 轴 上 机件 的 动 平 衡 精 度
’#增 大 风 扇 与 端 盖 间 隙
*
电 动 机 发 热 "#电 动 机 过 载
$#电 源 电 压 过 高 或 过 低
%#定 子 铁 心 的 硅 钢 片 间 绝 缘 不 良或 有 毛 刺
’#定 子 和 转 子 相 摩 擦
!#电 动 机 通 风 不 良
&#定 子 绕 组 短 路 或 接 地
*#运 行 中 电 动 机 一 相 断 路
+#绕 线 转 子 的 绕 组 的 焊 接 点 脱 落,
使 转 子 过 热,且 转 速 显 著 降 低
"#减 轻 负 荷 或 更 换 容 量 较 大 的 电动 机
$#调 整 电 源 电 压
%#检 修 定 子 铁 心
’#检 查 铁 心 是 否 变 形,轴 是 否 弯曲,轴 承 是 否 磨 损,端 盖 止 口 有 无松 动
!#检 查 风 扇 是 否 装 好,风 扇 有 无 脱落,通 风 口 有 无 堵 塞
&#用 电 桥 测 量 各 相 线 圈 直 流 电 阻,
或 用 兆 欧 表 测 量 对 机 壳 的 绝 缘 电阻
*#检 查 三 相 电 源 电 压 和 电 动 机 绕组
+#检 查 各 焊 接 点,将 脱 焊 点 重 新 焊牢
+
电 动 机 空 载 或 加负 载 时 三 相 电 流不 平 衡
"#三 相 电 源 电 压 不 平 衡
$#定 子 绕 组 局 部 短 路
%#绕 组 重 绕 后,匝 数 不 对
’#绕 组 重 绕 后,接 线 错 误
"#检 查 电 源 电 压
$#测 量 三 相 电 流,检 修 短 路 线 圈
%#用 电 桥 测 量 各 相 绕 组 直 流 电 阻
’#改 正 接 线
( 三 ),!$&% 型 立 式 车 床
,!$&% 立 式 车 床 的 工 作 台 直 流 控 制 系 统 常 见 故 障 与 处 理 方 法,见 表 "(-,。
·+.’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !"# $ %&’() 立 式 车 床 *+ 系 列 晶 闸 管 直 流 调 速 系 统 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
电 动 机 不 能 起 动
!,熔 断 器 熔 体 熔 断,磁 场 未 产 生 电流
’,速 度 给 定 电 压 未 加 至 速 度 调 节器
),触 发 脉 冲 回 路 故 障
-,控 制 用 稳 压 电 源 故 障
&,电 流 调 节 器 输 出 始 终 为 负 向 限幅 值
(,切 换 逻 辑 故 障,,
/
不 能 撤 消
0,运 转 指 令 逻 辑 故 障 1- 始 终 导 通
!,检 查 熔 断 器 及 磁 场 电 路
’,按 下 起 动 按 钮 后,检 查 速 度 调 节器 的 输 出 孔 有 无 电 压,若 无 电 压 应检 查,给 定 电 源 电 压 是 否 正 常 ; 继电 器 */
2
,*/

是 否 动 作 ; 调 速 电 位器 进 线 有 无 掉 线
),检 查 触 发 电 压,正 常 值 为 !(1; 电源 线 有 无 断 线
-,检 查 稳 压 电 源 电 压,正 常 值 为 3
!’1; 电 源 线 有 无 断 线
&,按 起 动 按 钮 后,如 速 度 调 节 器 输出 为 正 值,检 查 电 流 调 节 器 输 出 为负 值,说 明 电 流 调 节 器 有 故 障
(,对 照 切 换 逻 辑 动 作 图 表,检 查 逻辑 单 元 4*5,4*
!
0,检 查 逻 辑 单 元 4*
"

电 动 机 — 起 动 熔断 器 熔 体 熔 断电 流 反 馈 回 路 断 线 检 查 电 流 反 馈
)
电 动 机 降 速 或 停车 过 程 中 熔 断 器熔 体 熔 断逆 变 失 败检 查 脉 冲 有 无 丢 失,检 查
#
678
是 否变 小,若 小 于 ’"9,在 高 速 下 有 可 能引 起 逆 变 失 败
-
晶 闸 管 整 流 桥 波形 缺 相
!,桥 臂 熔 断 器 熔 断
’,移 相 触 发 器 故 障
),脉 冲 分 配 器 故 障
-,晶 闸 管 整 流 器 损 坏
!,检 查 更 换 熔 断 器
’,检 查 移 相 触 发 器 输 出 波 形
),检 修 脉 冲 分 配 器
-,检 修 晶 闸 管 整 流 器
&
晶 闸 管 整 流 桥 输出 电 压 波 形 不 对称
!,电 流 互 感 器 故 障
’,电 流 反 馈 回 路 故 障
),给 定 电 源 故 障,脉 冲 太 大
-,测 速 发 电 机 励 磁 电 路 滤 波 电 容失 效
!,检 查 电 流 互 感 器 二 次 绕 组 电 阻值,正 常 时 为 )0
$
左 右 。
’,检 查 互 感 器 出 线 有 无 断 线 ; 电 流反 馈 整 流 桥 元 件 有 无 损 坏
),检 查 给 定 电 源 电 压 是 否 脉 动,正常 脉 动 在 ’"61 以 下
-,检 查 更 换 滤 波 电 容
·$$-·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
电 动 机 不 能 制 动
"#切 换 逻 辑 故 障,在 需 要 制 动 时 $
%
不 能 撤 消
&#若 在 一 个 方 向 不 能 制 动 ; 另 一 方向 不 能 起 动,可 能 是 切 换 逻 辑 中 的电 子 开 关 故 障
"#检 查 切 换 逻 辑 电 路
&#检 查 ’(
!
中 的 )
"*
,)
"+
,拔 出 移相 触 发 器,按 正 向 起 动 按 钮,此 时
)
"+
输 出 端,,",和 控 制 电 源 零 线 间电 压 约 为 "&),若 小 于 "-) 即 不 正常 ; 按 反 转 按 钮,)
"*
的 情 况 也 与 此相 同
*
速 度 不 稳 定
"#如 在 空 载 时 速 度 不 稳,加 负 载 后又 变 正 常 了,可 能 是 电 流 自 适 应 故障
&#测 速 发 电 机 和 拖 动 电 机 的 机 械连 接 不 良
,#速 度 反 馈 电 路 接 触 不 良
"#观 察 电 流 调 节 器 面 板 上 自 适 应测 试 孔 的 波 形 呈 开 关 波 形 为 正 常若 呈 一 条 直 线 即 有 故 障,并 检 查 三极 管 )
.
是 否 损 坏
&#检 查 机 械 连 接 是 否 打 滑,不 同 心连 接 间 隙 太 大
,#检 查 线 路 连 接 处 有 无 松 动 ; 测 速发 电 机 电 刷 与 换 向 器 接 触 是 否 良好 ; 测 速 发 电 机 电 枢 回 路 中 正 反 向接 触 器 触 点 接 触 是 否 良 好三,磨 床 的 常 见 故 障 与 处 理
( 一 ) /".,&% 型 外 圆 磨 床
/".,&% 外 圆 磨 床 常 见 故 障 与 处 理 见 表 "-0 "-。
表 "-0 "- /".,&% 型 外 圆 磨 床 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
"
机 床 不 起 动
"#油 泵 没 有 开 启 或 油 泵 接 触 器 联锁 触 点 接 触 不 良
&#短 路,过 载 保 护 装 置 容 量 配 备 不当
,#控 制 电 压 与 接 触 器 线 圈 电 压 不一 致
"#先 检 查 油 泵 接 触 器 通 电 动 作 情况,再 检 查 油 泵 电 动 机 三 相 电 压 是否 正 常 或 检 修 更 换 触 点
&#检 查 熔 断 器 是 否 熔 断,热 继 电 器有 无 跳 扣 或 容 量 配 备 是 否 恰 当,如有 不 符 应 进 行 调 换
,#检 查 控 制 电 压 与 接 触 器 线 圈 电压 是 否 相 符,应 匹 配 一 致
·--1· 新 编 电 气 工 程 师 手 册序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
机 床 带 电
"#没 有 使 用 网 络 中 性 线
!#接 地 线 线 径 太 小 或 接 触 不 牢
$#使 用 场 地 过 分 潮 湿,有 腐 蚀 气 体影 响
"#要 装 接 接 地 线
!#按 规 定 线 径 进 行 接 地 并 接 线 要牢 固
$#机 床 周 围 要 保 持 清 洁,干 燥,尘污 少
$
内 圆 磨 头 电 动 机不 起 动 "#内 外 圆 电 动 机 联 锁 装 置 不 好
!#内 圆 电 动 机 本 身 质 量 问 题
$#内 圆 电 动 机 保 护 装 置 有 问 题
"#检 查 行 程 开 关 和 电 磁 铁 的 联 锁动 作 是 否 正 常
!#检 测 电 动 机 三 相 绕 组 绝 缘 电 阻是 否 正 常,并 校 验 动 平 衡
$#检 查 热 继 电 器 容 量 是 否 正 确 若有 跳 扣 应 复 位
%
砂 轮 架 进 时,头 架与 水 泵 电 动 机 不转砂 轮 与 头 架 联 锁 装 置 不 好检 查 联 锁 装 置 行 程 开 关 的 安 装 部位 是 否 正 确,接 触 是 否 良 好,检 查头 架 与 冷 却 泵 的 主 令 开 关 是 否 处于 接 通 位 置
&
油 泵 电 动 机 声 音异 常 或 有 间 断 撞击 声
"#使 用 场 地 潮 湿,腐 蚀,致 使 铁 屑,
污 物,进 入 内 部,引 起 阻 塞
!#三 相 电 压 不 均 匀
$#轴 承 内 润 滑 油 硬 化 或 渗 入 金 属屑 等 污 物
%#定 子 与 转 子 发 生 摩 擦
&#风 扇 碰 罩 壳
"#清 除 铁 屑 污 物,潮 湿 应 烘 干
!#三 相 绕 组 电 阻 应 均 匀,三 相 电 压均 匀 并 正 常,三 相 空 载 电 流 应 小 于额 定 电 流 的 &’(
$#清 洗 或 更 换 轴 承
%#检 查 转 子 是 否 同 心,保 证 定 子 与转 子 间 隙 为 ’#$)) 左 右
&#调 整 风 扇 与 罩 壳 的 间 隙
( 二 ) *+"$’ 型 卧 轴 矩 台 平 面 磨 床
*+"$’ 型 卧 轴 矩 台 平 面 磨 床 常 见 故 障 与 处 理 见 表 "’,""。
表 "’,"" *+"$’ 型 卧 轴 矩 台 平 面 磨 床 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
"
各 电 动 机 均 不 能起 动
"#电 磁 吸 盘 参 加 工 作 时,欠 电 流 继电 器 没 有 动 作 或 触 点 接 触 不 良
!#电 磁 吸 盘 不 参 加 工 作 时,转 换 开关 未 拔 到 退 磁 位 置,或 接 触 不 良
"#调 整 欠 电 流 继 电 器 动 作 值,检 修或 更 换 触 点
!#将 开 关 扳 到 退 磁 位 置 或 检 修 开关
·"’&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
砂 轮 电 动 机 过 载保 护 热 继 电 器 经常 脱 扣
"#砂 轮 进 刀 量 太 大,使 电 动 机 超 负荷 运 行,电 流 急 剧 上 升
!#热 继 电 器 选 择 规 格 太 小 或 调 节不 当
$#由 于 装 入 式 电 动 机 前 轴 承 是 铜瓦,易 磨 损 发 生 堵 转,电 流 增 大
"#减 小 进 刀 量,防 止 电 动 机 过 载
!#按 电 动 机 额 定 电 流 进 行 选 择 和调 整
$#及 时 检 修 或 更 换 被 磨 损 的 轴 瓦
$
冷 却 泵 电 动 机 容易 烧 坏
"#冷 却 液 浸 入 电 动 机 内 部,造 成 匝间 或 绕 组 间 短 路
!#反 复 修 理 后,使 端 盖 止 口 间 隙 增大,转 子 在 定 子 内 不 同 心
$#冷 却 泵 被 脏 物 堵 塞,电 动 机 产 生堵 转
%#由 于 砂 轮 电 动 机 与 冷 却 泵 电 动机 共 用 一 个 热 继 电 器,电 动 机 容 量相 差 太 大,电 流 增 大 不 能 使 热 继 电器 脱 扣
"#防 止 冷 却 液 浸 入 电 动 机 内 部
!#更 换 端 盖 止 口,并 进 行 动 平 衡 试验
$#清 除 脏 物
%#应 装 设 单 独 的 热 继 电 器 进 行 过载 保 护
%
电 磁 吸 盘 无 吸 力
"#整 流 变 压 器 没 有 输 出 电 压
!#整 流 桥 元 件 损 坏 无 直 流 输 出
$#欠 电 流 继 电 器 线 圈 断 开
%#插 销 接 触 不 良
&#整 流 桥 熔 断 器 熔 断
’#电 磁 吸 盘 本 身 故 障
"#检 修 变 压 器
!#检 查 或 更 换 整 流 元 件
$( 接 好 线 圈 线
%#修 复 或 更 换 插 销
&#检 查 并 更 换 熔 体
’#检 修 电 磁 吸 盘
&
电 磁 吸 盘 吸 力 不足
"#整 流 器 空 载 输 出 电 压 太 低
!#接 负 载 后 电 压 太 低
"#用 万 用 表 直 流 档 测 量 空 载 输 出电 压 应 为 "$) * "%)+,若 太 低 可 检查 或 更 换 二 极 管
!#接 负 载 时 直 流 电 压 不 低 于 "")+,
若 太 低 是 吸 盘 线 圈 短 路,应 修 复 或更 换 电 磁 吸 盘 线 圈

电 磁 吸 盘 退 磁 不好,工 件 取 不 下 来
"#退 磁 电 压 过 高
!#退 磁 电 阻 损 坏 或 线 路 断 开,无 法进 行 去 磁
$#没 有 掌 握 好 退 磁 时 间
"#检 查 或 更 换 退 磁 电 阻,把 退 磁 电压 调 至 &* ")+
!#更 换 电 阻 或 接 通 线 路
$#对 于 不 同 材 质 工 件,应 掌 握 退 磁时 间 长 短
( 三 ),-&!),型 螺 纹 磨 床
,-&!),型 螺 纹 磨 床 常 见 故 障 与 处 理 见 表 ( ")/ "!) 。
·!)&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !"# !$ %&’$"(型 螺 纹 磨 床 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
合 上 电 源 开 关,指示 灯 )*
!
不 亮
!+熔 断 器,-
.
熔 断
$+指 示 灯 接 触 不 良 或 灯 泡 烧 坏
!+更 换 熔 体
$+检 修 或 更 换 灯 泡
$
部 分 或 全 部 电 动机 不 能 起 动
!+熔 断 器 熔 断
$+某 一 电 动 机 过 载 热 继 电 器 脱 扣
/+直 流 电 源 故 障
!+更 换 熔 体
$+找 出 过 载 原 因,调 节 负 荷 并 将 热继 电 复 位
/+检 修 整 流 设 备,使 输 出 电 压 为
!!’0
/
主 轴 润 滑 泵 运 转已 久,而 指 示 灯
)*
$
不 亮
!+水 银 开 关 1*位 置 未 调 整 好
$+指 示 灯 接 触 不 良 或 灯 泡 损 坏
!+调 整 好 水 银 开 关 位 置
$+检 修 或 更 换 灯 泡
.
磨 削 内 螺 纹 时,砂轮 不 能 起 动砂 轮 上 微 动 开 关 12
.
位 置 未 调 整好 或 接 触 不 良调 整 其 位 置 并 检 查 接 触 情 况,而 超行 程 量 不 宜 大 于 $33

继 电 器 45
6
,45
7
不 动 作,工 作 台
( 头 架 ) 不 能 起 动
!+换 向 开 关 12 撞 块 未 调 整 好 或 接触 不 良
$+微 动 开 关 12
!
,12
$
,12

或 12
8
失灵
!+调 整 好 撞 块 或 检 修 换 向 开 关 的触 点
$+检 修,调 整 各 微 动 开 关
8 自 动 润 滑 失 灵 时 间 继 电 器 49故 障调 节 检 修 时 间 继 电 器 的 线 圈,泄气 室,微 动 开 关 或 更 换
&
工 作 台 速 度 很 快,
而 无 法 用 电 位 器调 节
!+测 速 发 电 机 电 刷 接 触 不 良
$+测 速 发 电 机 励 磁 回 路 故 障
!+检 查 电 刷 接 触 情 况,并 修 磨,调整 好 压 力
$+检 查 励 磁 绕 组 及 !
8
6
电 机 扩 大 机 有 输入 信 号,但 无 法 建立 电 枢 端 电 压
!+交 轴 或 顺 轴 电 刷 接 触 不 良 或 损坏
$+补 偿 状 态 没 有 调 整 好
/+补 偿 绕 组 分 流 硒 堆 老 化 或 击 穿
!+检 查 电 刷,调 整 压 力 或 修 磨 换 向器,保 证 接 触 良 好
$+用 改 变 补 偿 绕 组 分 流 电 阻 的 大小 所 达 到 的 调 节 补 偿 一 般 为 欠 补偿
/+调 整 串 联 片 数 或 更 换,使 电 枢 回路 的 截 止 电 流 小 于 !$5
7
最 高 转 速,最 低 转速 或 转 速 级 数 与规 定 不 符粗 调 节 电 阻 组 未 调 整 好粗 调 节 速 度 是 按 几 何 级 数 分 级 的,
调 整 时 应 从 小 到 大 逐 点 用 电 桥 校正
·/"’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!"
最 高 工 作 转 速 的调 整 不 良测 速 反 馈 信 号 大 小 与 电 机 励 磁 电压 调 节 不 当当 两 调 节 电 位 器 都 移 向 最 高 转 速位 置 后,改 变 !
#
大 小,使 最 大 主 控制 信 号 为 !!"$,再 调 !
%
使 测 速 发电 机 励 磁 电 压 达 到 &"$ 左 右,此 时可 调 节 !

使 电 动 机 励 磁 绕 组 电 压为 !!"$ 左 右
!!
最 低 转 速 达 不 到要 求调 节 电 位 器 部 分 损 坏 或 阻 值 调 节不 当最 低 转 速 由 !
!"
决 定,一 般 整 定为 %""
!
,最 低 转 速 达 不 到 要 求,可调 节 !
!"
,但 其 值 应 在 &&" ( %&"
!
之 间,若 还 达 不 到,应 适 当 改 变 粗调 电 位 器 的 第 一 级 电 阻 来 获 得
!’
工 作 台 速 度 时 快时 慢整 流 电 路 电 压 稳 定 器 失 效 检 修 或 更 换 电 压 稳 定 器 )*
!+
工 作 台 快 速 运动 失 灵 或 速 度 不正 常
!,微 动 开 关 *-
+
失 灵
’,电 阻 !
!
或 !
&
未 调 整 好
+,继 电 器,/

或,/
#
触 点 工 作 不正 常
!,检 修 调 整 工 作 状 态
’,先 调 整 !
&
削 弱 测 速 反 馈 信 号,
使 电 机 扩 大 机 输 出 为 !%"$ 再 调 整
!
!
削 弱 电 动 机 磁 场,使 电 动 机 的 转速 升 高 到 规 定 值
+,检 修 或 更 换 元 件
!0
铲 磨 时,快 速 运 动不 正 常
!,铲 磨 开 关 *-
#
或 铲 磨 继 电 器,/
#
工 作 不 正 常
’,电 阻 !
1
没 有 调 整 好
!,检 修 调 整 工 作 状 态 或 更 换 元 件
’,调 整 时 先 将 电 位 器 扳 到 最 快 位置,改 变 !
1
大 小,使 工 件 达 到 允 许最 高 转 速
!&
工 作 台 电 动 机 软弱 无 力,较 微 弱 的负 载 力 矩 即 将 电动 机 制 动
!,电 机 扩 大 机 交 轴 回 路 故 障
’,直 流 电 机 主 回 路 接 线 接 触 不 良
+,电 子 管 放 大 器 电 压 或 功 率 放 大倍 数 显 著 减 小
!,检 查 交 轴 电 刷,导 线 有 无 松 动 或断 路
’,紧 固 导 电 螺 钉
+,检 查 电 子 管 是 否 老 化 或 更 换 管子,检 查 绝 缘,发 热 是 否 正 常
!%
直 流 传 动 电 机 周期 性 振 荡电 容 器 2
!1
断 路 更 换 电 容 器
·0"&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!"
测 速 表 无 读 数
!#换 向 触 点 接 触 不 良
$#电 位 器 或 电 阻 损 坏
%#转 换 开 关 &’
!$
接 触 不 良
(#电 表 损 坏
!#检 查 调 整 触 点 工 作 状 态
$#检 查 后 更 换
%#检 修 或 更 换 触 点
(#检 修 或 更 换
!)
低 速 蠕 动电 机 扩 大 机 剩 磁 激 励 电 枢 电 压 引起 电 机 低 速 蠕 动通 过 *+
%
,*
%)
所 组 成 的 电 压 负 反 馈回 路 加 以 抑 制
!,
电 子 管 放 大 器 失灵部 分 元 件 或 线 路 损 坏检 查 更 换 元 件,调 整 时 应 特 别 注意 对 称 和 平 衡 问 题四,钻 床 电 气 设 备 安 装 与 维 护钻 床 的 结 构 型 式 很 多,有 立 式 钻 床,卧 式 钻 床,深 孔 钻 床 和 多 轴 钻 床 等 。 摇 臂 钻 床 是 一 种 立 式 钻 床,由 于它 的 运 动 部 件 较 多,常 采 用 多 电 动 机 拖 动 。 现 以 $%- 型 摇 臂 钻 床 为 例,说 明 钻 床 电 气 系 统 的 一 些 特 点 。
( 一 ),%- 型 摇 臂 钻 床
!#电 力 拖 动 和 控 制 要 求
( !) 电 力 拖 动 由 于 摇 臂 钻 床 运 动 部 件 较 多,如 主 轴 的 旋 转,摇 臂 沿 外 立 柱 垂 直 移 动,摇 臂 与 外 立 柱 一 起相 对 于 内 立 柱 的 回 转 移 动,主 轴 的 垂 直 移 动 ( 进 给 运 动 ) 等,因 此 采 用 多 电 动 机 拖 动 。
为 了 满 足 攻 丝,要 求 主 轴 能 够 实 现 正 反 转 和 调 速,主 轴 由 立 式 电 动 机 /
$
拖 动,通 过 改 变 摩 擦 离 合 器 的 手柄 位 置 来 实 现 正 反 转,因 此 对 主 电 动 机 只 要 求 单 方 向 运 转,为 满 足 不 同 钻 削 速 度 和 进 给 速 度 的 要 求,通 过 改变 主 轴 箱 中 的 齿 轮 传 动 比 来 实 现 。
摇 臂 升 降 由 摇 臂 升 降 电 动 机 /
%
拖 动,依 靠 电 动 机 的 正 反 转 来 实 现 摇 臂 升 降 。 当 升 降 完 毕 时,要 求 摇 臂自 动 夹 紧 在 立 柱 上 。
摇 臂 绕 立 柱 的 回 转,在 外 立 柱 松 开 后 由 人 力 作 用 进 行,而 立 柱 的 夹 紧,放 松 由 电 动 机 /
(
的 正 反 转 经 液 压装 置 来 实 现 。
/
!
是 冷 却 泵 电 动 机,为 加 工 工 件 时 输 送 冷 却 液 。
( $) 控 制 要 求
!) 零 压 保 护 由 十 字 开 关 与 零 压 继 电 器 0’ 完 成 的 。
$) 必 要 的 限 位 保 护 用 限 位 开 关 &1
!
作 为 摇 臂 上 下 移 动 的 极 限 位 置 保 护 。
%) 具 有 短 路 保 护,过 载 保 护 和 联 锁 。
$#电 气 控 制 线 路 分 析
.%- 型 摇 臂 钻 床 电 气 控 制 原 理 如 图 !23,所 示,为 了 操 作 方 便,采 用 十 字 开 关 &’,十 字 开 关 是 由 四 个 微动 开 关 和 操 作 手 柄 组 成 。 操 作 手 柄 有 五 个 位 置,即 左 是 控 制 零 压 保 护,右 是 控 制 主 轴 旋 转,上 是 控 制 摇 臂 上升,下 是 控 制 摇 臂 下 降 。 当 操 作 手 柄 在 某 一 位 置 时,四 个 微 动 开 关 只 有 一 个 接 通,其 余 都 处 于 断 开 状 态 。 当操 作 手 柄 在 中 间 位 置 时,四 个 微 动 开 关 都 不 通 。
( !) 冷 却 泵 电 动 机 /
!
的 控 制 利 用 转 换 开 关 &1
$
直 接 控 制 。 当 电 源 总 开 关 &1
4
合 上 后,再 将 &1
$
合 上,
·-2-·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇电 动 机 !
"
运 转,断 开 #$
%
,!
"
停 转 。
( %) 零 压 继 电 器 &’ 的 作 用 将 十 字 开 关 扳 向 左 面
!
#’ 接 通
!
&’ 线 圈 得 电
!
&’ 触 点 闭 合 自 锁 ( 为 控 制电 路 接 通 电 源 作 好 准 备 ) 。
机 床 在 工 作 中,由 于 某 种 原 因,线 路 突 然 断 电 时,继 电 器 &’ 线 圈 失 电,自 锁 触 点 分 断 。 当 电 压 恢 复 时
&’ 不 能 自 行 获 电,若 要 通 电,必 须 将 十 字 开 关 重 新 扳 到 左 边 位 置,起 到 了 零 压 保 护 作 用 。
( () 主 轴 电 动 机 !
%
的 控 制 将 十 字 开 关 扳 向 右 面
!
#’ 接 通
!
&!
"
线 圈 得 电 一 &!) 主 触 闭 合
!
!
%
运转 。
主 轴 的 旋 转 方 向 由 主 轴 箱 上 的 摩 擦 离 合 器 手 柄 来 操 作 。
( *) 摇 臂 升 降 的 控 制 摇 臂 的 升 降 是 由 电 气 和 机 械 联 合 控 制 的,其 工 作 过 程 如 下,
摇 臂 上 升,
摇 臂 下 降,
当 十 字 开 关 在 上 升 位 置 时,升 降 电 动 机 !
(
转 动,带 动 升 降 丝 杆 旋 转 。 升 降 丝 杆 在 开 始 转 动 时,升 降 螺 母随 着 丝 杆 一 起 转 动,此 时 升 降 螺 母 空 转,摇 臂 不 上 升,而 辅 助 螺 母 沿 着 丝 杆 向 上 移 动,通 过 拨 叉 向 逆 时 针 方 向旋 转,带 动 扇 形 压 紧 扳 轴,使 夹 紧 装 置 把 摇 臂 松 开 。 在 辅 助 螺 母 向 上 移 动 的 同 时,将 传 动 条 向 上 移 动 到 与 升降 螺 母 相 接 触,卡 住 升 降 螺 母,这 时 升 降 螺 母 不 再 空 转,摇 臂 便 在 升 降 螺 母 带 动 下 开 始 上 升 。 在 辅 助 螺 母 向上 移 动 时,还 通 过 拨 叉 转 动 #$
%
的 轴,使 #$
%+%
闭 合,作 好 夹 紧 准 备 。
当 摇 臂 上 升 到 预 定 位 置 时,将 十 字 开 关 手 柄 扳 到 中 间 位 置,由 于 #$
%+%
已 闭 合,这 时 升 降 电 动 机 停 止 后再 反 转,拖 动 升 降 丝 杆 反 向 旋 转,将 摇 臂 夹 紧,同 时 带 动 #$
%
的 轴,使 #$
%+%
断 开,升 降 电 动 机 停 转 。
(,) 摇 臂 回 转 夹 紧 的 控 制 摇 臂 的 回 转 是 在 外 立 柱 松 开 的 情 况 下 用 人 力 推 动 摇 臂 转 动 。 而 立 柱 的 夹 紧与 松 开 是 由 电 动 机 !
*
经 液 压 机 构 来 完 成 的 。
当 需 要 摇 臂 绕 立 柱 转 动 时,应 先 按 下 按 钮 #-
"
,使 电 动 机 !
*
转 动,并 通 过 齿 轮 式 离 合 器 拖 动 齿 轮 式 油泵,送 出 高 压 油,经 油 路 系 统 和 传 动 机 构 将 外 立 柱 松 开 。 这 时 可 松 开 #-
)
,&!
*
断 电,电 动 机 !
*
停 转 。 从 而 可在 人 力 推 动 下 使 摇 臂 和 外 立 柱 绕 内 立 柱 转 动,当 转 到 所 需 的 位 置 时,再 按 #-
%
,&!
,
线 圈 通 电,电 动 机 !
*
反转,在 液 压 机 构 作 用 下 使 立 柱 夹 紧 。 松 开 #-
%
,&!
,
断 电,电 动 机 !
*
停 转 。
(,) 照 明 电 路 由 变 压 器 /0 将 (123 电 压 降 为 (.3,供 给 照 明 电 路,用 开 关 $#
(
控 制 照 明 。
(4常 见 故 障 分 析 与 处 理
( ") 主 轴 电 动 机 不 起 动
") 总 熔 断 器 熔 断,应 更 换 熔 体 。
·.2,· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !" # $ %&’ 型 摇 臂 钻 床 电 气 原 理 图
() 摇 臂 升 降 电 动 机 电 路 中 熔 断 器 熔 断,应 更 换 熔 体 。
&) 操 作 不 当,十 字 开 关 未 经 过 零 位 就 扳 向 主 轴 旋 转 位 置,应 正 确 操 作 。
)) 十 字 开 关 接 触 不 良,应 检 修 开 关 触 点,严 重 损 坏 的 要 更 换 。
’) 接 触 器 没 有 动 作 或 主 触 点 接 触 不 良,应 检 查 线 圈 回 路 或 修 复 更 换 触 点 。
*) 热 继 电 器 脱 扣,可 手 动 复 位,并 按 规 定 整 定 动 作 值 。
+) 电 动 机 本 身 损 坏,应 检 修 或 更 换 电 动 机 。
( () 摇 臂 放 松 夹 紧 过 程 与 机 械 夹 紧 动 作 不 协 调
!) 自 动 夹 紧 微 动 开 关 位 置 调 整 不 当,当 摇 臂 升 降 到 位,十 字 开 关 扳 回 中 间 位 置 时,升 降 电 动 机 不 能 反 向运 转,使 机 械 夹 紧 无 法 动 作,应 调 整 微 动 开 关 到 合 适 位 置 。 摇 臂 夹 紧 时 使 微 动 开 关 两 个 常 开 触 点 断 开 ; 在 摇臂 放 松 上 升 时,下 降 线 圈 电 路 中 微 动 开 关 常 开 触 点 处 于 闭 合 ; 在 摇 臂 放 松 下 降 时,上 升 线 圈 电 路 中 微 动 开 关常 开 触 点 处 于 闭 合 。
() 夹 紧 过 程 中,电 动 机 反 转 时 间 长 短 不 当,使 机 械 夹 紧 机 构 未 处 于 最 佳 夹 紧 位 置,应 细 调 微 动 开 关,使 电动 机 反 转 停 止 时 机 械 夹 紧 机 构 中 的 扇 形 凸 轮 最 高 点 刚 好 顶 在 夹 紧 拉 杆 上,达 到 最 大 夹 紧 力 。
( 二 ) %&")" 型 摇 臂 钻 床
%&")" 型 摇 臂 钻 床 常 见 故 障 与 处 理 见 表 !" # !&。
表 !" # !& %&")" 型 摇 臂 钻 床 常 见 故 障 与 处 理序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
摇 臂 不 能 升降
!,行 程 开 关 -.
(
未 动 作 或 接 触 不 良
(,新 安 装 时 或 大 修 后,电 源 相 序 接反,使 液 压 泵 电 动 机 反 转,摇 臂 夹 紧,
压 不 上 -.
(
&,液 压 系 统 故 障,如 液 压 泵 不 转,油路 堵 塞 或 气 温 太 低 时 油 的 粘 度 增 大
!,应 调 整 好 -.
(
的 位 置 并 紧 固
(,调 换 电 源 相 序
&,认 真 检 查 液 压 系 统 或 改 善 环 境 温度 减 小 油 的 粘 度
·+"’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇序 号 故 障 现 象 故 障 原 因 处 理 方 法
!
摇 臂 升 降 到预 定 位 置 后,
摇 臂 夹 不 紧
"#行 程 开 关 $%
&
过 早 动 作,使 液 压 泵电 动 机 在 未 完 成 夹 紧 之 前 提 前 断 电
!#夹 紧 力 量 不 够
"#调 整 $%
&
的 固 定 位 置,保 持 合 适 的动 作 距 离
!#检 查 液 压 系 统,如 活 塞 杆 阀 心 卡 住或 油 路 堵 塞
&
立 柱,主 轴 箱不 能 夹 紧 或松 开
"#夹 紧 或 松 开 接 触 器 不 能 吸 合 或 触点 接 触 不 良
!#油 路 堵 塞
"#检 查 按 钮 接 线,接 触 情 况 是 否 良 好
!#请 液 压,机 械 修 理 人 员 进 行 检 修

摇 臂 上 升 或下 降 限 位 开关 失 灵
"#限 位 开 关 损 坏,触 点 不 能 因 开 关 动作 而 闭 合,接 触 不 良,使 线 路 断 开
!#限 位 开 关 不 能 动 作,触 点 熔 焊,使线 路 始 终 呈 接 通 状 态
"#检 修 或 更 换 限 位 开 关
!#检 修 或 更 换 触 点
(
主 轴 电 动 机刚 旋 转,熔 断器 就 立 即 熔断
"#机 械 机 构 正 反 向 时,发 生 卡 住 现 象
!#钻 头 被 铁 屑 卡 住,进 给 量 太 大
"#排 除 机 械 卡 住 故 障
!#减 小 进 给 量,随 时 清 理 铁 屑
)
按 起 动 按 钮,
立 柱,主 轴 箱能 夹 紧,但 松开 按 钮 后,主轴,立 柱 就 松开
"#机 械 菱 形 块 和 轴 承 块 的 角 度 方 向装 错
!#菱 形 块 的 距 离 不 当,使 其 不 能 立 起来
"#改 变 菱 形 块 的 安 装 方 向
!#调 整 其 距 离,使 夹 紧 力 不 宜 太 大
·*+(· 新 编 电 气 工 程 师 手 册第 十 一 章 架 空 线 路 的 安 装运 行 与 维 护 技 术城 市 中 架 空 线 路 的 安 装 日 益 困 难,但 架 空 线 具 有 建 设 费 用 省,建 设 周 期 短,负 荷 支 接 方 便,易 于 故 障 修 理等 优 点,因 此 还 是 最 实 用 的 供 电 方 法 。 过 去 我 国 城 市 中 大 多 以 架 空 电 网 为 主 。 近 年 来 才 由 于 负 荷 的 急 剧 增长 和 城 市 规 划,改 革 开 放 的 需 要,逐 步 增 长 了 电 缆 的 比 重 。 但 在 负 荷 增 长 迅 速,电 网 建 设 工 程 量 大,供 电 进 度上 出 现 矛 盾 时,首 先 考 虑 架 空 线 或 绝 缘 架 空 线 路 供 电 还 是 有 实 际 意 义 的 。
第 一 节 低 压 架 空 线 路 设 计一,低 压 架 空 线 路 的 设 计 内 容
( 一 ) 架 空 线 路 路 径 的 选 择架 空 线 路 在 地 面 上 所 经 过 的 地 带 称 路 径 。 选 择 路 径 时,必 须 对 现 场 进 行 全 面 勘 测,同 时 要 符 合 下 列 要 求,
!" 路 径 短,转 角 少,便 于 运 输,施 工 和 维 护 。
#" 与 城 镇 及 农 田 基 本 建 设 规 划 相 协 调,尽 量 少 占 农 田 和 不 应 引 起 机 耕,交 通 和 人 行 困 难 。
$" 尽 量 避 开 河 洼,冲 刷 地 带 和 容 易 被 车 辆 碰 撞 处,以 及 有 易 燃 爆 炸 物 或 可 燃 液 ( 气 ) 体 的 生 产 厂 房,仓库,堆 场,储 藏 器 等 。
( 二 ) 架 空 线 路 的 安 全 距 离见 表 !! % !。
表 !! % ! 低 压 架 空 线 对 地 和 跨 越 物 的 最 小 距 离线 路 经 过 地 区 或 跨 越 项 目最 小 距 离
( &)
地 面市 区,厂 区,城 镇 ’"(
社,队 集 镇 )"(
自 然 村,田 野,交 通 困 难 地 区 *"(
道 路公 路,小 铁 路,拖 拉 机 跑 道 ’"(
至 铁 路 轨 顶公 用 +")
非 公 用 ’"(
电 车 道至 路 面,"(
至 承 力 索 或 接 触 线 $"(
·,()·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇线 路 经 过 地 区 或 跨 越 项 目最 小 距 离
( !)
通 航 河 流常 年 洪 水 位 "#$
航 船 桅 杆 %#$
不 能 通 航 及 不 能浮 运 的 河 及 湖冬 季 至 冰 面 &#$
至 最 高 水 位 ’#$
管 索 道在 管 道 上 面 通 过 %#&
在 管 道 下 面 通 过 %#&
在 索 道 上,下 面 通 过 %#&
房 屋 建 筑
!
垂 直 (#&
水 平,最 凸 出 部 分 %#$
树 木
"
垂 直 %#$
水 平 %#$
通 信广 播 线交 叉 跨 越 ( 电 力 线 必 须 在 上 方 ) %#$
水 平 接 近 通 信 线
#
倒 杆 距 离电 力 线垂 直 交 叉
$#&)* 以 下 %#$
"+ %$)* (#$
水 平 接 近
$#&)* 以 下 (#&
"+ %$)* (#&
注,
!
架 空 线 严 禁 跨 越 易 燃 建 筑 的 屋 顶 。
"
导 线 对 树 木 的 距 离,应 考 虑 修 剪 周 期 内 树 木 的 生 长 高 度 。
#
在 路 径 受 限 制 地 区,%)* 以 下 最 小 %!。
( 三 ) 架 空 导 线 的 档 距两 根 电 杆 之 间 的 距 离 称 为 档 距 。 在 整 个 线 路 中,除 特 殊 跨 越,分 支 及 转 角 等 情 况 外,直 线 部 分 的 档 距 应基 本 上 保 持 一 致 。
档 距 应 根 据 所 用 导 线 规 格 和 具 体 环 境 条 件 等 因 素 来 选 定 。 常 用 档 距 适 用 范 围 见 表 %%,(。
表 %%,( 低 压 架 空 线 路 常 用 档 距 和 适 用 范 围导 线 水 平 间 距
( !!)
’$$ -$$
档 距 ( !) (& ’$ -$ &$ "$
%# 城 镇 闹 区 街 道配 电 线 路
%# 城 镇 非 闹 区 配电 线 路
%# 城 镇 工 厂 区 配 电 线 路适 用 范 围
(# 城 镇,农 村 居 民点 配 电 线 路
(# 城 镇 工 厂 区配 电 线 路
(# 城 镇,农 村 居 民点 外 围 配 电 线 路
·$%&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册导 线 水 平 间 距
( !!)
"## $##
"% 乡 镇 企 业 内 部配 电 线 路
"% 农 村,城 镇 居 民点 外 围 配 电 线 路
$% 田 间 配 电 线 路二,低 压 架 空 线 路 的 施 工 内 容
( 一 ) 竖 立 电 杆竖 立 电 杆 的 普 通 方 法 有 扳 立 法 和 吊 立 法 两 种 。 其 示 意 如 图 && ’ &,图 && ’ ( 所 示 。
图 && ’ & 扳 立 法 示 意 图图 && ’ ( 吊 立 法 示 意 图
( 二 ) 架 设 导 线
&% 放 线,放 线 一 般 总 是 一 个 个 耐 张 段 先 后 进 行 的 。 放 线 前 应 选 择 合 适 地 点,放 置 线 盘 和 放 线 架 。 放 线段 内 每 根 电 杆 上 应 挂 有 开 口 的 放 线 滑 轮,滑 轮 一 般 是 用 铝 的,但 放 钢 线 时 应 用 钢 的 滑 轮 。 拉 线 速 度 应 尽 量 保持 恒 速 进 行,不 要 突 然 加 快 速 度,以 防 止 放 线 架 倒 翻 。 看 守 放 线 架 的 人 员 应 监 视 导 线 的 质 量,如 发 现 损 伤 及时 做 好 记 号 。
·&&)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇放 线 的 另 一 种 方 法 是 展 放 法 。 这 是 先 将 导 线 沿 线 路 展 放 在 地 面 上,然 后 工 作 人 员 登 上 电 杆,将 导 线 用 绳提 到 横 担 上 并 分 别 摆 好 。
放 线 时 如 果 需 要 跨 过 带 电 导 线,应 在 带 电 导 线 停 电 后 再 施 工 ; 如 果 停 电 有 困 难,可 在 跨 越 处 搭 跨 越 架 子 。
在 需 要 通 过 公 路,铁 路 时,应 有 专 人 看 守 。
!" 导 线 的 连 接
#" 紧 线 和 弧 垂 的 调 整,紧 线 时,可 根 据 导 线 截 面 积 的 大 小 和 耐 张 段 的 长 短 选 用 人 力 紧 线,紧 线 器 紧 线 或绞 磨 紧 线 。 为 了 防 止 横 担 扫 转,可 同 时 紧 两 根 线 或 三 根 线 。
( $) 紧 线 是 在 一 段 承 力 档 距 ( 耐 张 段 ) 内 进 行,将 导 线 一 端 固 定 在 紧 线 段 ( 固 定 端 ) 耐 张 杆 的 悬 式 绝 缘 子上,另 一 端 ( 操 作 端 ) 通 过 滑 轮 组 来 牵 引 导 线,使 导 线 收 紧 。
( !) 紧 线 时,在 道 路 上 和 联 接 线 夹 通 过 的 电 杆 方 向,要 派 人 观 察,用 信 号 旗 ( 距 离 较 远,有 障 碍 物 的 地 段,
可 用 步 话 机 ) 进 行 联 络,统 一 调 度 。
( #) 紧 线 过 程 中,应 有 人 监 视 弧 垂,不 要 将 导 线 收 得 过 紧 或 过 松 。 几 根 导 线 的 弧 垂 应 保 持 相 等,弧 垂 标 准见 表 $$% #。
表 $$% # 架 空 线 路 的 弧 垂档 距 ( & )
( &&
!

导 线 截 面 积当 温 度 为 $’(时下 列 温 度 时增 减 的 弧 垂
( )&)
$’ $* !+ #+ +’,’ -+,!+( % $’(
#’
/’
+’
铜 线 的 弧 垂
#’ #’ #’ /’ +’ *’,’ * $!
/’ /’ /’ +’ *’,’ 0’ 0 $*
*’ *’ *’ *’,’ 0’ -’ $’ !’
#’
/’
+’
铝 线 的 弧 垂
#* #* #* +’ *!,0 -’ 0 $*
/0 /0 /0 *!,! 0’ $’/ $’ !’
,!,!,!,+ 0,$’/ $$,$# !+
( /) 一 般 施 工 中 常 用 平 行 四 边 形 法 观 测 导 线 值,在 相 邻 的 电 杆 上 挂 上 板 ( 水 准 尺 ),由 观 测 人 员 在 杆 上,从一 侧 板 瞄 准 对 侧 板,调 整 导 线,使 导 线 正 好 与 瞄 准 直 线 相 切 即 调 整 完 成,如 图 $$% # 所 示 。
图 $$% # 平 行 四 边 形 法 观 测 导 线 弧 垂
( +) 观 测 弧 垂 时,必 须 先 将 导 线 拉 得 稍 紧 一 些,以 便 于 调 整 整 个 承 力 档 距 段 内 各 档 距 内 的 导 线 张 力,使 其均 匀 互 等 。
( *) 架 线 工 作 的 最 后 一 个 作 业,是 将 电 杆 上 放 线 滑 轮 取 下 来,将 导 线 在 绝 缘 子 上 固 定 或 是 换 上 线 夹 。
·!$+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!" 导 线 固 定,直 线 段 导 线 在 蝶 形 绝 缘 子 上 的 绑 扎 如 图 ##$ ! 所 示,
图 ##$ ! 直 线 段 导 线 在 螺 形 绝 缘 子 上 的 绑 扎
( #) 把 导 线 紧 贴 在 瓷 瓶 颈 部 嵌 线 槽 内,把 扎 线 一 端 留 出 足 够 在 嵌 线 槽 子 绕 一 圈 和 导 线 上 绕 #% 圈 的 长 度,
并 使 扎 线 与 导 线 成 & 状 相 交 。
( ’) 把 扎 线 从 导 线 右 下 侧 绕 嵌 线 槽 背 后 至 导 线 左 边 下 侧,按 逆 时 针 方 向 围 绕 正 面 嵌 线 槽,从 导 线 右 边 上侧 绕 出 。
( () 接 着 将 扎 线 贴 紧 并 围 绕 瓷 瓶 嵌 线 槽 背 后 至 导 线 左 边 下 侧,在 贴 近 瓷 瓶 处 开 始,将 扎 线 在 导 线 上 紧 缠
#% 圈 后 剪 除 余 端 。
( !) 把 扎 线 的 另 一 端 围 绕 嵌 线 槽 背 后 至 导 线 右 边 下 侧,也 在 贴 近 瓷 瓶 处 开 始,将 扎 线 在 导 线 上 紧 缠 #% 圈后 剪 除 余 端 。
始 终 端 支 持 点 在 蝶 形 绝 缘 子 上 的 绑 扎 如 图 ##$ ) 所 示,
图 ##$ ) 始 终 端 支 持 点 在 蝶 形 绝 缘 子 上 的 绑 扎
!
把 导 线 末 端 先 在 瓷 瓶 嵌 线 槽 内 围 绕 一 圈 。
"
接 着 把 导 线 末 端 压 着 第 一 圈 后 再 围 绕 第 二 圈 。
#
把 扎 线 短 的 一 端 嵌 入 两 导 线 末 端 并 合 处 的 凹 缝 中,扎 线 长 的 一 端 在 贴 近 瓷 瓶 处,按 顺 时 针 方 向 把 两 导线 紧 紧 地 缠 扎 在 一 起 。
$
把 扎 线 在 两 始,终 端 导 线 上 紧 缠 到 #%%** 长 后,与 扎 线 短 的 一 端 用 克 丝 钳 紧 绞 + 圈 后 剪 去 余 端,并 紧贴 在 两 导 线 的 夹 缝 中 。
针 式 绝 缘 子 的 颈 部 绑 扎 如 图 ##$ + 所 示,
!
绑 扎 前 先 在 导 线 绑 扎 处 包 缠 #)%** 长 的 铝 箔 带 。
"
把 扎 线 短 的 一 端 在 贴 近 瓷 瓶 处 的 导 线 右 边 缠 绕 ( 圈 ; 然 后 与 另 一 端 扎 线 互 绞 + 圈,并 把 导 线 嵌 入 瓷 瓶
·(#)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !! " # 针 式 绝 缘 子 的 颈 部 绑 扎颈 部 嵌 线 槽 内 。
!
接 着 把 扎 线 从 瓷 瓶 背 后 紧 紧 地 绕 到 导 线 的 左 下 方 。
"
接 着 把 扎 线 从 导 线 的 左 下 方 围 绕 到 导 线 右 上 方,并 如 同 上 法 再 把 扎 线 绕 瓷 瓶 ! 圈 。
#
然 后 把 扎 线 再 围 绕 到 导 线 左 上 方 。
$
继 续 将 扎 线 绕 到 导 线 右 下 方,使 扎 线 在 导 线 上 形 成 $ 形 的 交 绑 状 。
%
最 后 把 扎 线 围 绕 到 导 线 左 上 方,并 贴 近 瓷 瓶 处 紧 缠 导 线 % 圈 后,向 瓷 瓶 背 部 绕 去,与 另 一 端 扎 线 紧 绞
# 圈 后,剪 去 余 端 。
针 式 绝 缘 子 的 顶 部 绑 扎 如 图 !! " & 所 示,
&
把 导 线 嵌 入 瓷 瓶 顶 嵌 线 槽 内,并 在 导 线 右 端 加 上 扎 线 。

扎 线 在 导 线 右 边 贴 近 瓷 瓶 处 紧 绕 % 圈 。
!
接 着 把 扎 线 长 的 一 端 按 顺 时 针 方 向 从 瓷 瓶 颈 槽 中 围 绕 到 导 线 左 边 下 侧,并 贴 近 瓷 瓶 在 导 线 上 缠 绕 %
圈 。
"
然 后 再 按 顺 时 针 方 向 围 绕 瓷 瓶 颈 槽 到 导 线 右 边 下 侧,并 在 右 边 导 线 上 缠 绕 % 圈 ( 在 原 % 圈 扎 线 右 侧 ) 。
#
然 后 再 围 绕 瓷 瓶 颈 槽 到 导 线 左 边 下 侧,继 续 缠 绕 导 线 % 圈 ( 也 排 列 在 原 % 圈 左 侧 ) 。
$
把 扎 线 围 绕 瓷 瓶 颈 槽 从 右 边 导 线 下 侧 斜 压 住 顶 槽 中 的 导 线,并 将 扎 线 放 到 导 线 左 边 内 侧 。
%
接 着 从 导 线 左 边 下 侧 按 逆 时 针 方 向 围 绕 瓷 瓶 颈 槽 到 右 边 导 线 下 侧 。
(
然 后 把 扎 线 从 导 线 右 边 下 侧 斜 压 住 顶 槽 中 导 线,并 绕 到 导 线 左 边 下 侧,使 顶 槽 中 导 线 被 扎 线 压 成 $
状 。
)
最 后 将 扎 线 从 导 线 左 边 下 侧 按 顺 时 针 方 向 围 绕 瓷 瓶 颈 槽 到 扎 线 的 另 一 端,相 交 于 瓷 瓶 中 间,并 互 绞 #
圈 后 剪 去 余 端 。
三,架 空 线 路 的 施 工 要 求
( 一 ) 放 线
!’ 放 线 前 的 准 备 工 作,
( !) 根 据 线 轴 上 的 导 线 长 度 及 架 设 方 向 布 置 放 线 轴 的 安 放 位 置 。
·(!)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !! " # 针 式 绝 缘 子 的 顶 部 绑 扎
( $) 将 放 线 支 架 装 设 牢 固 。
( %) 清 除 放 线 通 道 上 能 使 导 线 受 损 的 障 碍 物,或 者 采 取 可 靠 的 防 护 措 施 。
( &) 跨 越 电 力 线,通 讯 线,铁 路 及 公 路 时,应 搭 设 牢 固 的 越 线 架 。 否 则,应 有 可 靠 的 跨 越 方 案 。
( ’) 通 讯 联 系 要 及 时 准 确,沿 途 应 设 有 护 线 员 。
$( 放 线 时 应 注 意 保 护 导 线 不 受 损 伤 。 当 发 现 有 磨 伤,断 股,金 钩 等 现 象 时,应 及 时 采 取 措 施 。
%( 当 经 过 有 腐 蚀 导 线 成 份 的 地 区 时,应 采 取 防 护 措 施 。
&( 放 线 时,导 线 与 牵 引 绳 之 间 应 装 设 防 捻 器,用 以 防 止 导 线 松 散 破 股 。
’( 放 线 滑 车 的 选 用 应 符 合 下 列 规 定,
( !) 滑 车 轨 槽 的 直 径 应 与 导 线 的 直 径 相 匹 配 。 滑 车 轮 径 应 大 于 导 线 直 径 的 !) 倍 。
( $) 滑 车 的 制 造 材 料 应 与 导 线 相 匹 配 。
( %) 根 据 线 路 的 具 体 情 况 选 用 与 之 相 适 应 的 滑 车 。
( &) 滑 车 转 动 要 灵 活 。
*( 导 线 在 同 一 截 面 处 损 伤 符 合 下 列 情 况 时,可 不 进 行 处 理,
( !) 单 股 损 伤 深 度 小 于 直 径 的 !+$。
( $) 受 伤 面 积 小 于 导 线 截 面 的 ’,。
#( 受 损 导 线 截 面 符 合 下 列 之 一 者,必 须 锯 断 重 接,
( !) 钢 芯 铝 绞 线 在 同 一 处 受 损 或 断 股 超 过 铝 股 线 总 面 积 的 $’,; 单 股 金 属 线 在 同 一 处 受 损 或 断 股 的 面积 超 过 总 面 积 的 !#,。
·’!’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( !) 钢 芯 铝 绞 线 断 一 股 。
( ") 金 钩,破 股 形 成 的 永 久 变 形 。
#$ 钢 绞 线 用 作 避 雷 线 时,% 股 外 层 断 一 股,必 须 割 断 重 接,&’ 股 允 许 外 层 断 一 股,但 应 将 断 头 用 绑 线 扎牢 。
( 二 ) 连 接
&$ 不 同 金 属,不 同 规 格,不 同 捻 回 方 向 的 导 线 与 避 雷 线 不 允 许 在 一 个 耐 张 段 内 连 接,只 允 许 使 用 专 用 的连 接 器 在 杆 塔 跳 线 内 连 接 。
!$ 连 接 部 分 的 导 线 及 避 雷 线 不 允 许 有 断 股,缺 股 及 股 线 缠 绕 不 良 等 现 象 存 在 。
"$ 用 钳 压 连 接 管 进 行 直 线 连 接 时,应 遵 守 下 列 规 定,
( &) "() !*+,,
!
的 各 种 钢 芯 铝 绞 线 允 许 用 钳 压 管 钳 接,钳 接 时 导 线 中 间 应 加 垫 片 。
( !) 钳 接 后 导 线 端 头 露 出 管 外 长 度 应 不 小 于 !+,,,并 且 导 线 端 头 的 绑 线 不 得 拆 除 。
*$ 压 接 后 的 连 接 管 应 符 合 如 下 要 求,
( &) 连 接 管 因 压 接 而 发 生 弯 曲 时,其 弯 曲 度 应 不 大 于 &-,若 大 于 &-允 许 校 直 。
( !) 压 接 后 或 压 弯 校 直 后 的 连 接 管 不 允 许 有 裂 纹,发 现 有 裂 纹 时 必 须 割 去 重 接 。
( ") 压 接 后 的 尺 寸 须 经 卡 尺 测 量,尺 寸 误 差 必 须 符 合 拉 力 要 求 。
( *) 压 接 呈 六 角 形 的 连 接 管,不 得 有 扭 曲 现 象 。
( () 压 接 后 的 导 线 连 接 管 与 等 长 导 线 的 电 阻 比 值 不 应 大 于 &。
($ 压 接 后 的 连 接 管 口 及 外 露 已 压 钢 管 表 面 要 涂 防 潮 油 漆 。
.$ 每 一 档 距 内 每 根 导 线 或 避 雷 器 只 允 许 有 一 个 直 线 连 接 管 及 三 个 补 修 管,且 补 修 管 与 补 修 管 之 间,或连 接 管 之 间 的 距 离,不 应 小 于 &(,。
%$ 直 线 连 接 管 或 补 修 管 与 悬 垂 线 夹 的 距 离,至 少 位 于 护 线 条 或 防 震 锤 安 装 范 围 之 外,且 愈 远 愈 好 ; 与 释放 线 夹 的 距 离 应 满 足 设 计 要 求 ; 与 耐 张 线 夹 的 距 离 应 不 小 于 &(,。
( 三 ) 紧 线
&$ 紧 线 工 程 应 在 基 础 的 混 凝 土 强 度 完 全 符 合 设 计 要 求,并 且 耐 张 段 内 的 杆 塔 全 部 验 收 合 格 后 方 可 进行 。
!$ 紧 线 前,应 在 耐 张 杆 塔 上 打 好 拉 线 。
"$ 紧 线 应 在 白 天 进 行,如 遇 恶 劣 天 气,如 风,雨,雪,雾 等 应 停 止 进 行 。
*$ 紧 线 时,导 线 与 避 雷 线 应 通 过 滑 车,划 印 应 采 用 垂 球 法 画 在 本 线 上 。
($ 观 测 弛 度 时,应 实 测 温 度,并 能 代 表 导 线 与 避 雷 线 的 真 实 情 况 。
.$ 观 测 弛 度 时,耐 张 段 在,档 及 其 以 下 时,靠 近 中 间 一 档 作 为 观 测 档 ; 耐 张 段 在 %) &( 档 时,应 在 两 侧 各选 一 档 作 为 观 测 档 ; 耐 张 段 在 &( 档 以 上 时,在 两 侧 及 中 间 各 选 择 一 档 作 为 观 测 档 。 弛 度 的 观 测 应 符 合 档 距较 大,悬 挂 点 高 差 较 小 的 要 求 。
%$ 弛 度 的 误 差 应 符 合 设 计 要 求,并 在 观 测 过 程 中 注 意 弛 度 的 准 确 性 。
#$ 紧 线 后 应 及 时 进 行 附 件 安 装,以 避 免 导 线 受 损 伤 。
’$ 挂 好 后 的 导 线 及 避 雷 线 上,不 应 有 杂 物 。
( 四 ) 附 件 安 装
&$ 在 安 装 绝 缘 子 及 金 具 之 前,要 仔 细 检 查 其 质 量 是 否 合 乎 要 求 。 否 则 不 允 许 使 用 。
!$ 在 安 装 绝 缘 子 前,要 先 清 除 其 上 污 垢 杂 物,并 逐 个 用 !(++/ 兆 欧 表 摇 测 其 绝 缘,绝 缘 电 阻 小 于 (0
!
者不 得 使 用 。
"$ 金 具 上 的 镀 锌 若 脱 落,须 用 红 丹 及 油 漆 补 刷 。
*$ 悬 式 绝 缘 子 串 除 设 计 有 特 殊 要 求 外,应 垂 直 地 面 。 在 个 别 情 况 下,顺 线 路 方 向 与 垂 直 位 置 的 倾 角 一般 不 超 过 (1。
($ 悬 式 绝 缘 子 串 上 的 穿 钉 及 销 子,两 边 线 者 一 律 向 外 穿 ; 中 线 者 从 脚 钉 侧 穿 入 。
.$ 耐 张 绝 缘 子 串 上 的 穿 钉 及 销 子 一 律 向 下 穿 。
·.&(· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!" 固 定 穿 钉 的 开 口 销 子,每 个 须 开 口 #$% & ’$%。 开 口 后 不 允 许 有 折 断,裂 纹 等 现 象 。 严 禁 用 线 材 取 代 开口 销 子 。 穿 钉 呈 水 平 方 向 时,开 口 销 子 的 开 口 侧 应 向 下 。
(" 金 具 上 的 各 种 连 接 螺 栓 应 加 弹 簧 垫,用 双 螺 母 或 在 露 出 螺 纹 部 分 涂 以 铅 油,以 防 止 螺 栓 因 震 动 而 脱落 。
’" 钢 芯 铝 绞 线 除 使 用 护 线 条 外,不 允 许 与 螺 栓 线 夹 直 接 接 触,安 装 时 应 有 铝 包 带 衬 垫 。 铝 包 带 缠 绕 的方 向 与 外 层 铝 股 一 致,每 端 露 出 线 夹 口 )$& *$++,且 断 头 应 在 线 夹 内 。
)$" 护 线 条 安 装 时,每 条 的 中 心 均 应 与 线 夹 中 心 重 合 。 捻 回 应 紧 密 均 匀,方 向 与 外 层 导 线 一 致 。 端 头 应装 端 夹,并 将 护 线 条 折 回 )($%。
))" 防 震 锤 安 装 时,与 导 线 及 避 雷 线 接 触 的 夹 口 内 应 加 衬 垫,并 垂 直 地 面 。 其 夹 板 缺 口 朝 向 为,边 线 者向 里,中 线 者 向 右 。 安 装 位 置 误 差 应 不 大 于 *$++。
)," 在 安 装 跳 线 连 板 前,应 清 除 污 垢 及 氧 化 膜,以 确 保 其 平 滑 。 在 螺 栓 夹 紧 后,应 在 缝 口 处 涂 一 层 红 铅油,以 防 潮 气 侵 入 。
)*" 跳 线 安 装 后 不 得 弯 曲,应 呈 悬 链 状 下 垂,与 杆 塔,拉 线 及 金 属 的 间 隙 应 符 合 要 求 。
)-" 架 线 完 工 后,要 检 查 导 线 与 跨 越 物 的 距 离 是 否 符 合 规 定 。
)." 当 采 用 针 式 绝 缘 子 时,导 线 与 绝 缘 子 的 固 定 应 满 足 如 下 规 定,
( )) 直 线 杆 上 导 线 应 安 装 在 绝 缘 子 顶 槽 中 。 转 角 杆 上 安 装 在 转 角 外 侧 边 槽 中 。
(,) 绑 扎 导 线,应 在 导 线 上 包 扎 两 层 铝 包 带,包 扎 长 度 应 使 两 端 露 出 绑 扎 处 不 小 于,$++。
( *) 扎 线 的 安 装 应 符 合 设 计 规 定 。 扎 紧 不 得 损 伤 导 线 。
第 二 节 架 空 线 路 施 工 准 备 工 作一,架 空 线 路 测 量线 路 测 量 通 常 根 据 设 计 部 门 提 供 的 线 路 平,断 面 图 和 杆 塔 明 细 表,从 始 端 桩 位 开 始 安 置 经 纬 仪,向 前 方逐 基 定 位 。 对 于 )$/0 及 以 下 的 配 电 线 路,因 耐 张 段 及 档 距 均 较 短,杆 型 结 构 也 比 较 简 单,可 不 使 用 经 纬 仪,
仅 用 数 支 标 杆 即 可 进 行 定 位 。 通 常 是 直 接 量 出 每 基 杆 塔 档 距 位 置,立 一 标 杆,将 数 支 标 杆 连 续 立 在 中 心 线上,以 目 测 指 挥 各 杆 成 一 直 线 即 可 钉 桩 。 向 前 延 长 时,即 用 第 一 支 标 杆 移 到 最 前 面,与 原 来 数 支 成 一 直 线,中间 依 次 插 入 标 杆,轮 流 移 杆 逐 步 向 前 延 伸 。
杆 坑 中 心 位 置 确 定 后,即 可 根 据 中 心 桩 位,依 据 图 纸 规 定 的 尺 寸,量 出 挖 坑 范 围,用 白 灰 在 地 面 上 画 出 白粉 线,坑 口 尺 寸 应 根 据 基 础 埋 深 及 土 质 情 况 来 决 定 。 可 参 考 下 式 计 算,杆 坑 剖 面 如 图 ))1 ( 所 示 。
图 ))1 ( 杆 坑 剖 面 示 意 图
23 45 $",5
!
6( +)
·!).·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇式 中 !— — — 坑 口 边 长 ( ") ;
#— — — 底 盘 边 长 ( ") ;
$— — — 坑 深 ( ") ;
!
— — — 坡 度 系 数,根 据 土 质 决 定,一 般 粘 土 可 取 %&’,坚 硬 土 壤 可 取 %&(。
杆 坑 定 位 应 准 确 。 对 于 )%*+ 及 以 下 架 空 配 电 线 路 直 线 杆,杆 坑 中 心 顺 线 路 方 向 的 位 移 不 应 超 过 设 计 档距 的 (,; 横 线 路 方 向 上 位 移 不 应 超 过 -%""。 转 角 杆,分 支 杆 杆 坑 中 心 横 线 路,顺 线 路 位 移 均 不 应 超 过
-%""。
二,电 杆 的 定 位首 先 根 据 供 电 点 ( 原 有 输 电 线 的 分 支 杆 ) 与 用 电 负 载 的 位 置,进 行 实 地 勘 测,确 定 线 路 的 走 向 。 当 供 电 点和 用 电 点 两 根 电 杆 位 置 确 定 之 后,最 好 使 线 路 成 直 线 走 向,但 由 于 地 形 或 其 他 因 素 的 限 制,线 路 需 拐 弯,这 就可 确 定 转 角 杆 的 位 置,这 样,供 电 点,转 角 杆,用 电 点 就 把 整 条 线 路 分 成 几 个 直 线 段,如 把 分 支 杆 位 置 确 定 后,
就 可 决 定 分 支 线 路 的 方 向 。 如 图 )),/ 所 示 。
图 )),/ 杆 塔 的 定 位测 量 每 段 直 线 间 水 平 距 离,如 平 地 可 用 皮 尺 测 量,当 地 形 复 杂 时 就 不 能 用 皮 尺 测 量,就 要 用 仪 器 来 测 量 。
以 上 这 些 工 作 完 成 后,电 杆 的 定 线 工 作 即 告 完 成 。
定 线 工 作 完 成 后,就 要 确 定 每 段 直 线 电 杆 的 具 体 位 置,叫,电 杆 的 定 位,。 根 据 所 选 的 电 导 线 型 号,按 照前 述 的 方 法,初 步 确 定 电 杆 的 高 度 和 挡 距 。 根 据 挡 距 的 大 小,每 段 直 线 段 内 就 可 确 定 电 杆 的 根 数 和 位 置 。 确定 电 杆 的 具 体 位 置 时,要 从 一 端 向 另 一 端 逐 杆 定 位 。 先 在 直 线 段 末 端 的 转 角 杆 处 立 一 标 杆 ( 又 叫 花 杆 ),在 首端 ( ) 号 杆 处 ) 也 立 一 标 杆,然 后 按 照 选 定 的 挡 距,从 ) 号 杆 开 始 量 出 第 一 挡 距 离,由 一 位 测 工 拿 着 标 杆 站 在那 里,这 时,看 线 路 的 电 工 站 在 ) 号 杆 处,用 眼 睛 去 看 测 工 拿 的 标 杆 和 ) 号 杆 的 标 杆,转 角 标 的 标 杆 成 一 直线,就 可 定 下 0 号 杆 的 标 位 了 ( 即 测 立 标 杆 处 ) 。 再 由 0 号 杆 和 转 角 杆 确 定 ( 号 杆 的 杆 位 。 依 此 类 推,直 到 各杆 的 杆 位 全 部 确 定 为 止,如 图 )),/ 所 示 。
在 各 杆 的 杆 位 中 心 处 打 下 木 桩 。 施 工 时 就 以 此 桩 为 中 心 打 洞 。 各 杆 的 杆 位 确 定 后,杆 型 可 根 据 它 们 的用 途 来 确 定,就 可 绘 出 电 杆 明 细 表 如 表 )),’,作 为 施 工 的 依 据,最 后 还 要 作 出 导 线 与 电 杆 材 料 的 预 算,以 准备 各 种 线 路 器 材 和 加 工 零 件 。
表 )),’ 电 杆 明 细 表杆 号 ) 0 ( ’ - 1 2 3 / )% )) )0 )( )’ / )- )1 )2
直 线 段 距 离 ( 米 ) (() 11- 0%-
挡 距 ( 米 ) 2( 3) )%0 2- 2% 2% 2) 2% 2- 3% 2- 3) 2( 13 1/ 13
杆 型 终 直 跨 跨 转 直 直 直 分 直 补 补 直 终 直 直 终杆 高 ( 米 ) 3 3 )0 )0 3 3 3 3 3 3 )% )% 3 3 3 3 3
导 线 型 号 45,0- 45,)1
·3)-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册三,电 杆 基 础 打 洞电 杆 基 础 打 洞 ( 挖 坑 ) 之 前,先 要 检 查 标 桩 设 立 地 点 是 否 正 确,然 后 打 几 个 辅 助 标 桩,用 来 检 查 电 杆 是 否立 在 中 心 位 置 。
( 一 ) 直 线 杆在 打 洞 的 电 杆 桩 处,如 图 !!" !# 中 的 $ 号 杆 以 及 前 后 电 杆 的 标 桩 处,各 立 标 杆 一 支,若 从 ! 号 标 杆 处 看过 去,三 根 标 杆 处 于 一 直 线 上,表 示 被 检 查 的 $ 号 标 杆 桩 位 置 正 确 。 这 时,可 在 直 线 方 向 主 标 桩 的 一 侧 或 两侧,打 下 辅 助 标 桩 两 根,以 便 打 洞 时 检 查 洞 的 中 心 位 置 。 若 有 侧 面 人 字 拉 线 时,可 用 绳 先 在 沿 线 路 方 向 拉 紧,
再 用 另 外 绳 在 主 标 桩 处 与 线 路 方 向 的 绳 拉 成 一 个,%,字 ( 即 成 &#’角 ),即 为 人 字 拉 线 的 方 向,打 下 标 桩,以 备打 拉 线 洞 之 用 。 图 !!" !!。
图 !!" !# 检 查 $ 号 杆 标 桩 位 置图 !!" !! 人 字 拉 线 的 方 向
( 二 ) 转 角 杆转 角 杆 ( 图 !!" !$ 中 ( 号 杆 ) 的 位 置 可 沿 !,$ 号 杆 及 ),* 号 杆 的 标 桩 处 直 立 标 杆,对 准 两 侧 的 直 线 方 向,
各 在 ( 号 杆 前 后 打 辅 助 标 桩 一 根 ( 共 四 根 ) 。 ( 号 杆 的 中 心 标 桩 位 置 应 正 好 处 于 辅 助 标 桩 直 线 的 相 交 点,见图 !!" !$。
转 角 杆 的 拉 线 洞 的 方 向,可 在 ( 号 杆 桩 处 沿 两 侧 线 路 的 直 线 方 向 各 量 相 等 距 离 +,打 下 辅 助 标 桩,,- 两点,取 其 等 分 点,,则,点 与 ( 号 主 标 桩 的 延 长 线 即 为 转 角 拉 线 的 方 向,如 图 !!" !(。
( 三 ) 拉 线 洞 的 位 置沿 需 要 安 装 拉 线 的 方 向,量 取 长 为,-,图 !!" !)( +),在 - 点 打 下 标 桩,即 为 拉 线 洞 的 位 置 。 当 拉 线 角 度为 )*’时,,- 的 距 离 为 拉 线 顶 端 距 地 面 高 度 与 拉 线 洞 深 度 之 和 。
( 四 ) 打 洞打 洞 最 好 用 专 用 工 具,挖 成 圆 洞,以 减 少 开 挖 工 作 量 。 如 立 杆 方 法 不 是 用 固 定 式 抱 杆 立 电 杆,在 电 杆 根
·&!*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !! " !# 转 角 杆 的 标 桩 位 置图 !! " !$ 转 角 杆 拉 线 的 方 向图 !! " !%
&’ 拉 线 洞 的 位 置 (’ 杆 坑 的 形 状部 的 洞 旁 还 要 挖 一 道 斜 坑 ( 又 称,马 道,),以 利 立 杆 图 !! " !%(。 拉 线 洞 或 需 要 安 装 底 盘 或 卡 盘 的 电 杆,应 根据 具 体 尺 寸 挖 成 长 方 形 洞 。
打 洞 工 作 是 劳 动 强 度 较 大 的 体 力 劳 动 。 使 用 的 工 具 一 般 是 锹,镐,长 勺 等,用 人 力 打 洞 取 土 。 多 年 来,各地 在 打 洞 方 面 曾 作 过 一 些 改 革,有 在 工 具 上 进 行 改 革 的,如 夹 铲,螺 旋 钻 ; 也 有 在 打 洞 方 式 上 进 行 改 革 的,如爆 破 等 。 但 它 们 都 有 一 定 的 适 用 范 围,目 前 人 力 打 洞 仍 是 比 较 普 遍 采 用 的 施 工 方 式 。
杆 坑 形 式 分 为 圆 形 坑 和 长 方 形 坑,当 采 用 抱 杆 立 杆 时 还 要 留 有 滑 坡 ( 马 道 ) 。
不 论 圆 形 坑,方 形 坑 或 拉 线 坑,坑 底 均 应 基 本 保 持 平 整,便 于 进 行 检 查 测 量 坑 深 。 坑 深 检 查 一 般 以 坑 边四 周 平 均 高 度 为 基 准,可 用 直 尺 直 接 量 得 坑 深 数 字 。 当 然 用 水 准 仪 测 量 更 为 准 确 。 坑 深 允 许 偏 差 为 )
!**
+*
,,。
电 杆 的 埋 设 深 度 在 设 计 未 作 规 定 时,可 按 表 !! " + 所 列 数 值 选 择,或 按 电 杆 长 度 的 十 分 之 一 再 加 *’-,
计 算 。 当 遇 有 土 质 松 软,流 砂,地 下 水 位 较 高 等 情 况 时,应 作 特 殊 处 理 。
·*#+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !! " # 电 杆 埋 深 表杆 长 $% &’( )’( !(’( !!’( !*’( !+’( !#’(
埋 深 $% !’# !’,!’- !’& !’) *’( *’+
打 洞 工 作 劳 动 强 度 较 大,应 特 别 注 意 安 全,一 般 应 注 意,
!’ 所 用 工 具 必 须 坚 实 牢 固,并 应 经 常 注 意 检 查,以 免 发 生 事 故 。
*’ 当 坑 深 超 过 !’#% 时,坑 内 工 作 人 员 必 须 戴 安 全 帽 ; 当 坑 底 面 积 超 过 !’#%
*
时,允 许 两 人 同 时 工 作,但不 得 对 面 操 作 或 挨 得 太 近 。
+’ 严 禁 在 坑 内 休 息 。
.’ 打 洞 时,坑 边 不 应 堆 放 重 物,以 防 坑 壁 垮 坍 。 禁 止 将 工 器 具 放 在 坑 壁 边 缘,避 免 掉 落 伤 人 。
#’ 在 行 人 通 过 地 区,当 坑 挖 完 不 能 很 快 立 杆 时,应 设 围 栏,夜 间 并 应 装 设 红 色 信 号 灯,以 防 行 人 跌 入 坑内 。
第 三 节 放 线 施 工 技 术一,施 线 施 工 方 法 分 类
( 一 ) 拖 放 法是 将 线 盘 架 设 在 放 线 架 上 拖 放 导 线,拖 放 前,先 清 除 线 路 上 的 障 碍 物,以 免 损 伤 导 线,它 以 每 个 耐 张 段 为一 个 单 元,把 线 路 所 需 导 线 全 部 放 出,置 于 电 杆 根 部 地 面,然 后 按 挡 把 全 耐 张 段 导 线 同 时 吊 上 电 杆,如 图 !!
" !# 所 示 。
图 !! " !# 拖 放 法 放 线
( 二 ) 展 放 法放 线 的 线 路 如 果 不 长,导 线 重 量 又 不 太 重,可 把 导 线 背 在 肩 上,边 走 边 放,如 线 路 较 长,线 捆 较 大,可 把 线捆 装 在 汽 车 上,在 汽 车 行 进 中 展 放 导 线 。
二,导 线 的 连 接 要 求 与 方 法导 线 放 完 之 后,导 线 的 断 头 都 要 连 接 起 来,导 线 损 伤 有 下 列 情 况 之 一 者,应 锯 断 重 接,
·!*#·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!" 已 磨 损 或 断 股 的 导 线,在 同 一 断 面 内,损 坏 面 积 超 过 导 线 导 电 部 分 截 面 积 的 !#$。
%" 导 线 出 灯 笼,其 直 径 超 过 导 线 直 径 的 !"#倍 而 无 法 修 复 ; 或 有 无 法 修 复 的 永 久 变 形 。
&" 作 为 地 线 的 钢 绞 线,’ 股 者 外 层 断 一 股 应 剪 断 重 接 。
( 一 ) 导 线 连 接 时 的 一 般 要 求
!" 在 每 挡 距 内 每 条 导 线 只 允 许 有 一 个 连 头 。
%" 导 线 接 头 位 于 针 式 绝 缘 子 固 定 处 的 净 距 离 不 应 小 于 #(( 毫 米 。
&" 导 线 接 头 距 耐 张 线 夹 之 间 的 距 离 不 宜 小 于 !# 米 。
)" 架 空 线 路 跨 越 铁 路,公 路,电 力 线,电 车 道,通 信 线 路 及 主 要 河 流 时,导 线 不 许 有 接 头 。
#" 接 头 处 的 机 械 强 度,不 应 低 于 原 导 线 强 度 的 *($。 接 头 处 的 电 阻,不 应 超 过 同 长 度 导 线 电 阻 值 。
( 二 ) 导 线 的 连 接 方 法
!" 钳 压 接 法钳 压 法 适 用 于 较 大 负 荷 的 多 根 铝 芯 铜 芯 导 线 的 直 接 连 接 。
( !) 根 据 导 线 规 格 选 择 合 适 的 压 模 和 压 接 管 ( 钢 质 线 用 铜 质 压 接 管,铝 质 线 用 铝 质 压 接 管 ) 。
( %) 用 钢 丝 刷 清 除 线 表 面 和 连 接 管 内 壁 的 氧 化 膜 和 油 污 。 导 线 清 洗 长 度 等 于 可 连 接 部 分 的 !"%# 倍 。 清洗 后 涂 上 一 层 中 性 凡 士 林 。
( &) 用 压 线 钳 进 行 压 接,压 坑 顺 序 应 按 图 !!+ !,所 示 进 行,压 坑 位 置 要 正 确,不 要 偏 斜,不 可 使 压 接 管 变形,压 接 导 线 采 用 搭 接 法,由 管 两 端 分 别 插 入 管 内,使 导 线 的 两 端 出 管 外 %#- &( 毫 米 。
图 !!+ !,导 线 压 接 顺 序
( )) 压 接 深 度 要 适 度,压 缩 处 椭 圆 槽,距 管 边 的 高 度 为 ! 值,每 个 压 坑 间 距 尺 寸,压 坑 数,使 用 压 膜 型 号 及规 格 如 图 !!+ !’ 和 表 !!+,所 示 。
表 !!+,导 线 钳 压 压 口 及 压 后 尺 寸导 线 截 面
(,.
%

&# #( ’( /# !%( !#( !*# %)(
压口数铝,铜 线,* * !( !( !( !( !%
钢 芯 铝 线 !) !,!,%( %) %) %,%0 %)
压 后 尺 寸
(,.)
铝 线 !) !,"# !/"# %& %,&( &&"# +
钢 芯 铝 线 !’"# %("# %# %/ && &,&/ )&
铜 线 !)"# !’"# %("# %) %’"# &!"# + +
%" 缠 绕 法多 股 线 交 叉 缠 绕 法 适 用 于 多 股 截 面 &#..
%
以 下 的 裸 铝 或 铜 导 线,缠 绕 前 先 按 表 !! + ’ 的 规 定 量 好 接 头长 度 。
·%%#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !!" #$ 压 接 部 位 尺 寸表 ##" $ 多 股 钱 交 叉 缠 绕 的 接 头 长 度 和 绑 线 直 径导 线 直 径 或 截 面 积接 头 长 度
( %%)
绑 线 直 径
( %%)
中 间 绑 线 长 度
( %%)
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&
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铜 芯 导 线 直 接 连 接 的 步 骤,
( #) 把 两 个 线 头 分 别 调 直,并 标 出 连 接 需 要 的 线 头 长 度 。
( &) 把 两 线 头 散 开,并 把 线 头 根 部 ( 约 连 接 部 分 全 长 的 #.*) 重 新 绞 紧,把 其 余 部 分 扳 成 伞 形 状 。
( *) 把 两 伞 形 线 头 隔 股 对 叉 到 底,并 把 对 叉 后 的 伞 形 钳 平 。
( !) 把 一 端 七 股 芯 线 按 &,&,* 根 分 成 三 组,前 二 组 线 扳 起,缠 绕 二 圈 后,余 线 扳 回 为 线 芯,最 后 一 组 ( * 根线 ) 缠 绕 * 圈 后,余 线 切 去 剪 平 。
*’ 线 夹 连 接 法分 支 线 连 接 也 叫 / 形 连 接,低 压 配 电 线 路 的 分 支 连 接 经 常 采 用 0 形 线 夹 连 接 和 并 沟 线 夹 连 接 。
( #) 0 型 线 夹 多 用 于 铜 质 多 股 导 线 的 分 支 连 接,连 接 方 法 如 图 ## " #+( #) 所 示 。 0 型 线 夹 的 规 格 应 配 合导 线 规 格,如 表 ##" + 所 示,每 一 连 接 处 配 用 &) ! 只 0 型 线 夹,两 相 邻 线 夹 中 心 距 离 应 为 #-,) &,,毫 米 。
表 ##" + 0 形 线 夹 规 格 选 用 表规 格 适 用 电 线 规 格 范 围
12" # &-%%
&
12" & *-%%
&
12" * -,%%
&
12" ! $,%%
&
( &) 并 沟 线 夹 适 用 于 多 股 铝 绞 线 的 分 支 连 接,连 接 方 法 如 图 ## " #+( &) 所 示 。 并 沟 线 夹 上 的 两 条 嵌 线 槽应 严 格 配 合 导 线 规 格 。 对 铝 质 导 线 也 应 清 洗 触 面,涂 中 性 凡 士 林 油 。 电 流 容 量 大 的 分 支 线 应 用 两 副 并 沟 线夹 。 二 者 相 距 *,,) !,,毫 米 。 夹 入 并 沟 线 夹 内 的 铝 线 应 包 缠 二 层 铅 包 带 或 铝 箔 带,以 防 损 伤 导 线 。 在 拧 线夹 时 几 个 螺 栓 应 均 匀 拧 紧,当 两 根 导 线 截 面 不 同 时,可 按 大 截 面 导 线 选 择 线 夹 。
( 三 ) 架 线导 线 上 杆,一 般 采 用 绳 吊,具 体 操 作 方 法 如 下,
·*&-·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !!" !# 导 线 的 $ 形 线 夹 连 接 和 并 沟 线 夹 连 接 图
!% 吊 线 时,一 般 每 挡 电 杆 上 都 需 有 人 操 作,地 面 上 一 个 人 作 指 挥,&’ ( 人 配 合 。
)% 截 面 较 小 的 导 线,可 将 一 个 耐 张 杆 全 长 的 四 根 导 线 一 次 吊 上,导 线 截 面 积 较 大 的 可 分 成 每 两 根 导 线吊 一 次 。
&% 导 线 吊 上 电 杆 后,一 端 线 头 绑 扎 在 瓷 瓶 上,另 一 端 线 头 夹 在 紧 线 器 上,中 间 每 挡 把 导 线 布 在 横 担 上 的瓷 瓶 附 近,嵌 入 临 时 安 装 的 滑 轮 内,不 能 搁 在 横 担 上,中 性 线 应 安 放 在 电 杆 内 挡,三 相 四 线 制 在 电 杆 上 的 排 列相 序 一 般 为 $*+,或 $+*,等 。
三,放 线 的 施 工 方 法拖 放 导 线 前 应 沿 线 路 清 除 障 碍 物,石 砾 地 区 应 垫 以 隔 离 物 ( 草 垫 ),以 免 磨 损 导 线 。 放 线 通 常 按 每 个 耐 张段 进 行 。 放 线 前,应 选 择 合 适 位 置 放 置 放 线 架 和 线 盘,线 盘 在 放 线 架 上 要 使 导 线 从 上 方 引 出 。
放 线 时,要 一 条 条 地 放,不 要 使 导 线 磨 损 和 断 股,不 要 有 死 弯 ( 背 花 ) 。 如 出 现 磨 伤,断 股 等 时,应 及 时 作出 标 志,以 便 处 理 。
放 线 时,最 好 在 电 杆 上 或 横 担 上 挂 一 个 开 口 放 线 滑 轮 ( 滑 轮 直 径 应 不 小 于 导 线 直 径 的 !- 倍 ) 。 铝 导 线 必须 选 用 铝 滑 轮 或 木 滑 轮,这 样 既 省 力,又 不 会 磨 损 导 线 。
拖 放 法 和 展 放 法 如 图 !!" !.,图 !!" )- 所 示 。
图 !!" !,拖 放 法 放 线在 放 线 过 程 中,线 盘 处 应 有 专 人 看 守,负 责 检 查 导 线 的 质 量 和 防 止 放 线 架 的 倾 倒 。 放 线 速 度 应 尽 量 均匀,不 宜 突 然 加 快 。 放 线 若 需 跨 过 带 电 导 线 时,应 将 带 电 导 线 停 电 后 再 施 工 ; 如 停 电 困 难 时,可 在 跨 越 处 搭 跨越 架 子 。 放 线 若 通 过 公 路,铁 路 时,要 有 专 人 观 看 车 辆,及 时 通 知,防 止 发 生 事 故 。
·/)(· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !!" #$ 展 放 法 放 线四,施 线 施 工 要 点一 般 用 线 轴 架 放 线 。 将 线 盘 放 在 耐 张 杆 附 近,用 两 只 板 凳 或 四 根 木 头 组 成 线 轴 架,如 图 !! " #! 所 示 。
放 线 时,由 几 名 工 人 互 相 隔 一 定 距 离,背 着 导 线 ( 导 线 从 线 轴 架 上 方 抽 出 ),沿 电 杆 一 侧 前 进,尽 量 避 免 导 线 抱在 地 上,放 完 一 条 再 放 一 条 。 如 导 线 不 能 避 免 拖 地 时,应 加 垫 稻 草 与 地 隔 离,以 免 与 地 面 磨 擦 而 损 坏 。
图 !!" #! 线 轴 架当 导 线 跨 过 通 讯 线 路 时,应 预 先 搭 好 临 时 跨 越 架 。 导 线 施 放 到 每 根 电 杆 时,即 将 导 线 放 进 电 杆 上 预 先 挂好 的 开 口 滑 车 里 去,扣 上 封 片,再 继 续 施 拉 导 线 前 进,切 勿 把 导 线 直 接 放 在 铁 横 担 上 拖 拉,以 免 损 坏 导 线,如图 !!" ##。 在 放 线 时,还 应 注 意 导 线 是 否 有 断 股 情 况,如 有 损 伤 的 导 线,应 立 即 停 止 放 线,做 好 补 强 处 理 工作,放 线 过 程 中,沿 线 要 有 护 线 人 员,监 护 导 线 不 受 损 伤,不 发 生 小 圈,遇 到 这 种 情 况 要 剪 断 重 新 接 好,在 同 一截 面 处 损 伤 面 积 小 于 !%&时,可 采 取 补 强 措 施,如 图 !!" #’。
图 !!" ## 施 线 图图 !!" #’ 小 圈 的 形 成 及 导 线 的 补 强
( 单 位,毫 米 )
·(#(·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇第 四 节 拉 线 施 工 技 术拉 线 在 架 空 线 路 中,是 用 来 平 衡 电 杆 各 方 向 的 拉 力,防 止 电 杆 弯 曲 或 倾 倒 的,因 此,在 承 力 杆 ( 终 端 杆,转角 杆 等 ) 上,均 需 装 设 拉 线 。 另 外,为 了 防 止 电 杆 被 强 大 的 风 力 刮 倒 或 冰 凌 荷 载 的 破 坏 影 响,或 在 土 质 松 软 地区,为 增 强 线 路 电 杆 的 稳 定 性,有 时 也 在 直 线 杆 上,每 隔 一 定 距 离 ( 一 般 为 ! " #$ 根 电 杆 档 距 ) 装 设 抗 风 拉 线
( 两 侧 拉 线 ) 或 四 方 拉 线 。 当 由 于 地 形 限 制 无 法 装 设 拉 线 时,也 可 利 用 撑 杆 代 替 。
普 通 拉 线 是 用 在 线 路 的 终 端 杆,转 角 杆,分 支 杆 及 耐 张 杆 等 处,主 要 起 平 衡 拉 力 的 作 用 。 两 侧 拉 线 ( 或 叫人 字 拉 线 ) 是 安 横 线 路 方 向 装 设 在 直 线 杆 的 两 侧,由 两 组 普 通 拉 线 组 成,用 以 增 强 电 杆 的 抗 风 能 力 。 也 称 为抗 风 拉 线 。 四 方 拉 线 ( 或 叫 十 字 拉 线 ) 通 常 装 设 在 耐 张 杆 或 处 于 土 质 松 软 地 点 的 电 杆 上,用 以 增 强 电 杆 的 稳定 性,由 % 组 普 通 拉 线 组 成 。 因 此 % 组 拉 线 分 别 装 设 于 电 杆 前 后 左 右 % 方,所 以 称 为 四 方 拉 线 。
当 电 杆 距 离 道 路 太 近,不 能 就 地 安 装 拉 线 或 需 跨 越 其 它 障 碍 时,采 用 水 平 拉 线 。 即 在 道 路 的 另 一 侧 立 一根 拉 线 杆,在 此 杆 上 做 一 条 过 道 拉 线 和 一 条 普 通 拉 线 。 过 道 拉 线 应 保 持 一 定 高 度,以 免 妨 碍 行 人 和 车 辆 的 通行,如 图 ##& ’% 所 示 。 当 在 直 线 路 的 电 杆 上 产 生 不 平 衡 拉 力 ( 如 在 同 一 电 杆 上,两 侧 导 线 规 格 不 同,造 成 两侧 荷 载 不 等,产 生 不 平 衡 张 力 ),又 因 地 形 限 制 没 有 地 方 装 设 拉 线 时,可 采 用 共 同 拉 线 。 即 把 拉 线 固 定 在 相 邻的 一 根 电 杆 上,用 以 平 衡 拉 力 。 见 图 ##& ’%。 该 种 形 式 的 拉 线 分 垂 直 ( 形 和 水 平 ( 形 两 种 。 主 要 用 在 电 杆较 高,横 担 层 数 较 多,架 设 导 线 根 数 较 多 的 电 杆 上,在 拉 力 的 合 力 点 上 下 两 处 各 安 装 一 条 拉 线,其 下 部 则 合 为一 条 。 此 种 称 垂 直 ( 形 。 在 ) 型 杆 上 则 应 安 装 成 水 平 ( 形 。 见 图 ##& ’%。 为 防 止 电 杆 弯 曲,但 又 因 地 形 限制 不 能 安 装 普 通 拉 线 时,则 可 采 用 弓 形 拉 线,如 图 ##& ’% 所 示 。
图 ##& ’% 几 种 拉 线 示 意 图
·*’!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册安 装 拉 线 包 括 埋 没 拉 线 盘,做 拉 线 上 把 和 收 紧 拉 线 做 中 把 。 单 钢 绞 线 普 通 拉 线 的 组 装 见 图 !!" #$。
图 !!" #$ 单 钢 绞 线 普 通 拉 线 组 装拉 线 盘 埋 设 好 后,应 使 拉 线 棒 的 拉 环 露 出 地 面 $%%& ’%%((,拉 线 棒 与 拉 线 盘 应 垂 直,连 接 处 应 采 用 双 螺母 。 拉 线 上 把 装 在 电 杆 上,需 用 拉 线 抱 箍 及 螺 栓 固 定 ( 也 可 在 横 担 上 焊 接 拉 线 环 ) 。 组 装 时,先 用 一 只 螺 栓 将拉 线 抱 箍 抱 在 电 杆 上,然 后 把 预 制 好 的 上 把 拉 线 环 放 在 两 块 抱 箍 的 螺 孔 间,穿 入 螺 栓 拧 上 螺 母 固 定 之 。 上 把拉 线 环 的 内 径,以 能 穿 入 )!* 螺 栓 为 宜,但 不 得 大 于 #$((。 当 拉 线 上 需 要 安 装 拉 紧 绝 缘 子 时,可 先 在 地 面 上做 好 。 其 方 法 是,将 拉 线 中 部 之 间 的 两 端,分 别 由 拉 紧 绝 缘 子 的 两 孔 中 穿 过,折 回 缠 绕 所 需 长 度,采 用 直 径 不大 于 +,#(( 镀 锌 铁 线 绑 扎 。 在 下 部 拉 线 盘 埋 设 好,拉 线 上 把 也 做 好 后,便 可 收 紧 拉 线 做 中 把,使 上 部 拉 线 和下 都 拉 线 棒 连 接 起 来,成 为 一 个 整 体,以 发 挥 拉 线 的 作 用 。
安 装 好 了 的 拉 线 应 符 合 下 列 规 定,
!,拉 线 与 地 面 的 夹 角 应 符 合 设 计 要 求,一 般 宜 为 -$.。 其 偏 差 不 应 大 于 +.( !%/0 线 路 ) 。
#,终 端 杆 的 拉 线 及 耐 张 杆 承 力 拉 线 应 与 线 路 方 向 的 中 心 线 对 正,分 角 拉 线 应 与 线 路 分 角 线 方 向 对 正,
防 风 拉 线 应 与 线 路 方 向 垂 直 。
+,跨 越 道 路 的 拉 线,应 满 足 设 计 要 求,且 对 通 车 路 面 边 缘 的 垂 直 距 离 不 应 小 于 $((。
-,采 用 12 型 线 夹 及 楔 型 线 夹 固 定 拉 线 时,应 在 丝 扣 上 涂 润 滑 剂 ; 线 夹 舌 极 与 拉 线 接 触 应 紧 密,受 力 后无 滑 动 现 象,线 夹 的 凸 肚 应 在 屋 线 侧,安 装 时 不 得 损 伤 导 线 ; 拉 线 弯 曲 部 分 不 应 有 明 显 松 股,拉 线 断 头 处 与 拉线 主 线 应 有 可 靠 固 定 ; 线 夹 处 露 出 的 尾 线 长 度 为 +3%& $%%((,尾 线 回 头 后 与 本 线 应 扎 牢 。 12 型 线 夹 的 螺 杆应 露 扣,并 应 有 不 小 于 !4# 螺 杆 丝 扣 长 度 可 供 调 整,调 紧 后,其 双 螺 母 应 并 紧 。 若 用 花 篮 螺 栓,则 应 封 固 。
$,过 道 拉 线 的 拉 桩 杆 应 向 张 力 反 方 向 倾 斜 !%.& #%.,其 理 设 深 度 一 般 不 应 小 于 拉 线 桩 长 的 !4*; 拉 桩 坠线 与 拉 桩 杆 夹 角 不 应 小 于 +%.; 拉 桩 坠 线 上 端 固 定 点 的 位 置 距 拉 桩 杆 顶 端 应 为 %,#$(,当 拉 桩 坠 线 采 用 镀 锌铁 线 绑 扎 固 定 时,缠 绕 长 度 应 符 合 规 范 规 定 。
*,当 一 根 电 杆 上 装 设 多 条 拉 线 时,各 条 拉 线 的 受 力 应 一 致 。
’,拉 线 底 把 应 采 用 拉 线 棒,其 直 径 不 应 小 于 !*((,拉 线 棒 与 拉 线 盘 的 连 接 应 保 证 可 靠 。
当 线 路 建 在 高 低 相 差 悬 殊 的 地 方 时,一 般 导 线 成 仰 角 时 用 拉 线,成 俯 角 时 用 撑 杆 ; 当 地 形 条 件 受 到 限 制,
无 法 安 装 拉 线 时,也 可 用 撑 杆 代 替 拉 线,作 为 平 衡 张 力 稳 定 电 杆 之 用 。 组 装 如 图 !!" #* 所 示 。
钢 筋 混 凝 土 电 杆 的 撑 杆 安 装 时,撑 杆 的 规 格 和 高 度,应 根 据 电 杆 的 高 度,规 格 和 受 力 情 况 来 确 定 。 撑 杆与 电 杆 间 的 夹 角,应 满 足 设 计 要 求,允 许 偏 差 为 5 $.。 撑 杆 底 部 埋 深 不 宜 小 于 %,$(,且 底 部 应 垫 以 底 盘 或 块石,并 应 和 撑 杆 垂 直 。 撑 杆 与 电 杆 的 结 合,采 用
!
*+6 *+ 6 * 的 角 钢 制 成 的 联 板 支 架 ( 两 块 ) 和 )!* 6( #!% &
·’#$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !!" #$ 俯 角 撑 杆 组 装 图
#%&) 的 方 头 螺 栓 ( ’ 根 ) 固 定 。 在 角 钢 联 板 支 架 上 要 放 上 ’ 块 特 制 的 ( 型 抱 铁,使 撑 杆 与 电 杆 连 接 紧 密,牢固 。 每 根 螺 栓 的 两 端 都 应 垫 上 垫 圈 。 如 图 !!" #$ 所 示 。
一,拉 线 的 方 式
( 一 ) 普 通 拉 线用 于 终 端 杆,转 角 杆 和 分 支 杆 。 装 设 在 电 杆 受 力 的 反 面,以 平 衡 电 杆 所 受 的 单 向 拉 力,如 图 !! " #%) 所示 。 对 于 耐 张 杆,应 在 电 杆 顺 线 路 方 向 前 后 加 拉 线,以 承 受 导 线 的 拉 力 。
图 !!" #% 拉 线
)) 普 通 拉 线 *) 侧 面 拉 线 +) 水 平 拉 线,) 自 身 拉 线
!— 电 杆 #— 横 木 -— 拉 线 ’— 房 屋,— 拉 桩
$— 坠 线 %— 拉 紧 绝 缘 子
( 二 ) 侧 面 拉 线又 称 人 字 拉 线 或 防 风 拉 线 。 用 于 交 叉 跨 越 和 耐 张 段 较 长 的 线 路 上,以 便 使 线 路 能 低 御 垂 直 线 路 方 向 的风 力,如 图 !!" #%* 所 示 。
( 三 ) 水 平 拉 线用 于 拉 线 需 要 跨 过 道 路 的 电 杆 上,如 图 !!" #%+ 所 示 。
( 四 ) 自 身 拉 线也 称 弓 形 拉 线 。 用 于 地 面 狭 窄,受 力 不 大 的 电 杆 上,如 图 !!" #%,所 示 。
·/#.· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !!" #$ % 形 拉 线 做 法 图
&) % 形 ( 上 下 ) 拉 线 ’) % 形 ( 水 平 ) 拉 线
( 五 ) % 形 上 下 拉 线 及 % 形 水 平 拉 线 见 图 ( !! " #$) 。
二,拉 线 的 安 装 准 备电 杆 拉 线 所 用 的 材 料 有 镀 锌 铁 线 和 镀 锌 钢 绞 线 两 种 。 镀 锌 铁 线 一 般 用
!
()) 一 种 规 格 。 施 工 时 要 绞合,制 作 比 较 麻 烦 。 镀 锌 钢 绞 线 施 工 方 便,强 度 稳 定,有 条 件 应 尽 量 采 用 。
( 一 ) 拉 线 长 度 的 计 算电 杆 拉 线 长 度 计 算 公 式 为 ( 图 !!" #*)
图 !!" #* 拉 线 示 意 图
!— 拉 紧 绝 缘 子 !— 地 上 部 分 拉 线 长 度 ( ))
"— 拉 线 距 ( )) #— 拉 线 高 ( ))
+,#
#
- "
!
#
通 常 采 用 的 近 似 经 验 公 式 为
!,./0#1( # - ")
一 般 拉 线 与 地 面 夹 角 在 2.3到 4.3之 间,其 误 差 在 !/05以 内 。
在 实 际 应 用 中 用 系 数 进 行 修 正 。 当 # 与 " 值 相 近 时,系 数 取,/0!; 当 # 是 "( 或 " 是 #) 的 !/6 倍 左 右 时,
用,/0#,当 # 是 "( 或 " 是 #) 的 !/0 倍 时,用,/02。
计 算 出 来 的 拉 线 长 度 应 减 去 花 篮 螺 栓 长 度 和 地 锚 拉 棒 露 出 地 面 的 长 度,再 加 上 两 头 扎 线 长 度,才 是 所 需钢 绞 线 的 下 料 长 度 。
( 二 ) 拉 线 的 制 作做 拉 线 的 基 本 操 作 分 以 下 三 个 步 骤 进 行,
·*#6·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !! " #$ 拉 线 盘
!% 埋 设 拉 线 盘埋 设 拉 线 盘 前,应 把 下 把 拉 线 组 装 好,然 后 再 进 行 整 体 埋 设 。 目 前 大 多采 用 镀 锌 圆 钢 做 拉 线 棒 。 安 装 时 拉 线 棒 穿 过 水 泥 拉 线 盘,用 垫 圈,螺 母 固 定,
如 图 !! " #$ 所 示 。
下 把 拉 线 装 好 后,将 拉 线 盘 放 正,使 底 把 拉 环 露 出 地 面 &$$ ’ ($$)),随 后就 可 分 层 填 土 夯 实 。 拉 线 棒 在 地 面 上 *$$ ’ #$$)) 处,都 要 涂 敷 沥 青,泥 土 中含 有 盐 碱 成 分 较 多 的 地 方,还 要 从 拉 线 棒 出 土 !&)) 处 缠 卷 +$)) 宽 的 麻 带,
缠 到 地 面 以 下 #&$)) 处,并 浸 透 沥 青,以 防 腐 蚀 。
*% 做 拉 线 上 把拉 线 上 把 可 用 楔 形 线 夹 或 套 环 将 钢 绞 线 一 头 固 定 好,然 后 用 合 抱 箍 固 定在 合 力 的 作 用 点 上 。 或 用 缠 绕 法 把 镀 锌 铁 线 上 把 固 定 在 电 杆 的 合 力 作 用 点 上 。 在 行 人 较 多 的 地 方,拉 线 上应 装 设 绝 缘 子,如 图 !! " #$ 所 示 。 距 地 面 不 得 小 于 *%&)。
#% 做 拉 线 中 把做 好 上 把 和 下 把 后,便 可 以 做 中 把,使 上 部 拉 线 和 下 部 拉 线 盘 连 接 起 来,成 为 一 个 整 体,以 发 挥 拉 线 作用 。
收 紧 拉 线 可 用 紧 线 钳 。 紧 到 一 定 程 度 时,检 查 一 下 杆 身 和 拉 线 的 各 部 位,再 继 续 收 紧,把 电 杆 校 正 。 对于 终 端 杆 和 转 角 杆,拉 线 收 紧 好,杆 顶 可 向 拉 线 侧 倾 斜 电 杆 梢 径 的 !,*,最 后 用 自 缠 法 或 另 缠 法 绑 扎,并 用
!
-)) 镀 锌 铁 线 固 紧 花 篮 螺 栓 。
拉 线 的 自 缠 法 和 另 缠 法 绑 扎 见 图 !! " #!。
图 !! " #! 拉 线 的 捆 扎
.) 自 缠 法 /) 另 缠 法
·$#&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 三 ) 拉 线 安 装 的 技 术 要 求
!" 拉 线 与 电 杆 的 夹 角 不 宜 小 于 #$%,当 受 地 形 限 制 时,不 应 小 于 &’%。
(" 终 端 杆 的 拉 线 及 耐 张 杆 承 力 拉 线 应 与 线 路 方 向 对 正,分 角 拉 线 应 与 线 路 分 角 线 方 向 对 正,防 风 拉 线应 与 线 路 方 向 垂 直 。
&" 拉 线 穿 公 路 时,对 路 面 中 心 的 垂 直 距 离 不 应 小 于 )*。
#" 采 用 绑 扎 固 定 的 拉 线 安 装 时
( !) 拉 线 两 端 应 设 置 心 形 环 。
( () 钢 绞 线 拉 线 可 采 用 直 径 不 小 于 &"(** 的 镀 锌 铁 线 绑 扎 固 定 。 绑 扎 应 整 齐,紧 密,缠 绕 长 度 不 能 小 于表 !! +,所 列 数 值 。
( &) 合 股 组 成 的 镀 锌 铁 线 拉 线 可 采 用 直 径 不 小 于 &"(** 镀 锌 铁 线 绑 扎 固 定,绑 扎 应 整 齐 紧 密,缠 绕 长 度为 五 股 以 下 者,下 端 !$’**,花 缠 ($’**,上 端 !’’**。
( #) 合 股 组 成 的 镀 锌 铁 线 拉 线 采 用 自 身 缠 绕 固 定 时,缠 绕 应 紧 密,缠 绕 长 度,三 股 线 不 应 小 于 -’**,五 股线 不 应 小 于 !$’**。
$" 采 用,/ 型 线 夹 及 楔 形 线 夹 固 定 的 拉 线 安 装 时,
( !) 安 装 前 丝 扣 上 应 涂 润 滑 脂 。
( () 线 夹 舌 板 与 拉 线 接 触 应 紧 密,受 力 后 无 滑 动 现 象,线 夹 的 凸 度 应 在 尾 线 侧,安 装 时 不 得 损 伤 导 线 。
( &) 拉 线 弯 曲 部 分 不 应 有 明 显 松 股,拉 线 断 头 处 与 拉 线 主 线 应 可 靠 固 定 。 线 夹 处 露 出 的 尾 线 长 度 不 直 超过 #’’**。
( #) 同 一 组 拉 线 使 用 双 线 夹 时,其 尾 线 端 的 方 向 应 作 统 一 规 定 。
表 !! +,缠 绕 长 度 最 小 值钢 绞 线 截 面 积
0**
(
缠 绕 长 度 0**
上 端中 端 有 绝 缘子 的 两 端与 拉 棒 连 接 处下 端 花 缠 上 端
($ (’’ (’’ !$’ ($’ -’
&$ ($’ ($’ (’’ &’’ -’
$’ &’’ &’’ ($’ ($’ -’
( $),/ 型 线 夹 或 花 篮 螺 栓 的 螺 杆 应 露 扣,并 应 有 不 小 于 !0( 螺 杆 丝 扣 长 度 可 供 调 紧 。 调 整 后,,/ 型 线 夹的 双 螺 母 应 并 紧,花 篮 螺 栓 应 封 固 。
)" 采 用 拉 桩 杆 拉 线 的 安 装 应 符 合 下 列 规 定,
( 1) 拉 桩 杆 埋 设 深 度 不 应 小 于 杆 长 的 !0);
( () 拉 桩 杆 应 向 张 力 反 方 向 倾 斜 !$% 2 (’%;
( &) 拉 杆 坠 线 与 拉 桩 杆 夹 角 不 应 小 于 &’%;
( #) 拉 拉 坠 线 上 端 固 定 点 的 位 置 距 拉 桩 杆 顶 应 为 ’"($*,距 地 面 不 应 小 于 #"$*;
( $) 拉 桩 坠 线 采 用 镀 锌 铁 丝 绑 扎 固 定 时,缠 绕 长 度 可 参 照 表 !! +,所 列 数 值 。
3" 合 股 组 成 的 镀 锌 铁 线 用 作 拉 线 时,股 数 不 应 少 于 三 股,其 单 股 直 径 不 应 小 于 #"’**,绞 合 均 匀,受 力相 等,不 应 出 现 抽 筋 现 象 。
-" 当 一 基 电 杆 上 装 设 多 股 拉 线 时,拉 线 不 应 有 过 松,过 紧,受 力 不 均 匀 等 现 象 。
," 埋 设 拉 线 盘 的 拉 线 坑 应 有 滑 坡 ( 马 道 ),回 填 土 应 有 防 沉 土 台,拉 线 棒 与 拉 线 盘 的 连 接 应 使 用 双 螺 母 。
!’" 居 民 区,厂 矿 内,混 凝 土 电 杆 的 拉 线 从 导 线 之 间 穿 过 时,应 装 设 拉 线 绝 缘 子 。 在 断 线 情 况 下,拉 线 绝缘 子 距 地 面 不 应 小 于 ("$*。
·!&$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇三,拉 线 结 构拉 线 的 结 构 如 图 !! " #$ 所 示 。 其 整 体 由 拉 线 抱 箍,楔 形 线 夹,钢 绞 线,%& 型 线 夹,拉 线 棒 和 拉 线 盘 组成,其 组 装 图 见 图 !! " ##。 当 在 居 民 区 和 厂 矿 区,拉 线 从 导 线 之 间 穿 过 时,则 应 装 设 拉 线 绝 缘 子 ; 并 应 使 在 拉线 断 线 时,拉 线 绝 缘 子 距 地 面 不 应 小 于 $’()。 其 目 的 是 避 免 拉 线 上 部 碰 触 带 电 导 线 时,人 员 在 地 面 上 误 触拉 线 而 触 电图 !! " #$ 一 般 地 形 拉 线 示 意图 !! " ## 单 钢 绞 线 普 通 拉 线 组 装拉 线 长 度 的 计 算,一 般 是 先 计 算 装 成 拉 线 的 计 算 长 度,然 后 再 计 算 拉 线 的 预 割 长 度,即 钢 绞 线 的 下 料 长度 。 所 谓 拉 线 的 计 算 长 度,即 是 从 电 杆 上 拉 线 固 定 点 至 拉 线 捧 出 土 处 的 直 线 长 度,见 图 !! " #$ 上 的 *
+
。 其值 为,
·$#(· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!
!
" # $ "#$!
算 出 拉 线 计 算 长 度 的 目 的 是 计 算 拉 线 组 装 所 需 钢 绞 线 的 长 度,即 拉 线 的 预 割 长 度 。 一 般 采 用 下 式 计 算,
即,
钢 绞 线 长 度 % 拉 线 计 算 长 度 & 拉 线 棒 出 土 部 分 长 度 & 两 端 连 接 金 具 的 长 度 ’ 两 端 金 具 出 口 尾 部 钢 绞 线折 回 长 度四,拉 线 组 装
( 一 ) 埋 设 拉 线 盘将 拉 线 棒 与 拉 线 盘 组 装 好,放 入 拉 线 坑 内 。 将 拉 线 棒 方 向 对 准 已 立 好 的 电 杆 。 此 时 拉 线 棒 应 与 拉 线 盘成 垂 直,若 不 垂 直,须 向 左 或 向 右 移 正 拉 线 盘,直 至 符 合 要 求 为 止,再 进 行 回 填 土 夯 实 。 埋 设 好 后,应 使 拉 线棒 的 拉 环 露 出 地 面 (!! ) *!!++。
( 二 ) 做 拉 线 上 把拉 线 上 把 装 在 电 杆 上,需 用 拉 线 抱 箍 及 螺 栓 固 定 ( 也 可 在 横 担 上 焊 接 拉 线 环 ) 。 组 装 时,先 用 一 只 螺 栓 将拉 线 抱 箍 抱 在 电 杆 上,然 后 把 预 制 好 的 上 把 拉 线 环 放 在 两 块 抱 箍 的 螺 孔 间,穿 入 螺 栓 拧 上 螺 母 固 定 之 。 或 使用,- 线 夹 代 替 拉 线 环,先 将 拉 线 穿 入,- 线 夹 固 定,再 用 螺 栓 将,- 线 夹 与 拉 线 抱 箍 联 结,如 图,,& // 所 示 。
( 三 ) 收 紧 拉 线 做 中 把在 下 部 拉 线 盘 埋 设 好,拉 线 上 把 也 做 好 后,便 可 收 紧 拉 线 做 中 把,使 上 部 拉 线 和 下 部 拉 线 棒 连 接 起 来,成为 一 个 整 体,以 发 挥 拉 线 的 作 用 。
收 紧 拉 线 时,一 般 使 用 紧 线 钳 。 将 紧 线 钳 下 部 钢 丝 绳 系 在 拉 线 捧 上,紧 线 钳 的 钳 头 夹 住 拉 线 高 处,收 紧钢 丝 绳 将 拉 线 收 紧 。 将 拉 线 的 下 端 穿 过,- 线 夹 的 楔 形 线 夹 内,将 楔 形 线 夹 与 已 穿 入 拉 线 棒 拉 环 的,形 环联 结,套 上 螺 母,此 时 即 可 卸 下 紧 线 钳,利 用 可 调,- 型 线 夹 调 节 拉 线 的 松 紧 。 拉 线 穿 过 楔 形 线 夹 折 回 尾 线长 度 为 /!! ) (!!++,尾 线 回 头 与 本 钱 应 扎 牢 。
安 装 好 了 的 拉 线 应 符 合 下 列 规 定,
.0 拉 线 与 地 面 的 夹 角 应 符 合 设 计 要 求,一 般 宜 为 1(2,其 偏 差 不 应 大 于 /2。
30 承 力 拉 线 应 与 线 路 方 向 的 中 心 线 对 正 ; 分 角 拉 线 应 与 线 路 分 角 线 方 向 对 正 ; 防 风 拉 线 应 与 线 路 方 向垂 直 。
/0 跨 越 道 路 的 拉 线,应 满 足 设 计 要 求,且 对 通 车 路 面 边 缘 的 垂 直 距 离 不 应 小 于 (+。
10 采 用,- 型 线 夹 及 楔 型 线 夹 固 定 拉 线 时,应 在 丝 扣 上 涂 润 滑 剂 ; 线 夹 舌 板 与 拉 线 接 触 应 紧 密,受 力 后无 滑 动 现 象,线 夹 的 凸 肚 应 在 尾 线 侧,安 装 时 不 得 损 伤 导 线 ; 拉 线 弯 曲 部 分 不 应 有 明 显 松 股,拉 线 断 头 处 与 拉线 主 线 应 固 定 可 靠 ; 线 夹 处 露 出 的 尾 线 长 度 为 /!! ) (!!++,尾 线 回 头 后 与 本 线 应 扎 牢 。,- 型 线 夹 的 螺 杆 应露 扣,并 应 有 不 小 于,43 螺 杆 丝 扣 长 度 可 供 调 紧,调 整 后,其 双 螺 母 应 并 紧 。
(0 过 道 拉 线 的 拉 桩 杆 应 向 张 力 反 方 向 倾 斜,!2 ) 3!2,其 埋 设 深 度 不 应 小 于 拉 桩 杆 长 的,45; 拉 桩 坠 线 与拉 桩 杆 夹 角 不 应 小 于 /!2; 拉 桩 坠 线 上 端 固 定 点 的 位 置 距 拉 桩 杆 顶 端 应 为 !03(+。
50 当 一 根 电 杆 上 装 设 多 条 拉 线 时,各 条 拉 线 的 受 力 应 一 致 。
当 线 路 建 在 高 低 相 差 悬 殊 的 地 方,一 般 导 线 成 仰 角 时 用 拉 线,成 俯 角 时 用 撑 杆 ; 当 地 形 条 件 受 到 限 制,无法 安 装 拉 线 时,也 可 用 撑 杆 代 替 拉 线,作 为 平 衡 张 力 稳 定 电 杆 之 用,组 装 如 图,,& /1 所 示 。 撑 杆 的 规 格 和 高度,应 根 据 电 杆 的 高 度,规 格 和 受 力 情 况 来 确 定 。 撑 杆 与 电 杆 间 的 夹 角,应 满 足 设 计 要 求,允 许 偏 差 为 6 (2。
撑 杆 底 部 埋 深 不 宜 小 于 !0(+,且 底 部 应 垫 以 底 盘 或 块 石,并 应 和 撑 杆 垂 直 。 撑 杆 与 电 杆 的 结 合,采 用
!
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5/ 7 5 的 角 钢 制 成 的 联 板 支 架 ( 两 块 ) 和 8.5 7 3.! ) 3*! 的 方 头 螺 栓 ( 1 根 ) 固 定 。 在 角 钢 联 板 支 架 上 要 放 上 1
块 特 制 的 8 型 抱 铁,使 撑 杆 与 电 杆 连 接 紧 密,牢 固 。
·//(·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !! " #$ 俯 角 撑 杆 组 装 图五,拉 线 的 装 设 方 法拉 线 应 按 电 杆 受 力 情 况 装 设 。 当 线 路 转 角 在 $%&及 其 以 下 时,可 只 设 置 分 角 拉 线 ; 超 过 $%&时,则 在 线 路中 心 线 的 延 长 线 上 设 置 拉 线 。 拉 线 与 电 杆 的 夹 角 一 般 为 $%&,但 受 地 形 限 制 时,也 允 许 不 大 于 #’&角 装 设 。 拉线 坑 的 深 度 可 按 受 力 大 小 决 定,一 般 为 !() * !(%+ 深,以 地 横 木 或 拉 线 盘 承 受 最 大 拉 力 情 况 下 不 被 拉 动 为 原则,根 据 受 力 大 小 经 过 计 算 选 择 。
( 一 ) 拉 线 伸 直 及 绞 合拉 线 制 作 之 前,首 先 伸 直 拉 线,根 据 需 要 的 长 度 将 铁 线 放 开,将 两 端 临 时 固 定 在 树 上 或 其 他 地 方,由 % 至
,人 集 中 在 中 间 把 铁 线 拉 直 。 按 需 要 长 度 剪 截,按 规 定 的 股 数 绞 合 在 一 起,在 绞 合 过 程 中,不 可 太 松 但 也 不要 过 紧,以 防 绞 合 不 均 产 生 抽 筋,使 拉 线 各 股 受 力 不 平 衡,而 造 成 运 行 中 拉 线 断 股 。
( 二 ) 拉 线 把 的 制 作拉 线 把 的 制 作 方 法,一 般 分 为 自 缠 法 和 另 缠 法 两 种 。 自 缠 法 是 将 拉 线 的 折 回 部 分 作 为 缠 绕 绑 线 。 在 运行 中 不 必 要 拆 开 和 调 正 的 拉 线 采 用 自 缠 法,对 于 需 要 拆 开 调 正 的 端 头 则 应 用 另 缠 法 。 通 常 在 拉 线 地 横 木,拉线 环,拉 线 瓷 瓶 等 处 都 采 用 自 缠 法 固 定 。 拉 线 环 的 上 部 和 水 平 拉 线 靠 拉 线 桩 一 端 都 采 用 另 缠 法 。
用 自 缠 法 缠 绕 时,一 般 只 缠 % 段,后 一 段 圈 数 比 前 一 段 圈 数 少 一 圈 。 如 果 股 数 较 多 ( 一 般 超 过 - 股 时 ),
可 采 取 双 线 缠 绕,缠 绕 % 段 后 多 余 的 剪 去 。 自 缠 法 和 另 缠 法 的 圈 数 和 长 度 可 参 考 表 !! " !’ 及 图 !! " #%。
表 !! " !’ 拉 线 自 缠 回 数 及 另 缠 长 度拉 线 股 数 自 缠 最 多 回 数 另 缠 长 度 ! 另 缠 长 度 "
,股 以 下
- * !! 股
!# 股 以 上
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底 把 一 般 采 用 自 缠 法,首 先 制 作 底 把 拉 线 环,可 直 接 用 手 弯 成,具 体 操 作 方 法 如 图 !! " #,所 示 。
为 了 防 止 抽 筋,在 折 弯 之 前 先 在 折 弯 处 用 小 铜 线 或 黑 胶 布 绑 缠 三 道,拉 线 环 制 成 之 后,即 可 进 行 缠 绑 。
底 把 拉 线 环 做 好 之 后,将 另 一 端 用 自 缠 法 缠 绕 在 地 横 木 上 并 用 卡 钉 固 定 。 底 把 完 全 制 成 后,即 可 埋 入 拉
·$#%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !! " #$ 拉 线 自 缠 回 数 及 另 缠 长 度图 !! " #% 底 把 拉 线 环 作 法图 !! " #& 拉 线 把 制 作图 !! " #’ 拉 线 底 把线 坑 内,拉 线 环 露 出 地 面 长 度 为 %(( ))。 如 图 !! " #’ 所 示 。
底 把 的 埋 设 方 向 应 与 拉 线 方 向 相 同,拉 线 坑 须 挖 一 马 道 以 便 敷 设 拉线,以 免 拉 线 变 形,影 响 受 力 。
拉 线 上 把 对 于 采 用 自 缠 法 木 杆 的 绑 扎,
将 编 好 的 拉 线 贴 紧,用 卡 钉 ( 扒 锯 子 ) 固 定,然后 将 拉 线 围 绕 过 来 以 自 缠 法 进 行 缠 绕 。
当 拉 线 受 力 后,为 不 使 电 杆 受 到 拉 线 作用 而 损 坏,常 在 拉 线 与 电 杆 接 触 处 用 铁 板 敷垫,并 将 垫 板 用 卡 钉 固 定 。 如 图 !! " #& 所示 。
对 于 水 泥 杆,可 先 制 作 拉 线 环,在 制 作 拉 线 环 时,在 拉 线 环 里 边 套 入 心 形 环,
以 免 拉 线 环 受 力 变 形,影 响 拉 线 的 强 度 。 拉 线 环 制 作 方 法 与 底 把 相 同,然 后 套 入拉 线 抱 箍 螺 栓 上 。
拉 紧 绝 缘 子 的 装 设 位 置,应 使 拉 线 断 线 而 沿 电 杆 下 垂 时,绝 缘 子 离 地 面 的 高度 应 在 *+$) 以 上,不 致 触 及 行 人 。 同 时 应 使 绝 缘 子 距 电 杆 最 近 应 在 *+$) 以 上,
以 便 在 杆 上 作 业 时 不 致 触 及 接 地 部 分 。
拉 紧 绝 缘 子 两 侧 的 拉 线 一 般 采 用 自 缠 法,如 图 !! " #,所 示 。
·$#$·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !!" #$ 拉 紧 绝 缘 子第 五 节 紧 线 施 工 技 术在 紧 线 时,一 般 需 要 与 垂 弧 测 量,固 定 导 线 一 起 施 工 。 紧 线 前,在 一 端 耐 张 杆 上,先 把 线 头 在 瓷 瓶 上 作 终端 固 定,然 后 在 另 一 端 用 紧 线 钳 紧 线 如 图 !!" %& 所 示 。 紧 线 者 在 操 作 时,应 听 从 垂 弧 测 量 者 的 指 挥 。 紧 线时 应 掌 握 以 下 几 项 操 作 方 法 。
!’ 紧 线 器 定 位 钓 要 固 定 牢 靠,以 防 紧 线 时 打 滑,紧 线 器 的 夹 线 钳 口 夹 位 置 应 尽 可 能 拉 长 一 些,以 增 加 导线 收 放 幅 度,便 于 调 整 导 线 的 垂 弧,紧 线 钳 口 应 包 括 上 铝 色 带,以 免 夹 伤 导 线 。
(’ 一 个 耐 张 段 内 的 电 杆 挡 距 基 本 相 等,而 每 挡 距 内 的 导 线 自 重 也 基 本 相 等,故 在 一 个 耐 张 段 内,不 需 对每 一 个 挡 距 进 行 垂 弧 测 量,只 要 在 中 间 !) ( 挡 距 内 进 行 测 量 即 可,测 量 应 从 横 担 中 间 ( 即 近 电 杆 ) 的 一 根 开始,接 着 测 电 杆 另 一 边 对 应 的 一 根,然 后 再 交 叉 测 量 第 三 根 和 第 四 根,这 样 能 使 横 担 受 力 均 匀,不 致 因 紧 线 而出 现 扭 斜 。
#’ 导 线 与 地 面 的 距 离,在 最 大 垂 弧 情 况 下,不 应 小 于 表 !!" !! 所 示 数 值 。
图 !!" %& 紧 线 钳 紧 线 方 法表 !!" !! 导 线 与 地 面 的 最 小 距 离 单 位,米线 路 电 压 ( *+)
线 路 经 过 地 区
! 次 以 下,) !& #-) !!& ((&
居 民 区,,’-,,’-
非 居 民 区 -,’-,,’-
交 通 困 难 地 区 % %’- - -’-
拉 线 上 把 与 下 把 完 成 之 后,即 可 用 紧 线 器 将 拉 线 收 紧,如 图 !! " %! 如 示 。 收 紧 方 法 是 将 上 部 拉 线 穿 过底 把 拉 线 环,用 力 将 端 头 折 回,将 折 回 靠 近 拉 线 环 的 一 股 抽 出 绞 入 紧 线 器,作 为 紧 线 器 的 尾 巴,紧 线 器 叨 住 上把 开 始 收 紧 拉 线 。 紧 好 后 将 另 几 股 合 拢,用 另 缠 法 进 行 缠 绕 。
·,#-· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !! " #! 收 紧 拉 线一,准 备 工 作
!$ 在 紧 线 区 间 两 端 杆 塔 上 的 临 时 拉 线,必 须 重 新 检 查,调 整 一 次,以 防 止 杆 塔 受 力 后 发 生 倒 杆 塔 事 故 ;
%$ 全 面 检 查 导 线,避 雷 线 的 连 接 情 况,确 认 符 合 规 定 时,方 可 进 行 紧 线 ;
&$ 在 紧 线 区 间 内 未 清 除 的 障 碍 物 ( 如 房 屋,树 木 等 ),应 个 部 清 除 ;
#$ 通 信 联 系 应 保 持 良 好 状 态,全 部 通 信 人 员 和 护 线 人 员 均 应 到 位,以 便 随 时 观 查 导 线,避 雷 线 的 情 况,
防 止 导 线 卡 在 滑 车 中 被 拉 断,或 拉 倒 杆 塔 ;
’$ 观 测 弧 垂 人 员 均 应 到 位 并 做 好 准 备 ;
($ 在 拖 地 放 线 时 超 过 路 口 处,有 时 将 导 线 临 时 埋 入 地 中 或 支 架 悬 空,在 紧 线 前 应 将 导 线,避 雷 线 挖 出 或脱 离 支 架 ;
)$ 冬 季 施 工 时,应 检 查 导 线,避 雷 线 通 过 水 面 是 否 被 冻 结 ;
*$ 逐 基 检 查 导 线,避 雷 线 是 否 悬 挂 在 轮 槽 内 ;
+$ 牵 引 设 备 和 所 用 的 紧 线 工 具 是 否 已 准 备 就 绪 ;
!,$ 所 有 交 叉 跨 越 线 路 的 措 施 是 否 都 稳 妥 可 靠,主 要 交 叉 处 有 无 专 人 照 管 。
二,紧 线 方 法 分 类紧 线 方 法 有 单 线 法,双 线 法,三 线 法,施 工 时 可 根 据 具 体 情 况 采 用 之 。
( 一 ) 单 线 法所 谓 单 线 法 即 是 一 线 一 紧 的 方 法 。 这 种 方 法 的 优 点 是 所 需 的 设 备 少,所 需 的 牵 引 力 小,要 求 紧 线 人 数 不多,施 工 时 不 致 发 生 混 乱,比 较 容 易 施 工 ; 其 缺 点 是 施 工 的 进 度 较 慢,紧 线 时 间 长 。
( 二 ) 双 线 法双 线 法 是 同 时 紧 两 根 架 空 导,地 线,如 图 !! " #% 所 示 。
·)&’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !! " #$ 二 线 法图 !! " #% 三 线 法
( 三 ) 三 线 法三 线 法 是 一 次 同 时 紧 三 根 导 线,利 用 三 线 法 紧 线 的 示 意 图 表 示 在 图 !! " #% 中 。 不 管 是 二 线 法 还 是 三 线法,尽 管 其 紧 线 的 速 度 快,但 其 准 备 工 作 繁 多,效 果 并 不 十 分 理 想,所 以 使 用 并 不 十 分 广 泛 。
三,紧 线 操 作 步 骤
( 一 ) 紧 线 操 作 程 序 和 工 具
!& 紧 线 时 通 常 使 用 与 导,地 线 规 格 的 三 角 紧 线 器,对 ’(" %) 以 下 的 钢 绞 线,也 可 使 用 比 较 轻 便 的 蛙 式 紧线 器 。
$& 紧 线 的 顺 序 是 从 上 到 下,先 紧 架 空 地 线,后 紧 导 线 ; 光 紧 中 间 导 线,后 紧 两 边 导 线 。
%& 当 使 用 机 动 绞 磨 和 人 力 绞 磨 紧 线 时,负 责 指 挥 的 紧 线 人 应 注 意 拉 力 表 和 导 线 离 地 情 况,如 发 现 异 常情 况,应 立 即 停 止 牵 引,待 查 明 原 因 后,再 继 续 紧 线 。 特 别 当 导 线 收 紧 至 接 近 要 求 的 弧 垂 值 时,应 放 慢 牵 引 速度,当 达 到 要 求 的 弧 垂 值 时,立 即 停 止 牵 引,待 半 分 钟 至 一 分 钟,被 紧 导 线 无 变 化 时,方 可 在 操 作 杆 塔 上 划 印 。
#& 划 印,对 导 线 而 言,是 从 紧 线 钢 绳 量 至 挂 耐 张 绝 缘 子 串 的 球 头 挂 环 的 球 头 中 心 ; 对 架 空 地 线 而 言,则量 至 耐 张 楔 形 线 夹 用 的 金 具 穿 螺 栓 处 。 划 印 使 用 绑 线 绑 扎 或 专 用 红 铅 笔,并 在 划 印 两 端 做 出 明 显 标 记 。 划印 后,应 复 查 弧 垂 无 误 后,并 自 划 印 点 量 出 应 切 割 的 线 长,即 可 切 断 导 线 。
( 二 ) 一 次 紧 线 法所 谓 一 次 紧 线 法,是 在 划 印 后,由 施 工 人 员 在 杆 塔 上 将 导,地 线 卡 入 耐 张 线 夹,将 其 挂 上 杆 塔,松 去 紧 线器 。 这 种 操 作 方 法 是 因 架 空 线 不 需 再 行 松 下 落 地 而 得 名 。 其 优 点 是 不 用 松 线,减 少 对 交 叉 跨 越 处 的 阻 碍 时间 ; 但 其 高 空 作 业 量 大,不 利 于 保 证 卡 线 质 量 。
( 三 ) 二 次 紧 线 法二 次 紧 线 法 是 当 高 空 划 印 后,将 导,地 线 放 松 落 地,由 地 面 人 员 根 据 印 记 操 作 卡 线,同 时 组 装 绝 缘 子 串,
再 次 紧 线 。 高 空 作 业 人 员 只 需 待 绝 缘 串 接 近 杆 塔 上 的 球 头 挂 坏 时,立 即 将 球 头 套 入 绝 缘 子 碗 头,插 入 弹 簧 销完 成 挂 线 操 作 。
二 次 紧 线 法 的 优 点 是,
!& 高 空 作 业 量 小 ;
$& 有 利 于 保 证 卡 线 质 量 。
其 缺 点 是,
!& 多 一 次 松,紧 线 操 作 ;
$& 增 加 对 交 叉 跨 越 处 的 阻 碍 时 间 。
通 常 对 小 截 面 导 线 皆 使 用 一 次 紧 线 法 。
·*%)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册四,紧 线 的 安 全 要 求
!" 紧 线 时 应 在 基 础 混 凝 土 强 度 达 到 设 计 要 求 而 且 对 各 杆 塔 均 已 检 验 合 格 后 方 可 进 行 。
#" 紧 线 用 的 牵 引 地 锚 距 紧 线 杆 塔 的 距 离 不 得 小 于 杆 塔 高 度 的 #"$ 倍 。 牵 引 绳 对 地 夹 角 不 宜 大 于 %$&,以减 少 对 紧 线 杆 塔 横 担 的 下 压 力 。
%" 紧 线 段 内 的 越 线 架,交 通 要 道 以 及 导 线 接 头 通 过 放 线 滑 车 时 均 应 设 专 人 护 线,发 现 异 常 现 象 立 即 停止 紧 线 。
’" 紧 线 时 工 作 人 员 不 得 在 导 线 下 面 停 留 。 当 导 线,避 雷 线 拉 紧 即 将 离 地 时,任 何 人 不 得 横 跨 导 线,避 雷线 。 非 工 作 人 员 应 离 开 导 线,避 雷 线 #$( 以 远 。
)" 耐 张 杆 塔 的 绝 缘 子 串 的 挂 线 金 具 靠 近 横 担 挂 线 点 时,应 停 止 紧 线,然 后 挂 线 人 员 方 可 到 挂 线 点 操 作挂 线 。 挂 线 完 毕 后 应 缓 慢 放 松 牵 引 绳,边 松 牵 引 绳 边 调 整 耐 张 杆 的 永 久 拉 线 和 临 时 拉 线,并 观 察 电 杆 有 无 变形 。
*" 为 保 证 导 线 和 杆 塔 的 安 全,挂 线 时,孤 立 档 或 较 短 的 耐 张 段 的 导 线 过 牵 引 长 度 应 符 合 下 列 要 求,
!
档距 大 于 %$$( 时 允 许 过 牵 引 长 度 为 #$$((。
"
紧 线 档 距 离 #$$+ %$$( 时,过 牵 引 长 度 不 宜 大 于 档 距 的 $"),。
#
紧 线 档 距 在 #$$( 以 下 时,按 导 线 的 安 全 系 数 不 小 于 #"$ 进 行 控 制 。
五,紧 线 施 工 要 求紧 线 时,每 一 耐 张 杆 受 张 力 的 反 方 向 除 了 有 正 式 拉 线 外,还 应 装 设 临 时 拉 线,以 防 紧 线 时 横 担 产 生 偏 扭,
临 时 拉 线 在 杆 上 固 定 点 应 尽 量 靠 近 导 线 的 固 定 点 。
图 !!- ’’ 两 线 同 时 紧 线 的 方 法加 施 工 条 件 许 可,还 可 采 用 对 两 根 边 线 同 时 收 紧 的 方 法,如 图 !!
- ’’ 所 示 。 紧 线 用 的 绞 磨 与 耐 张 杆 的 水 平 距 离 应 不 小 于 地 面 到 导 线悬 挂 点 这 段 距 离 的 两 倍 。 如 导 线 截 面 较 小,可 用 人 力 拉 紧 导 线 进 行 收线 。 如 在 紧 线 时 导 线 张 力 太 大,牵 引 钢 丝 绳 与 导 线 的 连 接 须 用 特 制 的紧 线 钳 。 常 用 的 紧 线 钳 有 三 角 式,蛙 式 等 几 种,见 图 !! - ’)。 如 缺 少紧 线 钳 时,亦 可 自 制 木 质 螺 栓 线 夹,如 图 !!- ’* 所 示 。 木 质 螺 栓 线 夹 是 用 两 块 带 相 槽 硬 木 和 紧 固 螺 栓,硬 木槽 的 大 小 应 与 导 线 的 直 线 相 配 合 。
图 !!- ’) 紧 线 钳
." 三 角 紧 线 钳 /" 蛙 式 紧 线 钳用 线 夹 或 紫 线 线 钳 夹 握 导 线 时,应 在 导 线 上 包 以 麻 布 或 铝 带,以 免 导 线 夹 伤 。
紧 线 时,将 导 线 钳 或 线 夹 在 固 定 电 杆 上,并 收 紧 导 线 。 这 时 应 选 一 挡 用 来 观 察 导 线 的 弛 度 。 观 测 弛 度 这一 挡 距 大 小 要 适 中,高 差 不 要 相 差 太 大,一 般 选 在 耐 张 段 中 间 附 近 几 挡 。
担 负 弛 度 观 察 的 电 工 登 杆 后,把 弛 度 板 固 定 在 两 端 电 杆 上,其 位 置 是 从 固 定 导 线 点,沿 杆 向 下 量 取 当 时气 温 下 的 弛 度 值,然 后 由 观 察 弛 度 的 电 工,以 目 力 由 本 杆 的 弛 度 板 瞄 准 对 面 杆 上 的 弛 度 板,命 令 紧 线,当 导 线的 线 条 正 好 与 对 面 杆 的 弛 度 扳 成 一 直 线 相 切 时 即 可 停 止 紧 线 图 !! - ’0。 最 后 绑 扎 固 定 各 杆 上 导 线,紧 线 工
·1%)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !!" #$ 木 质 螺 栓 线 夹作 即 告 完 成 。
图 !!" #% 观 测 导 线 的 弛 度六,紧 线 的 施 工 方 法紧 线 前,应 检 查 导 线 是 否 都 放 在 滑 车 中 。 小 段 紧 线 亦 可 将 导 线 放 在 针 式 绝 缘 子 的 顶 部 沟 槽 内 。 不 允 许将 导 线 放 在 铁 横 担 上,以 免 磨 伤 。
紧 线 时 要 有 统 一 的 指 挥,明 确 的 松 紧 信 号 。 指 挥 人 员 要 根 据 观 测 档 对 弧 垂 观 测 的 结 果,指 挥 松 紧 导 线 。
各 种 导 线 在 不 同 温 度 下 的 弧 垂 值,因 地 区 气 象 特 点 而 不 同 。 不 同 气 象 地 区,应 根 据 本 地 区 电 力 部 门 规 定 的 弧垂 进 行 紧 线 。
图 !!" #& 紧 线 图紧 线 时,一 般 应 做 到 每 基 电 杆 有 人,以 便 及 时 松 动 导 线,使 导线 接 头 能 顺 利 越 过 滑 车 或 绝 缘 子 。
一 般 中 小 型 铝 绞 线 和 钢 芯 铝 绞 线 可 用 紧 线 钳 紧 线,紧 线 方 法见 图 !!" #&。
先 将 导 线 通 过 滑 轮 组,用 人 力 初 步 拉 紧 。 然 后,将 紧 线 钳 上 钢丝 绳 松 开,固 定 在 横 担 上 。 紧 线 钳 的 错 口 夹 住 导 线 ( 导 线 上 应 包 缠麻 布 ) 。 紧 线 时,横 担 两 侧 的 导 线 应 同 时 收 紧,以 免 横 担 受 力 不 均而 歪 斜 。
紧 线 时,要 根 据 当 时 的 气 温,确 定 导 线 的 弧 垂 值 。 观 测 弧 垂 的 方 法 是,在 耐 张 段 内 选 择 一 个 标 准 档 距,在该 档 距 的 两 端 电 杆 上,根 据 要 求 的 弧 垂 值,各 绑 一 横 板 ( 弛 度 尺 ),见 图 !! " #’。 当 导 线 紧 到 观 察 档 导 线 弛 度最 低 点 和 两 块 横 板,三 点 成 一 条 直 线 时 就 可 以 了 。 注 意 使 用 新 铝 导 线 紧 线 时 要 比 弧 垂 表 规 定 值 平 均 多 紧
!() * +,),以 便 在 导 线 受 拉 力 发 生 初 伸 长 时,仍 保 证 弧 垂 合 适 。
·,#(· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !!" #$ 弧 垂 观 测 方 法七,常 见 的 导 线 固 定 方 法导 线 在 绝 缘 子 上 通 常 用 绑 扎 方 法 来 固 定 。 绑 扎 方 法 因 绝 缘 子 形 式 和 安 装 地 点 的 不 同 而 异,常 用 的 有 以下 几 种 。
( 一 ) 顶 绑 法顶 绑 法 用 于 直 线 杆 针 式 绝 缘 子 的 固 定 绑 扎 。 铝 导 线 绑 扎 时 应 先 在 导 线 绑 扎 处 先 绑 好 !%&’’ 长 的 铝 包带 。 所 用 铝 包 带 宽 为 !&’’,厚 为 !’’。 绑 扎 材 料 应 与 导 线 材 料 相 同,其 直 径 在 ()*+,’’ 范 围 内 。 绑 扎 步 骤如 图 !!" %& 所 示 。
图 !!" %& 针 式 绝 缘 子 顶 绑 法这 种 方 法 一 般 适 用 !+ !&-,直 线 杆 针 式 绝 缘 。
( 二 ) 侧 绑 法侧 绑 法 用 于 转 角 杆 和 !-,以 下 的 直 线 杆 的 针 式 绝 缘 子 的 固 定 绑 扎 。 铝 导 线 绑 扎 时 应 先 在 导 线 绑 扎 处 绑好 !%&’’ 长 铝 带 。 导 线 应 放 在 绝 缘 子 颈 部 外 侧 。 若 由 于 绝 缘 子 顶 槽 太 浅,直 线 杆 也 可 以 用 这 种 方 法 绑 扎 。
侧 绑 法 如 图 !!" %! 所 示 。
( 三 ) 终 端 绑 扎 法终 端 绑 扎 法 适 用 于 终 端 杆 蝶 式 绝 缘 子 上 导 线 绑 扎 。 首 先 在 与 绝 缘 子 接 触 部 位 的 铝 导 线 外 绑 上 铝 包 带,
然 后,把 预 缠 成 圈 的 绑 线 一 端 留 出 长 (&&+ (%&’’,夹 在 导 线 之 间,再 用 绑 线 在 导 线 上 绑 扎,第 一 圈 应 离 蝶 式绝 缘 子 裙 边 /&’’,绑 扎 到 规 定 长 度 后 与 短 头 扭 绞 (+,圈,余 线 剪 断 压 平 。 最 后 把 折 回 导 线 向 反 方 向 弯 曲,
如 图 !!" %( 所 示 。
( 四 ) 用 耐 张 线 夹 固 定 导 线在 导 线 需 要 安 装 线 夹 部 分,用 同 规 格 的 线 股 缠 绕 。 其 方 向 与 导 线 外 层 线 股 缠 绕 方 向 一 致 。 两 端 各 留 长
!&’’。 安 装 线 夹 时,先 将 全 部 0 形 螺 栓 及 压 板 稍 稍 拧 紧 。 然 后 按 图 !!" %,中 所 示 的 !,(),,# 顺 序 最 后 拧 紧
·!#%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇图 !! " #! 针 式 绝 缘 子 侧 绑 法图 !! " #$ 终 端 绑 扎 法复 查 。
图 !! " #% 耐 张 线 夹 固 定 法
( 五 ) 导 线 的 固 定 应 牢 固,可 靠,且 应 符 合 下 列 规 定,
!& 直 线 角 度 杆导 线 应 固 定 在 针 式 绝 缘 子 转 角 外 侧 的 凹 槽 内 。
$& 直 线 跨 越 杆导 线 应 固 定 在 外 侧 瓷 瓶 上,中 相 导 线 应 固 定 在 右 侧 瓷 瓶 上 ( 面 向 电 源 侧 ),导 线 本 体 不 应 在 固 定 处 出 现 角度 。
%& 裸 铝 导 线 在 绝 缘 子 或 线 夹 上 固 定 时,应 缠 铝 包 带,缠 绕 长 度 应 超 出 接 触 部 分 %’((。
)& 裸 铝 导 线 在 蝶 式 绝 缘 子 上 作 耐 张 且 采 用 绑 扎 方 式 固 定 时,其 接 触 部 分 应 缠 铝 包 带 。 绑 扎 长 度 不 应 小于 表 !! " !$ 所 例 数 值 。
·$)#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册表 !! " !# 绑 扎 长 度 值导 线 截 面 $%%
#
绑 扎 长 度 $%%
&’" (),&*’" () 及 以 下
&’" +)
!()
#))
八,导 线 固 定 工 艺在 低 压 和 !) 千 伏 高 压 的 架 空 线 上,一 般 都 用 瓷 瓶 作 为 导 线 的 支 持 物 。 直 线 杆 上 的 导 线 与 瓷 瓶 的 贴 靠 方向 应 为 同 一 方 向 ; 转 角 杆 上 的 导 线,必 须 贴 靠 在 瓷 瓶 外 侧,导 线 在 瓷 瓶 上 的 固 定,均 采 用 绑 扎 方 法,裸 铝 绞 线因 质 地 过 软,而 绑 扎 线 较 硬,且 绑 扎 时 用 力 过 大,故 在 绑 扎 前 需 在 铝 绞 线 上 包 缠 一 层 保 护 层,包 缠 长 度 以 两 端各 伸 出 绑 扎 处 #) 毫 米 为 准 。
( 一 ) 顶 绑 法一 般 用 于 固 定 值 线 杆 针 式 绝 缘 子 的 导 线,其 操 作 方 法 如 图 !! " (,所 示 。 绑 扎 时 首 先 在 导 线 绑 扎 处 绑 扎
!() 毫 米 长 的 铝 带 。 所 用 铝 带 的 宽 为 !) 毫 米,厚 为 ! 毫 米,绑 线 的 材 料 应 与 导 线 材 料 相 同,直 径 应 为 #-,/ 0
毫 米 范 围 内,绑 扎 步 骤 如 下,
图 !! " (,针 式 瓷 瓶 的 顶 绑 法
!- 把 绑 扎 线 绕 成 卷,在 绑 线 的 一 端 留 出 一 个 长 约 为 #() 毫 米 的 短 头,用 短 头 在 绝 缘 子 左 侧 的 导 线 上 绑 绕
0 圈,方 向 是 从 导 线 外 侧 经 导 线 上 方,绕 向 导 线 内 侧 [ 图 !! " (,( 1) ] 所 示 。
#- 用 绑 线 在 绝 缘 子 颈 部 内 侧,绕 到 绝 缘 子 右 侧 的 导 线 上 绑 绕 0 圈,其 方 向 是 从 导 线 下 方,经 外 侧 绕 向 上方 [ 图 !! " (,( 2) ] 所 示 。
0- 用 绑 线 在 绝 缘 子 颈 部 外 测,绕 到 绝 缘 子 左 侧 导 线 上 再 绑 绕 0 圈,其 方 向 是 由 导 线 下 方 经 内 侧 绕 到 导线 上 方 [ 图 !! " (,( 3) ] 所 示 。
,- 用 绑 线 从 绝 缘 子 颈 部 内 侧,绕 到 绝 缘 子 右 侧 导 线 上,并 再 绑 绕 0 圈 - 其 方 向 是 由 导 线 下 方 经 外 侧 绕 向导 线 上 方 [ 图 !! " (,( 4) ] 所 示 。
(- 以 后 重 复 图 !! " (,( 3) 所 示 作 法,把 绑 线 绕 瓷 瓶 颈 槽 到 导 线 右 边 下 侧,并 斜 压 住 顶 槽 中 导 线,继 续 绑扎 到 绝 缘 子 左 边 下 侧 [ 图 !! " (,( 5) ] 所 示 。
.- 以 导 线 左 边 下 侧 按 逆 时 针 方 向 围 绕 瓷 瓶 颈 槽 到 右 边 导 线 下 侧 [ 图 !!"(,( 6) ] 所 示 。
+- 把 绑 线 从 导 线 右 边 下 侧 斜 压 住 顶 槽 中 导 线,并 绕 导 线 左 边 下 侧,使 顶 槽 中 导 线 被 绑 线 压 成 7 形 [ 图 !!
" (,( 8) ] 所 示 。
9- 最 后 将 绑 线 从 导 线 左 边 下 侧 按 顺 时 针 方 向 围 绕 瓷 瓶 颈 槽 到 绑 线 的 另 一 端,相 交 于 瓷 瓶 中 间,并 互 绞,
·0,(·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇圈 后 剪 去 余 端 [ 图 !! " #$( %) ] 所 示 。
( 二 ) 颈 绑 法颈 绑 法 是 转 角 杆 针 式 绝 缘 子 上 的 绑 扎 方 法 。 把 导 线 放 在 绝 缘 子 颈 部 外 侧,( 若 直 线 杆 的 绝 缘 子 顶 槽 太浅,无 法 采 用 顶 绑 时,直 线 杆 也 可 采 用 这 种 绑 扎 方 法 ) 。 导 线 在 进 行 额 绑 时,首 先 在 导 线 绑 扎 处 同 样 要 绑 扎 一定 长 度 的 铝 带,步 骤 如 囹 !! " ## 所 示 。
图 !! " ## 针 式 瓷 瓶 的 颈 绑 法
!& 把 绑 线 短 的 一 端 在 贴 近 瓷 瓶 处 的 导 线 右 边 缠 绕 ’ 圈,然 后 与 另 一 端 绑 线 互 统 ( 圈 [ 如 图 !! " ##( )) ] 所示,并 把 导 线 嵌 入 瓷 瓶 颈 部 的 嵌 线 槽 内 。
*& 接 着 把 绑 线 从 瓷 瓶 背 后 紧 紧 地 绕 到 导 线 的 左 下 方 [ 如 图 !! " ##( +) ] 所 示 。
’& 随 着 把 绑 线 从 导 线 的 左 下 方 围 绕 到 导 线 右 上 方,并 如 同 上 法 再 把 绑 线 绕 瓷 瓶 一 圈 [ 如 图 (,) 所 示 ] 。
$& 然 后 把 绑 线 再 绕 到 导 线 左 上 方,并 继 续 绕 到 右 下 方,使 绑 线 在 导 线 上 形 成 - 形 的 交 绑 状 [ 如 图 !! " ##
(,),( /) 所 示 ] 。
#& 最 后 把 绑 线 绕 到 导 线 左 上 方,并 贴 近 瓷 瓶 处 紧 缠 导 线 ’ 圈 后,向 瓷 瓶 背 后 部 绕 去,与 另 一 端 绑 线 紧 绞
( 圈 后,剪 去 余 端 [ 如 图 !! " ##( 0) 所 示 ] 。
( 三 ) 终 端 绑 扎 法终 端 绑 扎 法 是 终 端 杆 蝶 式 绝 缘 子 的 绑 扎 方 法,如 图 !! " #( 所 示 。
图 !! " #( 终 端 绑 扎 法其 操 作 步 骤 如 下,
!& 首 先 在 与 绝 缘 子 接 触 部 分 的 铝 导 线 上 绑 以 铝 带,然 后 把 绑 线 绕 成 卷,在 绑 线 一 端 留 出 一 个 短 头,长 度为 *11 2 *#1 毫 米 ( 绑 扎 长 度 为 !#1 毫 米 时,短 头 长 度 为 *11 毫 米,绑 扎 长 度 为 *11 毫 米 时,短 头 长 度 为 *#1 毫米 ) 。
*& 把 绑 线 短 头 夹 在 导 线 与 折 回 导 线 之 间,再 用 绑 线 在 导 线 上 绑 扎,第 一 圈 应 距 蝶 式 绝 缘 子 表 面 31 毫 米,
绑 扎 到 规 定 长 度 后 与 短 头 扭 绞 * 2 ’ 圈,余 线 剪 去 压 平,最 后 把 折 回 导 线 反 方 向 弯 曲 。
’& 绑 扎 长 度 不 小 于 下 表 !! " !’。
( 四 ) 用 耐 张 线 夹 固 定 导 线 法
!& 用 紧 线 钳 先 将 导 线 收 紧,使 导 线 弧 垂 比 所 要 求 的 数 值 稍 小 一 些,然 后 在 导 线 需 要 安 装 线 夹 的 部 分 用同 规 格 的 线 股 缠 绕,缠 绕 时,应 从 一 端 开 始 绕 向 另 一 端,其 方 向 应 与 导 线 外 层 线 股 缠 绕 方 向 一 致 。 缠 绕 长 度
·$$#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册应 露 出 线 夹 两 端 !" 毫 米 。
表 !!# !$ 绑 扎 长 度导 线 截 面 ( 平 方 毫 米 ) 绑 扎 长 度 ( 毫 米 )
%&# ’( 及 以 下 !’"
%&# ’" )""
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+&# !,及 以 下 !""
+!# )’- $" !’"
+&# ’"-,’ )""
)/ 卸 下 线 夹 的 全 部 0 形 螺 栓,使 耐 张 线 夹 的 线 槽 紧 贴 导 线 缠 绕 部 分,然 后 装 上 全 部 0 形 螺 栓 及 压 板,并稍 拧 紧 。 最 后 按 图 !!# ’* 所 示 的 !,),$,1 顺 序 拧 紧 。 在 拧 紧 过 程 中,要 使 线 夹 受 力 均 匀,不 要 使 线 夹 的 压 板偏 斜 和 卡 碰 。 所 有 螺 丝 全 部 拧 紧 后,再 逐 个 检 查 并 反 复 紧 一 次 。
图 !!# ’* 耐 张 线 夹 固 定 法
( 五 ) !" 千 伏 及 以 下 线 路 的 导 线 排 列 规 定图 !!# ’2 结 间 距 离
!/!" 千 伏 直 线 杆 应 采 用 三 角 形 排 列,耐 张 杆,终 端 杆 可 采 用 水 平排 列 。 导 线 间 的 最 小 距 离 不 应 小 于 "/2 米 。 如 图 !!# ’2 所 示 。
)/! 千 伏 以 下,应 采 用 水 平 排 列 。 导 线 间 的 水 平 距 离 不 应 小 于 "/1
米 。 靠 近 电 杆 的 两 导 线 间 水 平 距 离 不 应 小 于 "/’ 米 。
九,导 线 在 瓷 瓶 上 固 定 方 法导 线 在 瓷 瓶 上 用 绑 扎 方 法 加 以 固 定 。 绑 扎 用 的 扎 线 应 与 导 线 使 用相 同 材 料,铝 线 外 部 尚 需 加 绑 一 层 铝 包 带 。 绑 扎 导 线 与 软 铝 包 带 的 长度 见 表 !!# !1。
·’1’·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇表 !! " !# 绑 扎 导 线 与 软 铝 包 带 长 度 表导 线 截 面
( 毫 米 )
$
顶 扎 法 和 颈 扎 法 终 端 扎 法铝 带 长 度 ( 米 ) 绑 线 长 度 ( 米 ) 铝 带 长 度 ( 米 ) 绑 带 长 度 ( 米 )
%& 以 下 &’% $’( !’% ) * #
+& * !$& &’+ $’( $’& )’% * #’%
导 线 在 瓷 瓶 上 绑 扎 方 法 见 图 !! " %,,!! " -& 和 !! " -!。
图 !! " %,颈 扎 法 图 !! " -& 顶 扎 法
!’ 颈 扎 法 。 方 法 见 图 !! " %,所 示 。
$’ 顶 扎 法 。 方 法 见 图 !! " -& 所 示 。
·-#%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册图 !! " #! 终 端 扎 法
$% 终 端 扎 法 。 方 法 见 图 !! " #! 所 示 。 如 截 面 较 大,导 线 的 弯 头 较 难 做,可 用 耐 张 线 夹 固 定,在 导 线 与 瓷瓶 相 接 触 的 部 分,也 要 用 铝 包 带 把 导 线 包 起 来 加 以 保 护 导 线 。
第 六 节 电 杆 组 装 施 工 技 术架 空 线 路 的 杆 塔 具 有 高,大,重 的 特 点,起 立 杆 塔 基 本 上 有 整 体 起 立 和 分 解 起 立 两 种 方 式,整 体 起 立 杆 塔的 优 点 是,绝 大 部 分 组 装 工 作 可 在 地 面 上 进 行,高 空 作 业 量 少,施 工 比 较 安 全 方 便 。 架 空 配 电 线 路 均 应 尽 可能 采 用 整 体 起 立 的 方 法 。 这 就 必 须 在 起 立 之 前 对 杆 塔 进 行 组 装 。 所 谓 组 装,就 是 根 据 图 纸 及 杆 型 装 置 杆 塔本 体,横 担,金 具,绝 缘 子 等 。
一,电 杆 及 各 部 件 的 质 量 要 求在 电 杆 组 装 之 前,应 依 据 图 纸 对 电 杆 及 各 部 件 的 规 格 和 质 量 做 一 次 检 查,避 免 把 不 符 合 要 求 的 部 件 用 到工 程 上 去,影 响 整 个 线 路 系 统 的 质 量 。
( 一 ) 钢 筋 混 凝 土 电 杆首 先 要 求 电 杆 高 度 须 符 合 设 计 要 求,因 为 电 杆 的 高 度 是 由 导 线 弛 度,导 线 与 地 面 间 的 允 许 距 离,线 路 电压 等 条 件 所 决 定 的 。 导 线 最 低 点 与 地 面 之 间,必 须 保 证 有 足 够 的 距 离,因 为 在 导 线 下 面 不 仅 要 通 过 行 人,而且 要 通 过 各 种 车 辆 。 其 次 是 电 杆 梢 径 应 符 合 设 计 要 求,因 为 电 杆 梢 径 不 同,其 承 力 情 况 也 不 同,它 是 影 响 线路 质 量 的 一 个 重 要 方 面 。 另 外 还 要 求 电 杆 表 面 光 洁 平 整,壁 厚 均 匀,没 有 露 筋,跑 浆 等 现 象 ; 不 应 有 纵 向 裂纹,横 向 裂 纹 的 宽 度 不 应 超 过 &%!’’,预 应 力 混 凝 土 电 杆 应 无 横 向 裂 纹 。 电 杆 本 身 不 应 有 超 过 杆 长 !(!&&&
的 弯 曲,且 顶 端 应 封 堵 良 好 。
( 二 ) 横 担 及 金 具配 电 线 路 普 遍 使 用 的 角 钢 横 担 及 其 它 采 用 黑 色 金 属 制 造 的 金 具 零 件 均 应 热 镀 锌,且 表 面 应 光 洁 无 裂 纹,
毛 刺,飞 边,砂 眼,气 泡 等 缺 陷 。 耐 张 线 夹 的 船 体 压 板 与 导 线 接 触 面 应 光 滑 。 遇 有 局 部 锌 皮 剥 落 者,除 锈 后 应涂 刷 红 樟 丹 及 油 漆 。
金 具 上 的 各 种 联 结 螺 栓 表 面 不 应 有 裂 纹,破 眼,锌 皮 剥 落 及 锈 蚀 等 现 象,螺 杆 与 螺 母 的 配 合 应 良 好,且 应有 防 松 装 置 。 所 用 防 松 装 置 亦 应 镀 锌 良 好,弹 力 合 适,厚 度 符 合 规 定 。
( 三 ) 绝 缘 子绝 缘 子 ( 包 括 瓷 横 担 绝 缘 子 ) 瓷 釉 表 面 应 干 净 光 滑,无 裂 纹,缺 釉,斑 点,烧 痕,气 泡 或 瓷 釉 烧 坏 等 缺 陷,瓷件 与 铁 件 组 合 无 歪 斜 现 象,且 结 合 紧 密,铁 件 镀 锌 良 好 。 型 号,规 格 符 合 设 计 要 求,且 有 出 厂 合 格 证 。 无 出 厂合 格 证 时 应 进 行 交 流 耐 压 试 验 或 用 )*&&+ 摇 表 测 量 其 绝 缘 电 阻 值 。
·,-*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇二,电 杆 组 装 施 工 项 目
( 一 ) 横 担 安 装 位 置高 压 架 空 配 电 线 路 导 线 成 三 角 形 排 列,最 上 层 横 担 ( 单 回 路 ) 距 杆 顶 距 离 宜 为 !""##,耐 张 杆 及 终 端 杆 宜为 $"""##。 低 压 架 空 线 路 导 线 采 用 水 平 排 列,最 上 层 横 担 距 杆 顶 的 距 离 不 宜 小 平 %""##; 当 高 低 压 共 杆 或多 回 路 多 层 横 担 时,各 层 横 担 间 的 垂 直 距 离 可 参 照 表 $$ & $’。
表 $$ & $’ 多 回 路 各 层 横 担 间 最 小 垂 直 距 离 (##
类 别 直 线 杆 分 支 或 转 角 杆高 压 与 高 压 !"" )’"(*""
高 压 与 低 压 $%"" $"""
低 压 与 低 压 *"" +""
各 横 担 须 平 行 架 设 在 一 个 垂 直 面 上,和 配 电 线 路 垂 直 。 高 低 压 合 杆 架 设 时,高 压 横 担 应 在 低 压 横 担 的 上方 。 直 线 杆 单 横 担 一 般 装 在 受 电 侧,,"-转 角 杆 及 终 端 杆 一 般 应 采 用 双 横 担,当 采 用 单 横 担 时,应 装 于 拉 线侧 。 遇 有 弯 曲 的 电 杆,单 横 担 应 装 在 弯 曲 的 凸 面,且 应 使 电 杆 的 弯 曲 与 线 路 的 方 向 一 致 。
( 二 ) 横 担 安 装将 电 杆 顺 线 路 方 向 放 在 杆 坑 旁 准 备 起 立 的 位 置 处,杆 身 下 两 端 各 垫 道 木 一 块,从 杆 顶 向 下 量 取 最 上 层 横担 至 杆 顶 的 距 离,划 出 最 上 层 横 担 安 装 位 置 。 先 把,型 抱 箍 套 在 电 杆 上,放 在 横 担 固 定 位 置 ; 在 横 担 上 合 好
/型 抱 铁,使,型 抱 箍 穿 入 横 担 和 抱 铁 的 螺 栓 孔,用 螺 母 固 定 。 先 不 要 拧 紧,只 要 立 杆 时 不 往 下 滑 动 即 可 。
待 电 杆 立 起 后,再 将 横 担 调 整 至 符 合 规 定,将 螺 帽 逐 个 拧 紧 。 调 整 好 了 的 横 担 应 平 正,端 部 上 下 歪 斜 及 左 右扭 斜 均 不 得 超 过 %"##。
瓷 横 担 安 装 应 符 合 下 列 规 定,垂 直 安 装 时,顶 端 顺 线 路 歪 斜 不 应 大 于 $"##; 水 平 安 装 时,顶 端 宜 向 上 翘起 ’- 0 $’-,顶 端 顺 线 路 歪 斜 不 应 大 于 %"##。
( 三 ) 杆 顶 支 座 安 装将 杆 顶 支 座 的 上,下 抱 箍 抱 住 电 杆,分 别 将 螺 栓 穿 入 螺 栓 孔,用 螺 母 拧 紧 固 定 。 如 果 电 杆 上 留 有 装 杆 顶支 座 的 孔 眼,则 不 用 抱 箍,可 将 螺 栓 直 接 穿 入 支 座 和 电 杆 上 的 孔 眼,用 螺 母 拧 紧 固 定 即 可 。
( 四 ) 绝 缘 子 安 装杆 顶 支 座 及 横 担 调 整 紧 固 好 后,即 可 安 装 绝 缘 子 。 安 装 前 应 把 绝 缘 子 表 面 的 灰 垢,附 着 物 及 不 应 有 的 涂料 擦 拭 干 净,经 过 检 查 试 验 合 格 后,再 进 行 安 装 。 要 求 安 装 牢 固,连 接 可 靠,防 止 积 水 。 悬 式 绝 缘 子 的 安 装,
尚 应 符 合 下 列 规 定,
!
与 电 杆,导 线 金 具 连 接 处,无 卡 压 现 象 ;
"
耐 张 串 上 的 弹 簧 销 子,螺 栓 及 穿 钉 应 由 上 向下 穿 。 当 有 特 殊 困 难 时 可 由 内 向 外 或 由 左 向 右 穿 入 。
#
绝 缘 子 裙 边 与 带 电 部 位 的 间 隙 不 应 小 于 ’"##。
三,钢 筋 混 土 电 杆 的 连 接 要 求等 径 分 段 钢 筋 混 凝 土 电 杆 和 分 段 的 环 形 截 面 锥 形 电 杆,均 必 须 在 施 工 现 场 进 行 连 接 。 钢 圈 连 接 的 钢 筋混 凝 土 电 杆 宜 采 用 电 弧 焊 接,其 焊 接 示 意 如 图 $$ & *% 所 示 。 当 采 用 气 焊 时,则 应 满 足 下 列 规 定,
!
钢 圈 的 宽度 不 应 小 于 $)"##。
"
加 热 时 间 宜 短,并 采 取 必 要 的 降 温 措 施 。 焊 接 后,当 钢 圈 与 水 泥 粘 接 处 附 近 水 泥 产 生宽 度 大 于 "1"’## 纵 向 裂 缝 时,应 予 补 修 。
#
电 石 产 生 的 乙 炔 气 体,应 经 过 滤 。
采 用 电 弧 焊 接 时 应 由 经 过 焊 接 专 业 培 训 并 经 考 试 合 格 的 焊 工 操 作 。
·!)’· 新 编 电 气 工 程 师 手 册四,卡 盘 安 装 要 求卡 盘 是 用 ! 型 抱 箍 固 定 在 电 杆 上 埋 于 地 下,其 上 口 距 地 面 不 应 小 于 "##$$,允 许 偏 差 为 % "#$$,如 图 &&
’ () 所 示 。 一 般 是 在 电 杆 立 起 之 后,四 周 分 层 回 填 土 夯 实 至 卡 盘 安 装 位 置 时,将 卡 盘 固 定 在 电 杆 上,然 后 再继 续 填 土 夯 实 。
图 &&’(* 钢 圈焊 接 示 意 图图 &&’ () 卡 盘 安 装卡 盘 安 装 在 直 线 路 上 时,应 与 线 路 平 行,并 应 在 线 路 电 杆 两 侧 交 替 埋 设 。 承 力 杆 上 的 卡 盘 应 埋 设 在 承 力测 。
五,电 杆 组 装 方 法架 空 线 路 的 杆 塔 具 有 高,大,重 的 特 点,起 立 杆 塔 基 本 上 有 整 体 起 立 和 分 解 起 立 两 种 方 式,整 体 起 立 杆 塔的 优 点 是,绝 大 部 分 组 装 工 作 可 在 地 面 上 进 行,高 空 作 业 量 少,施 工 比 较 安 全 方 便 。 架 空 配 电 线 路 均 应 尽 可能 采 用 整 体 起 立 的 方 法 。 这 就 必 须 在 起 立 之 前 对 杆 搭 进 行 组 装 。 所 谓 组 装,就 是 根 据 图 纸 及 杆 型 装 置 杆 塔本 体,横 担,金 具,绝 缘 子 等 。
( 一 ) 钢 筋 混 凝 土 电 杆 的 连 接 方 法等 径 分 段 钢 筋 混 凝 土 电 杆 和 分 段 的 环 形 截 面 锥 形 电 杆,均 必 须 在 施 工 现 场 进 行 连 接 。 钢 圈 连 接 的 钢 筋混 凝 土 电 杆 宜 采 用 电 弧 焊 接,当 采 用 气 焊 时,则 应 满 足 下 列 规 定,
!
钢 圈 的 宽 度 不 应 小 于 &+#$$。
"
加 热 时间 宜 短,并 采 取 必 要 的 降 温 措 施 。 焊 接 后,当 钢 圈 与 水 泥 粘 接 处 附 近 水 泥 产 生 宽 度 大 于 #,#" $$ 纵 向 裂 缝时,应 予 补 修 。
#
电 石 产 生 的 乙 炔 气 体,应 经 过 滤 。
采 用 电 弧 焊 接 时 应 由 经 过 焊 接 专 业 培 训 并 经 考 试 合 格 的 焊 工 操 作,焊 接 时 应 符 合 下 列 规 定,
&,焊 接 前,钢 圈 焊 口 上 的 油 脂,铁 锈,泥 垢 等 物 应 清 除 干 净 。
*,钢 圈 应 对 齐 找 正,中 间 留 *- "$$ 的 焊 口 缝 隙 。 当 钢 圈 有 偏 心 时,其 错 口 不 应 大 于 *$$。
),焊 口 调 整 符 合 要 求 后,宜 先 点 焊 )- + 处,然 后 对 称 交 叉 施 焊 。 点 焊 所 用 焊 条 牌 号 应 与 正 式 焊 接 用 的焊 条 牌 号 相 同 。
+,当 钢 圈 厚 度 大 于 ($$ 时,应 采 用,形 坡 口 多 层 焊 接,焊 接 中 应 特 别 注 意 焊 缝 接 头 和 收 回 的 质 量 。 多层 焊 缝 的 接 头 应 错 开,收 口 时 应 将 熔 地 填 满 。 焊 缝 中 严 禁 堵 塞 焊 条 或 其 他 金 属 。 焊 缝 应 有 一 定 的 加 强 面,其高 度 和 遮 盖 宽 度 应 符 合 表 &&’ &( 的 规 定 。
·/+"·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇表 !!" !# 钢 圈 焊 缝 加 强 面 要 求焊 缝 加 强 面 尺 寸
$%%
钢 圈 厚 度 ! $%%
& !’ !’( )’
高 度 " !*+( )*+ )(,
宽 度 # !( ) )(,
示意图
+* 焊 缝 表 面 应 呈 平 滑 的 细 鳞 形 与 基 本 金 属 平 缓 连 接,无 折 皱,间 断,漏 焊 及 未 焊 满 的 陷 槽,并 不 应 有 裂纹 。 基 本 金 属 咬 边 深 度 不 应 大 干 ’*+%%,且 不 应 超 过 圆 周 长 的 !’-。
#* 在 雨,雪,大 风 天 气 时,应 采 取 妥 善 措 施 后,才 可 施 焊 。 施 焊 中 电 杆 内 不 应 有 穿 堂 风 。 当 气 温 低 于 "
)’.时,应 采 取 预 热 措 施,预 热 温 度 为 !’’( !)’.,焊 后 应 使 温 度 缓 慢 下 降 。 严 禁 用 水 降 温 。
/* 焊 完 后 的 整 杆 弯 曲 度 不 得 超 过 电 杆 全 长 的 )$!’’’,超 过 时 应 割 断 重 新 焊 接 。
0* 接 头 应 按 设 计 要 求 进 行 防 腐 处 理 。 可 将 钢 圈 表 面 铁 锈 和 焊 缝 的 焊 渣 与 氧 化 层 除 净,先 涂 刷 一 层 红 樟丹,干 燥 后 再 涂 刷 一 层 防 锈 漆 。
( 二 ) 横 担 安 装 方 法高 压 架 空 配 电 线 路 导 线 成 三 角 形 排 列,最 上 层 横 担 ( 单 回 路 ) 距 杆 顶 距 离 直 为 0’’%%,耐 张 杆 及 终 端 杆 宜为 !’’’%%。 低 压 架 空 线 路 导 线 采 用 水 平 排 列,最 上 层 横 担 距 杆 顶 的 距 离 不 宜 小 于 )’’%%; 当 高 低 压 共 杆 或多 回 路 多 层 横 担 时,各 层 横 担 间 的 垂 直 距 离 可 参 照 表 !!" !/ 选 取 。
表 !!" !/ 多 回 路 各 层 横 担 间 最 小 垂 直 距 离 $%%
类 别 直 线 杆 分 支 或 转 角 杆高 压 与 高 压 0’’ 1+’$#’’
高 压 与 低 压 !)’’ !’’’
低 压 与 低 压 #’’,’’
各 横 担 须 平 行 架 设 在 一 个 垂 直 面 上,和 配 电 线 路 垂 直 。 高 低 压 合 杆 架 设 时,高 压 横 担 应 在 低 压 横 担 的 上方 。 直 线 杆 单 横 担 一 般 装 在 受 电 测,分 支 杆,2’3转 角 杆 及 终 端 杆 一 般 应 采 用 双 横 担,但 当 采 用 单 横 担 时,应装 手 拉 线 侧 。 遇 有 弯 曲 的 电 杆,单 模 担 应 装 在 弯 曲 的 凸 面,且 应 使 电 杆 的 弯 曲 与 线 路 的 方 向 一 致 。
将 电 杆 顺 线 路 方 向 放 在 杆 坑 旁 准 备 起 立 的 位 置 处,杆 身 下 两 端 各 垫 道 水 一 块,从 杆 顶 向 下 量 取 最 上 层 横担 至 杆 顶 的 距 离,画 出 最 上 层 横 担 安 装 位 置 。 先 把 4 形 抱 箍 套 在 电 杆 上,放 在 横 担 固 定 位 置 ; 在 横 担 上 合 好
5形 抱 铁,使 4 形 抱 箍 穿 入 横 担 和 抱 铁 的 螺 栓 孔,用 螺 母 固 定 。 先 不 要 拧 紧,只 要 立 杆 时 不 往 下 滑 动 即 可 。
待 电 杆 立 起 后,再 将 横 担 调 整 至 符 合 规 定,将 螺 帽 逐 个 拧 紧 。 调 整 好 了 的 横 担 应 平 正,端 部 上 下 歪 斜 及 左 右扭 斜 均 不 得 超 过 )’%%。
瓷 横 担 安 装 应 符 合 下 列 规 定,垂 直 安 装 时,顶 端 顺 线 路 歪 斜 不 应 大 于 !’%%; 水 平 安 装 时,顶 端 宜 向 上 翘起 +3( !+3,顶 端 顺 线 路 歪 斜 不 应 大 于 )’%%。
( 三 ) 杆 顶 支 座 安 装将 杆 顶 支 座 的 上,下 抱 箍 抱 住 电 杆,分 别 将 螺 栓 穿 入 螺 栓 孔,用 螺 母 拧 紧 固 定 。 如 果 电 杆 上 留 有 装 杆 顶
·’++· 新 编 电 气 工 程 师 手 册支 座 的 孔 眼,则 不 用 抱 箍,可 将 螺 栓 直 接 穿 入 支 座 和 电 杆 上 的 孔 阳,用 螺 母 拧 紧 固 定 即 可 。
( 四 ) 绝 缘 子 安 装杆 顶 支 座 及 横 担 调 整 紧 固 好 后,即 可 安 装 绝 缘 子 。 安 装 前 应 把 绝 缘 子 表 面 的 灰 垢,附 着 物 及 不 应 有 的 涂料 擦 拭 干 净,经 过 检 查 试 验 合 格 后,再 进 行 安 装 。 要 求 安 装 牢 固,连 接 可 靠,防 止 积 水 。 悬 式 绝 缘 子 的 安 装,
应 符 合 下 列 规 定,
!
与 电 杆,导 线 金 具 连 接 处,无 卡 压 现 象 ;
"
耐 张 串 上 的 弹 簧 销 子,螺 栓 及 穿 钉 应 由 上 向 下穿 。 当 有 特 殊 困 难 时 可 由 内 向 外 或 由 左 向 右 穿 入 。
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绝 缘 子 裙 边 与 带 电 部 位 的 间 隙 不 应 小 于 !"##。
六,立 杆 施 工架 空 配 电 线 路 施 工 常 用 立 杆 方 法 有,
$% 撑 杆 ( 架 杆 ) 立 杆 。 对 $"# 以 下 的 钢 筋 混 凝 土 电 杆 可 用 & 副 架 杆,轮 换 着 将 电 杆 顶 起,使 杆 根 滑 入 坑内 。 此 立 杆 方 法 劳 动 强 度 较 大 。
’% 用 汽 车 吊 立 杆 。 此 种 方 法 可 减 轻 劳 动 强 度,加 快 施 工 进 度,但 在 使 用 上 有 一 定 的 局 限 性,只 能 在 有 条件 停 放 吊 车 的 地 方 使 用 。
&% 用 抱 杆 立 杆 。 分 固 定 式 抱 杆 ( 独 立 抱 杆 或 人 字 抱 杆 ) 和 倒 落 式 抱 杆 ( 人 字 抱 杆 ) 。 这 是 立 杆 最 常 用 的方 法 。
倒 落 式 抱 杆 立 杆 采 用 人 字 抱 杆,可 以 起 吊 各 种 高 度 的 单 杆 或 双 杆,是 立 杆 最 常 用 的 方 法,其 现 场 布 置 见图 $$ ( )*。
图 $$ ( )* 倒 落 式 抱 杆 立 杆 示 意 图
$— 抱 杆 ; ’— 起 吊 钢 绳 ; &— 总 牵 引 绳 ; *— 制 动 钢 绳 ; !— 拉 绳倒 落 式 抱 杆 长 度 一 般 取 杆 长 的 $+’。 电 杆 放 置 时,应 将 杆 根 放 在 离 杆 坑 中 心 约 "%!# 处 ; 一 般 直 线 杆 杆身 沿 线 路 中 心 放 置 ; 转 角 杆 的 杆 身 应 与 内 侧 角 的 二 等 分 钱 垂 直 放 置 。 吊 点 的 分 布,$!# 及 以 下 的 电 杆 可 以 参照 表 $$ ( $,。
电 杆 立 起 后,要 进 行 杆 身 调 整,符 合 要 求 后 再 填 土 夯 实 。
调 整 杆 位,一 般 可 用 杠 子 拨 动,使 电 杆 移 至 规 定 位 置 。 调 整 杆 面,可 用 转 杆 器 或 用 绳 子 绑 在 电 杆 上,穿 入一 根 木 杠,以 推 磨 的 方 式 转 动 电 动 杆,使 横 担 达 到 正 确 方 向 。 调 直 杆 身 可 借 助 拉 绳 进 行 。 调 整 好 的 电 杆 应 满足 如 下 要 求,直 线 杆 的 横 向 位 移 不 应 大 于 !"##; 电 杆 的 倾 斜 不 应 使 杆 梢 的 位 移 大 于 半 个 梢 径 。 转 角 杆 的 横向 位 移 不 应 大 于 !"##; 转 角 杆 应 向 外 角 预 偏,紧 线 后 不 应 向 内 角 倾 斜,向 外 角 的 倾 斜 也 不 应 使 杆 梢 位 移 大 于一 个 梢 径 。 终 端 杆 应 向 拉 线 侧 预 偏,其 预 偏 值 不 应 大 于 杆 梢 直 径,紧 线 后 不 应 向 受 力 侧 倾 斜 。 调 整 符 合 要 求之 后,即 可 进 行 填 土 夯 实 工 作 。
回 填 土 时 应 将 土 块 打 碎,每 回 填 !"## 夯 实 一 次 。 对 松 软 土 质 的 基 坑,庆 增 加 夯 实 次 数 或 采 取 加 固 措施 。 夯 实 时 应 在 电 杆 的 两 对 侧 同 时 进 行 或 交 替 进 行,以 防 电 杆 移 位 或 倾 斜 。 当 回 填 土 至 卡 盘 安 装 位 置 时,即安 装 卡 盘 ; 然 后 再 继 续 回 填 土 并 夯 实,夯 实 后 的 基 坑 设 置 防 沉 土 层 。 土 层 上 部 面 积 不 宜 小 于 坑 口 面 积,培 土高 度 宜 高 出 地 面 &""##,在 电 杆 周 围 形 成 一 个 圆 形 土 台 。
·$!!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇表 !! " !# 锥 形 电 杆 吊 点 参 考 位 置电 杆 规 格杆 重
$ %&
一 点 起 吊位 置 距 杆顶 尺 寸 $’
二 点 起 吊 位 置 距 杆 顶 尺 寸 $’
上 吊 点 下 吊 点
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由 于 配 电 线 路 所 使 用 的 电 杆,没 有 送 电 线 路 的 杆 塔 笨 重,杆 型 结 构 也 比 较 简 单,这 就 给 立 杆 带 来 了 一 些便 利 条 件,可 以 使 用 一 些 轻 便 工 具,实 现 机 械 化,简 化 施 工 过 程 。 但 立 杆 仍 然 是 施 工 中 极 为 关 键 的 一 环,必 须引 起 思 想 上 的 充 分 重 视,做 好 一 切 准 备 工 作 ; 否 则,简 单 也 会 变 成 复 杂,甚 至 会 发 生 某 些 事 故 或 施 工 质 量 不 合要 求 。
( 一 ) 立 杆 的 准 备 工 作立 杆 前,首 先 应 对 参 加 立 杆 的 人 员 进 行 合 理 分 工,详 细 交 待 工 作 任 务,操 作 方 法 及 安 全 注 意 事 项 。 每 个参 加 施 工 人 员 必 须 听 从 施 工 负 责 人 的 统 一 指 挥 。 通 常 在 立 杆 工 作 量 特 别 大 时,为 加 快 施 工 进 度,可 以 使 用 流水 作 业 的 方 法,将 施 工 人 员 分 成 三 个 小 组,即 准 备 小 组,负 责 立 杆 前 的 现 场 布 置 ; 立 杆 小 组,按 要 求 将 电 杆 立至 规 定 位 置 后,将 三 面 ( 或 四 面 ) 临 时 拉 绳 结 扎 固 定 ; 整 杆 小 组,调 整 电 杆 垂 直 至 符 合 要 求,然 后 安 装 卡 盘,填土 夯 实 。
施 工 人 员 应 按 分 工 认 真 做 好 所 需 工 具 和 材 料 的 准 备 。 所 用 设 备 和 工 具,如 抱 杆,撑 杆,绞 磨,钢 丝 绳,麻绳,铁 锹,木 杠 等,必 须 有 足 够 的 强 度,且 应 操 作 灵 活,使 用 方 便 。 为 确 保 安 全,有 些 工 具 在 使 用 前 应 做 强 度 试验 。
严 密 进 行 立 杆 现 场 布 置 。 起 吊 设 备 安 放 位 置 要 恰 当,符 合 要 求 。 例 如 抱 杆 的 位 置,绞 磨 的 位 置,地 锚 的位 置 及 打 入 地 下 的 深 度 等 。
经 过 全 面 检 查,确 认 完 全 符 合 要 求 后,方 能 进 行 起 吊 工 作 。
( 二 ) 常 用 立 杆 方 法 分 类架 空 配 电 线 路 施 工 常 用 立 杆 方 法 有,
!,撑 杆 ( 架 杆 ) 立 杆 对 !)’ 以 下 的 钢 筋 混 凝 土 电 杆 可 用,副 架 杆,轮 换 着 将 电 杆 顶 起,使 杆 滑 入 坑 内此 立 杆 方 法 劳 动 强 度 较 大 。
/,用 汽 车 吊 立 杆 此 种 方 法 可 减 轻 劳 动 强 度,加 快 施 工 进 度,但 在 使 用 上 有 一 定 的 局 限 性,只 能 在 有 条件 停 放 吊 车 的 地 方 使 用 。
,,用 抱 杆 立 杆 分 固 定 式 抱 杆 ( 独 立 抱 杆 或 人 字 抱 杆 ) 和 倒 落 式 抱 杆 ( 人 字 抱 杆 ) 。 这 是 立 杆 最 常 用 的方 法 。
( 三 ) 立 杆 注 意 事 项
!,参 加 立 杆 的 每 个 工 作 人 员 必 须 严 格 按 照 操 作 规 程 办 事,并 能 熟 练 操 作 ; 在 整 个 施 工 过 程 中 应 由 一 人专 门 负 责 全 面 指 挥,参 加 施 工 的 每 个 人 员 应 绝 对 服 从,而 且 要 彼 此 配 合 密 切,协 调 。
/,起 吊 前 应 对 起 吊 机 具 做 严 密 的 检 查 和 必 要 的 性 能 试 验 。 抱 杆 放 置 位 置 应 正 确,并 应 根 据 不 同 地 形 做好 防 滑,防 沉 措 施 。
,,起 吊 速 度 要 均 匀,不 能 太 快 或 时 快 时 慢,工 作 人 员 应 分 开 站 在 电 杆 两 侧 ; 严 禁 立 杆 时 在 坑 内 工 作,以
·/11· 新 编 电 气 工 程 师 手 册防 倒 杆 伤 人 。
!" 立 杆 工 作 不 宜 中 途 间 断 。
#" 杆 身 调 整 完 毕,要 待 杆 坑 完 全 填 平 夯 实 之 后,才 可 撤 去 架 杆 或 拉 绳 等 起 吊 机 具,严 禁 过 早 上 杆 。
$" 上 杆 工 作 的 人 员 必 须 精 神 正 常,身 体 健 康,无 妨 碍 高 空 作 业 的 疾 病 。
( 四 ) 立 杆 施 工 操 作立 杆 一 般 有 板 立 法 和 吊 立 法 两 种,如 图 %% & $# 及 图 %% & $$。
图 %% & $# 扳 立 法 ( 一 点 起 吊 ) 现 场 布 置 示 意 图立 杆 用 的 工 具 主 要 有 抱 杆,滑 轮,绞 磨,钢 丝 绳,白 棕 绳,木 桩 和 铁 架 等 。 立 杆 前 必 须 按 事 先 定 好 的 杆 位桩 挖 好 坑,由 于 低 压 架 空 线 路 用 的 电 杆 较 小,一 般 不 用 底 盘 和 夹 盘,故 只 需 挖 成 比 杆 根 的 直 径 略 大 的 圆 坑,如图 %% & $’( 所 示 ; 如 采 用 板 立 法,则 尚 需 挖 一 下 槽 如 图 %% & $’) 所 示 。
图 %%&$$ 水 泥 杆 吊 立 法 现 场 布 置 示 意 图 图 %% & $’ 杆 坑 剖 视 图
(" 圆 杆 坑 )" 带 下 槽 的 圆 杆 坑
%" 板 立 法操 作 方 法 如 下,
( %) 将 制 动 杆 的 钢 丝 绳 一 端 结 在 水 泥 杆 根 部,另 一 端 在 制 动 杆 上 缠 绕 ! * # 匝 。
( +) 将 起 吊 钢 丝 绳 一 端 固 定 在 抱 杆 铁 帽 上,一 端 结 在 水 泥 杆 上 约 +,- 的 长 度 处 。
( -) 将 临 时 横 绳 结 在 钢 丝 绳 下 面,分 左,右,后 - 根 。 结 横 绳 时,应 预 先 考 虑 好 立 杆 后 不 用 登 相 拆 卸 的 措施 。
( !) 总 牵 引 地 锚 与 制 动 杠,杆 坑 中 心,,抱 杆 铁 帽 四 点 应 在 同 一 直 线 上,左 右 横 绳 应 与 杆 坑 中 心 为 垂 直 方向 的 同 一 直 线 。
( #) 将 总 牵 引 钢 丝 绳 的 一 端 与 抱 杆 铁 帽 联 结,另 一 端 通 过 滑 轮 组 引 到 绞 磨 处,并 在 绞 磨 绕 ! * # 匝,对 于 ’
*,米 轻 型 杆,若 不 用 滑 轮,绞 磨,亦 可 直 接 用 人 工 牵 引 竖 立 。
( $) 在 抱 杆 顶 部 结 上 两 根 白 棕 绳 或 麻 绳,作 为 抱 杆 脱 离 铁 帽 时 的 控 制 绳 。
( ’) 抱 杆 杆 根 撑 开 约 - * ! 米,放 置 在 靠 近 水 泥 杆 根 - * ! 米 处 。
(,) 用 人 工 掮 并 一 面 用 绞 磨 配 合 或 用 人 拉,将 抱 杆 起 立 到 $/0 * ’/0,调 整 抱 杆 位 置 和 抱 杆 与 水 泥 联 结 的起 吊 钢 丝 绳,并 做 好 防 止 抱 杆 脚 滑 动,下 陷 措 施 。
( 1) 完 成 以 上 准 备 工 作 后,即 可 开 始 立 杆,工 作 人 员 应 各 就 各 位,由 一 人 指 挥,用 绞 磨 或 人 工 牵 引 起 动 至杆 顶 离 地 /"# 米 时,应 暂 停 起 立,全 面 进 行 检 查 一 次,如 各 部 件 确 无 问 题,才 可 继 续 起 立 。
( %/) 制 动 杆 在 水 泥 杆 起 吊 前 应 先 拉 紧,力 量 相 当 于 水 泥 杆 的 重 量,制 动 杆 调 整 应 听 从 指 挥 人 员 统 一 指挥 。
( %%) 当 水 泥 杆 起 立 到 抱 杆 将 脱 离 铁 帽 时,应 有 人 掌 握 抱 杆 的 制 动 绳,使 抱 杆 慢 慢 降 落,以 免 抱 杆 落 地 时损 坏 。
·-##·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( !") 水 泥 杆 起 立 过 程 中,各 横 绳 应 听 从 统 一 指 挥,配 合 调 整,尤 其 起 立 至 #$% & ’$%时,绞 磨 要 降 低 速 度,
操 作 人 员 应 特 别 注 意 指 挥 人 员 的 指 挥,防 止 水 泥 杆 发 生 向 牵 引 方 向 倒 杆 事 故 ; 指 挥 人 员 应 考 虑 牵 引 方 向 的 钢丝 绳,滑 车 等 比 后 横 绳 重 的 特 点 。
( !() 水 泥 杆 立 好 后,须 检 查 调 整 水 泥 杆 方 向,做 好 临 时 拉 线 或 基 础 填 妥 后,方 可 拆 卸 立 杆 工 具 。
") 吊 立 法吊 立 法 与 板 立 法 不 同 之 点,吊 立 法 先 将 拖 杆 起 立,并 将 其 固 定 后,利 用 抱 杆 起 吊 水 泥 杆,如 图 !! * ++ 所示 。 操 作 方 法 如 下,
( !) 在 杆 坑 两 侧 打 好 抱 杆 横 绳 木 桩,两 侧 木 桩 与 杆 坑 中 心 三 点 必 须 成 一 直 线 。
( ") 将 水 泥 杆 中 心 移 到 杆 坑 处,在 抱 杆 顶 部 结 好 前 后 横 绳,装 好 滑 轮 组 后,用 人 工 掮 和 利 用 绞 磨 或 用 人 拉将 抱 杆 起 立,起 立 时 应 先 将 一 侧 横 绳 缠 绕 在 木 桩 上,随 起 立 而 徐 徐 松 开,抱 杆 立 好 后,应 做 好 防 止 杆 脚 滑 动 和下 陷 的 措 施,并 收 紧 固 定 前 后 横 绳 。
( () 将 总 牵 引 钢 丝 绳 一 端 固 定 在 滑 轮 上,用 一 根 短 钢 丝 绳 结 在 水 泥 杆 重 量 中 心,再 与 滑 轮 组 联 结,另 一 端在 抱 杆 根 部 通 过 一 只 单 滑 轮 在 绞 磨 上 缠 绕,& - 匝 ; 对 于 " &,米 等 重 量 较 轻 的 水 泥 杆 亦 可 不 用 绞 磨 而 用 人工 牵 引 。
(,) 将 绞 磨 后 端 钢 丝 绳 固 定 在 总 牵 引 地 锚 上 。
( -) 以 上 工 作 全 部 完 成 后,即 可 起 立,水 泥 杆 离 地 后,亦 应 全 面 检 查 一 次,确 无 问 题 后 方 可 继 续 立 杆 ; 前 后横 绳 应 有 人 看 管,防 止 抱 杆 侧 斜,当 水 泥 杆 根 进 入 杆 坑 时,绞 磨 牵 引 钢 丝 绳 即 可 徐 徐 松 出 。
( +) 水 泥 杆 立 好 后,须 检 查 调 整 水 泥 杆 方 向,基 础 填 妥 后,方 可 拆 卸 立 杆 工 具 。
施 工 人 员 均 应 在 距 离 杆 高 !)" 倍 范 围 以 外,非 施 工 人 员 均 不 得 进 入 施 工 范 围 内 。
第 七 节 工 程 验 收架 空 线 路 工 程 的 验 收 工 作 一 般 分 为,隐 蔽 工 程 验 收 检 查,中 间 验 收 检 查 及 竣 工 验 收 检 查 三 个 阶 段 。
一,隐 蔽 工 程 验 收隐 蔽 工 程 是 指 在 竣 工 后 无 法 检 查 的 工 程 部 分 。 其 内 容 大 致 有 以 下 几 项,
!/基 础 坑 深 。 包 括 电 杆 坑,拉 线 坑 。
"/预 制 基 础 埋 设 。 如 底 盘,卡 盘,拉 线 盘 的 规 格 与 安 装 位 置 。
(/各 种 连 接 管 的 规 格,压 接 前 的 内 外 径,长 度 及 压 接 质 量 。
,/接 地 装 置 的 安 装 。
二,中 间 验 收中 间 验 收 检 查 是 指 施 工 班 组 完 成 一 个 或 数 个 分 项 ( 基 础,杆 塔,接 地 等 ) 成 品 后 进 行 的 验 收 检 查 。 对 架 空线 路 施 工 来 讲,大 致 有 以 下 几 项 。
( 一 ) 电 杆 及 拉 线检 查 的 内 容 包 括,电 杆 焊 口 弯 曲 度 及 焊 接 质 量 ; 杆 身 高 度 及 扭 偏 情 况 ; 横 担 及 金 具 安 装 情 况 ( 应 平 整,紧密,牢 固,方 向 正 确 ) ; 拉 线 的 连 接 方 法 及 受 力 情 况 ; 回 填 土 情 况 。
( 二 ) 接 地检 查 内 容 是 实 测 接 地 电 阻 值,看 其 是 否 符 合 设 计 的 规 定 值 。
·,--· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 三 ) 架 线检 查 内 容 包 括,导 线 及 绝 缘 子 的 型 号 及 规 格 是 否 符 合 设 计 要 求 ; 金 具 的 规 格 及 连 接 情 况 ; 压 接 管 的 位 置及 数 量 ; 导 线 的 弛 度 ; 导 线 对 各 部 分 的 电 气 距 离 ; 电 杆 在 架 设 导 线 后 的 挠 度 ; 线 位 ; 导 线 连 接 的 质 量 ; 线 路 与 地面,建 筑 物 之 间 的 距 离 等 。
第 八 节 架 空 线 路 的 运 行 与 维 修架 空 线 路 的 电 压 在 !"# 以 下 称 为 低 压 架 空 线 路,超 过 !"# 称 为 高 压 架 空 线 路 。 架 空 线 路 的 施 工,主 要 包括 测 位,挖 坑,立 杆,横 担 组 装,拉 线 制 作 及 架 设 导 线 等 工 序 。 架 设 线 路 由 电 杆,导 线,金 具,绝 缘 子 和 拉 线 等组 成,其 结 构 如 图 !!$ %& 所 示 。
图 !!$ %& 钢 筋 混 凝 土 电 杆 装 置 示 意 图
! $ 低 压 五 线 横 担 ’ $ 高 压 二 线 横 担 ( $ 拉 线 抱 箍 ) $ 双 横 担
* $ 高 压 杆 顶 % $ 低 压 针 式 绝 缘 子 + $ 高 压 针 式 绝 缘 子 & $ 蝶 式绝 缘 子,$ 悬 式 绝 缘 子 及 高 压 蝶 绝 缘 子 !- $ 花 蓝 螺 丝 !! $ 卡 盘
!’ $ 底 盘 !( $ 拉 线 盘一,架 空 线 路 及 部 件 作 用
( 一 ) 电 杆电 杆 是 用 来 架 设 导 线,按 其 作 用 可 分 为 直 线 杆,耐 张 杆,转 角 杆,终 端 杆,分 支 杆,跨 越 杆,换 位 杆 等 。
!.直 线 杆 ( 又 称 中 间 杆 ) 用 于 线 路 的 直 线 段 的 中 间 部 分,用 来 支 持 导 线,绝 缘 子 和 金 具 。 正 常 情 况 下 能承 受 导 线 的 重 量 及 线 路 侧 面 的 风 力,但 不 能 承 受 线 路 方 向 的 拉 力,这 种 电 杆 占 全 部 电 杆 数 的 &-/左 右 。
’.耐 张 杆 ( 又 称 承 力 杆 ) 用 于 线 路 直 线 段 的 中 间 部 分 的 几 个 直 线 杆 之 间,或 有 特 殊 要 求 的 地 方,如 与 铁
·***·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇路,公 路,河 流,管 道 等 交 叉 处 。 在 断 线 事 故 和 架 线 时 紧 线 情 况 下,能 承 受 一 侧 导 线 的 拉 力 。
!"转 角 杆 用 于 线 路 的 转 弯 处,有 直 线 型 和 耐 张 型 两 种,可 根 据 转 角 的 大 小 及 导 线 截 面 的 大 小 而 定,能承 受 转 角 导 线 不 平 衡 的 拉 力 。
#"终 端 杆 用 于 线 路 的 首 端 和 终 端,在 正 常 情 况 下,能 承 受 线 路 方 向 全 部 导 线 的 拉 力 。
$"分 支 杆 用 于 线 路 的 分 路 处,是 在 一 根 电 杆 上 分 出 两 务 方 向 不 同 的 线 路 电 杆 。
%"跨 越 杆 用 于 线 路 与 铁 路,河 流,湖 泊,山 谷 及 其 他 交 叉 跨 越 处 的 两 侧 。
&"换 位 杆 用 于 线 路 中 导 线 需 要 换 位 处 。
( 二 ) 导 线导 线 是 用 来 输 送 电 能 的,导 线 架 设 在 电 杆 顶 部,绑 扎 固 定 在 绝 缘 子 上 。 架 空 线 路 的 导 线,一 般 采 用 ’( 型硬 铝 绞 线 和 ’)( 型 钢 芯 铝 绞 线 。 用 于 架 空 线 路 的 铝 绞 线,钢 芯 铝 绞 线 截 面 积 应 不 小 于 *%++
,
,高 压 架 空 线路,%- *./0 线 路 的 铝 绞 线 截 面 积 应 不 小 于 !$++
,; 钢 芯 铝 绞 线 截 面 积 应 不 小 于,$++
,; !$/0 的 线 路 不 应 小 于
!%++
,
,以 免 被 风 刮 断 。
( 三 ) 横 担横 担 装 在 电 杆 的 上 端,用 来 固 定 架 设 导 线 用 的 绝 缘 子 。 按 材 质 分 为,木 横 担,铁 横 担,陶 瓷 横 担 等 。 木 横担 因 易 腐 烂,使 用 寿 命 短,在 工 业 中 很 少 使 用 ; 铁 横 担 是 用 角 铁 制 成 的,因 坚 固 耐 用,已 被 广 泛 使 用,但 安 装 前应 该 镀 锌,以 免 生 锈 ; 陶 瓷 横 担 是 近 些 年 出 现 的 一 种 新 型 比 较 理 想 的 产 品,安 装 时 不 用 任 何 绝 缘 子,可 将 导 线直 接 固 定 在 陶 瓷 横 担 上,但 存 在 着 冲 击 碰 撞 易 于 破 碎 的 缺 点,在 施 工 中 应 尽 量 注 意,以 免 损 坏 。
横 担 的 安 装 形 式 有 复 合 横 担,正 横 担,交 叉 横 担,侧 横 担 等 。 复 合 横 担 用 于 线 路 起 点,端 点,耐 张 力 杆 上,
能 承 受 线 路 方 向 导 线 的 拉 力 ; 正 横 担 用 于 线 路 的 中 间 杆 或 转 角 角 度 不 大 的 杆 上,在 正 常 情 况 下,不 承 受 导 线的 拉 力 ; 交 叉 横 担 用 于 线 路 分 支 杆 上,承 受 线 路 一 定 方 向 导 线 的 拉 力 ; 侧 横 担 用 于 电 杆 与 建 筑 物 的 距 离 小 于规 定 距 离 时 。
( 四 ) 金 具金 具 包 括 架 空 线 路 中 所 用 的 抱 箍,线 夹,钳 接 管,垫 铁,穿 心 螺 栓,花 篮 螺 钉,球 头 挂 环,直 角 挂 板 和 碗 头挂 板 等 。
( 五 ) 绝 缘 子绝 缘 子 用 于 紧 固 导 线,保 持 导 线 对 地 的 绝 缘,按 外 形 分 为,针 式 绝 缘 子,蝴 蝶 绝 缘 子,盘 形 悬 式 绝 缘 子,作拉 线 用 的 棱 形 式 蛋 形 绝 缘 子 。 安 装 前 应 进 行 交 流 耐 压 试 验,并 将 表 面 的 污 垢 用 干 布 擦 拭 干 净,以 防 止 送 电 后发 生 闪 络 和 击 穿 。
( 六 ) 拉 线电 杆 架 线 后,发 生 了 受 力 不 平 衡 现 象,应 采 用 拉 线 来 稳 固 电 杆,有 时 由 于 电 杆 的 埋 设 基 础 不 牢 固,不 能 维持 电 杆 的 稳 固,可 使 用 拉 线 进 行 补 强 。 还 有 当 负 荷 超 过 电 杆 的 极 限 强 度 时,可 利 用 拉 线 来 减 小 弯 曲 力 矩 。
二,架 空 线 路 的 基 本 要 求
( 一 ) 线 路 的 基 本 要 求
*"线 路 路 径 的 基 本 要 求
( *) 架 设 线 路 的 路 径 尽 量 选 择 捷 径,地 形 不 复 杂,投 资 较 少 。
(,) 应 尽 量 少 占 农 田,避 开 洼 地,冲 刷 地 带 及 易 被 车 辆 碰 撞 的 地 方 。
( !) 应 尽 量 避 开 爆 炸 物,易 燃 物 和 可 燃 液 ( 气 ) 体 的 生 产 厂 房,仓 库,贮 罐 等 。
( #) 应 尽 量 把 线 路 架 设 在 公 路,道 路 的 两 侧,便 于 运 输,施 工 和 今 后 的 运 行 维 护 。
( $) 线 路 路 径 的 选 择 既 要 照 顾 到 当 前 的 需 要,又 要 考 虑 到 今 后 的 发 展,并 要 满 足 城 市 规 划 和 电 网 规 划,要留 有 一 定 的 裕 度 。
·%$$· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"架 空 线 路 应 避 免 在 下 列 处 所 架 设
( #) 国 家 的 纪 念 塔,碑 及 其 类 似 处 所 或 规 划 之 内 。
( !) 屋 顶,庭 圆,林 木 丛 生 之 地 。
( $) 山 洪,水 灾 较 多 之 处 。
( %) 生 产,贮 存 易 燃,易 爆 物 的 厂 房,库 房 等 处 所 。
( &) 生 产 腐 蚀 性 气 体,液 体 及 污 染 严 重 之 地 。
( ’) 不 易 通 过 的 山 河,湖 泊 及 基 础 不 易 稳 固 的 地 方 。
$"架 空 线 路 的 电 杆 应 避 开 在 下 列 处 所 埋 设
( #) 妨 碍 交 通 的 场 所 或 妨 碍 交 通 信 号 视 线 的 场 所 。
( !) 铁 路 路 基 取 土 处 及 路 基 斜 坡 面 。
( $) 地 下 管 道,暗 渠,电 力 电 缆,通 信 电 缆 及 其 他 地 下 设 施 埋 设 之 处 。
( %) 建 筑 物 及 地 道 出 入 口 。
( &) 车 马 通 行 频 繁 易 受 碰 撞 之 处 。
( ’) 临 河 岸 及 接 近 水 渠 之 处 。
( () 沙 地,沼 泽 地 及 泉 水 池 。
%"对 线 路 的 基 本 要 求
( #) 供 电 安 全 要 保 证 对 用 户 可 靠 地,不 间 断 地 供 电,就 要 保 证 线 路 架 设 的 质 量 并 加 强 运 行 维 修 工 作,防止 发 生 事 故 。
( !) 电 压 质 量 电 压 质 量 的 好 坏,直 接 影 响 着 用 电 设 备 的 安 全 和 经 济 运 行,供 电 电 压 #)*+ 及 以 下 高 压 供电 和 低 压 电 力 用 户 的 电 压 变 动 范 围 为,(-,低 压 照 明 用 户 为,#)- / 0 &-。
( $) 经 济 供 电 送 电 过 程 中 要 尽 量 降 低 线 路 损 耗 。
( 二 ) 架 空 线 路 的 档 距 要 求线 路 的 档 距 要 根 据 导 线 对 地 距 离,杆 塔 的 高 度 和 地 形 的 特 点 来 确 定,配 电 线 路 的 耐 张 段 长 度 不 宜 大 于
!*1。
#"高 压 线 路 城 市 %)/ &)1; 郊 区 ’)/ #))1。
!"低 压 线 距 城 市 %)/ &)1; 农 村 %)/ ’)1。
$"高 低 压 同 杆 架 设 线 路 档 距 选 择 应 满 足 低 压 线 路 的 技 术 要 求 。
%"在 野 外 及 居 民 区 的 配 电 线 路 在 条 件 许 可 的 范 围 内,应 尽 量 放 大 档 距 。
( 三 ) 电 杆 高 度 和 埋 深
#"电 杆 高 度 应 根 据 横 担 安 装 位 置,电 杆 埋 深,导 线 弧 垂 和 导 线 对 地 面 的 垂 直 距 离 来 确 定,可 用 下 列 公 式近 似 计 算,
电 杆 总 长 ( 高 度 ) 2 横 担 至 杆 顶 距 离 0 导 线 弧 垂 0 导 线 对 地 面 垂 直 距 离 0 电 杆 埋 入 深 度
!"电 杆 的 埋 深 应 根 据 电 杆 的 材 料,高 度,承 力 和 当 地 的 土 质 情 况 来 确 定 。 一 般 #&1 以 下 电 杆,埋 深 可 按杆 长 的 #3’ 计 算,但 最 少 不 得 小 于 #"&1,一 般 电 杆 埋 深 见 表 ##,#4。
表 ##,#4 电 杆 埋 设 深 度杆 高 31 5 4 #) ## #! #$ #&
埋 深 31 #"& #"’ #"( #"5 #"4 !"# !"$
( 四 ) 高 压 架 空 线 路 电 杆 的 要 求
#"木 杆
( #) 杆 身 不 应 有 腐 朽,有 腐 朽 的 电 杆 在 设 计 范 围 内 应 去 掉 腐 朽 部 分,涂 刷 防 腐 油 。
( !) 不 能 使 用 通 身 木 纹 呈 螺 旋 状 扭 曲 的 木 杆 。
·(&&·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( !) 杆 身 弯 曲,凡 两 端 中 心 连 接 已 超 出 杆 外 者 不 得 使 用,在 受 力 大 的 地 方,弯 曲 严 重 的 木 杆 也 不 得 使 用 。
( ") 未 裂 穿 的 干 缩 缝 允 许 深 度,不 得 超 过 梢 径 #$!,长 度 不 得 超 过 杆 长 的 #$%。
( &) 木 杆 的 外 皮 应 全 部 剥 干 净 。
( ’) 主 杆 梢 径 不 得 小 于,#()* 及 以 下 的 线 路 为 #’(++; 农 村 架 空 线 路 为 #"(++。
(,) 木 杆 接 腿 梢 径 不 应 小 于 主 杆 根 径 的 -&.,其 最 大 弯 曲 不 应 超 出 接 腿 长 度 的 #.。
%/混 凝 土 杆
( #) 杆 身 的 弯 曲 不 得 超 过 杆 长 的 %$#(((。
( %) 电 杆 横 向 裂 纹 宽 度 应 不 超 过 (/%++。
( !) 电 杆 表 面 应 平 整 光 滑,内 外 壁 均 不 得 有 流 浆 露 筋 等 缺 陷,杆 顶 必 须 有 堵 块 。
( ") 混 凝 土 杆 用 的 底 盘,卡 盘 表 面 应 无 裂 缝,剥 落 等 缺 陷,如 因 运 输 碰 损,其 碰 损 面 积 不 得 超 过 总 面 积 的
%.( 深 度 不 大 于 %(++) 。
( 五 ) 装 设 拉 线 的 要 求
#/拉 线 在 木 杆 上 固 定 时,应 在 木 杆 上 加 护 杆 铁 板,以 防 止 木 杆 受 到 损 伤 。 但 拉 线 为 %&++
%
钢 绞 线 或 & 股以 下 镀 锌 铁 线 时,可 不 加 护 杆 铁 板 。
%/用 钢 绞 线 作 拉 线 应 在 电 杆 上 先 绕 一 圈,用 卡 钉 钉 牢 。 拉 线 截 面 为 &(++
%
以 下,可 用 镀 锌 铁 线 缠 绕 ;
&(++
%
以 上 应 用 钢 线 卡 子 固 定 。 若 用 - 号 铁 线 制 作 拉 线,应 把 各 股 平 铺 在 电 杆 上 用 卡 钉 钉 牢,再 用 #( 号 铁线 或 自 身 缠 绕 固 定 。
!/拉 线 在 混 凝 土 杆 上 固 定 时,应 使 用 拉 线 抱 箍,抱 箍 的 机 械 强 度 要 满 足 拉 线 的 拉 力 要 求,而 螺 栓 直 径 应不 小 于 #’++。
"/拉 线 在 电 杆 上 的 固 定 位 置 应 尽 量 靠 近 横 担,但 木 质 直 线 杆 的 两 侧 人 字 拉 线 ( 防 风 拉 线 ) 应 固 定 在 横 担以 下 的 #+ 处,以 防 雷 击 闪 络 。
&/拉 线 底 把 应 做 在 不 易 被 车 辆 碰 撞 的 地 方,若 受 地 形 限 制,应 埋 设 护 桩 。 拉 线 在 易 受 洪 水 冲 刷 的 地 区,
应 增 设 必 要 的 防 护 设 施 。
’/配 电 线 路 木 杆 上 的 拉 线 应 装 拉 紧 绝 缘 子,要 求 绝 缘 子 距 地 面 不 小 于 %/&+,混 凝 土 电 杆 的 拉 线 一 般 不装 拉 紧 绝 缘 子,但 拉 线 从 导 线 之 间 穿 过 时 应 装 设 拉 紧 绝 缘 子 。
,/拉 线 与 带 电 体 的 最 小 净 空 距 离,!0 #()* 为 (/%+; 低 压 线 路 为 (/(&+。
-/线 路 沿 道 路 架 设 分 支 或 转 角 杆,在 线 路 转 向 的 反 方 向,因 受 道 路 或 其 他 障 碍 物 的 限 制 不 能 做 一 般 拉 线时,可 架 设 水 平 拉 线 。 拉 线 对 地 面 的 垂 直 距 离 应 不 小 于 ’+,在 人 行 道 及 不 通 汽 车 的 小 巷 应 保 持 "+ 以 上 。 水平 拉 线 的 埋 深 不 应 小 于 #+,并 向 外 倾 斜 #(10 %(1,拉 线 截 面 积 为 ## 股 或 用 23 4 &( 及 以 上 的 钢 绞 线 时,拉 线应 装 设 底 盘 。
5/拉 线 长 度 计 算
! " #$
式 中 !— — — 拉 线 装 设 长 度 ( +) ;
$— — — 拉 距 ( +) ;
#— — — 系 数,见 表 ##4 %(
表 ##4 %( 对 不 同 距 高 比 的 系 数距 高 比 % #/& #/%& # (/,% (/’’ (/& (/!! (/%&
系 数 6 # #/% #/! #/" #/,#/- %/% !/% "/#
( 六 ) 接 腿 电 杆 安 装 时 规 定
#/主 杆 与 腿 杆 的 接 合 长 度 一 般 为 #/&+,使 用 两 条 直 径 为 #’++ 穿 钉 螺 钉 紧 固,其 方 向 由 主 杆 穿 入 腿 杆,
用 - 号 镀 锌 铁 线 再 上 下 绑 扎 两 处,每 处 不 少 于 & 圈,铁 线 要 用 卡 钉 钉 在 主 杆 和 腿 杆 上 。
%/接 腿 前 应 考 虑 以 下 几 点
·-&&· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 直 线 杆 接 腿 横 线 路 放 置,终 端 杆 接 腿 顺 线 路 放 置 在 接 线 侧 。
( ") 电 杆 若 有 弯 曲,直 线 杆 的 弯 曲 凸 面 应 面 向 受 电 侧,转 角,终 端 杆 的 弯 曲 凸 面 应 面 向 导 线 的 拉 力 侧 。
( #) 横 担 装 设 方 向,直 线 杆 和 中 间 承 力 杆,横 担 装 在 受 电 侧,转 角 杆,终 端 杆 横 担 装 在 导 线 张 力 外 侧,跨 越杆 横 担 装 在 被 跨 越 物 的 外 侧 。
( 七 ) 架 空 线 与 铁 路 交 叉 时 的 要 求
!$杆 塔 外 缘 至 铁 路 轨 道 中 心 的 水 平 距 离 不 应 小 于 %&。
"$交 叉 点 应 选 在 站 界 以 外,若 必 须 在 站 内 交 叉 时,应 取 得 铁 路 主 管 部 门 同 意 。
#$两 侧 使 用 耐 张 杆,但 跨 越 非 公 用 窄 轨 铁 路 可 用 加 强 直 线 杆 。
’$导 线 截 面,铝 芯 及 钢 芯 铝 线 不 小 于 #%&&
"
,铜 线,钢 ( 铁 ) 绞 线 不 小 于 !(&&
"

%$导 线 不 允 许 有 接 头 ( 跨 越 非 公 用 窄 轨 铁 路 时 不 限 ) 。
($尽 量 增 大 交 叉 角 ( 一 般 不 小 于 #)*),以 +)*为 最 宜 。
( 八 ) 架 空 线 与 城 市 道 路 及 公 路 交 叉 时 的 要 求
!$!),- 及 以 上 线 路 导 线 最 小 截 面,铜 线,钢 ( 铁 ) 绞 线 不 小 于 !(&&
"; 铝 线 不 小 于 #%&&
"; 钢 芯 铝 线 不 小 于
"%&&
"
( 不 允 许 使 用 单 股 导 线 ) 。
"$两 侧 用 耐 张 杆 或 加 强 直 线 杆 。
#$杆 塔 与 公 路 边 缘 的 距 离 不 小 于 )$%&。
’$交 叉 档 内 不 允 许 有 接 头 。
( 九 ) 架 空 线 路 通 过 森 林 地 带 和 绿 化 区 时 应 采 取 的 措 施
!$通 过 森 林 地 带 时,需 砍 伐 树 木 而 留 出 通 道,通 道 宽 度 为 线 路 本 身 所 占 宽 度 ( 两 边 线 间 距 离 ) 加 !)&,通道 附 近 超 过 主 要 树 种 高 度 的 个 别 树 木 应 进 行 砍 伐,但 树 木 自 然 生 长 高 度 和 线 路 的 垂 直 距 离 能 保 持 #& 以 上时 可 不 砍 伐 通 道 。
"$架 空 线 路 通 过 公 园 绿 化 区 和 防 护 林 带 时,通 道 宽 度 应 和 有 关 单 位 协 商 解 决,但 树 木 和 边 线 在 最 大 风 偏时 的 距 离 不 应 小 于 #&。
#$架 空 线 路 通 过 果 林,经 济 作 物 及 城 市 绿 化 灌 木 时,不 必 留 出 通 道,但 线 路 至 树 梢 的 垂 直 距 离 不 小 于 !$
%&,最 大 风 偏 时 的 水 平 距 离 均 不 应 小 于 "&。
( 十 ) 架 空 线 路 对 建 筑 物 垂 直 和 水 平 距 离 ( 见 表 !!,"!)
表 !!,"! 架 空 线 路 对 建 筑 物 垂 直 和 水 平 距 离最 小 间 隔 距 离 /&
线 路 额 定 电 压 /,-
)$"" 0 )$#1 ! 0 !% ") 0 #%
在 最 大 弧 垂 时 垂 直 距 离 "$% # ’
在 最 大 风 偏 时 对 接 近 部 分 的 水 平 距 离 ! !$% #
( 十 一 ) 同 杆 架 设 配 电 线 路 横 担 间 的 最 小 垂 直 距 离 ( 见 表 !!,"")
表 !!,"" 同 杆 架 设 配 电 线 路 横 担 间 的 最 小 垂 直 距 离 /&
导 线 排 列 方 式 直 线 杆 分 支 或 转 角 杆高 压 与 高 压 )$1
)$’%/)$(
!
高 压 与 低 压 !$" !
低 压 与 低 压 )$( )$#
!
转 角 或 分 支 线 路 横 担 距 上 面 的 横 担 用 )$’%&,距 下 面 的 横 担 用 )$(&。
·+%%·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( 十 二 ) 导 线 在 档 距 内 的 连 接 要 求
!"在 一 个 档 距 内 每 根 导 线 允 许 有 一 个 接 头 或 三 个 补 修 管,其 间 距 离 不 应 小 于 !#$,导 线 接 头 或 补 修 管 距导 线 固 定 点,直 线 杆 应 不 小 于 %"#$,输 电 线 耐 张 杆 应 不 小 于 !#$,配 电 线 不 小 于 !$。
&"在 下 列 交 叉 跨 越 档 内 不 能 有 接 头
( !) 跨 越 铁 路 。
( &) 跨 越 公 路 和 城 市 主 要 道 路 。
( ’) 跨 越 通 信 线 路 。
( () 特 殊 大 档 距 和 跨 越 主 要 通 航 河 流 。
’"不 同 金 属,不 同 规 格,不 同 绞 向 的 导 线,不 得 在 一 个 耐 张 段 内 连 接,只 允 许 用 专 用 连 接 器 在 杆 塔 跳 线 上连 接 。
( 十 三 ) 导 线 在 绝 缘 子 上 固 定 的 要 求
!"导 线 在 针 式 绝 缘 子 上 固 定
( !) 直 线 杆 上 的 导 线 应 固 定 在 针 式 绝 缘 子 顶 部 的 槽 内,!)* 及 以 下 线 路 可 固 定 在 绝 缘 子 侧 面 绑 线 的 槽内 。
( &) ’%+以 下 转 角 杆 上 的 导 线,应 固 定 在 绝 缘 子 转 角 外 侧 绑 线 的 槽 内 。
( ’) 轻 型 承 力 杆 上,导 线 在 绝 缘 子 上 固 定 处 不 应 出 角 度,两 侧 导 线 应 按 绝 缘 子 外 侧 取 直,中 间 导 线 应 按 面向 电 源 侧 时 右 侧 绝 缘 子 取 直 。
( () !)* 及 以 下 线 路 的 导 线,在 绝 缘 子 固 定 应 绑 扎 成 单 十 字,!)* 以 上 的 绑 成 双 十 字 。
&"导 线 在 蝶 式 绝 缘 子 上 固 定
( !) 铜 线 在 绝 缘 子 上 固 定 时,其 绑 扎 长 度,导 线 截 面 为 ’#$$
&
及 以 下 的 绑 扎 !#%$$; 截 面 为 #%,-#$$
&
的绑 扎 &%%$$。
( &) 固 定 铝 线 的 绑 扎 长 度,导 线 截 面 为 #%$$
&
及 以 下 的 绑 扎 !#%$$; 截 面 为,%$$
&
的 绑 扎 &%%$$。
’"导 线 在 悬 式 绝 缘 子 上 的 固 定
( !) 直 线 杆 上 用 悬 式 线 夹 固 定 。
( &) 耐 张,转 角,终 端,换 位 等 杆 上,使 用 耐 张 线 夹 固 定 。
( ’) 交 叉 跨 越 的 两 端 直 线 杆 上,不 应 采 用 释 放 线 夹 固 定 。
( () 导 线 在 绝 缘 子 上 ( 耐 张 杆 ) 的 固 定,铜 线 截 面 为 #%$$
&
,铝 线 截 面 为 ’#$$
&
以 上,使 用 螺 栓 型 耐 张 线夹,铜 线 截 面 为 #%$$
&
以 下 允 许 绑 扎 在 心 形 环 上 。 绑 线 截 面 为 !/,&#$$
&
的 铜 线 长 为 !&%$$,铝 线 为
!0%$$; 截 面 为 ’#,#%$$
&
的 铜 线 长 为 !#%$$,铝 线 长 为 &#%$$。
("铝 线 在 绝 缘 子 上 的 固 定 除 满 足 以 上 要 求 外,还 应 符 合 下 列 要 求,
( !) 铝 导 线 与 绝 缘 子 和 金 具 接 触 处 容 易 磨 损,应 在 接 触 部 位 缠 绕 铝 带 。
( &) 铝 带 缠 绕 方 向 应 与 外 股 导 线 方 向 一 致 。
( ’) 铝 带 缠 绕 长 度,在 针 式 绝 缘 子 上 固 定 时,应 超 出 绑 扎 部 分 ’%$$; 在 蝶 式 绝 缘 子 上 固 定 时,应 超 出 接 触部 分 ; 在 悬 式 绝 缘 子 上 固 定 时,两 端 露 出 线 夹 &%,’%$$; 当 采 用 护 线 条 时 可 不 缠 绕 铝 带 。
( () 截 面 为 -#$$
&
及 以 上 的 铝 线,应 采 用 悬 式 绝 缘 子 固 定 。
( 十 四 ) 配 电 线 路 线 间 距 离 ( 见 表 !! 1 &’)
表 !! 1 &’ 配 电 线 路 导 线 最 小 线 间 距 离线 路 电 压档 距 2 $
(% 以 下 #% /%,% 0% -% !%% !!% !&%
高 压 2 )* %"/ %"/# %",%".# %"0# %"- ! !"%# !"!#
低 压 2 )* %"’ %"( %"(# %"# — — — — —
·%/#· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( 十 五 ) 架 空 线 路 弓 子 线 的 连 接 要 求
!"铜,钢 ( 铁 ) 线 可 互 相 绞 接 或 绕 接,而 绑 线 应 和 导 线 是 同 质 材 料 。
#"铝 线 应 使 用 并 沟 线 夹 ( 连 接 板 ) 连 接,对 !$%& 以 下 配 电 线 路 也 可 用 绑 线 绕 接 。
’"铜,铝 导 线 的 互 相 连 接,应 使 用 铜 铝 接 头 ( 线 夹 ),不 可 直 接 连 接 。
("每 相 弓 子 线 与 邻 相 弓 子 线 或 引 下 线 间 的 距 离,!$%&不 小 于 $"’); 低 压 不 小 于 $"!*)。
( 十 六 ) 接 户 线
!"选 择 进 户 点 时,建 筑 物 应 牢 固,便 于 维 修 和 保 证 施 工 安 全,并 尽 量 靠 近 供 电 线 路 和 负 荷 中 心 。
#"接 户 线 应 使 用 耐 压 *$$& 以 上 的 绝 缘 导 线,一 般 不 应 有 接 头,其 导 线 的 最 小 截 面 为,
!$) 以 内,铜 线 为 #"*))
#; 铝 线 ())
#

!$ + #*),铜 线 为 ())
#; 铝 线 为,))
#

’"接 户 线 各 部 位 的 距 离 。
("长 度 不 超 过 #*)。
*"线 间 距 离 不 应 小 于 #*$))。
,"入 户 处 距 地 面 不 应 小 于 #"*)。
-"跨 越 胡 同 距 地 面 应 不 小 于 ’"*)。
."院 内 架 设 距 地 面 应 不 小 于 ’)。
/"导 线 距 墙 水 平 距 离 应 不 小 于 !*$))。
( 十 七 ) 架 空 线 路 导 线 最 小 截 面 的 规 定 ( 见 表 !! 0 #()
表 !! 0 #( 配 电 线 路 导 线 最 小 截 面 1))
#
导 线 种 类
’ + !$%&
居 民 区 非 居 民 区
!%& 以 下铝 绞 线 ’* #* !,
钢 芯 铝 绞 线 #* !,!,
铜 线 !,!,直 径 ’"#))
( 十 八 ) 导 线 间 距
!"线 路 电 压 为 !$%& 时,导 线 间 距 应 不 小 于 $",)。
#"线 路 电 压 为 ($$& 时,导 线 间 距 应 不 小 于 $"’),但 临 近 电 杆 两 侧 的 导 线 间 距 应 不 小 于 $"*)。
三,架 空 线 路 的 选 用,安 装 及 使 用
( 一 ) 导 线 选 用
!"对 导 线 的 要 求
( !) 导 电 性 能 好,就 是 相 应 的 电 阻 小,从 而 减 少 线 路 的 电 压 和 电 能 损 耗 。
( #) 机 械 强 度 大,导 线 悬 挂 在 高 空,除 它 本 身 重 量 外,还 要 受 到 风 压,冰 雪 等 机 械 力 的 作 用,应 具 有 足 够 的机 械 强 度,以 防 断 线 事 故 。
( ’) 抗 化 学 腐 蚀 性 强,架 空 在 沿 海 或 化 工 厂 附 近 等 污 秽 比 较 严 重 地 区 的 线 路,由 于 空 气 中 有 盐 碱 等 腐 蚀性 物 质 存 在,对 导 线 有 强 烈 地 腐 蚀 作 用,要 求 导 线 应 具 有 很 强 的 抗 化 学 腐 蚀 能 力,才 能 保 证 线 路 长 期 安 全 运行 。
·!,*·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!"导 线 的 选 择 原 则
( #) 应 符 合 基 本 建 设 投 资,运 行 经 济 和 技 术 合 理 的 原 则 。 导 线 截 面 选 择 过 大,会 增 加 有 色 金 属 的 消 耗 量,
使 建 设 费 用 增 加 ; 而 导 线 截 面 选 择 过 小,在 线 路 上 造 成 过 大 的 电 压 降 电 能 损 耗 较 大,使 负 荷 侧 电 压 过 低,会 影响 线 路 的 经 济 运 行 。
( !) 送 电 线 路 主 要 是 由 经 济 电 流 密 度 和 允 许 线 路 电 压 损 耗 来 确 定,同 时 应 满 足 发 热 条 件 和 机 械 强 度 的 要求,还 应 满 足 避 免 产 生 电 晕 现 象 的 最 小 导 线 直 径 的 要 求 。
( $) 配 电 线 路 导 线 截 面 的 选 择,一 般 是 按 允 许 电 压 损 耗 来 确 定,但 应 按 发 热 条 件 进 行 校 验,并 满 足 有 关 规定 的 最 小 导 线 截 面 的 要 求 。
$% 选 择 的 基 本 方 法
( #) 按 导 线 的 发 热 条 件 选 择 导 线 截 面,在 任 何 环 境 温 度 下 当 导 线 连 续 通 过 最 大 负 荷 时,其 导 线 温 度 不 大于 &’(,此 时 的 负 荷 电 流 称 为 安 全 电 流 。 而 按 长 期 允 许 通 过 的 安 全 电 流 来 选 择 导 线 。
( !) 按 机 械 强 度 选 择 导 线 截 面,导 线 应 具 有 足 够 的 机 械 强 度,不 要 由 于 各 种 不 利 条 件 而 造 成 断 线 事 故 。
#’)* 架 空 线 路 铝 绞 线 应 不 小 于 $+,,
!
,钢 芯 铝 绞 线 应 不 小 于 !+,,
!

( $) 按 经 济 电 流 密 度 来 选 择 导 线 截 面,经 济 电 流 密 度 是 经 过 各 种 经 济 技 术 比 较 得 出 的 最 合 理 的 单 位 导 线截 面 的 电 流 值 。 当 电 力 线 路 单 位 导 线 截 面 上 通 过 这 一 电 流 时,使 电 力 线 路 的 建 设 投 资,电 能 损 耗 和 运 行 维 护费 用 等 综 合 起 来 将 会 最 小,最 经 济,其 导 线 截 面 可 按 下 式 进 行 计 算,即
! "
#
!
$$%
&
-./
!
式 中 !— — — 导 线 截 面 (,,
!
) ;
#— — — 线 路 上 通 过 的 有 功 负 荷 ( )0) ;
$— — — 经 济 电 流 密 度 ( 12,,
!
) ;
%
&
— — — 额 定 电 压 ( *) ;
-./
!
— — — 线 路 功 率 因 数 。
由 此 式 求 得 导 线 截 面 后,还 必 须 对 载 流 量 进 行 校 核,是 否 超 过 导 线 最 高 允 许 工 作 温 度 。
( 3) 按 允 许 电 压 损 失 来 选 择 导 线 截 面,在 #’)* 线 路 中,一 般 都 按 允 许 电 压 损 失 值 来 计 算 导 线 截 面 。 由 于输 送 功 率 都 不 大,导 线 截 面 较 小,电 压 损 失 成 为 突 出 矛 盾,因 此,如 果 电 压 损 失 能 满 足 要 求,而 其 他 技 术 条 件大 都 能 符 合 规 定,可 按 下 式 进 行 计 算,即
! "
"
#’
"#
%(
%
&
式 中 !— — — 导 线 截 面 (,,
!
) ;
#— — — 线 路 上 通 过 的 有 功 负 荷 ( )0) ;
’— — — 导 线 长 度 (,) ;
"
— — — 导 线 材 料 的 电 导 率 ( 42,) ;
#
%
(
— — — 线 路 电 阻 上 的 电 压 损 失 ( *) ;
%
&
— — — 额 定 电 压 ( *) 。
将 选 用 的 导 线 截 面 再 按 实 际 线 路 电 阻,感 抗 值 验 算 电 压 损 失,若 与 允 许 电 压 损 失 相 差 很 少,可 以 使 用 。
但 必 须 按 发 热 条 件 进 行 校 验,使 导 线 长 期 允 许 安 全 电 流 应 大 于 线 路 的 最 大 计 算 电 流,否 则 应 按 发 热 条 件 重 新选 择 导 线 截 面 。
3"导 线 品 种 的 选 用
( #) 农 村 电 力 网,选 用 小 截 面 的 铝 绞 线 和 钢 芯 铝 绞 线,也 可 选 用 高 强 度 及 耐 热 的 铝 合 金 绞 线,镀 锌 钢 绞 线或 单 根 铝 包 钢 线 。
( !) 高 压 输 电 线 路,一 般 大 截 面 的 导 线 用 轻 型 钢 芯 铝 绞 线,小 截 面 的 导 线 用 普 通 型 。
( $) 大 跨 越 用 导 线,选 用 钢 芯 铝 包 钢 绞 线 或 钢 芯 铝 合 金 绞 线,跨 越 距 离 较 小 时,可 用 铝 包 钢 绞 线 或 加 强 型钢 芯 铝 绞 线 。
( 3) 配 电 线 路,配 电 线 路 档 距 较 小 时,可 用 铝 或 铝 合 金 绞 线 ; 档 距 较 大 时,可 用 钢 芯 铝 绞 线 。
·!5+· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
( !) 防 腐 导 线,可 用 防 腐 型 钢 芯 铝 绞 线 。
( ") 重 冰 区 用 导 线,可 选 用 强 度 较 大 的 钢 芯 铝 绞 线,铝 包 钢 绞 线 或 特 种 的 防 冰 雪 导 线 。
( 二 ) 横 担 的 安 装
#$横 担 的 安 装 位 置 为 了 施 工 方 便,一 般 都 在 地 面 上 将 电 杆 顶 部 横 担,金 具 等 全 部 组 装 完 毕,然 后 整 体立 杆 。 如 果 电 杆 竖 起 后 组 装,应 从 电 杆 的 最 上 端 开 始 。 杆 上 横 担 安 装 的 位 置 应 符 合 以 下 要 求,
( #) 直 线 杆 的 单 横 担 应 安 装 在 负 荷 侧,%&’转 角 杆 和 终 端 杆 若 采 用 单 横 担,应 装 于 拉 线 侧 。
( () 转 角 杆,分 支 杆,终 端 杆 以 及 受 导 线 张 力 不 平 衡 的 地 方,横 担 应 安 装 在 张 力 的 反 方 向 侧 。
( )) 多 层 横 担 均 应 装 在 同 一 侧 。
( *) 有 弯 曲 的 电 杆,横 担 均 应 装 在 弯 曲 侧,并 使 电 杆 的 弯 曲 部 分 与 线 路 的 方 向 一 致 。
( !) 直 线 杆,终 端 杆,耐 张 杆 的 横 担 与 线 路 方 向 垂 直 。
( ") )&’以 下 转 角 杆 应 与 角 平 分 线 方 向 一 致 。
( +) 横 担 安 装 应 平 直,上 下 歪 斜 或 左 右 ( 前 后 ) 扭 斜 的 最 大 偏 差 不 应 大 于 横 担 长 度 的 #,。 垂 直 安 装 横担,顶 端 顺 线 路 方 向 歪 斜 应 不 大 于 #&--,水 平 安 装 的 瓷 横 担,顶 端 应 上 翘 起 !’,#&’,顶 端 顺 线 路 方 向 歪 斜 应不 大 于 (&--。
( /) 同 杆 架 设 的 双 回 路,横 担 间 的 垂 直 距 离 应 符 合 规 定 的 要 求 。
( %) 边 相 的 瓷 横 担 不 宜 作 中 相 垂 直 安 装 的 瓷 横 担,中 相 应 垂 直 地 面,穿 钉 应 与 线 路 垂 直 。
($横 担 的 长 度 ( 见 表 ##0 (!)
表 ##0 (! 横 担 的 长 度横 担 材 料低 压 线 路 高 压 线 路二 线 四 线 六 线 二 线 水 平 排 列 四 线 陶 瓷 横 担 头 部 铁铁 横 担 +&& #!&& ()&& #!&& ((*& /&&
)$低 压 横 担 的 制 作
( #) 常 用 !!1 !& 的 角 钢 制 作,直 线 横 担 可 用 2 型 螺 栓 固 定 到 电 杆 上 ; 耐 张 和 转 角 横 担,可 用 两 条 直 线 横担 组 成,用 四 根 穿 心 螺 栓 固 定 到 电 杆 上 。
( () 根 据 架 空 导 线 相 数 不 同,可 做 成 二,三,四,五,六 线 横 担 等,当 制 作 四 线 以 上 的 横 担 时,应 使 用 相 应 大型 号 的 角 钢 。
( )) 横 担 应 进 行 镀 锌 处 理,在 急 用 情 况 下,也 可 在 横 担 表 面 涂 刷 防 锈 漆 。
( *) 用 木 制 横 担 时,截 面 应 不 小 于 /&1 /&--,并 作 防 腐 处 理 。
*$横 担 的 组 装
( #) 安 装 时,先 装 顶 杆 支 柱,将 上,下 抱 箍 分 别 穿 入 螺 栓 并 用 螺 母 紧 固,若 电 杆 上 留 有 装 顶 杆 支 柱 的 孔 眼,
可 不 用 抱 箍,直 接 把 螺 栓 穿 过 孔 眼 用 螺 母 紧 固 。 再 安 装 横 担,在 横 担 上 合 好 3 型 抱 铁,用 2 型 抱 箍 从 电 杆 背部 抱 过 杆 身,穿 过 抱 铁 及 横 担 螺 栓 孔,用 螺 母 紧 固 。 当 用 螺 栓 固 定 陶 瓷 横 担 时,要 垫 油 毡 垫 两 层 。
( () 安 装 绝 缘 子,绝 缘 子 的 电 压 等 级,不 得 低 于 线 路 额 定 电 压,安 装 前 应 进 行 外 观 检 查 和 测 量 绝 缘 电 阻,
如 表 面 有 裂 纹,釉 面 脱 落 等 缺 陷 不 能 使 用,并 要 求 绝 缘 电 阻 不 低 于 )&&3
!

#) 高 压 线 路 上 所 用 悬 式 绝 缘 子 要 与 耐 张 线 夹 组 成,导 线 截 面 在 +&--
(
以 下 时,也 可 采 用 悬 式 绝 缘 子 与 蝶式 绝 缘 子 通 过 曲 型 拉 板 组 合 ; 低 压 线 路 采 用 低 压 蝶 式 绝 缘 子 。
() 紧 固 横 担 和 绝 缘 子 等 各 部 位 所 用 的 螺 栓,要 求 直 径 应 不 小 于 #"--,其 外 露 长 度 应 不 小 于 ! 个 螺 距,但不 应 大 于 )&--。 螺 栓 装 在 垂 直 方 向 时,应 从 下 往 上 穿 。
)) 全 瓷 式 瓷 横 担 的 固 定 处 应 加 软 垫,组 合 式 瓷 横 担 中 心 轴 弯 曲 度 应 不 超 过 长 度 的 #,。
*) 悬 垂 绝 缘 子 串 应 于 地 面 垂 直,个 别 情 况 下 不 能 垂 直 安 装 时,顺 线 路 方 向 的 倾 斜 角 度 不 应 大 于 !’,最 大偏 移 量 应 不 超 过 (&&--。
·)"!·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!) 绝 缘 子 串 上 的 穿 钉 和 弹 簧 销 子 的 穿 入 方 向 为,悬 垂 串 两 边 线 向 下 穿,中 线 从 脚 钉 侧 穿 入 ; 耐 张 串 一 律向 下 穿 。
") 穿 钉 开 口 销 子 的 开 口 度 应 为 "#$ % &#$,销 子 开 口 后 不 得 有 折 断,裂 纹 等 现 象 ; 禁 止 用 线 材 代 替 开 口 销子 ; 穿 钉 呈 水 平 方 向 时,开 口 销 子 的 开 口 侧 应 向 下 。
( 三 ) 拉 线 的 安 装
’(常 用 直 径 为 )** 的 镀 锌 铁 丝 绞 合 而 成 的 绞 线 作 拉 线,当 铁 丝 超 过 + 股 时,应 用 镀 锌 钢 绞 线,而 拉 线 下把 应 改 用 圆 钢 拉 线 棒 。
,(拉 线 与 电 杆 夹 角 应 为 -#$ % )!$; 大 于 -#$的 转 角 杆 应 分 别 在 导 线 的 反 方 向 侧 安 装 拉 线 ; 对 耐 张 杆,应 顺着 导 线 方 向 两 侧 安 装 拉 线,以 便 发 生 事 故 时 能 平 衡 导 线 的 水 平 拉 力 ; 对 终 端 杆 一 般 在 导 线 反 方 向 安 装 拉 线 。
-(拉 线 的 各 股 受 力 应 一 致,不 应 有 松 动,过 紧 或 全 部 松 弛 等 现 象 。
)(为 便 于 调 整 拉 线 的 松 紧 程 度,可 加 装 花 蓝 螺 栓 。
!(拉 线 绝 缘 子 离 地 面 高 度 应 不 小 于,(!*,以 免 触 及 上 把 。
"(钢 筋 混 凝 土 电 杆 可 采 用 拉 线 抱 箍 固 定 拉 线,将 拉 线 的 上 部 折 回 约 ’(!*,弯 成 环 形,嵌 入 拉 线 环 内 。
+(拉 线 的 方 向 一 定 要 在 架 设 导 线 方 向 的 反 面,切 勿 装 偏 或 装 错 。 拉 盘 可 用 混 凝 土 或 石 块 制 成,埋 深 应 不小 于 ’(,*,拉 线 所 受 张 力 越 大,拉 盘 埋 深 也 应 越 大 。
( 四 ) 线 夹 的 安 装
’(线 夹 型 号 应 与 导 线,避 雷 线 的 型 号 配 套,否 则,导 线,避 雷 线 在 线 夹 中 固 定 不 牢,可 能 发 生 事 故 。
,(铝 绞 线,钢 芯 铝 绞 线 和 铝 包 钢 绞 线 不 应 与 线 夹 直 接 接 触,应 在 绞 线 的 表 面 紧 密 缠 包 ’ %,层 铝 包 带,以防 止 运 行 中 被 线 夹 磨 损 。 铝 包 带 的 缠 绕 方 向 应 与 导 线 外 层 线 股 绞 制 方 向 相 同,两 端 露 出 线 夹 口 ’# % -#**,
铝 包 带 的 端 头 应 压 入 线 夹 内,以 防 止 端 头 散 开 。
-(线 路 经 过 的 居 民 区,线 路 与 铁 路,公 路,通 信 线 路 和 其 他 电 力 线 路 交 叉 跨 越 的 地 点 及 线 路 检 修 困 难 的地 段,都 不 得 采 用 释 放 型 线 夹,以 免 误 动 作 造 成 事 故 。
)(倒 装 式 螺 栓 型 耐 张 线 夹 的 无 螺 栓 侧 应 指 向 导 线 端 ; 有 螺 栓 侧 应 指 向 跳 线 端 ; 若 安 装 方 向 相 反,将 造 成线 夹 受 力 状 态 不 良 而 发 生 事 故 。 线 夹 与 绝 缘 子 的 连 接 应 选 用 长 的 连 接 金 具,使 线 夹 附 件 的 跳 线 与 绝 缘 子 瓷裙 保 持 一 定 距 离 。
!(线 夹 上 的 螺 栓 应 有 弹 簧 垫 圈,螺 栓 应 紧 固,受 力 应 均 匀 。
( 五 ) 拉 桩 杆 的 安 装
’(拉 桩 杆 埋 设 深 度 应 不 小 于 杆 长 的 ’."。
,(拉 桩 杆 应 向 张 力 反 方 向 倾 斜 ’!$ %,#$。
-(拉 桩 坠 线 与 拉 桩 杆 夹 角 应 小 于 -#$。
)(拉 桩 坠 线 上 端 固 定 点 的 位 置 距 拉 桩 杆 顶 应 为 #(,!*,距 地 面 应 不 小 于 )(!*。
!(拉 桩 坠 线 可 采 用 直 径 不 小 于 -(,** 的 镀 锌 铁 线 绑 扎 固 定,缠 绕 长 度 应 符 合 安 装 规 程 的 规 定 。
( 六 ) 架 空 导 线 的 安 装 及 使 用 注 意 事 项
’(架 空 导 线 和 避 雷 器 的 设 计 安 全 系 数 应 不 小 于,(!,避 雷 线 的 设 计 安 全 系 数 宜 大 于 架 空 导 线 。
,(在 大 跨 越 的 稀 薄 气 候 条 件 下 和 重 冰 区 较 少 出 现 覆 冰 的 情 况 下,导 线 的 弧 垂 最 低 点 的 最 大 应 力 都 不 应超 过 破 坏 应 力 的 "#/,并 进 行 验 算 。
-0 应 根 据 导 线 和 避 雷 线 的 平 均 运 行 应 力 上 限,考 虑 防 振 措 施 。 若 钢 芯 铝 绞 线 在 平 均 运 行 应 力 上 限 达 到 瞬时 破 坏 应 力 的,,/时,不 论 档 距 大 小,应 加 护 条 线 。 在 钢 芯 铝 绞 线 或 钢 绞 线 的 平 均 运 行 应 力 上 限 达 到 瞬 时 破坏 应 力 的,!/,应 加 防 振 锤 ( 线 ) 或 另 加 护 条 线 。
)(放 线 时 应 清 除 放 线 通 道 上 易 以 损 伤 导 线 的 杂 物,或 采 取 防 护 措 施 ; 对 线 路 上 的 地 面 或 江 河 中 含 有 腐 蚀导 线 成 分 的 地 区,应 采 取 特 别 防 护 措 施 。
!(防 止 导 线 被 磨 伤,断 股,钩 住 等 现 象,若 发 现 导 线 破 损,应 做 出 明 显 标 志 或 及 时 处 理 。
"(放 线 滑 车 的 槽 底 直 径 应 大 于 导 线 外 径 的 ’# 倍,滑 轮 的 材 料 应 与 导 线 材 料 相 适 应,以 免 磨 伤 导 线 。
+(导 线 接 头 不 良 会 引 起 导 线 发 热,甚 至 脱 开,在 导 线 连 接 时,连 接 管 附 近 的 股 线 不 应 鼓 包,防 止 运 行 时 导 线 的
·)"!· 新 编 电 气 工 程 师 手 册股 线 受 力 不 均 匀 。 接 头 压 好 后,连 接 管 口 应 涂 防 潮 油 漆,防 止 腐 蚀 。
!"不 要 将 弧 垂 作 过 分 收 紧,以 免 超 过 导 线 的 使 用 应 力,同 一 档 距 内 的 导 线 的 弧 垂,应 力 求 一 致 。
#"用 紧 线 器 紧 线 时,应 用 麻 布 等 物 保 护 导 线 不 被 夹 伤 。 紧 线 后 应 立 即 进 行 附 件 安 装,防 止 导 线 损 伤 。
$%"导 线 与 瓷 横 担 或 线 夹 的 接 触 部 分,应 用 铝 带 缠 包 衬 垫,绕 包 的 方 向 与 外 层 铝 线 相 同,每 端 应 露 出 线 夹口 $%& ’%((,绕 包 的 铝 带 要 紧 密 而 不 重 叠 。
$$"安 装 护 线 条 时,每 条 的 中 心 均 应 与 线 夹 中 心 重 合,扭 紧 应 紧 密 均 匀,方 向 与 外 层 铝 线 相 同 。
$’"线 夹 的 )型 螺 栓 应 拧 紧 螺 母,而 不 要 用 力 过 大,防 止 导 线 承 受 压 力 过 大,引 起 断 股 。
$*"导 线 发 生 严 重 覆 冰 或 雷 击 跳 闸 后,应 对 导 线 巡 视 检 查,若 发 生 事 故 应 立 即 处 理 。
$+"若 导 线 在 同 一 截 面 处 受 到 损 伤,当 单 股 损 伤 深 度 大 于 直 径 的 $,’ 或 损 伤 面 积 大 于 导 线 总 面 积 的 -%.
时,应 采 取 措 施 补 强 。
$-"不 同 金 属 不 同 规 格 不 同 纹 向 的 导 线,严 禁 连 接 使 用 。
( 七 ) 导 线 的 连 接 方 法
$"钳 压 法 连 接 导 线
( $) 钳 压 连 接 前,要 选 择 合 适 的 连 接 管,其 型 号 应 与 导 线 相 符 。
( ’) 清 除 导 线 表 面 污 垢,将 连 接 部 位 的 线 股 用 绑 线 缠 紧,并 把 连 接 管 内 壁 清 洁 干 净,涂 上 中 性 凡 士 林 。
( *) 导 线 压 口 数 ( 见 表 $$/ ’0)
表 $$/ ’0 导 数 压 口 数导 线 截 面,((

*- -% 1% #- $’% $-% $!- ’+%
压 口 数铜,铝 线 0 ! ! $% $% $% $% $’
钢 芯 铝 线 $+ $0 $0 ’% ’+ ’+ ’0 ’
!
’+
压 后 尺 寸,((
铜 线 $+"- $1"- ’%"- ’+ ’1"- *$"-
铝 线 $+ $0"- $#"- ’* ’0 *% **"-
钢 芯 铝 线 $1"- ’%"- ’- ’# ** *0 *# +*
( +) 钳 压 后,导 线 端 头 露 出 长 度 不 应 小 于 ’%((,导 线 端 头 的 绑 线 不 得 拆 除 。 压 接 后 的 连 接 管 不 应 有 裂纹,弯 曲 度 不 应 超 过 管 长 的 ’.,连 接 管 的 电 阻 不 应 大 于 等 长 导 线 的 电 阻 。 连 接 管 两 端 附 近 的 导 线 不 应 有
,灯 笼,,,抽 筋,等 现 象,两 端 出 口 处,合 缝 处 和 外 露 部 分 要 涂 刷 油 漆 。
( -) 钳 压 管 允 许 用 于 连 接 钢 线,铝 线 和 截 面 为 *- & ’+%((

的 各 种 钢 芯 铝 线 ; 钳 接 钢 芯 铝 线 时,中 间 应 加装 垫 片 ; 除 23/ ’+% 导 线 用 两 个 连 接 管 外,其 余 导 线 都 用 一 个 连 接 管 。
’"弓 子 线 ( 又 称 跨 接 线 或 过 引 线 ) 连 接
( $) 不 同 金 属 导 线 ( 如 铜 线 和 铝 线 ) 的 互 相 连 接,要 用 可 靠 的 过 渡 接 头 ( 线 夹 ),不 应 直 接 连 接 。
( ’) 同 金 属 导 线 采 用 绑 扎 连 接 时,绑 扎 长 度 不 得 小 于 表 $$/ ’1 数 值 。
表 $$/ ’1
!
!
!
!
!
!
弓 子 线 绑 扎 长 度导 线 截 面,((

绑 扎 长 度,(( 导 线 截 面
,((

绑 扎 长 度,(( 导 线 截 面
,((

绑 扎 长 度
!
!
!
!
!
!
,((
45/ *- 以 下 $-% 45/ -% ’%% 45/ 1- ’-%
( *) 绑 扎 连 接 时 应 接 触 紧 密,均 匀,无 硬 弯,要 求 为 均 匀 弧 度 。
( +) 不 同 截 面 导 线 连 接 时,绑 线 长 度 应 以 小 截 面 导 线 不 准 。
( -) 绑 线 要 选 用 与 导 线 同 金 属 的 单 股 线,直 径 不 得 小 于 ’((。
( 0) 用 并 钩 线 夹 连 接 时,线 夹 数 量 一 般 不 得 少 于 ’ 个 。
·-0-·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
( !) 每 相 弓 子 线 与 邻 相 弓 子 线 或 引 下 线 间 的 距 离,"#$% 线 路 不 应 小 于 #&’(; 低 压 线 路 不 应 小 于 #&")(。
’&铜 铝 导 线 的 连 接
( ") 铜 铝 导 线 连 接 时,为 避 免 电 化 学 腐 蚀,不 得 直 接 连 接,应 采 用 铜 铝 过 渡 线 夹 和 连 接 管 把 两 者 连 接 。
( *) 在 负 荷 较 小 的 线 路 上,把 铜 线 或 铝 线 搪 锡 后 再 连 接,以 减 少 电 化 学 腐 蚀 。
+&爆 炸 压 接 法 压 接 导 线
( ") 爆 炸 压 接 是 借 助 于 炸 药 在 爆 炸 时 产 生 的 压 力,形 成 一 个 高 压 气 团,使 钳 压 管 被 压 缩,将 导 线 紧 密 地 压实 在 管 内,形 成 牢 固 接 头 。
( *) 爆 炸 压 接 用 的 主 要 材 料 是 钳 压 管,炸 药 ( 硝 铵 或 太 乳 炸 药 ),雷 管,导 火 线,,-,号 硬 壳 纸 等 。
( ’) 制 作 药 包 时 将 硬 壳 纸 裱 糊 的 两 个 纸 筒 套 在 一 起,外 面 纸 筒 壁 为 两 层,里 面 纸 筒 壁 为 一 层,在 两 个 纸 筒中 间 充 填 炸 药,里 面 纸 筒 内 穿 导 线,铝 线 的 药 包 为 一 头 粗,一 头 细,如 图 "" /,0 所 示 。 药 包 的 尺 寸 随 导 线 截面 不 同 而 变,见 表 "" / *.。
图 "" /,0 铝 导 线 爆 压 药 包 的 制 作
" / 端 盖 * / 硬 纸 筒 ’ / 软 纸 花 边 + / 雷 管 孔表 "" / *,导 线 钳 接 管 药 包 制 作 尺 寸项 目药 包 尺 寸 1((
23/ )# 23/ !# 23/ 0) 23/ "*# 23/ ")#
钳 接 管 长 度 "+# ",# **# ’## ’"#
药 包 长 度 ! ""# "’# ".# *)# *,#
端 盖 孔 长 度 " *,’" ’,+# +)
端 盖 孔 宽 度 # ") "! *# *’ *)
药 包 外 露 管 长 度 ") ") *# *) *)
装 药 重 量 1 4,# ""# "!# *,# *0#
四,架 空 线 路 的 运 行 与 维 修
( 一 ) 巡 视 检 查
"&运 行 前 的 检 查
( ") 线 路 有 无 杆 号,相 位 等 标 志,影 响 安 全 运 行 的 问 题 是 否 全 部 解 决 。
( *) 线 路 上 的 临 时 接 地 线 和 障 碍 物 是 否 全 部 拆 除 。
( ’) 线 路 上 是 否 有 人 进 行 登 杆 作 业,在 安 全 距 离 内 的 一 切 作 业 是 否 全 部 停 止 。
( +) 线 路 继 电 保 护 和 自 动 装 置 是 否 调 试 完 好,是 否 具 备 投 入 运 行 条 件 。
( )) 对 线 路 进 行 一 次 仔 细 的 全 部 巡 视 检 查,确 认 具 备 试 运 行 条 件 后,才 能 闭 合 送 电 。
·,,)· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!"巡 视 检 查 周 期 根 据 线 路 的 电 压 等 级,季 节 特 点 及 周 围 环 境 来 确 定 巡 视 检 查 的 周 期,#$%& 线 路 市 区线 路 每 月 一 次 ; 郊 区 线 路 每 季 不 少 于 一 次,若 遇 自 然 灾 害 或 发 生 故 障 等 特 殊 情 况,应 临 时 增 加 巡 视 检 查 次 数 。
’"巡 视 检 查 的 种 类
( #) 定 期 性 巡 视,定 期 性 巡 视 是 线 路 运 行 人 员 主 要 日 常 工 作 之 一,通 过 定 期 性 巡 视 能 及 时 了 解 和 掌 握 线路 各 部 分 的 运 行 情 况 和 沿 线 周 围 的 状 况 。
( !) 特 殊 性 巡 视,在 导 线 结 冰,大 雪,大 雾,冰 雹,河 水 泛 滥 和 解 冻,沿 线 起 火,地 震,狂 风 暴 雨 之 后,对 线 路全 线 或 某 几 段,某 些 部 件 进 行 详 细 查 看,以 发 现 线 路 设 备 发 生 的 变 形 或 遭 受 的 损 坏 。
( ’) 故 障 性 巡 视,为 查 明 线 路 的 接 地,跳 闸 等 原 因,找 出 故 障 地 点 及 情 况,无 论 是 否 重 合 良 好,都 要 在 事 故跳 闸 或 发 现 有 接 地 故 障 后,立 即 进 行 巡 视 检 查,并 注 意 下 列 事 项,
#) 巡 视 时 要 详 细 进 行 检 查,不 应 中 断 或 遗 漏 杆 塔 。
!) 夜 间 巡 视 时 应 特 别 注 意 导 线 落 地,对 线 路 交 叉 跨 越 处 应 用 手 电 查 看 清 楚 后 再 通 过 。
’) 巡 视 时 若 发 现 断 线,不 论 停 电 与 否,都 应 视 为 有 电 。 在 未 取 得 联 系 与 采 取 安 全 措 施 之 前,不 得 接 触 导线 或 登 上 杆 塔 。
() 巡 视 检 查 后,无 论 是 否 发 现 故 障,都 要 及 时 上 报 。
)) 在 故 障 巡 视 检 查 中,对 一 切 可 能 造 成 故 障 的 物 件 或 可 疑 物 品 都 应 收 集 带 回,作 为 事 故 分 析 的 依 据 。
( () 夜 间 巡 视,检 查 线 路 导 线 连 接 处,绝 缘 子,柱 上 开 关 套 管 和 跌 落 熔 丝 等 的 异 常 情 况 。
( )) 监 察 性 巡 视,由 主 管 领 导 或 技 术 负 责 人 进 行 。 目 的 是 在 于 了 解 线 路 及 设 备 状 况,并 检 查,指 导 运 行 人员 的 工 作 。
( *) 预 防 性 检 查,用 专 用 工 具 或 仪 器 对 绝 缘 子,导 线 连 接 器,导 线 接 头,线 夹 连 接 部 分 进 行 专 门 的 检 查 和试 验 。
( +) 登 杆 检 查,为 了 检 查 杆 塔 上 部 各 部 件 连 接,腐 朽,断 裂 及 瓷 瓶 裂 纹,闪 络 等 情 况,带 电 检 查 时 应 注 意 与带 电 设 备 的 安 全 距 离 。
("巡 视 检 查
( #) 沿 线 巡 视
#) 沿 线 有 无 易 燃,易 爆 物 品 和 强 腐 蚀 性 物 体,若 有 应 及 时 搬 移 。
!) 在 线 路 附 近 新 建 的 化 工 厂,水 泥 厂,道 路,管 道 工 程,林 带 和 倒 下 足 以 损 伤 导 线 的 天 线,树 木,烟 筒 和 建筑 手 架 等 。
’) 检 查 在 线 路 下 或 防 护 区 内 的 违 章 跨 越,违 章 建 筑,柴 草 堆 或 可 能 被 风 刮 起 的 草 席,塑 料 布,锡 箔 纸 等 。
() 有 无 威 胁 线 路 安 全 的 施 工 工 程 ( 如 爆 破,开 挖 取 土 等 ) 。
)) 检 查 线 路 防 护 区 树 木,树 木 对 导 线 的 安 全 距 离 是 否 符 合 规 定 。
*) 线 路 附 近 有 无 射 击,放 风 筝,抛 扔 杂 物,飘 洒 金 属 和 在 杆 塔,拉 线 上 拴 牲 畜 等 。
+) 查 明 沿 线 污 秽 情 况 。
,) 其 他 异 常 现 象,如 洪 水 期 巡 视 检 修 用 的 道 路 及 桥 梁 情 况,线 路 设 备 情 况 及 威 胁 线 路 安 全 运 行 等 的 情况 。
( !) 杆 塔 巡 视
#) 杆 塔 有 无 倾 斜,弯 曲,各 部 位 有 无 变 形,外 力 损 坏 ; 钢 筋 混 凝 土 杆 有 无 裂 纹,酥 松,混 凝 土 脱 落,钢 筋 外露,焊 接 处 有 无 开 裂,锈 蚀 ; 木 杆 有 无 劈 裂,腐 朽,烧 焦,绑 桩 有 无 松 动 。
!) 杆 塔 基 础 有 无 下 沉,周 围 土 壤 有 无 挖 掘,被 冲 刷,沉 陷 等 现 象 ; 基 础 有 无 严 重 的 裂 缝,寒 冷 地 区 电 杆 有无 冻 鼓 现 象 。
’) 杆 塔 各 部 位 的 螺 栓 有 无 松 动 或 脱 落,金 具 及 钢 部 件 有 无 严 重 的 锈 蚀 和 磨 损 等 现 象 。
() 杆 塔 位 置 是 否 合 适,有 无 被 撞 的 可 能,保 护 设 施 是 否 完 好,路 名 及 杆 号 相 位 标 志 是 否 清 晰 齐 全 。
)) 杆 塔 有 无 被 水 冲,水 淹 的 可 能,防 洪 设 施 有 无 损 坏 。
*) 杆 塔 周 围 有 无 杂 草 和 蔓 藤 类 植 物 附 生,杆 塔 上 有 无 鸟 巢,鸟 洞 及 杂 物 。
+) 接 地 引 下 线 是 否 完 好,接 地 线 的 并 沟 连 接 线 夹 是 否 紧 固 。
( ’) 导 线 巡 视
·+*)·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇
!) 导 线 上 有 无 铁 丝 等 悬 挂 物,导 线 有 无 断 股,损 伤,腐 蚀,闪 络 烧 伤 等 现 象 。
") 导 线 接 头 连 接 是 否 完 好,有 无 过 热 而 变 色 现 象,不 同 规 格 型 号 的 导 线 连 接 应 在 弓 子 线 处 连 接,跨 越 档内 不 准 有 接 头 。
#) 线 路 交 叉 时,导 线 间 跨 越 距 离 及 导 线 对 地 距 离 是 否 符 合 规 定 ; 在 交 叉 跨 越 处,电 压 高 的 电 力 线 应 位 于电 压 低 的 电 力 线 上 方 ; 电 力 线 位 于 弱 电 流 线 路 上 方,其 距 离 和 交 叉 角 应 符 合 规 定 。
$) 气 温 变 化 时 弧 垂 的 变 化 是 否 正 常,三 相 弧 垂 是 否 一 致,有 无 过 紧,过 松 现 象 。
%) 弓 子 线 有 无 损 伤,断 股,歪 扭,与 杆 塔,横 担 及 其 他 引 线 间 的 距 离 是 否 符 合 规 定 。
&) 线 夹,护 线 条,铝 带,防 振 锤,间 离 棒 等 有 无 异 常 现 象 。
( $) 绝 缘 子 巡 视
!) 绝 缘 子 有 无 裂 纹,破 损,闪 络 放 电 痕 迹,烧 伤 等 现 象,表 面 脏 污 是 否 严 重 。
") 针 式 绝 缘 子 有 否 歪 斜,铁 脚,铁 帽 有 无 锈 蚀,松 动,弯 曲 现 象 。
#) 悬 式 绝 缘 子 的 开 口 销 子,弹 簧 销 子 是 否 锈 蚀,缺 少,脱 出 或 变 形 。
$) 固 定 导 线 用 绝 缘 子 上 的 绑 线 有 无 松 弛 或 开 断 现 象 。
%) 吊 瓷 是 否 缺 弹 簧 销 子,开 口 销 子 末 分 开 或 小 于 &’(。
( %) 横 担 和 金 具 巡 视
!) 铁 横 担 有 无 锈 蚀,歪 斜,变 形 。
") 木 横 担 有 无 腐 朽,烧 损,开 裂,变 形 。
#) 瓷 横 担 有 无 裂 纹,损 坏,绑 线 有 无 开 脱,与 金 具 固 定 处 的 橡 胶 或 油 毡 垫 是 否 缺 少 。
$) 金 具 有 无 锈 蚀,变 形 ; 螺 栓 是 否 紧 固,有 无 缺 帽 ; 开 口 销 子,弹 簧 销 子 有 无 锈 蚀,断 裂,脱 落,变 形 。
( &) 拉 线,地 锚,保 护 桩 巡 视
!) 拉 线 有 无 腐 蚀,松 弛,断 脱 和 张 力 分 配 不 均 等 现 象 。
") 水 平 拉 线 对 地 距 离 是 否 符 合 规 定,有 无 下 垂 现 象 。
#) 拉 线 有 无 影 响 交 通 或 被 车 碰 撞 。
$) 拉 线 固 定 是 否 牢 固,地 锚 有 无 缺 土,下 沉 等 现 象 。
%) 拉 线 杆,顶 ( 撑 ) 杆,保 护 桩 等 有 无 损 坏,开 裂,腐 朽 或 位 置 角 度 不 符 合 要 求 等 现 象 。
&) 拉 线 棍 有 无 异 常 现 象 和 开 焊 变 形 。
)) 上,下 把 连 接 是 否 可 靠,附 件 是 否 齐 全,拉 线 底 把 铁 线 绑 扎 有 无 松 脱 及 外 力 损 坏 痕 迹 。
( )) 风 雨 天 的 特 殊 巡 视
!) 电 杆 有 无 倾 斜,基 础 有 无 下 沉 及 被 雨 水 严 重 冲 刷 。
") 导 线 弧 垂 有 无 异 常 变 化,与 绝 缘 子 绑 扎 有 无 松 脱,有 无 打 连,断 股,烧 伤,放 电 现 象 。
#) 横 担 有 无 偏 斜,移 位 现 象 。
$) 上,下 弓 子 线 对 地 部 分 的 距 离 有 无 变 化 。
%) 绝 缘 子 有 无 受 雷 击 损 坏 及 被 冰 雹 砸 破 的 外 力 损 坏 现 象 。
&) 接 户 线 或 引 下 线 有 无 被 风 刮 断 或 接 地 现 象 。
( *) 发 生 故 障 后 巡 视
!) 导 线 有 无 打 连,烧 伤 或 断 线 现 象 。
") 绝 缘 子 有 无 破 碎 及 放 电 烧 伤 等 现 象 。
#) 电 杆,拉 线,拉 桩,戗 杆 等 有 无 被 车 辆 撞 坏 现 象 。
$) 导 线 上 有 无 金 属 导 体 残 留 物 。
%) 有 无 其 他 外 力 破 坏 痕 迹 。
( +) 架 空 线 路 巡 视 工 作 中 应 注 意 事 项
!) 不 论 线 路 是 否 停 电,都 应 视 为 带 电,并 应 沿 线 路 上 风 侧 行 走,以 免 断 线 落 到 人 身 上 。
") 单 人 巡 视 时,不 得 做 任 何 登 杆 工 作 。
#) 发 现 导 线 断 落 地 面 或 悬 挂 在 空 中,应 设 法 防 止 他 人 靠 近,保 证 断 线 周 围 *,以 内 不 得 进 人,并 派 人 看守,迅 速 处 理 。
·*&%· 新 编 电 气 工 程 师 手 册
!) 应 注 意 沿 线 地 理 情 况,如 河 流 水 位 变 化,不 明 深 浅 的 不 应 涉 渡,并 注 意 其 他 沟 坎 变 化 情 况 。
") 应 将 巡 视 中 发 现 的 问 题,记 入 巡 视 线 路 的 记 录 本 内,较 重 要 的 异 常 现 象 应 及 时 报 告 上 级 主 管 领 导,以便 采 取 措 施 迅 速 处 理 。
( 二 ) 测 量 试 验测 试 是 巡 视 的 必 须 补 充,使 用 仪 器 可 测 得 正 常 巡 视 无 法 发 现 的 缺 陷 。
#$绝 缘 子 测 试 为 了 查 明 不 良 绝 缘 子,一 般 每 年 应 进 行 一 次 测 试 。 其 方 法 是 利 用 特 制 的 绝 缘 子 测 试 杆,
在 带 电 线 路 上 直 接 进 行 测 量 。
( #) 可 变 火 花 间 隙 型 测 试 杆,根 据 绝 缘 子 串 中 每 片 绝 缘 子 上 的 电 压 分 布 是 不 均 匀 的,改 变 测 试 杆 上 电 极间 的 距 离,直 至 放 电,即 可 测 得 每 片 绝 缘 子 上 的 电 压,当 测 出 的 电 压 小 于 完 好 绝 缘 子 所 应 分 布 的 电 压 时,就 可判 定 为 不 良 绝 缘 子 。
( %) 固 定 火 花 间 隙 型 测 试 杆,电 极 间 的 距 离,已 预 先 按 绝 缘 子 串 绝 缘 子 的 最 小 电 压 来 整 定 ( 一 般 间 隙 为
&$’(() 。 由 于 间 隙 已 固 定,而 绝 缘 子 串 的 电 压 分 布 不 能 测 出,只 能 发 现 零 值 或 低 值 绝 缘 子 。
测 试 时 注 意,不 能 在 潮 湿,有 雾 或 下 雨 的 天 气 中 测 试,测 试 的 次 序 应 从 靠 近 横 担 的 绝 缘 子 试 起,直 到 一 串绝 缘 子 测 试 完 为 止 。
%$导 线 接 头 测 试 导 线 接 头 是 个 薄 弱 环 节,经 长 期 运 行 的 接 头,接 触 电 阻 可 能 会 增 大,接 触 恶 化 的 接 头,
夜 间 可 看 到 发 热 变 红 的 现 象 。 因 此,除 正 常 巡 视 外,还 应 定 期 测 量 接 头 的 电 阻 。
( #) 电 压 降 法,正 常 的 接 头 两 端 的 电 压 降,一 般 不 超 过 同 样 长 度 导 线 的 电 压 降 的 #$% 倍,若 超 过 % 倍,应更 换 接 头 才 能 继 续 运 行,以 免 引 起 事 故 。
测 量 时,可 在 带 电 线 路 上 直 接 测 试 负 荷 电 流 在 导 线 连 接 处 的 电 压 降,也 可 在 停 电 后,通 直 流 电 进 行 电 压降 的 测 量,但 带 电 测 试 要 注 意 安 全 。
( %) 温 度 法,红 外 线 测 温 仪,可 距 被 测 点 一 定 距 离 外 进 行 测 温,通 过 导 线 接 头 温 度 的 测 量,来 检 验 接 头 的连 接 质 量 。
( 三 ) 检 修检 修 的 目 的 在 于 恢 复 线 路 的 完 好,延 长 使 用 寿 命,消 除 沿 线 不 利 于 安 全 运 行 的 因 素,改 善 运 行 环 境,保 障安 全 和 经 济 供 电 。 应 在 每 年 春 秋 两 季 根 据 巡 视 检 查 与 测 试 情 况,对 架 空 线 路 进 行 预 防 性 全 面 检 修,消 除 所 发现 的 各 种 缺 陷,以 预 防 事 故 发 生 。
#$检 修 周 期
( #) 一 般 维 护 应 根 据 架 空 线 路 存 在 的 缺 陷 进 行 不 定 期 检 修 。
( %) 根 据 周 围 环 境 及 运 行 情 况 来 确 定 检 查 周 期,一 般 每 年 的 % 月 和 #& 月 左 右 各 登 杆 清 扫 检 查 一 次 。
( )) 木 电 杆 的 杆 根 腐 朽 程 度 检 查,应 根 据 木 质 情 况 而 定,一 般 # * ) 年 一 次,遇 有 问 题 应 及 时 处 理 。
( !) 拉 线 底 把 每 " 年 检 查 一 次 腐 朽 程 度 。
%$检 修
( #) 一 般 维 修
#) 线 路 名 称 及 杆 号 的 标 志 不 清 楚 时,应 重 新 描 写 。
%) 检 查 木 电 杆 杆 根 的 腐 朽 程 度,当 松 木 杆 腐 朽 部 分 达 杆 径 的 %+) 以 上,杉 木 杆 达 #+% 以 上 时,要 打 钢 筋混 凝 土 邦 桩 加 固 或 更 换 。
)) 钢 筋 混 凝 土 电 杆 有 露 筋 或 混 凝 土 脱 落 时,要 将 钢 筋 上 的 铁 锈 除 去,然 后 补 高 标 号 水 泥 混 凝 土 加 固 。
!) 拉 线 松 弛 应 紧 好,戗 杆 不 正 应 调 整 。
") 修 复 损 坏 的 接 地 引 下 线 及 接 地 装 置 。
,) 加 固 电 杆 基 础,扶 正 电 杆,变 压 器 台 。
-) 砍 伐 或 修 剪 线 路 走 廊 的 树 木,拆 除 鸟 巢 。
( %) 停 电 检 修清 除 绝 缘 子 上 的 灰 尘,并 检 查 有 无 裂 纹,损 伤,放 电 闪 络 痕 迹,紧 固 松 动 的 绝 缘 子,绝 缘 子 串 的 开 口 销,弹簧 销 是 否 完 好,针 式 绝 缘 子 的 芯 棒 是 否 弯 曲 。
·.,"·第 二 篇 电 气 工 程 安 装 与 维 护 篇