盾构电气技术(基础知识)

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1、盾构电气技术-基础知识变压器变压器是用来改变交流电压大小的电气设备。它是根据电磁感应的原理，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输电能的静止 电气设备。变压器是利用电磁感应原理工作的，它主要由铁心和套在铁心上的两个（或两个以上）相互绝缘的线圈组成，线圈之间有磁的耦合，但没有电的联系。变压器的技术指标1、工作频率变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频 率称工作频率。 2、额定功率在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率 。 3、额定电压指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。 4、电压比指变压器初级电

2、压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。 5、空载电流变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载 电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电 源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。 6、空载损耗指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是 空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。7、效率 指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大，效率就愈高。 8、绝缘电阻表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮

3、湿程度有关。 9、短路阻抗当变压器二次绕组短路，在一次绕组施加电压，当二次绕组通过额定电流时 ， 一次绕组施加的电压与额定电压之比的百分数。当变压器满载运行时，短路阻抗的高低对二次输出电压的高低有一定的影响 ， 短路阻抗小，电压降小，短路阻抗大，电压降大；当变压器负载出现短路时，短 路阻抗小，短路电流大，变压器承受电动力大，短路阻抗大，短路电流小，变压 器承受电动力小。故障诊断 1、高压侧不能正常上电高压电缆；高压端子箱；合闸机构；合闸流程 2、低压侧不能正常上电急停；框架断路器 ；外围线路；负载3、运行中跳闸过载；温度 4、无功补偿断路器断路器的定义断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件

4、下的电流，并能关合、在 规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机 等实行保护。当发生严重的过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路，其功 能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。 断路器的结构断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等几部分构 成。 断路器的工作原理当短路时，大电流（一般10至14倍）产生的磁场克服反力弹簧，脱扣器拉 动操作机构动作，开关瞬时跳闸。当过载时，电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度推动机构动 作 （电流越大，动作时间越短）。现在有电子型的，使用互感器采集各相电流大小

5、，与设定值比较，当电流 异 常时微处理器发出信号，使电子脱扣器带动操作机构动作。常见断路器微型断路 （0.5A63A ）马达保护开关 （0.1A80A） 塑壳断路器（ 40A630A）框架断路器（ 630A4000A）断路器的主要类型 按极数分：有单极、两极、三极和四极。 按保护形式分：有电磁脱扣器式、热脱扣器式、复合脱扣器式（常用）和无脱扣 器式。 按分断时间分：有一般式和快速式。 按结构形式分：有塑壳式、框架式、模块式等。 断路器的主要参数额定电压（Ue）：断路器在长期正常工作情况下所允许的最大工作电压。 额定电流（In）：断路器在长期正常工作情况下所允许的最大工作电流。 过载脱扣电流整定

6、值（Ir）：线路中的负载电流超过该过载设定值时，断路器（长延时）跳闸。 短路脱扣电流整定值（Im）：短路出现时，断路器 （短延时或瞬时）快速跳 闸，其跳闸极限Im。 额定短路分断能力（Icu或Icn）：断路器能够分断而不被损害的最高（预期的 ） 电流值。 额定极限短路分断能力（Icu）：是指低压断路器在分断了断路器出线端最大三相短路电流后还可再正常运行并再分断这一短路电流一次，至于以后是否 能正常接通及分断，断路器不予以保证。 额定运行短路分断能力（Icn）：是指是断路器在其出线端最大三相短路电流发生时可多次正常分断。断路器参数设置断路器参数的调试既要能有效地实现过载和短路保护，又要能有效地躲

7、过其启动电流和尖峰电流，保障电动机能正常的启动。一般满足： 过载长延时整定电流1.1倍电动机额定电流； 过载长延时时间设置能躲过电机启动时间； 短路短延时整定电流能躲过电动机的启动电流，一般设为5-8倍电动机额定电 流； 短路短延时时间一般为0.2s； 短路瞬时电流能躲过电动机启动的尖峰电流，其脱扣时间为固定，小于50ms。软启动器 软软启动动器的工作原理 软起动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通

8、角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动。具体过程在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额 定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动与传统减压方式的不同之处传统的减压起动方式有:星-三角起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程

9、中出现二次冲击电流。 软起动与传统减压起动方式不同之处是： （1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。 （2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。 （3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。启动方式 1.快速起动此种运行模式在斜坡模式及限流模式下均可工作。快速起动可使电机吸引更 多电流以产生更多转矩以消除高摩擦负载。快速起动转矩可以设定为电机跨线锁 定转子转矩的5-85%,电流相应为电机跨线锁定转子电流的23-92%，出厂缺省值为 5%，快速起动时间可

10、设定为0.0至2.0秒。 2.斜坡启动电机以跨线转子转矩5-85%的初始转矩加速，电流相应为电机跨线锁定转子 电流的23-92%，出厂缺省值为35%。然后通过提升电机电压将转矩提升至设定的 加速斜坡时间(tr).斜坡起动时间可设定为0.5至180秒，出厂缺省值为9秒。旋钮tr控制的前半程 在0.5至20秒间调整，接下来四分之一的时间在20至60秒间调整，剩下的四分之 一时间在60至180秒间调整。软启动器将电流限定为设定的转矩。当电机达到所 需速度后，将转入旁路。 3.限流起动使用限流软起动模式时，起动时间设置为零，软起动器得到起动指令后，其 输出电压迅速增加，直至输出电流达到设定电流限幅值，

11、输出电流不再增大，电 动机运转加速持续一段时间后电流开始下降，输出电压迅速增加，直至全压输出 ， 起动过程完成。起动转矩（T2）可设定为电机跨线锁定转子转矩的5-85%，电流相应为电机 跨线锁定转子电流的23-92%，T2缺省值为35%。限流起动时间可设定为0.5至180 秒，出厂缺省值为9秒。旋钮tr控制为非线性，以便更好设定起动时间。控制的前半程在0.5至20秒间 调整，接下来四分之一的时间在20至60秒间调整,剩下的四分之一时间在60至180秒间调整。软启动器将电流限定为设定的转矩。当电机达到所需速度后，将转入 旁路。T1：快速起动转矩，T2：初始转矩 Tk：快速起动时间；快速启动斜坡启

12、动限流启动特性故障排除接触器 交流接触器木材、纸张、塑料、玻璃和水等，应选用电容型接近开关。 3、 金属体和非金属要进行远距离检测和控制时，应选用光电型接近开关或超声波型接近开关。 4、 对于检测体为金属时，若检测灵敏度要求不高时，可选用价格低廉的磁性接近开关或霍尔式接近开关。位移传感器位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，光栅式位移传感器，激光干涉位移传感器，磁致伸缩式位移传感器。 电感式位移传感器电感式位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在其感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取 了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然

13、后根据衰减量的变化来完成无 接触检测距离的目的。磁致伸缩式位移传感器磁致伸缩位移（液位）传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。测量元件是一根波导管，波导管 内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。测量过程是由传感器的电子室内产 生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场， 当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致 伸缩的作用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信 号以固定的速度传输，并很快被电子室所检测到。 由于这个应变机械波脉冲信号在波导管内的传输时间和活动磁环与电

14、子室之间的距离成正比，通过测量时间，就可以高度精确地确定这个距离。由于输出信 号是一个真正的绝对值，而不是比例的或放大处理的信号，所以不存在信号漂移 或变值的情况，更无需定期重标。继电器继电器是一种电控制器件。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上 是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。电磁继电器的工作原理电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。只要在线圈两端加 一定的电压，线圈会流过一定的电流，从而产生磁场，衔铁就会在电磁力吸引的 作用下吸向铁芯，从而

15、带动衔铁的动触点与静触点吸合。当线圈断电后，电磁的 吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来 的静触点释放。触点分类 常开触点：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点。 常闭触点：继电器线圈未通电时处于闭合状态的静触点。继电器技术参数 额定工作电压：继电器正常工作是所需的电压，可以是交流，可以是直流。 直流电阻：线圈电阻。 吸合电流：能够产生吸合动作的最小电流。 释放电流：产生释放动作的最大电流。 触点切换电压和电流：继电器允许加载的电压和电流。 环境对继电器的影响 1、高温会加速继电器内部塑料及绝缘材料的老化、触点氧化腐蚀、熄弧困难、电参数变坏、使可靠性降低。设

16、计时不要靠近发热元件，通风散热。 2、低温会使触点冷粘结作用加剧，触点表面起露，衔铁表面长生冰膜，使触点不能正常转换。选择留有充分的余量。 3、在低气压环境下，继电器散热条件变坏，线圈温度升高，使继电器给定的吸合释放参数发生变化，影响正常工作。低气压还可使继电器触点熄弧困难、触点 容易烧熔。环境比较恶劣可以整机密封。 4、机械应力主要是指振动、冲击、碰撞。电磁继电器的簧片均为悬梁结构，固有频率低，振动和冲击可引起谐振，容易瞬间断开或触点抖动，可能产生误动作 。 采取防振措施防止谐振。继电器的选项 1、按使用环境选型使用环境条件主要指温度(最高与最低)、湿度(一般指40摄氏度下的最大相 对湿度)、低气压(使用高度1000米以下可不考虑)、振动和冲击。由于材料和结构 不同，继电器承受的环境力学条件各异，可按整机的环境力学条件或高一级的条 件选用。 对电磁干扰或射频干扰比较敏感的装置周围，最好不要选用交流电激励的继 电器。选用直流继电器要选用带线圈瞬态抑制电路的产品。那些用固态器件或电 路提供激励及对尖峰信号比较敏感地地方，也要选择有瞬