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1、电气基础知识,重庆金维实业有限责任公司 毛自强,Chongqing Jinwei Industrial Co. Ltd,电气基础知识,1、电工学基础 1.1、电路基本物理量 电流：电路中的带电粒子（电子和离子）受到电源电场力的作用，形成有规则的定向运动，称为电流。 电压：电场力把单位正电荷从电场的A点移到B点所做的功，称为AB两点间的电压。 电阻：导体阻碍电流通过的能力，称为电阻。 电功率： 单位时间内电流所做的功称为电功率。,1.2、交流电 交流电：大小和方向均随时间作周期性变化且平均值为零的电动势、电压和电流统称为交流电。 交流电的波形可以为正弦、三角形或矩形等。 正弦交流电：随时间作正弦
2、规律变化的电动势、电压和电流，称为正弦交流电。,1.3、正弦交流电 正弦交流电的瞬时值可用正弦函数表示， 如下图所示正弦交流电流可表示为： i=Imsin(t+),正弦交流电的三要素：角频率、幅值和初相位称为正弦电量的三要素 在i=Imsin(t+)或u=Umsin(t+)式中 角频率： 幅值：Im和Um 初相位： 频率：正弦交流电作周期性变化一次所需的时间称为周期T，单位是秒(s)。 周期：每秒内变化的次数称为频率f，其单位是赫兹（Hz）。 频率、周期与角频率的关系为： =2f=2/T,1.4、三相交流电 三相电压是由三相发电机产生的频率相同、幅值相等、相位互差120的三相对称正弦电压。,u
3、C,2.2、常用定律、定理,基尔霍夫定律包括结点电流定律和回路电压两个定律，是一般电路必须遵循的普遍规律。 基尔霍夫电流定律指出：任一时刻，流入任一结点的电流的代数和恒等于零。数学表达式：,基尔霍夫电压定律指出：一瞬间，沿任一回路参考绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。数学表达式为：U=0,叠加原理：在多个电源同时作用的线性电路中，任何支路的电流或任意两点间的电压，都是各个电源单独作用时所得结果的代数和。,计算功率时不能应用叠加原理！,=,*当恒流源不作用时应视为开路,+,*当恒压源不作用时应视为短路,戴维南定理：对外电路来说，任何一个线性有源二端网络，均可以用一个理想电压源和一个电阻元
4、件串联的有源支路来等效代替，其电压源US等于线性有源二端网络的开路电压UOC，电阻元件的阻值R0等于线性有源二端网络除源后两个外引端子间的等效电阻Rab。,适用范围：,只求解复杂电路中的某一条支路电流或电压时。,3、常见电气设备、材料（电动机、变压器、电线、电缆、高（低）压电器、建筑弱电设备等）。 3.1、电动机,交流电动机,电动机,直流电动机,他励、异励、串励、复励,电动机的分类,三相异步电动机的构造,定子铁芯及定子绕组,定子,转子,转子铁芯及转子绕组,接线盒,机壳及底座,3.2、变压器 常见变压器分类： 升压变压器：在电力网中，把水力、火力及其它形式电厂中发电机组能产生的交流电压升高后向电
5、力网输出电能的变压器称为升压变压器. 厂用电变压器：发电厂供起动机组之用， 降压变压器：用于降低电压的变压器, 联络变压器：用于联络两种不同电压网络的变压器 配电变压器：将电压降低到电气设备工作电压的变压器, 输电变压器：配电前用的各级变压器.,另外还可按如下方式分类： 按用途分类：有电力变压器、特种变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、电抗器、互感器等）。 按结构型式分类：有单相变压器、三相变压器。 按冷却介质分类：有干式变压器、液（油）浸变压器及充气变压器等。 按冷却方式分类：有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。 按线圈数量分类：有自耦变压
6、器、双绕组及三绕组变压器等。 按导电材质分类：有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器,SC系列环氧树脂浇注干式变压器,S11系列油浸电力变压器,3.3、电线电缆 电线电缆：用于电力、通信及相关传输用途的材料。“电线”和“电缆”并没有严格的界限。通常将芯数少、产品直径小、结构简单的产品称为电线，没有绝缘的称为裸电线，其他的称为电缆； 电力电缆的组成：导电线芯、绝缘层、保护层组成的。 详细分类（ 10kV电力电缆）：导电线芯、内半导层、绝缘层、外半导层、铜屏蔽、填充物、内衬层、双钢带保护层、外护层。,1无氧纯铜紧压导体；2半导电内屏蔽层； 3交联聚乙烯绝缘层；4半导电外屏蔽层； 5绕包软
7、铜带屏蔽及标识带；6聚丙烯网带填充； 7成缆绕包无纺布；8900C聚氯乙烯内护套； 9涂漆钢带铠装层； 10900C聚氯乙烯外护套。,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,电缆的型号由八部分组成： 一、用途代码不标为电力电缆，K为控制缆，P为信号缆; 二、绝缘代码Z油浸纸，X橡胶，V聚氯乙稀，YJ交联聚乙烯 三、导体材料代码不标为铜，L为铝; 四、内护层代码Q铅包，L铝包，H橡套，V聚氯乙稀护套 五、派生代码D不滴流，P干绝缘; 六、外护层代码 0无- 1联锁铠装纤维外被 2双层钢带聚氯乙烯外套 3细圆钢丝聚乙烯外套 4粗圆钢丝- 5皱纹(轧纹)钢带- 6双铝(或铝合金)带- 7铜丝编织-
8、 8钢丝编织- 七、特殊产品代码TH湿热带，TA干热带，ZR-(阻燃)、NH-(耐火); 八、额定电压单位KV,3.4、高（低）压电器 3.4.1开关柜 开关柜作用：安装开关的柜子，有放置开关的功能。一般称安装电源开关或电源控制器的柜子为开关柜，功能为控制电源开关或控制设备运行。,3.4.2真空断路器 真空断路器作用：用来开断短路电流，保护下级设备 。,3.4.3电流互感器 电流互感器作用：为了给继电器提供电流保护信号，也可用做测量电流。,3.4.4电压互感器 电压互感器作用：可提供电压也可测电压。,3.4.5接地开关 接地开关作用：开关检修时候接地 。,3.4.6隔离开关 隔离开关作用：打开
9、闭合回路。,3.4.7熔断器 熔断器作用：开断短路电流 。,3.4.8避雷器 避雷器作用：保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器 。,3.4.9接触器 接触器：工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合或断开，以达到控制负载的电器。,3.4.10继电器 继电器：是一种基本的电气设备，它用来打开或关闭一定数量互相独立的电路。这种操作是利用由电压控制的线圈绕组所产生的电磁场来实现的。,3.4.11热继电器 热继电器作用：用于电动机的过载保护。 符号： 工作原理: 发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热，向上弯曲，直到托扣。常闭触点断
10、开。,3.4.12空气开关 空气开关作用：不频繁的接通和断开电路，具有过载、短路、欠压保护功能,3.4.13按钮 按钮作用：常用于控制电路的接通和断开。,4、安装测量常用工器具知识 4.1、低压试电笔 低压试电笔又称低压验电器，是用来检查低压导体或电气设备外壳是否带电的辅助安全用具，其检测的电压范围在60500V之间。常用的试电笔外形有钢笔式、旋具式和采用微型晶体管作机芯，用发光二极管作显示的新型数字显示感应测电器。 使用其验电时，手指应触及笔尾的金属体，使氖管小窗背光朝向自己，以便观察。当带电体与大地之间的电位差超过一定数值，电笔中的氖泡就能发出橘红色的辉光。,4.2、螺钉旋具 螺钉旋具又称
11、螺丝刀或改锥，主要是用来紧固和拆卸各种螺钉，安装或拆卸电器元件。 螺钉旋具由刀柄和刀体组成。 刀柄有木柄、塑料和有机玻璃等制成。 刀口形状有“一”字槽和“十”字槽两种。电工用螺钉旋具的刀体部分一般有绝缘管套住。,4.3、电工钳 电工钳又称钢丝钳、钳子，由钳头和钳柄组成，钳头包括钳口、凿口、刀口和侧口；钳柄上套有额定工作电压500V的绝缘套管。 电工钳是一种夹钳和剪切工具。常用来剪切导线、绞弯导线、拉剥电线绝缘层和紧固及拧松螺钉。 使用电工钳时，刀口应转向自己面部。 钳头不可代替锤子作为敲打工具使用。,4.4、尖嘴钳 尖嘴钳是由尖头、刀口和钳柄组成。 电工用尖嘴钳在钳柄套有额定电压500V的绝缘
12、套。 尖嘴钳由于头部较尖，适用于狭小空间的操作使用。,4.5、剥线钳 剥线钳由刀口、压线口和钳柄组成。剥线钳的钳柄上套有额定工作电压500V的绝缘套管。 剥线钳用于剥除线芯截面为6mm2 以下塑料或橡胶绝缘导线的绝缘层。 剥线钳的刀口有0.53mm的多个直径的切口,以适应不同规格的线芯剥削。 在使用时注意将导线放在大于线芯直径的切口上切削，以免切伤线芯。,4.6、活扳手 活扳手，又称扳手，它由头部和柄部构成。头部又由定、动扳舌以及蜗轮和轴销构成，旋动蜗轮以及调节扳 口大小。 活动扳手在紧固大螺母时，一般不可反用或用钢管加长柄施力，以免损坏扳唇；不应将活动扳手作为撬杠或锤子使用。,4.7、电工刀
13、 电工刀是用来剖削和切割电工器材的常用工具，有普通式和三用式两种。电工刀在使用时，刀口应朝外剖削，使用完毕随即把刀口折入刀柄内。 由于电工刀的刀柄是不绝缘的。应注意不得在带电体或器材上使用，以防触电。 同时，注意保护好电工刀的刀尖，应避免在过硬物体上划损或碰缺，经常保持刀口的锋利。,4.8、电钻、电锤 电锤原理是传动机构在带动钻头做旋转运动的同时，还有一个方向垂直于转头的往复锤击运动。 电锤的使用： 插入电锤头，然后将锤头往上提一提是否有10于毫米以上的上下窜动间隙。 点按开关确认冲击旋转，两手握紧手把和后把，对准钻孔位置，开始钻孔。 在垂直向下或水平钻孔中一定要将孔内的碎料粉末及时排除，并保
14、持锤头在孔内旋转自由不能有卡涩现象，继续向前缓慢推进，给力不要太大，防止过热超负荷。,1、选用：根据钻孔直径选择电钻规格及钻头。 2、接地：选用三相电源插头插座，保持良好接地。 3、检查：通风孔清洁畅通，手转夹头转动灵活、干燥无水。 4、空转：电钻接触材料前，应先由空转再慢慢接触材料。 5、钻孔：保持钻头垂直，不能晃动，防止卡钻或折断钻头。 6、移动：移动电钻不扯拉橡皮软线，防止软线损伤。,4.9、压接钳 用来压制导线“线鼻”（接线端子）的专用工具。,4.10、弯管机 弯管机用于金属管弯曲加工，有电动、手动、液压等多种类型。,4.11、套丝机 套丝机用于对金属管加工管螺纹，有电动固定、电动便携
15、、手动等多种类型。,手动套丝机,电动便携式套丝机,电动套丝机,5、安装测量常用表计知识 5.1、万用表 万用表的三个基本功能是测量电阻、电压、电流， 万用表又叫多用表、三用表、复用表，是一种多功能、多量程的测量仪表。,5.2、绝缘电阻表,绝缘电阻表正确使用要点： （1） 兆欧表必须水平放置于平稳、 牢固的地方。 （2） 接线必须正确无误， 接线柱“E”（接地）、 “L”（线路）和“G”（保护环或称屏蔽端子）。 （3） 摇动手柄的转速要均匀， 一般规定为120 r/min。 （4） 测量完毕， 应对设备充分放电， 否则容易引起触电事故。 （5） 严禁在雷电时或附近有高压导体的设备上测量绝缘电阻。
16、 （6） 兆欧表未停止转动之前， 切勿用手去触及设备的测量部分或兆欧表接线柱。 （7） 兆欧表应定期校验。,5.3、钳形电流表,钳形电流表表正确使用要点： 测量时，要十分小心，不要去测量无绝缘的导线。 测量前，应进行机械调零。 测量前还应检查钳口的开合情况。 测量前应先估计被测电流的大小，选择合适的量程。 测量时被测载流导线应放在钳口内的中心位置，以免误差增大。 测量完毕，钳形表不用时，应将量程选择开关旋至最高量程档 。(以免下次使用时不慎损伤仪表),5.4、接地电阻表 沿被测接地极E 使电位探测针P和电流探测针C依直线彼此相距20m，且电位探测针P插于接地极E和电流探测针C之间。 用导线将E，P，C联于仪表相应的端钮。,6、安全用电常识 6.1、
