技术工人培训丛书
装卸机械电器修理工
【初级工】
青岛港（集团）有限公司
二〇一一年十二月
目 录
第一章 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第二章 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第三章 第四章 第一节 第二节 第五章 第一节 第二节 第三节 第四节 第六章 第一节 第二节 第三节 第七章
电路基础知识 ................................................................................................................... 3 电气安全技术 .............................................................................................................. 3 电路的基本分析方法 .................................................................................................. 7 二极管、稳压管 .......................................................................................................... 7 半导体三极管 ............................................................................................................ 11 整流电路 .................................................................................................................... 13 滤波电路 .................................................................................................................... 17 正弦交流电路 ............................................................................................................ 19 三相交流电路 ............................................................................................................ 31 电动及运行控制 ............................................................................................................. 35 直流电动机的结构及分类 ........................................................................................ 35 直流电动机的工作原理和机械特性 ......................................................................... 39 直流电动机的运行与控制 ........................................................................................ 40 三相异步电动机的转动原理 .................................................................................... 44 三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 ................................................................. 48 三相异步电动机的运行与控制................................................................................. 49 电机的拆装 ................................................................................................................ 53 运行维护及故障处理 ................................................................................................ 59 防雷与接地安全技术 ..................................................................................................... 66 装卸机械电气电路 ......................................................................................................... 69 常见电路故障的排除方法 ........................................................................................ 69 照明和信号电路的安装及故障排除方法 ................................................................. 70 常用电工仪器仪表及其测量 ......................................................................................... 81 电工仪表的类型、误差和准确度 ............................................................................. 81 指针式仪表的结构及工作原理................................................................................. 83 电流、电压、功率及电能的测量 ............................................................................. 84 电阻的测量 ................................................................................................................ 87 量具知识 ......................................................................................................................... 90 长度单位 .................................................................................................................... 90 游标卡尺 .................................................................................................................... 91 千分尺 ........................................................................................................................ 93 故障案例分析 ................................................................................................................. 95
第一章 电路基础知识
第一节 电气安全技术
一、电气安全基础 1、电气事故 （1）电气事故的特点
1）危害大 2）事故危险直观识别难 3）涉及领域广 （2）电气事故的类型
1）触电事故 触电事故包括电击和电伤。电击对人体的效应是由通过的电流决定的，而电流对人体的伤害程度是与通过人体电流的强度、种类、持续时间、通过途径及人体状况等多种因素有关。电击可分为以下几种情况：
a.单相触电 根据统计资料，单相触电事故约占全部触电事故的70％以上。因此，防止触电事故的技术措施应将单相触电作为重点。
b.两相触电 人体所承受的电压为三相系统中的线电压，危险性较大。
c.跨步电压与接触电压 人体进入地面带电的区域时，两脚之间承受的电压称为跨步电压。由跨步电压造成的电击称为跨步电压电击。人的跨距一般按0.8m考虑。由于跨步电压受很多因素的影响以及地面电位分布的复杂性，几个人在同一地带遭到的跨步电压电击完全可能出现截然不同的后果。
接触电压指电气设备的绝缘损坏时，在身体可同时触及的两部分之间出现的电位差。显然，离接地点越远，可能承受的接触电压越高。
d.电伤 之电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体所造成的伤害。电伤包括电烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械损伤、电光眼等多种伤害。
2）静电危害事故 静电危害事故是由静电电荷或静电场能量引起的。
a.在有爆炸和火灾危险的场所，静电放电火花会成为可燃性物质的点火源，造成爆炸和火灾事故。
b.人体因受到静电电击的刺激，可能引发二次事故；此外，对其的恐惧心理还会对工作效率产生不利影响。
c.对某些生产产生妨碍，导致质量不良，电子设备损坏。
3）雷电灾害事故 雷电放电具有电流大、电压高的特点。其能量释放出来可能形成极大的破坏力。
a.直击雷、雷电感应、雷电流的热量会引起火灾和爆炸。
b.雷电的直接击中、金属导体的二次放电、跨步电压的作用及火灾与爆炸的间接作用，均会造成人员的伤亡。
c.强大的雷电流、高电压可导致电气设备击穿或烧毁。
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4）射频电磁场危害 射频（泛指100kHz以上的频率）伤害是由电磁场的能量造成的。
a.在射频电磁场作用下，人体因吸收辐射能量会受到不同程度的伤害，如技能障碍，神经衰弱，心动过缓、过速，高血压等。
b.在高强度射频电磁场作用下，可能产生感应放电，对具有爆炸、火灾危险的场所是一个危险因素。此外，感应电压较高时，会给人以明显的电击。
5）电气系统故障危害 电气系统故障危害是由于电能在输送、分配、转换过程中失去控制而产生的。
a.引起火灾和爆炸。 b.异常停电。 c.异常带电。 （3）触电防护措施
1）直接触电防护 直接触电是指人体与正常工作中裸露带电部分直接接触而遭受电击。
a.将裸露带电部分加以适合的绝缘。
b.设置遮拦或外护物以防止人体与裸露带电部分接触。 c.设置阻挡物以防止人体无意识地触及裸露带电部分。 d.将裸露带电部分置于人的伸臂范围以外。 e.装设漏电保护器作为后备保护。
2）间接触电保护 因电气设备本身放电击类别的不同，采取的防间接触电的措施也不同。
a.0类设备 具有可导电的外壳只有单一的基本绝缘，切无保护端子，当基本绝缘损坏时，外壳即呈现故障电压。0类设备只能在对地绝缘的环境中使用，或用隔离变压器等安全电压供电。
b.Ⅰ类设备 和0类设备相同，但其外露导电部分上配有连接保护端子。对此类设备需用保护线与它作接地连接，并在电源线路装设保护电器，使其在规定的时间内切断故障电流。
c.Ⅱ类设备 除基本绝缘外，还增设附加绝缘以组成双重绝缘，或设置相当于双重绝缘的加强绝缘，或在设备结构上作相当于双重绝缘的等效处理，使这类设备不会因绝缘损坏而发生接地故障，因此不需再采取防护措施。
d.Ⅲ类设备 额定电压采用50V及以下的特低电压，此电压与人体接触不致造成伤害。常用一次为380V或220V的隔离变压器供电。
二、电气安全保护装置及措施
1、漏电保护装置 漏电保护装置又叫剩余电流动作保护器或触电保安器。 （1）漏电保护装置的工作原理和特点
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电气设备漏电时，将产生异常的电流和电压信号。漏电保护装置就是通过检测机构取得这两种异常信号，经过转换和放大，促使执行机构动作，最后借助开关装置迅速切断电源。由于电压型漏电保护装置目前应用极少，下面只讨论电流型漏电保护装置。
电流型漏电保护装置都采用零序电流互感器作为取得触电或漏电信号的检测元件。因为零序电流是三相不对称电路中的一个分量，只要出现三相不对称的情况，就会有零序电流产生。在三相系统中，单相接地电流、漏电电流都可能形成零序电流。
剩余电流型漏电保护装置种类很多，按有无电子放大环节，可分为电磁式和电子式，按结构形式，可分为漏电继电器、漏电开关、漏电茶座等漏电保护装置。
1）电磁式漏电保护装置
原理如图1-1所示，这种保护装置以极化电磁铁YA作为中间机构。在正常情况下，极化电磁铁由于带有永久电磁铁而具有极性，永久磁铁的吸力克服弹簧的拉力使衔铁保持在闭合位置：图中，三相电源线穿过环形的零序电流互感器TA构成互感器的一次绕组，与极化电磁铁Y A连接的线圈构成互感器的二次绕组。设备正常运行时，互感器一次的三相平衡电流在其铁心中产生的合成磁通为零，互感器二次绕组不产生感应电压和电流，电磁铁不动作。设备发生漏电或有人触电时，出现零序电流，互感器二
次绕组产生感应电动势，电磁铁线圈中有电流流过，并产生交变磁通．这个磁通与永久磁铁的磁通叠加，产生去磁作用，使吸力减少，衔铁被弹簧拉开，机械式脱扣机构Y动作，并通过开关设备断开电源。图中，SB与R。串联构成检查支路SB是检查按钮，R。是限流电阻。
电磁式漏电保护装置也可以采用电磁脱扣的方式工作。这时，极化电磁铁的衔铁直接带动一对电气接点，并通过中间继电器控制电源开关。
因为漏电保护装置的动作电流一般限定为数十毫安，所以，电磁式漏电保护装置的零序电流互感器必须具有较高的灵敏度。互感器的铁心用铁镍合金(坡莫合金)或非晶体材料制成：铁镍合金的磁导率比普通硅钢片的高数十倍，容易获得较高的灵敏度，稳定性也比较好，是比较理想的铁心材料。电磁式漏电保护装置的极化电磁铁工作时磁路闭合，与工作时有明显空气隙的开式磁路相比，这种磁路的磁阻小得多。因此，其驱动功率很小，灵敏度很高。极化电磁铁也用高导磁率永磁材料制成。
电磁式电流型漏电保护装置的主要优点是使用元件较少，可靠性较高；只采用电磁元件，承受过电流或过电压冲击的能力较强；由于没有电子放大环节而勿需低压电源，当主电路缺相时．保护装置仍能可靠地发挥保护作用。其不足之处是灵敏度不高，额定漏电动作电流一般只能设计到40～50mA；对互感器铁心等材料的要求较高，极化电磁铁等元件制作的工艺难度较大。
2、电子式电流型漏电保护装置
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图1-1电磁式漏电保护装置