常见电气设备及二次接线(培训讲义)

常见电气设备及二次接线

巴蜀江油发电厂1

贺振东

目 录

一、电气一次设备和二次设备的区别 ...................................... - 1 - 二、电机的基本特点与基本理论 .......................................... - 1 -

2.1 基本特点 .............................................................................................................. - 1 - 2.2 基本理论 .............................................................................................................. - 1 - 三、交流电动机 ........................................................ - 2 -

3.1 三相异步电动机的构造 ..................................................................................... - 3 - 3.2 三相异步电动机的转动原理 ............................................................................. - 4 - 3.3 三相异步电动机的启动 ..................................................................................... - 6 - 四、常见电气设备 ...................................................... - 6 -

4.1 变压器 .................................................................................................................. - 6 - 4.2 隔离开关 ................................................................................................................. 10 4.3 高压断路器 ............................................................................................................. 10 五、发电厂、变电所的电气主接线 ........................................... 12

5.1 电气主接线基本要求： ......................................................................................... 12 5.2 母线的概念： ......................................................................................................... 12 5.3 单母线接线： ......................................................................................................... 12 5.4 用断路器分段的单母线接线 ................................................................................. 13 5.5 单母线分段带旁路 ................................................................................................. 14 5.6 双母线接线： ......................................................................................................... 14 5.7 提高供电可靠性的措施 ......................................................................................... 15 六、安全用电 ............................................................. 15

6.1 避雷针与避雷线 ..................................................................................................... 15 6.2 避雷器 ..................................................................................................................... 16 6.3 防止人身触电的技术措施 ..................................................................................... 16 6.4 电气工作的安全措施 ............................................................................................. 17 6.5 保证安全的组织措施 ............................................................................................. 17 6.6 保证安全的技术措施 ............................................................................................. 18 6.7 常用电气安全工具 ................................................................................................. 19 6.8 电气火灾的扑灭 ..................................................................................................... 20 七、继电接触器控制系统 ................................................... 21

7.1 组合开关 ................................................................................................................. 21 7.2 按钮 ......................................................................................................................... 21 7.3 交流接触器 ............................................................................................................. 22

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7.4 热继电器 ................................................................................................................. 23 7.5 熔断器 ..................................................................................................................... 23 7.7 鼠笼式电动机直接启动的控制线路 ..................................................................... 25

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一、电气一次设备和二次设备的区别

电气设备，按其作用的不同一般分为一次设备和二次设备。

一次设备是直接生产、输送和分配电能的设备，如同步发电机、电力变压器、电力母线、高压输电线路、高压断路器等。一次设备及其相互间的连接电路称为一次接线或主接线，是构成电力系统的主体。

对一次设备起控制、保护、调节、测量等作用的设备称为二次设备，如控制与信号器具、继电保护及安全自动装置、电气测量仪表、操作电源等。二次设备及其相互问的连接电路称为二次接线或二次回路。二次接线是电力系统安全、经济、稳定运行的重要保障，是电气设备系统的重要组成部分。

二、电机的基本特点与基本理论

2.1 基本特点

电机的型式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的有效材料（导磁和导电材料）构成能互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率和电磁转矩，从而达到能量形态的转换。

按照电机功能划分，可分为： 1、 发电机 把机械能转化成电能 2、 电动机 把电能转化为机械能 3、 变压器 改变电压 4、 控制电机

从基本原理上，发电机和电动机只不过是电机的两种运行方式，它们本身是可逆的。上述各种电机中，除了变压器是静止电气设备以外，其他均为旋转电机。 2.2 基本理论 2.2.1 电磁感应定律

设有一个匝数为N的线圈放在磁场中，不论什么原因，例如线圈本身的移动、转动或磁场本身发生变化等，只要造成了和线圈交链的磁链ψ随时间发生变化时，线圈内都会感应出电势，这种现象叫做电磁感应。

如果在感应电势的作用下在线圈内产生电流，则该电流所产生的磁通起着反对磁通变化的作用。 2.2.2 右手定则

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当导体在恒定的磁场中运动而切割磁力线时，若磁力线、导体和运动方向三者互相垂直，则导体内的感应电势方向可以用右手定则确定：把右手伸开，使大拇指和其余四指互相垂直，用手心对着磁力线，大拇指指向导体相对于磁场的运动方向，则四指所指的方向即为运动电势方向。

2.2.3 电磁力定律

实验证明，载流导体在磁场中受到力的作用。由于这种力是磁场和电流互相作用产生的，所以称为电磁力。若磁场与导体互相垂直，则作用在导体上的电磁力方向可由左手定则确定：把左手掌伸开伸开，大拇指与其余四指垂直，用掌心迎接磁力线，四指指向电流的方向，则大拇指所指方向就是电磁力的方向。

三、交流电动机

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电动机的作用是将电能转换为机械能。 3.1 三相异步电动机的构造

三相异步电动机分为两个基本的部分：定子（固定部分）和转子（旋转部分）。下图所示是三相异步电动机的构造

三相异步电动机的定子是由机座和装在机座内的圆筒形铁心以及其中的三相定子绕组组成。机座是用铸铁或铸钢制成的，铁心是由互相绝缘的硅钢片叠成的。铁心的内圆周表面冲有槽，用以放置对称三相绕组。

三相异步电动机的转子根据构造上的不同分为两种型式：鼠笼式和绕线式。转子铁心是圆柱状，也用硅钢片叠成，表面冲有槽。铁心装在转轴上，轴上加机械负载。

鼠笼式的转子绕组做成鼠笼状，就是在转子铁心的槽中放铜条，其两端用端环联接，或者在槽中浇铸铝液，铸成一鼠笼(下图)，这样便可以用比较便宜的铝来代替铜，同时制造也快。因此，目前中小型鼠笼式电动机的转子很多是铸铝的。鼠笼式异步电动机的“鼠笼”是它的构造特点，易于识别。

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绕线式异步电动机的构造如下图所示，它的转子绕组同定子绕组一样，也是三相的；它联成星形。每相的始端联接在三个铜制的滑环上，滑环固定。

鼠笼式与绕线式只是在转子的构造上不同，它们的工作原理是一样的。鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，就成为生产上应用得最广泛的一种电动机。

小型电动机一般是自带叶片风冷，大型电动机还有专用水冷却器。

3.2 三相异步电动机的转动原理

三相异步电动机接上电源，就会转动。这是什么道理呢?为了说明这个转动原理，

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我们先来做个演示。

上图所示的是一个装有手柄的蹄形磁铁，磁极间放有一个可以自由转动的、由铜条组成的转子。铜条两端分别用铜环联接起来，形似鼠笼，作为鼠笼式转子。磁极和转子之间没有机械联系。当我们摇动磁极时，发现转子跟着磁极一起转动。摇得快，转子转得也快；摇得慢，转得也慢；反摇，转子马上反转。

上图所示是三相异步电动机转子转动的原理图，图中N、S表示两极旋转磁场，转子中只示出两根导条（铜或铝）。当旋转磁场向顺时针方向旋转时，其磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则确定。在这里应用右手定则时，可假设磁极不动，而转子导条向逆时针方向旋转切割磁力线，这与实际上磁极顺时针方向旋转时切割转子导条是一样的效果。

在电动势的作用下，闭合的导条中就有电流。这电流与旋转磁场相作用而使转子导

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条受到电磁力F。电磁力的方向可应用左手定则来确定。由电磁力产生电磁转矩，转子就转动起来。由图可见，转子转动方向和磁极旋转的方向相同。这就是在上面的演示中转子跟着磁场转动的原因。 3.3 三相异步电动机的启动 3.3.1启动电流

电动机在刚启动时，由于旋转磁场对静止的转子有着很大的相对转速，磁通切割转子导条的速度很快，这时转子绕组中感应出的电动势和产生的转子电流都很大。和变压器的原理一样，转子电流的增大反过来使定子电流增大。随着转子转速逐渐升高，一般异步电动机的定子启动电流与额定电流之比大约在5～7倍。小型异步电动机的熔断器（保险管）配置一般是按照2～2.5倍额定电流配置，但必须选择电动机专用熔断器（保险管），以满足电动机起动电流冲击特性的要求。 3.3.2 启动注意事项

电动机不是频繁启动时，启动电流对电动机本身影响不大。因为启动电流虽大，但启动时间很短（小型电动机只有1～3s，大型电动机5～10s），从发热角度考虑没有问题；并且一经启动后，转速逐渐升高，电流下降很快。但当启动频繁时，由于热量的积累，可以使电动机过热。因此实际操作中应尽可能不让电动机频繁启动，而是安装离合器使负荷与电动机脱离。

但是，电动机的启动对线路是有影响的。过大的启动电流在短时间内会在线路上造成较大的电压降落，而使负载端电压降低，影响邻近的负荷正常工作。例如对邻近的异步电动机，电压的降低不仅会使转速下降、电流上升，还可能使电动机因实际转矩小于负载转矩而过负荷跳闸。

为减小启动电流，目前的节能手段是使用变频器。（此处可根据电厂实际使用情况简单介绍）

四、常见电气设备

4.1 变压器

变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。

在输电方面，当输电功率P=UIcosΦ及负载功率因数cosΦ为一定时，电压U越高，

U2则线路电流I越小。根据P的关系，输送功率与电压的平方成正比，因此在输电

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时必须利用变压器将电压升高，这不仅可以减少输电线的截面积，节省材料，同时还可减少线路的功率损耗。在用电方面，为了保证用电的安全和合乎用电设备当电压要求，还要利用变压器将电压降低。 4.1.1变压器的工作原理

下图所示的是变压器的工作原理图。由于变压器是利用电磁感应作用工作的，一次他的结构原则是：两个或两个以上互相绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，他们之间有磁的耦合，但没有电的直接联系。所以，如同旋转电机一样，变压器也是以磁场为媒介的。通常两个绕组中一个接到交流电源，称为一次绕组，简称一次侧或原边；另一个接到负载，成为二次绕组，简称二次侧或副边。当一次侧接到交流电源时，在外施电压作用下，一次绕组中有电流通过，并在铁心中产生交变磁通，其频率与外施电压的频率一样。这个交变磁通同时交链一次、二次绕组，根据电磁感应定律，便在二次绕组中感应出电势，二次侧有了电势，便向负载供电，实现了能量传递。

原、副边的匝数分别为N1和N2。原、副边的的电压之比为

U1N1K U2N2K称为变压器的变比，亦即原、副边绕组的匝数比。可见，当电源电压U1一定时，只要改变匝数比，就可以得到不同的输出电压U2。

变比在变压器的铭牌上已经注明，它表示它表示原、副边的额定电压之比，例如“6000/400V”（K=15），这表示原边的额定电压是6000V，副边的额定电压是400V。

变压器的原边、副边是可逆的。因此将变压器称为升压变压器或降压变压器都只是相对的

4.1.2 电流互感器（简称CT）

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电流互感器是一次电气设备和二次电气回路之间的连接设备，其基本作用是进行交流电流的变换，即将大电流变换为适合继电保护装置、自动装置及测量仪表等工作的小电流（一般额定值为5A或1A），并实现一次高压回路和二次电压电路之间的电气隔离，保证人身和设备的安全

电流互感器的接线图如下图所示。原边的匝数很少（只有一匝或几匝），它串联在被测电路中。副边的匝数较多，它与电流表或其他仪表及继电器的电流线圈相连接。

电流互感器的基本工作原理与一般变压器工作原理相同，当一次绕组通过电流I1时，铁芯中出现交变主磁通，二次绕组上便感应出电势E2，在二次绕组和负载构成的闭合回路内产生二次电流I2，一次电流与二次电流的比值称为变流比。二次电流的存在会使铁芯中的磁通密度大大降低，这是因为二次电流产生的磁通对一次电流建立的主磁通是起去磁作用的。

电流互感器正常工作时二次负载阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，二次电流的大小由一次电流决定，几乎不受二次负载变化的影响，这是电流互感器的显著特点。

根据变压器的原理，变流比Ki=I1N2 I2N1由上式可见，利用电流互感器可将大电流变换为小电流。

钳形电流表是电流互感器的一种变形。它的铁心如同一把，钳子，用弹簧压紧。测量时将钳口压开而引入被测导线。这时该导线就是原绕组，副绕组绕在铁心上并与电流表接通。利用钳形电流表可以随时随地测量线路中的电流，不必像普通电流互感器那样必须固定在一处或者在测量时要断开电路而将原绕组串接进去。钳形电流表的原理图如右所示。

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在使用电流互感器时，副边绕组是不允许断开的。这点和普通的变压器有所不同。因为它的原绕组是与负载串联的，其中电流I1的大小是决定于负载的大小，不是决定于副绕组电流I2。所以当副绕组电路断开时(譬如在拆下仪表时未将副绕组短接)，副绕组的电流和磁通势立即消失，但是原绕组的电流I1未变。这时铁心内的磁通全由原绕组的磁通势NI*I1产生，结果造成铁心内很大的磁通(因为这时副绕组的磁通势为零，不能对原绕组的磁通势起去磁作用了)。这一方面使铁损大大增加，从而使铁心发热到不能容许的程度；男一方面又使副绕组的感应电动势增高到危险的程度。

此外，为了使用安全起见，电流互感器的铁心及副绕组的一端应该接地。 4.1.3 电压互感器（简称PT）

电压互感器与电流互感器一样是一次与二次电气回路之阆的连接设备。电压互感器的作用是，进行电压变换，同时实现一、二次系统的电气隔离。经过电压互感器，把一次电路的高电压变换成适合于继电保护装置和电气测量仪表等工作的低电压(一般额定值为10OV或50V)，使二次设备在低电压下工作。这样，不但可以保证二次设备工作的准确度和可靠性，而且也便于实现二次设备的标准化，同时工作人员的安全也能得到保障。

普通绕线型电压互感器实质上就是小型降压变压器，其原理结构是完全相同的，如图所示。在铁芯1上绕有一次绕组2和二次绕组3。一次绕组和一次电路连接，输入高电U1，在二次绕组感应出低电压U2，接到保护继电器及测量仪表的电压线圈上。电压互感器一次电压与二次电压的比值称为电压变比。

电压互感器的主要工作特点是：二次负载阻抗很大，二次电流很小，二次绕组在接近于开路状态下工作。

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综上所述，在实际生产运行和测量中，电压互感器二次侧不能短路，电流互感器二次侧不能开路。 4.2 隔离开关

隔离开关又称刀闸，但没有灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流及短路电流。主要作用如下：

1、 隔离高压电源，做为明显断开点。

2、 在双母线接线系统中利用隔离开关将电气设备从一组母线切换到另一组母线。 3、 可以接通和切断小电流的设备，如中性点、避雷器和电压互感器。 基本要求： 1、 有明显断开点； 2、 可靠绝缘； 3、 足够的短路稳定性； 4、 结构简单，动作可靠；

5、 带接地刀闸的隔离开关，主刀闸与接地刀闸之间应有可靠的相互闭锁。 4.3 高压断路器

 用途：

系统正常运行时，要求断路器能可靠的切断和接通电路或电气设备；当系统发生故障时，能和继电保护配合，迅速地切除故障电路。

 分类：

按照安装地点分类：户内、户外

按照灭弧原理：油断路器、空气断路器、六氟化硫断路器、真空断路器。

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 基本要求：

1、 工作可靠，在规定的技术条件下长期稳定可靠的工作。

2、 具有足够的开断能力。在开断短路电流时具有足够的动稳定度和热稳定度。 3、 具有尽可能短的切断时间，尽快切除故障电路，减轻故障电流对设备的损害和

增加电力系统工作稳定性。

4、 能实现自动重合闸要求。电网中瞬时性故障较多，当首次电路故障跳闸后，断

路器在很短的时间内重新合闸，提高供电可靠性和稳定性。  电弧现象：

当断路器切断有电流的电路时，若触头间电压大于10～20伏，电流大于80～100mA，在切断的瞬间，触头间会产生强烈的白光，这种白光是因产生高温的弧光放电，称为电弧。此时触头虽已分开，但触头间存在电弧，仍维持电路接通状态。 电弧的中间段（弧柱区）能量集中，温度很高，可达上万度，亮度很强，这样大的能量几乎全部转化为热能，极易烧坏触头及触头附近的绝缘，若电弧长时间不熄灭，甚至会引起断路器爆炸。

 灭弧方法：

a 利用气体或油吹动电弧，纵吹或横吹挤压电弧，拉长电弧，冷却电弧。 b 采用多断口设计。

c 采用高电气强度的介质，如六氟化硫。 d 提高触头分断速度。

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五、发电厂、变电所的电气主接线

发电厂和变电所的电气主接线是发电机、变压器、断路器、隔离开关、互感器、母线和电缆等电气设备，按照一定顺序连接在一起，用以表示生产、汇集和分配电能的电路。

电气主接线图是用规定的图形符号代表主电路中各相应的电气设备而做成接线图。

5.1 电气主接线基本要求：

 根据系统和用户的要求，应保证供电可靠性（重要用户应有两个以上的

电源供电）。

 接线力求简单、明晰。操作方便。  具有一定的工作灵活性（能安排检修）。

5.2 母线的概念：

在发电厂、变电所内，必然具有较多的电源和引出线，为保证供电的可靠些和灵活性，可采用具有母线的接线。母线起着汇集和分配电能的作用，并使接线简单、明显，运行方便。 5.3 单母线接线： 5.3.1 不分段的单母线接线

每个电源和引出线回路，都经过一台断路器DL和隔离开关G串联接在一组公共的母线上，如下图所示，图中所示具有两台发电机（或变压器）作电源并列工作，任一条引出线都可以从母线获得电能。

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优点：接线简单，操作方便，所用电气设备少，费用低。 缺点： 1、 2、

母线或母线侧隔离开关故障需要检修时，各个电路均需停电。 任一引出线回路中得任一元件故障时，会使该回路停电。

适用范围：因可靠性、灵活性较差，适用于小容量的电厂及对负荷供电要求不高的变电所。

5.4 用断路器分段的单母线接线

采用断路器对母线进行分段，可以提高单母线接线形式的供电可靠性和灵活性。

用断路器分段的单母线接线的分段数目，决定于电源的数目和功率、电网的接线及电气主接线的工作方式。分段的数目一般为2～3段，引出线在各分段上分配时，应尽量使各分段的功率分配平衡，以减少各分段之间的电压偏差。

正常工作时，若分段断路器在断开位置时，可在断路器上装设备用电源自动投入装置。当任一电源故障断开时，则在备用电源自动投入装置作用下，分段断路器自动合闸，保证全部引出线继续供电。

正常工作时若分段断路器在合闸位置，则在任一分段母线发生故障时，分段断路器在继电保护装置作用下自动断开，保证非故障母线继续正常工作。

优缺点：

1、 母线分段发生故障时，仅是故障段停电，非故障段仍可继续工作。

2、 对重要用户，可采用从不同母线分段引出双回线供电，保证可靠地向重要用户

供电。

3、 当一段母线故障或检修时，该分段上全部负荷仍需停电。 4、 任一回路元件检修，该回路仍需停电。

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5.5 单母线分段带旁路

为克服输电回路中因断路器等元件检修而停电的缺点，可采用单母线分段带旁路的接线方式，如下图所示。

单母线分段带旁路接线，就是除工作母线外，还有一组旁路母线，每一母线装设一台旁路断路器与旁路母线连接，每一回出线均装设一组旁路隔离开关Gp与旁路母线连接。

正常情况下，旁路断路器及出线旁路隔离开关均在断开位置，当某一线路断路器需要检修时，首先投入旁路断路器DLp两侧的隔离开关，合上需要检修的回路的旁路隔离开关Gp，再投入旁路断路器，此后即可断开需要检修的出线断路器，然后再拉开出线断路器两侧刀闸Gx和Gm。这时，由旁路断路器DLp代替出线断路器1DL工作，该回路就不会因断路器的检修而中断供电。当线路断路器检修结束后，又可恢复正常供电，将旁路断路器切除作为备用。

缺点：接线复杂，设备增加。重要负荷较多时、出线回路较多时，不能满足供电可靠性要求。 5.6 双母线接线：

如下图所示，每一电源或每条出线通过一台断路器和两组隔离开关连接在母线上。正常运行时，两条母线均带电，母线联络开关合闸。

优缺点：

1、 轮流检修母线时，不被中断对用户的供电。 2、 出线断路器检修时，仍需对用户停电。

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5.7 提高供电可靠性的措施

1、 母线分段

2、 母线（重要负荷）采用双电源供电，一用一备 3、 装设备用电源自动投入装置

六、安全用电

因雷击直接对设备或对设备附近物体带电，而产生对电气绝缘有危险的电位升高所引起的过电压，称为外部过电压。 6.1 避雷针与避雷线

避雷针与避雷线是防止直接雷击设备，使建筑物和电气设备免受直击雷危害。就其作用来说，实际上应称为引雷针（线）。

原理：避雷针由引闪针（上端具有尖端金属物）、接地引下线及接地体组成。当雷电的先导发展到离地面一定高度时，地面上的突出物（如避雷针等）影响雷电先导发展方向，使先导沿着电场强度较大的方向击向避雷针。即避雷针使地面电场发生畸变，使雷电引向自身，安全地导入地下，从而保护了避雷针附近的建筑物或电气设备。简单的说，就是当雷云出现在变电所上空时，由于静电感应在避雷针尖端感应出大量的与雷云异号的电荷，而避雷针较高，距雷云距离比其他被保护物要近，而且是尖端物体，容易使雷云对避雷针放电，则雷电流经避雷针1、引下线2及接地装置3导入地下，如下图所示、

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避雷线用来保护较长距离的架空线路免受雷击。对于35KV线路可在距离电站或变电所1～2公里内架设避雷线；对于110KV及以上的架空线，应在全长范围内架设避雷线做防雷保护。 6.2 避雷器

避雷器是用于作用于线路绝缘和变电所、发电厂的大气过电压，它与被保护设备并联，接在每相导线与地之间，如下图所示。

原理：正常时没有电流通过避雷器，一旦雷击于输电线路，过电压波4沿导线侵入，加在避雷器3和被保护物体2上，当出现危及被保护物体绝缘的过电压时，避雷器首先击穿放电，将雷电流尽快导入大地，使雷过电压迅速下降，从而了作用于被保护物体上的过电压值。当雷过电压消失，避雷器又自动切断工频电压下循雷电流通道的工频电流即续流，立即恢复电力系统正常工作。因此，避雷器放电电压必须低于被保护设备绝缘耐受电压值。 6.3 防止人身触电的技术措施 6.3.1 保护接地

保护接地，是为防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等带电危及人身和设备安全而进行的接地。所谓保护接地就是将正常情况下不带电，而在绝缘材料

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损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分（即与带电部分相绝缘的金属结构部分）用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。接地保护一般用于配电变压器中性点不直接接地（三相三线制）的供电系统中，用以保证当电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。

6.3.2 安全电压。

一般干燥无特殊尘埃环境安全电压规定为36V。在危险潮湿等环境下的安全电压为12V（如矿井下的行灯，电缆沟内的照明灯）。 6.4 电气工作的安全措施

为了确保电气工作中的人身安全，《电业安全工作规程》规定：在高压电气设备或线路上工作，必须完成保证工作人员安全的组织措施和技术措施；对低压设备带电检修工作，也要采用相应的安全措施后才能进行工作。 6.5 保证安全的组织措施

在全部停电或部分带电的高压电气设备或线路上工作，保证安全的组织措施有：工作票制度，操作票制度，工作许可制度，工作监护制度，工作间断、转移、终结制度。

 工作票制度

工作票是准许在电气设备或线路上工作的书面命令。根据工作的性质和工作范围的不同分为第一种工作票和第二种工作票，工作票应认真填写工作负责人姓名、工作地点、工作内容、需要采取的安全措施，计划工作时间，未完成时应办理延期手续后才能继续工作。工作完成后交回存档，撤除安全措施，设备投入运行或投入备用。

 操作票制度

凡在运行设备上进行倒闸操作，必须填写操作票，它是运行值班人员进行倒闸操作的书面命令。操作票填写内容要求清楚明确，操作项目要按规定的操作顺序填写齐全并与设备名称编号。操作时，应由二人进行，一人唱票与监护，另一人复诵与操作，操作一项划除一项再进行下一项操作，并记录操作完毕时间，方可注销，并妥善保管备查。

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 工作许可制度

检修工作开始前应完成工作许可手续，工作许可人应审查工作票所列安全措施是否正确完善，完成施工现场的安全措施，验明检修设备确实无电压、指明带电范围并指明注意事项后，方可在工作票上签名，班组方可开始工作。

 工作监护制度

工作监护人的安全技术等级高于操作人，完成工作许可手续以后，工作负责人即监护人应向工作人员交待现场安全措施，指明带电部位及其注意事项。专项监护不应做其他工作，工作人员必须服从监护人指挥。

 工作间断、转移、终结制度

工作间断时，工作人员撤离现场，所有安全措施保持不动，清理现场，将工作票交值班员，次日复工应得到值班员许可，领回工作票，工作负责人重新检查安全措施是否符合工作票规定，无需再通过工作许可人恢复工作。

工作点需要转移时，在工作票上一次填写几个工作地点，全部安全措施在工作前一次完成。工作转移时，不再办理转移手续，但工作票负责人应向工作人员交代带电范围、安全措施和其他注意事项。

全部工作结束时清理现场，工作负责人应周密检查。工作人员撤离现场后，向值班人员说明有关情况，然后在工作票上填明工作终结时间，经检修、运行人员双方签名后，工作票方可结束。工作许可人接到完工报告后，确认工作已经完毕，工作人员已经全部撤离，接地线拆除经核对无误，下令拆除安全措施合闸送电，送电后工作负责人应检查运行情况，当正常后方可离开现场，工作全部终结。 6.6 保证安全的技术措施

在全部或部分停电的电气设备或线路上工作，必须完成停电、验电、装设接地线，悬挂标示牌和装设遮拦等保证安全的技术措施。

 停电

工作地点必须停电的设备不但包括检修设备，还包括工作时正常活动范围与带电设备之间的距离小于安全距离时和带电部位在工作人员后方和两侧且无可靠安全措施的设备等。停电设备必须将各方面电源全部断开，并具有明显的断开点。断路器和隔离刀闸断开后，还应断开其操作电源。

 验电

停电后应验明确无电压。验电时，才用电压等级相等、有效期合格的验电器，验电

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前后均应将验电器在带电设备上进行试验，确认验电器是否完好。500伏以下设备验电可使用验电笔。

 装设接地线

在停电设备上装设接地线的目的是防止工作点突然来电，如突然来电，短路电流将立即使开关跳闸。装设接地线之前应首先对设备放电，特别是高压长线路和电缆。先将接地端连好，再接导电端。拆除时的顺序相反。

 悬挂标示牌和装设遮拦

根据不同的要求，在工作地点和相应的设备上装设遮拦，悬挂“禁止合闸，有人操作”、“止步，高压危险”、“禁止攀登，高压危险”等标示牌。室外电气设备上禁止使用塑料类警戒带，以防大风吹断警戒带搭接到带电物体上造成短路事故。 6.7 常用电气安全工具

6.7.1 电气安全工具分为绝缘工具和一般防护安全工具。绝缘工具又分为基本安全工具和辅助安全工具。

6.7.2 基本安全工具包括：绝缘棒、绝缘夹钳、验电器等。基本安全用具的绝缘强度应能长期耐受工作电压。

6.7.3 辅助用具包括：绝缘手套、绝缘靴、绝缘垫等。辅助安全用具的绝缘强度不能承受电气设备或线路的工作电压，只能加强基本安全工具的防护作用，用来防止接触电压、跨步电压、电弧灼伤等对操作人员的危害。必须注意，不能用辅助安全工具直接接触电气设备的带电部分。

6.7.4 一般防护安全用具包括：携带型短路接地线，临时遮拦，标示牌，警示牌，安全带等。

6.7.5 绝缘杆、绝缘手套、绝缘靴使用前的检查：

(1)检查外观应清洁，无油垢，无灰尘。表面无裂纹、断裂、毛刺、划痕、孔洞及明显变形等。

(2)绝缘手套应检查有无划痕、开裂，还应做充气试验，检验并确认其无泄漏现象。 (3)绝缘靴底无扎伤、受潮现象，底部花纹清晰明显，无磨平迹象。

(4)绝缘拉杆的连接部分应牢固并拧紧，有无断裂、受潮，钩环有无变形，表面应清洁；

(5)使用前应检查其是否在实验合格有效期内。

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6.7.6 绝缘拉杆使用注意事项：

(1)使用绝缘拉杆时，应配戴绝缘手套、穿绝缘靴；手握部分应在允许范围内，不得超出防护罩或防护环。

(2)雨雪天气时，室外使用绝缘拉杆应装有防雨的伞形罩； (3)使用时应防止碰撞划伤，绝缘杆不得挪作它用；

(4)绝缘杆应存放在干燥通风处，并悬挂在支架上，避免与墙或地面接触或斜放； 6.7.7 绝缘手套使用注意事项：

(1)低压绝缘手套作为基本安全用具，可直接接触低压带电体。而高压绝缘手套只能作为辅助安全用具，不能直接接触高压带电体；

(2)绝缘手套应存放在密闭的橱柜内，并于其他工具、仪表分别存放； 绝缘靴使用注意事项：

(1)绝缘靴在高压系统中只能作为辅助安全用具，不能直接接触高压带电体； (2)穿用绝缘靴时，要防止硬质尖锐物体将底部扎伤；

(3)绝缘靴应放在橱内，不准代替雨鞋使用，只限于在操作现场使用； 保管注意事项：

(1)安全用具应存放在干燥、通风场所：

(2)绝缘拉杆应悬挂在支架上，不应与墙面接触或斜放；

(3)绝缘手套应存放在密闭的橱内，应与其它工具、仪表分别存放； (4)绝缘靴应放在橱内，不准代替雨鞋使用，只限于在操作现场使用； (5)高压验电器应存放在防潮匣内，并放在干燥的地方； (6)所有安全用具不准代替其他工具使用。 安全用具的试验周期：

绝缘杆、绝缘夹钳的试验周期为一年；绝缘手套、绝缘靴、验电器试验周期为六个月。

6.8 电气火灾的扑灭

1、 断电

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2、 充油设备着火，还应放油 3、 使用沙、CO2、干粉灭火

七、继电接触器控制系统

工业生产过程中，大多是由电动机来带动的。对电动机主要是控制它的启动、停运、正转、反转等。对电动机或其他电气设备的启停，国内较多的使用继电器、接触器及按钮等控制电器来实现自动控制。这种控制系统一般称为继电接触器控制系统，它是一种有触点的断续控制，因为其中控制电器是断续动作的。

任何复杂的控制线路，都是由一些基本的单元电路组成的。因此，本章节对继电接触器控制系统的一些基本、常用控制元件进行介绍。 7.1 组合开关

在工业生产过程的电气控制线路中，组合开关(又称转换开关)常用来作为电源引入开关，也可以用它来直接起动和停止小容量鼠笼式电动机或使电动机正反转，局部照明电路也常用它来控制。组合开关的种类很多，常用的结构如图所示。它有三对静触片，每个触片的一端固定在绝缘垫板上，另一端伸出盒外，联在接线柱上。三个动触片套在装有手柄的绝缘转动轴上，转动转轴就可以将三个触点(彼此相差一定角度)同时接通或断开。

下图是用组合开关来起动和停止异步电动机的接线图。

7.2 按钮

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按钮通常用来接通或断开控制电路(其中电流很小)，从而控制电动机或

其他电气设备的运行。下图所示的是一种按钮的剖面图。将按钮帽按下时，下面一对原来断开的静触点被动触点接通，以接通某一控制电路；而上面一对静触点则被断开，以断开另一控制电路。

原来就接通的触点，称为常闭触点；原来就断开的触点，称为常开触点。常见的一种双联按钮由两个按钮组成，一个用于启动，一个用于停运。 7.3 交流接触器

交流接触器常用来接通和断开电动机或其他设备的主电路，每小时可开闭好几百次。 接触器主要由电磁铁和触点两部分组成。它是利用电磁铁的吸引力而动作的。下图是交流接触器的主要结构图。当吸引线圈通电后，吸引山字形动铁心(上铁心)，而使常开触点闭合。

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7.4 热继电器

热继电器俗称热偶，是用来保护电动机使之免受长期过载的危害。

热继电器是利用电流的热效应而动作的，它的原理图如上图所示。

热元件是一段电阻不大的电阻丝，接在电动机的主电路中。双金属片系由两种具有不同线膨胀系数的金属辗压而成。图中，下层金属的膨胀系数大，上层的小。当主电路中电流超过容许值而使双金属片受热时，它便向上弯曲，因而脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点按钮是接在电动机的控制电路中的。控制电路断开而使接触器的线圈断电，从而断开电动机的主电路。

由于热惯性，热继电器不能作短路保护。因为发生短路事故时，我们要求电路立即断开，而热继电器是不能立即动作的。但是这个热惯性也是合乎我们要求的，在电动机起动或短时过载时，热继电器不会动作，这可避免电动机的不必要的停车。如果要热继电器复位，则按下复位按钮即可。 7.5 熔断器

熔断器是最简便的而且是有效的短路保护电器，俗称保险。熔断器中的熔片或熔丝用电阻率较高的易熔合金制成，例如铅锡合金等；或用截面积甚小的良导成，例如，铜、银等。线路在正常工作情况下，熔断器中的熔丝或熔片不应熔断。一旦发生短路或严重过载时，熔断器中的熔丝或熔片应立即熔断。

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熔断器额定电流将根据电动机的额定电流进行选择，不经常启动的电动机，熔断器额定电流按照电动机额定电流的2.5倍进行选择；经常启动的电动机，熔断器额定电流按照电动机额定电流的2倍进行选择。

7.6 自动空气开关

自动空气断路器也叫自动开关，是常用的一种低压保护电器，可实现短路、过载和失压保护。它的结构形式很多，下图所示的是一般原理图。主触点通常是由手动的操作机构来闭合的。开关的脱扣机构是一套连杆装置。当主触点闭合后就被锁钩锁住。如果电路中发生故障，脱扣机构就在有关脱扣器的作用下将锁钩脱开，于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。脱扣器有过流脱扣器和欠压脱扣器等，它们都是电磁铁。在正常情况下，过流脱扣器的衔铁是释放着的；一旦发生严重过载或短路故障时，与主电路串联的线圈(图中只画出一相)就将产生较强的电磁吸力把衔铁往下吸而顶开锁钩，使主触点断开。欠压脱扣器的工作恰恰相反，在电压正常时，吸住衔铁，主触点才得以闭合；一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触点断开。当电源电压恢复正常时，必须重新合闸后才能工作，实现了失压保护

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7.7 鼠笼式电动机直接启动的控制线路

下图是中、小容量鼠笼式电动机直接启动的控制线路，其中用了组合开关Q，交流接触器KM，按钮SB，热继电器FR及熔断器FU等几种电器。

先将组合开关Q闭合，为电动机起动作好准备。当按下起动按钮SB2时，交流接触器KM的线圈通电，动铁心被吸合而将三个主触点闭合，电动机M便起动。当松开SB2时，它在弹簧的作用下恢复到断开位置。但是由于与起动按钮并联的辅助触点(图中最右边的那个)和主触点同时闭合，因此接触器线圈的电路仍然接通，而使接触器触点保持在闭合的位置。这个辅助触点称为自锁触点。如将停止按钮SB1按下，则将线圈的电路切断，动铁心和触点恢复到断开的位置。

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采用上述控制线路还可实现短路保护、过载保护和欠压保护。

起短路保护的是熔断器FU。一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立即停车。 起过载保护的是热继电器FR。当过载时，它的热元件发热，将常闭触点断开，使接触器线圈断电，主触点断开，电动机也就停下来。

所谓零压(或失压)保护就是当电源暂时断电或电压严重下降时，电动机即自动从电源切除。因为这时接触器的动铁心释放而使主触点断开。当电源电压恢复正常时如不重按起动按钮，则电动机不能自行起动，因为自锁触点亦已断开。需要注意的是：欠压保护不是保护本电动机，而是通过跳掉本电动机保护其他重要电动机的自启动。

鼠笼式电动机的控制线路可分为主电路和控制电路两部分。 主电路是：

三相电源——Q——FU——KM(主触点)——FR(热元件)——M 控制电路是：

控制电路的功率很小，因此可以通过小功率的控制电路来控制功率较大的电动机。 在电动机直接启动的控制线路图中，各个电器都是按照其实际位置画出的，属于同一电器的各部件都集中在一起。这样的图称为控制线路的结构图。这样画法比较容易识别电器，便于安装和检修。但当线路比较复杂和使用的电器较多时，线路便不容易看清楚。因为同一电器的各部件在机械上虽然联在一起，但是在电路上并不一定互相关联。因此，为了读图和分析研究，也为了设计线路的方便，控制线路常根据其作用原理画出，把控制电路和主电路清楚地分开。这样的图称为控制线路的原理图。

在控制线路的原理图中，各种电器都用统一的符号来代表。在原理图中，同一电器的各部件(譬如接触器的线圈和触点)是分散的，为了识别起见，它们用同一文字符号来表示。

在不同的工作阶段，各个电器的动作不同，触点时闭时开。而在原理图中只能表示出一种情浼。因此，规定所有电器的触点均表示在起始情况下的位置，即在没有通电或没有发生机械动作时的位置。对接触器来说，是在动铁心未被吸合时的位置；对按钮来说，是在未按下时的位置；等等。在起始的情况下，如果触点是断开的，则称为常开

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触点或动断触点(因为一动就合)；如果触点是闭合的，则称为常闭触点或动断触枣(因为一动就断)。

因此，我们可以把电动机直接启动的控制线路结构图画成原理图如下：

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