建筑电工培训教材

建筑电工培训建筑电工培训 2 0 1 5 年 4 月 20 日 第一部分 基础理论知识 第二部分 常用低压电器与电动机 第三部分 城市供电与接零接地保护 第四部分 施工现场的配电 第五部分 电动建筑机械和手持式电动工具 第六部分 施工现场的照明 第七部分 施工现场危险环境因素与雷电防护 第八部分 施工现场常用电工工具和仪表 第九部分 施工现场的用电管理 第十部分 常见电气故障、事故隐患与事故案例 第一部分第一部分 基础理论知识基础理论知识 一、力学部分 1、力的概念 力是一个物体对另一个物体的作用。 力的作用效果、平衡力、作用力与反作用力。 单位：牛顿 (N)或千牛（ KN） 工程习惯 公斤力、千克力（ Kgf）、吨力（ tf） 2、力的三要素 力的大小、方向、作用点 （便于图示） 3、力的合成与分解 平行四边形法则 4、力矩 力与力臂的成绩。 单位：牛顿 米 5、力偶矩（力偶） 二、机械部分 1、机械传动 机械 原动机、传动机构、工作机构 机械传动 是利用传动系统来传递运动和动力 机械传动的作用 传递运动和力； 改变运动形式； 调节运动速度。 2、传动参数 （ 1）转速和传动比 主动轮与从动轮转速之比称为传动比（ 主动轮转速， 为从动轮转速） （ 2）功率和效率 传动机的输出功率与输入功率之比 （ 3）转矩 三、电工学部分 1、电的基本概念 （ 1）电荷、电场 （ 2）电流、电压 （ 3）电阻、电阻率 常用金属材料的电阻率和电阻温度系数 材料名称 电 阻率（ 20 ） m 电 阻温度系数 （ 20 ） 1/ （ 4）电功与电功率）电功与电功率 电功 电流所做的功 电功率 （ 5）电容 (6)磁场 2、电路的基本定律 （ 1）电路 电流流通的路径 （ 2）欧姆定律 （ 3）焦耳楞次定律 （ 4）基尔霍夫定律 3、直流电路 （ 1）直流电路的概念 （ 2）串联电路 （ 3）并联电路 （ 4）混联电路 R1 R4 R3 US + - R2 (a ) 13 （ 2） 交流交流 电量电量 （ 或称或称 正弦交流电正弦交流电 ）：随时间按正弦规律做周期性变化的）：随时间按正弦规律做周期性变化的 电压电压 和和 电流电流 的统称。的统称。 u（ i） O t + _ u Rus+ _ （ 1） 直流直流 电量电量 :不随时间变化的不随时间变化的 电压电压 和和 电流电流 的统称。的统称。 + _ U RUs+_ U（ I） O t Us 4、交流电路、交流电路 14 瞬时值瞬时值 正弦交流电在任一瞬时的值，用小写字母正弦交流电在任一瞬时的值，用小写字母 e（电动势）、（电动势）、 u（电压（电压 ） 和和 i（电流）（电流） 表示。表示。 （ 3）正弦）正弦 交流电的数学表达式和三要素交流电的数学表达式和三要素 如正弦交流电流：如正弦交流电流： 2 T i O 波形图波形图 正弦交流电正弦交流电 随时间变化的曲线随时间变化的曲线 。 T 周期，单位秒（ s） f 频率，单位赫（ Hz） 周期周期 电流变化一周所需的时间。电流变化一周所需的时间。 频率频率 电流每秒变化的周数。电流每秒变化的周数。 15 角频率：角频率： 决定正弦量变化快慢决定正弦量变化快慢 最大值：最大值： 决定正弦量的大小决定正弦量的大小 初相位：初相位： 决定正弦量起始位置决定正弦量起始位置 Im 2 T i O 正弦电流的数学表达式：正弦电流的数学表达式： 最大值最大值 、 角频率角频率 、 初相位初相位 正弦量的三要素正弦量的三要素 16 最大值（幅值）最大值（幅值） 书写方法： Im、 Um、 Em 频率、周期和角频率 都是说明正弦交流 电变化快慢的物理量，只要知道一个，便可 求出其它两个量 角频率角频率 （周期）（周期） 单位单位 ：弧度每秒（：弧度每秒（ rad/s） 幅值必须大写幅值必须大写 ,下标加下标加 m 17 第一节、正弦量的基本特征第一节、正弦量的基本特征 i O 相位：相位： 反映正弦量变化的进程。反映正弦量变化的进程。 表示交流电 起始状态 初相位：初相位： 表示正弦量在表示正弦量在 t =0时的相角。时的相角。 给出了观察正弦波的起点或参考点。给出了观察正弦波的起点或参考点。 : 初相初相 位位 18 如： 若 电压超前电压超前 电流电流 相位差：相位差： 两个两个 同频率同频率 的正弦量相位之差。用的正弦量相位之差。用 表示。表示。 相位差相位差 （ 4）正弦交流电的参数 有效值 20 感抗感抗 () 电感电感 L具有具有 通直阻交通直阻交 的作用的作用 直流：直流： f = 0, XL =0，电感 L视为 短路 定义：定义： 交流：交流： f XL 感抗感抗 ： 即电感的电抗，起阻碍电流通过的作用即电感的电抗，起阻碍电流通过的作用 （ 5）正弦交流电路的阻抗）正弦交流电路的阻抗 21 容抗 （ ） 定义： 所以电容所以电容 C具有隔直通交的作用具有隔直通交的作用 容抗容抗 ： 即电容的电抗，起阻碍电流通过的作用即电容的电抗，起阻碍电流通过的作用 XC 直流： XC ， 电容 C视为 开路 交流： f 22 电路中总电压与总电流有效值的乘积。电路中总电压与总电流有效值的乘积。 单位： VA 注：注： SN UN IN 称为发电机、变压器等供电设备的容量，可用来称为发电机、变压器等供电设备的容量，可用来 衡量发电机、变压器可能提供的最大有功功率。衡量发电机、变压器可能提供的最大有功功率。 第四节、第四节、 RLC串联电路串联电路 （二）视在功率（二）视在功率 S 23 单位： var 总电压总电压 总电流总电流 u 与与 i 的夹角的夹角 根据电压三角形可得： 电感和电容与电源电感和电容与电源 之间的能量互换之间的能量互换 第四节、第四节、 RLC串联电路串联电路 （三）无功功率（三）无功功率 Q 24 第四节、第四节、 RLC串联电路串联电路 （四）功率三角形（四）功率三角形 S Q P 由由 ， ， ，也可组成一个直，也可组成一个直 角三角形，称为功率三角形。角三角形，称为功率三角形。 第二部分第二部分 常用低压电器常用低压电器 一、手动电器 3、组合开关、组合开关 4、倒顺开关 5、限位开关 二、熔断器 熔断器 主要用作电路的短路保护，亦可作为电源隔离 开关使用。 1、分类 瓷插式 RC 螺旋式 RL 有填料式 RT 无填料密封式 RM 快速熔断式 RS 2 、 熔 断 器 的 选 择 3、熔断器的匹配 （ 1）熔断器熔体熔断时间与启动设备动作时间的匹配 （ 2）熔断器之间的匹配 （ 3）熔断器熔体与电缆、导线截面的匹配 三、接触器三、接触器 四、继电器四、继电器 五、变压器五、变压器 1、型号、型号 2、铭牌 3、施工现场常用的变压器、施工现场常用的变压器 （ 1）自耦变压器）自耦变压器 自耦变压器是只有一个绕组的 变压器，当作为降压变压器 使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组。通常把同时属于 一 次和二次的那部分绕组称为公共绕组，自耦变压器的其余部分称 为串联绕组，同容量的自耦变压器与普通变压器相比，不但尺寸小 ，而且效率高，并且变压器容量越大，电压越高这个优点就越加 突出。自耦变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应 用 . 由于一、二次绕组直接联系， 当高压侧过电压时会引起低压侧 严重过电压。为了避免这种危险，一、二次都必须装设避雷器，不要认为 一、二次绕组是串联的，一次已装、二次就可省略。 安全性能差 （ 2）隔离变压器）隔离变压器 隔离变压器的原理 和普通变压器的原理是一样 的。都是利用电磁感应原 理。隔离变压器一般是指 1 ： 1的变压器。由于次级不 和地相连。次级任一根线与 地之间没有电位差，使用安 全。隔离变压器不全是 1： 1 变压器。是施工现场低压安 全照明必选的供电设备。 六、断路器（空气开关）六、断路器（空气开关） DZ20型 七、互感器七、互感器 1、电流互感器、电流互感器 电流互感器的结构较为简单， 由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、 铁心以及构架、壳体、接线端子等组 成。 穿心式电流互感器其 本身结构不设一次绕组，载 流 (负荷电流 )导线由 L1至 L2 穿过由硅钢片擀卷制成的圆 形 (或其他形状 )铁心起一次 绕组作用。二次绕组直接均 匀地缠绕在圆形铁心上，与 仪表、继电器、变送器等电 流线圈的二次负荷串联形成 闭合回路 2、电压互感器 八、漏电保护器八、漏电保护器 1、漏电保护器的分类 2、电流动作型漏电保护器 （ 1）原理 在电气设备正常运行时，各相线 路上的电流相量和为零。当线路 或电气设备绝缘损坏而发生漏 电、接地故障或人身触电及外壳 带电设备时，则有漏电电流通过 地线或人体、再经大地流回电 源。此时电路上的电流相量和 0 ，而是电流 （称电路的剩余电流 ）， 经高灵敏的剩余电流互感器 检出，并在其二次回路感应出电 压信号。当漏电电流达到或超过 给定值时，漏电脱扣器便立即动 作、切断电源，从而起到了漏电 保护作用。 （ 2）漏电保护器的主要技术参数 （ 1）额定频率为 50HZ。 （ 2）额定电压 Un为 220V， 380V。 （ 3）辅助电源电压 Usn为：直流为 12、 24、 40、 60、 110、 220V；交流为 12、 48、 220、 380V。 （ 4）额定电流 In为 6、 10、 16、 2O、 25、 32、 4O、 50、（ 60）、 63、 100 、（ 125）、 160、 200、 250A。带括号的不优先推荐采用。 （ 5）额定漏电动作电流 Indz为 0.006、 0.01、（ 0.015）、 0.03、（ 0 .05 ）、（ 0.075）、 0.1、（ 0.2）、 0.3、 0.5、 1、 3、 5、 10、 20A。带括号的 值不优先采用。 （ 6）额定漏电不动作电流的优选值为 0.5I ndz。 （ 7）漏电保护器的最大分断时间： l） * 直接接触保护。当动作电流 I ndz0.03A时，若保护器流过的零序电流 为 1倍 I ndz时为 0.2s， 2倍时为 0.1s，流过 0.25A时为 0.04s； 2）间接接触防护。流过 l倍时为 0.2S， 2倍时为 O.1S， 5倍时为 0.04s； 延时型漏电保护器只适用于间接接触保护，其 Indz 0.03A。延时保护延 时时间的优选值为 0.2、 0 3、漏电保护器的正确选用 漏电保护器的选用，应根据系统的保护方式、 使用目的、安装场所、电压等级、被控制回路的漏电 电流以及用电设备的接地电阻数值等因数来确定。 （ 1）一般在 380/220V的低压线路中，如果用电设备的金属外壳等金属部件容 易被人触及时，同时这些用电设备又不能按照我国用电规程要求使其接地电阻 小于 4或 10时，则宜按照间接接触保护要求，在用电设备的供电回路中安装 漏电保护器，同时还应根据不同的使用场所，合理地选取不同动作电流的漏电 开关。例如：在潮湿的工作场所，由于人体比较容易出汗或沾湿，使皮肤的绝 缘性能降低，人体电阻明显下降，当发生触电事故时，通过人体的电流必然会 比干燥的场所大，危险性高，因此，适宜安装 15mA，并能在 0.1S内动作的漏电 保护器。 （ 2）漏电保护器的动作电流选择得越低，当然可以提高开关的灵敏度。然而， 任何供电回路和用电设备，绝缘电阻不可能无穷大，总会有一定的泄漏电流存 在。所以从保证电路的稳定运行和提供不间断的供电来讲，漏电保护器的动作 电流选择要受到电路正常泄漏电流的制约。主干线，动作电流应大于 30mA，动 作时间大于 0.1S 4、漏电 保护器 安装与 维护 漏电保护器的质量直接关系到人的生命安全，因此必 须选择符合国家标准的且经过电力部门指定的质检中心 检测合格的产品进行安装。 安装前，应仔细阅读使用说明书。 所有被保护线路的导线，包括中性线（零线），均 需通过漏电保护器，且中性线（零线）必须与地绝缘。 三相四线配电线路上配装的四极漏电保护器，应将三根 相线和零线一起穿过贯穿孔，此零线不得兼作保护接零 使用。 电源进线必须接在漏电保护器电源侧（或进线侧） ，出线接在负荷侧（或出线侧）。如果把进线、出线接 反了，即使漏电保护器（指有控制电源的漏电保护器） 断开，仍有电压加在电压线圈上，可能将电压线圈烧毁 ；对电磁式漏电保护器，进线、出线接反虽然对漏电脱 扣器无影响，但会影响漏电保护器的接通与分断能力， 因此也应按规定接线。 带有短路保护功能的漏电保护器安装时，应确 保有足够的灭弧距离。如果供电弧喷出的电源侧排气孔 前方有导电性物质，短路跳闸时将会引起短路事故；如