实用电工技术实训指导

天津工程职业技术学院天津工程职业技术学院 实实 用用 电电 工工 技技 术术 实实 训训 指指 导导 实训一实训一 白炽灯照明电路的安装白炽灯照明电路的安装 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 灯泡 220V 25W2 2 螺口平灯座3A 250V 2 3 单联开关 2 4 双联开关 2 5 开关盒 2 二 白炽灯二 白炽灯 白炽灯结构简单 使用可靠 价格低廉 其相应的电路也简单 因而应用广泛 其主要缺点是发光效率较低 寿命较短 如图 22 a 为白炽灯泡的外形 白炽灯泡由灯丝 玻壳和灯头三部分组成 其灯丝一般都是由钨丝制成 玻壳由透明或不 同颜色的玻璃制成 40W 以下的灯泡 将玻壳 内抽成真空 40W 以上的灯泡 在玻壳内充有 氩气或氮气等惰性气体 使钨丝不易挥发 以 延长寿命 灯泡的灯头 有卡口式和螺口式两 种形式 功率超过 300W 的灯泡 一般采用螺口 式灯头 因为螺口灯座比卡口式灯座接触和散热要好 三 常用的灯座三 常用的灯座 常用的灯座有 卡口吊灯座 卡口式平灯座 螺口吊灯座和螺口式平灯座等 外形结构如图 22 b 的 a b c d 图 22 b 常用灯座示意图 四 常用的开关四 常用的开关 开关的品种很多 常用的开关有接线开关 顶装拉线开关 防水接线开关 平 开关 暗装开关等 这几种开关外形图分别如下图 22 c 图 22 a 灯泡示意图 图 22 c 常用开关 五 白炽灯的控制原理五 白炽灯的控制原理 白炽灯的控制方式有单联开关控制和双联开关控制两种方式 如图 22 d 所 示 图 22 d 白炽灯的控制原理 六 白炽灯照明电路的安装与接线六 白炽灯照明电路的安装与接线 先将准备实训的开关装到开关盒上 白炽灯的基本控制线路如下表所示 可选 用几种进行实训 名称用途接线图备注 一个单联开关控制 一个灯 开关装在相线上 接入灯 头中心簧片上 零线接入 灯头螺纹口接线柱 一个单联开关控制 两个灯 超过两个灯按虚线延伸 但要注意开关允许容量 两个单联开关 分 别控制两盏灯 用于多个开关及多个灯 可延伸接线 两个双联开关在两 地 控制一个灯 用于楼梯或走廊 两端都 能开 关的场合 接线口 诀 开关之间三条线 零 线经过不许断 电源与灯 各一边 表 22 a 安装照明电路必须遵循的总的原则 火线必须进开关 开关 灯具要串联 照明电路间要并联 本装置配置的开关的接线方法为 先用一字螺丝刀将长方孔内的白色塑料块 压住 然后将剥好的线插到开关的接线孔中 再拿开螺丝刀即可 实训二实训二 感应开关控制照明电路感应开关控制照明电路 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 灯泡 220V 25W1 2 螺口平灯座3A 250V 1 3 触摸延时开关 1 4 声控开关 1 5 红外感应开关 1 6 开关盒 1 二 实训原理二 实训原理 在现实生活中有一些公共设施 比如楼道出入口 公共厕所等地方 常常采用 的是一些感应开关 它们具有这样的特点 在白天它们一般不工作 但到了晚上 当人们发出它们能接收到的一些信号时 便接通电源 使照明灯开始工作 在延时 一段时间后能自行断开电源 下面就来介绍几种常用的开关以及它们的接线方式 1 触摸延时开关 触摸延时开关主要是通过压电传感器来接受信号 通 过电荷放大器电路对信号进行放大并触发晶体管 或别的 器件 来接通电路 使照明灯工作 用电容的充放电来实 现延时功能 具体接线图如图 23 a 所示 确认接线无误后 可接通 图 23 a 电源 用手触摸一下开关上的金属体 灯泡亮 经过一段延时后 灯泡自行熄灭 2 声控开关 声控开关是利用振动传感器 通过对振动信号进行转 换后 同样利用电荷放大电路对其进行放大来进行触发并 接通电路来使照明灯工作 用光敏电阻来判断白天和黑夜 具体接线图如图 23 b 所示 确认接线无误后接通 图 23 b 电源 在黑暗的状态下 或用盒子罩住开关 发出声响 可击掌或跺一下脚 灯泡 亮 经过一段延时后 灯泡自行熄灭 3 红外线感应开关 红外线感应开关的主要元件是一片新型热释电红外 探测模块 HN911L 和一只 V MOS 管 热释电红外传感器 遥测移动人体发出的微热红外信号 送入 HN911L 在输出端得到放大的电信号 使 V MOS 管导通从而接通电源 同时用电容的充放电来实现延时功能 图 23 c 具体接线如图 23 c 所示 确认接线无误后 可接通电源 将掌心按在菲 涅耳透镜 圆球 上 灯泡亮 移开手掌 灯泡经过一段延时后熄灭 也可在黑 暗状态下 当人从开关前走过时灯泡便会亮 三 实训需注意的几点三 实训需注意的几点 1 实训中所用的开关只限于纯电阻性负载 如白炽灯 且负载功率不得大 于 100W 2 不要随意拆卸开关 以免损坏 实训三实训三 日光灯电路日光灯电路 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 日光灯灯管 10W1 包括灯座 2 整流器 HLDGZHE M13W1 3 起辉器 S101 4 单联开关 1 5 开关盒 1 二 日光灯电路原理图二 日光灯电路原理图 图 24 a 日光灯电路原理图 日光灯电路的原理如图 24 a 所示 当日光灯接通电源后 电源电压经镇流器 灯丝 加在起辉器的 U 形动触片和 静触片之间 起辉器放电 放电时的热量使双金属片膨胀并向外弯曲 动触片与静 触片接触 接通电路 使灯丝预热并发射电子 与此同时 由于 U 形动触片与静触 片相接触 使两片间电压为零而停止辉光放电 使 U 形动触片冷却并恢复原形 脱 离静触片 在动触片断开瞬间 镇流器两端会产生一个比电源电压高得多的感应电 动势 这个感应电动势加在灯管两端 使灯管内惰性气体被电离引起电弧光放电 随着灯管内温度升高 液态汞就汽化游离 引起汞蒸气弧光放电而发出肉眼看不见 的紫外线 紫外线激发灯管内壁的荧光粉后 发出近似月光的灯光 镇流器另外还有两个作用 一个是在灯丝预热时 限制灯丝所需要的预热电流 值 防止预热过高而烧断 并保证灯丝电子的发射能力 二是在灯管起辉后 维持 灯管的工作电压和限制灯管工作电流在额定值内 以保证灯管能稳定工作 并联在氖泡上的电容有两个作用 一是与镇流器线圈形成 LC 振荡电路 能 延长灯丝的预热时间和维持感应电动势 二是能吸收干扰收音机和电视机的交流杂 声 如电容被击穿 则将电容剪去后仍可使用 若完全损坏 可暂时借用开关或导 线代替 同样可起到触发作用 如灯管一端灯丝断裂 将该端的两只引出脚并联后仍可使用一段时间 可以在日光灯的输入电源上并一个电容来改善功率因数 五 电路的安装五 电路的安装 安装时 起辉器座的两个接线柱分别与两个灯座中的各一个接线柱相连接 两 个灯座中余下的接线柱 一个与中线相连 另一个与镇流器的一个线端相连 镇流 器的一个线端与开关的一端相连 开关的另一端与电源的相线相连 经检查安装牢固与接线无误后 启动 交流电源 日光灯应能正常工作 若 不正常 则应分析并排除故障使日光灯能正常工作 实训四实训四 电度表原理与接线 预习篇 电度表原理与接线 预习篇 电度表是计量电能的仪表 凡是需要计量用电量的地方 都要使用电度表 电 度表可以计量交流电能 也可以计量直流电能 在计量交流电能的电度表中 又可 分成计量有功电能和无功电能的电度表两类 本实训要介绍的电度表是用量最大的 计量交流有功电能的感应式电度表 电度表的活动部分是一个可以转动的铝盘 在电度表特有的磁路中 当有一定 的电能通过电度表自电源向负载时 铝盘就会受到一个转矩的作用而不停地旋转 这种工作原理的仪表称为感应式仪表 铝盘的转动既作为电度表正常工作的标志 同时又带动一个齿轮 最后由计数器把铝盘的转数变换成所计量电能的数字 这个 数字代表了累计用电量 因此 电度表是一种积算式仪表 交流电度表分为单相电度表和三相电度表两类 分别用于单相及三相交流系统 中电能的计量 1 电度表的规格和电气参数 1 额定电压 单相电度表的额定电压有 220 250 V 和 380V 两种 分别用在 220V 和 380V 的单相电路中 三相电度表的额定电压有 380V 380 220V 100V 三种 分别用在三相三线制 或三相四线制的平衡负荷 三相四线制的平衡或不平衡负荷以及通过电压互感 器接入的高压供电系统中 2 额定电流 电度表的额定电流有多个等级 如 1A 2A 3A 5A 等等 它们表明了该电度 表所能长期安全流过的最大电流 有时 电度表的额定电流标有两个值 后面一个 写在括号中 如 2 4 A 这说明该电度表的额定电流为 2A 最大负荷可达 4A 3 频率 国产交流电度表都用在 50Hz 的电网中 故其使用频率也都是 50Hz 4 电度表常数 它表示每用 1 千瓦小时的电 电度表的铝盘所转动的圈数 例如 某块电度表 的电度表常数为 700 说明电度表每走一个字 即每用 1 千瓦小时的电 铝盘要转 700 圈 根据电度表常数 可以测算出用电设备的功率 2 感应式电度表的基本结构和原理 图 25 a 感应式单相电度表的结构示意图见图 25 a 它由以下几部分组成 1 电磁机构 这是电度表的核心部分 它由两组线圈和各自的磁路组成 一组线圈称为电流 线圈 它与被测负载串联 工作时流过负荷电流 另一组线圈与电源并联 称为电 压线圈 电度表工作时 两组线圈产生的磁通同时穿过铝盘 在这些磁通的共同作 用下 铝盘受到一个正比于负载功率的转矩 同时铝盘开始转动 其转速与负载功 率成正比 铝盘通过齿轮机构带动计数器 可直接显示用电量 2 计数器 它是电度表的指示机构 又称积算器 用电量的多少 最终由它指示出来 3 传动机构 也就是电磁机构和积算器之间的各种传动部件 由齿轮 蜗轮及蜗杆组成 铝 盘的转数通过这一部分在计数器上显示出来 4 制动机构 是一块可以调整的永磁铁 电度表正常工作时 铝盘受到一个转矩 此时会产 生一个角加速度 若不靠永磁铁的制动转矩 铝盘会越转越快 当制动转矩与电磁 转矩平衡时 铝盘保持匀速转动 5 其它部分 包括各种调节校准机构 支架 轴承 接线端子等 它们是电度表的辅助部分 但也是保证电度表正常工作必不可少的 3 电度表的倍率及计算方法 电度表以它的计数器来显示累计用电量 计数器每加个位 1 也就是常说的电 度表走一个字 说明用电量为 1 千瓦小时 假如电度表是通过电流互感器接入 而 且电度表的额定电流是 5A 那么 在某一段时间的用电量 就应是这段时间的起 始与终了时计数器的数字差与电流互感器的倍率的乘积 例如 某段时间实际用电量 本次电表读数 上次电表读数 互感器变比 4 电度表的安装要求 1 电度表应安装在清洁 干燥的场所 周围不能有腐蚀性或可燃性气体 不能 有大量的灰尘 不能靠近强磁场 与热力管应保持 0 5 m 以上的距离 环境温度应 在 0 40 之间 2 明装电度表距地面应在 1 8 2 2m 之间 暗装电度表应不低于 1 4m 装于立 式盘和成套开关柜时 不应低于 0 7m 电度表应固定在牢固的表板或支架上 不 能有震动 安装位置应便于抄表 检查 试验 3 电度表应垂直安装 垂度偏差不应大于 2 度 4 电度表配合电流互感器使用时 电度表的电流回路应选用 2 5mm2的独股绝缘 铜芯导线 中间不能有接头 不能设开关与保险 所有压接螺丝要拧紧 导线端头 要有清楚而明显的编号 互感器的二次绕组的一端要接地 5 电度表的安全要求 1 电度表的选择要使它的型号和结构与被测的负荷性质和供电制式相适应 它 的电压额定值要与电源电压相适应 电流额定值要与负荷相适应 2 要弄清电度表的接线方法 然后再接线 接线一定要细心 接好后仔细检查 如果发生接线错误 轻则造成计量不准或电表反转 重则导致烧表 甚至危及人身 安全 3 配用电流互感器时 电流互感器的二次侧在任何情况下都不充许开路 二次 侧的一端应良好的接地 接在电路中的电流互感器如暂时不用时 应将二次侧短路 4 容量在 250A 及以上的电度表 需要加装专用的接线端子 以备校表之用 实训五实训五 单相电度表的直接接线单相电度表的直接接线 单相电度表有四个接线孔 两个接进线 两个接出线 按照进出线的不同 单 相电度表可分为顺入式和跳入式接线 跳入式接线方式见图 26 b 对于一个具体的电度表 它的接法是确定的 在使用说明书上都有说明 一般 在接线端盖的背后也印有接线图 另外 还可以用万用表的电阻档来判断电度表的 接线 电度表的电流线圈串在负荷电路中 它的导线粗 匝数少 电阻近似为零 而电压线圈并在输入电压上 导线细 匝数多 电阻值很大 因此很容易把它们区 分开来 如果电度表计量的负荷很大 超过了电度表的额定电流 就要配用电流互感器 配用电流互感器的电度表的接线图见图 27 b 此时 电度表的电流线圈不再串 在负载电路中 而是与电流互感器的二次侧相连 电流互感器的一次侧绕组串在负 载电路中 这样 电度表的电压线圈将无法从它邻近的电流接线端上得到电压 因 此 电压线圈的进线端必须单引出一根线 接到电流互感器一次回路的进线端上去 要特别注意的是 电流互感器的两个绕组的同名端和电度表的两个同名端的接法不 可搞错 否则可能引起电度表倒转 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 单相电度表 DD862a1 2 螺口平灯座3A 250V 2 3 灯泡 220V 25W2 二 安装接线二 安装接线 按图 26 b 所示 在网孔板上安装好单相电度表 端子排 并按图将电度表的各个端子引到端子排上 然 后分别将 U N 接到 三相电源输出 的 U 和 N 上 A X 分别接到充当负载的灯泡电源进线上 三 测试与调试三 测试与调试 检查接线无误后 可按下控制屏上的启动按钮进行 启动 电源启动后 充当负载的灯泡亮 观察电度表的 铝圆盘 应看到它从左往右均速转动 若感觉转速太慢 不好观察 可将几个灯泡并联起来 注意断电后再操作 图 26 b 实训六实训六 单相电度表经电流互感器接线单相电度表经电流互感器接线 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 单相电度表 DD862a1 3 电流互感器 LMK3 BH 0 66 5 5A 5VA 1 4 螺口平灯座3A 250V 2 5 灯泡 220V 25W2 二 实训原理二 实训原理 图 27 a 与 单相电度表直接接线 相比 本实训仅加了一个电流互感器 在电路负载 比较小的情况下 可以将电度表直接接入电路中 但在负载比较大的电路中 负载 电流比较大 若直接将电度表接入电路中 可能会损坏电度表 所以需要使用电流 互感器将负载电流变成较小的电流互感器二次侧电流 三 安装接线三 安装接线 按图 27 b 所示 在网孔板上安装好单相电度表 电流互感器 端子排等器 件 并按图将线引到端子排上 然后分别将 U N 接到 三相电源输出 的 U 和 N 上 A X 分别接到充当负载的灯泡电源进线上 图 27 b 四 测试与调试四 测试与调试 检查接线无误后 可按下控制屏上的启动按钮进行启动 电源启动后 充当负 载的灯泡亮 观察电度表的铝圆盘 应看到它从左往右均速转动 电流互感器的变 比是 5 5 所以电度表转盘的转动速度应与直接接线时的速度相同 若感觉转速太 慢不好观察 可以多接几个灯泡并联起来 注意断电后再操作 实训七实训七 三相三线制电度表的直接接线三相三线制电度表的直接接线 三相电度表按其结构的不同 可分成两元件表和三元件表 所谓一个元件 就 是指一组电流线圈和一组相关的电压线圈以及它们和各自的铁芯 单相电度表只有 一组元件 而三相电度表可以有两组或三组元件 其中两个元件表用在三相三线制 系统中 用来计量三相负载的用电量 也可以用在负载对称的三线四线供电制系统 中 而三元件表用在三相四线制供电系统中 既可以计量对称负载 也可以计量不 对称负载 如果负荷的电流较大 同样要配用电流互感器 配用电流互感器时 由于电流 互感器的二次侧电流都是 5A 因此电度表的额定电流也应选用 5A 这种配合关系 称为电度表与电流互感器的匹配 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 三相三线电度表 DS862a1 2 螺口平灯座3A 250V 3 3 灯泡 220V 25W3 二 实训原理二 实训原理 图 28 a 三 安装接线三 安装接线 按图 28 b 所示 在网孔板上安装好三相电度 表 端子排 并按图将线引到端子排上 然后分别将 图 28 b U V W 接到 三相电源输出 的 U V W 上 A B C 分别接到负载的三相电源 上 可以用电机或灯泡充当负载 注意用灯泡做三相负载时 因为灯泡的额定电压 为 220V 所以要将灯泡接成 Y 形并且三相负载要相等 四 测试与调试四 测试与调试 检查接线无误后 可按下控制屏上的启动按钮进行启动 电源启动后 充当负 载的灯泡亮 观察电度表的圆盘 应看到它从左往右均速转动 可以改变负载的大小 观察电度表转盘的转动速度情况 改变负载时应先断电 改变负载应使三相负载保持平衡 实训八实训八 三相三线制电度表经电流互感器接线三相三线制电度表经电流互感器接线 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 三相三线电度表 DS862a1 2 电流互感器 LMK3 BH 0 66 5A 5A 5VA 3 3 螺口平灯座3A 250V 3 4 灯泡 220V 25W3 二 实训原理二 实训原理 三 安装接线三 安装接线 按图29 b 所示 在网孔板上安装好三相三线制 电度表 电流互感器 端子排 并按图将线接好 然后分 别将 U V W 接到 三相电源输出 的 U V W 上 A B C 分别接到三相负载上 可以用电机或灯泡充当负 载 注意用灯泡做三相负载时 因为灯泡的额定电压为 220V 所以要将灯泡接成 Y 形并且三相负载要相等 四 测试与调试四 测试与调试 检查接线无误后 可按下控制屏上的启动按钮进行启动 电源启动后 充当负 载的灯泡亮 观察电度表的圆盘 应看到它从左往右均速转动 可以改变负载的大小 观察电度表转盘的转动速度情况 改变负载时应先断电 改变负载应使三相负载保持平衡 图 29 b 图 29 a 实训九实训九 三相四线制电度表的直接接线三相四线制电度表的直接接线 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 三相四线电度表 DT862a1 2 螺口平灯座3A 250V 3 3 灯泡 220V 25W3 二 实训原理二 实训原理 三 安装接线三 安装接线 按图30 b 所示 在网孔板上安装好三相四线制 电度表 端子排 并按图将线接好 然后分别将 U V W N 接到 三相电源输出 的 U V W N 上 A B C 分别接到三相负载上 四 测试与调试四 测试与调试 检查接线无误后 可按下控制屏上的启动按钮进行 启动 电源启动后 充当负载的灯泡亮 或电机 观察 电度表的圆盘 应看到它从左往右均速转动 可以改变负载的大小 观察电度表转盘的转动速度 情况 改变负载时应先断开电源 图 30 a 图 30 b 实训十实训十 一只电流互感器用于单相回路的控制电路一只电流互感器用于单相回路的控制电路 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 交流电流表0 5A 1 2 电流互感器 LMK3 BH 0 66 5A 5A 5VA 1 二 实训原理二 实训原理 电流互感器的基本结构原理图如图 32 a 所示 它的结构特点是 一次绕组匝数很少 有的形式电流互 感器还没有一次绕组 利用穿过其铁心的一次电路作为 一次绕组 相当于匝数为 1 且一次绕组相当粗 而 二次绕组匝数很多 导体较细 工作时 一次绕组串接 在一次电路中 而二次绕组则与仪表 继电器等的电流 线圈相串联 形成一个闭合回路 由于这些电流线圈的 阻抗很小 因此电流互感器工作时二次回路接近于短路 状态 电流互感器的一次电流 I1和二次电流 I2 之间有下列关系 I1 N2 N1 I2 KiI2 式中 N1 N2为电流互感器一次和二次绕组匝数 Ki为电流互感器的变流比 一般表示为额定的一次和二次电流之比 即 Ki I1N I2N 例如我们要用的 Ki为 5A 5A 三 安装与接线三 安装与接线 接线如图 32 b 所示 三相负载可以接三相交流电机电 动机 此电路为一相式接线电路 电流表所反映的电流 通常用 于负荷平衡的三相电路如低压动力线路中 测量电流或接过负 荷保护装置之用 注意 1 互感器二次侧不允许开路 且不允许接入熔断 器和开关 2 电流互感器的二次侧有一端必须接地 图 32 b 图 32 a 实训十一实训十一 三只电流互感器接成星型接线电路三只电流互感器接成星型接线电路 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 交流电流表0 5A 3 2 电流互感器 LMK3 BH 0 66 5A 5A 5VA 3 二 实训原理二 实训原理 图 33 a 如图 33 a 所示 此电路为电流互感器三相星性接法 这种接线中的三个电 流表正好反映各相的电流 广泛用在负荷一般不平衡的三相四线系统中 也可用在 负荷可能不平衡的三相三线系统中 作三相电流 电能测量及过电流继电器之用 三 接线与调试三 接线与调试 对着图 33 a 进行接线 当确认接线牢靠无误后 仍然要注意二次侧是否开 路 有无接地 方可通上电源进行实训 实训十二实训十二 三只电流互感器接成三角型接线电路三只电流互感器接成三角型接线电路 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 交流电流表0 5A 3 2 电流互感器 LMK3 BH 0 66 5A 5A 5VA 3 二 实训原理二 实训原理 图 34 a 如图 34 a 所示 此电路为电流互感器三相三角型接法 与星型接法不同 这种接线中的三个电流表正好反映的是两相之间的线电流 它与相电流相位相差 30 根据上述特点 此电路主要用于消除差动电路中因变压器两侧电流相位不同 而引起的不平衡电流 三 接线与调试三 接线与调试 对着图 34 a 进行接线 当确认接线牢靠无误后 要注意二次侧是否开路 有无接地 方可通上电源进行实训 实训十三实训十三 万能转换开关和电压表测量三相电压接线万能转换开关和电压表测量三相电压接线 一 实训所需电气元件明细表 一 实训所需电气元件明细表 序号名称型号数量备注 1 万能转换开关 LW42A2 2813 LF3051 2 交流电压表0 450V 1 二 接线原理图二 接线原理图 图 35 a 这种测量三相线电压的方法 常用在配电装置的配电柜上 接在隔离开关与断 路器之间 用来监视电路有无缺相运行 学生可按图 35 a 所示进行接线 三 测试与调试三 测试与调试 在接线完以后 用万用表检查一下是否短路 在确定接线准确无误后 可按下 控制屏上的启动按钮进行启动 电源启动后 分别将万用转换开关打到 UAB UBC UC