第一章安全员教材

第一章施工现场安全用电技术

施工现场临时用电工程是由变配电装置（变压器、低压配电装置）、配电线路、

控制装置和用电设备等组成。为了确保施工现场的用电安全，本章主要介绍变

配电装置，低压配电基本保护系统，配电线路，控制装置，用电设备等的基本

知识及相关技术要求。

第一节常用的电气设备

一、三相电力变压器

施工现场交流电的电能输送和分配，几乎都是采用三相制，因此，还需要使

用三相变压器进行三相电压的变换。三相变压器分为油浸式和干式两大类，由

于三相干式变压器造价高、过负荷能力差，因此建筑施工现场广泛采用油浸式

电力变压器。三相油浸式电力变压器的外形如图1-1所示。

1514

三相电力变压器外形图

1一信号式温度计2-铭牌3—吸湿器

4一储油柜5—油表6-安全气道

7-气体继电器8—高压套管9—低压套管

10一分接开关11一油箱12一铁心

13一放油阀门14一线圈及绝缘15一小车

16一接地板

（一）、三相变压器的结构

三相变压器可以是由三个单相变压器构成。为了结构上更加紧凑，一般是将

其组合成一台三相变压器。三相变压器的铁芯，有三个铁芯柱，每个铁芯柱上

都套装属于同一相的两个绕组（原绕组和副绕组），如图1-2所示。

三相变压器的铁芯通常做成闭合同路，并由硅钢片叠压而成，硅钢片的表面

涂有一层高强度绝缘漆，使它们彼此绝缘，以便减少涡流损失。变压器的绕组

通常用圆形或矩形铜线或铝线绕制而成，低压绕组靠近铁芯的绝缘筒上。低压

绕组外套一个绝缘筒，筒外放置高压绕组。

三相变压器多用于电力系统，容量比较大，所以都采用油浸自冷式。套装在

铁芯上的原副绕组都要浸没在变压器油中。变压器工作时产生的热量通过变压

器汕传递到散热油管然后再散到空气中去。为了防止变压器油受热膨胀而外溢,

而又能保证一定的油位，在油箱的上部装有一个油膨胀器即贮油箱（俗称油枕）,

用管子与油箱相连，其外形结构参见图1-1。

（二）、三相变压器的连接方式

三相变压器的原、副绕组可以接成星

形或三角形。建筑施工现场配电变压器常

用的接法有YynO和Dynll两种。其中大

写字母表示高压绕组的接法（Y：星形接法，

D:三角形接法）；小写字母表示低压绕组

的接法（yn：星形接法且有中点引出线，）；

阿拉伯数字表示连接组别代号（0：表示高、图12三相变压器结构图

低压边线电压相位差0°,11：表示高、低压边线电压相位差30°,且低压边£jab

超前高压GAB）。变压器绕组连接组示意图，如图1-3所示。

施工现场过去差不多全采用YynO连接的

配电变压器，近年来Dynll连接的配电变压

器得到了广泛使用。配电变压器采用Dynll

连接较之采用YynO连接有下列优点：

1、对Dynll连接变压器来说其3n次（n

为正整数）谐波励磁电流在其三角形结线的一

次绕组内形成环流，不致注入公共的高压电网

中去，这较之一次绕组接成星形结线的YynO

图13三相变压器绕组的连接

连接变压器更有利于抑制高次谐波电流。

2、Dynll连接变压器的零序阻抗较之YynO联结变压器的小得多，从而更

有利于低压单相接地短路故障的保护和切除。

3、当接用单相不平衡负荷时一，由于YynO连接变压器要求中性线电流不超

过二次绕组额定电流的25%,因而严重限制了接用单相负荷的容量，影响了变

压器设备能力的充分发挥。为此GB50052-95规定，低压为TN及TT系统时，

宜于选用Dynll连接变压器。Dynll连接变压器的中性线电流允许达到相电流

的75%以上，其承受单相不平衡负荷的能力远比YynO连接变压器大。这在施工

现场供电系统中单相负荷急剧增长的情况下，广泛采用Dynll连接变压器就显

得更有必要。

（三）、三相变压器的工作原理

三相变压器是一种利用电磁感应原理，把一种交流电压等级的电能变换成同

频率的另一种交流电压等级电能的静止电器设备。

三相变压器的工作原理和单相变压器一样。下面分析讨论三相变压器原边和

副边电压、电流的关系。

当三相变压器作YynO连接时一，其高压边和低压边线电压与相电压有如下关

系：当高压边的线电压为Um时，则相电压Uu>=,；如果变压器的变比是K,

则低压侧的相电压U2P=^=聂，线电压U2L=U2P*8=络。

当三相变压器作Ydll连接时，其高压边和低压边线电压与相电压的关系应

该是：高压边的线电压为UIL时，则相电压UIP=W；低压侧的相电压

u2P=丛=口，线电压U，L=U，P=妙，因为此时副边绕组是作三角形连接。

KJ3K-V3K

原、副边的线电流和相电流的关系也可以用类似的方法予以分析。

【例1-1］有一台YynO连接的三相变压器，原边的线电压为10KV,变压

器的变压比K=25,问低压边的相电压和线电压各是多少？当变压器是作Ydll

连接时，则低压边的相电压和线电压又是多少？

【解】

(1)、当变压器是作YynO连接时，原边的相电压UIP=¥生=¥%=578OV

A/3A/3

低压边的相电压和线电压分别为：

U.P_5780

［、口=---=----=231V

5PK25

U2L=V3U2P=V3X231=400V

(2)、当变压器是作Ydll连接时，原边的相电压是UIP=5780V

低压边的相电压和线电压分别为：

U=由=卫竺=231V

3PK25

=231V

U2LU2P=

【例1-2】仍以上题所述的三相变压器为例，当副边接上一对称三相负载，

副边的线电流为173A,若此变压器在作YynO或YdU连接时，原边的线电流

和相电流分别为多少？

【解】

(1)、当变压器在作YynO连接时，副边的相电流为：L=L=173A

原边的相电流和线电流为：

73

jIZP!6,9A

1P11L=K=25=

(2)、当变压器在作Ydll连接时，副边的相电流为:

LL173

==100A

V3~V3

原边的相电流和线电流为:

K25

(四)、三相变压器的铭牌

目前国产电力变压器有S7、SL7、SF7、SZL7、S9等系列，其中S9系列产

品具有体积小、质量轻、损耗低、噪声低、效率高等特点，S9系列三相变压器

是的节能产品。各生产厂家为了使变压器安全、合理、经济地运行，对自己的

产品规定了安全运行的技术数据，将其写在变压器外壳的铭牌上。这些主要的

数据有:

1、变压器的型号

根据国家有关规定，每一台变压器都有一定的型号，用来表示变压器的特征

和性能。

型号中各项文字的含义如下所示:

相序代号：D——单相，S——三相；绝缘代号：C——线圈外绝缘介质为成

型固体，G—线圈外绝缘介质为空气，油浸式不表示；冷却代号：F——风冷,

自然冷却不表示；调压代号：Z一有载调压，无激磁调压不表示；绕组材质代

号：L一铝绕组，铜绕组不表示。

例如有一台变压器的型号为S9—1000/10,从型号就可以得知，此变压器是

油浸自冷式铜绕组三相变压器，设计序号为9,容量为1000KVA,高压绕组额

定电压为lOKVo

2、额定容量

变压器的额定容量是指在规定的额定工作状态下，其二次侧输出的视在功

率。额定容量反映变压器带负载能力的大小，而实际输出功率的大小，决定于

负载的大小和性质。

3、额定电压

原绕组的额定电压是指变压器在正常运行时，原绕组上所加的电压UM。它

是根据变压器的绝缘强度和允许发热等条件所规定。副边绕组的额定电压u2N

是指当变压器在空载运行时，原绕组加上额定电压以后，副绕组两端的电压值

U20o在三相变压器中，额定电压都是指的线电压。

4、额定电流

原、副边绕组的额定电流加、LN是根据容许发热条件，变压器在长时间运

行过程中容许通过的电流。在三相变压器中额定电流LN、LN都是指原、副边绕

组上的线电流。

5、额定频率fN

变压器在运行过程中，电流频率一定要与变压器的额定频率相一致，额定频

率不同的变压器是不能换用的。我国生产的电力变压器，额定频率都为50Hz。

6、阻抗压降

阻抗压降也称为短路电压。是将副边短路，并使副边电流达到额定值I2N时，

原边高压侧所加的电压值。一般以额定电压的百分数表示。约为5〜10%。它是

考虑短路电流和继电保护的依据。

7、连接组标号

它是指变压器一次绕组和二次绕组的连接方式及相位关系。

8、温升

温升是变压器在额定状态下运行，允许超过周围环境的温度值。它取决于变

压器所用的绝缘材料的等级。

二、三相异步电动机

利用电磁原理，实现机械能与电能相互转换的旋转机械统称为电机。把机械

能转换为电能的称为发电机；把电能转换为机械能的称为电动机。电动机根据

使用的电源不同又可分为：直流电动机和交流电动机两大类。而交流电动机又

可分为异步电动机和同步电动机。异步电动机具有构造简单，价格低廉，工作

稳定可靠，控制维护方便等优点。所以在生产实践中得到广泛应用。在建筑工

地上使用的电动机，绝大部分都是异步电动机。为此我们将重点讨论交流异步

电动机的构造，工作原理，及其使用时的注意事项，为正确使用异步电动机打

下基础。

（一）、三相异步电动机的构造

异步电动机是由不动部分一定子和可动部分一转子两个基本部分所组成。图

1-4就是异步电动机的外型与结构图。

图1—4异步电动机的外形与结构

1、定子

异步电动机的定子主要是由机座，定子铁芯，定子绕组三部分所组成。机

座是由铸铁或铸钢制成，它充当了电机的外壳。定子铁芯由0.5mm厚的硅钢片叠

合而成筒形，并安放在机座内部。为了减少涡流损耗，片与片之间要相互绝缘。

在铁芯的内表面分布有与转轴平行的槽，用以安放定子绕组。。定子铁芯硅钢片

的形状如图1—5所示。

定子绕组有三相绕组，A—X,B—Y,C-Zo根据确定的磁极对数和槽数,

按照一定规律放在定子铁芯的槽中。为了便于

接线，三相绕组的六个端钮都接到电动机外面

的接线盒上。接线盒内接线柱的布置如图1-6

所小。

电动机的每相绕组都是按照一定电压设计

的。如果绕组的额定电压等于三相电源的相电压,

图1―5定子铁芯硅钢片

则绕组就应接成星形，如图1—7(a)所示。

如果绕组的额定电压等于三相电源的线电压，则绕组就应该作三角形连接,

如图1—7(b)o

2、转子

异步电动机的转子主要是由转子铁芯与转子绕组所组戍。转子铁芯也是采

用0.5mm厚的硅钢片，叠合而成的圆柱体，并且片与片之间相互绝缘。在其圆周

上冲有凹槽，槽中用来嵌放转子绕组。转子铁芯的硅钢片如图1—8所示。转子

绕组有两种形式，一种是鼠笼式，另一种是绕线式。鼠笼式转子的绕组是由安

放在铁芯槽内的裸导体构成。这些裸导体的两端分别焊接在两个端环上，使所

有导体短路。一般中小型鼠笼式异步电动机的转子绕组大多用铸铝浇铸而成，

大型电机用铜条制成。因为绕组的形状类似鼠笼，故得名鼠笼式绕组，如图1

—9所示。

（a）鼠笼（b）鼠笼转子（c）铸铝转子

图18转子铁芯硅钢片

图1T鼠笼式转子

绕线式转子的绕组与定子绕组相类似，也是由三相对称绕组组成。通常是把

三相绕组的末端接在一起，为星形连接。三个始端分别接在固定于转轴上的三

个铜环上，再经电刷与外加变阻器相连接，如图1—10所示。

铜制冷环

（a）转子外形

与鼠笼式转子相比，绕线式转子的电阻是可变的，这对改善电机起动与调速

性能将起一定作用。

（二）、三相异步电动机的工作原理

三相异步电动机接入三相电源后，转子为什么会转动起来呢？为了说明异步

电动机的工作原理，我们先来做一个简单的实验。

在图1—11中，一个装有手柄而可旋转的马蹄形磁铁的两极之间，放着一个

可以自由旋转的鼠笼转子。我们知道，当导体和磁场之间有相对运动时，在导

体中就会产生感应电动势。当用手摇动磁铁使其按逆时针方向（从左面看过去）

旋转时，转子导体与磁场之间就产生了相对运动，于是转子导体中便产生感应

电动势。因为转子中各导体被两端环短路，所以导体内就有感应电流流过。感

应电动势和感应电流的方向可以用右手定则判定。如图1—12所示。

通电导体在磁场中会受到电磁力的作用，电磁力方向可以用左手定则判定。

转子导体所受的电磁力f形成了逆时针转向的转矩，于是转子在这个转矩作用下

就沿逆时针方向旋转起来了见图1一12。

由以上实验可知：只要有了旋转磁场，转子就能转动起来，而且转子的转向

与旋转磁场的旋转方向相同。因此说，三相异步电动机是依靠旋转磁场来工作

的。那么，旋转磁场又是怎样产生的呢？它是靠定子绕组产生的，下面进行详

细说明。

1、旋转磁场

（1）、旋转磁场的产生

图1—13所示是一个最简单的三相定子绕组在定子铁芯内的排列情况示意

图。每相绕组只有一个线圈，三个线圈在定子铁芯内圆周上对称分布，即它们

的首端A、B、C（或末端X、Y、Z）在空间彼此相隔120°,三个绕组的末端连

接在一起成为星形（Y）接法，首端接到对称的三相电源上。当接通电源后，三

相绕组中就通过三相对称电流。其中fCfAfB

Sn

iA=In'g।^I"

iB="⑹-120。）

ic=Lsin®t-240。）[j）

三相电流的波形图如图1-14所示。

我们规定，当电流为正时，电流从线圈首端c/B

流进去，从线圈末端流出来；当电流为负时、则图1—13定子绕组示意图

从末端流进去，从首端流出来。凡电流流进去的那一端标以“③”；流出来的那

一端标以“。”。三相绕组通过电流后将分别产生各自的交变磁场，而它们在定

子空间的合成磁场又将是怎样的呢？为了便于说明问题，我们取3t=0°，

cot=120°，cot=240°，st=360°儿个特殊时刻来分析。

1）、cot=0。从波形图可知，此时为零，A—X相没有电流；1B为负，即电

流从末端Y流入（用⑥表示），首端B流出（用。表示）；入为正，电流从首端

C流入，末端Z流出，如图1—14（a）所示。用右手螺旋定则可以画出其合成磁场

并定出N、S极。可见绕组按这种形式布置所产生的磁场只有一对磁极，即p=lo

2）、（ot=i20°此时it,为零，B—Y相没有电流；IA为正，电流从首端A流

入，末端X流出；入为负，电流从末端Z流入，首端C流出，同样用右手螺旋

定则可得出其合成磁场如图1—14(b)所示。可见合成磁场按顺时针方向在空

间旋转了120°o

3)、cot=240°此时I为零，1A为负，电流从末端X流入，首端A流出；［B

为正,电流从首端B流入，末端Y流出，其合成磁场如图1-14(C)所示。

图1一14三相交流电的旋转磁场

4)、这cot=360°这一时刻的变化情形与3t=0。时相同。

由上述分析可见，当定子绕组只有三个相隔120°的线圈时;绕组通过三相

对称交流电流后，将产生一对(p=D磁极的旋转磁场，且电流变化一周，合成

磁场在空间旋转一周(360°)oA

(2)、旋转磁场的转向

在图1—13和图1—14中所示的定子绕组中通过的电流次序是A、B、C,

这个次序叫做三相电流的相序。按照这个相序，绕组A—X中的电流先达到最

大值，其次依次是B—Y,C-Zo磁场的旋转方向与通入线圈的三相电流的相序

一致，如果改变通入绕组的电流相序，比如按A—C-B的顺序，那么旋转磁场

的转向就会按逆时针方向旋转。所以我们只要将接在定子线组上的三根电源线

中的任意两根对调一下，即可改变旋转磁场的方向。

（3）、旋转磁场的转速

根据前面的分析，当定子绕组每相只有一个线圈时，通入三相交流电后产生

的旋转磁场只有一对磁极。电流变化一周，旋转磁场在空间就旋转一周。若电

源频率为50出，那么旋转磁场每秒钟在空间就旋转50周，则每分钟旋转磁场的

转速是：

A=50x60=3000转

旋转磁场的磁极对数p与定子绕组的排列位置有关。如果每相绕组有两个线

圈串联，三相绕组共有六个线圈。每相绕组的第一个线圈的首端之间或末端之

间在空间相隔60°,同一相绕组的两个线圈首端之间或末端之间相隔180°,

如图1—15所示。当绕组通入三相对称交流电流后，所产生的旋转磁场就有两

对磁极即p=2。如图1-16所示。请读者自行分析。在这种情况下，电流变化一

周，旋转磁场在空间只旋转了半周，这样，旋转磁场一分钟的转速则为：

V失%50。转

因此，旋转磁场的转速可以用下式表示:

60f

n.=一(1——1)

P

式中：n1-----旋转磁场的转速。（单位为r/min）；

f——电源频率，单位为比;

p-----旋转磁场的磁极对数。

n,叫做同步转速。公式（1—1）表明，当电源频率不变时一，同步转速与

磁极对数成反比，即磁极对数越多，旋转磁场的转速越低。

我国规定的电源标准频率为f=50Hz。不同磁极对数的电动机，其同步转

速如下表所示。

P123456

ni360015001000750600500

图1一15四极电动机绕组布置示意图

图1一16四极旋转磁场

2、转动原理

（1）、转子电路中的感应电流

以上分析可知，定子绕组接通三相电源后，绕组中有三相交流电通过，就要

在空间形成旋转磁场。若假设旋转磁场是按顺时针方向旋转，如图1—17所示。

这时静止的转子与磁场之间将发生相对运动。

转子中的绕组（平行铜条或铸铝）就会因为切

割磁力线而产生感应电动势。由于转子绕组两

端都是短接的，转子绕组中会有感应电流产

生。根据右手定则，可以判断出转子上半部的

绕组电流的方向是由书本指向读者。转子下半

部的绕组中的电流方向是背离读者指向书图117异步电动机转动原理

里。.可见在定子空间一旦出现了旋转磁场，由于电磁感应的缘故，在转子绕组

中就会出现按一定规律分布的感应电流。

（2）、电磁转矩的产生

转子导体的感应电流与定子电流产生的旋转磁场要发生相互作用，结果使转

子导体受一电磁力的作用，力的方向由左手定则决定，如图1-17所示。力F

对转轴产生电磁转矩M,驱使转子发生顺时针转动。可见，转子的转动方向与

旋转磁场的旋转方向是一致的。

转子的旋转速度（即电动机的转速），与旋转磁场转速相比总是要慢一点。

只有这样，转子导体与磁场之间才具有相对运动，转子导体中才会感应出电流

来，形成电磁转矩。假如转子的转速达到同步转速，即与旋转磁场转速相同，

转子导体与磁场之间无相对运动。转子导体不切割磁力线，也就不会产生感应

电流，从而转子也无电磁转矩。即使电机转轴上不带有任何机械负载，也会由

于轴承之间的摩擦力矩作用，使转子的转速减慢下来。使转子与旋转磁场之间

又有了相对运动，转子导体又开始作切割磁力线运动，重新受到电磁转矩作用。

由于电机的转子转速总是要比旋转磁场的转速低一些，两者不能同步，所以称

为异步电动机。

(3)、转差率(S)

异步电动机转子的转速n总要低于旋转磁场的转速山，将两者之间的差值,

即An=(小一n)称为电机的转差。转差也就是转子与旋转磁场之间的相对转速,

或者说是转子导体切割磁力线的转速。

转差(j-n)与旋转磁场的同步转逮办的比值称为异步电动机的转差率，

用S表示。

S=(1—2)

转差率S是分析异步电动机运转特性的一个重要数据。它表示转子转速与

磁场转速的差异程度。当电机处于起动状态时，由于转子转速n=0,所以此时转

差率S=l。当转子转速等于同步转速时(实际是不可能达到的极限状态)，则因

为n=n],所以S=0。因此转差率S的变化范围是从0到1。当电机在额定负载下

转动时，转差之一般为(0.02〜0.06)。

根据公式(1-1)和(1-2),可以得到，电动机的转速计算公式：

n=(1-S)n,=^-(l-S)(1-3)

式中f是交流电的频率，P是电动机的磁极对数；s是电动机在运行过程中的转

差率。

【例1一3】有一台六极(p=3)电机，当S=0.02时，求其转速。

【解】频率为f=50Hz的六极电机的同步转速是：

60f50x60，…/,.、

A=---=——-——=1000(r/min)

n=n|(l-S)=l000(1-0.02)=980(r/min)

(三)三相异步电动机的铭牌

在异步电动机的外壳上都有一个耐久不易腐蚀的铭牌,上面标有电动机在额

定运行时的主要技术数据，以便使用者按照这些数据正确地使用电动机。

异步电动机铭牌实例和数据含意如下：

三相异步电动机

型号Y160M—4功率11千瓦频率50赫

电压380伏电流22.6安接法△

转速1460转/分温升75℃绝缘等级B

防护等级IP44重量]20千克工作方式5)

XX电机厂年月

1、型号

异步电动机的型号按国家标准规定，由汉语拼音大写字母和阿拉伯数字组

成。按书写次序包括名称代号、规格代号以及特殊环境代号，无特殊环境代号

者则表示该电动机只适用于普通环境。

电动机型号中的规格代号主要用中心高(转轴中心至安装平台表面的高度)、

机座长度代号、磁极数等表示。

Y160

异步电动机」

根致

机座中心高

铁心长度代号，第

(亳米)1

一种长度铁心・2JP

二种长度铁心也有不表

示的空位

机座长度代号iL------长机座,

M一一中机座，S一一短机座

Y系列三相异步电动机是全国统一设计的新系列电动机，从1984年起取代

JO系列电动机。Y系列电动机与JO系列电动机比较具有许多优点，概括起来

有：

①、效率高，全系列加权平均效率为88.26%,较JO?系列提高0.41%

②、起动性能好。堵转转矩比JO2系列平均提高30%。

③、功率和机座号等级分别采用IEC有关标准，且功率等级与安装尺寸的

关系也与国际上通用的标准相同，因此，Y系列电动机与国际上同类产品有较

好的互换性。

④、Y系列与同功率等级的JO2系列电动机相比，体积平均缩小15%,重量

平均减轻12%o

Y系列有许多派生系列的电动机，如YR系列绕线式转子电动机,YZ和YZR

系列起重冶金用电动机，YB系列隔爆型电动机、YLB系列立式深井泵电动机等

等，可取代J4、JZR2等系列电动机。JO系列电动机已停止生产。

2、功率

它表示电动机在额定情况下运行时，其轴上输出的机械功率，即额定功率，

或称容量，单位用千瓦(kW)表示。

3、电压和接法

电动机的额定电压是指电动机正常运行时定子绕组应加的线电压。上述铭牌

实例上所标的“380伏、△接法”，即表示该电动机定子绕组接成△形，应加的

电源线电压为380V。目前我国生产的异步电动机如不特殊订货，额定电压均为

380V,3KW以下电动机为Y形联接，其余均为△形联接。

4、电流

电动机的额定电流是指在额定频率、额定电压和额定输出功率时，定子绕组

的线电流。

5、转速

电动机的额定转速是指在额定电压、额定频率和额定负载下每分钟的转速。

6、工作方式

异步电动机的工作方式主要分为连续（代号为S1）、短时（代号为S2）、断

续（代号为S93种。

连续：按铭牌上给出的额定功率可以长期连续运行。拖动通风机、水泵等生

产机械的电动机就属于此工作方式。

短时：运行时间很短，停歇时间很长，每次只允许在规定以内的时间按额定

功率运行。拖动短时工作的水闸闸门启闭机属于这种工作方式。

断续：电动机的运行与停歇交替进行。起重机械、电梯、机床等均属这种工

作方式。

7、温升

电动机在运行过程中会产生各种损耗，这些损耗转化成热量，致使电动机绕

组温度升高，铭牌中的温升是指电动机运行时，其温度高出环境温度的允许值。

环境温度规定为+40℃。

8、绝缘等级和防护等级

绝缘等级是电动机内部定子绕组所用的绝缘材料的耐热等级。Y系列电动机

采用B级绝缘，容许的工作温度为130℃。防护等级是指电动机外壳防护型式的

分级。IP是“国际防护”的英文缩写，上述铭牌中的第一位“4”是指防止直径

大于1mm的固体异物进人，第二位“4”指防止水滴溅入。

9、异步电动机的技术数据

除铭牌上给定的这些数据外，还有一些技术数据需要到电动机产品样本中查

找。例如：

①、功率因数cos。指电动机在额定运行时，定子绕组每相电路的功率因

数。在额定运行时，功率因数约为（0.7~0.9）,在空载或轻载运行时，功率因数很

低。

②、效率电动机在运行时,除了有铜损与铁损外，还有机械摩损，因此电

机从电源取用的电功率Pi一定大于轴上的输出机械功率R）.。以Po.与B之比称为

电动机的效率，n=2xioo%。电动机的负载不同，其效率也不相同。当负载接

近于满载状态时，电动机的效率最高。鼠笼式异步电动机的额定效率为75〜93%。

③、过载能力入=工磔电机的最大转矩与额定转矩之比。

TN

④、起动能力（Z）电机的起动转矩与额定转矩之比。

TN

⑤、起动电流倍数（3）电机的起动电流与额定电流之比。

IN

【例1—4】已知一台三相鼠笼式异步电动机，额定功率P=4.5KW,额定转

速n=1440r/min,过载能力入=2.0,起动能力工2•=1.4。试求：1、磁极对数与满

TN

载时的转差率；2、额定转矩、起动转矩、最大转矩。

【解】

1、磁极对数与满载时转差率

:n=1440r/min接近同步转速1500r/min

，p=2（为四极电机）

1500-1440

=0.06

1500

TM=9550风=9550-^-

2、1N=29.84(Nm)

nN1440

2

Tma、=九TN=-°x29.84=59.68(Nm)

TQ=1-4TN=1.4x29.84=41.78（Nm）

（四）、异步电动机的使用与维护

在建筑施工现场上，使用的电动机绝大部分是三相鼠笼式异步电动机。这种

电动机的最大特点就是可靠耐用，因为鼠笼式电机转子是浇铸而成，转子电路

很少发生故障。若有故障，无非是转子在运转时与定子发生摩擦或碰撞。相比

之下，电机的定子电路发生故障的机会要多一些，主要是发生短路或断路。所

以当电机安装完毕以后，开始使用以前必须进行严格检查。检查的主要内容应

包括以下儿个方面：

1、电机的接线方式是否正确，即是否符合铭牌上的要求。

2、检查电机绕组相与相之间，相与机壳之间的绝缘电阻是否符合要求。

般可用兆欧表（摇表）进行测量。绝缘电阻不得小于4兆欧。

3、电源电压是否正常，接线、闸刀开关，断路器是否良好。特别要注意三

相电源不能缺相。缺相是损坏电动机的主要电气故障之一。如果电动机在起动

前就发生缺相，电动机就无法起动，并发出强烈的嗡声，时间稍长，电机绕组

因过热而被烧毁。如果是在运行过程中缺相，电机此时还会继续运转，但要发

出异常的嗡嗡声，并能嗅出糊焦气味，时间稍长，电机也会被烧毁。

4、在接通电源之前，还要用手转动电动机的转子，观察电机转子在转动过

程中与定子之间是否发生摩擦或碰撞，转子转动是否灵活有无机械障碍需要排

除。

检查完毕以后，就可以接通电源，使电机投入运行。电机在正常运行时，会

有轻微的振动和均匀的嗡声。温度升高到一定程度，就会不再继续上升，即达

到电机的额定温升。用手触摸电机外壳时一，会有温热感觉。在运行时，如果电

机发出的声音不正常，电机外壳有烫手感觉，并有焦糊气味时，就应该立即停

车检查，以免事故发生。

异步电动机的维护比较简单。应该经常做到清洁、防尘、防潮和监视温升工

作。清除电机内部灰尘时，可使用吹风机，要注意保护绝缘。建筑工地环境恶

劣，大部分电机都在露天搁置，使用时要特别注意防潮。因为电机受潮后绝缘

性能降低，将会导致绝缘击穿烧毁或漏电，发生人生触电事故。长期搁置或雨

水淋过的电机，在使用前必须检查绝缘电阻，确认符合要求后才能使用。

电机的定子与转子之间的空隙极小，如果轴瓦被磨损，或者转轴发生下挠，

就可能导致定子与转子碰撞，所以对电机的转轴要定期检查，或定期更换轴瓦

与轴。为了保持运转的灵活，还需定期更换滚珠和滚珠轴承内的润滑油。油盒

内的油量要保持在2左右。故每星期要加一次油，保持油面高度，而每3〜4月换

3

一次油。

对于绕线式电机，除定子电路会出现故障外，它的转子电路也比较复杂。转

子上的电刷和滑环间必须严密吻合，接触良好。正常运行时，滑环与电刷之间

不能发生振动。还要用汽油定期洗刷，保持电刷于净。

二、刀开关与低压断路器

开关是最普通、使用最早的电器。其作用是分合电路、开断电流。常用的有

刀开关、隔离开关、负荷开关、转换开关（组合开关）、空气断路器等。

（一）、低压刀开关

常用的HD系列和HS系列刀开关的外形如图1—18所示。

图1—18HD系列、HS系列刀开关外形图图1一19刀开关的图形、文字符号

a）HD系列刀开关b）HS系列刀开关a）单极b）双极c）三极

刀开关是手动电器中结构最简单的一种，主要用作电源隔离开关，也可用来

非频繁地接通和分断容量较小的低压配电电路。

刀开关安装时，手柄要向上，不得倒装或平装。安装正确，作用在电弧上的

电动力和热空气的上升方向一致，就能使电弧迅速拉长而熄灭，反之，两者方

向相反电弧将不易熄灭，严重时会使触头、刀片烧伤，甚至造成极间短路。另

外如果倒装，手柄可能因自动下落而引起误动作合闸，将可能造成人身和设备

安全事故。

接线时应将电源线接在上端，负载接在下端，这样拉闸后刀片与电源隔离,

可防止意外事故发生。

刀开关的主要类型有：大电流刀开关、负荷开关、熔断器式刀开关。常用的

产品有:HD11-HD14和HS11-HS13系列刀开关。

刀开关选择应考虑：

1、刀开关结构形式的选择

应根据刀开关的作用和装置的安装形式来选择是否带灭弧装置，如分断负载

电流时，应选择带灭弧装置的刀开关。根据装置的安装形式来选择是否是正面、

背面或侧面操作形式，是直接操作还是杠杆传动，是板前接线还是板后接线的

结构形式。

2、刀开关的额定电流的选择

一般应等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和。对于电动机负

载，应考虑其起动电流，所以应选用额定电流大一级的刀开关。若再考虑电路

出现的短路电流，还应选用额定电流更大一级的刀开关。

QA系列、QF系列QSA（HH15）系列隔离开关用在低压配电中，HY122

带有明显断口的数模化隔离开关，广泛用于楼层配电、计量箱、终端组电器中。

HR3熔断器式刀开关、具有刀开关和熔断器的双重功能，采用这种组合开

关电器可以简化配电装置结构，经济实用.越来越广泛地用在低压配电屏上。

HK1、HK2系列开启式负荷开关（胶壳刀开关），用作电源开关和小容量电

动机非频繁起动的操作开关。

HH3、HH4系列封闭式负荷开关（铁壳开关），操作机构具有速断弹簧与机

械联锁，用于非频繁起动、28kw以下的三相异步电动机。

（二）、低压短路器

低压断路器俗称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控

制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、

热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重

要的保护电器。

低压短路器具有多种保护功能（过载、短路、欠电压保护等）、动作值可调、

分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。

1、结构和工作原理

低压断路器由操作机构、触

头、保护装置（各种脱扣器）、灭

弧系统等组成。低压断路器工作

原理图如图1—20所示。

低压断路器的主触头是靠手

动操作或电动合闸的。主触头闭

合后，自由脱扣机构将主触头锁

图1一20低乐断路器T.作原理图

在合闸位置上。过电流脱扣器的

1一主触头2一白由脱扣机构3一过电流脱扣器

线圈和热脱扣器的热元件与主电4一分励脱打器5一热脱扣器6一欠电压脱扣器

7一停止按钮

路串联，欠电压脱扣器的线圈和

电源并联。当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由

脱扣机构动作，主触头断开主电路。当电路过载