霍邱一中校花:电工基础知识[4]

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电工基础知识[4]2009年06月05日 星期五 上午 10:39

(五)照明线路的常见故障

照明线路常因安装不合乎要求或维护检修不及时,以致发生这样或那样的事故。故障种类主要有短路、断路和漏电三种。 1.短路引起短路的原因大致有以下几点:①用电器具接线不好,接头碰在一起;或用电器具内部损坏,导线碰到金属外壳。 ②不用插头,直接把线头插入插座,造成混线。 ③灯头或开关进水,螺口灯头内部松动,造成内部短路。 ④导线纶绝缘餐皮受压、受磨或受到外界损伤,在破损处碰线或接地。 ⑤房屋失修或漏水,造成线头松脱后相碰或接地。 发生短路时,由于短路电流很大,可以把熔丝烧断。如果熔丝选得太粗,就可能烧坏电线,甚至引起火灾。 2.断路产生断路的原因很多,主要有熔丝烧断、线头松脱、断线。开关没接通、铝线接头腐蚀造成不通等。 3.漏电漏电也是一种常见的故障。人接触漏电的地方,会感到发麻。电路中出现漏电以后,用电的度数比平时要多。漏电主要是由绝缘不良引起的。电线和电气设备长期使用以后,绝缘会逐渐老化变质,因而产生漏电。电气设备的绝缘部分受潮被污染以后,也容易漏电。 漏电不但浪费电力,还会危害人身安全,所以要勤检查线路,定期测试绝缘状况,设法恢复绝缘性能。检查漏电时,应先从灯头、开关、插座等处查起,然后进一步检查电线。检查时应特别注意电线的穿墙、转弯、交叉、铰合、容易腐蚀和容易受潮的地方。五、三相鼠笼式异步电动机引言 电动机的种类很多,但三相鼠笼式异步电动机结构简单、坚固耐用、维护方便、成本较低,故应用最广泛。本书仅介绍这种电动机。(一)电动机的构造和工作原理 1.三相鼠笼式异步电动机的构造三相鼠笼式异步电动机由定子和转子构成。如图85所示。图85三相鼠笼式异步电动机的构造 (1)定子。定子由机座、铁芯和绕组三部分组成。 ①机座:机座是电动机的支架,一般用铸铁或铸钢制成。在机座内圆中固定着铁芯。机座两头的端盖是支持转子用的。轴承盖是保护轴承用的。电动机运行中所产生的热量通过铁芯传给机座,再从机座表面散发到空气中去。封闭式电动机的机座表面上有散热片,可以增加散热面积。风扇起轴向通风散热作用,风扇罩是作安全防护用的。 ②铁芯:定子铁芯是用厚0.35~0.5毫米的圆环形硅钢片叠压成的(硅钢片表面徐有绝缘漆或带有氧化膜,使硅钢片间相互绝缘,以减少涡流损失)。铁芯内圆冲有均匀分布的槽,在槽中安装定子绕组。 ③绕组:三相异步电动机有三个独立的绕组,每个绕组包含若干线圈,每个线圈又由若干匝构成。中、小型电动机线圈的导线一般用高强度聚脂漆包圆铜线。线圈和铁芯间垫有青壳纸和聚脂薄膜(或黄蜡绸)作为槽绝缘。三相绕组六根引线连接在机座外壳上的接线盒中。(2)转子。转子由轴、铁芯和绕组等构成。①轴:轴一般是用中碳钢制成。轴的两端用轴承支持。在一个端盖外面,还在轴上装着风扇,进行轴向通风。 ②铁芯:转子铁芯是用厚0.35~0.5毫米的圆形硅钢片.叠压成的。在硅钢片外圆冲有若干个槽,在槽中铸有笼条。 ③绕组:鼠笼式转子的绕组是由转子槽内的笼条和笼条两端的端环构成,通常把转子笼条和转子两端的风翅用铝祷成一个整体。 在转子和定子之间有气隙。中、小型电动机的气隙为0.35~0.5毫米;大型电动机的气隙约1~1.5毫米。气隙的作用很大,定子绕组在气隙中产生旋转磁场,转子的笼条切割气隙中的磁力线时,在笼条中产生感应电势,感应电势在转子中产生电流,转子电流受气隙磁场的作用力,使转子旋转。电动机就是利用气隙磁场传递能量,把电能转换成机械能的。 2.电动机的接线国家标准规定用符号、、表示首端,用、表示尾端。三相异步电动机定子绕组有两种接线法:①星形接线:、、接在一起,、接电源,如图86(a)所示。 ②三角形接线:和和和连接后, 接电源,如图86(b)所示。图86电动机定子绕组6个线头在接 线盒上的连接(二)电动机和传动装置的选择 1.电动机的选择电动机在出厂时机上都有铭牌,标有型号、电压、频率、功率、电流、绝缘等级、转速、接法、工作方式、产品编号、重量、生产日期和生产厂名。农村电工应了解铭牌内容的意思,可根据实际工作的需要和具体情况选择适合的。这些项目中,比较重要的有下列几点: (1)型号的选择。在潮湿、多尘或面粉加工、饲料加工等场所,应选用封闭式电动机。在机械加工等比较干燥、飞灰较少的场所,可选用防护式电动机。潜水电泵应采用密封式电动机。易爆场所采用防爆型电劝机。在湿热带地区尽量采用湿热带型电动机。 (2)容量的选择。电动机的容量(功率)应当正确选择。如果电动机的容量选择得过小,就会造成“小马拉大车”的现象。容量太小时,电动机往往不能启动;即使能启动,电流也会超过额定值,以致电动机过热或烧坏。电动机容量选得过大,“大马拉小车”也不好。容量太大时,不能充分发挥电动机的作用,电动机的效率和功率因数不高,造成电力和资金的浪费。 电动机容量一般选得比负载功率稍大一些(大10%左右)为好。选择电动机容量时,还应考虑变压器的容量,即直接启动最大一台电动机的容量,不宜超过变压器容量的35%左右。 (3)转速的选择。电动机和它所拖动的生产机械都有自己的额定转速。选择电动机时,应先了解生产机械的额定转速和传动方式,以便确定电动机的额定转速,使电、机两者配套——电动机和生产机械都在额定转速下运行。电动机和生产机械采用直接传动,两者的转速应相等。如果采用皮带传动,两者的转速相差也不应太多。如果相差太多,皮带容易打滑,采用皮带传动时,一般选用型四级电动机,转速容易适合要求。 如果生产机械的转速很低,不宜选用低速电动机直接传动,因为电动机转速越低,极数越多,直径越大,价格越高,很不经济。可采用变速装置解决。 电动机的转速太高也不合适。因为高速机的启动转矩比较小,启动电流比较大,轴承容易磨损,传动也不方便。2.传动装置及其选择把电动机的转矩传递到生产机械上的设备叫做传动装置。常用的传动方式有直接传动和皮带传动两种。 如果电动机的转速和生产机械的转速相同,可用联轴器把电动机和生产机械直接连接起来传动,就叫做直接传动。如图87所示。直接传动方式的结构紧凑、设备简单、效率高、安全可靠。图87直接传动 如果电动机所带动机械的转速不同,可采用皮带传动。皮带传动有平皮带传动和三角皮带传动两种。平皮带传动的常用形式有开口式和半交叉式两种,如图88所示。图8平皮带传动(a)开口式(b)半交叉式 平皮带传动要按电动机皮带轮和生产机械皮带轮的轴距和皮带轮的直径来确定长度,然后用皮带扣对接和皮带螺丝搭接来连接,如图89和图90所示。89皮带扣对接示意图 三角皮带传动效率比较高。三角皮带都是标准件,可根据实际需要选用。使用三角皮带传动时,如果其中一根失效,应及时更换,否则其他皮带也会很快损坏。图90皮带螺丝搭接示意图(三)电动机的启动设备 1.电动机的启动方法电动机有两种启动方法:全压启动(又叫直接启动);减压启动。(1)全压启动。把电源电压直接加到电动机的接线端上,电动机启动时承受额定电压。直接启动的优点是设备简单、操作方便。缺点是启动电流大。 (2)减压启动。电动机启动时,先用减压设备把加到电动机上的电压适当减小,等电动机正常转动后,再改成额定电压下正常运行。减压启动可以减小启动电流,但设备要复杂些。 2.全压启动设备全压启动设备有三极胶盖瓷底闸刀开关、铁壳开关、交流接触器和磁力启动器等。 (1)三极胶盖瓷底闸刀开关。4.5千瓦及以下的电动机,一般用闸刀开关全压启动。安装和接线如图91所示。 (2)交流接触器。为了操作安全、方便和远距离操纵,常采用交流接触器代替闸刀开关和铁壳开关。其外形图和接线图如图92所示。 (3)磁力启动器。为了不使电动机因过负荷和缺相运行而过热或烧坏,可采用磁力启动器。磁力启动器应用广泛,型号繁多。图93为QC10型磁力启动器的外形和接线图。 3.减压启动设备常用的减压启动设备有星三角启动器、自耦减压启动器和电阻(或电抗)减压启动器几种。 图91闸刀开关的安装和接线图92交流接触器 (1)星三角启动设备。在额定电压下定子绕组应该接成三角形的电动机,可以采用星三角形启动设备。图93OC10型磁力启动器(a)外形图(b)接线图(接通状态)1.交流接触器2.JR15型热继电器3.调节旋钮 ①用两个单投三极闸刀开关就可实现星三角启动,如图94所示。图94用两个单投闸刀开关实行星三角启动 操作顺序:合电源开关;合启动开关,使电动机启动;等到电动机运转稳定后,拉(关)启动开关,迅速合运行开关,电动机便正常运行。 采用这种启动设备,要特别注意:一定要先拉启动开关,后合运行开关。否则,就会造成三相短路。 为了防止误操作,农村电工创造了一种简单可靠的联锁装置,如图95所示。此装置可防止两开关同时合上。图95用两个三相刀闸做星三角启动的联锁装置(a)直棍和底板平行时(b)直棍和底板不平行时 ②星三角启动器:国产的有手动空气式和油浸式两种。常用的空气式星三角启动器有QX113型(额定电压380伏,额定电流16安,电源接线端允许电流26安,13千瓦及以下电动机启动时间11~15秒),如图96所示。 用星三角启动器启动电动机时,先把手柄推到启动位置,等电动机转速稳定后,迅速把手柄拉到运行位置。停机时,把手柄扳到停止位置。 (2)自耦减压启动器。其原理图如图97所示。QJ3型自耦减压启动器的外形图、构造图和接线图,如图98所示。图96QX313型星三角启动器(a)外形图(b)接线图和触头接触图本书不详述,只供广大农村电工参考。 (3)电阻(或电抗)减压启动器。图99是此启动器原理接线图。启动时合开关(断开)在定子绕组电路中串入电阻(或电抗),以减少加到电动机上的电压。运行时,合开关,把电阻(或电抗)短路。国产电阻减压启动器有QJ140和QJ175两种,40和75表示额定电流数为40安和75安,额定电压380伏。 4.动力线路熔丝选择熔丝(俗称保险丝),每种熔丝都有一个额定电流值,在这个电流值内,熔丝不会烧断。熔丝还有一个熔断电流值,通过熔丝的电流超过熔断电流时,图97自耦减压起动器原理图熔丝才会烧断。熔丝的熔断电流一般为熔丝额定电流的1.3~2.1倍。当线路中某一设备产生故障(短路等),熔丝烧断,电路断电,保护设备不被烧坏,故熔丝可起到保险作用。 因此,熔丝的容量必须合理选择,选得太大,一旦电动机等用电设备短路时,熔丝不能烧断,继续通电就容易烧坏电动机和其他用电设备;选的太小,电动机启动和其他设备用电时,又会经常烧断,造成经常停机,影响工作。图98JO3型自耦减压启动器 (a)外形图(b)构造图(c)接线图1.转轴2.运行静触头3.油面线4.油箱5.热继电器6.自耦变压器7.箱体8.失压脱扣器9.手柄10.停止按钮11.防止直接启动的机构12.箱盖13.复位弹簧 14.起动静触头15.动触头16.搭扣图99用电阻(或电抗)减压启动器启动原理接线图(四)电动机的安装 1.机械部分的安装安装电动机时要做好选择安装地点、确定基础形式、打好基础和校正几项工作。 (1)安装地点的选择。电动机应安装在干燥、通风、灰尘较少和不易遭水淹的地方,电动机周围应比较宽敞。在安装时还应考虑电动机运行、维护、检修、拆卸和运输的方便。对安装在屋外的电动机,要采取防止日晒雨淋的措施。 (2)基础的形式和做法。电动机的基础有永久性的、流动性的和临时性的等形式。 电力排灌站、农机修配厂、农副产品加工厂等处的电动机,宜采用永久性基础。这种基础可用混凝土、砖、石条或石板等做成。基础面积应根据机组底座确定,每面都要比机组大10~15厘米,高出地面10~15厘米,如图100所示。永久性基础,要根据电动机和用电设备机座的螺丝孔尺寸,安装地脚螺丝,如图101所示。图100电动机的基础(a)电动机在基础上的安装(b)基础浇注模板图 临时抗旱、排涝、抢收脱粒等,宜采用流动性或临时性基础,如可把机组固定在木架上(一般用10厘米×20厘米方木制成,参见图102)。为了牢固、可靠,可把方木底部埋在地下,并打木桩固定。 (3)校正方法。主要用水平仪校正基础的水平;用拉线法校正皮带轮传动装置;用钢尺、塞尺校正联轴器传动装置。如图102、图103、图104所示。图101电动机基础的底脚螺丝的安装(a)人字形底脚螺丝(b)钩形底脚螺丝图102校正电动机组的水平示意图2.电气部分的安装电气部分的安装在这里主要指保图103皮带轮平行校正示意图(a)皮带轮宽度相同时(b)皮带轮宽度不同时图104测量联轴器的同心度和轴向间隙(a)测量同心度(b)测量轴间间隙护接地装置的安装。保护接地装置是由接地线和接地体构成的。如图105所示。 接地体可用圆钢、扁钢、角钢或钢管做成。头部做成尖形,以便垂直打入地中。接地体长度一般不小于2米。接地线长度不应小于0.5米;在土层厚的山区,不应小于0.3米。在容易腐蚀的地区,应采用较大的接地体。接地电阻不应大于4欧姆。接地线一端入地与接地体相连;另一端露出地面直接和电动机底脚螺丝连接。图105启动设备和接地装置的安装此外,启动设备和电动机引线的安装应采用绝缘导线。为了安全,地面上2.5米一段引线应用硬塑料管或木槽板防护。引线需要沿地面敷设时,可采用地埋线、埋管、电缆沟等。引线不应有裸露部分。(五)电动机的运行和维护 1.电动机的启动 (1)新安装或长期停用的电动机,启动前应做的检查。 ①电动机基础是否稳固,螺丝是否松动;轴承是否缺油;电动机接线是否符合电压等级的要求;绕组绝缘是否符合要求(用500伏兆欧表测量,不应小于0.5兆欧)等。 ②熔丝的额定电流是否符合要求;启动设备的接线是否正确;启动装置是否灵活,有没有卡住现象;触头的接触是否良好等。 ③电动机和启动设备的金属外壳是否可靠地接地(或接零)等。 (2)正常运行的电动机,在启动前的检查。 ①用验电笔检查三相电源是否有电;检查三相电压有无过低情况(不宜低于340伏)。②熔丝有无损坏,安装是否可靠。 ③联轴器的螺丝和销子是否紧固,皮带连接处是否良好,皮带松紧是否合适;机组转动是否灵活,有无摩擦、卡住、窜动、不正常的声音。 ④机组周围有没有妨碍运行的杂物或易燃物品等。 (3)启动电动机时的注意事项。 ①操作人员应检查自己的服装,防止卷入旋转机械;机组近旁不应有人。 ②拉合刀闸时,操作人员应站在一侧,防止电弧烧伤;拉合闸动作应迅速果断。 ③使用双闸刀启动、星三角启动器或自耦减压启动器时,必须遵守操作顺序。 ④几台电动机共用一台变压器时,应由大到小一台一台的启动。 ⑤一台电动机连续多次启动时,应按规定保留适当的间隔时间,防止启动设备和电动机过热;连续启动一般不宜超过3~5次。 ⑥合闸后如果电动机不转或转速很慢、声音不正常时,应迅速拉闸检查。检查的顺序和内容:电源是否有电;熔丝是否烧断;电动机引线是否断裂;负载是否过重;被带动的机械是否出故障;电动机绕组是否断线或短路;转子是否断条等。 2,电动机运行中的监视电动机投入运行后,要注意监视以下几方面情况: ①从电流表上观察电动机的电流是否超过铭牌上标定的额定电流。②电动机的电压。电压过低或三相电压不平衡都会使电动机过热。 ③电动机的温升。电动机运行后温度会逐渐升高,但不能超过允许温升,一般不能超过60℃。按温度计测试温度加15℃,就是允许温升。 ④轴承温度。滑动轴承温度一般不应超过70℃;滚动轴承温度不应超过80℃。 ⑤电动机有无振动,机组声音是否异常,是否出规不正常气味或冒烟等。 3.电动机两相运行的简易保护装置 (1)两相运行的危害。在两相运行即电动机运行中,因三相电源中有一相断路,其他两相电流维持运行。在额定负载下,电动机两相运行的电流约为额定电流的1.732倍,熔丝不易烧断。大电流较长时间在定子绕组中流动的结果,使定子绕组过热,甚至烧毁电动机。 (2)两相运行的简易保护装置。可用两个闸刀开关实行双保险。启动开关的熔丝按电动机额定电流的1.5~2.5倍选择;运行开关的熔丝按电动机的额定电流选择。发生一相断电时,运行开关熔丝烧断,电动机停止运行,达到保护作用。 4.电动机的维护电动机应保持干燥和清洁,防止外界损伤。屋外电动机停用时,应加防护罩。屋外开关箱应加锁。 使用皮带时,应注意保持皮带清洁,防止潮湿和油污,不使皮带受压。皮带打滑时,应涂皮带蜡,如图106所示。图106涂皮带蜡的方法皮带不用时,涂上滑石粉后挂起来。搬运电动机时,应注意人身和设备安全,防止电动机受潮。(六)电动机的拆装 (1)电动机的拆装步骤。电动机拆卸的一般步骤如下:卸下皮带;卸去电动机引线和接地线;卸下底脚螺母、弹簧垫圈和平垫圈;卸下皮带轮;卸下前轴承外盖;卸下前端盖;卸下风扇罩;卸下风扇;卸下后轴承外盖;卸下后端盖;卸下转子;卸下前后轴承和前后轴承的内盖。安装步骤和拆卸步骤顺序相反。如图107所示。 如果电动机的端盖和机座配合得很紧密,不易拆卸时,可按下列步骤进行拆卸:卸下风扇罩;卸下风扇;卸下前轴承外盖和后端盖螺丝;垫上厚木板,用手锤敲打轴端,使后端盖脱离机座;把后端盖连同转子抽出机座;卸下前端盖螺丝,用长木块顶住前端盖内部外沿,把前端盖打下。大电动机的转子太重,不宜采用这种拆卸方法。如图108所示。 (2)皮带轮的拆卸。皮带轮的拆卸步骤如下: ①用粉笔标上皮带轮的正反面,以免安装时装反。 ②测量皮带轮在轴上的位置,记下皮带轮和前端盖之间的距离。 ③卸下压紧螺丝,在螺丝孔内注入煤油,使皮带轮更易拆卸。 ④装上拉盘,扳动拉盘的丝杠,把皮带轮卸下来。拆卸时,不能用手锤直接敲打皮带轮,防止把轴打弯。如图109图107电动机拆卸的一般步骤1.卸下皮带2.拆去电动机引线和接地线3.卸下底脚螺母、弹簧垫圈和平垫圈4卸下皮带轮5.卸下前轴承外盖6.卸下前端盖7.卸下风扇罩8.卸下风扇9.卸下后轴承外盖10.卸下后端盖11.卸下转子12.卸下前后轴承和前后轴承的内盖 安装皮带轮时,应先用砂纸把电动机轴和皮带轮的轴孔打磨光滑,把皮带轮套在轴上并对准键槽位置,最后用铜板(或木板)垫在键的一端把键轻轻打入槽内,松紧适当。 其他部件的拆卸比较简便,不再详述。有时轴承的拆装比较麻烦,图110和图111提示轴承拆装方法,供参考。所示。图108难以拆卸的电动机的拆卸步骤 1.卸下风扇罩2.卸下风扇3,卸下前轴承外盖和后端盖螺丝4.垫上厚木板,用手锤敲打轴端,使后端盖脱离机座5.把后端盖连同转子抽出机座6.卸下前端盖螺丝,用长木块 顶住前端盖内部外沿,把前端盖打下图109皮带轮的拆卸图110轴承的拆卸(a)用拉盘拆卸轴承(b)用敲打的方法拆卸图111轴承的安装