低压电工作业_教案

精品文档用心做事追求卓越电工作业安全技术培训（低压部分）安阳鑫龙煤业（集团）技工学校2012年11月12日安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（首页）科:培训科 课程名称 低压电工作业 学时分配 总学时:148 讲授:84 课程类别 必修课(√)选修课()公选课() 实验:64 授课专业 电工作业安全技术 授课班级 培训第期 课堂讨论: 任课教师 巩新宏 职称 工程师 习题课: 选用教材 电工作业安全技术（培训教材） 机动: 教学目的要求 1、学习电工基础知识2、认识触电的危害，学习触电救护方法3、学习电气安全工作要求与措施4、认识电气安全用具和安全标示5、学习直接和间接接触电击防护6、学习电气的防火、防爆、防雷和防静电知识7、学习高压配电装置、电力变压器和互感器等知识。8、手持式电动工具及移动式电气设备的安全技术措施。 教学重点难点 重点:电气安全作业知识难点:电工基础知识及相关电路工作原理 参考书目 全国特种作业人员安全技术培训考核统编教材——《电工作业》 学校审阅意见 负责人：年月日安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第一章电工与电子基础 教学目的 1、熟练掌握电工基础知识2、学习直流电路与交流电路的相关知识与计算 重点与难点 教学重点 1、电路的基本概念2、全欧姆定律、基尔霍夫定律3、三相交流电压和电流的相互关系 教学难点 1、对电路基本概念的理解2、全欧姆定律的情况分析3、基尔霍夫定律的理解和运用4、单相和三相交流电路的认识和相关知识的应用5、半导体基础知识 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时数 第一节电的基本概念和直流电路 4 第二节单相交流电和三相交流电 4 第三节晶体管和晶闸管 4 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、6、作业 实验 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 一、电工与电工基础1、电的基本概念1.1物质的结构自然界的一切物质都是由分子组成的，分子是由原子组成，而原子又是由原子核和围绕原子核作高速旋转的电子组成的。其中，原子核带正电荷，电子则带负电荷。不同物质的原子所具有的电子数目是不相同的，它们按一定的规律，分布在不同圈层中绕原子核运动。由于每一种物质中，原子核所带的正电荷数目和核外电子所带的负电荷的数目相等，所以它们对外并不显示电性，即它们平时不带电。原子核和电子之间存在着吸引力的作用。异性电荷相吸引，同性电荷相排斥，这是电荷的基本特性。电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，这个定律叫做电荷守恒定律。1.2电流电荷有规则的定向运动叫电流。在金属导体中，电流是自由电子在电场力作用下有规则地运动形成的。在某些液体或气体中，电流则是正负离子在电场力作用下有规则运动形成的。电流的大小定义为:单位时间内通过导体截面的电量，用电流强度来衡量。若在t秒时间内通过导体横截面的电量是Q（单位：库伦），则电流强度I就可用下面的公式来表示，即I=Q/T如果在1秒钟时间内通过导体横截面的电量是1库伦，则导体中的电流强度就是1安培。常用的电流强度单位还有千安(KA)、毫安（mA）、微安（μA）。“电流强度”简称“电流”。电流不但有大小，而且有方向。习惯上规定：以正电荷运动的方向为电流的正方向。电流反向与电子流反向相反。产生电流的条件：内因是必须的导体；外因是导体两端必须有电压。电流的分类：分为直流电和交流电两大类。凡方向不随时间变化的电流都称为直流电，而大小和方向都不随时间变化的电流称为稳恒直流电流；凡是大小和方向都随时间变化的电流称为交流电。1.3电压电压又称电位差，是衡量电场做功本领大小的物理量。根据“电流实际上是电荷在电场力作用下的定向运动所形成的”，可以说，在这个过程中，电场力对电荷作了功。定义：电场力将单位正电荷从A点移动到B点所作的功叫做AB间的电压，用UAB表示。在电路中若电场力将电荷Q从A点移动到B点，所作的功为WAB，则AB间的电压为UAB=WAB/Q（v）若电场力将1库伦的电荷从A点移动到B点，所作的功是1J，则AB间的电压就是1v（伏特）。常用的电压单位除了伏特外，还有千伏(Kv)、毫伏（mv）、微伏（μv）。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 电压不但有大小，还有方向，即有正负。对负载来说，规定电流流进端为电压的正端，电流流出端为电压的负端。电压的方向由正指向负，亦即负载中电压的实际方向与电流方向一致。对于负载来说，没有电流就没有电压，有电压就一定有电流。电阻两端的电压通常叫做“电压降”。1.4电位电位是一个相对量。如在电路中任选一个参考点，令其电位为零，则电路中某一点的电位就等于该点到参考点之间的电压。由此可见，电位实际上也是电压，只不过是对参考点之间的电压。电位的单位同电压一样，也是伏特（v）。通常选大地为参考点，即零电位点。电路中任两点间的电位之差称为该两点的电位差，也就是电压，所以，电压也叫电位差。如果电路中的两点电位相同，则这两点叫做等电位点，等电位点之间没有电流通过。电位和电压的异同：（1）电位是某点对参考点的电压，电位差是某两点间的电压。电位相同的各点间的电位差为零，电流也为零；（2）电位是相对量，随参考点的改变而改变，而电位差的绝对值不随参考点的改变而改变，所以电压是绝对量。1.5电动势电动势是衡量电源将非电能转换为电能本领的物理量。电动势的定义：在电源内部，外力将单位正电荷从电源的负极移到电源正极所做的功，用字母E表示若外力将电荷Q从负极移到正极所做的功是W，则电动势的数学表达式为E=W/Q电动势的单位也是伏特（v）。电动势的方向规定为：在电源内部，由负极指向正极，即由低电位指向高电位。对于一个电源来说，它既有电动势又有电压，但电动势只存在于电源内部。1.6电阻导体对电流的阻碍作用称为电阻。用字母R或r表示。电阻的基本单位是欧姆，用字母Ω表示。此外常用的电阻单位还有千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）、毫欧（mΩ）等。导体的电阻是客观存在的，它不随导体两端电压的大小改变。即使没有电压，导体仍有电阻。在温度一定时，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面成反比，还与导体的材料有关。R=ρ*L/S式中：R—导体电阻（Ω）；L—导体长度（m）；S—导体横截面积（mm2）；ρ—导体的电阻率（Ω.m，欧.米）导体电阻与温度的关系： 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 通常情况下，金属的电阻随温度的升高而增大；半导体和电解液随着温度的升高而减小。物体按照其导电性能好坏可分为导体、绝缘体和半导体三大类。物体电阻率在10-8—10-6Ω.m范围内称为导体；在106—1016Ω.m范围内称为绝缘体；介于两者之间的称为半导体。2、直流电路2.1电路2.1.1电路的组成及电路元件的作用电路是指电流所流经的路径。它由电路元件组成。电路元件分为电源、负载、控制电器和保护电器和导线四部分组成。（1）电源：其作用是将其他形式的能量转换为电能。（2）负载：其作用是将电能转换为其他形式的能。（3）控制电器和保护电器：其作用是在电路中起控制和保护作用。（4）导线：其作用是把电源、负载和控制保护电器连接成一个电路，并将电源的电能传输给负载。电路图在实际工作中，为便于分析、研究电路，通常将电路的实际元件用图形符号表示在电路图中，称为电路原理图，也叫电路图。电路的三种状态通路：指被连通的电路，通路也叫闭合电路。开路：指电路中某处断开、不成通路的电路。开路也叫断路。短路：指电路（或电路中的一部分）被短接。2.1.2电路的分类根据通过电路的电流性质不同，电路可分为直流电路和交流电路；直流电路有分为简单直流电路和复杂直流电路。凡能用电阻的串、并联等效的电路叫简单直流电路；凡不能用电阻串、并联等效的电路叫复杂直流电路。2.2电路的欧姆定律电流、电压和电阻是电路中的三个基本物理量，分析、计算电路，就是研究以上各量之间的关系，确定它们的大小。欧姆定律就是反映电阻元件两端的电压与通过的电流同电阻三者之间关系的定律。欧姆定律表达式I=U/R式中：I-电流（A）；U-电压（v）；R-电阻（Ω）由欧姆定律表达式可知：（1）通过电阻元件的电流与电阻两端的电压成正比，而与电阻成反比。（2）电阻有电流通过时，两端必有电压，这个电压习惯上叫做“电压降”。（讲解：电压降、线路电压损失带来的危害。）2.3电路的功率与电能2.3.1电功率 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 电功率是指单位时间内电场力所做的功。P=UI=I2R=U2/R式中：P-电功率。单位为瓦（W），常用单位有千瓦（KW）、兆瓦（MW）、毫瓦(mW)。2.3.2电能电能是指电场在一段时间内所做的功。即W=Pt=UIt式中：P-电功率（KW)；t-时间（h）；W-电能（KW*h）。2.3.3焦耳—楞次定律电流通过电阻时使电阻发热的现象叫电流的热效应。换言之，电流的热效应就是电能转换为热能的效应。电阻通过电流后所产生的热量与电流的平方、电阻及通电的时间成正比，这就是焦耳—楞次定律。转换关系式Q=I2Rt式中：I-电流（A）；R-电阻（Ω）；t-时间（s）；Q-电阻上产生的热量（J）2.3.4电阻的串联电路将电阻依次首尾相连，使各电阻通过同一电流，这种接线方式叫做电阻的串联。串联电路的特点（1）串联电路各处电流相等。（2）串联电路两端的总电压等于各电阻两端的电压之和。（3）串联电路的总电阻（也叫等效电阻）等于各串联电阻之和。即串联的数目越多，总电阻越大。（4）在串联电路中，各电阻上的电压与电阻的大小成正比。即U1/Un=R1/Rn（5）串联电路中，各电阻消耗的功率与电阻的大小成正比。串联电阻在实际工作中常见的应用有分压作用。限流作用。开关。在使用开关时，一定要将开关串联在被控的电路中。2.3.5电阻的并联电路把几个电阻的一端连接在一个节点上，另一端连接在另一个节点上，这种连接方式叫做电阻的并联。并联电路的特点（1）并联电路中各电阻两端的电压相等，且等于电路两端电压，即U=U1+U2+…Un（2）并联电路的总电流为各支路电流之和，即I=I1+I2+…In（3）并联电路总电阻（等效电阻）的倒数为各电阻的倒数之和，即1/R=1/R1+1/R2+…1/RnR=1/(1/R1+1/R2+…1/Rn)并联的总电阻一定比任何一个并联电阻的阻值都小。若并联的n个电阻阻值相同，则R=R/n若使两个电阻并联，则R=R1R2/R1+R2（4）根据并联电路的特点可得I1/In=Rn/R1In/I=R/Rn说明，在并联电路中，电流的分配与电阻的大小成反比，即阻值越大的电阻所分 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 配到的电流越小；反之越大。如果已知并联电路的总电流I和电阻R1、R2时，则分流公式为I1=(R2/R1+R2)*II2=(R1/R1+R2)*I(R2/R1+R2)为分流比。（5）在并联电路中，功率的分配也与电阻成反比，即阻值越大的电阻消耗的功率越小，电阻越小的电阻消耗的功率越大。2.4基尔霍夫定律术语解释：支路--由一个或几个元件依次相接构成的无分支电路叫支路。在同一条支路中，流过各元件的电流都相等。节点—三条或三条以上支路的交汇点。回路—电路中任一闭合电路都叫做回路。网孔—不可再分的回路。2.4.1基尔霍夫第一定律（又叫节点电流定律）它确定了电路中任一节点所连接的各支路电流之间的关系。内容：对于电路中的任一节点，流入节点的电流之和必定等于流出该节点的电流之和。I1+I2=I3I1+I2-I3=0ΣI=02.4.2基尔霍夫第二定律（也叫回路电压定律）它确定了电路任一回路中各部分电压之间的相互关系。内容：对任一回路，沿任一方向绕行一周，各电源电动势的代数和等于各电阻上电压降的代数和。ΣE=ΣIR或ΣE=ΣU应用基尔霍夫第二定律时应注意：先选定绕行方向，回路中凡是与绕行方向相同的电动势或电流取正号，反之取负号。利用基尔霍夫第二定律可求解回路上的电压和电流。基尔霍夫定律是电路理论的基本定律，在应用时必须注意电流、电压、电动势的方向与所选定的绕行方向的关系。3、电磁感应电磁感应是指变化磁场在导体中引起电动势的现象。由电磁感应引起的电动势叫做感生电动势；由感生电动势引起的电流叫做感生电流。3.1直导体中产生的感生电动势感生电流不但与导体在磁场中的运动方向有关，而且还与导体的运动速度有关。直导体产生的感生电动势的大小为e=Bvlsina式中若磁感应强度B的单位为特（T），导体切割磁感应线的速度v的单位为米/秒（m/s），导体长度l的单位为米（m），则感应电动势e的单位为伏(V)。当导体垂直切割磁感应线时，感生电动势达到最大值。直导体中产生的感生电动势方向可用右手定则来判断：即平伸右手，拇指与其余四指垂直，让掌心正对磁场N极，以拇指指向表示导体的运动方向，则其余四指的指向就是感生电动势的方向。（掌心迎磁跷拇指，四指电势拇指力）。3.2闭合线圈中的感生电动势 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 当线圈中的磁通发生变化时，闭合线圈中要产生感生电动势和感生电流。而且磁铁插入线圈和从线圈中拔出磁铁时，感生电流的方向相反。线圈中产生感生电动势的条件是线圈中的磁通发生变化。如果线圈是闭合电路的一部分，线圈中就会产生感生电动势。闭合线圈中产生的感生电动势的方向可以用楞次定律来判断。楞次定律的内容是：感生电流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化。就是说，当线圈中的磁通要增加时，感生电流就要产生一个磁场去阻碍它增加；当线圈中的磁通要减少时，感生电流所产生的磁场将阻碍它减少。楞次定律为我们提供了一个判断线圈中感生电动势或感生电流方向的方法，具体步骤是：（1）首先判定原磁通的方向及变化趋势（是增加还是减少）；（2）根据感生电流的磁场方向永远和原磁通变化趋势相反的原则确定感生电流的磁场方向。（3）根据感生电流磁场的方向，用安培定则判断出感生电动势或感生电流的方向。应当注意，此时必须把线圈或导体看成一个电源。在线圈内部，感生电流从电源的"-"端流到“+”端，在线圈外部，感生电流由电源的“+”端经负载流回“-”端。因此，在线圈内部感生电流的方向永远和感生电动势的方向相同。3.3法拉第电磁感应定律楞次定律说明了感生电动势的方向，法拉第电磁感应定律则给出了感生电动势的大小。法拉第电磁感应定律：线圈中感生电动势的大小与线圈中磁通的变化速度（即变化率）成正比。我们用ΔΦ表示在时间间隔Δt内的变化量，则N匝线圈中产生的感生电动势为：e=-N*ΔΦ/Δt式中：e--在Δt时间内感生电动势的平均值（v）；N--线圈匝数；ΔΦ--磁通的变化量（Wb，韦伯）；Δt--磁通变化ΔΦ所需要的时间。上式是法拉第电磁感应定律的数学表达式。式中负号表示感生电动势的方向永远和磁通变化的趋势相反。在实际应用中，常用楞次定律来判断感生电动势的方向，而用法拉第电磁感应定律来计算感生电动势的大小（取绝对值）。所以这两个定律是电磁感应的基本定律。3.4自感（p25，图1-21）当电流流入线圈时，该电流将产生左N右S的磁场，由楞次定律可知，这个增大的磁通会在线圈中引起感生电动势，而感生电动势又会产生一个左S右N的的磁通来阻碍原磁通的增大。根据安培定则可判断出感生电流的方向与原流进线圈电流的方向相反。因此流进线圈的电流不能很快上升，A灯只能慢慢变亮。（电感中的电流不能突变）。若突然中断线圈的电源，线圈的电流就会突然减小，由它产生的磁通也就突然减小，于是线圈中就要产生一个感生电流的磁通来阻碍原磁通的减小。由楞次定律可知，感生电流的方向与原电流的方向相同，则流过灯泡的感生电流就较大，从而引 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 起灯泡突然明亮的闪光。上述这种由于流过线圈本身的电流发生变化，而引起的电磁感应叫做自感现象，简称“自感”。由自感产生的感生电动势称自感电动势。在线圈中每通过单位电流所产生的自感磁通数叫做“自感系数”，也称电感量，简称电感，用L表示。其数学式为L=Φ/i式中：Φ--流过线圈的电流i所产生的自感磁通（Wb）；i--流过线圈的电流（A）；L--电感（H）电感是衡量线圈产生自感磁通本领大小的物理量。电感的大小不但与线圈的匝数及几何形状有关（匝数越多，L越大），而且与线圈中媒介质的导磁率有密切关系。由于自感也是电磁感应，所以它必然遵从法拉第电磁感应定律，eL=-L*Δi/Δt式中：Δi/Δt为电流变化率，（单位是A/s），符号表示自感电动势的方向永远和外电流的变化趋势相反。结论：（1）自感电动势是由通过线圈本身的电流发生变化而产生的。（2）对于线性电感，当L一定时，流过线圈的电流变化越快，自感电动势越大。（3）自感电动势的方向是：流过线圈的外电流i增大时，感生电流iL的方向与i的方向相反；外电流减小时，感生电流iL的方向与i的方向相同。自感电动势的优点：日光灯是利用镇流器中的自感电动势来点燃灯管的，同时也利用它来限制灯管的电流。缺点：在含有大电感元件的电路被切断的瞬间，因电感两端的自感电动势很高，在开关刀口的断开处会产生电弧，容易烧坏刀口，或者损坏设备的元器件，这些都应避免。通常在含有大电感的电路中都有灭弧装置。最简单的办法是在开关或电感两端并联一个适当的电阻或电容，或先将阻容串联然后接到电感两端。涡流是电磁感应的另一种特殊形式。在有铁芯的线圈中通入交流电，铁芯中便产生交变磁通，也要产生感应电动势。在此电动势的作用下，铁芯中就形成自成回路的电流，称为涡流。铁芯通过涡流后要发热，引起能量损耗，叫做涡流损失。为减少涡流带来的不良影响，通常采用电阻率大、导磁性能好的0.35—0.5mm后的硅钢片叠成铁芯且片与片之间涂有绝缘漆，用来增加涡流路径的电阻，以达到减少涡流的目的。3.5互感我们把由一个线圈中的电流变化在另一线圈中产生的电磁感应叫做互感现象，简称互感。由互感产生的感应电动势称为互感电动势。互感电动势的大小正比于另一线圈中电流的变化率。当第一个线圈的磁通全部穿过第二个线圈时，互感电动势最大，当两个线圈互相垂直时，互感电动势最小。利：具有广泛用途的各种变压器、电动机都是利用互感原理工作的。弊：在电子电路中若线圈的位置放置不当，各线圈产生的磁场就会互相干扰，严重时会使整个电路无法工作。通常把互不相干的线圈间距拉大或把两个线圈垂直安 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 放，在某些场合还使用铁磁材料把线圈或其他元器件封闭起来进行磁屏蔽。4、单相交流电4.1交流电的概念4.1.1什么是交流电所谓交流电是指大小和方向都随时间做周期性变化的电动势（电压或电流）。交流电分正弦交流电和非正弦交流电两大类。正弦交流电是指大小和方向按正弦规律随时间做周期性变化的交流电；而非正弦交流电的变化规律不按正弦规律变化。4.1.2正弦电动势的产生正弦交流电通常是由交流发电机产生。《电工作业安全技术》P304.1.3正弦交流电的几个基本物理量（1）正弦交流电的三要素①最大值最大值表示交流电在变化过程中所能达到的最大数值（也叫峰值、振幅）。正弦交流电的电动势、电压和电流的最大值分别用Em、Um、Im表示。最大值虽然有正有负，但习惯上最大值都以绝对值表示。②周期、频率和角频率正弦交流电随时间在不断地变化，这种周而复始的保护叫周期性变化。为了表示正弦交流电变化的快慢，下面用角频率、周期和频率来加以描述。周期。交流电每重复一次所需的时间称为周期，用字母T表示，单位是s。（秒s、毫秒ms、微秒μs、纳秒ns，均为千进位）频率。交流电1s内重复的次数称为频率。用字母f表示，单位是Hz（KHz、MHz）周期和频率互为倒数，即f=1/T或T=1/f角频率。角频率（即电角速度）是指交流电在1s内变化的电角度，用字母ω表示，单位是弧度/秒（rad/s）。如果交流电在1s内变化了1次，则电角度正好变化了2п弧度，也就是说该交流电的电角度ω=2п弧度/s。若交流电1s内变化了f次，则可得角频率、频率和周期的关系式为ω=2пf=2п/T周期、频率和电角度是从各个不同角度表示交流电快慢的物理量。三个物理量中只须知道其中一个，就能够计算出另外两个的数值。③初相角。初相角由交流电的瞬时值表达式e=Emsin（ωt+ф）可以看出，若交流电的最大值已知，则瞬时值e由（ωt+ф）来确定。T=0时的相位角称为“初相角”。它表示线圈开始转动时，线圈平面与中性面之间的夹角。它实际上表达了线圈开始转动的位置。当交流电的最大值、角频率和初相角这三个量确定时，正弦交流电才能被确定。也就是说这三个量是正弦交流电必不可少的要素，故称之为三要素。（2）正弦交流电的相位差需要同时考虑两个或两个以上的同频率正弦交流电时，往往需要分析两个正弦交流电变化的先后顺序，即“相位差”的概念。相位差就是两个同频率正弦交流电的初相角之差。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 （3）正弦交流电的有效值因为交流电的大小是不断变化的，因此用瞬时值来表示交流电的大小显然是不合适的。如果将交流电和直流电相比较，则能看到它们之间存在着某些相同之处，如它们都有电流的热效应。让交流电和直流电分别通过阻值完全相同的电阻，如果在相同的时间内这两种电流产生的热量相等，就可以此直流电的数值定义为该交流电的有效值。即把热效应相等的直流电（电流、电压或电动势）定义为交流电（电流、电压或电动势）的有效值。交流电流、电压和电动势有效值的符号分别是I、U、E。正弦交流电的有效值和最大值之间有如下关系：Im=√2I=1.414IUm=√2U=1.414UEm=√2E=1.414E今后若无说明，交流电的大小总是指有效值。如一般交流电压表测出的电压数值都是有效值；设备铭牌上标注的交流电压、电流等也都是有效值。显然，有效值不随时间变化。4.2正弦交流电的三种表示法《电工作业安全技术》P34正弦交流电一般有四种表示法：解析法、曲线法、旋转矢量法和符号法。一般采用前三种表示法，无论采用哪一种方法，都要求能够表达出交流电的三要素。4.3交流电路的分析方法交流电路一般由交流电源、电阻、电容、电感以及把它们连成回路的导线组成。电阻、电感、电容称为交流电路的三个基本参数。在交流电路中，由于电感、电容的存在，就影响了电压与电流的相位关系。若脱离相位关系而单纯计算数量关系，将会造成概念上和计算时的错误。这就是直流电路和交流电路的重要区别。在计算实际电路时，我们总是忽略那些次要的因素，仅保留起主要作用的因素，这样就可以抓住主要矛盾，简化复杂的数学运算。4.4纯电阻电路《电工作业安全技术》P38纯电阻电路中的电压与电流是同频率、同相位的正弦量。纯电阻电路中，电压与电流有效值之间的关系符合欧姆定律。电阻电路的平均功率为P=UI=I2R=U2/R平常我们所讲的功率都是指平均功率。习惯上也将平均功率叫做有功功率，即电路所消耗的功率。4.5纯电感电路在实际中，遇到的镇流器、变压器、电动机中的线圈等，它们的电阻很小，可近似只考虑线圈在交流电路中的作用及影响，这就是纯电感电路。在交流电路中，电路随时间变化，因此电流产生的磁场也在变化，由电磁感应定律可知，这个变化的磁场在线圈中要产生感应电动势。这个感应电动势是由于线圈本身电流变化引起的，故称为自感电动势，这种现象叫自感现象。由于自感现象的存在，使得在纯电感电路中，电压超前电流90°，又由于电感元件两端电压和电流之间存在相位差，故不能用欧姆定律来表示电压与电流的瞬时值关系。在纯电感电路中，电压有效值与电流有效值之间成正比关系，其比值为一常数。即U/I=XLXL叫作感抗，其作用与电阻R相当，单位是Ω。感抗的大小为XL=2пfL(Ω) 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 上式说明：感抗与电源频率成正比，与电感量成正比。即线圈的电感量越大，产生的自感电动势越大；通过线圈电流的频率越高，电流的变化率越大，自感电动势越大；而自感电动势对电流的阻碍作用正是通过感抗反映出来的。因此电感线圈对高频电流阻力很大，而对直流电（f=0）可认为短路。此即，电感具有阻交流、通直流的特性。在纯电感电路中，只有电源中电能和线圈中磁场能的相互转换，这种能量转换的规模，可用无功功率来反映。无功功率Q的大小为Q=UI=I2XL=U2/XL(乏var)但线圈本身并不消耗能量，故有功功率=0.4.6纯电容电路4.6.1电容讲解：电容的充放电过程。《电工作业安全技术》P41电容器存储电荷的能力常用电容量C表示，简称电容，其单位是法拉F。由于法拉这个单位太大，实际上常用微法μF（10-6F）、或皮法pF（10-12F）作为电容器的单位。电容器允许使用的最高直流电压称为电容器的耐压。电容量和耐压是电容器的两个主要技术参数，在工作中选用电容器时，应使二者都满足要求电容器的充电，就是将电源的电能转变为电场能量储存起来，而电容器的放电，则是将储存的电场能量再释放出来。所以说电容器是一种储能元件，它与消耗电能的电阻元件有着根本的区别，而和电感元件相似，都有储存电能的作用。电容器串联时，1/C=1/C1+1/C2+…1/Cn或C=1/(1/C1+1/C2+…1/Cn)可见，电容器串联的数目越多，总容量越小。电容器并联时，C=C1+C2+…Cn可见，电容器并联的数目越多，总容量越大。4.6.2纯电容电路中各量之间的关系纯电容电路的电流与电压是同频率的正弦量，而且电流的相位超前电压90°.在纯电容电路中由于电容器的充放电作用，在电路中形成电流。电流的大小与电压变化的快慢及容量大小有关。在纯电容电路中，电压有效值与电流有效值之间成正比关系其比值为一常数。即U/I=XC(Ω)上式叫做纯电容电路的欧姆定律，说明在纯电容电路中，电压和电流的有效值之间满足欧姆定律。式中的XC叫做容抗，其作用与电阻R相当，单位是欧姆。容抗的大小为XC=1/(2пfC)(Ω)上式说明：容抗XC与电源频率f成反比，与电容量C成反比。即电容的容量越大，通过电容的电流频率越高，容抗越小，否则反之。这是因为C越大，电容器容纳的电荷越多，充放电电流就愈大，故表现为容抗越小；电源频率越高，电压变化速度越快，在一定时间内充放电次数增加，即电路电流越大，故表现为容抗越小。电容对交流电的阻碍作用正是通过容抗反映出来的。电容对直流电流（f=0）阻力很大，可认为开路；而对高频交流电可认为短路。也即电容器具有隔直流、通交流的特性。在纯电容电路中，只有电源中电能和电容器中电场能的相互转化，这种能量转换的规模，可用无功功率来反映。无功功率的大小为Q=UI=I2XC=U2/XC（乏，var） 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 电容本身并不消耗能量，故有功功率P=0.4.7电阻、电感、电容的串联电路4.7.1电压与电压的关系R、L、C的串联电路，由于串联电路中各元件通过的电流是相同的，所以为了分析方便，以电流为参考正弦量。设i=Imsinωt该电流通过R、L、C以后，将在这三种元件上分别产生电压：在电阻上产生一个与电流同相位的电压降；在电感上产生的电压超前电流90°；在电容上产生的电压滞后电流90°.4.7.2电路的功率及功率因数在R、L、C串联电路中，电路的功率可用下图所示的功率三角形来表示。在交流电路中，将电压有效值与电流有效值的乘积，称为电路的视在功率，即S=IU。单位为伏安（VA）或千伏安（KV.A）。视在功率表示电源提供的总功率，也表示交流电源容量的大小。电路的有功功率实际上就是电阻上消耗的功率，即,P=URI=UIcosΦ电路的无功功率是电源与负载交换的功率，即，Q=ULI-UCI=(UL-UC)I=UIsinΦ由此可见，有功功率等于视在功率S乘以cosΦ。即，cosΦ=P/SCosΦS是表示设备利用率的一个系数，故称之为功率因数。当视在功率一定时，设备的有功功率越大，利用率越高。由功率三角形可以看出，视在功率、有功功率和无功功率之间的关系可以用勾股定理表示，即S2=P2+Q2S=√P2+Q24.8并联电路与功率因数的提高已知感抗XL和容抗XC在交流电路中起着相反的作用，即感抗使电压超前电流90º，容抗使电压滞后90º.我们利用这一特点，在电感两端并联一只电容，使负载近似呈电阻性（电压与电流同相位），以达到提高功率因数的目的。见《电工作业安全技术》P47之图1--40功率因数的提高见《电工作业安全技术》P47之图1--405、三相交流电5.1三相交流电频率和最大值相同而相位互差120º的三个交流电称之为三相交流电。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 三相电动势达到最大值的先后次序叫做相序，A--B--C称为正序，如任意两相对调后则称为负序。三相母线的相序是用颜色表示的，规定用黄色表示U相，绿色表示V相，红色表示W相。见图1--41三相交流电任一瞬时的代数和恒等于零。5.2三相电源的接法作为三相电源的发电机或三相变压器都有三个绕组，在向负载供电时，三相绕组通常是接成星形或三角形。5.2.1电源的星形接法见图1--42三相绕组末端所联成的公共点叫做电源的中性点，在电路中用N表示。从中性点引出的导线叫做中性线。当中性线接地时，又叫地线或零线。由三根火线和一根零线所组成的供电方式叫三相四线制，常用于低压配电系统。而不引出中性线，由三根相线供电，称为四线三线制，多用于高压输电。在星形连接的电源中，可获得两种电压，即相电压和线电压。对称三相电源作星形连接时，线电压是相电压的√3倍，且线电压超前相电压30º.平时所指发电机或线路的电压都是线电压。5.2.2电源的三角形连接见图1--43当发电机绕组接成三角形时，三个绕组构成的回路中总电动势为零。因此，在该回路中不会产生环流。当一相绕组接反时，回路电动势将不再为零，由于发电机绕组的阻抗很小，会产生很大的环流，可能烧毁发电机绕组。5.3三相负载的连接电力系统的负载，按其对电源的要求，分为单相负载和三相负载。5.3.1三相负载的星形连接我们把通过各相负载的电流叫相电流，各相线中的电流叫线电流，在负载作星形连接时，I线=I相U线=√3U相（1）对于三相对称负载由于各相负载对称，即ZU=ZV=ZW又由于三相电压对称，故三相电流也对称，即IN=IU+IV+IW=0可见对称负载作Y连接时，中性线电流为零，所以可将中性线去掉，构成所谓的“三相三线制”。（2）三相不对称负载当三相不对称时，由于中性线的存在，负载的相电压总等于电源的相电压，因电压对称，可以保证负载正常工作。但是此时由于各相负载不同，使各相的电流不再相等，导致中性线中有电流流过。此时若将中性线断开，这时虽然线电压还是对称的，但是负载的相电压就不会再等于电源的相电压了，结果使阻抗小的负载相电压减小，阻抗大的负载相电压增大，最终使电压增大的这相负载烧毁。可见中性线的作用是能保证三相负载成为三个互不影响的独立电路，使各相负载的电压恒等于电源相电压。因此，在三相不对称负载系统中，不允许安装熔断器和开关。要尽量使三相负载平衡，以减少中线电流。（计算例题见《电工作业安全技术》P52） 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 5.3.2三相负载的三角形连接在负载的三角形连接中，相电压=线电压，线电流=相电流的√3倍，即U相=U线I相=I线/√3而且线电流相位滞后相电流30º.5.4三相电路的功率在三相对称负载电路中，负载消耗的有功功率等于各相有功功率之和，则三相总功率为，即P=3U相I相cosΦ在三相对称负载电路中，不论负载作星形连接还是做三角形连接，其三相电路的功率还可用线电压和线电流表示。即，P=√3U线I线cosΦQ=√3U线I线sinΦS=3U线I线注意：上式中的功率因数角Φ是指线电压与相电流之间的相位差，而不是线电压与线电流之间的相位差。讲解计算例题p55晶体管与晶闸管6.1晶体二极管晶体二极管也叫半导体二极管，它只有一个pn结，具有单相导电性，常用于整流、检波，在电子电路中应用广泛。6.1.1晶体二极管的分类见p56之表1-26.1.2晶体二极管的伏安特性与参数晶体二极管的电流与电压的关系曲线叫二极管的伏安特性曲线。（讲解）：正向特性、反向特性和反向击穿特性二极管的两个重要参数——额定正向电流和最高反向工作电压。额定正向电流：是指长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。超过此值，pn结就会因温度过高而烧毁。最高反向工作电压：是指晶体二极管所能承受的最高反向工作电压（指最大值），超过此值，二极管就有被击穿的危险。在使用大功率二极管时由于电流大发热厉害，必须装置散热片，以降低结温。在实际选择管子时，管子的额定电流要比实际最大工作电流留有一定余地。6.2晶体三极管6.2.1晶体三极管的结构和工作原理晶体三极管也叫半导体三极管，可作为放大与振荡元件和开关元件。它有两个pn结，即发射结和集电结；有三个工作区，即发射区、基区和集电区；有三个电极，即：基极b、发射极e和集电极c，其中，b极接在中间基区的半导体上，e极和c极分别接在两边的发射区和集电区上。讲解：实验电路过程p58图1-50和表1-3三极管各极的电流分配关系：Ie=Ic+Ib由于Ib数值比Ie小得多，故可认为Ie近似等于Ic.Ie≈Ic通常把集电极电流Ic大于基极电流Ib的倍数叫做三极管的直流放大系数，用字母β表示。即β=Ic/Ibβ=Δic/Δib 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 从实验可看出，基极电流的微小变化，会引起集电极电流较大的变化，即晶体管的基极对集电极有控制作用（或称具有电流放大作用）。在实验图中，输入电路和输出电路共用了发射极，简称共射极电路，另外还有共基极电路和共集电极电路，其中共射极电路应用较为广泛。下面以共射极为例介绍晶体管的主要参数。6.2.2晶体三极管的主要参数讲解6.2.3晶体三极管的型号6.2.4三极管的三种基本接法（1）共射极接法输入阻抗小（约几百欧姆），输出阻抗大（约几十千欧姆），电流、电压和功率放大倍数以及稳定性和频率特性较差。常用于放大电路和开关电路。（2）共集电极电路输入阻抗大（约几百千欧姆），输出阻抗小（约几十欧姆），电流放大倍数大，电压放大倍数小于1，稳定性与频率特性较好，带负载能力强。常用于阻抗变换电路中和放电器的输入输出级，也称射极输出器。（3）共基极电路输入阻抗小（约几十欧姆），输出阻抗大（约几百千欧姆），电流放大倍数小于1，电压放大倍数较大，稳定性与频率特性较好，但需要两个独立的电源，一个为集电极与基极之间的电源，一个为发射极与基极之间的电源。常用于高频放大和振荡电路中。6.2.5晶体三极管的三种工作状态放大状态、截止状态和饱和状态。6.3晶体管整流电路整流电路就是利用整流二极管的单向导电性将交流电变成直流电的电路。6.3.1单相半波整流电路讲解电路：经过整流使电路的输出电压（负载RL的端电压）UL是个单一方向的脉动电压，这个脉动电压的直流分量是此脉动电压在整个周期内的平均值。UL=0.45*U2式中U2是变压器二次侧电压u2的有效值。通过负载RL的直流电流平均值为IL=UL/RL=0.45*UL/RL整流管所承受的反向电压最大值URM=√2*U26.3.2单向桥式整流电路单向桥式整流电路由四个晶体二极管构成电桥形式。桥式整流输出直流电压为：UL=0.9*U2式中U2是变压器二次侧电压u2的有效值。通过负载RL的直流电流平均值IL=UL/RL=0.9*U2/RL每只二极管所承受的反向电压最大值URM=（√2*U2）*1/2。每只二极管流过的电流为IV=IL*1/2桥式整流电路所用变压器利用率高，在相同直流输出电压时，二极管所承受的反向电压低。缺点是所用元件要多2只二极管。6.4晶闸管基础知识及其应用 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 晶闸管是晶体闸流管的简称，原称可控硅，是一种大功率的半导体器件。具有效率高、控制特性好、反应快、寿命长、体积小、重量轻、可靠性高和维护方便等优点，在可控整流、调压、无触点开关和变频、逆变（直流变交流）等方面获得广泛应用。6.4.1晶闸管的结构与工作原理（1）晶闸管的结构晶闸管内部由四层半导体次叠而成，有三个pn结，外部引出三个电极，分别为阳极A、阴极K和控制极G（又称门极）。为了散热，大功率可控硅还附有金属制的散热片，更大功率的晶闸管则采用水冷。晶闸管的外形有螺栓式、平板式和小型塑封式。（2）晶闸管的工作原理讲解实验通过实验可知：要使晶闸管导通，必须在A、K极间加上正向电压，同时加以适当的正向控制极电压（又称触发电压）。一旦晶闸管导通后，要使晶闸管关断，必须采取降低阳极电压、反接或断开电路等措施，使正向电流小于最小维持电流。6.4.2晶闸管主要参数（1）额定正向平均电流：是指在规定的环境温度散热条件和元件全导通的情况下，可连续通过的工频半波电流的平均值。（2）最小维持电流：维持晶闸管导通所需要的最小阳极电流。（3）正向阻断峰值电压：是指断开控制极后，能保证晶闸管不导通而允许重复加在AK间的正向峰值电压。（4）反向峰值电压：断开控制极后，重复加在AK间的反向峰值电压。（5）控制极触发电压和电流：是指在规定的环境温度和一定的正向电压条件下，使晶闸管从关断到导通，控制极所需要的触发电压和电流。6.4.3晶闸管整流电路讲解：晶闸管单相半波整流电路。整流变压器二次侧电压u2为正弦交流电，晶闸管的控制极上同时加上控制电压脉冲ug.如果在u2的正半周ωt=α（α称为控制角）时加上ug脉冲，则晶闸管开始导通，直至u2下降至0（降低至使流过晶闸管阳极的电流小于维持电流时）时才关断。这样负载上的电压、电流波形如图1-57中阴影部分所示，其平均值为：UL=0.45*U2*(1+cosα/2)晶闸管在正半周导通的范围β称为导通角，显然，α越大，β越小，输出电压也越低。晶闸管所承受的最大反向电压为√2*U2.选用晶闸管元件时要注意通过元件的电流和可能承受的最大反向电压数值，并留有一定余地。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第二章电工测量 教学目的 1、了解电工仪表基本知识2、掌握正确测量方法和安全注意事项 重点与难点 教学重点 1、测量方法2、安全注意事项 教学难点 电工测量仪表基本知识 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节电工测量仪表基本知识和电压与电流的测量 6 第二节钳形电流表、万用表和兆欧表 4 第三节电能的测量；直流电桥 2 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 二、电工测量1、电工测量的基本知识电工测量，就是将被测的电量或电参数与同类标准量进行比较，从而确定出被测量大小的过程。1.1电工仪表的分类电工仪表按结构和用途不同，主要分为指示仪表、比较仪表和数字仪表等三类。1.1.1指示仪表电工指示仪表的特点是能将被测电量转换为仪表可动部分的机械偏转角，并通过指示器直接读出被测量的大小，故又称为直读式仪表。电工指示仪表的规格品种很多，通常采用下列方法进行分类：（1）按工作原理分类：主要有磁电系仪表、电磁式仪表、电动系仪表和感应系仪表。此外还有整流系仪表、铁磁电动系仪表等。（2）按使用方法分类：有安装式（又称面板式）、便携式两种。其中便携式仪表是可以携带的仪表，其准确度较高，广泛用于电气试验、精密测量及仪表检定中。（3）按被测量的名称分类：有电压表、电流表、功率表、电能表、频率表、相位表、万用表等。（4）按准确度等级分类：有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共七级，数字越小，精度越高，准确度等级越高。1.1.2比较仪表比较仪表的特点是在测量过程中，通过被测量与同类标准量进行比较，根据比较结果才能确定被测量的大小。比较仪表分直流比较仪表和交流比较仪表两大类。电位差计和直流电桥属于直流比较仪表；交流电桥属于交流比较仪表。1.1.3数字仪表数字仪表的特点是采用数字测量技术，并以数码的形式直接显示出被测量的大小。1.2电工仪表符号见p68之表2-11.3常用电工仪表简介1.3.1磁电系仪表（1）磁电系测量机构磁电系测量机构是磁电系直流仪表的核心，只要在其基础上配上不同的测量线路，就能组成各种不同的直流电流表和电压表。磁电系测量机构主要由固定的磁路系统和可动的线圈两部分组成。磁电系测量机构中游丝的作用有两个：一是产生反作用力矩；二是把被测电流导入和导出可动线圈。（2）磁电系仪表的工作原理磁电系测量机构是根据通电线圈在磁场中受到电磁力矩而发生偏转的原理制成的。磁电系仪表的优点：准确度和灵敏度都很高，功率消耗小，并且刻度均匀。磁电系仪表的缺点：只能直接测量直流，只有加上整流器才能用于交流测量，而 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 且过载能力小。用途：多用于制造便携式的直流电流表和直流电压表。1.3.2电磁系仪表目前，安装式交流电流表、电压表，大部分都采用电磁系测量机构。电磁系测量机构主要由通电流的固定线圈和可动的软磁铁片组成。根据其结构形式的不同，可分为吸引型和排斥型两类。（1）电磁系仪表的结构游丝的作用是产生反作用力矩，但不通电流。为防止永久磁铁的磁场对线圈磁场的影响，在永久磁铁前加装了用导磁性能良好的材料制成的磁屏蔽。（2）电磁系仪表的工作原理吸引型电磁系仪表的工作原理：当固定线圈通电后，线圈产生的磁场将可动铁片磁化，对铁片产生吸引力，使固定在同一转轴上的指针随之发生偏转。线圈中电流越大磁化作用越强，指针偏转越大。当游丝产生的反作用力矩与转动力矩相平衡时，指针就稳定在某一位置，指示出被测量的大小。当流过线圈电流反向改变时，线圈产生的磁场极性及可动铁片被磁化的极性也同时改变，它们之间的作用力仍是吸引力，转动力矩方向不变，保证了指针偏转方向不变。所以，电磁系仪表可用于组成交直流两用仪表。（3）电磁系仪表的特点既可测量直流，又可测量交流。同时可直接测量较大电流，过载能力强，结构成本低。缺点：电磁系仪表标度尺刻度不均匀，且易受外磁场干影响。1.3.3电动系仪表（1）电动系仪表的结构电动系仪表主要由固定线圈和可动线圈组成。固定线圈分成两段，其目的一是能获得较均匀的磁场；二是便于改换电流量程。游丝的作用有两个：一是产生反作用力矩；二是引导电流。（2）电动系测量机构的工作原理电动系测量机构是利用两个通电线圈之间产生电动力作用的原理制成的。电动系仪表可以交直流两用，并且能测量非正弦电流的有效值。它的准确度较高，可达0.1级。由于它有两个线圈，所以能构成多种仪表，测量多种参数。缺点是仪表读数易受外磁场的影响，本身消耗功率大，且过载能力小。1.3.4感应系仪表感应系仪表主要用于做成电能表测量交流电能。（1）感应系电能表的结构感应系电能表主要由产生转动力矩的驱动元件、转动元件、计算铝盘转数的计度器以及产生制动力矩的制动元件四大部分组成。驱动元件包括固定的电压电磁铁、电流电磁铁；转动元件包括制动的铝盘；制动元件包括夹着铝盘装设的永久磁铁；计度器包括铝盘转轴上的涡轮蜗杆、计数器等。（2）感应系电能表的工作原理结合p74图纸讲解 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 由于阻尼力矩的存在，铝盘所受到的总驱动力矩与电压、电流及功率因数的乘积，即是与有功功率成正比的。2、电流与电压的测量2.1电流的测量电流表应串联接入被测电路中。2.1.1仪表形式和量程的选择（1）测量直流时，可使用磁电系、电磁系或电动系仪表，由于磁电系仪表的灵敏度和准确度最高，故使用最为普遍。（2）测量交流时，可使用电磁系、电动系仪表，其中电磁系仪表应用较多。（3）要根据被测量电流的大小来选择适当的仪表。测量电流表量程时要满足下列原则：所选量程要大于被测的值，同时要把被测量范围选择在仪表标度尺满刻度的2/3以上范围内，以减少测量误差。如无法估计被测量大小时，应先选用仪表的最大量程测试后，再逐步换成合适的量程。2.1.2电流表的接线（1）直流电的测量：要将电流表串联接入被测电路，同时要注意仪表的极性和量程。在用带有分流器的仪表测量时，应将分流器的电流端钮（外侧两个端钮）接入被测电路中，电流表应接在分流器的电位端钮上。在测量较高电压电路的电流时，电流表应串联在被测电路中的低电位端，以利于操作人员安全。（2）交流电流测量在测量大容量的交流电流时，常借助于电流互感器来扩大仪表的量程。电流表的内阻越小，测出的结果越准确。2.2电压的测量2.2.1电压表的型式和量程的选择电压表和电流表在结构上基本是一样的，只是仪表的附加装置和在电路中的接法有所不同。故选择方式与电流表的选择方式相同。2.2.2接线方式测量电路的电压时，应将电压表并联接在被测电路的两端。使用磁电系仪表测量直流电压时，还要注意仪表接线钮上的“+”、“-”极性标记，不可接错。为安全起见，600V以上的交流电压均要通过电压互感器，将一次侧接入的交流电压变换到二次侧的100V标准电压后再进行测量。电压表的内阻越大，所产生的误差越小，测量准确度越高。3、钳形电流表钳形电流表的最大优点是能在不停电的情况下进行测量电流。3.1构造与原理3.1.1互感器型钳形电流表（T301\302\MG24等）由电流互感器和整流系电流表组成。讲解：工作原理p78 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 3.1.2电磁系钳形电流表主要由电磁系测量机构组成。可以交直流两用。讲解：工作原理p793.2钳形电流表的正确使用（1）测量前先估计被测量电流的大小，进而选择合适的量程。如果无法估计被测量电流的大小，应先从最大量程开始，逐步换成合适的量程，以免造成损坏。（2）测量时应将被测载流导体置于钳口中央，以免增大测量误差。（3）钳口要结合紧密。（4）测量5A以下小电流时，为使读数准确，在条件许可的情况下，可将被测导线多绕几圈再放入钳口进行测量。实测值=仪表读数/钳口中的导线圈数。（5）测量完毕，要将仪表的量程开关置于最大量程位置，以免下次测量不注意，组成仪表损坏。4、万用表万用表是电工测量中常用的多用途、多量程的可携式仪表。它可以测量直流电流、交直流电压、电阻等电量，有的还可以测量交流电流、电容量等。万用表是电工必备的测量仪表之一。4.1结构及工作原理万用表的结构主要由测量机构（即表头）、测量线路、转换开关三大部分组成。万用表的表头是一个磁电系测量机构。分别讲解测量各种电量的工作原理。4.2万用表使用方法及使用注意事项结合实物讲解正确使用方法。P824.2.1在使用时应先选择测量种类，然后选择量程。测量种类一定要选择正确，如误用电流档或电阻档去测量电压，将会损坏表头，甚至造成测量线路短路；选择量程时，应尽可能使被测量值达到表头量程的1/2或2/3以上,以减小测量误差；若事先不知被测量值大小，则应先选择大量程，视情况逐级调至合适量程档位。4.2.2测量电压时，仪表并接在被测线路上；测量电流时，仪表串接与被测线路中。测量直流电量时，注意的极性不能接反。4.2.3不能带电测量电阻，否则不仅得不到正确测量结果，还极有可能损坏仪表，同时亦有可能危及测量人员人身安全。4.2.4测量半导体元件的正方向电阻时，应用R×1000档位，不能用高阻挡，以免测量电压过高而损坏半导体元件。4.2.5测量电压、电流时要注意以下几点：（1）要有人监护，监护人有权制止测量人的错误操作。（2）测量时人身不得触及表笔的金属部分，以保证测量的准确性和安全。（3）测量高电压或大电流时，在测量中不得拨动转换开关，以免测量电弧烧损开关触片。（4）注意被测量的极性，以免损坏仪表。5、兆欧表电气设备的绝缘电阻必须用一种本身具有高压电源的仪表进行测量，这种仪表称 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 之为“兆欧表”，即俗称的“摇表”。5.1兆欧表的构造兆欧表是一种专门用来检查电气设备绝缘电阻的便携式仪表。一般的兆欧表主要由手摇直流发电机、磁电系比率表以及测量线路组成。手摇直流发电机的额定电压主要有500V\1000V\2500V等几种。发电机上装有离心调速装置，使转子能恒速转动。5.2兆欧表的工作原理p845.3兆欧表的选择、使用和维护5.3.1兆欧表的选择选用原则：（1）兆欧表的额定电压一定要与被测电气设备或线路的工作电压相适应，高压选用2500V兆欧表；低压选用500V或1000V兆欧表。（2）兆欧表的测量范围也要与被测绝缘电阻的范围相符合，以免引起大的读数误差。5.3.2兆欧表的接线测量电气设备的对地绝缘电阻时，应将L接被测设备，E可靠接地；当测量表面不干净或潮湿的电缆的绝缘电阻时，为了准确测量其绝缘材料的绝缘电阻，则必须使用G端钮，将G端钮接电缆屏蔽层，L接线路，E可靠接地。5.3.3兆欧表的检查每次使用前，要先对兆欧表进行如下检查：（1）各端钮开路，按120r/min的额定转速摇动发电机手柄，指针应为“∞”；（2）将端钮E、L短接，缓摇手柄，指针应指为“0”。否则说明仪表有故障。5.3.4使用兆欧表注意事项p856、电能的测量测量电能的仪表叫“电度表”。用电动系直流电能表可以测量直流电能。用感应系交流电能表可以测量交流电能。交流电能表分单相（220V）、三相（380V或380/220V）两种。三相电能表又分为三相两元件和三相三元件电能表。三相两元件电能表适用于三相三线制线路或三相设备（380V）电能的测量；三相三元件电能表主要用于低压三相四线制配电线路（380/220V）电能的测量。6.1主要技术参数电能表的额定电流：凡类似5（10）A标志者，括号外数字表示该电能表额定电流为5A，括号内数字表示该电能表改变内部进行后其额定电流可以扩大为10A。电能表上都标志有电能表常数，即表示每用电1KW·h所对应的铝盘转数。电能表电流线圈的直流电阻很小，导线直径较粗；而电压线圈直流电阻大（约为1000～2000Ω，相对导线直径较细.6.2电能表的安装接线p86结合接线图讲解安装要求：（1）电能表接线时应注意分清各接线端子；三相电能表按正相序接线；经互感器接线者必须注意极性正确。（2）电压线圈连接线应采用1.5mm2绝缘铜线；电流线圈连接线直入者采用与线 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 路导线直径相当的绝缘铜线(6mm2以下者用单股线)；经电流互感器接入者应采用2.5mm2绝缘铜线，电流互感器二次线圈及外壳应可靠接地。（3）通常要求电能表与配电装置在一处，电能表应安装在配电装置的左方或下方。安装高度应在0.6～1.8m范围内。（4）电能表安装要牢固，每只表除挂表螺丝外，至少应有一只定位螺丝，使表中心线向各方向倾斜度不大于1°，以确保计量准确度.7、直流电桥电桥是一种常用的比较式仪表，它是用准确度很高的元件（电阻、电感、电容）作为标准量，用比较的方法去测量电阻、电容、电感等电路参数的，所以，电桥的准确度很高。电桥的分类：电桥可分为直流电桥和交流电桥两大类；直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥两种。7.1直流单臂电桥直流单臂电桥又称惠斯登电桥，是一种专门用来测量1～105Ω电阻的精密测量仪器。讲解：工作原理p887.2直流单臂电桥的使用讲解p897.3直流双臂电桥直流双臂电桥又称凯文电桥，是专门用来测量小电阻的精密测量仪器。讲解工作原理及使用方法、注意事项。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第三章触电危害与急救 教学目的 1、了解触电对人体的伤害2、掌握正确触电急救方法 重点与难点 教学重点 触电急救知识 教学难点 触电急救知识 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节电流对人体的伤害 2 第二节人体触电的方式 2 第三节触电急救 2 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 第三章触电危害与急救所谓安全用电，是指在保证人身及设备安全的前提下，正确地使用电能以及为此目的而采取的科学措施和手段。安全用电的内涵包括：它既是科学知识（掌握科学知识，应该向一切用电人员宣传），又是专业技术（应该被全体电气工作人员掌握），还是一种制度（应引起有关部门、单位和个人所重视并严格遵照执行。1、电流对人体的伤害1.1触电是指电流通过人体时对人体产生的生理和病理伤害，伤害的方式分为电击和电伤两种。1.1.1电击电击是由于电流通过人体而造成的内部器官在生理上的反应和病变。如刺痛、灼热感、痉挛、昏迷、心室颤动或停跳、呼吸困难等现象。电击是触电事故中最危险的一种，是造成触电者死亡的最主要原因。1.1.2电伤电伤是指由于电流的热效应、化学效应和机械效应对人体外表造成的局部伤害，常常与电击同时发生。最常见的电伤有电灼伤、电烙印和皮肤金属化三种。分别讲解p941.2、影响触电后果的因素电流对人体的伤害程度，与通过人体的电流强度、通电持续时间、电流频率、电流通过人体的途径以及触电者的身体状况等多种因素有关。1.2.1电流强度电流强度越大，对人体的伤害越大按照人体对电流的生理反应强弱和电流对人体的伤害程度，可将电流大致分为以下三类：即感知电流、摆脱电流和致命电流。（1）感知电流。是指能引起人体感觉但无有害生理反应的最小电流值。成年男性平均感知电流（工频）约为1mA.（2）摆脱电流。是指人触电后能自主摆脱电源而无病理危害的最大电流。成年男性约为16mA.（3）致命电流。是指能引起心室颤动而危及生命的最小电流。成年男性约为50mA.一般情况下，取30mA为人体所能忍受而无致命危险的最大电流，即安全电流；但在有高度触电危险的场所，应取10mA为安全电流；在空中或水面触电时，取5mA为安全电流。1.2.2电流通过人体持续时间持续时间越长，对人体危害越大。1.2.3电流频率工频电流对人体的伤害最严重。直流电对人体的伤害较轻。1.2.4电流通过人体的途径电流通过心脏、中枢神经（脑部和脊髓）、呼吸系统是最危险的。因此，从左手倒前胸是最危险的路径，这时，心脏、肺部、脊髓等重要器官都处在电路内，很容易引起心室颤动和中枢神经失调而死亡。危险性较小的电路路径是从一只脚到另一只脚，但触电者可能因腿部痉挛而摔倒，导致通过全身或二次事故。1.2.5人体状况是指触电者的性别、年龄、健康情况、精神状态和人电阻都会 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 对触电后果产生影响。如自身抵抗力低下，会使触电后果严重；精神状态不良，触电的危险性较大；妇孺、老年人因耐受电流刺激能力相对弱一些，触电后果较年轻人严重。1.2.6人体电阻的大小是影响触电后果的重要因素。当接触电压一定时，人体电阻越小，通过人体的电流越大，触电者就越危险。人体电阻包括体内电阻和皮肤电阻两部分。体内电阻基本稳定，越500Ω。皮肤电阻受多种因素影响，变化范围较大，一般在数百Ω到数万Ω之间变化。一般情况下人体电阻可按1700Ω计算。注意：人体电阻只对低压触电有限流作用，对高压触电则无意义。◎◎人体在电流的作用下，没有绝对安全的途径。电流通过心脏会引起心室颤动及至心脏停止跳动而导致死亡；电流通过中枢神经及有关部位，会引起中枢神经强烈失调而导致死亡；电流通过头部，严重损伤大脑，亦可能使人昏迷不醒而死亡；电流通过脊髓会使人截瘫，电流通过人的局部肢体亦可能引起中枢神经强烈反射而导致严重后果。◎◎当皮肤有损坏时，则皮肤的绝缘层被击穿，人体电阻就只剩下内部电阻了。　　◎◎潮湿、出汗、导电的化学物质和尘埃(如金属或炭质粉末)等都能使皮肤的电阻显著下降。若皮肤上有汗水，电阻就会变得很低，电流对人体的作用就会增大。◎◎环境温度对人体的电阻也有很大影响。人体在周围温度为45℃时的电阻较在18℃时减小一半以上。一个人若在45℃的环境中停留1h，他的电阻就会比作短时间停留时小，当他回到低温的环境中时，电阻又会突然增大。2、人体的触电方式触电方式分为直接接触触电和间接接触触电两类。直接接触触电又分为单相触电、两相触电和电弧伤害三种。间接接触触电又分为跨步电压触电和接触电压触电两种。2.1直接接触触电直接接触触电是指人体直接触及或过分靠近电气设备或线路的带电导体而发生的触电现象。直接接触触电又可分为单相触电、两相触电和电弧伤害三种。2.1.1单相触电当人体直接碰触带电设备或线路的一相导体时，电流通过人体而发生的触电现象称为单相触电。它的规律及后果与电网中性点运行方式有关。（1）中性点直接接地系统。在中性点直接接地系统中（380/220V），发生单相触电的情况。设人体与大地接触良好，，土壤电阻忽略不计。由于人体电阻（1700Ω）比中性点工作接地电阻（≤4Ω）大得多，此时加在人体的电压约等于相电压，这时流过人体的电流为I人=U相/（R人+R地）=220/（1700+4）=129mA＞30mA（安全电流）可见，单相触电的后果与人体与大地间的接触电阻有关。（2）中性点不接地系统。在中性点不接地系统中发生单相触电的情况。通过人体电流与线路的绝缘电阻和对地电容C的大小有关。在低压电网中，C很小，正常情况下R很大，所以通过人体的电流很小，一般不 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 会造成对人体的伤害。但当线路绝缘下降时，或在高压中性点不接地系统中（特别是对地电容较大的电缆线路上），由于线路对地电容C较大，通过人体的电容电流将危及人身安全。2.1.2两相触电人体同时触及带电设备或线路中的两相带电体而发生的触电方式称为两相触电。两相触电时，作用于人体的电压为线电压，这种情况最危险。比单相触电后果严重得多。2.1.3电弧伤害电弧是气体间隙被强电场击穿时的一种现象。人体过分接近高压带电体会引起电弧放电，带负荷拉合刀闸会组成弧光短路。电弧不仅使人受电击，而且使人受电伤，对人体的伤害往往是致命的◎◎直接接触触电时，通过人体的电流较大，危险性也较大，往往导致死亡事故。2.2间接接触触电电气设备绝缘损坏而方式接地短路故障，使原来不带电的金属外壳带有电压，人体触及就会方式触电，这种触电称之为间接接触触电。2.2.1接地故障电流入地点附近地面电位分布当电气设备方式带电体碰壳故障，导线断裂落地或线路绝缘击穿而导致单相接地故障时，电流便经接地体或导线落地点呈半球形向地中流散。在距电流流入点越近的地方，由于半球面较小故电阻大，接地电流流过此处的电压也较大，所以电位就高。反之在远离接地体的地方，由于半球面大，故电阻就小，所以电压就低。2.2.2接触电压及接触电压触电p982.2.3跨步电压及跨步电压触电电气线路或设备方式接地故障时，在接地电流入地点周围电位分布区（半径20m）行走的人，其两脚将处于不同电位两脚之间（一般人跨步约为0.8m）的电位差称为跨步电压。人体距电流入地点越近，承受的跨步电压越高；步距越大，跨步电压越高。◎◎跨步电压和接触电压的大小与接地电流的大小、土壤电阻率、设备的接地电阻和人体位置等因素有关。◎◎严禁人员赤脚裸臂地操作电气设备。3、触电急救电气事故分为人身事故和设备事故两大类。人身事故中，直接的伤害是电击和电伤；间接的伤害包括电击引起的高空坠落、电气火灾和爆炸引起的人身伤亡、电工作业摔伤等。3.1触电事故的特点触电事故的特点是多发性、突发性、季节性、死亡率高并具有行业性。触电事故具有季节性，6-9月份夏秋季节多雨潮湿，降低了设备的绝缘性能；人体多汗导致皮肤电阻下降等，是触电事故多发季节。3.2触电急救 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 ◎◎触电急救的第一步是使触电者迅速脱离电源，第二部是现场急救。3.2.1触电急救要点3.2.2解脱触电者脱离电源的方法（1）脱离低压电源的方法讲解：“拉、切、挑、拽、垫”五字诀。P101（2）脱离高压电源的方法①立即电话通知有关供电部门拉闸停电。②如果电源开关离触电现场不太远，则可戴上绝缘手套，穿上绝缘靴，拉开高压断路器，或用绝缘棒拉开高压跌落熔断器以切断电源。③往架空线路抛挂裸金属软导线，迫使继电保护装置动作，从而使电源开关跳闸。抛挂前将短路线的一端先固定在铁塔或接地引下线上，另一端系重物抛挂。抛掷短路线时，应注意防止电弧伤人或断线危及人身安全，也要防止重物砸伤人。④如果触电者触及断落在地上的带电高压导线，尚且未确认线路无电之前，救护人员不可进入断线落地点8-10m的范围内，以防跨步电压触电。进入该范围的救护人员应穿绝缘靴或临时双脚并拢跳跃接近触电者。触电者脱离带电导体后应迅速将其带至8-10m以外，立即开始触电急救。（3）使触电者脱离电源的注意事项p1023.2.3现场救护抢救触电者首先应使其迅速脱离电源，然后立即就地抢救。关键是“判别情况与对症救护”。同时派人通知医务人员到现场。根据触电者受伤害的轻重程度，现场救护措施：（1）触电者未失去知觉的救护措施（2）触电者已失去知觉的抢救措施若发现触电者呼吸困难或心跳失常，应立即施行人工呼吸或胸外心脏按压。（3）对“假死”者的急救措施如果触电者呈现“假死”现象，则可能有三种临床症状：一是心跳停止但尚能呼吸；二是呼吸停止，但心跳尚存（脉搏很弱）；三是呼吸和心跳均已停止。“假死”症状的判定方法是“看”、“听”、“试”。P1033.2.4救护触电者生命的心肺复苏法所谓心肺复苏法，就是支持生命的三项基本措施，即：畅通气道；口对口（鼻）人工呼吸；胸外按压。（1）畅通气道（2）口对口（鼻）人工呼吸人工呼吸操作要领p104（3）胸外按压胸外按压操作要领p1053.2.5现场救护中的注意事项p1063.3外伤救护p108 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第四章防触电技术 教学目的 1、掌握防止触电的安全措施2、掌握漏电保护的意义及方式方法 重点与难点 教学重点 防止触电的安全措施 教学难点 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节绝缘防护、屏护 2 第二节安全距离和安全电压 3 第三节电气隔离与等电位连接和漏电保护 3 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 第四章防触电技术安全用电的基本方针是“安全第一，预防为主”。为了搞好安全用电，必须采取先进的技术措施和管理措施，防止人体直接接触带电体，从而避免触电事故的发生。在各种触电事故中，最常见的是人体误触带电体（即直接接触触电）或触及正常情况下不带电而故障情况下变为带电的导体而引起的触电（间接接触触电）。防止直接接触触电的技术措施包括：绝缘防护、屏护、安全距离、安全电压以及漏电保护。等1、绝缘防护1.1绝缘防护的作用绝缘防护是指使用绝缘材料将带电导体封护或隔离起来，使电气设备及线路能正常工作，防止人身触电事故的发生。优质的绝缘材料、良好的绝缘性能、正确的绝缘措施，是人身与设备安全的前提和保证。1.2常用绝缘材料电工技术上将电阻率在109Ω·m以上的材料称为绝缘材料。绝缘材料按形态分为气体、液体和固体绝缘材料。按化学性质分为无机、有机和混合绝缘材料。常用的气体绝缘材料有空气、氮气、二氧化碳、六氟化硫等。液体绝缘材料有变压器油、电容器油、电缆油、硅油、蓖麻油等。固体绝缘材料使用最为广泛。无机固体绝缘材料有电瓷、玻璃、云母、石棉、大理石等；有机固体绝缘材料有棉纱、纸、漆胶等天然纤维及橡胶、塑料等。另外生产中还广泛使用固体绝缘材料的制产品，如蜡布带、蜡绸带、玻璃漆布、聚酯薄膜、青壳纸、酚醛层压纸（布）板等等。绝缘性能包括电气性能、机械性能、热性能、吸潮性能化学稳定性以及抗生物性等。电气性能是绝缘材料的主要性能。当绝缘电气性能恶化时，绝缘电阻降低、泄露电流增大、击穿电压降低，容易发生短路或漏电事故。热性能是绝缘材料的主要性能之一。绝缘材料温度升高后，其绝缘性能将下降。绝缘材料容许的极限工作温度称为耐热等级。见p112表4-11.3预防电气设备绝缘事故的措施p1132、屏护屏护就是用防护装置将带电部位、场所或范围隔离开来。屏护的作用有：（1）防止工作人员意外碰触或过分接近带电体；（2）作为检修部位与带电体的距离小于安全距离时的隔离措施；（3）保护电气设备不受机械损伤。◎◎常用的屏护装置有遮栏、护罩、护盖、围墙等。讲解P1142.1遮栏遮栏用于室内高压配电装置，宜做成网状，网孔不应大于40mm×40mm，也不应小于20×20mm，底部距地面应不大于0.1m。金属遮栏必须妥善接地并加锁。2.2栅栏 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 栅栏用于室外配电装置时，其高度不应低于1.5m；若室内场地较开阔，也可装高度不大于1.2m的栅栏。栅条间距和最低栏杆至地面的距离都不应大于200mm。金属制作的栅栏应妥善接地。2.3围墙室外落地安装的变配电设施应用完好的围墙，墙的实体部分高度不应低于2.5m。10KV及以下落地式变压器台四周需装设遮栏，遮栏与变压器外壳相距不应小于0.8m。2.4保护网保护网分铁丝网和铁板网两种。当明装裸导线或母线跨越通道时，若对地面的距离不足2.5m，应在其下方装设保护网，以防高处坠落物体或上下碰触事故的发生。要求较高的屏护装置，还应装设信号指示和联锁装置。当人跨越或移开屏护时，应发出警告信号或自动切断电源。所有屏护装置应符合防火、防风要求并具有足够的机械力学强度。3、安全距离安全距离又称间距，是指防止触电事故或短路故障而规定的带电体之间、带电体与地之间、带电体与其他设施之间、工作人员与带电体之间必须保持的最小距离或最小空气间隙。安全距离的大小取决于电压的高低、设备的类型和安装的方式等，并在规程中作出明确规定。3.1线路间接p115之表4-2～表4-43.2设备间接p117之表4-5室内安装的变压器，其外廓与变压器室内壁应留有适当距离。变压器外廓至后壁及侧壁的距离，容量1000KVA及以下者不应小于0.6m；容量在1250KVA及以上者不应小于0.8m；变压器外廓至门的距离，分别不应小于0.8m和1.0m。配电装置的布置，应考虑设备搬运、检修、操作和试验方便。为了工作人员的安全，配电装置须保持必要的安全通道。电压配电装置正面通道的宽度，单列布置时不应小于1.5m；双列布置时不应小于2.0m。低压配电装置背面通道应符合以下要求：p1183.3检修间距p1184、安全电压从保护人身安全的意义来说，我们把人体持续接触而不会使人直接致死或致残的电压叫做安全电压。安全电压是为防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列，这一定义的内涵有三：（1）采用安全电压可以防止触电事故的发生；（2）安全电压必须由特定的电源供电；（3）安全电压有一系列的数值，分别适用于一定的用电环境。4.1安全电压值安全电压值Us的规定是以通过人体的电流Is（不超过安全电流30mA）与人体电阻Rs的乘积为依据的。即Us=Is*RdIEC组织和我国颁布的《低压电路接地保护导则》对安全电压系列的上限值作出规定：人体在状态正常、手脚皮肤干燥的情况下，在接触电压后有较大危险性的场所， 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 可取安全电流Is=30mA，人体电阻Rd=1700Ω，相应的工频安全电压上限值为Us=Is*Rd=30mA*1700Ω≈50V该导则还给出了人体浸入水中和显著淋湿状态下的安全电压分别为2.5V和25V。而直流电压的上限值为120V。4.2安全电压的选用我国规定工频电压有效值的额定值有42V、36V、24V、12V、和6V。特别危险环境中使用的手持式电动工具应采用42V安全电压；有电击危险环境中使用的手持式照明灯和局部照明灯应采用36V或24V安全电压；在金属容器内、特别潮湿处等特别危险环境中使用的手持式照明灯应采用12V安全电压；水下作业等场所应采用6V安全电压。当电气设备采用24V以上安全电压时，必须采用直接接触电击的防护措施。4.3安全电压的取得为确保人身安全，提供安全电压的电源必须符合下列条件：4.3.1安全电压必须由双绕组变压器降压获得，而不能由自耦变压器或电阻分压获得；4.3.2工作在安全电压下的电路，必须与其他电器系统和任何无关的可导电部分实行电气上的隔离；4.3.3当电气设备采用24V以上安全电压时，必须采取防止直接接触带电体的保护措施。4.3.4安全变压器的铁芯和线圈均应接地，以防止一、二次侧绕组间绝缘击穿时，高压窜入低压回路引起触电事故。此外，还应在高低压回路中装设熔断器作短路保护。5、电气隔离与等电位连接5.1电气隔离电气隔离是采用变压比为1:1的隔离变压器实现工作回路与其他电气回路的隔离。5.1.1电气隔离安全原理电气隔离安全的实质是将接地的电网转换为一个范围很小的不接地电网。一旦人体触电后，流过人体的电流只能经绝缘电阻和分布电容构成回路，电击的危险性可以得到控制。5.1.2电气隔离的安全条件（1）隔离变压器必须具有加强绝缘的结构，其温升和绝缘电阻应符合要求。（2）最大容量。单相变压器不得超过25KVA，三相变压器不得超过40KVA；空载输出电压不得超过1000V，负载时电压降不得超过额定电压的5%～15％.（3）二次绕组必须独立。即凡采用电气隔离作为安全措施者，必须有防止二次绕组回路故障接地及串联其他回路的措施。否则，一旦二次侧绕组发生接地故障，这种措施将完全失去作用。（4）二次侧绕组线路过长或电压过高，都会降低回路对地绝缘水平，增大故障 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 接地的危险。因此，必须限制二次侧绕组线路的长度和电源电压。按照规定，应保证线路长度L≤200m，电源电压U≤500V，电压与长度的乘积UL≤100000V.m。5.2等电位连接定义：将具有相同对地电位的各个可导电部分做电气连接。即将有可能带电伤人或物的导电体被连接并和大地电位相等的连接就叫等电位连接。它对用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用，都是十分必要的。根据理论分析，等电位连接作用范围越小，电气上越安全。如隔离回路带有多台用电设备，则多台设备的金属外壳应采取等电位连接措施。这时所用插座应带有等电位连接的专用插座。6、漏电保护漏电保护的意义：①当人体触及带电体时，能在0.01s内切断电源，从而减轻电流对人体的伤害程度；②电气设备或线路发生漏电或接地故障时，能在人尚未接触之前就把电源切断；③可以防止漏电引起的火灾事故。漏电保护作为防止低压触电伤亡事故的后备保护，已被广泛应用于低压配电系统。6.1漏电保护器的类型漏电保护器又称“剩余电流动作保护器”，英文缩写“RCD”。凡称为保安器、开关、断路器、插座的，均指本身具有脱扣装置，能直接接通和切断电流的漏电保护器。凡称为继电器的，其本身只能反映故障，需要与交流接触器、自动空气开关等配套使用。按反映信号的种类分，漏电保护器主要有电压型和电流型两大类。目前世界各国普遍使用电流型漏电保护器。按执行机构分，有机械脱扣和电磁脱扣两种，前者通过机械装置使开关跳闸；后者通过触点的分断使接触器分闸。按极数可分为：单极二线、两极、两极三线、三极、三极四线。其中单极二线、两极三线、三极四线的漏电保护器均有一根直接穿过检测元件且不能端断开的中性线N。6.2漏电保护器的主要技术参数（1）脱扣器额定电流：在规定条件下，漏电保护器正常工作所允许长期通过的最大电流值。（2）额定漏电动作电流：制造厂规定的漏电保护器必须动作的漏电动作电流值；（3）漏电动作时间：指保护器检测元件从实加漏电动作电流起，到被保护电路切断为止的时间。6.3电流型漏电保护器的工作原理6.4漏电保护的方式6.4.1全网总保护（1）保护器安装在电源中性点接地线上；（2）保护器安装在总电源线上； 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 （3）保护器安装在各条引出支线上。通常对供电范围较大或有重要用户的低压电网，采用保护器安装在各条引出支线上的总保护方式，6.4.2对于移动式电力设备、临时用电设备和用电的家庭，应安装末级保护。6.4.3较大低压电网的多级保护。较大低压电网实行多级保护是电气化事业的必然要求。6.4.4对于保护器动作切断供电电源后会造成事故或重大经济损失的用户，其低压电网的漏电保护可由用户申请，经供电部门批准而采用漏电报警方式。6.5漏电保护装置的选用、安装使用及运行维护6.5.1漏电保护装置的选用6.5.1.1漏电保护装置设置的场所有(1)手持式及移动式用电设备；（2）建筑施工工地的用电设备；（3）用于环境特别恶劣或潮湿场所；（4）住宅建筑每户进线开关或插座专用回路；（5）由TT系统供电的用电设备；（6）与人体直接接触的医用电气设备。6.5.1.2漏电保护装置动作电流数值的选择（1）手持式用电设备为15mA；（2）环境特别恶劣或潮湿场所用电设备为6-10mA；（3）医用电气设备为6mA；（4）建筑施工工地的用电设备为15-30mA；（5）家用电气设备为30mA；（6）成套开关柜、分配电盘等为100mA以上；（7）防止电气火灾为300mA。6.5.1.3根据安装地点的实际情况，可选用的型式有：（1）漏电继电器可与交流接触器、断路器构成漏电保护装置，主要用作总保护；（2）漏电开关，主要用于末级保护；（3）漏电插座，特别适用于移动设备和家用电器。6.5.2漏电保护装置安装使用p127◎接线时必须分清相线和零线。◎对施工现场开关箱里使用的漏电保护器必须采用防溅式。◎漏电保护器后面的工作零线不能重复接地。◎工作零线不能就近接线，单相负载不能在漏电保护器两端跨接。◎采用分级漏电保护系统和分支线漏电保护的线路，每一分支线路必须有自己的工作零线；上下级漏电保护器的额定漏电动作电流与漏电动作时间应做到相互配合。额定漏电动作电流级差通常为1.2-1.5倍，时间级差为0.1-0.2s。◎漏电保护器安装后应进行以下试验：①用试验按钮试验3次，均应正确动作。②带负载分合交流接触器或空气开关3次，不应有误动作。③每相分别用3KΩ试验电阻接地试验，应可靠动作。6.5.3漏电保护装置的运行维护p128 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第五章保护接地与保护接零 教学目的 1、理解保护接地与保护接零的区别2、掌握保护接地与保护接零的方法 重点与难点 教学重点 保护接地与保护接零的保护原理和实施方法 教学难点 接地和接零保护的型式 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节接地与保护接地的概念 2 第二节保护接地 2 第三节保护接零 2 第四节接地装置 2 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 第五章保护接地和保护接零1、接地与保护接地的概念1.1接地和接地方式将电气装置中某一部位经接地线和接地体与大地作良好的电气连接，称为接地。根据接地目的的不同，分为工作接地和保护接地。工作接地是指为运行需要而将电力系统或设备的某一点接地。如变压器中性点直接接地或经消弧线圈接地、避雷器接地等都属于工作接地。保护接地是指为防止人身触电事故而将电气设备的某一点接地。电力系统中性点的接地方式主要有以下三种：（1）中性点不接地系统——适用于3-60KV系统中使用；（2）中性点经消弧线圈接地系统——适用于3-60KV系统，可避免电弧过电压的产生（消弧线圈接地方式既可保持中性点不接地方式的特点，又可避免电弧过电压的产生）；（3)中性点直接接地系统——适用于110KV以上，380V以下低压系统。对于380V以下的低压系统，由于中性点接地可使相电压固定不变，并可方便地获得相电压供单相设备用电。1.2名词解释1.2.1中性线N—引自电源中性点的导线。其功能有：（1）用来通过单相负载的工作电流；（2）用来通过三相电路中的不平衡电流；（3）使不平衡三相负载上的电压均等；(4)当设备金属外壳与之相连之后，能防止人体间接接地。1.2.2保护线PE—以防止触电为目的而用来与设备或线路的金属外壳、接地母线、接地端子、接地极、接地金属部件等作电气连接的导线或导体称之为保护线。1.2.3保护零线PEN—当零线与保护线共为一体，同时具有零线与保护线两种功能的导线。1.2.4IT系统—指电源中性点不接地（或经阻抗1000Ω接地），而电气设备的金属外壳经各自的保护线PE直接接地的三相三线制低压配电系统。第一个大写字母“I”表示配电网不接地或经高阻抗接地，第二个大写字母“T”表示电气设备金属外壳接地。显然，IT系统就是保护接地系统。1.2.5TT系统—指电源中性点直接接地，而电气设备的外露可导电部分经各自的PE线直接接地的三相三线制低压配电系统。2、保护接地2.1保护接地的原理2.1.1在中性点直接接地的电网系统中，电气设备不接地的危险性在中性点直接接地电网中，当没有接地保护的电气设备绝缘被破坏时，其外壳有可能带电，如果人体触及此外壳就可能被电击伤或造成生命危险。P132图5-12.1.2在中性点不直接接地的电网中，电气设备不接地的危险性低压时，线路的对地电容容抗Xc较大，故流过人体的电流Id很小，对人危害不 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 大；但高压时由于线路对地电容的容抗较小，所以对人的危害就大。即不接地的电气设备在发生碰壳故障时，一旦有人触及其外壳，也有可能造成人身触电。2.1.3保护接地在IT系统中的应用见图5-3，当接地电阻极小（≤4Ω)时，流过人体的电流几乎等于零。由于接地电阻很小，接地短路电流流过时，所产生的压降也很小，故外壳对大地的电压也很低，人站在大地上去碰触外壳时，人体所承受的电压很低，不会有危险。这就是保护接地的原理。2.1.4保护接地在TT系统中的作用TT系统俗称三相四线制配电网，前后两个“T”分别表示配电网中性点和电气设备金属外壳均接地。见p134图5-4。由计算可知，电气设备在发生碰壳故障时所产生的接地故障电流Id是不足以使电路的过流保护装置（如熔断器、断路器的脱扣开关等）动作的，这将会使设备外壳长期存在接近相电压的故障对地电压，电击的危险性很大，对人体是很不安全的。在TT系统中，单纯的采用保护接地是难以保证人身安全的；可采取装设剩余电流保护装置或其他装置限制故障持续时间的方式保护人身安全。保护接地作为保安措施被应用于中性点直接接地的三相四线制电网中，并被称为“TT系统”。小结：保护接地主要应用于中性点不接地或不直接接地的电网中（IT系统）。其工作原理就是并联电路中的小电阻（保护接地电阻）对大电阻（人体电阻）的强分流作用。因此接地电阻的数值对于保护的效果至关重要。2.2保护接地电阻的确定2.2.1中性点不接地的380/220V系统，要求Re≤4Ω；2.2.2中性点不接地或经消弧线圈接地的高压系统，要求Re≤10Ω；2.2.3中性点直接接地的高压系统—额定电压在100KV及以上的电网几乎都采用中性点直接接地系统，其接地短路电流在500A以上，称为大接地短路电流系统。要求Re≤0.5Ω。保护接零遍布城乡的低压配电网多采用中性点直接接地的380/220V三相四线制系统，这种电网目前广泛采用保护接零作为防止间接触电的保安技术措施。保护接零就是把电气设备平时不带电的外露可导电部分与电源中性线N连接起来。3.1保护接零原理当用电设备方式“碰壳”故障时，其金属外壳将相线与零线直接接通，单相接地故障遂上升成为单相短路，因零线阻抗很小，短路电流可达额定电流的几倍至几十倍。在大多数情况下短路电流的数值足以使安装在线路上的过流保护动作，从而切断电源。在保护接零系统中，碰壳故障所导致的外壳对地电压对人体站在大地上触及仍非常危险，所以，接零保护的有效性在于线路的保护装置能否在碰壳短路故障发生后灵敏的动作从而迅速切断电源。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 3.2保护接零的三种形式电压的中性点接地，负载设备的外露可导电部分通过保护线连接到此接地点的低压配电系统，称为TN系统。第一个大写字母“T”表示电压中性点直接接地。第二个大写字母“N”表示电气设备金属外壳接零。依据零线N和保护线PE不同的安排方式，TN系统可分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种形式。3.2.1TN-C系统这种系统的零线N和保护线PE合为一根保护零线PEN，所有设备的外露可导电部分均与PEN线连接。优点：投资省，节约导线。只要开关过流保护装置和PEN线截面选择适当，就能满足供电可靠性和用电安全性。在这种系统中，当三相负载不平衡或只有单相设备用电时，PEN线中有电流流过。缺点：当PEN线断线时，在断线点以后的设备外壳上，由于负载中性点偏移，可能出现危险电压。更为严重的是，若断线点后某一台设备发生碰壳故障，开关过流保护装置不会动作，致使断线点后所有采用保护接零的设备外壳上都将长时间带有相电压。3.2.2TN-S系统（三相五线制低压配电系统）这种系统的N线和PE线是分开设置的。所有设备的外壳只与公共的PE线相连接。在TN-S系统中，N线的作用仅仅是用来通过单相负载的电流和三相不平衡电流，故称为工作零线；对人体触电起保护作用的是PE线，故称保护零线。由于N线与PE线作用不同，功能各异，故自电源中性点之后，N线与PE线之间以及对地之间均需加以绝缘。讲解：优缺点p1403.2.3TN-C-S系统该系统指配电系统的前面是TN-C系统，后面是TN-S系统，兼有两者的优点，保护性能介于两者之间。常用于配电系统末端环境条件较差或有数据处理设备的场所。3.3重复接地所谓重复接地是指在TN系统中，除了对电源中性点进行工作接地外，还在一定的处所把PE线或PEN线再行接地。3.3.1重复接地的作用PE（或PEN）线完整时，重复接地可以降低碰壳故障时所有被保护设备金属外壳的对地电压，减轻开关保护装置动作之前触电的危险性。重复接地点越多，并联电阻越小设备外壳对地电压越低，从而实现降低零线对地电压，增大故障时的短路电流，加速线路过流保护装置动作。（2）在PE（或PEN）线断线的情况下，重复接地可以降低断线点后面碰壳故障时PE线的对地电压，减轻触电事故的严重程度。◎在接零装置的施工和运行中，要谨防PE线断线事故的发生，并严禁在PE（或PEN）线上安装熔断器和单极开关。（3）缩短了漏电故障持续时间。由于重复接地可增大单相短路电流，缩短漏电故障持续时间。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 （4）改善架空线路的防雷性能。由于重复接地对雷电电流起分流作用，可以降低雷击过电压，改善架空线路的防雷性能。3.4采用保护接零的注意事项3.4.1在由同一台变压器供电的系统中，不宜将一部分设备保护接地，，另一部分设备保护接零。即在同一系统中，不宜保护接地和保护接零混合使用。3.4.2接零保护系统，其工作接地装置必须可靠，接地电阻值必须符合要求。3.4.3保护接零必须有灵敏可靠的保护装置配合。线路保护装置能否迅速动作主要取决于接地短路电流的大小以及保护装置动作电流的大小。兼顾设备和人身的安全，要求单相短路电流不小于熔断器熔体额定电流的4倍（熔断时间不大于10-15s），不小于断路器瞬时（动作时间不超过0.1s）或短延时（动作时间不超过0.1-0.4s）脱扣器整定电流的1.5倍。满足上述要求的电网和保护装置，可以达到迅速切断电源、保障人身安全的目的。3.5重复接地的要求TN系统的保护线或保护零线必须在以下处所装设重复接地：3.5.1架空线路干线和长度超过200m的分支线的终端以及沿线每1000m处；3.5.2线路引入车间及大型建筑物的第一面配电装置处（进户处）；3.5.3采用金属管配线时，金属管与保护零线连接后作重复接地；采用塑料管配线时，另行敷设保护零线并作重复接地。3.5.4同杆架设的高低压架空线路的共同敷设段的两端。对重复接地电阻的要求：（1）当工作接地电阻不超过4Ω时，没处重复接地电阻不得超过10Ω；（2）当允许工作接地电阻不超过10Ω时，允许重复接地电阻不超过30Ω，但重复接地点不得少于3处。4、接地装置接地装置由接地体和接地线组成。接地体分为自然接地体和人工接地体两种。自然接地体是兼作接地体而埋入地下的金属管道、金属结构、钢筋混凝土地基等物体。人工接地体是采用钢管、角钢、扁钢等钢材特意制作而埋入地中的导体。人工接地体按其埋设方式不同，分为垂直接地体和水平接地体两种。接地线包括接地干线和接地支线两部分。◎◎接地装置的连接接地装置的地上部分可采用螺纹连接。螺纹连接应采用放松、防锈措施。接地装置的地下部分必须焊接。焊接不得有虚焊。圆钢搭焊长度不得小于圆钢直径的6倍，并应两边焊接；扁钢搭焊长度不得小于扁钢宽度的2倍，并应三边焊接；交叉焊接处应加焊包板。扁钢与钢管焊接时，应将扁钢弯成圆弧形或直角形。◎◎人工接地体与各设备的接地线不得经设备本身串接，必须并排地接向接地干线。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 ◎◎接地电阻的测量（1）测量原理p151常用的ZC-8型接地电阻测量仪主要由手摇交流发电机、电流互感器、电位器和检流计组成。（2）接地电阻测量仪的使用◎◎接地装置检查和维护接地装置检查周期变配电站接地装置每年检查1次，并于干燥季节每年串联1次接地电阻；车间电气设备的接地装置每2年检查1次，并于干燥季节每年串联1次接地电阻；防雷接地装置每年雨季前检查1次，避雷针的接地装置每5年测量1次接地电阻；手持式电动工具的接零线或接地线每次使用前进行检查；有腐蚀性土壤内的接地装置每5年局部挖开检查1次。（2）接地装置定期检查的内容检查各部位连接是否牢固，有无松动，脱焊，有无严重锈蚀；检查接零线、接地线有无机械损伤或化学腐蚀，涂漆有无脱落；检查地面以下20cm以内接地线的腐蚀和锈蚀情况。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第六章电气安操作技术 教学目的 1、了解电气安全工作基本要求2、保证安全的组织措施3、保证安全的技术措施 重点与难点 教学重点 1、安全的组织措施2、安全的技术措施 教学难点 安全管理工作的实施 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节电气安全工作基本要求和电气工作人员的职责及从业条件 3 第二节在电气设备（或线路）上作业的组织措施 2 第三节停电作业的安全技术措施 2 第四节电工安全用具使用 1 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 一、电气安全工作基本要求1、电工作业与电工安全职责“电能”的生产和利用，在当代社会中占据十分重要的地位，随着电力事业和电气化程度的不断发展，人民生活水平日益提高，电能利用已深入到生产、生活中的各个领域，电工作业人员也在日益增多，电工作业的不安全，会给工业生产和人民的生命财产带来很多危害。电工作业事故发生的根本原因，大多是因为安全教育不足，考核管理不严，电工作业人员缺乏较全面的电气安全技术知识，或者是有章不循、思想麻痹、措施不当等造成的。因此，对电工作业人员进行培训考核，加强考核持证上岗、持证作业，将会提高电工作业人员安全技术素质，极大的减少由于电工作业的不安全而引起的人身和设备事故保证安全生产顺利进行。1.1电工作业人员的基本要求电工作业是指发电、输电、变电、配电和用电装置的安装、运行、检修、试验等电工工作。电工作业包括低压运行维修作业、高压运行维修作业、矿山电工作业等操作项目。电工作业人员是指直接从事电工作业的人员。电工作业人员必须满足以下基本条件：（1）年满18周岁，身体健康，无妨碍电工作业的病症。凡患有癫痫、精神病、高血压、心脏病、突发性晕厥及其他妨碍电工作业的病症及生理缺陷者，均不能直接从事电工作业。（2）热爱电工工作，有事业心和责任心，对工作认真负责，一丝不苟，兢兢业业，求知欲强者。（3）具有或相当于高中文化程度，具有电气作业安全技术、电工基础理论和电气作业操作技能，熟练掌握触电紧急救护法，并有一定的实践经验者。（4）经过安全技术培训，考试合格后，取得劳动部门发给的特种工种上岗资格证书，过经定期复审合格者。电工作业人员还必须掌握必要的操作技能和触电急救方法。电工作业人员必须经过安全技术培训，并经考试合格后方可从事电工作业。1.2电工作业人员的安全职责电工既是特殊工种，又是危险工种。首先，其作业过程和工作质量不但关联着自身安全，而且关联着他人和周围设备设施的安全；其次，专业电工工作点分散、工作性质不专一，不便于跟班检查和跟踪检查。因此，专业电工必须掌握必要的电气安全技能，必须具备良好的电气安全意识。专业电工应了解生产与安全的辩证关系，把生产和安全看成是一个整体，充分理解“生产必须安全，安全促进生产”的基本原则，不断提高安全意识。专业电工应努力克服重生产、轻安全的错误思想，克服侥幸心理；在专业前和专业过程中，应考虑事故发生的可能性；应遵守各项安全操作规程，杜绝违章专业；不得蛮干，不得在不熟悉和自己不能控制的设备或线路上擅自专业；应认真作业，保证工作 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 质量。就岗位安全职责而言，专业电工应做到以下几点：（1）严格执行各项安全标准、法规、制度和规程。包括各种电气标准、电气安装规范和验收规范、电气运行管理规程、电气安全操作规程及其他有关规定。（2）遵守劳动纪律，忠于职责，做好本职工作，认真执行电工岗位安全责任制。（3）正确使用各种工具和劳动保护用品，安全完成各项生产任务。（4）努力学习安全规程、电气专业技术和电气安全技术；参加各项有关安全活动；参加安全检查并提出意见和建议等。专业电工应树立良好的职业道德。培训和考核是提高专业电工安全技术水平，使之获得独立操作能力的基本途径。1.3电工作业一般规定（1）电气作业人员必须经专业安全技术培训考核合格，发给许可证后，持“证”上岗。徒工和其他非持证电工，必须在持证电工的监护和指导下才准进行操作。（2）电工应掌握电气安全知识，了解岗位责任区域的电气设备性能，熟悉触电急救方法和事故紧急处理措施。（3）电气作业应严格遵守安全操作规程和有关制度。（4）电工上岗、操作必须穿合格的绝缘鞋，必要时应戴安全帽及其它防护用品。所用绝缘用具、仪表、安全装置和工具须检查完好、可靠。禁止使用破损、失效的用具。对不同电压等级、工作环境、工作对象，要选用参数相匹配的用具。（5）在供配电设备和线路上作业，必须设人监护。监护人不得从事操作或做与监护无关的事情。（6）任何电气设备、线路未经本人验电以前，一律视为有电，不准触及。需接触操作时应切断该处的电源，经验电或经放电（对储能性负载）之后验电合格，方能接触工作。对于与供配电网络相联系的部分，除进行断电、验电外，还应挂接临时接地线，开关应上锁，防止停电后突然来电。（7）供配电回路停送电必须凭手续齐全的工作票和操作票进行，禁止约时停送电。动力配电箱的闸刀开关，禁止带负荷拉合闸。手工拉合刀闸应一次推（拉）足。处理事故需拉开带负荷的动力配电盘闸刀开关时，应采用绝缘工具，戴绝缘手套和防护眼镜或采取其他防止电弧烧伤和触电的措施。（8）未经电气技术负责人许可和批准改造电气设施的结构之前，电工不得改变电气设施的原有接线方式和结构。（9）各种电气接线的接头要保证导通接触面积不低于导线截面积。应尽可能采用紧固的压接和用工具扎接，不得用手扭接。接头不应突出和松动，防止带电体碰触屏护引起事故。（10）使用电动工具应遵守有关电动工具安全操作规程。使用行灯必须采用由隔离变压器供电的安全电压电源。（11）工作结束，应认真把电气设备使用方面问题向接班人员认真交接清楚。必要时，将有关事宜载入交接班记录。2电气安全工作制度及相关技术措施 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 触电事故的原因很多，组织措施与技术措施配合不当是造成事故的根本原因，没有组织措施，技术措施就难以保证；没有技术措施，组织措施也只是空洞条文。因此，必须同时重视电气安全技术措施和组织措施，做好电气安全管理工作。2.1电气安全的基本要求（1）建立健全规章制度；（2）配备管理机构和管理人员；专职管理人员应具备必要的电工知识和电气安全知识，并要根据实际情况制定安全措施，使安全工作有计划地进行，不断提高电气安全水平。（3）进行安全检查；（4）加强安全教育。主要是为了使工作人员懂得电的基本知识，认识安全用电的重要性，掌握安全用电的基本方法。新入厂的工作人员要接受厂、车间、班组等三级安全教育。一般工人要懂得电和安全用电的一般知识；使用电气设备的一般生产工人除懂得一般知识外，还应懂得有关安全规程；独立工作的电工，更应懂得电气装置在安装、使用、维护、检修过程中的安全要求，熟知电工安全操作规程，会扑灭电气火灾的方法，掌握触电急救的技能。（5）组织事故分析；（6）建立安全资料。2.2电气安全的组织措施2.2.1工作票制度工作票制度是准许在电气设备上（线路上）工作的书面命令。是工作班组内部以及工作班组与运行人员之间为确保检修工作安全的一种联系制度。从签发工作票到执行工作票，其目的是使检修人员、运行人员都能明确自己的工作责任、工作范围、工作时间、工作地点；在工作情况发生变化时如何进行联系；在工作中必须采取哪些安全措施，并经有关人员认定合理后全面落实。在电气设备上工作，应填用工作票或按命令执行，工作票有三种方式：即第一种工作票、第二种工作票和口头或电话命令。□第一种工作票《电工作业》p19适用范围：（1）在高压设备上工作需要全部停电或部分停电的；（2）高压室内的二次接线和照明等回路上工作，需要将高压设备停电或采取安全措施的。□第二种工作票适用范围：（1）带电作业和在带电设备外壳上的工作；（2）在控制盘和低压配电盘、配电箱、电源干线上的工作；（3）在二次接线回路上工作无需将高压设备停电的者；（4）在转动中的发电机、同期调相机的励磁回路或高压电动机转子电阻回路上的工作；（5）非当班值班人员用绝缘棒和电压互感器定相或用钳形电流表测量高压回路的电流。□工作票的填写与签发工作票要用钢笔或圆珠笔填写，一式二份，应正确清楚，不得任意涂改。工作负责人可以填写工作票。一个工作负责人只能发给一张工作票。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 □工作票的使用所填写并经签发人审核签字后的一式二份工作票，一份必须经常保存在工作地点，由工作负责人收执，另一份由值班员收执，按值移交。值班员应将工作票号码、工作任务、许可工作时间及完成时间记入操作记录本中。工作票必须经工作许可人签字后方可使用，即执行工作许可制度。第一种工作票应在工作前一日交给值班员。第二种工作票应在进行工作的当天预先交给值班员。工作票的有效时间以批准的检修期为限。执行工作票的作业，必须有人监护。在工作间断、转移时执行间断、转移制度。工作终结时，应执行终结制度。□头或电话命令用于第一种和第二种工作票以外的其他任务。口头或电话命令，必须清楚正确，值班人员应将发令人、负责人及工作任务详细记入操作记录本中，并向发令人复诵核对一遍。2.2.2工作许可制度工作票签发人由车间（分场）或工区（所）熟悉人员技术水平、设备情况、安全工作规程的生产领导人或技术人员担任。工作票签发人的职责范围：工作必要性；工作是否安全；工作票上所填安全措施是否正确完备；所派工作负责人和工作班人员是否适当和足够，精神状态是否良好等。工作票签发人不得兼任该项工作的工作负责人。工作负责人（监护人）由车间（分场）或工区（所）主管生产的领导书面批准。工作负责人可以填写工作票。工作许可人不得签发工作票。工作许可人（值班员）的职责范围：负责审查工作票所列安全措施是否正确完备，是否符合现场条件；工作现场布置的安全措施是否完善；负责检查停电设备有无突然来电的危险；对工作票所列内容即使发生很小的疑问，也必须向工作票签发人询问清楚，必要时应要求做详细补充。工作许可人（值班员）在完成施工现场的安全措施后，还应会同工作负责人到现场检查所做的安全措施，以手触试，证明检修设备确无电压，对工作负责人指明带电设备的位置和注意事项，同工作负责人分别在工作票上签名。完成上述手续后，工作班方可开始工作。2.2.3工作监护制度完成工作许可手续后，工作负责人（监护人）应向工作班人员交待现场安全措施、带电部位和其他注意事项。工作负责人必须始终在工作现场，对工作班人员的安全认真监护，及时纠正违反安全规程的操作。工作期间，工作负责人若因故必须离开工作地点，应指定能胜任的人员临时代替，离开前应将工作现场交待清楚，并告知工作班人员。原工作负责人返回工作地点时，也应履行同样的交接手续。若工作负责人需长时间离开现场，应由原工作票签发人变更新工作票负责人，两工作负责人应做好必要的交接。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 2.2.4工作间断、转移和终结制度工作间断时，工作班人员应从工作现场撤出，所有安全措施保持不动，工作票仍由工作负责人执存。每日收工，将工作票交回值班员。次日复工时，应征得值班员许可，取回工作票，工作负责人必须首先重新检查安全措施，确定符合工作票的要求后方可工作。全部工作完毕后，工作班人员应清扫、整理现场，工作负责人应先周密检查，待全体工作人员撤离工作现场地点后，再向值班人员讲清所修项目、发现的问题、试验结果和存在的问题等并与值班人员共同检查设备状态、有无遗留物、是否清洁等，然后在工作牌上填明工作终结时间，经双方签名后，工作票方告终结。只有在同一停电系统的所有工作票结束，拆除所有接地线、临时遮栏和标示牌，恢复常设遮栏，并得到值班调度员或值班负责人的许可命令后，方可合闸送电。已结束的工作票，保存3个月。2.3停电作业的安全技术措施无论是全停电还是部分停电作业，为保证人身安全，都必须执行停电、验电、、装设接地线（含放电）、悬挂标志牌和装设遮拦等四项安全技术措施后，方可进行停电作业。2.3.1停电《电工作业安全技术》p166◎◎安全要求（1）对停电作业的电气设备或线路，必须把各方面的电源完全断开；（2）断开电源不仅要拉开开关，而且还要拉开刀闸使每个电源至检修设备或线路至少有一个断开点。严禁在只经开关断开电源的设备或线路上工作。（3）为防止已断开的开关被误合闸，应取下开关控制回路的操作直流保险或关闭气、油阀门。（4）对一经合闸就可能送电到停电设备或线路的刀闸的操作把手必须锁住。2.3.2验电对已停电的设备或线路还必须验明确无电压并经放电后，方可装设接地线。◎◎安全要求（1）验电前应将电压等级合适的验电器在有电的设备上试验，证明验电器指示无误，然后在检修的设备进出线两侧各项相分别验电。（2）对35KV及以上的电气设备验电，可使用绝缘棒代替验电器。根据绝缘棒工作触头的金属部分有无火花和放电的噼啪声来判断有无电压。（3）线路验电应逐相进行。同杆架设的多层电力线路在验电时应先验低压，后验高压；先验下层，后验上层。（4）在判断设备是否带电时，不能仅用表示设备断开和允许进入间隔的信号以及经常接入的电压表的指示作为无电的依据；但如果指示有电则应视为带电，禁止在其上工作。2.3.3装设接地线当验明设备确无电压并放电后，应立即将设备接地并三相短路。防止突然来电而发生触电事故。同时接地线还可将停电部分的剩余静电荷放入大地。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 2.3.3.1装设接地线的部位（1）对可能送电或反送电至停电部分的各方面，以及可能产生感应电压的停电设备或线路均要装设接地线。（2）检修10m以下的母线可装设一组接地线；检修10m以上的母线，视具体情况增设。在用刀闸或开关分成几段的母线或设备上检修时，各段应分别验电、装设接地线。降压变电所全部停电时，只须将各个可能来电侧的部分装设接地线。（3）在室内配电装置的金属构架上应有规定的接地地点。这些地点的油漆应刮去，以保证导电良好。所有配电装置的适当地点，均应设有接地网的接头，接地电阻必须合格。2.3.3.2安全要求（1）装设接地线必须由两人进行，若是单人值班，只允许使用接地刀闸接地或用绝缘棒拉合接地刀闸。（2）所装设的接地线考虑其可能最大摆动点与带电部分的距离应符合《电工作业安全技术》p169之表6-5的规定。（3）装设接地线必须先接接地端，后接导体端，必须接触良好；拆除时顺序与此相反。装拆接地线均应使用绝缘棒和绝缘手套。（4）接地线与检修设备之间不得装设开关或保险器。（5）严禁使用不合格的接地线或用其他导线做接地线和短路线，应当使用多股软裸铜线，导线截面不得小于25mm2；接地线必须用专用线夹固定在导体上，严禁用缠绕的方法接地或短路。（6）带有电容的设备或电缆线路应先放电后再装接地线，以免静电危及人身安全。（7）对需要拆除全部或部分接地线才能进行工作的（如测量绝缘电阻、检查开关触头是否同时接触等），要经值班员许可（根据调度员命令装设的，须经调度员许可），才能进行工作。工作完毕后应立即恢复接地。（8）每组接地线均应有编号，存放位置亦应有编号，两者编号一一对应，平时要对号入座。2.3.4悬挂标示牌和装设遮栏p1703、电工安全用具及使用电工安全用具分绝缘安全用具和一般防护安全用具两大类。绝缘安全用具具备绝缘性能，起防止电气专业人员直接接触带电体的作用，又可分为具备安全用具和辅助安全用具两种。一般防护安全用具不具有绝缘性能，但绝缘防止人身触电和保护人身安全的作用。3.1常用绝缘安全用具凡可以直接接触带电部分，能长时间可靠地承受设备工作电压的绝缘安全用具，都称为具备安全用具。如绝缘棒、绝缘夹钳、高压验电器、高压钳形电流表等。所谓辅助安全用具，就是用来进一步加强具备安全用具保安作用的工具。如绝缘手套、绝缘靴、绝缘鞋、绝缘台（毯）等。辅助安全用具的绝缘强度不能承受线路或电气设备的工作电压，只能加强具备安全用具对作业人员的保护和用来防止跨步电压 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 的危害。常用低压绝缘安全用具中的具备安全用具有：绝缘手套、装有绝缘柄的工具、低压验电器等。辅助安全用具有：绝缘台、绝缘垫、绝缘靴和绝缘鞋等。3.2具备安全用具及使用3.2.1绝缘棒。主要用来操作35KV及以下电压等级的刀闸、跌落式熔断器以及安装或拆除携带式接地线、进行带电测量和试验工作等。绝缘棒由工作部分、绝缘部分、握手部分和护环组成。工作部分一般用金属制成。使用时，操作者应配用辅助安全用具如绝缘靴（鞋），带绝缘手套。3.2.2绝缘夹钳绝缘夹钳主要用在35KV及以下的电气设备上装拆熔断器等工作时使用。3.2.3验电器高压验电器的发光电压不应高于额定电压的25％；低压验电器的发光电压通常在60V以上。3.2.3.1高压验电器的正确使用（1）必须使用电压等级与被试设备的额定电压对应而且是合格的验电器，验电前应在有电的设备上校核验电器，以保证其指示可靠。（2）高压验电器使用时操作者应戴绝缘手套。（3）使用验电器应逐渐接近带电体，至氖灯发亮为止，不能用验电器直接接触带电部分。3.2.3.2低压验电器的使用（1）使用前应在确认有电的设备上进行试验，确认验电器良好后再进行验电器。（2）在使用时，不但可判断设备和线路是否有电，而且还可以区分是交流电还是直流电：氖灯两端发亮的是交流电；一端发亮的是直流电。（3）在测试相邻回路两根导线（一火一零）时，如测零线验电器也亮，但亮度比相线差，说明是零线断路有感应电。如是一个回路的一火一零两根导线，测得两根导线亮度一样，则说明零线断线，此时的零线已经负载与相线相通，且有相线的电位。3.3辅助安全用具及使用3.4仪表防护安全用具及使用一般防护安全用具有携带式接地线、临时遮栏、标示牌、防护眼镜和登高安全用具等。3.4.1携带式接地线携带式接地线是临时用短路接地的安全用具。携带式接地线的接地部分和分别接各相的部分都使用多股铜线，接地的多股铜线的截面积不应小于25mm2.其接地部分的端部和分别接各相导电部分的端部都使用专用线夹。携带式接地线的使用方法：（1）装拆接地线时，应使用绝缘棒或戴绝缘手套，一人操作，另一人监护。（2）带有电容设备或电缆线路装设接地线时，应先放电再装接地线。（3）装设接地线时，应在验明导电体确无电压后，先装接地端，后装导电体端；拆除时，先拆导电体端，再拆接地端。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 3.4.2临时遮栏和标示牌p1753.5安全用具的维护与保管3.5.1维护方法3.5.2保管方法（1）绝缘棒应垂直存放，架在支架上或吊挂在室内，不准接触墙壁，其目的是防止受潮。（2）安全用具的橡胶制品不应与石油类的油脂接触，以防老化。存放处的环境温度不得变化过大。（3）橡胶绝缘手套、绝缘靴（鞋）等，应倒置在指形支架上或存放在柜内，其上不得堆放任何物品。（4）安全用具应定点存放、且有明显标志，“对号入座”。安全用具应有专人负责保管，负责安全用具的完好性，确保安全用具的使用安全。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第七章电气防火及防雷电 教学目的 1、通过学习电气火灾与爆炸的原因，了解危险物质、危险环境2、学习防爆电气设备的使用和防爆线路的敷设3、学习电气防爆技术、防雷、防静电的方法 重点与难点 教学重点 1、保护接零和保护接的的作用和原理2、直接和间接接触电击的防止方法 教学难点 防爆技术和防雷装置 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一、二节电气火灾及爆炸的原因；危险物质和危险环境 1 第三节防爆电气设备和防爆电气线路 2 第四、五节电气防火防爆技术；雷电的危害 3 第六、七节防雷装置；防雷措施 2 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 第七章电气防火及防雷电1、电气火灾与爆炸的原因电气火灾与爆炸的原因很多，除设备缺陷、安装不当等原因外，电气设备过热和电火花、电弧是引起电气火灾与爆炸的直接原因。1.1电气设备过热常见引起电气设备过热的情况有短路、过载、接触不良、铁芯发热、散热不良等。1.1.1短路发生短路时，线路中的电流增大为正常的几倍甚至几十倍，而产生的热量又和电流的平方成正比，使得温度急剧上升。如温度达到可燃物的自然点，即引起燃烧，从而导致火灾。引起短路的原因主要有：（1）当电气设备的绝缘老化变质，或受到高温、潮湿或腐蚀的作用而失去绝缘能力时，即可引起短路。（2）绝缘导线直接缠绕、钩挂在铁钉或铁丝上时，由于磨损和锈蚀，很容易使绝缘破坏而形成短路。（3）由于设备安装不当或工作疏忽，可能使电气设备的绝缘受到机械损伤而形成短路。（4）由于雷击等过压的作用，电气设备的绝缘可能遭到击穿而形成短路。（5）在安装和检修过程中，由于检修或操作的错误，也可能造成短路事故。1.1.2过载线路或设备的负载超过额定值，或连续使用时间过长，超过线路或设备的设计能力，由此造成过热。1.1.3接触不良接触部分是电路中的薄弱环节，是发生过热的重要原因。触及接触不良的情况有：（1）对于铜铝接头，由于铜铝的性质不同，接头处易因电解作用而腐蚀从而导致接头发热。（2）活动接头的连接处，由于没有足够的接触压力或接触表面粗糙不平都会导致触头过热。（3）不可拆卸的接头连接不牢、焊接不良或接头处混有杂质均会增加接触电阻而导致发热。（4）可拆卸的接头连接不紧或松动也将导致接头过热。1.1.4铁芯发热1.1.5散热不良1.2电火花和电弧电火花是电极间的绝缘被击穿放电；电弧是大量的电火花汇集而成的。一般电火花的温度都很高，特别是电弧，温度可高达6000～8000℃，因此，电弧和电火花不仅能引起可燃物燃烧，还能使金属融化、飞溅，构成危险的火源。电火花大体可分为工作电火花和事故电火花两种。讲解：工作电火花和事故电火花。P181 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 2、危险物和危险环境爆炸性物质、可燃气体、可燃液体、自燃物质、遇水燃烧的物质、易燃固体、氧化剂等都属于有爆炸和火灾危险的物质。所谓爆炸混合物，是指一经点燃，即在充有混合物的范围内极为迅速地传播的混合物。这类爆炸危险物质范围三类：Ⅰ类指矿井甲烷；Ⅱ类指爆炸性气体、蒸汽、薄雾；Ⅲ类指爆炸性粉尘、纤维。2.1危险物质的性能参数危险物质的性能参数包括闪点、燃点、引燃温度、爆炸极限、最小点燃电流比等。闪点是指在规定条件下，易燃液体能释放出足够的蒸汽并在液面上方与空气形成爆炸性混合物，点火时能发生闪燃（一闪即灭）的最低温度。闪点越低危险性越大。燃点是指物质在空气中点火时发生燃烧，移去火源仍能继续燃烧的最低温度。对于闪点不超过45℃的易燃液体，燃点仅比闪点高1～5℃，一般不必考虑燃点，而只考虑闪点。易燃温度又称自燃点或自燃温度，是在规定条件下，可燃物质不需外来火源即发生燃烧的最低温度。乙炔为305℃、汽油为280℃、无烟煤粉为超过430℃；布为200℃等。爆炸性气体、蒸汽按易燃温度分为六组。爆炸极限通常指爆炸浓度极限。该极限是指在一定的温度和压力下，气体、蒸汽、薄雾或粉尘、纤维与空气形成的能够易燃并传播火焰的浓度范围，分上下限。汽油为1.4～7.6%、乙炔为1.5～82%（以上均指体积浓度）；炭黑粉体为36～45g/m3等。最小点燃电流比是指在规定的试验条件下，气体、蒸汽爆炸性混合物的最小点燃电流与甲烷爆炸性混合物的最小点燃电流之比。2.2危险物质分组和分级气体、蒸汽危险物质按引燃温度分为T1～T6六组；按最小点燃电流比和最大试验安全间隙分为ⅡA、ⅡB、和ⅡC级。2.3气体、蒸汽爆炸危险环境的分类根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间将此类危险环境分为0区、1区和2区。分别讲解2.4粉尘、纤维爆炸危险环境的分类讲解p1842.5火灾危险环境的分类讲解3、防爆电气设备和防爆电气线路3.1防爆电气设备分别讲解10类防爆电气设备3.2防爆电气设备的选用p1863.3防爆电气线路p1864、电气防火防爆技术发生火灾和爆炸必须具备两个条件：一是环境中存在足够数量和浓度的可燃性物质，二是要有易燃或引爆的能源。4.1消除或减少爆炸性混合物 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 4.2隔离和间距4.3消除引燃源4.4保护接地4.5电气灭火4.5.1先断电后灭火4.5.2带电灭火的安全要求（1）不得用泡沫灭火器带电灭火；带电灭火应采用干粉、一氧化碳、1211等灭火器。（2）人及所带器材与带电体之间应保持足够的安全距离；干粉、一氧化碳、1211等灭火器喷嘴至10KV带电体的距离不小于0.4m；用水枪灭火时，宜采用喷雾水枪，水枪喷嘴应接地，并应保持足够的安全距离。（3）对架空线路等空中设备灭火时，人与带电体之间的仰角不应超过45°，防止导线断落下来危及灭火人员的安全。（4）如有带电导线断落地面，应在落地点周围划半径约8-10m的警戒圈，防止发生跨步电压触电。（5）因为可能发生接地故障，为防止跨步电压和接触电压触电，救火人员及所使用的消防器材与接地故障点要保持足够的安全距离：在高压室内这个距离为4m；室外为8m，进入上述范围的人员要穿上绝缘靴。4.5.3充油设备灭火p190充油设备外部着火时，可用干粉等灭火器及时灭火。5、雷电的危害5.1雷击的主要对象p191（1）雷击区的形成首先与地理条件有关。（2）雷云对地放电地点与地质结构有密切关系。（3）雷云对地的放电途径总是朝着电场强度最大的方向推进，因此如果地面上有较高尖顶建筑物或铁塔等，由于尖顶处有较大的电场强度，所以易受雷击。（4）从工厂烟囱中冒出的热气常有大量导电微粒和游离子气团，它比一般空气容易导电，所以烟囱较易受雷击。（5）一般建筑物受雷击的部位为屋角、檐角和屋脊等。5.2雷电的破坏作用5.2.1电作用的破坏：雷电数十万至数百万伏的冲击电压可能毁坏电气设备的绝缘，造成大面积、长时间停电。绝缘损坏引起的短路火花和雷电的放电火花可能引起火灾和爆炸事故。电气绝缘的损坏及巨大的雷电流流入地下，在电流通路上产生极高的对地电压和在流入点周围产生的强电场，还可能导致触电伤亡事故。5.2.2热作用的破坏：巨大的雷电流通过导体，在极短的时间内转换成大量的热能，使金属融化飞溅而引起火灾或爆炸。5.2.3机械作用的破坏：巨大的雷电电流通过被击穿物时，瞬间产生大量的热，使被击物内部的水分或其他液体急剧气化，剧烈膨胀为大量气体，致使被击物破坏或爆炸。此外，静电作用力、电动力和雷击时的气浪也有一定的破坏作用。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 上述破坏效应是综合出现的，其中以雷电伴有的爆炸和火灾最严重。6、防雷装置经常采用的防雷装置有：避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器等。避雷针主要用来保护露天的变配电设备、建筑物和构筑物；避雷线主要用来保护电力线路；避雷网和避雷带主要用来保护建筑物；避雷器主要用来保护电力设备。一套完整的防雷装置由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。6.1接闪器避雷针、避雷线、避雷带、避雷网以及建筑物的金属屋面均可作为接闪器。接闪器是利用其高出被保护物的突出部位，把雷电引向自身，接受雷击放电。接闪器所用材料的尺寸应能满足机械强度和耐腐蚀的要求，还要有足够的热稳定性，以能承受雷电流的热破坏作用。避雷针（带或网）一般采用圆钢或扁钢制成，避雷线一般采用截面积不小于35mm2的镀锌钢绞线。接闪器截面锈蚀30%以上时应及时更换。接闪器的保护范围：一般要求保护范围内被击中的概率在0.1%以下即可。6.1.1避雷针避雷针的作用是将雷云放电的通路由原来可能向被保护物体发展的方向，吸引到避雷针本身，由它及与它相连的引下线和接地装置将雷电泄放到大地中去，从而使被保护物体免受直接雷击。避雷针实际上是引雷针，它把雷电引来入地，从而达到保护其他物体的目的。避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。其长度在1.5m以上时，圆钢直径不小于16mm，钢管直径不小于25mm，壁厚不小于2.75mm。当避雷针长度在3m以上时，可将粗细不同的几节钢管焊接起来使用。避雷针下端要经引下线与接地装置焊接相联。如采用圆钢，引下线直径不小于8mm。如采用扁钢，其厚度不小于4mm，截面积不小于48mm2.6.1.2避雷网和避雷带避雷网和避雷带可采用导线圆钢或扁钢。圆钢直径不小于8mm；扁钢厚度不小于4mm，截面积不小于48mm2.装设在烟囱上方时，圆钢直径不小于12mm；扁钢厚度不小于4mm，截面不小于1002.6.2避雷器避雷器主要用来防止雷电产生的大气过电压沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，危害被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护的设备并联。当线路上出现危及设备绝缘的过电压时，它就会自动对地放电，从而保护电气设备的绝缘。避雷器的型式有阀型、排气式和保护间隙等。6.2.1阀型避雷器高低压阀型避雷器都是由火花间隙和阀电阻片组成。正常情况下火花间隙阻止线路工频电流流过，但在大气过电压作用下，火花间隙被击穿而放电；阀电阻片具有非 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 线性特性。正常电压时阀片的电阻很大，过电压时，阀片的电阻变的很小。当出现雷电过电压时，阀型避雷器的火花间隙被击穿，阀片能使雷电流畅通地向大地泄放。而当过电压消失，线路上恢复工频电压时，阀片便呈现很大的电阻，使火花间隙绝缘迅速恢复，从而保证线路恢复正常运行。6.2.2氧化锌避雷器氧化锌避雷器由具有较好的非线性伏安特性的氧化锌电阻片组装而成。在正常工作电压下，具有高阻呈绝缘状态，在雷电过电压作用下，则呈现低阻状态，泄放雷电流，使与避雷器并联的电气设备的残压，被抑制在设备绝缘安全值以下，待雷电过电压消失后，迅速恢复高阻绝缘状态，有效保护设备的绝缘性能，免受雷电过电压的损害。氧化锌避雷器与阀型避雷器相比，具有动作迅速、通流容量大、残压低、无续流、对大气过电压和操作过电压都起保护作用、结构简单、可靠性高、寿命长、维护简便等优点。在10KV系统中，氧化锌避雷器较多地并联在真空开关上，以便限制截流过电压。6.2.3保护间隙p1966.3引下线防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定性的要求。如用钢绞线，其截面积不应小于25mm2.为便于检测，应在各引下线距地高约1.8m处设置断接卡。在易受机械损伤的地方，地面1.7m至地下0.3m的一段引下线和接地线应加角钢或钢管保护。6.4接地装置接地装置是防雷装置的重要组成部分，作用是向大地泄放雷电流，同时限制防雷装置的对地电压，使之不至过高。防雷接地装置与一般接地装置的要求基本相同，但所用材料的最小尺寸应稍大于其他接地装置的最小尺寸。采用圆钢时最小直径为10mm；扁钢的最小厚度为4mm，最小截面积为100mm2；角钢的最小厚度为4mm；钢管的最小壁厚为3.5mm。在接地电阻满足要求的前提下，防雷接地装置可以和其他接地装置共用。为防止跨步电压伤人，防直击雷接地装置距建筑物出入口和人行道的距离不应小于3m，距电气设备接地装置要求在5m以上。接地电阻一般不大于10Ω；如果防雷接地与保护接地合用接地装置时，接地电阻不应大于1Ω.7、防雷措施7.1架空线路的防雷措施（1）装设避雷线（2）提高线路本身的绝缘水平（3）用三角形顶线作保护线（4）装设自动重合闸装置或自重合熔断器。（5）装设避雷器和保护间隙。7.2变配电所的防雷措施 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 （1）装设避雷针。避雷针用来保护整个变配电所建筑物和构筑物，使之免遭直接雷击。避雷针与配电装置的空间距离不得小于5m。（2）高压侧装设阀型避雷器或保护间隙。主要用来保护主变压器以免高电压沿高压线路侵入变电所损坏变电所这一这一设备，为此，要求避雷器或保护间隙应尽量靠近变压器安装，其接地线应与变压器低压中性点及金属外壳连在一起接地。在每路进线终端和母线上，都装有阀型避雷器。如果进线是具有一段电缆的架空线路，则阀型或排气式避雷器应装在架空线路终端的电缆终端头处。（3）低压侧装设阀型避雷器或保护间隙。主要在多雷区使用，以防雷电波有低压侧侵入而击穿变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时，其中性点也应加装避雷器或保护间隙。7.3建筑物的防雷措施7.3.1建筑物的防雷分类建筑物按其对防雷的要求，可分为三类：第一类建筑物：在建筑物中制造、使用或储存大量爆炸性物资者；在正常情况下能形成爆炸性混合物，因电火花会发生爆炸，引起巨大破坏和人身伤亡。第二类建筑物：在正常情况下能形成爆炸性混合物，因电火花会发生爆炸，但不至引起巨大破坏和人身伤亡者；只在发生生产事故时才能形成爆炸性混合物，因电火花会发生爆炸，引起巨大破坏和人身伤亡者。第三类建筑物：凡不属于一、二类建筑物而需要防雷保护者。如机械加工车间、民用建筑、烟囱、水塔等均属此类。7.3.2第三类建筑物的防雷措施（1）对直击雷的防护措施建筑物的雷击部位与屋顶坡度部位有关，一般屋顶越尖的地方越易遭受雷击。对第三类建筑物，避雷针（带或网）的接地电阻r≤30Ω.如为钢筋混凝土屋面，可利用其钢筋作为接地体，钢筋直径不得小于4mm。每座建筑物至少有两根引下线。两根引下线的间距为30-40m，引下线距墙面为15mm，引下线支持卡间距为1.5-2m，断接卡子距地面1.5m。（2）对高电位侵入的防护措施在进户线墙上安装保护间隙，或将瓷瓶的角铁接地，接地电阻r≤20Ω.7.4人身防雷措施雷电直接对人体放电，雷电流流入地下产生的对地电压以及二次放电都可能对人体造成伤害。因此，在雷雨天气，应尽量不在户外或野外逗留；必须逗留时最好穿不透水的雨衣；如有条件可进入宽大金属构架或有防雷设施的建筑物、汽车或船只内；如依靠有建筑物或高大树木屏蔽的街道躲避，应离开墙壁和树干8m以外。应尽量离开小山、小丘或隆起的道路，离开海湖河池旁，离开铁丝网、金属晒衣绳以及旗杆、烟囱、宝塔、独树、没有防雷保护的小建筑物等设施。雷电时，在户内应注意防止雷电侵入波的危害，离开照明（动力）线、电话线、引入室内的电视天线及与其相连的各种导体1.5m以外。雷电时，禁止在室外变电所进户线上进行检修作业或试验。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第八章电力电容器 教学目的 了解电容器的补偿原理和掌握电力电容器的安装、接线与安全运行、维护技能。 重点与难点 教学重点 电容器的安装及安全运行 教学难点 电力电容器的补偿原理 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节电力电容器的补偿原理与计算 1 第二节电力电容器的安装与接线 1 第三节电容器的安全运行 2 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 第八章电力电容器电力电容器的主要作用是并联在线路上以提高线路的功率因数。安装电容器能改善电能质量、降低线路上的电能损耗，还能提高供电设备的利用率。1、电力电容器补偿原理与计算1.1结构和型号p205当前普遍采用的电压并联补偿电容器是金属化聚丙烯膜电力电容器，它是一种自愈式并联电容器。具有耐压强度高、机械强度、化学稳定性、耐热性及电老化性能都比较好的优点。容量范围：0.5-100Kvar，有单相、三相结构。为使用方便，将电容器单元组装在一起构成相对完整的电容器组，主要有箱式、集成式和积木式三种形式。1.2补偿原理电力系统中，凡带有线圈的设备，统称“感性负载”。感性负载除从线路中取得一部分电流做功外，还要从线路上消耗一部分不做功的电感电流。这就使得线路上的电流额外的加大一些。功率因数cosФ就是用来衡量这一部分不做功的电流的。当电感电流为零时，功率因数等于1,；当电感电流所占比例逐渐增大时，功率因数逐渐下降。功率因数越低，线路额外负担越大。功率因数的降低，除了降低线路及电力设备的利用率外，还会增加线路上的功率损耗、增大电压损失、降低供电质量。提高功率因数最方便的方法是在感性负载的两端并联适当容量的电容器，产生电容电流来抵消电感电流，将不做功的所谓无功电流减小到一定范围内。补偿用电力电容器可安装在高压边或电压边；可集中安装或分散安装。从补偿是否完善的角度看，低压补偿比高压补偿好，分散补偿比集中补偿好；从节省投资和便于管理的角度看，高压补偿比低压补偿好，集中补偿比分散补偿好。1.2补偿容量计算1.2.1利用公式进行计算若已知其负载的有功功率P(KW)、元件感性负载两端并联电容前后的功率因数cosФ1和cosФ2，则可按p207所示公式直接求得补偿容量Q（Kvar）。1.2.2利用查表求补偿容量见表8-12、电力电容器的安装与接线2.1电容器的安装电容器所在环境温度不应超过40℃、周围空气相对湿度不应大于80%、海拔高度不应超过1000m；周围不应有腐蚀性气体、不应有大量灰尘或纤维；所安装环境应无易燃、易爆或强烈震动。电容器室应为耐火建筑，耐火等级不应低于二级，并有良好的通风。总油量300kg以上的高压电容器应安装在单独的防爆室内。电容器分层安装时，一般不超过3层；层与层间不得有隔板，以免阻碍通风；相邻电容器之间距不得小于50mm；上下层净间距不应小于20cm；下层电容器底面对地高度不宜小于30cm。电容器外壳和钢架均应采取接地措施。电容器应用合格的放电装置。高压电容器可利用电压互感器的高压绕组作为放电 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 负载；低压电容器可用灯泡或电动机绕组作为放电负载。放电电阻阻值不宜太高，只有满足经30s放电后，电容器最高残留电压不超过安全电压即可。高压电容器和总容量30Kvar及以上的低压电容器组，每相应安装电流表；总容量60Kvar及以上的电压电容器组应加装电压表。2.2电容器接线三相电容器内部一般为三角形接线；单相电容器应根据其额定电压和线路的额定电压确定接线方式：电容器额定电压与线路线电压相符时，应采用三角形接线；电容器额定电压与线路相电压相符时，应采用星型接线。◎◎电容器采用三角形连接时，任一电容器击穿短路时，将造成三相线路的两相短路，很大的短路电流有可能引起电容器爆炸。◎◎高压电容器组宜接成中性点不接地星型，容量较小时（45Kvar及以下）宜接成三角形。低压电容器组应接成三角形。3、电容器安全运行3.1电容器运行参数电容器运行中电流不应长时间超过电容器额定电流的1.3倍。电容器不应长时间超过电容器额定电压的1.1倍。电容器使用环境温度不得超过规定的数值（+40℃～-40℃）。电容器外壳温度不得超过生产厂家的规定值（一般为60～65℃）电容器各接点应保持良好，不得有松动或过热现象；套管应清洁，不得有放电痕迹；外壳不应有明显变形、不应有漏油痕迹。3.2电容器投入或退出应根据线路上功率因数的高低投入或退出电容器。当功率因数低于0.9、电压偏低时，应投入电容器组；当功率因数趋近于1且有超前趋势、电压偏高时，应退出电容器组。发生下列情况之一时，电容器组应紧急退出运行：连接点严重过热甚至融化；瓷套管严重闪络放电；电容器外壳严重膨胀变形；电容器或其放电装置发出严重异响；电容器爆破；电容器起火、冒烟。3.3电容器操作3.3.1正常情况下全站停电操作时，应先拉开电容器的开关，后拉开各路出线的开关；正常情况下全站恢复送电时，应先合上各路出线的开关，后合上电容器的开关。3.3.2全站事故停电后，应拉开电容器的开关。3.3.3电容器断路器跳闸后不得强行送电；熔断器熔体熔断后，在查明原因之前不得更换熔体送电。3.3.4不论是高压还是低压电容器，都不允许在其带有残留电荷的情况下合闸。否则可能产生很大的电流冲击。电容器重新合闸前，至少应放电3min。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 3.3.5需要检修时电容器断电后、工作人员接近之前，不论电容器是否装有放电装置，都必须用可携带的专门放电负载进行人工放电。3.4电容器保护高压电容器组总容量不超过100Kvar时，可用跌落式熔断器保护和控制；总容量100-300Kvar时，应采用负荷开关保护和控制；总容量300Kvar以上时，应采用真空断路器或其他断路器保护和控制。低压电容器组总容量不超过100Kvar时，可用交流接触器、刀开关、熔断器或刀熔开关保护和控制；总容量100Kvar以上时应采用低压断路器保护和控制。内部未装熔丝的10KV电力电容器，应按台装熔丝保护，其熔断电流应按电容器额定电流的1.5-2倍选择。高压电容器宜采用平衡电流保护或瞬动的过电流保护。如果电力网有高次谐波，可加装串联电抗器抑制谐波（感抗值约为电容值的3%-5%）或加装压敏电阻及RC过电压吸收装置。低压电容器采用熔断器保护时，单台电容器可按电容器额定电流的1.5-2.5倍选用熔体的额定电流；多台电容器可按电容器额定电流之和的1.3-1.8倍选用熔体的额定电流。3.5电容器故障的判断及处理p212 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第九章低压配电装置 教学目的 掌握低压配电装置的工作原理和熟练掌握低压配电装置的安全运行、带电作业的要求、技能。 重点与难点 教学重点 低压配电装置的安全运行、维护。 教学难点 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节保护电器 0.5 第二节开关电器 0.5 第三节低压配电屏 1 第四节低压带电作用要求 2 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 第九章低压配电装置低压电器可分为控制电器和保护电器。控制电器主要用来通断线路以及用来控制电气设备；保护电器主要用来获取、转换和传递信号，并通过其他电器对电路实现控制。1、保护电器保护电器主要包括各种熔断器、热继电器、过电流继电器、和欠电压脱扣器、低压断路器的热磁脱扣器和失压（欠压）脱扣器等。继电器和脱扣器的区别在于前者带有触头，通过触头进行控制；后者没有触头，直接由机械运动进行控制。1.1保护类型保护电器分别起短路保护、过载保护和失（欠）压保护的作用。短路保护是指线路或设备发生短路时，能迅速切断电源的保护。◎在中性点直接接地的三相四线制系统中，当设备碰壳或接地时，短路保护装置应迅速切断电源，以防触电。在这种情况下，短路保护装置直接承担保证人身安全和设备安全两方面的任务。过载保护是指当线路或设备的载荷超过允许范围时，能延时切断电源的一种保护（如熔断器、热继电器等）。失压（欠压）保护是当电源电压消失或低于某一限度时，能自动断开线路的一种保护。其作用是当电压重新恢复时，设备不至突然启动而造成事故。能避免设备在过低的电压下勉强运行而损坏。1.2熔断器熔断器有RM系列和RT系列的管式熔断器、RL系列的螺旋熔断器、RC系列的插式熔断器等。管式熔断器有两种RM系列的是配用纤维材料管，由纤维材料分解大量气体灭弧；RT系列的是配用陶瓷管，内装石英砂，，由石英砂冷却和熄灭电弧。管式用于较大容量线路；螺旋式多用于中小容量线路或设备。熔断器的熔体做成丝或片状，低熔点熔体由锑铅合金、锡铅合金、锌等材料制成。选用熔断器时，应注意其防护形式满足生产环境的要求，其额定电压符合线路电压，额定电流满足安全条件和工作条件的要求。在多级保护的场合，为满足选择性的要求，上一级熔断器熔断时间一般应大于下一级的3倍。硅整流设备应采用有限流作用的快速熔断器。对于笼型电动机，熔体的额定电流可按下式选取IF=(1.5-2.5)ININ为电动机的额定电流对于多台电动机，熔体额定电流应按下式选取IF=(1.5-2.5)IMN+ΣINIMN为最大一台电动机的额定电流ΣIN为其余各台电动机额定电流之和。计算时，对于轻载或降压启动，应取较小系数值；重载或全压启动取大系数值。同一熔断器可配用几种不同规格的熔体，但熔体额定电流不得超过熔断器额定电流。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 1.3热继电器热继电器是利用电流的热效应做成的。讲解：工作原理同一热继电器可以根据需要配用几种规格的热元件，每种额定电流的热元件，动作电流均可在小范围内调整。为适应电动机过载特性的需要，热元件通过额定电流时，继电器不动作；通过1.2倍整定电流时，动作时间将近20min；通过1.5倍整定电流时，动作时间将近2min；为适应电动机的启动要求，热元件通过6倍整定电流时，动作时间应超过5s。可见其热容量较大，动作不可能太快，故只宜作过载保护，而不宜作短路保护。继电器的动作电流整定为长期允许负荷电流的大小即可。1.4电磁式继电器电磁式过电流继电器是依靠电磁力的作用进行工作的。交流过电流继电器的动作电流可在其额定电流110%-350%的范围内调节；直流过电流继电器可在其额定电流的70%-300%的范围内调节。不带延时的电磁式过电流继电器的动作时间不超过0.1s；短延时的仅为0.1-0.4s，这两种都适用于短路保护。失压（欠压）脱扣器也是利用电磁力的作用来工作的。所不同的是组成工作时衔铁处在吸合位置，而且线圈是并联在线路上的。当线路电压消失或降低至40%-75%时，衔铁被弹簧的反作用力拉开，并通过脱扣机构使启动器或断路器动作而断开线路。2、开关电气2.1刀开关刀开关是手动开关。适用于照明、电热设备及小容量电动机控制线路中，供手动不频繁地通断电路。刀开关是靠拉长电弧而使之熄灭的。组合开关又叫转换开关，常用于交流50Hz、380v以下及直流220v以下的电气线路中，主要用于小容量电动机的正反转等控制。一般有45°—0°—45°三个档位。可用来控制7.5KW以下的电动机。2.2低压断路器2.2.1结构及工作原理低压断路器又叫自动空气开关或自动空气断路器，简称断路器。它是低压配电网络中常用的一种配电电器，集控制和多种保护功能于一体。在通常情况下，可用于不频繁通断电路以及控制电动机的运行。低压断路器按照结构形式可分为塑壳式（又称装置式）、框架式（又称万能式）、限流式、直流快速式、灭磁式和漏电保护式六类。讲解：工作原理p221万能式断路器具有过电流脱扣器和欠电压脱扣器，可对电路和设备实现过载、短路、失压保护。它的操作方式有手柄直接操作、杠杆操作、电磁铁操作和电动机操作四种。2.2.2一般选用原则 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 2.2.3安装与使用（1）低压断路器应垂直于配电板安装，电源引线应接到上端，负载引线应接到下端。（2）低压断路器用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必须加装刀开关或熔断器等，以形成明显断开点。2.3交流接触器2.3.1用途在各种电力传动系统中，，用来频繁通断带有负载的主电路或大容量的控制电路，便于实现远距离自动控制。2.3.2工作原理2.3.3短路环的作用3、低压配电屏3.1用途3.2结构特点带有配电屏基本可分为固定式和手车式（抽屉式）两类。技能结构方式可分为焊接式和组合式两种。讲解：常用的几种型号、特点。P2283.3安装及投运前的检查用1000v兆欧表测量绝缘电阻，应不小于0.5MΩ，并按要求进行交流耐压试验，一次回路的试验电压为工频1000v，也可用2500v兆欧表试验代替。3.4低压配电屏巡视检查3.5低压配电装置运行维护3.5.1对低压配电装置的有关设备，应定期清扫和摇测绝缘电阻，如用500v兆欧表测量母线、断路器、接触器和互感器的绝缘电阻，以及二次回路的对地绝缘电阻等均应符合规程要求。3.5.2对频繁操作的交流接触器，每3个月进行一次检查。3.5.3定期校验交流接触器的吸引线圈，在线路电压为额定值的85%～105%时吸引线圈应可靠吸合，而电压低于额定值的40%时则应可靠地释放。4、低压带电作业的要求低压带电作业是指在不停电的低压设备或低压线路（设备或线路的对地电压在250v及以下为低压）上工作。与停电作业相比，带电作业不仅使供电的连续性得到保证，同时具有手续简化、操作方便、组织简单省工省时等优点。对作业者来说，触电的危险性较大。带电作业人员必须掌握并认真执行带电作业的安全要求和规定。在低压设备或线路上带电作业的安全要求如下：（1）低压带电工作应设专人监护，即至少有二人作业，其中一人操作，一人监护。（2）低压带电作业应使用有绝缘手柄的工具，工作时站在干燥的绝缘物上，戴绝缘手套和安全帽，穿长袖衣，严禁使用锉刀、金属尺和带有金属物的毛刷、毛掸等 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 工具。（3）在高低压同杆架设的低压带电线路上工作时，应先检查与高压线的距离，采取防止误碰高压带电设备的措施。（4）在低压带电导线未采取绝缘措施前，工作人员不得穿越。在带电的低压配电装置上工作时，要保证人体与大地之间、人体与周围接地金属之间、人体与其它导体或零线之间有良好的绝缘或相应的安全距离。应采取防止相间短路和单相接地的隔离措施。（5）上杆前先分清相线、中性线，并用验电笔测试。上杆后选择好工作位置。断开导线时，应先断开相线，后断开中性零线。搭接导线时，顺序应相反。因低压相间距离很小，检修中要特别注意防止人体同时接触两根线头。（6）严禁在雷、雪、雨天以及有六级及以上大风时在户外带电作业，也不应在雷电时进行户内带电作业。在潮湿和潮气过大的室内，禁止带电作业；工作位置过于狭窄时也禁止带电作业。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第十章电气线路 教学目的 通过学习电气线路的种类和特点；了解电气线路常见故障；进而掌握电气线路安全运行的条件。 重点与难点 教学重点 1、电气线路的种类、特点及常见故障2、电气线路的安全条件 教学难点 常见故障分析 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节电气线路的种类 0.5 第二节电气线路的常见故障 1 第三节电气线路的安全条件 2 第四节线路巡视检查 0.5 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 第十章电气线路电气线路是电力系统的重要组成部分。电气线路可分为电力线路和控制线路。前者完成输送电能的任务，后者供保护和测量的连接之用。1、电气线路的种类按照敷设方式，分为架空线路、电缆线路、穿管线路等；按照导体的绝缘性质，分为塑料绝缘线、橡皮绝缘线、裸线等。1.1架空线路架空线路指档距超过25m，利用杆塔敷设的高低压电力线路。架空线路主要由导线、杆塔、绝缘子、横担、金具、拉线及基础等组成。架空线路的导线用以输送电流，多采用钢芯铝绞线、硬铜绞线、硬铝绞线、铝合金绞线。◎◎厂区内的低压架空线路宜采用绝缘导线。按其功能，杆塔分为直线杆塔、耐张杆塔、跨越杆塔、转角杆塔、分支杆塔和终端杆塔等。直线杆塔用于线路的直线段上，起支撑导线、横担、绝缘子、金具之用；耐张杆塔在断线或紧线施工的情况下，能承受线路单方向的拉力，用于线路直线段几座直线杆塔之间线段上；跨越杆塔是高大、加强的耐张型杆塔，用于线路跨越铁路、公路、河流等处；转角杆塔用于线路改变方向处，能承受线路两方向的合力；分支杆塔用于线路分支处，能承受各方向线路的合力；终端杆塔用于线路的终端，能承受线路全部导线的拉力。架空线路的绝缘子用以支撑、悬挂导线并使之与杆塔绝缘，分为针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、陶瓷横担绝缘子和拉紧绝缘子等。架空线路的横担用以支撑导线，常用的横担有角铁横担、木横担和陶瓷横担。架空线路的金具主要用于固定导线和横担，包括线夹、横担支撑、抱箍、垫铁、连接金具等金属器件。架空线路的拉线及其基础用以平衡杆塔各方向受力，保持杆塔的稳定性。1.2电缆线路电力电缆线路主要由电力电缆、终端接头和中间接头组成。电力电缆分为油浸纸绝缘电缆、交联聚乙烯绝缘电缆和聚氯乙烯绝缘电缆。电力电缆主要由缆芯导体、绝缘层和保护层组成。电缆缆芯导体分为铜芯和铝芯两种。绝缘层有油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡皮绝缘等几种。保护层分内护层和外护层。内护层分铅包、铝包、聚氯乙烯护套、交联聚乙烯护套、橡套等几种。外护层包括黄麻衬垫、钢铠和防腐层。户外用电缆终端接头有铸铁外壳、瓷外壳和环氧树脂接头。户内用电缆终端接头常用环氧树脂终端接头和尼龙终端接头。据统计，电缆接头事故占电缆事故的70%。电缆线路的特点是造价高、不便分支、施工和维修难度大。但电缆线路不易大气中各种有害因素的影响、不妨碍交通和地面建设。1.3室内配线 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 室内配线种类：母线有硬母线和软母线之分；干线有明线、暗线和地下管配线之分；支线有护套线直敷配线、瓷夹板或塑料夹板配线、鼓形绝缘子或针式绝缘子配线、钢管或塑料管配线等。特别潮湿的环境应采用硬塑料管配线或针式绝缘子配线；高温环境应采用电线管或焊接钢管配线，或针式绝缘子配线；多尘（非爆炸性粉尘）环境应采用各种管配线；腐蚀性环境应采用硬塑料管配线；火灾危险环境应采用电线管或螺纹钢管配线；爆炸危险环境应采用螺纹钢管配线。2、电气线路常见故障电气线路故障可能导致触电、火灾、停电等多种事故。2.1架空线路和电缆线路故障2.1.1架空线路故障当风力超过杆塔的稳定度或机械强度时，将使杆塔歪倒或损坏；毛毛细雨能使脏污的绝缘子发生闪络，造成停电；导线覆冰将增加线路的机械负载，增大导线弧垂，导致导线高度不够；覆冰脱落时，又会导致导线跳动，造成混线；严冬季节，导线收缩将增加导线的拉力，可能拉断导线；高温季节导线因温度升高而松弛，弧垂加大可能导致对地放电；大雾天气可能造成绝缘子闪络。污闪事故是由于绝缘子表面脏污引起的。2.1.2电缆线路故障讲解p239由于外力破坏的事故占电缆事故的50%。应当指出，过热是电气线路的常见故障，但线路过热可能是由多种原因造成的。如线路过载、接触不良、线路散热条件被破坏、运行环境温度过高、短路、严重漏电、三相电动机堵转、三相电动机缺相运行、电动机过于频繁启动等不安全状态均可导致线路过热。2.2线路故障原因分析p2412.2.1绝缘损坏讲解短路、漏电故障分析2.2.2接触不良电气连接包括导体间永久性连接（如焊接）、可拆卸连接（如螺纹连接）、和工作性活动连接（如各种电气触头）。连接部位是电气线路的薄弱环节。◎◎在潮湿场所或室外铝导体与铜导体不能直接连接，必须采用铜铝过渡段。2.2.3严重过载◎◎过载将使绝缘加速老化。2.2.4断线2.2.5间距不足和防护不善2.2.6保护导体带电3、电气线路安全条件3.1导电能力p2443.1.1发热条件 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 ◎◎橡皮绝缘电线的安全载流量大约比聚氯乙烯电线的大5%；穿钢管电线的安全载流量大约比穿硬塑料管的大10%；明敷电线的安全载流量大约比穿硬塑料管电线的大55%。3.1.2电压损失电压损失是用户端电压与供电端电压之间的代数差。◎以下情况都将导致电气设备损坏和电气线路发热：电压太高将导致电气设备的铁芯磁通增大和照明线路电流增大；电压太低可能导致接触器等吸合不牢；对于恒功率输出的电动机，电压太低也将导致电流增大，过分低的电压还可能导致电动机堵转。我国有关标准规定，对于供电电压，10KV及以下动力线路的电压损失不得超过额定电压的±7%，低压照明线路和农业用户线路的电压损失不得超过额定电压的+5%～-10%。3.1.3短路电流为了短路时速断保护装置能可靠动作，短路时必须有足够大的短路电流。这就要求导线截面不能太小。另一方面，由于短路电流较大，导线应能承受短路电流的冲击而不被破坏3.2机械强度运行中的导线将受到自重、风力、热应力、电磁力和覆冰重力的作用，因此，必须保证有足够的机械强度。◎移动式设备的电源线和吊灯引线必须使用铜芯软线。除穿管外，其它形式的配线不得使用软线。3.3绝缘和阻燃性材料的应用绝缘不良可能导致漏电。电气线路的绝缘电阻必须符合要求。运行中低压电气线路的绝缘电阻一般不得低于1KΩ/V、新安装和大修后的低压电器线路一般不得低于0.5MΩ、控制线路的一般不得低于1MΩ。◎采用阻燃性绝缘材料可以抑制火灾的蔓延。阻燃性材料具有减缓、终止有焰燃烧和抑制无焰燃烧的功能。◎阻燃性能应能保证短路电弧熄灭后或外部火源熄灭后电线、电缆不再继续燃烧；而且在一定的火焰温度中（如750℃～800℃），经过一定的时间（如1.5～2h），最里面的绝缘层仍有足够的绝缘能力，以维持正常通电。3.4间距讲解：p2483.5导线连接导线有焊接、压接、缠接等多种连接方式。导线的连接必须紧密。◎导线连接处的机械强度不得低于原导线机械强度的80%，绝缘强度不得低于原导线的绝缘强度，接头部位电阻不得大于原导线的1.2倍。3.6线路防护讲解3.7过电流保护3.7.1短路保护 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 短路时短路保护装置必须瞬时动作。电磁式过电流脱扣器（或继电器）具有瞬时动作的特点，宜用作短路保护元件。当电流为熔体额定电流的6倍时，快速熔断器的熔断时间一般不超过0.02s，也具有良好的短路保护性能。3.7.2过载保护热脱扣器（或热继电器）宜用作过载保护元件，但热脱扣器动作太慢（6倍整定电流时动作时间仍大于5s），故不能作短路保护元件。在没有冲击电流或冲击电流很小的线路中，熔断器除用作短路保护元件外，也兼作过载保护元件。热脱扣器的额定电流可按负荷电流的1.1倍选取，但应按负荷电流进行整定，以提高保护效能。对于没有冲击电流或冲击电流很小的线路，熔断器熔体的额定电流应与过载保护的要求相适应。熔断器的电流应符合下列两式的要求：IL≤IN≤ICIb≤1.45IL式中：IL—符合电流（计算电流）IN—熔断器熔体额定电流IC—线路导体许用电流Ib—熔断器熔体临界熔断电流。3.8线路管理移动式临时线必须采用有保护芯线的橡套软线，长度一般不超过10m。临时架空线的高度和其他间距原则上不得小于正规线路所规定的限值，必要的部位应采取屏护措施，长度一般不超过500m。4、线路巡视检查巡视检查是线路运行维护的基本内容之一。4.1架空线路巡视检查架空线路巡视检查分为定期巡视、特殊巡视和故障巡视。定期巡视是日常工作内容之一。10KV及以下的线路，至少每季度巡视1次。特殊巡视是以下条件突然变化后的巡视，如雷雨、大雪、重雾天气、地震后的巡视等。故障巡视是发生故障后的巡视。巡视中一般不得单独排除故障。4.2电缆线路巡视接触p253电缆线路的定期巡视一般每季度1次，户外电缆终端头每月巡视1次。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第十一章异步电动机 教学目的 学习异步电动机原理，掌握异步电动机的启动方式，熟练掌握异步电动机的运行、维护及常见故障的处理。 重点与难点 教学重点 异步电动机原理、启动方式和异步电动机的安全运行 教学难点 异步电动机的工作原理 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节异步电动机的构造与工作原理、铭牌和主要技术参数 1 第二节异步电动机的启动 2 第三节异步电动机的运行与维护 2 第四节异步电动机的常见故障与处理 1 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 第十一章异步电动机异步电动机是一种将电能转换为机械能的动力设备。电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机。异步电动机的优点：结构简单、价格低廉、工作可靠、维护方便等。1、异步电动机的构造与原理1.1异步电动机的构造三相异步电动机也叫三相感应电动机，主要由定子和转子两个基本部分组成。转子又可分为笼型和绕线型两种。1.1.1定子定子主要由定子铁芯、定子绕组机座和端盖组成。定子铁芯是电动机的磁路部分。为了减少铁芯的涡流损耗，硅钢片的表面涂有绝缘漆。定子绕组是异步电动机的电路部分，由三相对称绕组组成。三个绕组按一定的空间（互差120°电角度）依次嵌放在定子槽内，三相绕组的首端分别用U1、V1、W1表示，末端分别用U2、V2、W2表示。1.1.2转子转子主要由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。转轴绕组有笼型和绕线型两种。讲解：笼型转子绕线型转子绕组和定子绕组相似，也是三相对称绕组。转子的三相绕组一般接成星形，三个出线头通过转轴内孔分别接到固定在转轴上的三个铜制滑环上。滑环之间以及滑环与转轴之间都彼此绝缘，在每个滑环上都装有一组电刷，通过电刷使转子绕组与变阻器接通，以改善异步电动机的启动性能或调节电动机的转速。◎具有绕线式转子的电动机叫绕线式电动机，又叫滑环式电动机。转轴的作用是支撑转子，传递转矩，并保证定子与转子之间各处有均匀的空气隙。空气隙是磁路的一部分，空气隙越小功率因数越高，空载电流越小。一般中小型异步电动机的空气隙为0.2～1mm。1.2异步电动机的工作原理和运行状态p256工作在电动机状态的感应电动机，转速必定低于同步转速。如果转速达到同步转速，则转子不再切割磁感线，从而不再产生电磁感应，也不产生电磁转矩。因此感应电动机也叫异步电动机。异步电动机转子转速与同步转速的转速差与同步转速的百分比叫做电动机的转差率，即s=【（n1-n）/n1】*100%s一般在2%～6%之间。异步电动机的电磁转矩是随着转速的变化而变化的。电磁转矩与转速的关系叫做电动机的机械特性。n=0（s=1）的状态称为堵转状态，这时的电磁转矩称为堵转转矩。n=n1（s=0）的状态称为同步状态，这时的电磁转矩为零。绕线式异步电动机的转子电阻是可以通过改变外接电阻（经滑环外接）来调节的。最大转矩与转子电阻无关，但随着转子电阻的增大，临界转差率也增大。绕线式电动 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 机就是利用这一特性来实现平稳启动和调速的。电动机的额定转矩是由其额定功率和额定转速决定的。最大转矩与额定转矩的比值称为电动机的过载能力（不是按发热考虑的过负荷能力）。Y系列电动机的过载能力为2.0～2.2；堵转转矩与额定转矩的比值称为电动机的堵转转矩倍数，一般为1.4～2.2.如果电动机转速超过同步转速，即n＞n1（s＜0），则转子绕组中电流改变方向，电磁转矩变成制动转矩。此时的电动机处在发电制动状态。如果电动机转速小于零，即n＜0（s＞1），则电磁转矩也变为制动转矩。此时的电动机处在反接制动状态。2、异步电动机的铭牌和主要技术参数2.1型号2.2额定功率PN表示电动机在额定状态下运行时，转轴上输出的机械功率。电动机的额定功率应额定状态下输入的功率，这是因为电动机本身有功率损耗所致。2.3额定频率2.4额定电压UN额定电压表示电动机定子绕组规定使用的线电压。如铭牌上有两个电压值，则表示定子绕组在两种不同接法时的线电压。2.5额定电流IN表示电动机在额定电压及额定功率运行时，电源输入电动机的定子绕组中的线电流，如果铭牌上标有两个电流值，则说明定子绕组在两种不同接法时的线电流值。2.6额定转速Nn2.7定额定额也称工作方式或运行方式，按运行持续的时间分为连续、短时和断续三种基本工作制，它是选择电动机的重要依据。2.7.1连续工作制，其代号为S1，是指电动机在铭牌上规定的额定值的条件下，能够长时间连续运行。适用于水泵、鼓风机等恒定负载的设备。2.7.2短时工作制，代号为S2是指该电动机在铭牌上规定的额定值的条件下能在限定的时间内短时运行。按标准持续时间定额有10、30、60、90min四种。适用于需要短时工作的设备。2.7.3断续周期工作制，代号S3，是指该电动机在铭牌规定的额定条件下只能断续周期性地运行。一个工作周期为电动机恒定负载运行时间加停歇时间，规定为10min。负载持续率（额定负载持续时间与一个工作周期时间之比，用百分数表示）规定的标准有15%、25%、40%及60%四种，如：25%表示电动机在10min的一个周期内，运行2.5min，停歇7.5min。适用于升降机、起重机等设备。2.8接法国家规定：凡3KW及以下者采用星型接法；4KW及以上者采用三角形接法。2.9绝缘等级与温升 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 绝缘等级表示电动机所用绝缘材料的耐热等级。A级绝缘允许极限温度为105℃；E级绝缘允许极限温度为120℃；B级绝缘允许极限温度为130℃；F级绝缘允许极限温度为155℃；H级绝缘允许极限温度为180℃以上。工作温度超过允许值，会加速绝缘材料的老化，使电动机的寿命缩短，甚至烧毁。2.10启动转矩与启动能力电动机加上额定电压启动（转速为零）时的电磁转矩称为启动转矩。启动转矩TQ与额定转矩TN之比称为启动转矩倍数，及启动转矩倍数=TQ/TN，是异步电动机启动性能的一个重要指标。启动转矩越大电动机加速度越大，启动过程越短，带重负载启动的能力也越大说明启动性能好。反之则为启动性能不好。而且因启动时间长，还会引起电动机绕组过热。根据国家规定，一般异步电动机的启动转矩倍数都在1.2～2之间。2.11最大转矩与过载能力p264电动机过载能力，一般在1.8～3的范围之间。2.12额定转矩2.13效率ηη=(输出功率/输入功率)*100%=(P2/P1)*100%按照能量守恒定律，输入功率等于损耗功率与输出功率之和。一般异步电动机在额定负载下其效率为75%～92%。异步电动机的效率也随着负载的大小而变化：空载时效率为零；负载越大，效率也越高。当负载在额定负载的0.7～1范围内，效率最高，运行最经济。3、异步电动机的启动电动机加上额定电压且转速为零（静止）时的线电流，称为启动电流。当电动机的定子绕组接入三相电源后，旋转磁场便开始以同步转速转动。但转子由于惯性的原因并未马上转动。即在电动机刚启动的瞬间，因n=0，s=1，旋转磁场以最大速度切割转子绕组，便在转子绕组中产生较大的感应电动势，又由于转子绕组的阻抗很小，将通过很大的感应电流。和变压器原理一样，因此，定子绕组中也随着出现很大的启动电流，其值为额定电流的4～7倍，这样大的启动电流首先是使电网电压瞬间下降，这不仅使该台电动机启动困难，还会影响到电源线路上其他电动机的正常运行（因为电动机的磁场转矩与电压的平方成正比）。若启动频繁时，由于热量的积累还将造成电动机绕组的绝缘老化，缩短电动机的使用寿命。使用大中型异步电动机在启动时，要把启动电流限制在一定数值内，一般取额定电流的2～2.5倍。所以启动电流也是异步电动机启动性能的重要指标。3.1笼型异步电动机的启动3.1.1全压启动一般情况下，10KW以上的电动机都不宜全压启动，应用降压启动。3.1.2降压启动利用启动设备将电压适当降低后再加到电动机的定子绕组上启动，以限制电动机的启动电流，等电动机转速升高后，再使电动机定子绕组上的电压恢复至额定值，这种方法称为降压启动。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 由于电动机转矩与电压的平方成正比，所以降压启动时的启动转矩将大为降低，因此，降压启动方法仅适用于空载或轻载启动。降压启动有下列三种方法：（1）星形—三角形（Y—Δ）降压启动；（2）自耦变压器降压启动；（3）延边三角形降压启动。讲解：分别讲解三种降压启动线路。3.2绕线式异步电动机的启动绕线式异步电动机是用三相启动变阻器来启动的。变阻器通过电刷与滑环串联在转子电路中。启动前，将变阻器调到最大位置，使电阻全部接入转子电路；然后，随着电动机转速逐渐升高，将启动电阻逐级切除，直到启动完毕后，通过短路装置将电阻全部切除，并将转子绕组短接。转子电路中接入变阻器后，可限制启动电流增大。绕线式异步电动机适用于启动转矩大、启动频繁、要求启动时间短和重载启动的机械设备。4、异步电动机的运行于维护4.1电动机运行4.1.1基本要求（1）在额定冷却空气温度（一般为35℃）下，电动机可按铭牌规定的额定数据运行；当冷却空气温度与额定值不同时，可参照下述规定运行：①当冷却空气温度t低于35℃时，电动机的功率可以较额定功率提高（35-t）%，但最多不应超过8%～10%。②当冷却空气t高于35℃时，电动机功率应较额定功率降低（t-35℃）%。（2）温升（℃）=实际温度（℃）-冷却介质温度（℃）式中的介质温度一般为环境温度。（3）电动机一般可在额定电压变动-5%～+10%的范围内运行，其额定出力不变。（4）电动机在按额定出力运行时，相间电压不平衡程度不得超过5%。（7）直流电动机在运行时，其换向器上可能出现火花。如无特殊要求，且在额定状态下运行时，火花等级不应大于11/2级；在短时过电流或短时过转矩时，不应超过2级；3级火花仅允许在直接启动或逆转瞬间出现。直流电动机电刷下火花等级的特征：分别讲解p2724.1.2电动机启动前的要求（1）对新投入或大修后投入运行的电动机的要求①三相交流电动机定子绕组、绕线式转子绕组的三相直流电阻偏差应小于2%.当电源的三相电压平衡时，三相电流中任一相与三相平均值的偏差不得超过10%.4.2电动机的运行监视与维护p273◎滑动轴承不得超过80℃；滚动轴承不得超过100℃.5、异步电动机的常见故障与处理p2765.1电动机不能启动或达不到额定转速的原因与处理方法 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 5.2电动机声音不正常或震动的原因及处理方法◎电动机启动时，启动电流很大，如接地现象严重，会产生响声，震动也特别厉害，但启动后会趋于好转。这是因为电动机的绕组有接地处，造成磁场严重不均匀而产生的，应用兆欧表检查线圈是否接地。5.3电动机过热的原因及处理方法◎电动机外部接线错误，有以下两种情况：（1）Δ形误接成Y形:导致空载时电流很小，轻载时虽可带动负载，但电流超过额定值，使电动机发热。（2）Y形误接成Δ形：导致空载时电流大于额定电流，使电动机温度迅速升高。5.4电动机轴承过热的原因及处理方法5.5绕线式电动机电刷冒火或滑环过热的原因及处理方法 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第十二章电动工具及移动式电气设备 教学目的 了解手动式电动工具的分类与结构；掌握手动式电动工具的安全性能要求；熟练掌握手动式电动工具的安全技术措施和使用手动式电动工具的管理方法 重点与难点 教学重点 1、手动式电动工具的安全技术措施2、手动式电动工具的管理 教学难点 手动式电动工具的结构及原理 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节基本分类与结构 1 第二节安全性能要求 2 第三节安全技术措施 2 第四节工具管理 1 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 第十二章电动工具及移动式电气设备手持式电动工具及移动式电气设备由于在使用中需要经常挪动，且与人体紧密接触，触电的几率和触电的危险性较大，所以在使用、管理、维修时应给予特别重视。1、基本分类与结构1.1基本分类1.1.1根据手持式电动工具不同的应用范围分类，可分为：（1）金属切削类；（2）砂磨类；（3）装配类（电动扳手、电动螺丝刀等）；（4）林木类；（5）农牧类；（6）建筑道路类；（7）铁道类；（8）矿山类；（9）其他类。1.1.2根据触电保护特性分类按电击防护条件，电气设备分为：0类、0Ⅰ类、Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类0类、0Ⅰ类和Ⅰ类设备：都是仅有工作绝缘（基本绝缘）的设备，而且都可以带有Ⅱ类设备或Ⅲ类设备的附件。所不同的是：0类设备外壳上和内部不带电导体上都没有接地端子（保护导体接线端子）；0Ⅰ类设备的外壳上有接地端子；Ⅰ类设备外壳上没有接地端子，但内部有接地端子，自设备内引出带有保护插头的电源线；Ⅱ类是带有双重绝缘或加强绝缘的设备；Ⅲ类设备是安全电压的设备。Ⅱ类和Ⅲ类设备都不必采取保护接地或保护接零措施。◎手持式电动工具没有0类和Ⅰ类产品。市售手持式电动工具绝大多数都是Ⅱ类设备。移动式电气设备大部分是0Ⅰ类和Ⅰ类设备。1.2基本结构手持式电动工具一般由驱动部分、传动部分、控制部分、绝缘和机械防护部分组成。1.2.1驱动部分在工具中，一般由电动机驱动它的传动部分。另外，电动机还可以间接驱动，如手持式电动液压剪，它是由电动机驱动液压泵，液压泵产生液压能，然后液压流体驱动液压缸，使液压剪正常工作。许多不同类型的手持式电动工具采用单相串励电动机作为驱动部件。单相串励电动机转速高、体积小、启动转矩大、转速可调，既可在直流电源上使用，也可在单相交流电源上使用。所以，单相串励电动机又称通用电动机，或称交直流两用电动机。1.2.2传动部分传动机构是工具的重要组成部分。它的作用是能量传递和运动形式转换。1.2.3控制部分工具的控制部分包括开关、插头、电缆及控制装置等。1.2.4绝缘和机械防护部分绝缘部分是工具中绝缘材料所构成的部件。机械防护部分是指工具的外壳和机械保护罩等。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 1.3合理选用1.3.1各类工具的特点Ⅰ类和Ⅱ类工具的电压一般是220v或380v，Ⅲ类工具过去采用36v，现在“国标”规定为42v，需要专用变压器。Ⅱ类工具是发展的方向，使用起来安全可靠。在使用Ⅰ类工具时必须采用其他附加安全保护措施，如漏电保护器、安全隔离变压器等。Ⅱ类工具比Ⅰ类工具安全可靠，表现为工具本身除基本绝缘外，还有一层独立的附加绝缘，当基本绝缘损坏时，操作者仍能与带电体隔离，不致触电。Ⅲ类工具（即42v以下安全电压工具），由于用安全隔离变压器作为独立电源，在使用时，即使外壳漏电，因流过人体的电流很小，一般不会发生触电事故。1.3.2选用原则（1）在一般场所，应选用Ⅱ类工具。如使用Ⅰ类工具，必须采用漏电保护器或经安全隔离变压器供电。否则，使用者必须戴绝缘手套，穿绝缘鞋或站在绝缘垫上。（2）在潮湿的场所或金属构架等导电性能良好的作业场所，必须使用Ⅱ类或Ⅲ类工具。如果使用Ⅰ类工具，必须装设额定漏电动作电流不大于30mA、动作时间不大于0.1s的漏电保护器。（3）在狭窄场所如锅炉、金属容器、管道等应使用Ⅲ类工具。如果使用Ⅱ类工具，必须装设额定漏电动作电流不大于15mA、动作时间不大于0.1s的漏电保护器。不得使用Ⅰ类工具。Ⅲ类工具的安全隔离变压器，Ⅱ类工具的漏电保护器及Ⅱ类、Ⅲ类工具的控制箱和电源连接器等必须放在外面，同时应有专人在外监护。（4）在特殊环境如湿热、雨雪以及存在爆炸性或腐蚀性气体的场所，使用的工具必须符合相应防护等级的安全技术要求。2、安全性能要求2.1手持式电动工具的安全要求p285◎电源线应采用橡皮绝缘软电缆。单相用三芯电缆、三相用四芯电缆。◎Ⅰ类设备应有良好的接零或接地措施，且保护导体应与工作零线分开；保护零线（或地线）应采用截面积0.75～1.5mm2以上的多股软铜线，且保护零线（地线）最好与相线、工作零线在同一护套内。◎绝缘电阻合格。带电部分与可触及导体之间的绝缘电阻：Ⅰ类设备不低于2MΩ；Ⅱ类设备不低于7MΩ；Ⅲ类设备不低于1MΩ。交流耐压试验标准分别为950v、2800v和380v。2.2交流弧焊机的安全要求交流弧焊机的一次额定电压为380v，二次空载电压为70v左右，二次额定工作电压为30v左右。二次工作电流达数十至数百安培（A），电弧温度高达6000℃.交流弧焊机的火灾危险和电击危险都比较大。安装和使用应注意以下几点：◎安装前应检查弧焊机是否完好；绝缘电阻是否合格（一次绝缘电阻不应低于1MΩ；二次绝缘电阻不应低于0.5MΩ）。◎弧焊机一次侧熔断器熔体的额定电流略大于弧焊机的额定电流即可；但熔体的 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 额定电流应小于电源导线的许用电流。◎二次线长度一般不应超过20～30m，否则应验算电源损失。◎弧焊机外壳应当接零（或接地）。为防止高压窜入低压，二次侧接工件的一端应接地或接零。◎弧焊机一次侧低压较高，不许使用有破口或老化严重的导线；二次侧要用特制的多股铜软线，其工作接地线不许搭接在电线管或装有可燃物质的管道或容器上。2.3机械防护装置3、安全技术措施3.1保护接地或保护接零保护接地或保护接零是Ⅰ类工具的附加安全预防措施。当Ⅰ类工具采用保护接地或保护接零时，能使可触及的导电部位在基本绝缘损坏的事故中不成为危险的带电体，以保障操作者的人身安全。3.1.1保护接地或保护接零的技术要求Ⅰ类工具的保护接地或保护接零不宜单独敷设电源线必须采用三芯（单相）或四芯（三相）多股铜线橡皮护套软电缆或护套软线。保护零线（或地线）应采用截面积0.75～1.5mm2以上的多股软铜线。3.1.2保护接地或保护接零的接线方法Ⅰ类工具是采取保护接地还是采取保护接零及接地的方法正确与否直接关系到操作者的人身安全。在380/220v低压供电系统中是采用将中性点工作接地的星形连接的三相四线制。在这样的供电系统中，工具应采用保护接零。在中性点不接地的供电系统中应采取保护接地。3.2安全电压在特别危险的场合，应采用安全电压的工具（Ⅲ类），应由独立电源或具备双线圈的变压器供电。在使用Ⅲ类工具时（42v及以下电压的工具），工具的外壳不应接零（或接地）；当工具的使用电压大于24v时，必须采取防止直接接触触电的保护措施。3.3隔离变压器鉴于不接地电网中单相触电的危险性小于接地电网中的单相触电的危险性，在接地电网中，可装备一台隔离变压器，并由该隔离变压器给单相设备供电。单相变压器的变压比是1：1。隔离变压器二次侧线圈与一次侧线圈、与变压器外壳以及与大地均应保持良好的绝缘。使用隔离变压器，是将接地系统中的供电通过隔离变压器转变为不接地电网中的供电。3.4双重绝缘Ⅱ类工具在防止触电保护方面属于双重绝缘工具，不需要采用保护接地或保护接零，它是一种新型的、安全性能较高的工具。双重绝缘是指除基本绝缘（工作绝缘）之外，还有一层独立的附加绝缘。加强绝缘是指绝缘材料机械强度和绝缘性能都增强的基本绝缘，它具有与双重绝缘相同的触电保护能力。双重绝缘结构中的零部件应满足以下基本要求： 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 （1）带电零件与不可触及的金属零件之间须用工作绝缘隔开；（2）不可触及的金属零件与可触及的金属零件之间，应采用保护绝缘隔开；（3）带电零件与可触及的金属零件之间必须用双重绝缘或加强绝缘隔开。3.5熔断器保护使用熔断器属于短路保护措施，熔断器利用电流的热效应在一定电流值时融化并断开电路。熔断器额定值一般是根据铭牌上所示额定电流的1.5～2.0倍。在使用过程中常见的电流过大的故障有：过载、短路、相线通过工具的金属外壳与接地线相接触（接地故障）、三相工具的相线与相线相接触（两相短路）。上述任一故障都会导致电流过大，使熔断器的熔体融化，切断电源，达到保证操作者安全的目的。3.6绝缘安全用具指使用Ⅰ类结构工具，当采取上述漏电保护器、隔离变压器等措施有困难时，操作者必须戴绝缘手套、穿绝缘靴或站在绝缘台上。这是目前简便可行的安全措施。◎为防止机械伤害，使用手电钻时不允许戴线手套。3.7漏电保护器漏电保护器是为了防止漏电或触电的保护仪器。在潮湿的场所或金属构架上等导电性良好的作业场所，如使用Ⅰ类工具，必须装设漏电保护器。3.8使用手持式电动工具注意事项p2914、工具管理p292 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（内页） 授课章节 第十三章照明电路 教学目的 了解手照明方式和种类；掌握照明光源的选择与接线；熟练掌握照明设备的安装及故障处理方法。 重点与难点 教学重点 照明设备的安装与故障处理 教学难点 教学方法 讲解法、图例法 教学手段 多媒体、讲述 教学过程时间分配 教学内容 学时 第一节照明方式与种类 0.5 第二节照明光源的选择与接线 0.5 第三节照明设备的安装 2 第四节照明电路的故障及检修 1 课堂课堂讨论 习题课本章练习题讲解 教学过程设计 1、组织教学2、导入3、讲授新课4、练习5、小结6、作业 实验 实操演练 思考题及作业题 本章练习题讲解 教后感 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 1、照明方式与种类1.1照明方式1.1.1一般照明是指在整个场所或场所的某部分照度基本上相同的照明。1.1.2局部照明是指局限于工作部位的固定的或移动的照明，对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时宜采用局部照明。1.1.3混合照明是指一般照明与局部照明共同组成的照明。1.2照明种类1.2.1工作照明是指用来保证在照明场所正常工作时所需要的照度适合视力条件的照明。1.2.2事故照明是指当工作照明由于电气事故而熄灭后，为了继续工作或从房间内疏散人员而设置的照明。由于工作中断或误操作会引起爆炸、火灾、人身伤亡等严重事故或生产秩序长期混乱的场所要有事故照明。如变电所、风机房、调度室、宾馆、医院等。2、照明光源的选择与接线2.1普通灯泡额定电压的选择电灯额定电压的选择，主要应从人身安全的角度出发来考虑。在触电机会较多、危险性较大的场所，局部照明和手提照明应采用额定电压36v以下的安全灯，并应配用双绕组变压器降压。对于安装高度能符合规程规定（一般灯头距地不低于2m，特殊情况下不低于1.5m），触电机会较少、触电危险性较小的场所，一般采用额定电压为220v的普通照明灯。2.2照明灯具的接线结合表13-2讲解p2983、照明设备的安装照明设备包括：照明开关、插座、灯具、导线等。3.1照明开关的安装要求重点讲解2993.1.1扳动开关距地面高度一般为1.2～1.4m，距门框为150～200mm。3.1.2拉动开关距地面一般高度为2.2～2.8m，距门框为150～200mm。3.1.3在易燃易爆和特别场所，开关应分别采用防爆型、密闭型的或安装在其它处所控制。多尘潮湿场所和户外应使用防水瓷质拉线开关或加装保护箱。3.1.4暗装的开关及插座应装牢在开关盒内，开关盒应有完整的盖板。密闭式开关，保险丝不得外露，距地面的高度为1.4m。3.1.5仓库的电源开关应安装在室外。3.2照明开关的选择3.3插座的安装插座有单相二孔、单相三孔和三相四孔几种，其容量民用建筑有10A、16A。 安阳鑫龙煤业（集团）技工学校教案（附页） 教学内容 教法提示及备注 ◎插座的接线应按照“左零右火上接地”的原则进行，不得接错。安装插座时应注意以下几点：（1）不同电压的插座应有明显的区别，不得互相代替。（2）凡是携带式或移动式电器用的插座，单相应用三孔插座，三相应用四孔插座，其接地孔应与接地线或零线接牢。（3）明装插座距地面不低于1.3m，安装插座距地面不低于30cm，儿童活动场所的插座应用安全插座，或高度不低于1.8m。3.4灯具的安装要求3.4.1白炽灯、日光灯等电灯的吊线应用截面不小于0.75mm2的绝缘软线。3.4.2照明每一回路配线容量不得大于2KW。3.4.3螺口灯头的安装：在灯泡装上后，灯泡的金属螺口不应外露，且应接在零线上。3.4.4照明220v灯具的高度应符合下列要求：（1）潮湿、危险场所及户外不低于2.5m。（2）生产车间、办公室、商店、住房等一般不低于2m。（3）灯具低于上述高度，而有无安全措施的车间照明以及行灯，机床局部照明灯应使用36v以下安全电压。（4）露天照明装置应采用防水器材，高度低于2m应加防护措施，以防意外触电。（5）碘钨灯、太阳灯等特殊照明设备，应单独分路供电；不得装设在易燃易爆物品的场所。（6）在有易燃易爆、潮湿气体的场所，照明设施应采用防爆、防潮设备。3.5导线的选择及敷设方式3.6安装照明设备的注意事项p3023.7照明工程的一般技术要求3.7.1室内、室外配线，应采用电压不低于500v的绝缘导线。3.7.2下列场所应采用金属管配线：重要政治活动场所、有易燃易爆危险的场所、重要仓库。3.7.3腐蚀性场所配线，应采用全塑制品，所有接头处应密封。3.7.4冷藏库配线应采用护套线明敷，照明线路电压不应超过36v，所有控制开关设在户外。3.7.5下列场所的配线应采用铜线：重要政治活动场所、重要控制回路和二次线、移动用的导线、与剧烈震动的用电设备相连的线路、有特殊规定的其它场所。3.7.6各种明配线工程的位置，应便于检查和维修。线路水平敷设时，距地高度不应低于2.5m，垂直敷设时，不应低于1.8m。个别线段低于1.8m时，应穿管或采取其它保护措施。3.7.7每个分支路导线间及对地的绝缘电阻值，应不低于0.5MΩ，低于0.5MΩ时应作交流1000v耐压试验。4、照明线路的故障及检修照明线路的常见故障主要有短路、断路和漏电。分别讲解处理方法。P304 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