毕业设计北热源厂电气设计（动力部分和职工住宅楼照明）

引言城市集中供热系统对于冬季的北方城市来说，关系到千家万户的利益，是人民生产、生活的基本保障。能源和环境是当今世界突出的两大社会问题，这促使人们更多地意识到能源对人类的重要性，我国也正面临着越来越大的能源压力，特别是用于采暖等能耗的增加。因此，电气设计对热源厂提高能源的利用效率，提高热源质量具有重要意义。在未来的城市改造，小城市建设一定要重点考虑集中供热。本设计阐述了电气设计的总体思路，功率的计算，并对热源厂线路的设计，敷设方式的选择，控制电路的设计，住宅楼照明等方面进行了比较详细的设计。市北热源厂是阜新市热力公司下设的单位之一，是阜新市政府建设的具有代表性形象工程。装配4×14MW热水锅炉（DZL14-1.0/115/70-AII），本人此次毕业设计的主要任务是根据实际情况来完成市北热源厂的电气设计。并在此设计的基础上有所更新,通过此次毕业设计我将会对供电系统中的电机拖动和照明部分的设计与施工有着实际的锻炼机会，为即将迈入工作岗位，打下一个良好的基础。阜新地区供热方式主要是直连直供式供暖方式，整个管网采取密闭循环式，联运供热。其中外购热源两处，阜新发电厂启用20万发电机组代替原供热1#机组采用了低温水大流量备压式供热方式，供热能力达到了130万平方米；市热电厂启用新安装90吨蒸汽锅炉，采用低温水大流量备压式供热方式，使供热能力达到了130万平方米，并且引入了蒸汽管线，提供200吨／h的蒸汽。热力总公司共自建热源4处，共有热水锅炉14台，总吨位290吨，拥有换热站5座，总换热能力110万平方米，热网总长度310公里。其中供热三所有3台10吨热水锅炉，并新建汽水换热站，利用热电厂蒸汽管线，三所总供热能力可达到40万平方米；市北热源厂原有40吨热水锅3台，2002年叉新安装同型号锅炉1台，供热能力可达145万平方米。西苑热源厂有20吨热水锅炉3台，供热能力55万平方米；供热五所原有20吨热水锅炉4台，2002年在原有基础上又新建开发区热源厂，安装35吨蒸汽炉2台，五所总供热能力可达到130万平方米。1技术交底此设计是以委托单位的要求为依据而设计的。提供的前期资料及要求如下：1）．用电负荷表1.1设备一览表Tab1.1equipmenttable---------------------------------------------------------------------设备序号设备名称设备容量(kw)---------------------------------------------------------------------1M1#循环水泵2602M2#循环水泵2603M3#循环水泵260 4M4#循环水泵2605M1#补水泵116M2#补水泵117M1#清水加压泵158M2#清水加压泵159M1#炉引风机7510M1#炉鼓风机5511M2#炉引风机7512M2#炉鼓风机5513M3#炉引风机7514M3#炉鼓风机5515M4#炉引风机7516M4#炉鼓风机5517M1#皮带机5.518M2#皮带机5.519M给煤机2.220M1#除渣机7.521M2#除渣机7.522M1#炉排机1.523M2#炉排机1.524M3#炉排机1.525M4#炉排机1.5-------------------------------------------------------------------------------------------------------2）．性能要求上煤系统采用连锁启动,水平皮带机启动,然后斜坡皮带机启动,最后是给煤机启动,并保持一定的延时.除渣机系统也要采用连锁启动,及17M先启动,然后18M再启动,同时保持一定的延时.控制按钮要求就地控制.3）．厂房土建图及工艺布置图应由《建筑电气安装图集》选取。4）．进户线电源位置及进户方式应按《工业企业照明设计标准》（TJ34—79）规定的要求进行，工程施工验收标准按《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ232—82）执行。5）．变电所部分已委托阜新热力研究院设计，本设计只考虑低压部分。2电缆的选择与铺设2.1负荷计算需求系数法确定计算负荷按自配线路上之用电设备组的多台设备上不可能都同时运转，即使都运行的设备又不可能都是满负荷，因此对工业用电设备组的负荷计算，可采用需用系数法计算。如表2.1表2.1用电设备组的需要系数及功率因数值[2]Tab.2.1Demandcoefficientandthevalueofpowersubmultipleofelectric-equipments小批和单独生产的冷加工机床电动机0.16～3大批和流水作业生产的热加工机床电动机0.3～0.450.661.17大批和流水作业生产的热加工机床电动机0.3～0.450.661.17用电设备组名称需用系数Kx最大容量设备台数n通风机、水泵、空压机及电动发电机组电动机0.75~0.8550.80.75锅炉房和机修、机加、装配等类车间的吊车（）0.1~0.1530.51.73电弧熔炉0.9-0.870.57自动弧焊变压器0.5-0.42.29生产厂房及办公室、实验室照明0.8~1-10变电所、仓库照明0.5~0.1-10宿舍（生活区）照明0.6~0.8-10室外照明1-10事故照明1-10按需用系数法确定三相用电设备的有功计算负荷Pc时，就是将三相用电设备的设备容量乘以一个需用系数，即：（2-1）式中Pc—设备总容量（不计备用容量），kW；Kd—需用系数，它与用电设备的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗等因数有关。必须注意：当设备台数较多时，需要系数值一般比较底；如果设备台数较少时，则需要用系数值就应适当的取大．如果只是一两台设备，则需要系数取１，即有功计算负荷可认为等于设备容量．相应的，在设备台数较少时，功率因数也应该响应的取大．利用公式（3-1）确定了三相用电设备组有功计算负荷Pc以后，必要时可按下式确定无功计算负荷Qc：（2-2）可按下式确定计算负荷Sc：或（2-3）可按下式确定计算电流Ic：或（2-4）式中Ue—三相用电设备的额定电压（kV）；cosф和tgф—用电设备组的平均功率因数及对应的正切值。具体计算过程如下：此处4台循环水泵有一台备用，补水泵4台有一台备用，查表Kd取0.75～0.85cosф=0.8tgф=0.75以下设备需用系数均取1即有功功率负荷可以认为等于设备容量。1#、2#、3#、4#循环水泵Pe=Pc=260kWη=97%此处cosф1#、2#、3#、4#补水泵Pe=Pc=7.5kWη=98%1＃、2＃清水加压泵η=97%1＃、2＃、3＃、4＃炉引风机η=97%1＃、2＃、3＃、4＃炉鼓风机η=97%水平皮带机、斜坡皮带机η=95%给煤机η=98%1＃、2＃除渣机η=98%1＃、2＃、3＃、4＃炉排机η=98%尖峰电流的计算尖峰电流是持续1～2S的短时最大负荷电流，计算电压波动，选择熔断器、自动开关，整定继续电保护装置及检验电动机自起动条件等。单台用电设备的尖峰电流按下式计算：式中——用电设备的额定电流（A）——用电设备的起动电流倍数；鼠笼式电动机为6～7，线绕式电动机为2～3，直流电动机为1.7，电焊变压器为3或稍大。具体计算过程如下：由于系统采用的是鼠笼式电动机，故取71＃、2＃、3＃、4＃循环水泵1＃、2＃补水泵1＃、2＃清水加压泵1＃、2＃、3＃、4＃炉引风机1＃、2＃、3＃、4＃炉鼓风机水平皮带机、斜坡皮带机给煤机1＃、2＃除渣机1＃、2＃、3＃、4＃炉排机2.2导线和电缆导线的选择导线材料是超导材料铌和锡的化合物,再有就是我们大家都知道的银，但这两种材料的成本太高，一般没人用（磁悬浮用的就是超导材料），我们平时接触到的导线一般用铝和铜，铝在以前常用，它对电的阻抗较小，不易生锈，质软不易折断，造价便宜，但铝制导线只能制作单根硬线，不能用在经常活动的设备或电器上，否则还是会被折断，而且耐高温能力低，长时间在高温条件下使用会缩短使用寿命。铜相对于铝来说性能有了很大的提升，它的电阻抗小，不易生锈，质软而且可以制成多股软线，大大提高了屈折次数，可以安装在移动设备上，使用寿命比铝大大提高，所以我们一般见到的导线是铜制导线。在导线选材上，如果要求较高，可考虑银制或超导，如果是一般用途就用铜制的。1）选择导线的建议：1．一般使用铜线。而铁或镍铬合金线仅在某些实验中作为被研究的样品，或者是接入部分线路中作为电阻，决不能作为连接线路用的导线；2．如果导线的电阻无关紧要，可以使用纱包铜线──例如规格为24＃（直径为0．5588mm）的纱包线。实际上用作导线的裸铜线的安全电流比参数表中的导线的安全电流大很多倍。因此，24＃铜线的负载能力，实际上完全适合于本书所述的全部实验工作；3．在保证正常工作的前提下，如果希望导线的电阻尽可能小──例如在惠斯登电桥线路中接入标准电阻──最好用铜片或多股纱包铜线。4．记住24＃铜线的电阻率约为0．07Ω／m。5．为了消除通电导线的磁效应，应当使用多股花线，或者多股绝缘导线绞在一起。2）低压供电线路导线选择对于照明及电热负荷，导线安全载流量（A）≥所有电具的额定电流之和。对于动力负荷，当使用一台电动机时，导线安全载流量（A）≥电动机的额定电流。当使用多台电动机时，导线安全载流量（A）≥容量最大的一台电动机额定电流+其余电动机的计算负荷电流。3）导线与熔断器之间的关系为照明线路，导线安全载流量≥熔体额定电流。动力线路，导线安全载流量×（1.5－1.8）≥熔体额定电流。三相四线制中性线的载流量应为相线载流量的50?及以上，二相三线或单相线路的中性线载面与相线相同。对于配电线路还应考虑在负荷电流通过线路时要产生的电压损耗或电压降落。低压配电线路的电压损耗，一般不宜超过4?。什么是电线电缆电线电缆是指用于电力、通信及相关传输用途的材料。“电线”和“电缆”并没有严格的界限。主要包括裸线、电磁线及电机电器用绝缘电线、电力电缆、通信电缆与光缆。电线与电缆的区分电线是由一根或几根柔软的导线组成，外面包以轻软的护层；电缆是由一根或几根绝缘包导线组成，外面再包以金属或橡皮制的坚韧外层。电缆与电线一般都由芯线、绝缘包皮和保护外皮三个组成部分组成。其实，“电线”和“电缆”并没有严格的界限。通常将芯数少、产品直径小、结构简单的产品称为电线，没有绝缘的称为裸电线，其他的称为电缆；导体截面积较大的(大于6平方毫米)称为大电线，较小的(小于或等于6平方毫米)称为小电线，绝缘电线又称为布电线。电线电缆产品的分类:

1、裸电线及裸导体制品

本类产品的主要特征是：纯的导体金属，无绝缘及护套层，如钢芯铝绞线、铜铝汇流排、电力机车线等；加工工艺主要是压力加工，如熔炼、压延、拉制、绞合/紧压绞合等；产品主要用在城郊、农村、用户主线、开关柜等。

2、电力电缆电力电缆的组成方式应该是：导电线芯、绝缘层、保护层组成的。详细分类（高压,低压就不说了）：导电线芯、内半导层、绝缘层、外半导层、铜屏蔽、填充物、内衬层、双钢带保护层、外护层。这些部分组成！

产品主要用在发、配、输、变、供电线路中的强电电能传输，通过的电流大(几十安至几千安)、电压高(220V至500kV及以上)。

3、电气装备用电线电缆

该类产品主要特征是：品种规格繁多，应用范围广泛，使用电压在1kV及以下较多，面对特殊场合不断衍生新的产品，如耐火线缆、阻燃线缆、低烟无卤/低烟低卤线缆、防白蚁、防老鼠线缆、耐油/耐寒/耐温/耐磨线缆、医用/农用/矿用线缆、薄壁电线等。

4、通讯电缆及光纤

随着近二十多年来，通讯行业的飞速发展，产品也有惊人的发展速度。从过去的简单的电报线缆发展到几千对的话缆、同轴缆、光缆、数据电缆，甚至组合通讯缆等。该类产品结构尺寸通常较小而均匀，制造精度要求高。

5、电磁线(绕组线)

主要用于各种电机、仪器仪表等。电线和电缆的载流量照明电源的计算电流半小时最大值是26.2A，所以选3×6+1×4的电缆；1＃、2＃、3＃、4＃循环水泵的计算电流是442A，所以选3×240+1×95的电缆；1＃、2＃补水泵的计算电流是19A，所以选3×6+1×4的电缆；1＃、2＃清水加压泵的计算电流值是26A，所以选3×6+1×4的电缆；1＃、2＃炉引风机的计算电流是128A，所以选3×70+1×35电缆；1＃、2＃炉鼓风机的计算电流是94A，所以选3×50+1×25电缆；水平皮带机、斜坡皮带机计算电流是10A，所以选3×4+1×2.5的电缆；给煤机的计算电流是4A，所以选3×4+1×2.5的电缆；1＃、2＃除渣机的计算电流是13A，所以选3×4+1×2.5的电缆；1＃、2＃、3＃、4＃炉排机计算电流是3A，所以选3×4+1×2.5电缆；低压线路在敷设完工以后接电之前，应进行绝缘电阻测量：用500V摇表测量线路装置的每一分路以及总熔断器和熔断器之间的线段导线间和导线对大地间绝缘电阻，绝缘电阻不应小于下列数值：相对零或地≥0.22MΩ;

相对相≥0.38MΩ

对于36V安全低压线路,绝缘电阻也不应小于0.22MΩ。导线安全载流量1－10mm2≈5安10mm2≈50安16－25mm2≈4安25mm2≈100安35－50mm2≈3安50mm2≈150安70－95mm2≈2.5安95mm2≈237.5安120mm2以上平方为2安电缆载流量是电缆运行中受环境条件和负荷影响的重要动态运行参数，其更要性涉及输电线路的安全可靠、经济合理的运行以及电缆寿命等问题。表2-2聚氯乙烯绝缘电力电缆在空气中敷设的载流量（A）℃Tab.2-2Polyvinylchloridecablelaysdownofcurrentcapacityintheair（A）主线芯截面(mm2)中性线截面(mm2)1KV(四芯)25303540铜芯42.519171615643736333010652484441166706760552510948781743510110939085502514012712311770351841721591459535226211195178120402602432242051505030128126023818550345322298272240影响载流量的因素

1绝缘材料的最高运行温度电线、电缆载流量与绝缘材料的最高运行温度有关，导体的负荷在正常持续运行中产生的温升不应超过表规定的温度极限。表各类绝缘最高运行温度绝缘类型温度限值（℃）聚氯乙烯（PVC）70（导体）交联聚乙烯（XLPE）90（导体）乙丙橡胶（EPR）90（导体）矿物绝缘（PVC护套或可触及的裸护套）电缆70（护套）矿物绝缘（不允许触及和不与可燃物相接触的裸护套电缆）105（护套）表列出的是额定电压不超过交流1KV或直流1.5KV无铠装电缆和绝缘导线的最高运行温度。对电线的最高运行温度，是指导体的温度，不是绝缘材料表面的温度，绝缘材料表面的温度低于导体的温度，而且和通风条件有关，通风越好，绝缘材料表面的温度越低。

电缆的最高运行温度与电线不同，是指护套的温度，护套主要是起保护绝缘作用，因此电缆绝缘护套材料的最高运行温度比电线的绝缘材料高。

电线电缆的温升与施加在电线电缆上的电压无关，只与通过的电流有关。在相同的截面下，通过的电流越大，电线电缆的温升越高。

电缆所处的环境温度应以一年中温度最高的月份计算。当整根电缆各段所处的环境温度不同时，应以最高处的温度计算。

在大楼内敷设电缆，电缆所处的环境温度通常比人活动的场所温度高得多，而且通风条件也差，作为物业管理人员发现某区域电缆普遍温升较高时，必须立即采取通风措施；若个别电缆温升特别高，则对此电缆要减少负荷。

2电缆敷设方式校正系数

电缆敷设方式非常多，以桥架为例，可敷设在无孔托盘内、有孔托盘内、托架上、梯架上，有盖或无盖。敷设方式不同，校正系数也不同，这里不再列举。

工程中发现大量采用有盖无孔托盘式桥架，这对电缆散热是不利的。在不需要电磁屏蔽、不需要防小动物的场所，建议采用无盖有孔托盘式桥架；当电缆垂直敷设时，则应采用梯架式桥架。2.3电缆桥架电缆的配线形式有很多种，其中包括有有裸导体配线，绝缘导线明敷配线、钢管配线、母槽配线和电缆桥架配线。本设计主要采用桥架配线。电缆桥架简介电缆桥架适用于电压在10kV以下的电力电缆，以及控制电缆、照明配线等室内外架空电缆沟、隧道的敷设。桥架的分类1槽式桥架槽式电缆桥架是一种全封闭型电缆桥架。它最适用于敷设计算机电缆、信电缆、热电偶电缆及其它高敏系统的控制电缆等。它对控制电缆的屏蔽干扰和重腐蚀环境中电缆的防护都有较好效果。槽式电缆桥架护罩随槽体配套供货，其他配件与梯级式、托盘式桥架通用。2托盘式桥架托盘式缆桥架是石油、化工、轻工、电视、电讯等方面应用最广泛的一种。它具有重理轻、载荷大、造型美观、结构简单、安装方便等优点。它既适用于动力电缆的安装，也透用于控制电缆的敷设。托盘式电缆桥架其表面处理分为镀和喷漆两种，在重腐蚀环境中可特殊防腐处理。托盘式电缆桥架备有护罩，需要配护罩时可在订货时注明或按照护罩型号订货，其所有配件与托盘式、槽式桥架通用。本标准之外的规格，用户可根据自己的需要来图、来函或面洽订货。3梯级式桥架梯级式电缆桥架是根据国内外有关资料而改进设计的。它具有重量轻、成本低、造型别具一格、安装方便、散热、透气性好等优点。它适用于一般直径较大电缆的敷设，特别适用于高、低压动力电缆的敷设。梯级式电缆桥架备有护罩，需要配护罩时可在订货时注明或按照护罩型号订货，其所有配件与托盘式、槽式桥架通用。梯级式电缆桥架其表面处理分为静电喷塑、镀锌、镀漆三种。在生腐蚀环境中可特殊防腐处理。用户所需梯级电缆桥架加超出本标准范围的品种规格，亦可来图、来函或面洽，我厂尽可能满足您的需要。4组合式桥架

组合式电缆桥架是一种最新型桥架，是电缆桥架系列中的第二代产品，它适用各项工程各个单位、各种电缆的敷设，它具有结构简单、配置灵活、安装方便，型式新颖等优点。

组合式电缆桥架只要采用宽100、150、200mm的三种基型就可以组装成您所需要尺寸的电缆桥架，它不需生产弯通、三通等配件就可以根据现场安装需要任意转向、变宽、分支、引上、引下。在任意部位，不需要打孔，焊接后就可用管引出，它既可方便工程设计，又方便生产运输，更方便安装施工，是目前电缆桥架中最理想的产品。5其他类型大跨距桥架，防火桥架，阻燃玻璃钢桥架，抗腐蚀铝合金桥架。桥架的尺寸选择与计算电缆桥架的截荷G的计算：其中:q为各个电缆每单位的长的重量（kg/m）；N为相应的电缆的根数；G应小于电缆桥架的允许载荷。当电缆桥架在室外或带护罩时，还应计入水载和风载等因素。电缆桥架宽度b的计算：电力电缆其中：d为各电缆直径；n为相应的电缆直径的根数；k为电缆间距（k值最小不能小于d/4）.2.控制电缆桥架的宽度b的计算：电缆的总面积：需要的托架截面积为：式中：h为电缆桥架净高。桥架的安装本设计选用托盘式直通桥架XQJ—P—01，托盘式水平弯通XQJ—P—02和托盘式水平三通XQJ—P—03，数据表见2-3、2-4、2-5。表2-3托盘式直通桥架XQJ—P—01Tab.2-3StraightborebridgeshelfoftraysalverXQJ—P—01序号型号bh重量备注1P—01—6—22006015.65高度h为60时，100时，两端各6只连接孔2P—01—10—210022.853P—01—15—215029.824P—01—6—33006026.405P—01—10—310029.196P—01—15—315035.147P—01—6—44006039.648P—01—10—410044.949P—01—15—415051.52高度h为120时，两端各12只连接孔10P—01—6—55006046.3511P—01—10—510051.5212P—01—15—515058.1213P—01—6—66006057.1214P—01—10—610058.1415P—01—15—615064.7016P—01—6—88006065.9617P—01—10—810071.3318P—01—15—815081.90表2-4托盘式水平弯通XQJ—P—02Tab.2-4HorizonbendoftraysalverXQJ—P—02序号型号bHL重量备注1P—02—6—2200605006.63高度h为60时，100时，两端各6只连接孔2P—02—10—22001005008.033P—02—15—220015060012.604P—02—6—3300606009.505P—02—10—330010060010.996P—02—15—330015070017.487P—02—6—44006070019.238P—02—10—440010070021.80高度h为150时，两端各12只连接孔9P—02—15—440015080029.6110P—02—6—55006080025.2211P—02—10—550010080028.1912P—02—15—515090036.9413P—02—6—66006031.8714P—02—10—610035.0415P—02—15—6150100044.5916P—02—6—88006041.8717P—02—10—8100110046.8018P—02—15—8150120063.22表2-5托盘式水平三通XQJ—P—03Tab.2-5HorizontalthreedirectlinkesoftraysalverXQJ—P—03序号型号bhL1L2重量备注1P—03—6—2200608005006.63高度h为60时，100时，两端各6只连接孔2P—03—10—21008.033P—03—15—2150100060012.604P—03—6—3300609009.505P—03—10—310010.996P—03—15—3150110070017.487P—03—6—440060100019.238P—03—10—410021.809P—03—15—4150120080029.61高度h为120时，两端各12只连接孔10P—03—6—550060110025.2211P—03—10—510028.1912P—03—15—5150130090036.9413P—03—6—660060120031.8714P—03—10—610035.0715P—03—15—61501400100044.5916P—03—6—880060110041.8717P—03—10—810046.8018P—03—15—81501600120063.22本设计中用到的托盘有XQJ—P—01—10—2，XQJ—P—01—10—3，XQJ—P—01—10—5，XQJ—P—01—10—6，XQJ—P—02—10—3，XQJ—P—02—10—6，XQJ—P—03—10—3，具体位置请参照动力平面图。3低压控制电路及电路中的常用电器3.1低压控制电路低压控制电路是由许多的低压电器组成的，低压控制电路的性能和作用是与其使用的低压电器的种类息息相关的。什么是低压电器？低压电器是指电压在1O00V以下的电路中，用来对电能起开关、控制、保护和调节作用的电器设备，指工作在交流电压为1000V及以下电路中的电器设备。这与电业安全工作规程上规定的对地电压为250V及以下的设备为低压设备的概念有所不同。前者是从制造角度考虑，后者是从安全角度来考虑的，但二者并不矛盾，因为在发配电系统中，低压电器是指380V配电系统，因此，在实际工作中，低电压电器是指380V及以下电压等级中使用的电器设备。我国低压电器产品的销售市场主要在国内。低压电器生产厂家的产品绝大多数由低压成套设备厂家所购买，然后组装成配电屏、动力配电箱、保护屏、控制屏等低压成套装置再卖给用户，是为发电设备、配电设备、电气传动自动控制设备等配套的产品。低压电器的种类及其作用常用的低压器有熔断器、扦销、单极开关、刀开关、胶盖闸刀开关、铁壳开关、交流接触器、按钮开关、磁力启动器、自动空气开关等。1、断路器：塑料外壳式断路器；框架式断路器；限流式断路器；漏电保护断路器；灭磁断路器；直流快速断路器。作用：用于电路过负荷保护、短路保护，欠电压保护、漏电流保护等，也可以用于不频繁接通和断开电路。2、熔断器：有填料熔断器；无填料熔断器；半封闭插入式熔断器；快速熔断器；自复熔断器。作用：只要用于电路的短路保护，也可用于电路的过载保护。3、刀开关：开关板用开关；负荷开关；熔断器式刀开关。作用：主要用于电路的隔离，有时也能分断一定的负荷。4、转换开关：组合开关，换向开关。作用：主要用于两种以上电源的切换，也可用于负荷的通断或电路的切换。5、接触器：交流接触器；支流接触器；真空接触器；半导体接触器。作用：主要用于远距离频繁控制负荷，用来带负荷切断电路。6、继电器：电流继电器；电压继电器；时间继电器；中间继电器；温度继电器；热继电器。作用：主要用于控制电路中，将被控制量的值转换为控制电路所能接受的电量数据或开关信号。7、启动器：全压启动器；星三角启动器；真空启动器；敏捷启动器；减压启动器。作用：主要用于电动机的启动。8、控制器：凸轮控制器；平面控制器；鼓形控制器。作用：主要用于控制回路中的切换。9、主令电器：按钮；限位开关；微动开关；万能转换开关；接近开关；程序开关；脚踏开关。作用：主要用于发布命令和程序控制。10、电磁铁：起重电磁铁；牵引电磁铁；制动电磁铁，作用：主要用于起重、牵引、制动等动作较为简单的场所。3.2断路器的选择断路器的选择必须按正常的工作条件进行选择，并且按断路情况校验其热稳定和动稳定。此外，还应考虑电器安装地点的环境条件，当气温、风速、温度、污秽等级、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等环境条件超过一般电器使用条件时，应采取有效措施。断路器的作用断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。而高压断路器要开断1500V，电流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。

1、正常情况下接通和断开高压电路中的空载及负荷电流。

2、在系统发生故障时能与保护装置和自动装置相配合,迅速切断故障电流，防止事故扩大，从而保证系统安全运行。

从其实断路器就是一种开关，它和其他普通开关的不同点主要在：。一般情况下断路器本身不存在润滑方面的问题,需要润滑的常常是它的操动机构。高压断路器对高压断路器有以下几个方面的要求，这些要求在断路器的基本技术参数上得到体现。

(1)断路器在额定条件下（额定电压、额定电流）可以长期工作。

(2)应有足够的开断能力，并保证有足够的热稳定和动稳定（开断电流、额定关合电流、极限通过电流、热稳定电流）。

(3)具有尽可能短的开断时间，这对减少电网的故障时间，减轻故障设备的损害，提高系统稳定性都是有利的。

(4)结构简单、价格低廉、体积小、重量轻、便于安装。高压断路器是发电站、变电所配电装置中的重要电气设备，它用来切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。以下是常用的几种断路器：ace-mec空气断路器、dw13-35户外多油断路器、lw17a-126系列sf6断路器、zn28a-12高压真空断路器。常用断路器的特点：1.多油断路器实现简单、价格便宜，但由于用油量大、体积大、检修工作量大、且易发生爆炸和火灾现象，一般情况下不采用。

2.少油断路器用油少、油箱结构小而坚固，具有节省材料、防爆防火特点。少油断路器使用安全，使配电装置大大简化，体积小、便于运输、目前被大量采用。

3.空气断路器断路能力大、动作时间快、尺寸小、重量轻、无火灾危险，但结构复杂、价格贵、需要装设压缩空气系统等，主要用于110KV及以上对电气参数及断路时间有较高要求的系统中。

4.SF6电气性能好、断口电压可较高。设备的操作维护和检修都很方便、检修周期长而且它的开断性能好、占地面积小、特别是发展SF6封闭组合电器可大大减少变电所的占地面积。SF6断路器广泛应用于90年代，目前我国已成功生产和研制了220、330、500KV的SF6断路器。

吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。3.3熔断器什么是熔断器？熔断器其实就是一种短路保护器，广泛用于配电系统喝控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。工作时，熔断器串连在被保护的电路中。当电路发生短路或严重过载时，熔断器中的熔断体将自动熔断，起到保护作用，最常见的就是保险丝。另外还有断路器,俗称"空气开关",也是一种短路保护器,当过流时,它会自动跳闸,起到保护作用;熔断器、断路器都是保护电器。但它们不是一样.断路器是总称，它分为两种——框架式断路器和塑料外壳式断路器。框架式断路器俗称万能断路器；塑料外壳式断路器俗称空气开头。他们具有短路和过载保护，可重复使用。寿命一般在几千次到几万次。熔断器是靠熔体熔化保护线路的一种电器，不可重复使用。保护以后需要更换熔体。熔断器与断路器的区别:他们相同点是都能实现短路保护，熔断器的原理是利用电流流经导体会使导体发热，达到导体的熔点后导体融化所以断开电路保护用电器和线路不被烧坏。它是热量的一个累积，所以也可以实现过载保护。一旦熔体烧毁就要更换熔体。断路器也可以实现线路的短路和过载保护，不过原理不一样，它是通过电流底磁效应实现断路保护，通过电流的热效应实现过载保护。具体到实际中，当电路中的用电负荷长时间接近于所用熔断器的负荷时，熔断器会逐渐加热，直至熔断。像上面贴子说的，熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果起到对线路进行保护的作用，它是一次性的。而断路器是电路中的电流突然加大，超过断路器的负荷时，会自动断开，它是对电路一个瞬间电流加大的保护，例如当漏电很大时，或短路时，或瞬间电流很大时的保护。当查明原因，可以合闸继续使用。像上面贴子说的，熔断器的熔断是电流和时间共同作用的结果，而断路器，只要电流一过其设定值就会跳闸，时间作用几乎可以不用考虑。断路器是现在低压配电常用的元件。熔断器作用：当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。如果电路中安装了断路器就可以不用熔断器，热继电器需要与交流接触器配合使用，因过载时热继电器上的触点断开切断控制回路，目前熔断器一般多用于控制回路。3.4接触器什么是接触器？接触器用以接通和分断负载。它与热过载继电器组合，保护运行中的电气设备。它与继电控制回路组合，远控或联锁相关电气设备。图3.4两个接触器的星角启动接触器的分类交流接触器:典型结构分为双断点直动式(LC1-D/F*)和单断路转动式(LC1-B*)。前者结构紧凑、体积小、重量轻；后者维护方便、易于配置成单极、二级和多极结构，但体积和安装面积大。直流接触器:其动作原理与交流接触器相似，但直流分断时感性负载存储的磁场能量瞬时释放，断点处产生的高能电弧，因此要求直流接触器具有一定的灭弧功能。中/大容量直流接触器常采用单断点平面布置整体结构，其特点是分断时电弧距离长，灭弧罩内含灭弧栅。小容量直流接触器采用双断点立体布置结构。

真空接触器:真空接触器(LC1-V*)其组成部分与一般空气式接触器相似，不同的是真空接触器的触头密封在真空灭弧室中。其特点是接通/分断电流大，额定操作电压较高。

半导体式接触器:主要产品如双向晶闸管，其特点是无可动部分、寿命长、动作快，不受爆炸、粉尘、有害气体影响，耐冲击震动。交流接触器与直流接触器的区别是什么？交流接触器:典型结构分为双断点直动式(LC1-D/F*)和单断路转动式(LC1-B*)。前者结构紧凑、体积小、重量轻；后者维护方便、易于配置成单极、二级和多极结构，但体积和安装面积大。直流接触器:其动作原理与交流接触器相似，但直流分断时感性负载存储的磁场能量瞬时释放，断点处产生的高能电弧，因此要求直流接触器具有一定的灭弧功能。1.交流接触器在应急时可以代用直流接触器，吸合时间不能超过2小时（因为交流线圈散热比直流差，这是由它们的结构不同决定的），真的要长时间使用最好在交流线圈中串一电阻，反过来直流却不能代用交流接触器

2.交流接触器的线圈匝数少,直流接触器的线圈匝数多,从线圈的体积可以区分了对于主电路电流过大的情况(Ie>250A)的情况下,接触器采用串联双绕组线圈

3.直流继电器的线圈的电抗大，电流小。如果说接上交流电是不会损坏的，时合时放。可是交流继电器的线圈的电抗小，电流就大了，如果说接上直流电就会损坏线圈。交流接触器的规格特点如何？

为了操作安全方便和对电动机或其它电气设备进行远距离控制，常使用充流接触器代替闸刀开关或铁壳开关。交流接触器是指用以控制交流电路的接触器，常与熔断器和按钮开关配合使用。

交流接触器的主要构件是电磁铁，利用电磁铁的线圈在通电时吸引衔铁（动铁芯）及在断电时松开衔铁的作用，接通或断开一对或几对主触头和一对或几对辅助触头，从而接通或断开主电路和接通或断开辅助电路的电气设备。通常加到电磁铁线圈上的电压必须达到其额定电压的85％以上，衔铁才能动作，所以，当电源电压过低或停电时，衔铁都会松开而起到失压保护作用。交流接触器能自动断开主电路。配合交流接触器使用的熔断器，则起短路和过负荷保护作用。采用交流接触器控制电动机的起动和停车时，人们操作的是控制电路，而不是主电路，即在远距离按动一下按钮开关就可以了，而且控制电路的电流较小，操作简便容易，比较安全。3.5继电器继电器的定义继电器的定义继电器：当输入量(或激励量)满足某些规定的条件是能在一个或多个电器输出电路中产生跃变的一种器件。

2、继电器的继电特性

继电器输出入量和输出量之间在整个变化过程中的相互关系成为继电器的继电特征或控制特征。用x表示输入回路量，y表示输出回路的输出量,如图1所示。当输出量x连续变化到一定量xa时，输出量y发生跃变，有0增加到ya值,则是输入量继续增加，是输出保持不变。相反,当减少到xb是，y又突然由ya减少到0。继电器的分类1）按继电器的工作原理或结构特征分类

1、电磁继电器：利用输入电路内点路在电磁铁铁芯与衔铁间产生的吸力作用而工作的一种电气继电器。

a、直流电磁继电器：输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。

b、电磁继电器：输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。

c、磁保持继电器：利用永久磁铁或具有很高剩磁特性的铁芯，是电磁继电器的衔铁在其线圈断点后仍能保持在线圈通电时的位置上的继电器。

2、固体继电器：指电子元件履行其功能而无机械运动构件的，输入和输出隔离的一种继电器。

3、温度继电器：当外界温度达到给定值时而动作的继电器。

4、舌簧继电器：利用密封在管内，具有触电簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开,闭或转换线路的继电器。

a、干簧继电器：舌簧管内的介质的介质为真空，空气或某种惰性气体，即具有干式触点的舌簧继电器。

b、湿簧继电器：舌簧片和触电均密封在管内，并通过管底水银槽中水银的毛细作用，而使水银膜湿润触点的舌簧继电器。

c、剩簧继电器：由剩簧管或有干簧关于一个或多个剩磁零件组成的自保持干簧继电器。

5、时间继电器：当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。

a、电磁时间继电器：当线圈加上信号后，通过减缓电磁铁的磁场变化而后的延时的时间继电器。

b、电子时间继电器：由分立元件组成的电子延时线路所构成的时间继电器，或由固体延时线路构成的时间继电器。

c、混合式时间继电器：由电子或固体延时线路和电磁继电器组合构成的时间继电器。

6、高频继电器：用于切换高频,射频线路而具有最小损耗的继电器。

7、极化继电器：有极化磁场与控制电流通过控制线圈所产生的磁场综合作用而动作的继电器。继电器的动作方向取决于控制线圈中流过的的电流方向。

a、二位置极化继电器：继电器线圈通电时，衔铁按线圈电流方向被吸向左边或右边的位置，线圈断电后，衔铁不返回。

b、二位置偏倚计划继电器：继电器线圈断电时，衔铁恒靠在一边；线圈通电时，衔铁被吸向另一边。

c、三位置极化继电器：继电器线圈通电时，衔铁按线圈电流方向被吸向左边或右边的位置；线圈断电后，总是返回到中间位置。

8、其他类型的继电器：如光继电器,声继电器,热继电器,仪表式继电器,霍尔效应继电器,差动继电器等。图3.5时间继电器3.6开关的选择什么是刀开关？

刀开关又叫闸刀开关，是构造比较简单的手动电器，在低压电路中作为不频繁地接通和切断电路，或作为隔离开关使用。

刀开关根据刀片转换方向不同，可以分为单投刀开关和双投刀开关两种。中央手炳式的单投刀开关，由于常用大理石做底板，所以又叫石板闸刀开关。石板闸刀开关在刀闸下方配用封闭管式熔断器。石板闸刀开关不宜用来切断负荷电流，宜作为隔离开关使用。带有分断加速弹簧灭弧装置的石板闸刀开关，可以切断0．3A额定电流以下的电流值。装有灭弧室的HD型和HS型刀开关可以用来切断额定电流，没有装灭弧室的刀开关宜作为隔离开关使用。单极开关单极开关有拉线开关、墙壁开关、平开关、灯座开关、床开关等。开关是切断电源接通电源的设备，开关的额定电流、额定电压要和实际使用的电流电压相适应。特别是小型单极开关的额定电流都比较小，多不超过5A，如果电路中通过的电流超过开关的额定电流，易造成开关过热而发生事故。甲，乙类火灾爆炸场所不得使用，应采用防爆开关。

单极开关必须接在火线上，否则虽断开电气设备仍带电，由这个开关控制的设备和线路仍有发生漏电，短路等情况，并可能导致火灾。仓库内更应注意这一点。铁壳开关规格特点如何？

铁壳开关又叫封闭式负荷开关，简称负荷开关。它是一种手动操作的开关电器，主要由闸刀、熔断器和铁制外壳组成。铁壳开关的铁盖上有机械联锁装置，能保证合闸时打不开盖，而开盖时合不上闸，可防止电弧伤人，所以使用中较安全。铁壳开关可以控制22千瓦以下的三相电动机。铁壳开关的额定电流按电动机的额定电流3倍选用。

铁壳开关主要由触头系统(包括动触刀和静夹座)、操作机构(包括手柄、转轴、速断弹簧)、熔断器、灭弧装置及外壳构成。铁壳开关可分为一般用途负荷开关和高分断能力负荷开关两种。额定电流为60A及以下者为一般用途的负荷开关，且有一定的分断能力，可接通、分断4倍额定电流10次，接通分断额定电流不少于5000次，适用于工矿企业电气装置，农村电力排灌及电热照明灯各种配电设备，作为手动不频繁地通断有负载电路，或启动与停止电动机以及作为线路末端的短路保护之用。什么是按钮开关？

按钮开关是用来切断和接通控制电路的低压开关电器。按钮开关的触头的额定电流为5A。所以，操作按钮开关所控制的电路属于小电流电路。自动空气开关自动空气开关，又叫自动空气断路器或自动开关。在用自动空气开关控制的电路中发生短路和过负荷时，能够自动脱扣，即开关触头自动断开而切断电源。自动空气开关多作为变压器低压侧的总开关或电动机的电源开关，并作为变压器和电动机的自动保护装置。1自动空气开关的作用自动空气开关又称自动空气断路器，是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。除了能完成接触和分断电路外，尚能对电路或电气设备发生的短路．严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。

2自动空气开关的特点

自动空气开关具有操作安全．使用方便．工作可靠．安装简单．动作后(如短路故障排除后)不需要更换元件（如熔体）等优点。因此，在工业．住宅等方面获得广泛应用。

3自动空气开关的分类

1）．按极数分：单极．两极和三极

2）．按保护形式分：电磁脱扣器式．热脱扣器式．复合脱扣器式（常用）和无脱扣器式。

3）．按全分断时间分：一般和快速式。4）．按结构型式分：塑壳式．框架式．限流式．直流快速式．4空气开关的结构

以DZ5－20型自动空气开关为例。DZ5－20型自动空气开关其结构采用立体布置，操作机构在中间。外壳顶部突出红色分断按钮和绿色停止按钮，通过贮能弹簧连同杠杆机构实现开关的接通和分断；壳内底座上部为热脱扣器，由热元件和双金属片构成，作过载保护，还有一电流调节盘，用以调节整定电流；下部为电磁脱扣器，由电流线圈和铁芯组成，作短路保护用，也有一电流调节装置，用以调节瞬时脱扣整定电流；主触头系统在操作机构的下面，由动触头和静触头组成，用以接通和分断主电路的大电流并采用栅片灭弧；另外，还有常开和常闭触头各一对，可以作为信号指示或控制电路用；主．辅触头接线柱伸出壳外，便于接线。

5自动空气开关的工作原理

自动空气开关的三副主触头，它们串联在被控制的三相电路中。当按下接触按钮时，外力使锁扣克服反力弹簧的斥力，将固定在锁扣上面的动触头与静触头闭合，并由锁扣锁住搭钩，使开关处于接通状态。

当开关接通电源后，电磁脱扣器．热脱扣器及欠电压脱扣器若无异常反应，开关运行正常。当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定电流值，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断电源。

当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件13产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆7使搭钩与锁扣脱开，将主触头分断，切断电源。

欠电压脱扣器的工作过程与电磁脱扣器恰恰相反，当线路电压正常时电压脱扣器产生足够的吸力，克服拉力弹簧的作用将衔铁吸合，衔铁与杠杆脱离，锁扣与搭钩才得以锁住，主触头方能闭合。当线路上电压全部消失或电压下降至某一数值时，欠电压脱扣器吸力消失或减小，衔铁被拉力弹簧拉开并撞击杠杆，主电路电源被分断。同样道理，在无电源电压或电压过低时，自动空气开关也不能接通电源。正常分断电路时，按下停止按钮即可。3.7起动器起动器的用途：起动器是专门控制异步电动机起动、停止和控制转向用的电器，起动器分直接起动和减压起动两大类，全压直接起动是在额定电压下直接起动电动机。直接起动时，电动机的起动电流和起动转矩都比较大；减压起动器是采用各种方法降低起动时的电压，以减少起动电流，待电动机运行正常后，再全压运行。除少数手动直接起动器外，大部分起动器的控制部分由交流接触器、热继电器、减压装置和控制按钮或手柄组成。图3.7星角启动电路起动器的分类1、全压(额定电压)起动器：电动机全压下直接起动具有起动力矩大，转矩增加快的特点，但起动电流大。全压起动适用于农村电网用机械，和各种加工机械不大于10kW的笼式电动机控制。全压起动器又可分为电动和手动两种操作方式。电动操作由交流接触器、热继电器、控制按钮等部件组成，可供远距离遥控电动机起动、停止和转向，并可具有过载保护和欠压保护。手动操作的起动器结构简单操作方便，也可装设热继电器和失压脱扣器、分励脱扣器。小型电动机也可直接采用负荷开关操作。2、减压起动器：为限制电动机的起动电流过大，电动机起动时通入较低的电压，待电动机运转后，再加至额定电压，称为减压起动。减压方式有以下几种：3、星--三角起动器：电动机的定子绕组三相接为Y(星)形，每相绕组的电压为额定电压的，此时，电动机的起动电流减少，起动转矩也小，运转正常后，通过起动器自动或手动将电动机定子三相绕组接线变换为D(三角)形，每相绕组的电压升为额定电压，电动机可正常工作。星--三角起动器为电动操作时，接线可自动转换，可遥控电动机起动、停止，并具有过载及失压保护。星--三角起动器一般用于空载或轻载起动的中、小型笼式电动机。4、自耦减压起动器：在电动机的控制电路中，利用自耦变压器降低电源电压，以减少起动电流。自耦变压器输出侧有不同的电压抽头，可借助调节电机起动电压，以达到降低起动电流，电动机转动后可逐渐调节至额定电压。自耦减压起动器由自耦变压器和交流接触器、热继电器等元件组成，可供电动机不频繁起动和停止，可具有过载保护及失压保护功能。自耦减压起动器一般用于惯性负载，如泵类、风机、压缩机等。5、电抗减压起动器：电抗减压起动器为在电动机的电源电路中设一串接电抗线圈旁路，电动机起动时，通过电抗线圈降压，以减小起动电流，电动机转动后，甩掉电抗线圈，切换为全电压运行。电抗减压起动器由电抗线圈、交流接触器、热继电器等部件组成，可具有过载保护和失压保护功能，并可变换电动机转向。一般用于恒转矩负载或重力负载的大中型电机，如卷扬机、升降机、传送带等。6、电阻减压起动器：电阻减压起动器的工作原理与电抗减压起动器相似，其区别是在电源电路中串接电阻元件，电动机起动时，通过电阻元件降压，以减小起动电流。电阻减压起动器的应用范围亦与电抗减压起动器相同。7、延边三角形起动器：延边三角(△)形起动法是星--三角起动法的一种发展，利用这种起动法的电动机的定子绕组，每相均有一中间抽头，起动时一半绕组接成三角形，另一半则接成星形，可以降低相电压和起动电流；运转正常后，则改接成三角形，可正常工作。这种起动方法既降低了起动电流，又不致使起动转矩过小，是带负载起动电动机的较好起动方法。延边三角形起动器是配合特殊绕组的电动机，由交流接触器、热继电器、变换开关、按钮及信号装置组合而成。3.8主令电器什么是主令电器？主令电器属于控制电器，是用来发在指令的低压操作电器。控制系统中，主令电器是一种专门发布命令、直接或通过电磁式电器间接作用于控制电路的电器。常用来控制电力拖动系统中电动机的起动、停车、调速及制动等。常用的主令电器有：控制按钮、行程开关、接近开关，万能转换开关、主令控制器及其它主令电器如脚踏开关、倒顺开关、紧急开关、钮子开关等。主令电器的分类（1）控制按钮

控制按钮是一种结构简单，应用广泛的主令电器．由按钮帽，复位弹簧，桥式触点和外壳组成．

（2）常开和常闭

定义：断开时叫常开（动合），接通时叫常闭（动断）控制按钮在外力的作用下，首先断开常闭触点，然后在接通常开触点．复位时，常开触点先断开，常闭触点后闭合．一般以红色表示停止按钮，绿色表示启动按钮。

（3）行程开关

行程开关又称限位开关，一般由执行元件，操作及外壳组成，行程开关的种类很多，按结构分直动式，微动式，滚动式。

（4）霍而接近开关开关的结构工作原理

它主要由霍而元件，稳压电路，放大器，施密特触发器OC门等电路构成，通常集成在一个芯片上．当外加磁场强度超过规定的工作点时，OC门由高电阻态变为导通状态，输出变为低电平，当外加磁场强度低于释放点时，OC门重新变为高阻态，输出高电平．那什么是霍尔接进开关？定义：在一的距离（几毫米至十几毫米）内检测物体有无的传感器称为接进开关。

（5）光电开关

光电开关是用来检测物体靠近，通过等状态的光电传感器．光电开关可分为遮断型和反射型。4避雷保护4.1避雷有外部避雷和内部避雷避雷针（或避雷带、避雷网）、引下线和接地系统的外部避雷系统，主要是为了保护建筑物免受火灾事故及防止人员免受雷击伤害。而内部避雷系统则是防止雷电和其他形式的过电压侵入设备中造成损坏，这是外部避雷系统无法保证的，为了实现内部避雷，进出各保护区的电缆，金属管道等都要连接避雷及过压保护器，并实行等电位连接。

一个欲保护的区域，从EMC（电磁兼容）的观点来看，由外到内可分为几级保护区，最外层是0级，是直接雷击区域，危险性最高，越往里，则危险程度越低，过压主要是沿线串入的，保护区的界面通过外部防雷系统，钢筋混凝土及金属管道等构成的屏蔽层而形成，电气通道以及金属管道则经过这些界面。

从0级保护区到最内层保护区，必须实行分级保护，对于电源系统，分为I、II、III、IV级，从而将过压降到设备能承受的水平；对于信息系统，则分为粗保护和精细保护，粗保护量级根据所属保护区的级别，而精细保护则要根据电子设备的敏感度来进行选择，从理论上讲，雷电流约有50%是直接流入大地，还有50%将平均流入各电气通道（如电源线、信号线的金属管道等）。

防雷器的作用，就是在最短时间（纳秒级）内将被保护线路连入等电位系统中，使设备各端口等电位，同时释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设各端口的电位差，从而保护电路上用户的设备。

为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差，就特别需要实行等电位连接，电源线、信号线、金属管道等都要通过过压保护器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处同样要依次进行局部等电位连接，各个局部等电位连接棒相互连接。4.2避雷带和避雷网：避雷带是指沿屋脊、山墙、通风管道以及平屋顶的边沿等最可能受雷击的地方敷设的导线。当屋顶面积很大时，采用避雷网。它是为了保护建筑的表层不被击坏，避雷网和避雷带宜采用镀锌圆钢或扁钢，应优先选用圆钢，其直径不应小于8mm，扁钢宽度不应小于12mm，厚度不应小于4mm。避雷线适用于长距离高压供电线路的防雷保护。架空避雷线和避雷网宜采用截面积大于35mm²的镀锌钢绞线。除利用混泥土构件内钢筋作为接闪器外，接闪器均应热镀锌并涂漆。此外，不能利用安装在接收无线电视广播的公用天线的杆顶上的接闪器保护建筑物。而应把天线纳入建筑物防雷系统，并与防雷系统的引下线相焊接。接地对于保护室内设备和人员安全，确保室外天馈线系统的安全正常运行是极为重要的。如果在计划安装地点安装一个好的接地线，地线杆应插入地下两米左右。如果是岩石地形，就要确保地线杆插入松土中；在沙土地，地线杆要确保与含水物充分接触。4.3避雷针的安装与使用装置避雷针是避免雷击的有效方法。在房屋最高处竖一金属棒，棒下端连一条足够粗的铜线，铜线下端连一块金属板埋入地下深处潮湿处。金属棒的上端须是一个尖头或分叉为几个尖头。有了这样的装置，当空中有带电的云时。避雷针的尖端因静电感应就集中了异种电荷，发生尖端放电，与云内的电相中和，避免发生激烈的雷电、这就是避雷针能避雷的一方面。但这种作用颇慢，如果云中积电很快，或一块带有大量电荷的云突然飞来，有时来不及按上述方式中和，于是有强烈的放电，加雷电仍会发生。但这时由于避雷针高过周围物体，它的尖端又集中了与云中电异号的电荷，如果雷电是在云和地面物之间发生，放电电流主要通过避雷针流入大地，因此，不会打在房屋或附近人的身上，只会打在避雷针上了。由此可见，避雷针的尖端放电作用会减少地面物与云之间打雷的可能性；到了不可避免时，它自己就负担了雷的打击，房屋与人得到了安全。

由于避雷针的构造和作用，我们要特别注意保持避雷针的良好导电性。一旦有一处联接不好，或断了，断口以上的一段就成为一个隔离的导电系统。当云中有电荷时，这隔出的部分上部感应出与云中电异号的电荷，而下部感应出与云中电同号的电荷，如果上部和云中电起放电作用时，强大的放电电流只能通过建筑物放出大量热量，于是引起雷击。这样不但不能避雷，反而还招来雷祸。为防意外，高大建筑物最好竖起几条避雷针。另外，每一又避雷针只能保护一定的建筑面积。对于较大的建筑物也需要竖起几条避雷针。4.4避雷针原理在雷雨天气，我们有时会—看到一些些参天大树被雷电击倒，而周围的一些高塔、高楼等高层建筑却安然无恙．这是什么原因呢?

这些参天大树由于受到带大量电荷的云层的感应，也带上大量电荷，积累的电荷过多时，树就被击倒．在同样倩况下，高层建筑安然无恙恐怕要归功于避雷针了．在许多高塔上都有于个金属做的、状如绣花针、针头向上直立的东西，这就是避雷针．

那么，这状如绣花针、貌不惊人的东西为什么会有这么大的作用，能“避雷”呢?其实，避雷针应叫“引雷针”才合适．

在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，迅雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷．这样，避雷针就聚集了大部分电荷．避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少．而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空气就很容易被击穿，成为导体．这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的．避雷针就可以把云层上的电荷导人大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全。图4-1单支避雷针的保护范围Fig.4-1Therangeofprotectofsimplelightningarrester5电气控制系统基本控制电路5.1电气控制系统图电气原理图电气原理图是用来表示电路各电气元件中导电部件的连接关系和工作原理的电路图。电路图不反映元器件的实际位置、大小，只反映元器件之间的连接关系。（一）绘制电路图的原则1．电气原理图的组成电气原理图可分为主电路和辅助电路。主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路，其内有刀开关、熔断器、接触器主触头热继电器和电动机等。辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路及保护电路等，是小电流通过的电路。绘制电路图时，主电路用粗线条绘制在原理图的左侧或上方，辅助电路用细线条绘制在原理图的右侧或下方。2．电气原理图中电器元件图形符号、文字符号及标号必须采用最新国家标准。3．电源线的画法原理图中直流电源用水平线画出，正极在上，负极在下；三相交流电源线水平画在上方，相序从上到下依L1、L2、L3、中性线（N线）和保护地线（PE线）画出。主电路要垂直电源线画出，控制电路和信号电路垂直在两条水平电源线之间。4．元器件的画法元器件均不画元件外形，只画出带电部件，且同一电器上的带电部件可不画在一起，而是按电路中的连接关系画出，但必须用国家标准规定的图形符号画出，且要用同一文字符号标明。5．电器原理图中触头的画法原理图中各元件触头状态均按没有外力或未通电时触头的原始状态画出。当触头的图形符号垂直放置时，以“左开右闭”原则绘制；当触头的图形符号水平放置时，以“上闭下开”的原则绘制。6．原理图的布局同一功能的元件要集中在一起且按动作先后顺序排列。7．连接点、交叉点的绘制对需要拆卸的外部引线端子，用“空心圆”表示；交叉连接的交叉点用小黑点表示。8．原理图中数据和型号的标注原理图中数据和型号用小写字体标注在符号附近，导线用截面标注。（二）电气原理图图面的划分每个分区内竖边用大写字母编号，横边用数字编号。编号的顺序应从左上角开始。（三）接触器、继电器触头位置的检索在接触器、继电器电磁线圈的下方注有相应触头缩在图中位置的检索代号，其中左栏位常开触头所在区号，右栏位常闭触头所在区号。电器元件布置图电气元件布置图用来表示元器件实际安装位置的图。绘制时注意以下几方面：体积大和较重的元件应安装在下方，发热元件安装在上方。强、弱电之间要分开，弱电部分要加屏蔽。需要经常调整、检修的元件安装高度要适中。元件的布置要整齐、对称、美观。5.2常用基本控制电路基本控制电路有自锁控制、互锁控制、顺序控制、工作正常与点动连锁控、多点控制连锁控制、自动循环控制。自锁控制自锁控制是依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象。图三相笼型异步电动机起、停控制电路将接触器KM1的辅助常闭触头串接于接触器KM2的线圈电路中，将接触器KM2的辅助常闭触头串接于接触器KM1的线圈电路中，从而形成相互制约的控制，将这种关系称为互锁。又因为这种互锁是利用接触器辅助触头实现的，故又称为电器互锁。顺序控制图按顺序控制的线路图a主电路。图b顺序启动连锁控制电路。KM1辅助触头闭合，实现自锁。启动M1：按下SB2→KM1线圈得电→KM1主触头闭合→M1运行。KM1辅助触头闭合，为M2启动做准备。启动M2：按下SB4→KM2线圈得电→KM2主触头闭合→M2运行。KM2辅助触头闭合，实现自锁。停止：按SB1，M1停止；按SB3，M2停止。图c顺序启动、停止连锁控制电路图c是在图b的基础上将KM2的常开辅助触头并在KM1的停止按钮SB1两端。该电路的功能是，启动时，先启动M1后才能启动M2；停止时，先停M2后才能停M1。图d一台启动使另一台停止的连锁控制电路。该电路的特点是：在KM2线圈电路中串入了KM1的常闭辅助触头。如果M2先启动，一旦M1启动时，M2立即停止运行。启动：按SB2→KM1线圈、通电延时继电器KT线圈得电并自锁→M1得电启动→当时间继电器KT延时时间到→延时闭合的常开触头闭合→KM2得电→M2运转。KM2的常闭辅助触头打开，使时间继电器失去作用。多点控制连锁控制特点：多个停止按钮串联，多个启动按钮并联。图三相笼型异步电动机两地控制线路点动与连续运转的控制图5.4点动控制线路图a主电路。图b点动控制：按SB→KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机运转。松开SB→KM线圈失电→KM主触头打开→电动机停止运转。图c点动与连续控制：点动：打开SA，按SB2→KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机运转。松开SB→KM线圈失电→KM主触头打开→电动机停止运转。连续：闭合SA，按SB2→KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机运转。KM辅助触头闭合，自锁。按SB1→KM线圈失电→KM主触头打开→电动机停止运转。点动：按SB3→KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机运转。松开SB3→KM线圈失电→KM主触头打开→电动机停止运转。连续：按SB2→KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机运转。KM辅助触头闭合，自锁。按SB1→KM线圈失电→KM主触头打开→电动机停止运转。5.3三相电动机的启动控制全压启动电动机的启动方式星形—三角形降压启动（常用）电动机的启动方式自耦变压器降压启动（常用）降压启动软启动延边三角形降压启动（很少用）定子串电阻降压启动（常用）星形—三角形降压启动控制图星形—三角形降压启动控制线路1）适用范围：适用于正常运行状态下定子绕组接成三角形连接且容量较大的三相异步笼形异步电动机。2）启动原理：电动机启动时，定子绕组接成星形连接，每相绕组电压降为电源电压的1/，起动电流降为全压启动时电流的1/3。待电动机转速上升到接近额定转速时，将定子绕组接成三角形连接，电动机进入全压下的正常运转。工作原理：合上电源开关Q→按下SB2→KM1、KT、KM3线圈同时得电并自锁→电机绕组接成星形连接，降压启动。当通电延时时间继电器KT到达延时的时间时KT的延时断开的常闭触点断开→KM3线圈失电→使电机恢复三角形连接。KT延时闭合的常开触头闭合→KM2线圈得电并自锁使电动机进入正常运行。自耦变压器降压启动控制1）启动原理自耦变压器降压启动控制是将自耦变压器一次侧接在电网上，二次侧接在电动机定子绕组上，电动机的启动电压是自耦变压器的二次侧电压。当电动机起动后接近额定转速时，再将电动机的定子绕组接在额定电压上，（一）手动控制的自耦降压启动控制电路工作原理：当操作手柄置于“停止”位置时，启动触头、运行触头、星接触头均处于断开位置，电机处于停止状态。当手柄处于“启动”位置时，启动触头与星接触头闭合，自耦变压器连成星形接在三相交流电源上，而自耦变压器的二次侧的抽头接到电机定子上，获得抽头电压。当电机转速接近额定转速时，将手柄由“启动”位置迅速扳至“运行”位置，此时运行触头闭合，三相电源直接接入电机定子，电机在额定电压下运行。按SB是电机停止运行。（二）自动控制的自耦降压启动电路工作原理：合上开关Q→按下SB2→KM1、KT线圈得电并自锁→电机减压启动→当时间继电器定时到→时间继电器的延时闭合触头KT（3-7）闭合→KA线圈得电并