《电工技能训练》第5章 工厂照明与配电线路安装技能训练

第５章工厂照明与配电线路安装技能训练5.1工厂照明线路【技能训练十】高压汞灯照明线路的安装5.2工厂配电线路【技能训练十一】三相四线有功、无功电能表线路的安装【技能训练十二】三相三线有功、无功电能表线路的安装5.3室内线路敷设【技能训练十三】室内线路敷设及灯具的安装

5.1工厂照明线路

本节学习内容及目标

了解工厂照明线路电光源的种类；理解高压汞灯、高压钠灯线路的工作原理；掌握工厂照明线路安装技能及要求。工厂照明涉及的场所和范围很广，包括进行精细加工的小型车间、重工业生产的高大厂房、易燃易爆的危险场合等。工厂照明线路与家庭照明线路的设计有较大区别，工厂照明往往以提升生产效率、提高安全度、增加工作环境的舒适度为设计目的。影响企业工厂照明效果的要素有：照度、视野内照度的分布、眩光、光源的显色性。5.1.1工厂照明电光源的种类

工厂照明电光源常用的类型有高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、卤钨灯。前三者属于气体放电光源，卤钨灯属于热辐射电光源。

1．高压汞灯

高压汞灯(又称高压水银灯)可分为外镇流高压汞灯和自镇流高压汞灯。其特点是寿命长、成本相对较低，主要应用于道路照明，室内、外工业照明及商业照明。

1)外镇流高压汞灯

高压汞灯的外玻璃壳内壁均涂有荧光粉，它能将汞蒸气放电时辐射的紫外线转变为可见光，以改善光色，提高光效，如图5-1所示。图5-1高压汞灯及镇流器实物图使用外镇流高压汞灯的注意事项：

(1)电源电压如突然降低超过5%，可能造成灯泡自行熄灭。

(2)外玻璃壳破碎后，灯仍能点亮，汞灯放电管具有非常高的温度，且大量紫外线辐射将灼伤人眼和皮肤。

(3)外玻壳温度较高，配用的灯具必须考虑具有良好的散热条件，否则会影响灯的性能和寿命。

(4)灯具必须与相应规格的镇流器配套使用，否则会缩短灯的寿命或造成启动困难。

(5)再启动时间长，不能用于有迅速点亮要求的场所。

(6)破碎灯具要及时妥善处理，防止汞害。

2)自镇流高压汞灯

自镇流高压汞灯用钨丝作为镇流器，是利用高压汞蒸气放电、白炽体和荧光材料这三种发光物质同时发光的复合光源，其他工作原理及注意事项与外镇流高压汞灯相仿。

2．高压钠灯

高压钠灯是利用高压钠蒸气放电，其辐射光的波长集中在人眼感受较灵敏的范围内，特点是光效高，寿命长，紫外辐射少，透雾性好。主要应用于道路照明、泛光照明、广场照明及工业照明等，如图5-2所示。新型高压钠灯已将内触发形式改为外触发，由专门的触发器来启点灯泡。图5-2高压钠灯、镇流器、电子触发器实物图使用高压钠灯的注意事项：

(1)电源电压的变化不宜大于±5%。电源电压上升时，由于管压降的增大，容易引起灯自熄；电源电压降低时，光通量将减少，光色变差。

(2)配套的灯具宜特殊设计，不仅要考虑到由于外玻壳温度很高必须具有良好的散热条件，同时还要考虑高压钠灯的放电管是半透明的。灯具的反射光不宜通过放电管，否则放电管因吸热而温度升高，破坏封接，影响寿命，且易自熄。

(3)外玻璃壳破碎后，灯仍能点亮，钠灯放电管具有非常高的温度。

(4)灯管必须与相应规格的镇流器配套使用，否则会缩短灯的寿命或造成启动困难。

(5)再启动时间长，不能用于有迅速点亮要求的场所。

(6)破碎灯管要及时妥善处理，防止污染。

3．其他电光源

1)金属卤化物灯

金属卤化物灯是在高压汞灯的基础上为改善光色而发展起来的一种新型光源，特点是寿命长、光效高、显色性好。主要应用于工业照明、城市亮化工程照明、商业照明、体育场馆照明以及道路照明等。外形如图5-3所示。图5-3金属卤化物灯实物图

2)卤钨灯

卤钨灯包括碘钨灯和溴钨灯，它的工作原理是在白炽灯的基础上，利用卤钨循环作用，使由灯丝蒸发的一部分钨重新附着在灯丝上，以达到既提高光效又延长寿命的目的。广泛应用于会议室、展览展示厅、客厅、商业照明、影视舞台、仪器仪表、汽车、飞机以及其他特殊照明。外形如图5-4所示。图5-4卤钨灯实物图5.1.2工厂照明线路的安装

工厂照明线路有以下标准：在电能的供应、分配和使用中确保安全，不发生人身事故和设备事故；应满足电能用户对供电可靠性的要求；应满足电能用户对电压和频率等质量的要求；经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。

工厂照明线路的安装对灯具的要求很高，应根据照明设计要求、工厂照明环境两方面因素来选择合适的灯具。

1．照明设计要求

1)照度水平

合理的照度水平可以提高工作效率；利于分辨，降低出错率。

2)室内各部分对工作面的亮度比

亮度比合适时可减少疲劳，集中注意力，而当环顾室内时，也不会有阴暗的感觉。

3)光源的色表与冷暖的感觉有密切的关系

选择合适的光源可营造良好的工作环境，提高工作效率。

2．工厂照明环境

1)一般照明

一般照明用来在所考虑区域的工作面上产生比较均匀的照度。

2)照度平均度

(1)工作区域的一般照明照度平均度大于等于0.7。

(2)生产车间内走道和非工作区域的一般照明照度不宜小于工作区域的般照明照度的1/5。

(3)如果在任意区域给定的位置上最小照明与平均照明比值大于等于0.8，则在这样的照明条件下，机器和工作台的排列可不受限制。

3．灯具选择

灯具的种类取决于光源和其所使用的场所。

(1)对于高度为2.5～4 m的厂房，如果室内有光滑而洁白的棚顶，可采用荧光灯支架或格棚灯盘照明，光线均匀度较好，其中近4米的空间更适合采用带反射罩的支架。

(2)对于高度为4～7 m的单层厂房，可采用悬挂安装的带反射罩荧光灯支架。

(3)对于高度在6 m以上的厂房，通常采用高压气体放电灯灯具，如高压汞灯、钠灯等，但要注意保证照明的均匀性。

4．灯具排列方法

若室内工作位置排布不固定，灯具可以呈直线或网格状安装；若工作位置固定可以采用比较经济的非对称照明，这时在通行区域的照明水平稍低；灯具排布与窗户或视线方向平行而与成排的工作台或机器垂直可避免在视觉作业面上产生讨厌的阴影，还能减少光被反射进入工作者眼睛的机会。

【技能训练十】高压汞灯照明线路的安装

一、技能训练目标

(1)了解高压汞灯照明线路的布置及所用元器件的规格、型号及用途。

(2)理解高压汞灯照明线路的工作原理，能根据原理图绘制布线图。

(3)掌握高压汞灯照明线路的接线方法及常见故障检修、排除。

(4)养成良好的安全文明习惯和职业道德。二、工具、仪表与器材

(1)工具：剥线钳、尖嘴钳、钢丝钳、十字螺丝刀、一字螺丝刀。

(2)仪表：MF47型万用表。

(3)器材：高压汞灯照明线路技能训练板，包含：自镇流高压汞灯1个、外镇流高压汞灯1个，高压汞灯镇流器1个、曲架开关2个、瓷质防水吊灯座2个、RC型熔断器2只、BV1.5 mm2导线若干。

(4)器材说明：曲架开关适用于高压灯具、电热水器、空调、消毒柜等大功率的电器控制，外观如图5-5所示。图5-5曲架开关实物图三、技能训练内容与指导

(1)分析原理图。高压汞灯照明线路原理图如图5-6所示，分析电路，熟悉电路原理。

(2)绘制布线图。根据原理图，在高压汞灯照明线路布置图(如图5-7所示)上绘制布线图。

(3)检查元器件。先观察元器件的技术数据是否符合要求及外观是否完整，再用万用表电阻挡检查元器件(特别是汞灯)的好坏情况，以及元器件与各接线端子的连接情况。图5-6高压汞灯照明线路原理图图5-7高压汞灯照明线路布置图

(4)连接线路。在高压汞灯照明线路技能训练板上，根据做好布线的布置图对元器件进行导线连接，接线工艺要求“横平竖直，转弯成90°直角，不能交叉，贴紧底板”。

(5)检测线路。先对照原理图和线路布置图，从电源端开始逐段核对导线的连接情况，检查是否错接或漏接导线；再用万用表电阻挡检测线路，采用粗测电阻法和精测电阻法结合检测，及时排除线路故障。

(6)通电试验。检测线路无误后，进行通电试验，仔细观察结果。

(7)完成技能训练报告及思考题。四、思考题

(1)在高压汞灯照明线路布置图(如图5-7所示)上绘制高压汞灯照明线路的布线图。

(2)自镇流荧光高压汞灯与外镇流高压汞灯有什么区别？

(3)外镇流高压汞灯与其配用的镇流器的容量有什么关系(如功率、额定电压、电流方面)？五、注意事项

(1)高压汞灯从启动到正常工作需要一段时间，通常为4～10分钟。

(2)高压汞灯熄灭以后，不能立即启动。冷却过程需要5～10分钟，要等灯管冷却，汞蒸气凝结后才能再次点亮。六、技能考核评分

完成技能训练内容后，请对照表5-1中的各项进行考核评分。表5-1技能考核评分表

5.2工厂配电线路

本节学习内容及目标

了解工厂配电线路的电能表的种类；理解三相电能表的内部结构及工作原理；掌握工厂照明线路的安装技能及要求；了解室内线路的敷设方式及基本操作；掌握室内线路的敷设方法。工厂配电线路是工厂供配电系统的重要组成部分，担负着输送和分配工厂电能的重要任务。将电能引入工厂内，一定要安装进户电源的控制装置与进户电能的计量装置，常采用三相四线电能表和三相三线电能表。对于大、中容量的工厂用户，常使用低压配电的成套设备，电源控制与电能计量装置都要安装在低压配电箱或配电柜中。5.2.1工厂计量电表的种类及使用

为满足生产及照明大功率用电的需要，工厂普遍使用三相电能表。三相电能表按相别分三相四线电能表、三相三线电能表；按功能及用途分三相有功电能表、三相无功电能表；按工作原理分感应式、电子式、机电式。家用电器总体呈阻性负载损耗较小，常用有功电能表来计算有功功率，单位用kW(千瓦)表示。一般工厂总体呈感性负载需要用电容柜补偿，常用无功电能表来计算无功功率，单位用kvar(千乏)表示。由于电能表本身的额定电流不大，对于大、中容量的工厂，电能表需与电流互感器配合使用，涉及高压进户电能表需与电压互感器配合才能使用。对大多数须考虑用电功率因数的工厂，除了装设有功电能表，还要装设无功电能表。

1．三相四线电能表

三相四线电能表包括有功电能表、无功电能表及组合式电能表，主要用于测量低压进户线路中小功耗的工厂的用电量，单相及两相工作电压为57.7 V/100 V或220 V/380 V。

1)三相四线有功电能表

三相四线有功电能表由三个电流电线圈和三个电压线圈构成，用于测量电路中的有功功率。其实物如图5-8所示，进户接线图如图5-9所示。图5-8三相四线有功电能表实物图图5-9三相四线有功电能表接线图

2)三相四线无功电能表

三相四线无功电能表由三个电流线圈和三个电压线圈构成，用于测量电路中的无功功率。其实物如图5-10所示，进户接线图如图5-11所示。图5-10三相四线无功电能表实物图图5-11三相四线无功电能表接线图

2．三相三线电能表

三相三线电能表包括有功电能表、无功电能表及组合式电能表，主要用于测量高压进户线路大功耗工厂的用电量，常需接电压互感器降压后使用，两相工作电压为100 V或380 V。

1)三相三线有功电能表

三相三线有功电能表由两个电流线圈和两个电压线圈构成，用于测量电路中的有功功率。其实物如图5-12所示，进户接线图如图5-13所示。图5-12三相三线有功电能表实物图图5-13三相三线有功电能表进户接线图

2)三相三线无功电能表

三相三线无功电能表由两个电流线圈和两个电压线圈构成，主要用于测量电路中的无功功率。其实物如图5-14所示，进户接线图如图5-15所示。图5-14三相三线无功电能表实物图图5-15三相三线无功电能表进户接线图5.2.2低压配电箱的安装

分配电能的箱体叫配电箱。将测量仪器和控制、保护、信号等器件按一定规则安装在专用的箱体内便制成配电箱，体积大的配电箱称为配电柜。配电箱主要用于对用电设备的控制、配电，以及对线路的过载、短路、漏电起保护作用。

1．配电箱的种类

配电箱安装应用于各种场所，如学校、机关、医院、工厂、车间、家庭等。配电箱可分照明配电箱、动力配电箱、防爆配电箱、低压配电箱、室外配电箱、防爆照明配电箱、消防配电箱、施工配电箱、不锈钢配电箱、非标配电箱。照明配电箱、动力配电箱为最常用的装置，常与开关箱配套使用。配电箱担负着对控制对象的电能分配、传输等职能，而开关箱担负着对控制对象的投切和检测功能。配电箱、配电柜、开关箱、开关柜实物如图5-16所示。图5-16配电箱、配电柜、开关柜实物图

2．低压配电箱的安装要求

低压配电箱线路复杂，安装难度大，工艺要求高。因此对低压配电箱的安装必须严格按照工艺要求进行。配电箱设置应符合下列要求：

(1)配电系统应设置室内总配电屏和室外分配电箱或设置室外总配电箱和分配电箱，实行分级配电。

(2)动力配电箱与照明配电箱宜分别设置，若安置在同一配电箱内，动力和照明线路应分路设置，照明线路接线宜接在动力开关的上侧。

(3)开关箱应由末级分配电箱配电。开关箱内应一机一闸，每台用电设备应有自己的开关箱，严禁用一个开关电器直接控制两台及以上的用电设备。

(4)总配电箱应设在靠近电源的地方，分配电箱应装设在用电设备或负荷相对集中的地区。分配电箱与开关箱的距离不得超过30 m，开关箱与其控制的固定式用电设备的水平距离不宜超过3 m。

(5)配电箱、开关箱应装设在干燥、通风及常温场所，不得装设在有严重损伤作用的瓦斯、烟气、蒸汽、液体及其他有害介质中，也不得装设在易受外来固体物撞击、强烈振动、液体浸溅及热源烘烤的场所。配电箱、开关箱周围应有足够两人同时工作的空间，其周围不得堆放任何有碍操作、维修的物品。

(6)配电箱、开关箱的安装要端正、牢固，移动式的箱体应装设在坚固的支架上。固定式配电箱、开关箱的下方与地面的垂直距离应大于1.3 m、小于1.5 m。移动式分配电箱、开关箱的下方与地面的垂直距离为0.6～1.5 m。配电箱、开关箱采用铁板或优质绝缘材料制作，铁板的厚度应大于0.5 mm。

(7)配电箱、开关箱中导线的进线口和出线口应设在箱体下底面，严禁设在箱体的上顶面、侧面、后面或箱门处。【技能训练十一】三相四线有功、无功电

能表线路的安装

一、技能训练目标

(1)了解三相四线电能表线路的布置及所用元器件的规格、型号及用途。

(2)理解三相四线电能表线路的工作原理，能根据原理图绘制布线图。

(3)掌握三相四线电能表线路的接线方法及常见故障检修、排除。

(4)养成良好的安全文明操作习惯和职业道德。二、工具、仪表与器材

(1)工具：剥线钳、尖嘴钳、钢丝钳、十字螺丝刀、一字螺丝刀。

(2)仪表：MF47型万用表、MC08型钳形电流表。

(3)技能训练器材：三相四线电能表线路技能训练板，包含：三相四线有功电能表1个、三相四线无功电能表1个、LMZJ-0.5型电流互感器3个、三相闸刀开关1个、DZ47单相二极空气断路器3个、白炽灯(带灯座)3个、BV1.5 mm2导线若干。三、技能训练内容与指导

(1)分析原理图。三相四线电能表线路原理图如图5-17所示，分析电路，熟悉电路原理。

(2)绘制布线图。根据原理图，在三相四线电能表线路布置图(如图5-18所示)上绘制布线图。图5-17三相四线电能表线路原理图图5-18三相四线电能表线路布置图

(3)检查元器件。先观察元器件的技术数据是否符合要求及外观是否完整；再用万用表电阻挡检查元器件的好坏情况，以及元器件与各接线端子的连接情况。

(4)连接线路。在三相四线电能表线路技能训练板上，根据绘制好的布线图对元器件进行导线连接。

(5)检测线路。先对照原理图和线路布置图，从电源端开始逐段核对导线的连接情况，检查是否错接或漏接导线；再用万用表电阻挡检测线路，采用粗测电阻法和精测电阻法结合检测，及时排除线路故障。

(6)通电试验。检测线路无误后，进行通电试验，仔细观察结果。

(7)用万用表测量每相负载的电压，把测量结果填入表5-2中；用钳形电流表测量每相负载的电流，把测量结果填入表5-2中。

(8)完成技能训练报告及思考题。四、技能训练报告与思考题

(1)在三相四线电能表线路布置图(如图5-18所示)上绘制布线图。

(2)把测量到的每相负载的电压、电流数据填入表5-2中。

(3)观察通电现象，每个灯泡发光的亮度一样吗？如果不一样，试分析原因。表5-2各相负载电压、电流参数表五、注意事项

(1)应接正相序L1、L2、L3接线，N线(中性线)与L1、L2、L3相线不允许颠倒，否则造成错计及使电表的电压线圈承受线电压而烧环。

(2)三相四线配电允许三相电流不平衡，零线可能会有电流。六、技能考核评分

完成技能训练内容后，请对照表5-3中的各项进行考核评分。表5-3技能考核评分表

【技能训练十二】三相三线有功、无功

电能表线路的安装

一、技能训练目标

(1)了解三相三线电能表线路的布置及所用元器件的规格、型号及用途。

(2)理解三相三线电能表线路的工作原理，能根据原理图绘制布线图。

(3)掌握三相三线电能表线路的接线方法及常见故障检修、排除。

(4)养成良好的安全文明操作习惯和职业道德。二、工具、仪表与器材

(1)工具：剥线钳、尖嘴钳、钢丝钳、十字螺丝刀、一字螺丝刀。

(2)仪表：MF47型万用表、MC08型钳形电流表。

(3)技能训练器材：三相三线电能表线路技能训练板，包含：三相三线有功电能表1个、三相三线无功电能表1个、LMZJ-0.5型电流互感器2个、三相闸刀开关1个、白炽灯(带灯座)3个、BV1.5 mm2导线若干。三、技能训练内容与指导

(1)分析原理图。三相三线电能表线路原理图如图5-19所示，分析电路，熟悉电路原理。

(2)绘制布线图。根据原理图，在三相三线电能表线路布置图(如图5-20所示)上绘制布线图。图5-19三相三线电能表线路原理图图5-20三相三线电能表线路布置图

(3)检查元器件。先观察元器件的技术数据是否符合要求及外观是否完整；再用万用表电阻挡检查元器件的好坏情况，以及元器件与各接线端子的连接情况。

(4)连接线路。在三相三线电能表线路技能训练板上，根据绘制好的布线图对元器件进行导线连接。

(5)检测线路。先对照原理图和线路布置图，从电源端开始逐段核对导线的连接情况，检查是否错接或漏接导线；再用万用表电阻挡检测线路，采用粗测电阻法和精测电阻法结合检测，及时排除线路故障。

(6)通电试验。检测线路无误后，进行通电试验，仔细观察结果。

(7)用万用表测量每相负载的电压，把测量结果填入表5-4中；用钳形电流表测量每相负载的电流，把测量结果填入表5-4中。

(8)完成技能训练报告及思考题。四、技能训练报告与思考题

(1)在三相三线电能表线路布置图(如图5-20所示)上绘制布线图。

(2)把测量到的每相负载的电压、电流数据填入5-4中。

(3)观察通电现象，每个灯泡发光的亮度一样吗？如果不一样，试分析原因。表5-4相负载电压、电流参数表五、技能考核评分

完成技能实训内容后，请对照表5-5中的各项进行考核评分。表5-5技能考核评分表

5.3室内线路敷设

本节学习内容及目标

了解室内线路敷设的种类；掌握室内线路敷设的操作方法；熟练使用敷设线路工具。

室内导线敷设方式的选择主要考虑安全、经济、适用和美观，在一定程度上取决于环境条件因素，可分为明线布线(明敷)和暗线布线(暗敷)两种。在现代家居装饰中，广泛采用暗敷的敷设方式。

1．室内线路敷设方式

明敷施工简单，费用低廉，电线的散热性较好，电线不易老化。由于明敷电线的线槽暴露在墙外面而且插座底盒装在墙上凸出，导致室内布线不美观，不适用于有机械力作用和多尘的场所。暗敷虽然施工麻烦、造价高，但导线可以减少尘埃和有害气体的危害，外观上整齐美观。

1)明敷

明敷是将导线沿墙壁或天棚的表面敷设，或架设在绝缘支撑的瓷瓶(瓷卡、瓷珠)上，常用膨胀螺栓、线卡固定导线，如图5-21所示。

2)暗敷

暗敷是将导线敷设于绝缘管内或金属管内，而绝缘管或金属管则明装或暗装于建筑物的结构上，如图5-22所示。图5-21室内明敷实物图图5-22室内暗敷实物图

2．室内线路敷设要求

室内线路对导线型式及敷设方法提出较为严格的要求。

(1)在新建或有内装修要求的已建建筑物内，宜采用暗管敷设方式，对无内装修要求的已建建筑物内可采用线卡明敷方式。

(2)室内明敷电缆线路宜采用配管、配槽敷设方式。

(3)在具有爆炸性危险的场所，线路应尽量考虑架设在室外，室内部分应尽量少用接线盒；禁止采用裸线明设；导线绝缘等级应符合线路额定电压，一般不得低于500 V等。

(4)在具有火灾危险的场所，导线可以采用铅芯，但必须用焊接法进行联结；线路应远离可燃材料堆积处；接线盒应选用防爆式，以免开关换接时电火花飞溅而引发火灾，不允许在抹灰泥的墙壁上采用明线敷设。

3．室内配线技术

导线敷设方式不同，采用的室内配线类型也不同。明敷可采用瓷夹瓷柱瓷瓶配线、塑料护套线配线、槽板配线、线管配线，现应用较为广泛的是槽板配线和线管配线。暗敷常采用线管配线，线管主要有硬质塑料管(PVC管)、半硬质塑料管(波纹管)及钢管等。

1)塑料护套线配线

采用塑料护套线配线应先钻孔或打孔，在墙体安装膨胀螺栓，再用塑料护套(线卡)固定导线。膨胀螺栓有两种类型：胀开外壳式和纤维填料式，实物如图5-23所示。塑料护套包扎方法如图5-24所示，塑料护套线配线方法如图5-25所示。图5-23膨胀螺栓实物图图5-24塑料护套包扎示图图5-25塑料护套线配线方法示图

2)槽板配线

常用的槽板有木槽板和塑料槽板，线槽有双线和三线之分。槽板外形如图5-26所示。图5-26槽板外形图

3)线管配线

把绝缘导线穿在管内配线称为线管配线。线管配线有明配和暗配两种。明配是把线管敷设在墙上以及其他明露处，要配置得横平竖直，要求管距短、弯头小。暗配是将线管置于墙等建筑物内部，线管较长。线管加工技术要求较高，加工步骤见表5-6。表5-6线管加工技术步骤续表

【技能训练十三】室内线路敷设

及灯具的安装

一、技能训练目标

(1)掌握明敷和暗敷两种线路的敷设方法。

(2)掌握塑料护套线配线、线管配线两种线路的配线方法。

(3)掌握照明灯具、开关、插座的安装方法。

(4)掌握室内线路及灯具的常见故障检修和排除。

(5)培养良好的安全文明操作习惯和职业道德。二、工具、仪表与器材

(1)工具：剥线钳、尖嘴钳、钢丝钳、电工刀、锤