电工作业-中国铁道出版社

大同机车技师学院示范校建设项目教材丛书

电工作业

张茂编著

中国铁道出版社

年北京

2015·

内容简介

全书共十八章分别介绍了电工基础知识触电危害与救护电气安全工作要求

,、、

与措施电气安全用具与安全标识直接接触电击防护间接接触电击防护电气防火

、、、、

防爆防雷与防静电高压配电装置电力变压器互感器变配电安全电力电容器

、、、、、、、

低压配电装置电气线路异步电动机手持式电动工具及移动式电气设备照明等

、、、、

内容

。

本书可作为中等职业学校教材也可供电工作业人员培训考证使用还可作为初

,,

级电工自学入门提高实际操作技能的指导用书

,。

图书在版编目(CIP)数据

电工作业张茂编著北京中国铁道出版社

/.—:,

2015.8

大同机车技师学院示范校建设项目教材丛书

()

ISBN978-7-113-20623-9

电张电工技术技工学校

Ⅰ.①…Ⅱ.①…Ⅲ.①--

教材

Ⅳ.①TM

中国版本图书馆数据核字第号

CIP(2015)141737

大同机车技师学院示范校建设项目教材丛书

书名:电工作业

作者:张茂

策划:江新锡徐艳

责任编辑:陈小刚编辑部电话:

封面设计:王镜夷

责任校对:王杰

责任印制:郭向伟

出版发行:中国铁道出版社北京市西城区右安门西街号

(100054,8)

网址:

印刷:北京京华虎彩印刷有限公司

版次:年月第版年月第次印刷

201581201581

开本:印张字数千

787mm×1092mm1/16:16.5:410

书号:

ISBN978-7-113-20623-9

定价:元

48.00

版权所有侵权必究

凡购买铁道版图书如有印制质量问题请与本社读者服务部联系调换电话发行部

,,。:(010)51873174()

打击盗版举报电话市电路电传真

:(010)51873659,(021)73659,(010)63549480

前言

随着当前经济的发展和社会的进步,社会对于专业性、职业性人才的需求扩

大,要求也随之提高,职业院校对于职业人才的培养也越来越受到重视和关注。

教学是职业院校的工作核心,通过教学能使学生掌握知识,形成技能,而教材是进

行教学活动的基础工具,是知识和技能的有效载体,教材建设是国家中等职业教

育改革发展示范学校建设的重要内容。校本教材以其独具的特色是对国家和地

方教材的必要补充和完善;是以中职教学课程目标为指导思想,以本校学生实际

情况为根据,以学校办学特色为导向,与具体的专业紧密结合的实用型教材;是依

据职业院校学生的成长规律与学校的办学优势自主开发的课程系统,教学内容更

具灵活性和针对性。

作为国家中职示范校建设单位的大同机车技师学院(大同机车高级技工学

校),成立了专业教材建设开发组,设计开发了符合技术技能型人才成长规律,反

映经济发展方式转型、产业结构调整升级要求的新理念、新知识、新工艺、新材料、

新技能的改革发展示范校本教材。

本书根据《特种作业人员安全技术培训考核管理办法》,结合低压运行维修电

工的工作内容编写,旨在进一步规范特种作业人员安全技术培训工作,帮助广大

电工类特种作业人员更好地理解和掌握电工类安全技术理论和实际操作安全技

能,全面提高电工类特种作业人员的知识水平和实际操作能力。

本书由张茂编著,李恒喜、焦鸿丽参编。在本书编写过程中还得到了企业工

程技术人员王敏、刘斌涛的指导与帮助,在此表示衷心的感谢。

由于编写经验不足、时间仓促,错误在所难免,恳请读者提出宝贵的意见。

编者

年月

20154

目录

第一章电工基础知识……………

1

第一节直流电路………………

1

第二节单相交流电路…………

8

第二章触电危害与救护………………………

22

第一节触电事故种类和方式………………

22

第二节电流对人体的危害…………………

24

第三节触电事故规律………………………

32

第四节触电救护……………

33

第三章电气安全工作要求与措施……………

39

第一节电气安全工作基本要求……………

39

第二节保证安全的组织措施………………

41

第三节保证安全的技术措施………………

43

第四章电气安全用具与安全标识……………

47

第一节绝缘安全用具………………………

47

第二节一般防护用具………………………

52

第三节安全用具的检验与存放……………

53

第四节安全标识……………

54

第五章直接接触电击防护……………………

56

第一节绝缘…………………

56

第二节遮栏和阻挡物………………………

58

第三节电气间隙和安全距离………………

58

第四节漏电保护装置………………………

61

第五节安全电压和电气隔离………………

65

第六章间接接触电击防护……………………

69

第一节系统………………

IT69

第二节系统……………

TT72

1

第三节系统……………

TN74

第四节接地装置……………

80

第五节保护导体……………

90

第七章电气防火防爆…………

93

第一节电气火灾与爆炸的原因……………

93

第二节危险物质……………

95

第三节危险环境……………

96

第四节防爆电气设备和防爆电气线路……………………

98

第五节电气防爆技术………………………

102

第八章防雷与防静电…………

105

第一节雷电的种类及危害…………………

105

第二节防雷装置……………

106

第三节防雷措施……………

115

第四节防静电………………

118

第九章高压配电装置…………

123

第一节高压熔断器…………

123

第二节高压隔离开关………………………

126

第三节高压负荷开关………………………

127

第四节高压断路器…………

128

第五节高压开关柜…………

135

第十章电力变压器……………

138

第一节变压器工作原理……………………

138

第二节变压器分类及技术参数……………

139

第三节变压器结构…………

141

第四节变压器安装和运行…………………

147

第五节变压器保护…………

151

第六节变压器运行中的维护与检查………

156

第七节变压器故障与事故处理……………

157

第十一章互感器……………

162

第一节互感器的种类与工作原理…………

162

第二节电流互感器…………

163

第三节电压互感器…………

165

2

第十二章变配电安全…………

170

第一节工业企业供配电……………………

170

第二节变配电站组成………………………

173

第三节变配电站安全运行…………………

176

第四节倒闸操作……………

178

第五节巡视检查……………

181

第十三章电力电容器…………

184

第一节电力电容器补偿原理与计算………

184

第二节电力电容器安装与接线……………

187

第三节电容器安全运行……………………

188

第十四章低压配电装置………………………

191

第一节保护电器……………

191

第二节开关电器……………

196

第三节配电装置……………

202

第四节低压带电工作的要求………………

205

第十五章电气线路……………

206

第一节电气线路种类及特点………………

206

第二节电气线路常见故障…………………

209

第三节电气线路安全条件…………………

212

第四节线路巡视检查………………………

218

第十六章异步电动机…………

220

第一节异步电动机的构造与工作原理……………………

220

第二节异步电动机的技术参数……………

223

第三节异步电动机的起动…………………

228

第四节异步电动机的运行与维护…………

231

第五节异步电动机的主要故障与处理……………………

235

第十七章手持式电动工具及移动式电气设备………………

239

第一节基本分类与结构……………………

239

第二节安全性能要求………………………

241

第三节安全技术措施………………………

243

第四节工具管理……………

246

3

第十八章照明……………

248

第一节照明方式与种类……………………

248

第二节照明光源的选择与接线……………

249

第三节导线截面选择………………………

251

第四节照明设备的安装……………………

252

第五节照明电路故障的检修………………

255

4

第一章电工基础知识

第一节直流电路

一、电路

在电的实际应用中从最简单的手电筒的工作到复杂的电子计算机的运算都是由电路来

,,

完成的

。

电路的组成及电路元件的作用

1.

电路就是电流所流经的路径它由电路元件组成当合上电动机的刀闸开关时电动机立

,。,

即就转动起来这是因为电动机通过导线经开关与电源接成了电流的通路并将电能转换成为

,,

机械能电动机电源等叫作电路元件电路元件大体可分为四类

。、,:

电源即发电设备其作用是将其他形式的能量转换为电能如电池是将化学能转换

(1):,。

为电能而发电机是将机械能转换为电能

,。

负载即用电设备它的作用是把电能转换为其他形式的能如电炉是将电能转换为

(2):,。

热能电动机则是把电能转换为机械能

,。

控制电器和保护电器在电路中起控制和保护作用如开关熔断器接触器等

(3);。、、。

导线由导体材料制成其作用就是把电源负载和控制电器连接成一个电路并将电

(4):,、,

源的电能传输给负载

。

由此可见电路的作用是产生分配传输和使用电能图就是一个最简单的

,、、。1-1

电路

。

电路图

2.

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图就是图的原理电路图

,,。1-21-1。

在电路中只有两个端点与电路其他部分相连的无分支电路叫作支路在图中共有

,。1-33

条支路通常将条支路以上的连接点称为节点如图中的A点和B点即为节点在

。3。1-3。

电路中由支路组成的任一闭合路径叫作回路图中共有个回路

,1-33。

1

图简单电路图电路原理图图具有三个回路的电路

1-11-21-3

二、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该元件的电流同电阻

,。

三者关系的定律电路如图所示其表达式为

,1-4,

U

I

=R

式中I电流

———(A);

U电压

———(V);

R电阻

———(Ω)。

由上式可知通过电阻元件的电流与电阻两端的电压成正比而

,,图欧姆定律电路

与电阻成反比1-4

。

对于任一分支的电阻电路只要知道电路中的电压电流和电阻这三个量中的任意两个

,、

量就可由欧姆定律求得第三个量

,。

例一盏的电灯灯泡的电阻是当电源电压为时求通过灯

:200W、220V。484Ω,220V,

泡的电流

。

解已知电灯的电压和电阻通过灯泡的电流为

:,

U

I220

=R=≈0.455(A)

484

由欧姆定律可知电阻有电流通过时两端必有电压这个电压习惯上叫作电压降通常

,,,。

导线都是有电阻的当用导线传输电流时就产生电压降因此输电线路末端的电位总是比

。,。

始端的电位低输电线路上电压降低的数值叫作电压损失如果线路较长线路电流较大其

。。,,

电压损失就较大供给负载的电压将会明显下降影响设备的正常工作

,,。

三、电路的基尔霍夫定律

欧姆定律可以确定电阻元件上电压与电流的关系但

,

只能用于无分支的电阻电路对于一个比较复杂的电路

。,

如图所示确定各支路电流和各部分电压的关系只用

1-5,,

欧姆定律一般是不能解决的必须利用基尔霍夫定律才可

,图较复杂的电路图

表明支路电流之间的关系和回路电压间的关系1-5

。

基尔霍夫电流定律

1.

基尔霍夫电流定律也叫作基尔霍夫第一定律它确定了电路中任一节点所连的各支路电

,

流之间的关系

。

2

基尔霍夫电流定律指出对于电路中的任一节点流入节点的电流之和必等于流出该节点

:,

的电流之和

。

在图电路中对于节点AII是流入节点的而I是由节点流出的由基尔霍夫电

1-5,,1、2,3。

流定律可将三个电流之间的关系表示为

III

1+2=3

如果将上式I移到左边可得

3

III

1+2-3=0

即流入或流出电路任一节点的各电流的代数和等于零

()。

I

∑=0

式中符号是代数和的意思说明各项电流可为正或负如果规定流入节点的电流为

∑“”,,

正那么流出节点的电流就是负的反之也成立在应用时应注意各支路电流的方向

,,。。

例如图所示已知I为I为I为试求电源

:1-6,11A,22A,31A,

发出的总电流I

。

解根据基尔霍夫电流定律列出电流的方程式

::

IIII

-1-2-3=0

IIII

=1+2+3=1+2+1=4(A)

即电源输出的电流为

4A。

基尔霍夫电压定律图例题电路图

2.1-6

基尔霍夫电压定律也叫基尔霍夫第二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

。

基尔霍夫电压定律指出对任一回路沿任一方向绕行一周各电源电势的代数和等于各

:,,

电阻电压降的代数和

。

即EIR或EU

∑=∑∑=∑

如图所示如沿顺时针方向绕行由基尔霍夫电压定律可列出该回路的电压方程

1-7,,:

EEIRIR

1-2=1+2

在应用基尔霍夫电压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势

,,

或电流取正号反之取负号电势方向从负到正

,,。

例在图所示电路中已知电源电势EE和各电阻RRRR试求回路中的电

:1-8,1、21、2、3、4,

流I

。

图具有一个回路的电路图例题电路图

1-71-8

解此电路为一无分支的回路故利用基尔霍夫电压定律按顺时针方向绕行列回路方程为

:,,:

EEIRIRIRIRIRRRR

1-2=1+2+3+4=(1+2+3+4)

3

则

EE

I1-2

=RRRR

1+2+3+4

可见利用基尔霍夫电压定律即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基尔霍夫定律时必须注意电流电压电势

,、、

的方向及所选定的绕行方向的关系

。

四、电阻的串联电路

在电路中电阻的连接方式是多种多样的串联电路是最简单的一种将两个以上的电

,,。

阻依次首尾相联使各电阻通过同一电流这种连接方式叫作电阻的串联图所示为

,,,。1-93

个电阻的串联电路

。

串联电路的总电压等于各电阻上电压降之和

。

由欧姆定律可知

:

UIRUIRUIR

1=1;2=2;3=3

所以总电压为

:

UIRIRIRIRRRIR

1=1+2+3=(1+2+3+)=

RRRR

=1+2+3

由此可见R为串联电路的总电阻R通常叫作等效电阻这样就可以将个电阻的串联

,