电气基础知识-索道检验员.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电气基础知识,中国索道协会,我们的检验员是来自各行各业，是各个方面的专家，但对电气的知识不太了解，我们把电气方面的基本知识给大家做一简单介绍，使大家对电气有一个基本认识。,电气是一种实践性很强的,学科，希望大家在今后的工作中多实践，在实践中增长才干。,一、名词解释,1,、电路图,实际原件,电路图,E,D,K,把实际的原件变成图形符号画到图纸上。,便与制造,便于研究,便于了解,一般电路图分成三部分：电路图,元件明细表,接线图,2,、断路,电路从某处断开使电流中断。,3,、短路,元件两端直接相连的状态叫短路。,短路有时会产生很大的电流使保险（熔断器）熔断或使空气开关断路，有时会使导线发热使绝缘着火，甚至造成火灾。,4,、常开和常闭,继电器未通电，开关按钮保持自然状态（未被按下时），两触点断路的状态叫常开，两触点接通的状态叫常闭。,常开,常闭,5,、,电流：,导体内自由电子在电场力的作用下有规律的流动形成电流。习惯上规定正电荷移动的方向为电流方向，即电流是从电源的正极流向负极。其大小用电流强度,I,表示，单位为安培（,A,），简称安，表示每秒钟通过导体截面的流量。,常用电流单位：,1,安（,A,）,1000,毫安（,mA,）,1,毫安（,mA,）,1000,微安（,A,）,6.,电压、电位、电动势：,电路某点上所具有的能量称为该点的电位能，电位能与该点电荷电量的比值称为该点的电位，任意两点电位的差别称为电位差，习惯上称之为电压，用,U,表示，单位用伏特简称伏（,V,）表示。,常用单位还有：,1,千伏（,kV,）,1000,伏（,V,）,1,伏（,V,）,1000,毫伏（,mV,）,1,毫伏（,mV,）,1000,微伏（,V,）,7.,电阻：电子在物体内流动所遇到的阻力，用,R,表示，单位欧姆（,）。,电阻少的物体称之为导体，如银、铜、铁、铝等金属；电阻很大，使电子在其内部不易流动的物体称之为绝缘体，如橡胶、塑料、云母、干燥的木材等；介于导体和绝缘体之间的物体称之为半导体，如锗、硅等。,导体材料不同，电阻不同，我们把截面,1mm,2,长,1 m,的导体的电阻称为电阻率，用,表示。相同的导体截面越大，电阻越小；长度越大，电阻越大；电阻还和温度有关，一般导体温度越高，电阻越大。,电阻的单位,基本单位：,欧姆,1K,=1000,1M,=1000K,电阻的串联,R=R1+R2+-,Rn,各电阻承受的电流相同,电阻的并联,1/R=1/R1+1/R2+-1/,Rn,各电阻承受的电压相同,8,、欧姆定律,电阻中的电流与电阻两端的电压成正比，与电阻的阻值成反比。,I=U/R U=IR R=U/I,欧姆定律是表示电流、电压和电阻之间关系的重要定律。,9,、电感,储存磁场的元件,纯电感电路,当有变化的电流通过线圈时，线圈中会产生与外加电压相反的感应电动势，阻止电流的变化，这种性质称为线圈的电感，用,L,表示，单位是亨利（,H,）、毫亨（,mH,）和微亨（,H,），其关系：,1H,1000mH,，,1mH,1000H,。,由于电感的作用，直流电流可以顺利地通过线圈，而交流电流流过线圈时会遇到另一种阻力，称为感抗（,X,L,），其与电感的关系可表示为：,X,L,2fL,当电路中只有感抗，电阻值相对感抗可忽略不计时，可看作纯电感电路。此时由于电感的作用，当正弦交流电通过时，电流总是落后于电压,90,。此时电感消耗的功率为,P,L,U,L,i,L,UIsin,（,2t,）,可见电能时而储进，时而放出，所耗电能为零，即纯电感电路中是不消耗电能的，电感只是一种储能的元件。因此把电感上的电压、电流乘积称为无功功率，用,Q,L,表示，,Q,L,UI,I,2,X,L,单位为乏。,电感电路中电流不能突变,10,、电容,储存电场的元件,两个任意形状的导体，中间被绝缘介质分隔,开，在一定电压的作用下所能容纳电荷的能,力被称为这两导体间的电容，电路中一般用,C,表示。电气符号,单位是法拉（,F,）、微法（,F,）、,微微法（,p,F,或,F,）。其关系是：,1F,10,6,F,1,F,10,6,p,F,纯电容电路,电容有隔直作用，即可以有效地阻止直流电流通过只允许交流电通过。交流电流通过时也受到一定的阻力，称之为容抗（,X,C,），其与电容的关系可表示为：,X,C,1/,（,2,fC,）,，其中,f,为电源频率。,当电路中只有容抗，感抗和电阻值可以忽略不计时，可看作纯电容电路。由于电容的作用，当正弦交流电通过时，电流总是超前电压,90,。此时电容消耗的能量为,P,c,UIsin,（,2,t,）,可见电能时而储进，时而放出，所耗电能也为零，即纯电容电路中也是不消耗电能的，电容也只是一种储能的元件。因此把电容上的电压、电流乘积也称为无功功率，用,Q,c,表示，,Q,c,UI,I,2,X,c,。,电容两端的电压不能突变,11,、安全电压,防止人员触电的电压 我们称之为安全电压。一般说低于,50v,的电压。,电压等级有：,48v,、,36v,、,24v,、,12v,、,6v,。,在索道上我们一般选,24v,。,12,、直流电,电压的大小和方向不随时间而改变的电源我们称之为直流电源。,直流电源有蓄电池、直流发电机、变流装置等。,13,、脉动直流,是指方向（正负）不变，但大小随时间变化，如,50Hz,交流电经整流后就得到脉动直流电。,所以,50Hz,交流全波整流得到的是,100Hz,的脉动直流，半波整流得到的是,50Hz,的脉动直流。,要得到平稳的直流电源要经过滤波和稳压。其效果就是看其纹波系数的大小。,14,、,正弦交流电概念,正弦交流电：,是指大小和方向随时间按照,正弦函数规律变化的电动势、,电压和电流。,因其电压改变容易，仅用变压器即可把其电压升高或降低，交流电机的结构和工艺比直流电机简单、价格便宜，交流变直流也很简单，因此得到广泛应用。,随时间按正弦变化的物理量统称正弦量。正弦量在任一瞬间的数值称为瞬时值，分别用,e,、,u,和,i,表示。瞬时值中的最大值称为最大值，用,E,m,、,U,m,、和,I,m,表示。,交流电从零变到最大、最小、又回到零所需时间称为周期，用,T,表示，单位为秒。每秒内的周期数称为频率，用,f,表示，单位为赫兹，符号为,Hz,。我国交流电源规定是,50Hz,，,50Hz,也被称为工频。,正弦交流电压与时间关系的数学表达式是：,u,U,m,sin,(,t,),正弦交流电流与时间关系的数学表示式是：,i,I,m,sin,(,t,),式中：,u,、,i,随时间变化的电压、电流；,U,m,、,I,m,电压、电流最大值，即幅值；,交流电的角频率，,2f,；,t,时间；,交流电的初相角。,正弦交流的三个要点是：,最大值,Um,Im,频率,f,初相角,用普通的交流电表测量得到的值是交流电的有效值，小于最大值，为最大值的,0.707,。所以,220v,的最大值是,311v,，,380v,的最大值是,537v,。,15,、阻抗,Z=,Zr+Zl+Zc,实际电路不可能是纯电感或纯电容电路，如,1km,长、截面,16mm,2,的电线的电感约为,6mH,，电阻有,1.12,，对地电容小于,0.1F,。,16,、功率因数,交流电的功率除了取决于电流和电压外，还与电压和电流在时间上的相位差有关，其数学表达式为：,P,UIcos,，其中,为电压和电流的相位夹角。,式中的,cos,反映了电压与电流在时间上的相位差给功率带来的影响，叫做功率因数。其大小取决于线路阻抗的成分，一般电路中感抗大于其他阻抗，电流落后于电压一个角度，使功率因数较低，最简单的补偿办法就是在电路中接入电容，因此电容常被用作功率补偿。,二、检测仪表的使用,1,、指针式机械万用表,使用前注意,表头调零,转换开关放合适的位置,表笔插到合适的位置,交流电压的测量,（1）测量前，将转换开关拨到对应的交流电压量程档。如果事先不知道被测电压大小，量程宜放在最高档，以免损坏表头。,（2）测量时，将表笔并联在被测电路或被测元器件两端。严禁在测量中拨动转换开关选择量程。,（3）测电压时，要养成单手操作习惯，且注意力要高度集中。,（4）由于表盘上交流电压刻度是按正弦交流电标定的，如果被测电量不是正弦量，误差会较大。,（5）可测交流电压的频率范围一般为45,H,Z,1000H,Z,，,如果超过范围，误差会增大。,直流电压的测量,测量方法与交流电压基本相同，但要注意下面二点：,（1）与测量交流电压一样，测量前要将转换开关拨到直流电压的档位上，在事先不清楚被测电压高低的情况下，量程宜大不宜小；测量时，表笔要与被测电路并联，测量中不允许拨动转换开关。,（,2,）测量时，必须注意表笔的正负极性。红表笔接被测电路的高电位端，黑表笔接低电位端。若表笔接反了，表头指针会反打，容易打弯指针。如果不知道被测点电位高低，可将表笔轻轻地试触一下被测点。若指针反偏，说明表笔极性反了，交换表笔即可。,直流电流的测量,（,1,）测量时，万用表必须串入被测电路，不能并联。,（,2,）必须注意表笔的正、负极性。测量时，红表笔接电路断口高电位端，黑表笔接低电位端。,（,3,）在不清楚被测电流大小情况下，量程宜大不宜小。严禁在测量中拨动转换开关选择量程。,电阻的测量,（,1,）正确选择电阻倍率档，使指针尽可能接近标度尺的几何中心，可提高测量数据的准确性。,（,2,）严禁在被测电路带电的情况下测量电阻。,（,3,）测量时，直接将表笔跨接在被测电阻或电路的两端，注意不能用手同时触及电阻两端，以避免人体电阻对读数的影响。,交、直流电压的测量,先将黑表笔插入,COM,插孔，红表笔插入,V,插孔，然后将功能开关置于,DCV,（,直流）或,ACV,（,交流）量程，并将测试表笔连接到被测源两端，显示器将显示被测电压值。,如果显示器只显示,“1”,，表示超量程，应将功能开关置于更高的量程（下同）。,交、直流电流的测量,先将黑表笔插入,COM,插孔，红表笔需视被测电流的大小而定。如果被测电流最大为,2,A,，,应将红表笔插入,A,孔；如果被测电流最大为,20,A,，,应将红表笔插入,20,A,插孔。再将功能开关置于,DCA,或,ACA,量程，将测试表笔串联接入被测电路，显示器即显示被测电流值。,要和电源、负载串联，决不能并联,电阻的测量,先将黑表笔插入,COM,插孔，红表笔插入,V,插孔（注意：红表笔极性此时为,“,”,，与指针式万用表相反），然后将功能开关置于,OHM,量程，将两表笔连接到被测电路上，显示器将显示出被测电阻值。,注意被测电路与其它电路分开。,通表测量,先将黑表笔插入,COM,插孔，红表笔插入,V,插孔，然后将功能开关置于通断测试档（与二极管测试量程相同），将测试表笔连接到被测导体两端。如果表笔之间的阻值低于约,30,，,蜂鸣器会发出声音。,注意：,（,1）,万用表型号各异，但使用方法大同小异，使用前参阅说明书即可。,（,2）,目前数字式万用表较普及，但在一些特殊场所，使用指针表可实现一些数字表不能实现的功能。,原理：当被测载流导线中有交变电流通过时，交流电流的磁通在互感器副绕组中感应出电流，使电磁式电流表的指针发生偏转，在表盘上可读出被测电流值。,使用方法,1,测量前，应检查指针是否在零位，否则，应进行机械调零。,2,测量时，量程选择旋钮应置于适当位置，以便测量时指针处于刻度盘中间区域，减少测量误差。,3.如果被测电路电流太小，可将被测载流导线在钳口部分的铁心上缠绕几圈再测量，然后将读数除以穿入钳口内导线的根数即为实际电流值。,4.测量时，将被测导线置于钳口内中心位置，可减小测量误差。,5.钳形表用完后，应将量程选择旋钮放至最高档.,测量前的检查,（,1,）检查兆欧表是否正常。,（,2,）检查被测电气设备和电路，看是否已切断外电路。,（,3,）测量前应对设备和线路进行放电，减少测量误差。,使用方法,（,1,）将兆欧表水平放置在平稳牢固的地方。,（,2,）正确连接线路。,（,3,）摇动手柄，转速控制在,120,r/min,左右，允许有,20%,的变化，但不得超过,25%,。摇动一分钟后，待指针稳定下来再读数。,（,4,）兆欧表未停止转动前，切勿用手触及设备的测量部分或摇表接线桩。,（,5,）禁止在雷电时或附近有高压导体的设备上测量绝缘。,（,6,）应定期校验，检查其测量误差是否在允许范围以内。,兆欧表的选用,选用兆欧表主要考虑它的输出电压及测量范围。,测量时要把被测设备的接线完全断开。,被,测,对,象,被测设备或线路额定电压（,V）,选用的摇表（,V,）,线圈的绝缘电阻,500,V,以下,500,500,V,以上,1000,电机绕组绝缘电阻,500,V,以下,1000,变压器、电机绕组,绝缘电阻,500,V,以上,1000,2500,电器设备和电路绝缘,500,V,以下,500,1000,500,V,以上,2500,5000,测量方法,：,（1）,将仪表水平放置，对指针机械调零，使其指在标度尺红线上。,（2）,将量程（倍率）选择开关置于最大量程位置，缓慢摇动发电机摇柄，同时调整“测量标度盘”，使检流计指针始终指在红线上，这时，仪表内部电路工作在平衡状态。当指针接近红线时，加快发电机摇柄转速，使其达到额定转速（120,r/min），,再次调节“测量标度盘”，使指针稳定在红线上，所测接地电阻值即为“测量标度盘”读数（,RP）,乘以倍率标度。,若“测量标度盘”读数小于1，应将量程选择开关置于较小一档，重新测量。,（3）,可用,ZC-8,型接地电阻测定仪测量导体电阻：先用导线将,P,1,、C,1,接线桩短接，再将被测导体接于,E（,或,P,2,、C,2,短接的公共点）与,P,1,之间，其余步骤与测量接地电阻相同。,（4）用,ZC-8,型接地电阻测定仪还可测土壤电阻率，具体操作见仪器说明书。,三、功率器件,1,、可控硅,状态,条件,说明,从关断到导通,1,、阳极电位高于阴极电位,2,、控制极有足够的电压和电流,两者缺一不可,维持导通,1,、阳极电位高于阴极电位,2,、阳极电流大于维持电流,两者缺一不可,从导通到关断,1,、阳极电位低于阴极电位,2,、阳极电流小于维持电流,任一条件即可,K,A,G,2,、,IGBT,绝缘栅双极型晶体管,是由双极型晶体管和,MOS,晶体管组成的复合管，兼具输出电流大、饱和压降低和输入高阻抗，驱动功率小的特点。特别适用于变流系统。,谢 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