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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，控制电器主要用来接通和断开线路，以及用来控制用电设备。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。熔断器、热继电器属于低压保护电器。

第一节 保护电器
保护电器主要包括各种熔断器、磁力起动器的热断电器、电磁式过电流继电器和失压（欠压）脱扣器、低压断路器的热脱扣器、电磁式过电流脱扣器和失压（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。
一、保护类型
保护电器分别起短路、过载和失压（欠压）等保护的作用。
短路保护是指线路或设备发生短路时，迅速切断电源；过载保护是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；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。其作用是当电压恢复时，设备不致突然起动，造成事故；同时，能避免设备在过低的电压下勉强运行而损坏。
二、熔断器
熔断器有RM系列的和RT系列的管式熔断器、RL系列的螺塞式熔断器、RC1A系列的插式熔断器，还有盒式熔断器及其他形式的熔断器。
熔断器的熔体做成丝或片的形状。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；其额定电流满足安全条件和工作条件的要求；其极限分断电流大于线路上可能出现的最大故障电流；其保护特性应与保护对象的过载特性相适应；在多级保护的场合，为了满足选择性的要求，上一级熔断器的熔断时间一般应大于下一级的3倍。
对于笼型电动机，熔体额定电流按下式选取：
IF ＝（1．5～2．5）IM
式中IF—熔体额定电流，A；
IM—电动机额定电流，A。
对于多台笼型电动机，熔体额定电流按下式选取：
IF ＝（1．5～2．5）IMM＋I1M+ I2M+…+InM
式中IMM —最大一台电动机的额定电流，A； n—电动机台数。
以上两式中，如系轻载启动或减压启动，应取用较小的计算系数；如系重载启动或全压启动，应取用较大的计算系数。
同一熔断器可以配用几种不同规格的熔体，但熔体的额定电流不得超过熔断器的额定电流。应当在停电以后更换熔体；不能轻易改变熔体的规格；不得使用不明规格的熔体，更不准随意使用铜丝或铁丝代替熔丝。
三、热继电器
1.作用：电动机的过载保护
2.型式：双金属片式
热敏电阻式
易熔合金式
3.双金属片式热继电器结构：
由发热元件、双金属片和触头及动作机构等部分组成 。
热继电器利用电流的热效应做成的。
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，热元件通过整定电流时，继电器或脱扣器不动作；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，只宜作过载保护，而不宜作短路保护。
四、电磁式继电器
电磁式过电流继电器（或脱扣器）是依靠电磁力的作用进行工作的。原理如右图所示，当线圈中电流超过整定值时，电磁吸力克服弹簧的推力，吸下衔铁使铁芯闭合，改变触头的状态。
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、直流的可在其额定电流70％～300％的范围内调节。
不带延时的电磁式过电流继电器（或脱扣器）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。从人身安全的角度看，采用这种过电流保护电器有很大的优越性，因为它能大大缩短碰壳故障持续的时间，迅速消除触电的危险。长延时的电磁式过电流继电器（或脱扣器）的动作时间都在1s以上，而且具有反时限特性，适用于过载保护。
失压（欠压）脱扣器也是利用电磁力的作用来工作的，工作原理如右图所示。所不同的是正常工作时衔铁处在闭合位置，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，衔铁被弹簧拉开，并通过脱扣机构使减压起动器或自动空气开关动作而断开线路。

第二节 开关电器
开关电器的主要作用是接通和断开线路。在车间内，开关电器主要用来起动和停止用电设备，最多的是用来起动和停止电动机。常用的开关电器有闸刀开关、自动断路器、交流接触器等。
一、刀开关
刀开关是手动开关。包括胶盖刀开关，石板刀开关、铁壳开关、转扳开关、组合开关等。
刀开关是最简单的开关电器。由于没有或只有极为简单的灭弧装置，刀开关无力切断短路电流。因此，刀开关下方应装有熔体或熔断器。对于容量较大的线路，刀开关须与有切断短路电流能力的其他开关串联使用。
刀开关是靠拉长电弧而使之熄灭的。为了克服手动拉闸不快，电弧强烈燃烧的缺点，容量较大的刀开关常带有快动作灭弧刀片。其基本结构如右图所示。拉闸时，主刀片先被拉开，与刀座之间不产生电弧。当主刀片被拉开至一定程度时，灭弧刀片在拉力弹簧作用下迅速断开，电弧被迅速拉长而熄灭。合闸时，由于灭弧刀片先于主刀片接触刀座，主刀片与刀座之间也不产生电弧。
刀开关断流能力有限，单独使用时不宜用于大容量线路。胶盖刀开关只能用来控制5．5kW以下的三相电动机。刀开关的额定电压必须与线路电压相适应。380V的动力线路，应采用500V的刀开关；220V的照明线路，可采用250V的刀开关。对于照明负荷，刀开关的额定电流就大于负荷电流的3倍。还应注意刀开关所配用熔断器和熔体的额定电流不得大于开关的额定电流。用刀开关控制电动机时，为了维护和操作的安全，应该在刀上方另装一组熔断器。
组合开关又叫转换开关，体积小，触头对数多，接线方式灵活，操作方便，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。转换开关的手柄按45°- 0°- 45°有三个位置，中间是断开电源的位置，左右两边的或者都是正转位置，或者一个是正转位置，另一个是反转位置。转换开关可用来控制7．5kW以下的电动机。
转换开关的前面最好加装刀开关，以免停机时由某种偶然因素碰撞转换开关的手柄造成误操作。转换开关和插座的前面应加装熔断器。
二、低压断路器
低压断路器又叫自动空气开关或自动空气断路器，是低压配电网络常用的一种配电电器，集控制和多种保护功能于一体。在正常情况下，可用于不频繁地接通和断开电路以及控制电动机的运行。当电路中发生短路、过载和失压等故障时，能自动切断故障电路，起到保护线路和设备的作用。
低压断路器可分为塑料外壳式、和框架式、限流式、直流快速式灭磁式和漏电保护式六类。
1．低压断路器结构及工作原理
断路器主要由主触头、灭弧装置、操作机构、热脱扣器、电磁脱扣器，欠压脱扣器及外壳组成。由加热元件和双金属片等构成热脱扣器，作为过载保护；由线圈和铁心等组成的电磁脱扣器作为短路保护；配有灭弧装置的主触头，用以接通和分断主回路的大电流。
2．低压断路器的一般选用原则
（1）低压断路器的额定电压和额定电流应不小于线路的正常工作电压和计算负载电流。
线路短路或严重过载保护
（2）热脱扣器的瞬时脱扣整定电流应等于所控制负载负载的额定电流。
（3）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时可能出现的峰值电流。
（4）欠压脱扣器的额定电压应等于线路的额定电压。
（5）断路器的极限通断能力应小于电路最大短路电流。
3.低压断路器的安装与使用
（1）垂直于配电板安装，电源引线应接到上端，负载引线接到下端。
（2）用作电源总开关或电动机的控制开关时，在电源进线侧必先加装刀开关或熔断器等，以形成明显的断开点。
（3）使用前应将脱扣器工作面得防锈油脂擦干净；各脱扣器动作值一经调整好不允许随意变动。
（4）若遇分断短路电流应及时检查触头系统，发现电灼烧痕应及时修理与更换。
（5）断路器上的积尘应定期清除，并定期检查各脱扣器动作值，必要时给操作机构添加润滑剂。
二、低压断路器
1．用途
在各种电力传动系统中，用来频繁接通和断开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．工作原理
交流接触器由电磁部分、触头部分和弹簧部分组成。
主触头接于主电路中，电磁铁的线圈接于控制电路中。
当线圈通电后，产生电磁吸力，使动铁芯吸合，带动动触头与静触头闭合，接通主电路。若线圈断电后，线圈的电磁吸力消失，在复位弹簧作用下，动铁芯释放，带动动触头与静触头分离，切断主电路。
3．短路环的作用
当线圈中通入交流电时，由于交流电的大小随时间周期性的变化，因此，线圈铁芯的吸力也随之不断变化，造成衔铁的振动，发出噪声。
为防止这种现象的发生，在铁芯极面下安装了一个短路环，这样，当磁通变化时，在短路环中将产生感应电流，而感应电流所产生的磁通将滞后原磁通变化的90°。因此，整个铁芯磁场将发生变化，其吸力也变化。衔铁振动变小，噪声减小。
4．交流接触器型号的含义和技术数据
现以常用的交流接触器CJ10一20为例说明：
CJ10一20交流接触器主触头长期允许通过的电流为20A，辅助触点通过的电流为5A，线圈电压有交流127V、220V、380V等三种，使用时要特别注意控制电压的等级。
下面再以新型常用的交流接触器CJX1为例说明：
接触器为E字形铁芯，双断点触头的直动式运动结构：辅助触头可有一常开、一常闭或二常开、二常闭。接触器动作机构灵活，手动检查方便，结构设计紧凑，可防止外界杂物及灰尘落入接触器活动部位。接线端都有罩覆盖，人手不能直接接触带电部位，可确保使用安全，符合安全用电标准。
5．交流接触器常见故障及处理
（l）铁芯吸不上或吸力不足：电流电压过低，线圈技术参数不符合使用要求，线圈烧毁或断线，卡住，生锈，弹力过大。
（2）铁芯不放开或释放过慢：触头熔焊或压力过小，卡住，生锈，磁面有油污或尘埃，剩磁过大（铁芯材料或加工问题）。
（3）线圈过热或烧损：铁芯不能完全吸合，使用条件不符，操作频率过高（交流），空气潮湿或含有腐蚀性气体。
（4）电磁铁噪音过大：电压过低，压力过大，磁面不平、有油污、尘埃，短路环断裂。
（5）触头熔焊：操作频率过高或过负荷，触头表面有金属颗粒突起或异物，有卡住现象。

第三节 低压配电屏
一、低压配电屏用途
低压配电屏又叫开关屏或配电盘、配电柜，它是将低压电路所需的开关设备、测量仪表、保护装置和辅助设备等，按一定的接线方案安装在金属柜内构成的一种组合式电气设备，用以进行控制、保护、计量、分配和监视等。适用于发电厂、变电所、厂矿企业中作为额定工作电压不超过380V低压配电系统中的动力、配电、照明配电之用。
二、低压配电屏结构特点
我国生产的低压配电屏基本可分为固定式和手车式（抽屉式）两大类，基本结构方式可分为焊接式和组合式两种。常用的低压配电屏有：PGL型交流低压配电屏、BFC系列抽屉式低压配电屏、GGL型低压配电屏、GCL系列动力中心和GCK系列电动机控制中心。
三、低压配电屏安装及投运前检查
低压配电屏在安装或检修后，投入运行前应进行下列各项检查试验：
1．检查柜体与基础型钢固定是否牢固，安装是否平直。屏面油漆应完好，屏内应清洁，无积垢。
2．各开关操作灵活，无卡涩，各触点接触良好，
3．用塞尺检查母线连接处接触是否良好，
4．二次回路接线应整齐牢固，线端编号符合设计要求。
5．检查接地是否良好。
6．抽屉式配电屏应检查推抽是否灵活轻便，动、静触头应接触良好，并有足够的接触压力。
7．试验各表计是否准确，继电器动作是否正常。
8．用1000V兆欧表测量绝缘电阻，应不小于0．5MΩ，并按标准进行交流耐压试验，一次回路的试验电压为工频 1kV，也可用2500V兆欧表试验代替。
四、低压配电屏巡视检查
对运行中的低压配电屏，通常应检查以下内容：
1．配电屏及屏上的电气元件的名称、标志、编号等是否清楚、正确，盘上所有的操作把手、按钮和按键等的位置与现场实际情况是否相符，固定是否牢靠，操作是否灵活。
2．配电屏上表示“合”、“分”等信号灯和其他信号指示是否正确。
3．隔离开关、断路器、熔断器和互感器等的触点是否牢靠，有无过热、变色现象。
4．二次回路导线的绝缘是否破损、老化，并摇测其绝缘电阻。
5．配电屏上标有操作模拟板时，模拟板与现场电气设备的运行状态是否对应。
6．仪表或表盘玻璃是否松动，仪表指示是否正确，并清扫仪表和其他电器上的灰尘。
7．配电室内的照明灯具是否完好，照度是否明亮均匀，观察仪表时有无眩光。
8．巡视检查中发现的问题应及时处理，并记录。
五、低压配电装置运行维护
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（对工作环境较差的应适当增加次数），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。
2．低压断路器故障跳闸后，应检修或更换触头和灭弧罩，只有查明并消除跳闸原因后，才可再次合闸运行。
3．对频繁操作的交流接触器，每三个月进行检查，测试项目有：检查时应清扫一次触头和灭弧栅，检查三相触头是否同时闭合或分断，摇测相间绝缘电阻。
4．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。
5．经常检查熔断器的熔体与实际负荷是否相匹配，各连接点接触是否良好，有无烧损现象，并在检查时清除各部位的积灰。
6．注意铁壳开关的机械闭锁是否正常，速动弹簧是否锈蚀、变形。
7．检查三相瓷底胶盖刀闸是否符合要求，用作总开关的瓷底胶盖刀闸内的熔体是否已更换为铜或铝导线，在开关的出线侧是否加装了熔断器与之配合使用。

第四节 低压带电工作的要求
低压带电工作应设专人监护，使用有绝缘柄的工具，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、毛掸等工具。
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。
在低压带电导线未采用绝缘措施前，工作人员不得穿越。在带电的低压配电装置上工作时，要保证人体和大地之间、人体与周围接地金属之间、人体与其它导体或零级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。上杆前先分清相、中性线，选好工作位置。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注意防止人体同时接触两根线头。

第十章 电气线路
第一节 电气线路的种类
电气线路种类很多。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，分为塑料绝缘线、橡皮绝缘线、裸线等等。
一、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、硬铝绞线和铝合金绞线。厂区内（特别是有火灾危险的场所）的低压架空线路宜采用绝缘导线。
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。
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。
架空线路的绝缘子用以支撑、悬挂导线并使之与杆塔绝缘 。
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。

二、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、钢恺和防腐层。
三、室内配线
室内配线种类繁多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、钢管配线、塑料管配线等多种型式。室内配线方式应与环境条件、负荷特征、建筑要求相适应。
特别潮湿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焊接钢管配线；爆炸危险环境应采用焊接钢管配线等。

第二节 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。
一、架空线路和电缆线路故障
1．架空线路故障
架空线路敞露在大气中，容易受到气候、环境条件等因素的影响。大风使杆塔歪倒或损坏，还可能导致混线接地事故；绝缘子发生闪络或击穿；导线拉断；短路或接地、污闪等事故。
2．电缆线路故障
电缆故障包含机械损伤、铅皮（铝皮）龟裂、胀裂、终端头污闪、终端头或中间接头爆炸、绝缘击穿、金属护套腐蚀穿孔等故障。
电缆常见故障和防止方法 ：
（1）为防止外力破坏的事故，加强对电缆线路的巡视和检查；
（2）对于管理不善或施工不良的，应加强管理保证质量；
（3）针对电缆终端头漏油，应严格施工，加强巡视；
（4）针对电缆可能受到化学腐蚀，可采取将电缆涂以沥青或装入保护管。
二线路故障原因分析
1．绝缘损坏；
2．接触不良；
3．严重过载；
4．断线；
5．间距不足和防护不善；
6．保护导体带电。

第三节 电气线路安全条件
电气线路应满足供电可靠性或控制可靠性的要求，应满足经济指标的要求，应满足维护管理方便的要求，还必须满足各项安全要求。
一、导电能力
1．发热条件
为防止线路过热，保证线路正常工作，导线运行最高温度不得超过下列限值：
2．电压损失
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不得超过＋7％～－10％。
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。这也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。为此，导线截面积应满足相应要求 。
二、机械强度
按照机械强度的要求，架空线路导线截面积不得小于下表所列数值。
类别
铜
铝及铝合金
铁
单股
6
l0
6
多股
6
l6
l0

低压配线截面积不得小于下表所列数值。
低压配线的最小截面（mm ）
2
类别
最小截面（mm2）
铜芯软线
铜线
铝线
移动式设备
电源线
生活用
生产用
0．2
1．0
——
——
——
——
吊灯引线
民用建筑，户内
工业建筑，户内
户外
0．4
0．5
1．0
0．5
0．8
1．0
1．5
2．5
2．5
支点间距离
为d的支持
件上的绝缘
导线
d≤1m，户内
d≤1m，户外
d≤2m，广内
d≤2m，户外
d≤6m，户内
d≤6m，户外
——
——
——
——
——
——
1．0
1．5
1．0
1．5
2．5
2．5
1．5
2．5
2．5
2．5
4
6
接户线
≤10m
≤25m
——
——
2．5
4
6
10
穿管线
1．0
1．0
2．5
塑料护套线

——
1．0
1．5

三、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每伏工作电压1000Ω、新安装和大修后的低压电气线路一般不得低于0．5MΩ、控制线路的一般不得低于1MΩ。
四、间距
电气线路与建筑物、树木、地面、水面、其他电气线路以及各种工程设施之间的安全距离见第五章，安装低压接户线应当注意相应各项间距要求 。
五、导线连接
导线有焊接、压接、缠接等多种连接方式。导线连接必须紧密。原则上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电阻的1．2倍。
六、线路防护
电力电缆在以下部位应穿管保护：
（1）电缆引入或引出建筑物（包括隔墙、楼板）、沟道、隧道等处；
（2）电缆通过铁路、道路处；
（3）电缆引入或引出地面时，地面以上2m和地面以下0．1～0．25m的一段应穿管保护；
（4）电缆有可能受到机械损伤的部位；
（5）电缆与各种管道或沟道之间的距离不足规定的距离处。
七、过电流保护
1．短路保护
动作时间应符合电气线路热稳定性的要求。在TN系统中，短路保护装置应能保证发生单相短路时，在规定的持续时间内切断电源。
2．过载保护
为了充分利用电力线路的过载能力，过载保护必须具备反时限动作特性。
八、线路管理
电气线路应有必要的资料和文件，如施工图、实验记录等。还应建立巡视、清扫、维修等制度。

第四节 线路巡视检查
一、架空线路巡视检查
架空线路巡视分为定期巡视、特殊巡视和故障巡视。定期巡视是日常工作内容之一。10kV及10kV以下的线路，至少每季度巡视一次。特殊巡视是运行条件突然变化后的巡视，如雷雨、大雪、重雾天气后的巡视、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。
二、电缆线路巡视检查
电缆线路的定期巡视一般每季度一次；户外电缆终端头每月巡视一次。

第十一章 异步电动机
电动机是一种将电能转换为机械能的动力设备，能带动生产机械工作，也是厂矿企业使用最广泛的动力机。
电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机又分异步电动机和同步电动机。
因为异步电动机具有结构简单，价格低廉，工作可靠，维护方便等优点，所以被厂矿企业广泛采用。

第一节 异步电动机的构造与工作原理
一、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线绕型两种。
为了减少铁芯的涡流损耗，硅钢片的表面涂有绝缘漆。定子铁芯内圆冲有均匀分布的槽，槽内嵌放三相定子绕组。绕组与铁芯之间有良好的绝缘。
为了减少铁芯的涡流损耗，硅钢片的表面涂有绝缘漆。定子铁芯内圆冲有均匀分布的槽，槽内嵌放三相定子绕组。绕组与铁芯之间有良好的绝缘。
2．转子
转子主要由转子铁芯、转子绕组和转轴等组成。转子绕组有笼型和线绕型两种。
笼式转子绕组是用裸铜条插入转子槽内，两端用端环分别把槽里的铜条连接起来形成一个短接的回路；为节约用铜，中小型电机的笼式转子一般用熔化的铝浇入转子铁芯的槽内，并将两个端环与冷却用的风扇翼浇铸在一起。这种绕组形状如鼠笼，故称鼠笼式异步电动机，统称笼式电动机。
线绕式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与转轴固定的三个铜制滑环上。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起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。
二、异步电动机的工作原理和运行状态
定子绕组通入三相对称电流
转子开始旋转
工作在电动机状态的感应电动机，转速必定低于同步转速。如转速达到同步转速，则转子不再切割磁力线，从而不再发生电磁感应，不产生电磁转矩。正因为如此，感应电动机也叫做异步电动机。
异步电动机转子转速与同步转速之差的百分数叫做电动机的转差率，
如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，电磁转矩变为制动转矩。此时的电动机处在发电制动状态。
如电动机转速小于零，即n＜0（s＞1），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。
n＝0（s＝1）的状态称为堵转状态，n＝n1（s＝0）的状态称为同步状态，

第二节 异步电动机的铭牌和主要技术参数
电动机的铭牌上和产品样本中都标出电动机的额定功率（轴动率）PN，额定转速n，额定电压UN，额定电流IN，效率η，功率因数cosφ，以及起动电流倍数IQ／IN，起动转矩倍数MQ，MN，过负荷能力Mmax／MN等主要技术参数。
一、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，单位是V或kV。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。
二、额定电流IN
额定电流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，单位是A，如果铭牌上标有两个电流值，则说明为定子绕组在两种不同接法时的线电流值。
三、额定功率PN
额定功率表示电动机在额定状态下运行时，转轴上输出的机械功率，单位是W或kW。
四、额定转速nN
电动机在额定电压、额定频率和额定功率下工作时转轴的转速，叫做额定转速，拖动大小不同的负载时，转速也不同。一般空载转速略高于额定转速，过载时转速会低于额定转速。
五、定额
定额也称为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，是选择电动机的重要依据。
六、接法
指电动机在额定电压下定子三相绕组的连接方法。
七、绝缘等级与温升
绝缘等级表示电动机所用绝缘材料的耐热等级。
九、型号
三相异步电动机的产品型号，由汉语拼音字母和数字组合而成，一般有四部分。
十、起动转矩与起动能力
电动机加上额定电压起动（转速为零）时的电磁转矩称为起动转矩。
起动转矩MQ与额定转矩MN之比称为起动转矩倍数，即起动转矩倍数＝MQ／MN，是异步电动机起动性能的重要指标
十一、最大转矩与过载能力
电动机从起动后，随着转速n的变化（或转差率s 的改变）电磁转矩是不断变化的，有一个最大值，称为最大转矩或临界转矩，用Mmax表示。
最大转矩是衡量电动机短时过载能力的一个重要技术指标。
十二、额定转矩
额定转矩MN是指电动机在额定工作状态下，轴上允许输出的转矩值
十三、功率因数
三相异步电动机的功率因数是衡量在异步电动机输入的视在功率中，能转换为机械功率的有功功率所占比重的大小。
十四、效率
电动机从电源吸取的有功功率，称为电动机的输入功率，而电动机转轴上输出的机械功率，称为输出功率，输出功率与输入功率的比值，称为效率。
十五、起动电流
电动机转速为零（静止）加上额定电压时的线电流，称为起动电流。异步电动机直接起动时，其起动电流很大，可达额定电流的5～7倍，起动电流也是异步电动机起动性能的重要指标。

第三节 异步电动机的起动
一、笼式异步电动机的起动
1．全压起动
笼式异步电动机最简单的起动方法是全压起动，又称直接起动。起动时，将额定电压通过开关（刀开关、组合开关、低压断路器等）或接触器直接加在定子绕组上，使电动机起动。这种起动方法的优点是起动设备简单，起动迅速，缺点是起动电流大。当电源容量较大而电动机容量较小时，这种方法是可用的。
一般情况下，10KW以上的电动机都不宜全压起动，应用降压起动。
2．降压起动
利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上起动，以限制电动机的起动电流，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，这种方法称为降压起动。由于电动机转矩与电压平方成正比，所以降压起动时的起动转矩将大为降低，因此，降压起动方法仅适用于空载或轻载起动。
降压起动一般有下列三种方法：
（1）星形—三角形（Y — △）降压起动；
（2）自耦变压器降压起动；
（3）延边三角形降压起动
二、线绕式异步电动机的起动
线绕式异步电动机是用三相起动变阻器来起动的。变阻器通过电刷与滑环串联在转子电路中。
起动前，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，将起动电阻逐级切除，直到起动完毕后，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，可限制起动电流增大。
由于线绕式异步电动机的起动转矩大，对于起动频繁、要求起动时间短和重载起动的机械（如起重机和卷扬机等）是很合适的。

第四节 异步电动机的运行与维护
一、电动机的运行
1．基本要求
（1）在额定冷却空气温度（一般为35℃）下，电动机可按制造厂铭牌所规定的额定数据运行；
（2）电动机线圈和铁芯的最高监视温度，应符合制造厂的规定，在任何运行方式下均不应超出此温度。
（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，如超过上述范围，应通过试验，确定电动机允许的负荷。
（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％。
（5）电动机运行时，每个轴承测得的振动值，应符合规定。
（6）电动机轴伸的径向偏摆最大允许值应满足规定值。
（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，火花等级应满足要求。
2．电动机起动前的要求
（1）对新投入或大修后投入运行的电动机的要求
（2）长时间（如3个月以上）停用的电动机，投入运行前的要求
二、电动机的运行监视与维护
1．电动机的运行监视
2．电动机运行中的事故停机
3．电动机的维护
（1）交接班时应进行的工作
（2）每月应进行的工作
（3）每半年应进行的工作
（4）每年应进行的工作

第五节 异步电动机的主要故障与处理

一、电动机不能起动或达不到额定转速的原因与处理方法

二、电动机声音不正常或振动的原因及处理方法

三、电动机过热的原因及处理方法

四、电动机轴承过热的原因及处理方法

五、转子线绕式电动机电刷冒火或滑环过热的原因及处理方法

第十二章 电动工具及
移动式电气设备
手持电动工具包括手电钻、手砂轮、冲击电钻、电锤、手电锯等工具。移动式设备包括蛙夯、振捣器、水磨石磨平机、电焊机等电气设备。
第一节 基本分类与结构
一、基本分类
1．根据手持式电动工具不同的应用范围分类
（1）金属切削类：电钻、磁座钻、电绞刀、电动刮刀、电剪刀、电冲剪、电动曲线锯、电动锯管机、电动往复锯、电动型材切割机、电动型攻丝机、多用电动工具。
（2）砂磨类：电动砂轮机、电动砂光机、电动抛光机。
（3）装配类：电扳手、电动螺丝刀、电动脱管机。
（4）林木类：电刨、电动开槽机、电插、电动带锯、电动木工砂光机、电链锯、电圆锯、电动木钻、电动木铣、电动打枝机、电动木工刃具砂轮机
（5）农牧类：电动剪毛机、电动采茶机、电动剪枝机、电动粮食插秧机、电动喷油机。
（6）建筑道路类：电动混凝土振动器、冲击电钻、电锤、电镐、电动地板刨光机、电动打夯机、电动地板砂光机、电动水磨石机、电动砖瓦铣沟机、电动钢筋切断机、电动混凝土钻机。
（7）铁道类：铁道螺钉电扳手、枕木电钻、枕木电镐。
（8）矿山类：电动凿岩机、岩石电钻。
（9）其它类：电功骨钻、电动胸骨钻、石膏电钻、电动卷花机、电动地毯剪、电动裁布机、电动雕刻机、电动除锈机、电喷枪、电动锅炉去垢机。
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类设备。0类、0Ⅰ类、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类设备的部件。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类设备和Ⅲ类设备都勿须采取接地或接零措施。
手持电动工具没有0类和0Ⅰ类产品。移动式电气设备大部分是0Ⅰ类和Ⅰ类设备。市售手持电动工具绝大多数都是Ⅱ类设备。Ⅰ类手持电动工具安全性能差，已经停止生产。但是，直到现在为止仍然有很多以前生产Ⅰ类手持电动工具尚在使用之中。Ⅰ类手持电动工具的特点是：带有普通绝缘、带有全部或部分金属外壳、单相手持电动工具的控制开关为两级开关、电源线有专用的保护芯线、电源插销有专用的保护插头。
二、基本结构
手持式电动工具的结构形式多样，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．驱动部分
在工具中，一般是由电动机驱动它的传动机构，例如，手电钻、电剪刀等。另外，电动机还可间接驱动，例如，DYQ一10型手持电动液压剪，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。
许多不同种类的手持式电动工具采用单相串激电动机作为驱动部件。单相串激电动机转速高、体积小、起动转矩大、转速可调，既可以在直流电源上使用，也可以在单相交流电源上使用。单相串激电动机又称通用电动机，或称交直流两用电动机。
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。若功能输出属旋转型的，那么传动机构一般只进行变速，若功能输出属非旋转型的，那么，传动机构不仅有变速功能，而且还有运动形式转换功能。
3．控制部分
工具的控制部分主要包括开关、插头、电缆以及控制装置等。
4．绝缘和机械防护部分
绝缘部分是工具中的绝缘材料所构成的部件，其中包括基本绝缘和附加绝缘。
机械防护部分是指工具的外壳和机械保护罩等。
三、合理选用
各类工具的触电保护特性不同，在不同的场所应选用不同类型的工具，并配备相应的保护装置，以保证使用者的安全。
1．各类工具的特点
目前，Ⅰ、Ⅱ类工具的电压一般是220V或380V。
Ⅲ类工具过去都采用36V，现“国标”规定为42V，需要专用变压器，此类工具很少使用。
根据国内外情况来看，Ⅱ类工具是发展方向，使用起来安全可靠。略加必要的安全措施又能代替Ⅲ类工具要求，因此发展使用Ⅱ类工具势在必行。
工具造成的触电死亡事故的统计，几乎都是由Ⅰ类工具引起的。Ⅰ类工具的接地接零虽能抑制危险电压，但它的触电保护还是不完善的，此类工具除依靠工具本身的绝缘强度及接地装置的完整外，还依靠使用场所的接地接零系统来保证，而目前许多工厂企业的接地装置的维护还不够完备，有的接地电阻太大，有的接地不良，有的甚至还没有接地装置。因此，今后在使用Ⅰ类工具时还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