低壓電工安全培訓(xùn)課件P312頁(yè)

1、低壓電工安全培訓(xùn)1第一章 電工與電子基礎(chǔ)一、導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體（超導(dǎo)體）知識(shí)二、電阻、電容、電感相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用三、電路分析方法四、二極管、可控硅整流原理2第一節(jié)導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體、超導(dǎo)體知識(shí) 導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體器件是構(gòu)成各種電氣設(shè)備、電工電子器件的基礎(chǔ)，在電力生產(chǎn)上，更是普遍存在，作為一名電力生產(chǎn)人員，應(yīng)熟悉掌握導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的定義和性質(zhì)以及應(yīng)用。 3一、導(dǎo)體 定義：具有良好導(dǎo)電性能的材料就稱為導(dǎo)體。大家知道，金屬、石墨和電解液具有良好的導(dǎo)電性能，他們都是導(dǎo)體。 4二、絕緣體 定義：不導(dǎo)電的物質(zhì)，稱為絕緣體。如包在電線外面的橡膠、塑料。常用的絕緣體材料還有陶瓷、云母、膠木、硅膠、絕

2、緣紙和絕緣油（變壓器油）等，空氣也是良好的絕緣物質(zhì)。 導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別決定于物體內(nèi)部是否存在大量自由電子，導(dǎo)體和絕緣體的界限也不是絕對(duì)的，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。 5三、半導(dǎo)體 有一些物質(zhì)，如硅、鍺、硒等，其原子的最外層電子既不象金屬那樣容易掙脫原子核的束縛而成為自由電子，也不象絕緣體那樣受到原子核的緊緊束縛，這類物質(zhì)的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，并且隨著外界條件及摻入微量雜質(zhì)而顯著改變，這類物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。61.半導(dǎo)體有以下獨(dú)特性能：通過(guò)摻入雜質(zhì)可明顯地改變半導(dǎo)體的 電導(dǎo)率。溫度可明顯地改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率。即熱敏效應(yīng)光照不僅可改變半導(dǎo)體的電導(dǎo)率，還可以產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)

3、。 與金屬和絕緣體相比，半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)是最晚的，直到20世紀(jì)30年代，當(dāng)材料的提純技術(shù)改進(jìn)以后，半導(dǎo)體的存在才真正被學(xué)術(shù)界認(rèn)可。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)現(xiàn)應(yīng)用，使電子技術(shù)取得飛速發(fā)展， 72.本征半導(dǎo)體與雜質(zhì)半導(dǎo)體、PN結(jié)（1）本征半導(dǎo)體：天然的硅和鍺提純后形成單晶體就是一個(gè)半導(dǎo)體，稱為本征半導(dǎo)體。 本征半導(dǎo)體中的載流子濃度很小，導(dǎo)電能力較弱，且受溫度影響很大，不穩(wěn)定，用途有限。（2）雜質(zhì)半導(dǎo)體、PN結(jié)：如果在本征半導(dǎo)體中摻入微量雜質(zhì)（摻雜），其導(dǎo)電性能將發(fā)生顯著變化，如在純硅中摻入少許的砷或磷（最外層有五個(gè)電子），就形成N型半導(dǎo)體；摻入少許的硼（最外層有三個(gè)電子），就形成P型半導(dǎo)體。 P型和N型半導(dǎo)

4、體并不能直接用來(lái)制造半導(dǎo)體器件。通常是在半導(dǎo)體的局部分別摻入濃度較大的三價(jià)或五價(jià)雜質(zhì)，使其變?yōu)镻型或N型半導(dǎo)體，在P型和N型半導(dǎo)體的交界面就會(huì)形成PN結(jié)，而PN結(jié)就是構(gòu)成各種半導(dǎo)體器件的基礎(chǔ)，最簡(jiǎn)單的一個(gè)PN結(jié)就是二極管。 8四、超導(dǎo)體定義：某些金屬在攝氏零下273度的絕對(duì)溫度下，電阻會(huì)突然消失，這種金屬電阻完全消失的特殊現(xiàn)象，稱超導(dǎo)電性，具有超導(dǎo)電性的金屬稱超導(dǎo)體。 超導(dǎo)現(xiàn)象是1911年荷蘭物理學(xué)家昂尼斯在研究導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的實(shí)驗(yàn)中，首次發(fā)現(xiàn)水銀在4.2K的低溫時(shí)，電阻突然消失，即R=0；1933年，又發(fā)現(xiàn)處于超導(dǎo)狀態(tài)的物質(zhì)，外部磁場(chǎng)不能深入超導(dǎo)體內(nèi)，有抗磁性，即B=0，以上是超導(dǎo)體的

5、兩大特性。 9第二節(jié)電阻、電容、電感相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用 電阻、電容、電感是構(gòu)成各種電路的基本元件。這一部分主要是了解一下它們性質(zhì)、用途，以及實(shí)際應(yīng)用舉例。10一、電阻1.定義：衡量物體導(dǎo)電性能的物理量稱為電阻。 在一定的溫度下，其電阻與長(zhǎng)度成正比，與截面積成反比。這就是導(dǎo)體的電阻定律。 2.電阻的常用單位：歐姆（）、K、M1的含義：當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為1V，通過(guò)的電流為1A，這段導(dǎo)體的電阻為1。換算：1 M103 K106阻值標(biāo)示：一般用色環(huán)法和數(shù)字法。 113.電阻的性質(zhì)電阻是一個(gè)耗能元件，即消耗電能變?yōu)闊崮?。電阻是線性元件，它符合歐姆定律：=U/R。 電阻在電路中主要用于限流、分流、降壓、分壓。

6、主要參數(shù)：阻值及誤差、額定電壓、額定功率等。電阻的串并聯(lián)及計(jì)算： 串聯(lián)：RR1+ R2+ R3+ 分壓作用 并聯(lián)： 分流作用常用計(jì)算公式： 串聯(lián)各電阻的電壓與電阻成正比。也就是說(shuō)，大電阻分到高電壓，小電阻分到小電壓。 兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，總電流為兩分支電流之和。電流的分配與電阻大小成反比。 124.電阻的測(cè)量：一般用萬(wàn)用表、兆歐表、平衡電橋等 電阻測(cè)量一般不能帶電測(cè)量。在測(cè)量半導(dǎo)體（二極管、三極管）、電容等有極性的器件時(shí)，因有正向、反向之分，所以萬(wàn)用表在電阻檔時(shí)：“黑”表筆為正極，“紅”表筆為負(fù)極。兆歐表一般用于測(cè)量阻值較大的絕緣電阻。阻值較小電阻的精確測(cè)量也有很多種方法，平衡電橋測(cè)量是較常用的一

7、種（高試常用），有直流電橋和交流電橋。 5.電阻的分類及應(yīng)用：按阻值特性：固定電阻、可調(diào)電阻 按制造材料：碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻、水泥電阻、陶瓷電阻、半導(dǎo)體電阻等。 按安裝方式：插件電阻、貼片電阻。 135.特種電阻(敏感電阻)常識(shí)：熱敏電阻：是一種對(duì)溫度極為敏感的電阻器，分為正溫度系數(shù)（阻值隨溫度升高而增大）和負(fù)溫度系數(shù)（阻值隨溫度升高而降低）電阻器。應(yīng)用舉例： 如電視機(jī)消磁電路、電飯鍋電路 14光敏電阻：阻值隨著光線的強(qiáng)弱而發(fā)生變化的電阻器，稱為光敏電阻器。分為可見(jiàn)光光敏電阻、紅外光光敏電阻、紫外光光敏電阻。選用時(shí)先確定電路的光譜特性。實(shí)際應(yīng)用如光控路燈，根據(jù)光線的強(qiáng)度自動(dòng)控制路燈

8、的開(kāi)關(guān)。壓敏電阻：是對(duì)電壓變化很敏感的非線性電阻器，具有非線性伏安特性并有抑制瞬態(tài)過(guò)電壓作用的固態(tài)電壓敏感元件。當(dāng)電阻器上的電壓在標(biāo)稱值內(nèi)時(shí),電阻器上的阻值呈無(wú)窮大狀態(tài),當(dāng)電壓略高于標(biāo)稱電壓時(shí),其阻值很快下降,使電阻器處于導(dǎo)通狀態(tài),當(dāng)電壓減小到標(biāo)稱電壓以下時(shí),其阻值又開(kāi)始增加（可以自恢復(fù)）。實(shí)際應(yīng)用如電話機(jī)過(guò)壓保護(hù)、避雷器閥片等。 15濕敏電阻：是對(duì)濕度變化非常敏感的電阻器,能在各種濕度環(huán)境中使用，它是將濕度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的換能器件。主要用作濕度傳感器，如嬰兒的尿濕報(bào)警器等。 熔斷器、分流器：也可以看作是一種電阻器件，熔斷器是一種阻值很小，功率較小的電阻，當(dāng)通過(guò)的電流超過(guò)一定值時(shí)，其發(fā)熱熔斷起到

9、保護(hù)作用；分流器實(shí)際上就是一個(gè)阻值很小的電阻，串在回路中，當(dāng)有直流電流通過(guò)時(shí)，產(chǎn)生壓降且隨電流大小變化，供直流電流表顯示，或接到變送器（如勵(lì)磁回路），實(shí)際上相當(dāng)于取樣、測(cè)量的作用。 16二、電容1.電容器結(jié)構(gòu)原理： 在電子電路中，電容器是必不可少的電子器件；在電力生產(chǎn)中，電力電容器也是廣泛應(yīng)用。簡(jiǎn)單地說(shuō)，電容器就是一種儲(chǔ)存電荷的容器，他不消耗能量。電容器通常簡(jiǎn)稱為電容，用字母“C”表示。其基本結(jié)構(gòu)是由兩片靠得較近的金屬片，中間隔以絕緣物質(zhì)而組成，兩金屬片為電容得極板，中間的絕緣物質(zhì)為介質(zhì)， 電容器的電容等于電容器的帶電荷量，平板電容器的電容與極板面積成正比，與極間距離成反比。17 一般規(guī)定把電

10、容器外加1V直流電壓時(shí)所儲(chǔ)存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉（F），還有微法（F）、納法（nF）、皮法（pF），因法拉單位較大，實(shí)際不常用，實(shí)際常用的是微法、皮法。其換算關(guān)系：1法拉（F）= 微法（F） 1微法（F）= 納法（nF）= 皮法（pF）2.電容器的基本性質(zhì)、作用： 基本性質(zhì)：簡(jiǎn)單地說(shuō)就是隔直流通交流，即對(duì)直流呈現(xiàn)電阻無(wú)窮大，相當(dāng)于開(kāi)路；對(duì)交流呈現(xiàn)的電阻力受交流電頻率影響，即相同一電容器對(duì)不同頻率的交流電呈 現(xiàn)不同的容抗: 18電容器在電路中主要作用有：整流電路平滑濾波、電源電路的退耦濾波、交流信號(hào)旁路、交流信號(hào)耦合（隔直）、與電阻電感構(gòu)成振蕩、諧振回路、延時(shí)電路等

11、等。電子電路中需要用到各種各樣的電容器，它們?cè)陔娐分蟹謩e起著不同的作用。電力電容器的主要應(yīng)用有：無(wú)功補(bǔ)償、電容式電壓互感器、阻波器、載波耦合電容器、油開(kāi)關(guān)觸頭保護(hù)電容器等等。 小容量的電容，通常在高頻電路中使用；大容量的電容往往是作濾波和存儲(chǔ)電荷用。電解電容為有極性電容，分正、負(fù)極，一般電源電路的低頻濾波均采用電解電容，其正向漏電流較小，而反向漏電流較大，所以在電路中要注意極性不能接反，否則會(huì)因漏電流大引起爆炸損壞。 19電容的充放電：把電容器的兩個(gè)電極分別接在電源的正、負(fù)極上，過(guò)一會(huì)兒把電源斷開(kāi)，兩個(gè)引腳間仍然會(huì)有殘留電壓，這是因?yàn)殡娙萜鲀?chǔ)存了電荷，電容器極板間建立起電壓，積蓄起電能，這個(gè)過(guò)

12、程稱為電容器的充電。而電容器儲(chǔ)存的電荷向電路釋放的過(guò)程，稱為電容器的放電。 電容器的充電和放電就形成電容電流，電 容電流與電容和端電壓的變化率成正比。 只有加在電容兩端的電壓發(fā)生變化時(shí)，電 容才有電流通過(guò)。電容器儲(chǔ)藏的電場(chǎng)能量與端電壓的平方成 正比：20充電過(guò)程分析：開(kāi)關(guān)合閘瞬間，過(guò)渡過(guò)程，呈指數(shù)規(guī)律。21放電過(guò)程分析：其中 稱為電路充放電時(shí)間常數(shù)，它是反映充放電快慢的一個(gè)參數(shù)。 以上是電容在直流電路瞬態(tài)過(guò)渡充放電過(guò)程的簡(jiǎn)單分析，從波形圖可以看出，其充電電流超前電壓。22正弦交流電路中，電壓電流的波形、相量關(guān)系： 由其波形和相量圖可以看出：即電流超前電壓90，這就是我們通常所說(shuō)的容性負(fù)載電流超

13、前電壓90的原因。電容的串并聯(lián)性質(zhì)：并聯(lián)：總電容為各電容之和。串聯(lián)：總電容的倒數(shù)為各電容倒數(shù)之和。電容器串聯(lián)時(shí)，各電容電壓與電容量成反比,每個(gè)電容分配到的電壓計(jì)算式在形式上與并聯(lián)電阻的分流計(jì)算公式相似。233.電容的參數(shù)：主要有標(biāo)稱容量、額定電壓、絕緣電阻（漏電阻）、溫度范圍等4.電容器的測(cè)量、極性判別：對(duì)于通常的電容器，一般用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量。每次測(cè)試前，需將電容器放電（兩極短接一下放電），然后將紅、黑表筆分別接電容器的兩極，由表針的偏擺來(lái)判斷電容器質(zhì)量。好的電容器，表針迅速向右擺起（擺的角度與容量大小有關(guān)），然后慢慢向左退回原位（靠近，所指示的阻值就是漏電阻）。如果表針擺起后不再回轉(zhuǎn)，說(shuō)明

14、電容器已擊穿。如果表針擺起后逐漸退回到某一位置停住，則說(shuō)明電容器已漏電。如果表針擺不起來(lái)，說(shuō)明電容器電解質(zhì)已干涸失去容量。對(duì)于極性電容（電解電容），一般反向漏電比正向大，其測(cè)出的正向漏電阻大于反向漏電組。（可依此判別極性）其實(shí)，萬(wàn)用表測(cè)量的過(guò)程就是反映電容充放電的過(guò)程。 245.電容器應(yīng)用舉例：分布電容、雜散電容影響： 旁路、消干擾：儲(chǔ)能作用： 耦合電容、阻波器： 無(wú)功補(bǔ)償電容器：少油斷路器斷口均壓電容： 電容式電壓互感器： 252627三、電感1.電感的結(jié)構(gòu)原理：用導(dǎo)線繞制成線圈就構(gòu)成一個(gè)電感器，它是一種能夠儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的元件。 電感的單位是亨利（H），常用單位為毫亨（mH）、微亨（H）和納

15、亨（nH），其換算關(guān)系為： 電感量的大小表示產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的能力。2.電感的性質(zhì)、作用：形象說(shuō)法：電感器就是“通直流，阻交流”。也就是說(shuō)，只有電感上的電流變化時(shí)，電感兩端才有電壓，而且其電動(dòng)勢(shì)的方向是阻止電流變化的方向，大小與電感量和電流變化率成正比。在直流電路中，電感上即使有電流通過(guò)，但，相當(dāng)于短路。其電壓與電流的關(guān)系： 28同一電感對(duì)不同頻率的交流電呈現(xiàn)不同的阻抗，即感抗：XLL2fL。電感L越大，電源頻率f越高，感抗就越大。對(duì)直流，f0，相當(dāng)于短路。電感線圈是一個(gè)儲(chǔ)能元件，它以磁的形式儲(chǔ)存電能，儲(chǔ)存的電能大小可用下式表示： 可見(jiàn)，線圈電感量越大，流過(guò)電 流越大，儲(chǔ)存的電能也就越多。 其儲(chǔ)

16、能和釋放過(guò)程：當(dāng)電流的絕對(duì)值增加時(shí)，電感元件吸收能量并全部轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能量；當(dāng)電流的絕對(duì)值減小時(shí)，電感元件釋放磁場(chǎng)能量。 可見(jiàn)，電感元件與電容元件一樣，并不是把吸收的能量消耗掉，而是以磁場(chǎng)或電場(chǎng)的形式儲(chǔ)存，用以交換，釋放與吸收的能量一樣。29對(duì)于正弦交流電路，其電壓、電流波形圖和相量圖如下： 由以上波形圖和相量圖可以看出，電感在正弦交流電路中電流滯后電壓90，即: 我們通常所說(shuō)的，感性負(fù)載電 流滯后電壓90就是這個(gè)道理。303.電感的參數(shù)、測(cè)量：測(cè)量：用電感測(cè)量?jī)x測(cè)量其電感量；用萬(wàn)用表測(cè)量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。若測(cè)量電阻為，則說(shuō)明電感器已經(jīng)開(kāi)路損壞。參數(shù)：主要有電感量、額定電流等

17、。4.電感的應(yīng)用舉例： 電抗器：實(shí)質(zhì)上是一個(gè)無(wú)導(dǎo)磁材料的空心線圈。在電力系統(tǒng)中起增大短路阻抗，限制短路電流作用。常串于出線斷路器處，起到維持母線電壓水平的作用，使母線電壓波動(dòng)較小，保證非故障線路上的用戶電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。 消弧線圈：在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，減少通過(guò)接地點(diǎn)的電容電流，有效防止鐵磁諧振過(guò)電壓的產(chǎn)生。 消弧線圈補(bǔ)償方式有三種：全補(bǔ)償、欠補(bǔ)償、過(guò)補(bǔ)償31第三節(jié)電路分析方法一、電路的基本概念： 為了某種需要、功能而由電源、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)和負(fù)載等元件按一定方式組合起來(lái)的電流的通路稱為電路。電路的主要功能：一是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配；二是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞、存儲(chǔ)和處理。電路分析的主

18、要任務(wù)就在于解得電路物理量，其中最基本的電路物理量就是電流、電壓和功率。32二、電路的基本物理量： 1.電流：導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)形成電流。定義為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面的電荷量，即 2.電壓、電位和電動(dòng)勢(shì)： 電位：電路中某點(diǎn)的電位定義為單位正電荷由該點(diǎn)移至參考點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功。要有一個(gè)參考零電位點(diǎn) 。 電壓：電路中a、b點(diǎn)兩點(diǎn)間的電壓定義為單位正電荷由a點(diǎn)移至b點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功?；蛘哒f(shuō)，兩點(diǎn)之間的電位差即為電壓： 電壓的實(shí)際方向規(guī)定由電位高處指向電位低處。 電源電動(dòng)勢(shì)：是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。外力克服電場(chǎng)力把單位正電荷從電源的負(fù)極搬運(yùn)到正極所做的功，稱為電源的電動(dòng)勢(shì)。 電動(dòng)勢(shì)的實(shí)

19、際方向與電壓實(shí)際方向相反，規(guī)定為由電源負(fù)極指向正極。 333.電功率和電能：電場(chǎng)力在單位時(shí)間內(nèi)所做的功稱為電功率，簡(jiǎn)稱功率。它表示電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，被電路吸收（消耗）的速率。單位為：瓦（W），常用的有KW（千瓦）、MW（兆瓦）、mW（毫瓦）。 在一定時(shí)間內(nèi)，電路（負(fù)載）吸收（消耗）的電功率（電量）稱為電能，即電量（電度）。 電能的單位是焦（耳）（J），它 等于功率1W的用電設(shè)備在1s內(nèi)消耗的電能，量值較小。在實(shí)用上采用kWh(千瓦小時(shí))作為電能的單位，它等于功率1kW的用電設(shè)備在1h（3600s）內(nèi)消耗的電能，簡(jiǎn)稱為1度電。換算關(guān)系：34二、電路的基本物理量： 電路的分析計(jì)算有兩大基本

20、定律：一是歐姆定律；一是基爾霍夫定律。歐姆定律反映的是電路中元件上的電流和電壓的約束關(guān)系，而基爾霍夫定律反映的是電路中各支路電流之間的約束關(guān)系或各回路電壓之間的約束的關(guān)系。1.歐姆定律： 歐姆定律只適用于純線性電阻電路。歐姆定律有兩種：即部分電路歐姆定律（也稱作外電路歐姆定律）和全電路歐姆定律。 外電路歐姆定律：表述為在同一電路中,流過(guò)電阻的電流跟其兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。串聯(lián)電阻分壓公式： 并聯(lián)電阻分流公式： 35 全電路歐姆定律：全電路是指電源以外的電路（外電路）和電源（內(nèi)電路）之總和。電源產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，它有內(nèi)電阻。流過(guò)電路的電流，與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與外電路的電阻與內(nèi)電路的

21、電阻之和成反比。這就是全電路歐姆定律。 在實(shí)際電路中，由于內(nèi)阻的存在要消耗一定的功率，產(chǎn)生一定的電壓降（Ir）。因此，外電路端電壓U=-Ir。當(dāng)外電路開(kāi)路時(shí)，I0，U=；當(dāng)外電路有負(fù)載時(shí)，端電壓隨著負(fù)載（I）的增大而降低。 36 2.基爾霍夫定律： 基爾霍夫定律包括電流定律和電壓定律。不論元件是線性的還是非線性的，電流、電壓是直流的還是交流的，基爾霍夫定律總成立?；鶢柣舴螂娏鞫桑簩?duì)電路中任一結(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻，流出結(jié)點(diǎn)的電流之和一定等于流入結(jié)點(diǎn)電流之和，即流出或流入該結(jié)點(diǎn)的所有支路電流的代數(shù)和為零。 KCL也可以推廣到電路中任一假設(shè)的封閉面，即在任一時(shí)刻，通過(guò)該封閉面的所有支路電流的代數(shù)和等于

22、零。 37基爾霍夫電壓定律：對(duì)任一電路中的任一回路，在任一時(shí)刻，沿著該回路的的所有支路電壓的代數(shù)和恒等于零,簡(jiǎn)稱為KCL。 KCL確定了連接在同一回路中各支路電壓之間的關(guān)系。體現(xiàn)的是電荷在電場(chǎng)中從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)時(shí)，它所具有能量的改變量只與這兩點(diǎn)的位置有關(guān)，而與移動(dòng)路徑無(wú)關(guān)的性質(zhì)。 在分析電路列回路KCL方程時(shí)，應(yīng)先規(guī)定回路繞行方向，各支路電壓參考方向與回路繞行方向一致時(shí)（從“+”極性向“-”極性）取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)。38第四節(jié)二極管、可控硅整流原理 電力電子器件是電力電子變流技術(shù)的核心，通常包括非可控器件（如整流二極管）和可控器件（如晶閘管，也叫可控硅）兩大類。電力電子變流技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展

23、，使變流技術(shù)主要能實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：整流器、逆變器、暫波器、交流調(diào)壓器、周波變流器等，以上的幾個(gè)功能都可以通過(guò)晶閘管來(lái)實(shí)現(xiàn)。 下面，我們主要介紹整流電路原理。39一、二極管及其整流原理 1.二極管結(jié)構(gòu)原理：一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線并用管殼封裝起來(lái)，就構(gòu)成了半導(dǎo)體二極管，簡(jiǎn)稱二極管。 二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型。點(diǎn)接觸型二極管PN結(jié)面積很小，因而結(jié)電容小，通流能力小，主要應(yīng)用于小電流的整流和高頻時(shí)的檢波、混頻及脈沖數(shù)字電路中的開(kāi)關(guān)元件等；面接觸型二極管PN結(jié)面積大，因而能通過(guò)較大的電流，但其結(jié)電容也小，只適用于較低頻率下的整流電路中，一般的電源整流電路均采用面接觸型。402.

24、二極管的伏安特性 二極管由PN結(jié)組成，因此，具有PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦?，它屬于非線性電阻元件。 正向特性（右半部分）： 當(dāng)正向電壓大于死區(qū)電壓后，正向電流隨著正向電壓增大迅速上升。 反向特性 （左半部分）： 當(dāng)二極管外加反向電壓時(shí)，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電流很小；如果所加反向電壓繼續(xù)增大，大于擊穿電壓時(shí)，反向電流急劇增加，而電壓幾乎保持不變（穩(wěn)壓二極管就是利用這一反向擊穿區(qū)特性工作的，控制反向電流數(shù)值，使其不致過(guò)熱而燒壞）。 普通二極管被擊穿后，由于反向電流很大，一般都會(huì)造成“熱擊穿”，使二極管永久性損壞，不再具有單向?qū)щ娦浴?41 二極管的測(cè)量一般用萬(wàn)用表的電阻檔（R1K）測(cè)量，其正向電阻（

25、黑表筆接陽(yáng)極，紅表筆接陰極）較小（幾百1K左右），反向電阻很大（一般為接近），而根據(jù)正反向測(cè)量結(jié)果，也可以判斷出其極性。二極管在電工電子電路中應(yīng)用很廣，常用于整流、穩(wěn)壓、檢波、限幅、元件保護(hù)以及在數(shù)字電路中用作開(kāi)關(guān)元件等等。如整流二極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、光電二極管（可以與光敏三極管做成 光耦器件，用于信號(hào) 的電路隔離傳輸，如 微機(jī)保護(hù)等輸入輸出 口常采用光耦傳輸， 起電路隔離，避免因 某一輸入輸出口問(wèn)題 影響整個(gè)系統(tǒng)）等。 423.二極管整流原理 二極管整流電路實(shí)際就是利用其單向?qū)щ娞匦?，有半波整流、全波整流和橋式整流三種形式，常用橋式整流。半波整流： 43 當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半

26、周時(shí)，二極管導(dǎo)通，輸出電壓VoVi(忽略管壓降) ；當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的負(fù)半周時(shí)，二極管截止，輸出電壓Vo0。 半波整流電路的交流利用率只有50，且輸出電壓脈動(dòng)很大，對(duì)于使用直流電源的電動(dòng)機(jī)等功率型的電氣設(shè)備，半波整流輸出的脈動(dòng)電壓就足夠了。對(duì)于電子電路，這種電壓則不能直接作為半導(dǎo)體器件的電源，還必須經(jīng)過(guò)平滑（濾波）處理。 電壓正半周時(shí)，交流電源在通過(guò)二極管向負(fù)載提供電源的同時(shí)對(duì)電容充電，在交流電壓負(fù)半周時(shí)，電容通過(guò)負(fù)載電阻放電。 44全波整流： 當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，D1導(dǎo)通，VoVi（忽略管壓降）；當(dāng)輸入電壓處于負(fù)半周時(shí)，D2導(dǎo)通，VoVi。其輸出波形是一個(gè)方向不變的脈動(dòng)電壓

27、，但脈動(dòng)頻率是半波整流的一倍。45 同樣，全波整流輸出的直流脈動(dòng)電壓不能滿足電子電路對(duì)直流電源的要求，必須經(jīng)過(guò)平滑（濾波）處理。也是在全波整流的輸出端接一個(gè)電容。電容在脈動(dòng)電壓的兩個(gè)峰值之間向負(fù)載放電，使輸出電壓得到相應(yīng)的平滑。 全波整流電路的交流利用率為100，正負(fù)半周均利用，其輸出電壓脈動(dòng)較半波整流小，比較平滑。全波整流電路必須采用具有中心抽頭的變壓器，而且每個(gè)線圈只有一半時(shí)間通過(guò)電流，所以變壓器的利用率不高。 46橋式整流： 當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，二極管D1、負(fù)載電阻RL、D3構(gòu)成一個(gè)回路（圖中虛線所示），輸出電壓VoVi（忽略管壓降）；當(dāng)輸入電壓處于交流電壓負(fù)半周時(shí)，二極管D

28、2、負(fù)載電阻RL、D4構(gòu)成一個(gè)回路，輸出電壓VoVi。47 可見(jiàn)，橋式整流電路的輸出波形脈動(dòng)情況、脈動(dòng)頻率。交流利用率與全波整流一樣。不同的是橋式整流電路無(wú)需采用具有中心抽頭的變壓器，整流二極管承受的反向電壓也不高。 二、可控硅及其整流原理 二極管整流電路通常稱為不可控整流電路，當(dāng)輸入的交流電壓不變時(shí)，其輸出的直流電壓也是固定的，不能任意控制和改變。在實(shí)際工作中，有時(shí)希望整流器的輸出直流電壓能夠根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，在這種情況下，需要采用可控整流電路，而晶閘管正是可以實(shí)現(xiàn)這一要求的可控整流元件。481.晶閘管結(jié)構(gòu)原理 內(nèi)部由四層半導(dǎo)體（PNPN）構(gòu)成，形成三個(gè)PN結(jié)（J1、J2、J3），最下層的P

29、1引出為陽(yáng)極（A），最上層的N2引出為陰極（K），中間的P2引出為控制極（G）。 49工作原理：如果只在晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓而控制極不加電壓，則PN結(jié)J2為反向偏置，晶閘管不導(dǎo)通，稱為阻斷；如果A、K之間加反向電壓而控制極不加電壓，J1、J3反偏，晶閘管還是阻斷。也就是說(shuō)，在G極沒(méi)有加控制電壓情況下，晶閘管始終處于阻斷狀態(tài)。 當(dāng)在陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓的同時(shí)，在控制極與陰極之間也加一個(gè)正向電壓，則晶閘管將由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通，而且其壓降很小（1V左右），相當(dāng)于開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)。晶閘管導(dǎo)通后，可以通過(guò)幾十甚至上千安的電流，只要A、K之間一直加有正向電壓，它就一直維持導(dǎo)通狀態(tài)，控制極一般就

30、不再起控制作用。所以，控制極也叫觸發(fā)極，加在其上的電壓一般為觸發(fā)脈沖電壓。 晶閘管的導(dǎo)通原理可以由其等效電路來(lái)分析：根據(jù)晶閘管的結(jié)構(gòu)，可以把它看成由一個(gè)NPN型三極管和一個(gè)PNP型三極管組合而成。 5051晶閘管導(dǎo)通后，控制極就失去控制作用。那么，如何使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)樽钄酄顟B(tài)呢？只能通過(guò)降低電源電壓，或增大負(fù)載電阻，或改變電源電壓極性（加反向電壓）等方法，使陽(yáng)極電流IA減少，到某一特定數(shù)值以下（即小于維持電流），才能使晶閘管重新阻斷。若不加控制極正向電壓，而提高陽(yáng)極電壓，則當(dāng)達(dá)到某一限度時(shí)，由于正向漏電流的增大，也會(huì)導(dǎo)致晶閘管導(dǎo)通。當(dāng)A、K加反向電壓時(shí)，兩個(gè)三極管集電極電壓極性接反，都不能放

31、大，只有較小的反向漏電流，晶閘管處于阻斷狀態(tài)。522.晶閘管的主要參數(shù)（1）電壓定額： 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓( )： 反向重復(fù)峰值電壓（ ）： 通態(tài)(峰值)電壓（ ）：（2）電流定額： 通態(tài)平均電流 ： 維持電流 ： 擎住電流 ：（3）門極定額：門極觸發(fā)電流 、門極觸發(fā)電壓 （4）額定結(jié)溫 ：器件在正常工作時(shí)所允許的最高結(jié)溫，在此溫度下，晶閘管有關(guān)的額定值和特性都能得到保證。 533.單相可控整流電路（1）單相半波可控整流電路：電阻性負(fù)載的情況： 54 其整流輸出電壓是極性不變的脈動(dòng)直流電壓，它的波形只在電源電壓的正半周內(nèi)出現(xiàn)。 VT承受的電壓,在導(dǎo)通時(shí)忽略管壓降為零，其余不導(dǎo)通時(shí)承受全部電源電壓

32、。 從VT開(kāi)始承受正向電壓起到加上觸發(fā)脈沖這一電角度稱為控制角，VT導(dǎo)通的電角度稱為導(dǎo)通角，-，輸出平均電壓：它是的函數(shù)，也就是說(shuō)改變就可以控制改變 。愈小， 愈大。當(dāng)0時(shí)，晶閘管全導(dǎo)通，相當(dāng)于二極管整流，輸出最大；當(dāng)時(shí)， 0。55電感性負(fù)載的情況： 56 當(dāng)在電源電壓正半周的t1時(shí)刻觸發(fā)晶閘管，在負(fù)載側(cè)就立即出現(xiàn)直流電壓，感性負(fù)載通過(guò)電流 ，當(dāng) 在增加的過(guò)程中，L的自感電動(dòng)勢(shì)極性為上正下負(fù)，它力圖阻止電流增加；當(dāng) 過(guò)零變負(fù)時(shí)，電流處于逐步減小的過(guò)程中，在L兩端產(chǎn)生一個(gè)上負(fù)下正的電動(dòng)勢(shì)，力圖阻止電流減小，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比值大，使晶閘管仍然承受正向電壓，繼續(xù)維持導(dǎo)通（此時(shí)可以理解為L(zhǎng)釋放出先前儲(chǔ)

33、藏的能量，使晶閘管保持導(dǎo)通維持負(fù)載電流）。這個(gè)過(guò)程一直維持到L中的電流降為零，即L中的磁場(chǎng)能量釋放完畢，晶閘管關(guān)斷(即t2時(shí)刻)，并且立即承受電源負(fù)半周的反向電壓?？梢?jiàn)，由于電感的存在，延遲了晶閘管的關(guān)斷時(shí)刻，使輸出波形上出現(xiàn)負(fù)值，導(dǎo)致輸出直流電壓的平均值下降。 57 根據(jù) ，當(dāng)R為一定值時(shí)，L越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就大，進(jìn)入負(fù)半周后維持晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間就越長(zhǎng)，輸出電壓波形負(fù)值部分越大，輸出電壓越低。當(dāng)LR時(shí)，輸出波形中正負(fù)波形面積接近， ，輸出電流平均值就很小。為解決大電感負(fù)載時(shí)的上述矛盾，可在整流電路的負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)整流二極管，稱為續(xù)流二極管VD。 當(dāng)電源電壓過(guò)零變負(fù)后，電感L的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可經(jīng)

34、續(xù)流二極管使負(fù)載電流繼續(xù)流通，也就是說(shuō)電感儲(chǔ)藏的能量通過(guò)續(xù)流二極管與負(fù)載形成回路釋放。此時(shí)，輸出不再出現(xiàn)負(fù)電壓，在續(xù)流期間，晶閘管承受電源反向電壓而關(guān)斷。 從波形可以看出，加了續(xù)流二極管后，輸出電壓的波形與電阻性負(fù)載時(shí)一樣，但輸出電流波形就大不相同，流過(guò)負(fù)載的電流不但連續(xù)而且基本上維持不變，電感愈大，電流波形愈接近一條水平線，此電流由晶閘管VT和二極管VD分擔(dān)，晶閘管導(dǎo)通期，從晶閘管流過(guò)，晶閘管關(guān)斷期，從續(xù)流二極管流過(guò)。 5859（1）單相橋式全控整流電路：把單相橋式整流電路中的四個(gè)二極管換成晶閘管，就組成了單相橋式全控整流電路。 電阻性負(fù)載的情況：VT1和VT4組成一對(duì)橋臂，VT2和VT3組

35、成另一對(duì)橋臂。當(dāng)電源正半周，在t1時(shí)刻給VT1和VT4以觸發(fā)脈沖，VT1和VT4導(dǎo)通，負(fù)載流過(guò)電流；而此時(shí)VT2和VT3均承受反向電壓而截止；當(dāng)電源電壓過(guò)零時(shí)，VT1和VT4也隨之關(guān)斷。當(dāng)電源變?yōu)樨?fù)半周時(shí)，VT2和VT3承受電源正向電壓，在控制角為處觸發(fā)晶閘管VT2和VT3，則VT2、VT3導(dǎo)通，負(fù)載流過(guò)電流；此時(shí)VT1和VT4承受反向電壓；當(dāng)電壓再次過(guò)零時(shí)，VT2和VT3隨之關(guān)斷；以后又是VT1和VT4導(dǎo)通，如此循環(huán)下去?？梢钥闯?，兩組觸發(fā)脈沖在相位上應(yīng)相差180。橋式可控整流屬于全波整流，負(fù)載在電源正負(fù)半周均有電流流過(guò)，一個(gè)周期內(nèi)整流輸出電壓脈動(dòng)兩次，輸出電壓的平均值為：6061 它的輸出

36、電壓是半波整流的兩倍。當(dāng)0時(shí)，相當(dāng)于二極管橋式整流，輸出電壓最大，當(dāng)180時(shí)，輸出電壓為零，故可控移相范圍為180。 由于晶閘管VT1、VT4和VT2、VT3在電路中是輪流導(dǎo)通的，所以流過(guò)每個(gè)晶閘管的平均電流只有負(fù)載上平均電流的一半。電感性負(fù)載的情況：當(dāng)電源為正半周，在t1時(shí)刻（即控制角為）給晶閘管VT1和VT4加上觸發(fā)脈沖，兩管導(dǎo)通，UdU2。由于電感中的電流不能突變，起平波作用，所以通過(guò)負(fù)載的電流接近于直線。當(dāng)電源電壓過(guò)零變負(fù)時(shí)，因電感上產(chǎn)生上負(fù)下正的電動(dòng)勢(shì)使VT1和VT4仍承受正向電壓而繼續(xù)導(dǎo)通，波形中出現(xiàn)負(fù)值部分。此時(shí)VT2和VT3雖承受電源負(fù)半周的正向電壓，由于未加觸發(fā)脈沖而不能導(dǎo)通

37、。當(dāng)在t+時(shí)刻，VT2、VT3加上觸發(fā)脈沖導(dǎo)通，VT1和VT4立即承受反向電壓而關(guān)斷，負(fù)載電流由VT1、VT4轉(zhuǎn)移到VT2、VT3上，這個(gè)過(guò)程叫換相。到第二個(gè)周期又重復(fù)上述過(guò)程，循環(huán)下去。6263由波形可知，當(dāng)0時(shí)， 最大；90時(shí)， （正負(fù)半周面積相等）,其移相范圍為90。晶閘管承受的最大正反向電壓都是 。當(dāng)負(fù)載回路的電感量不夠大時(shí)，電感儲(chǔ)藏的能量不足以維持電流導(dǎo)通到（+）時(shí)，負(fù)載的電流將不連續(xù)。單相橋式全控整流電路特點(diǎn)：與半波可控整流比較，一個(gè)周期內(nèi)整流電壓脈動(dòng)二次，脈動(dòng)程度比半波??；變壓器二次繞組中，兩個(gè)半周期的電流方向相反且波形對(duì)稱，因此不存在直流磁化問(wèn)題；變壓器繞組的利用率也比半波提高

38、了一倍。64第二章 電 工 測(cè) 量一、電工常用攜帶式儀表的應(yīng)用電工常用攜帶式儀表主要有萬(wàn)用表、鉗形電流表及兆歐表。6566二、直流電阻的測(cè)量 電壓、電流表法 萬(wàn)用表法和歐姆表法 直流單臂電橋（惠斯頓電橋）測(cè)量法 直流雙臂電橋（凱爾文電橋）測(cè)量法67三、接地電阻的測(cè)量四、電能的測(cè)量測(cè)量電能的儀表稱為電度表，常用的是感應(yīng)式電度表，用于測(cè)量交流負(fù)載所消耗的電能。68第三章 觸電危害與急救觸電事故：1、電擊：?jiǎn)尉€電擊、兩線電擊、跨步電壓電擊電傷：電弧燒傷、電流灼傷、皮膚金屬化、電烙印、電光眼2、雷電事故3、靜電事故4、電磁輻射事故5、電路故障及事故6、電路故障：斷路、短路、接地、漏電、突然停電、誤合閘

39、電路故障得不到控制就可能發(fā)展為電路事故69第一節(jié) 電流對(duì)人體的危害一、電流作用機(jī)理 電流通過(guò)人體時(shí)破壞人體內(nèi)部細(xì)胞組織的正常工作，主要表現(xiàn)為生物學(xué)效應(yīng)。電流作用還包括熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)電流是造成人體觸電的本質(zhì)原因。70電流的大小 人體電阻主要由表皮電阻和體內(nèi)電阻構(gòu)成，體內(nèi)電阻一般較為穩(wěn)定，約在500左右，表皮電阻則與表皮濕度、粗糙程度、觸電面積等有關(guān)，一般人體電阻在1k2k之間持續(xù)時(shí)間（時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)人體傷害最嚴(yán)重）電流頻率（50Hz60Hz時(shí)電流對(duì)人體傷害最嚴(yán)重）電流途徑（通過(guò)人心臟的電流對(duì)人體傷害最嚴(yán)重）人體健康狀況二、影響電流對(duì)人體作用因素71按通過(guò)人體的電流大小而使人體呈現(xiàn)不同的狀

40、態(tài)，可將電流劃分為三級(jí)：感知電流（成年男性1.1mA；女性 0.7mA） 是指在一定的概率下通過(guò)人體引起人有任何感覺(jué)的最小電流擺脫電流（成年男性16mA；女性 10.5mA） 在一定概率下人觸電后能自行擺脫帶電體的最大電流致命電流-觸電電流（30mA以上有生命危險(xiǎn)）72第二節(jié) 觸電事故種類、方式與規(guī)律一、電流對(duì)人體傷害的類型1、電擊 電擊是電流對(duì)人體內(nèi)部組織造成的傷害，是內(nèi)傷。如人的呼吸和心跳停止。 2、電傷 電傷是電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)對(duì)人體造成的外傷。73單相觸電（人體不同部位同時(shí)接觸一根相線和零線）兩相觸電（人體不同部位同時(shí)接觸兩根相線）跨步電壓觸電按人體觸及帶電體的方式和電流

41、通過(guò)人體的途徑，觸電主要有三種情況：二、人體觸電的方式 74三、人體觸電的規(guī)律1、觸電事故季節(jié)性明顯，69月事故最多；2、低壓觸電事故多；3、攜帶式設(shè)備和移動(dòng)式設(shè)備觸電事故多；4、電氣連接部位觸電事故多；5、錯(cuò)誤操作和違章作業(yè)造成的觸電事故多；6、不同行業(yè)、不同年齡、不同地域觸電事故各不相同75第三節(jié) 觸電急救1、脫離低壓電源的方法拉閘斷電、切斷電源線、用絕緣物品脫離電源2、脫離高壓電源的方法拉閘停電、短路法3、脫離跨步電壓的方法穿絕緣靴或單腳著地跳到觸電者身邊，緊靠觸電者頭或腳把他拖成躺在等電位地面上，即可就地靜養(yǎng)或進(jìn)行搶救當(dāng)人體觸電首先是盡快脫離電源一、觸電者脫離電源的方法76脫離電源時(shí)的

42、注意事項(xiàng)1、救護(hù)者一定要判明情況，做好自身防護(hù)。2、在觸電人脫離電源的同時(shí)，要防止二次摔傷事故。3、如果是夜間搶救，要及時(shí)解決臨時(shí)照明，以避免延誤搶救時(shí)機(jī)。77二、觸電急救發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，首先要盡快的使觸電人脫離電源，然后根據(jù)觸電人的具體情況，采取相應(yīng)的急救措施：觸電者神志清醒時(shí)，首先將觸電者轉(zhuǎn)運(yùn)到最近的通風(fēng)干燥的平地，仰面平躺，觀察的觸電者情況，并作好急救準(zhǔn)備；觸電者神志不清醒時(shí)，首先將觸電者轉(zhuǎn)運(yùn)到最近的通風(fēng)干燥的平地，仰面平躺，一邊進(jìn)行觸電急救，一邊進(jìn)行對(duì)外呼救。78急救心肺復(fù)蘇法1、暢通氣道2、口對(duì)口（鼻）人工呼吸3、胸外按壓（人工循環(huán)） 胸外按壓與口對(duì)口（鼻）人工呼吸同時(shí)進(jìn)行時(shí)，其節(jié)奏

43、為：?jiǎn)稳藫尵葧r(shí)，每按壓15次后吹氣2次，反復(fù)進(jìn)行；雙人搶救時(shí)，每按壓5次后由另一人吹氣一次，反復(fù)進(jìn)行79第四章 防觸電技術(shù) 為了達(dá)到安全用電的目的，必須采用可靠的技術(shù)措施，防止觸電事故發(fā)生。絕緣、安全間距、漏電保護(hù)、安全電壓、遮欄及阻擋物等都是防止直接觸電的防護(hù)措施。保護(hù)接地、保護(hù)接零是間接觸電防護(hù)措施中最基本的措施。所謂間接觸電防護(hù)措施是指防止人體各個(gè)部位觸及正常情況下不帶電，而在故障情況下才變?yōu)閹щ姷碾娖鹘饘俨糠值募夹g(shù)措施。 專業(yè)電工人員在全部停電或部分停電的電氣設(shè)備上工作時(shí)，在技術(shù)措施上，必須完成停電、驗(yàn)電、裝設(shè)接地線、懸掛標(biāo)示牌和裝設(shè)遮欄后，才能開(kāi)始工作。80一、絕緣1絕緣的作用絕緣是

44、用絕緣材料把帶電體隔離起來(lái)，實(shí)現(xiàn)帶電體之間、帶電體與其他物體之間的電氣隔離，使設(shè)備能長(zhǎng)期安全、正常地工作，同時(shí)可以防止人體觸及帶電部分，避免發(fā)生觸電事故，所以絕緣在電氣安全中有著十分重要的作用。良好的絕緣是設(shè)備和線路正常運(yùn)行的必要條件，也是防止觸電事故的重要措施。絕緣具有很強(qiáng)隔電能力，被廣泛地應(yīng)用在許多電器、電氣設(shè)備、裝置及電氣工程上，如膠木、塑料、橡膠、云母及礦物油等都是常用的絕緣材料。812絕緣破壞絕緣材料經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用會(huì)發(fā)生絕緣破壞。絕緣材料除因在強(qiáng)電場(chǎng)作用下被擊穿而破壞外，自然老化、電化學(xué)擊穿、機(jī)械損傷、潮濕、腐蝕、熱老化等也會(huì)降低其絕緣性能或?qū)е陆^緣破壞。絕緣體承受的電壓超過(guò)一定

45、數(shù)值時(shí)，電流穿過(guò)絕緣體而發(fā)生放電現(xiàn)象稱為電擊穿。氣體絕緣在擊穿電壓消失后，絕緣性能還能恢復(fù)；液體絕緣多次擊穿后，將嚴(yán)重降低絕緣性能；而固體絕緣擊穿后，就不能再恢復(fù)絕緣性能。在長(zhǎng)時(shí)間存在電壓的情況下，由于絕緣材料的自然老化、電化學(xué)作用、熱效應(yīng)作用，使其絕緣性能逐漸降低，有時(shí)電壓并不是很高也會(huì)造成電擊穿。所以絕緣需定期檢測(cè)，保證電氣絕緣的安全可靠。823絕緣安全用具在一些情況下，手持電動(dòng)工具的操作者必須戴絕緣手套、穿絕緣鞋(靴)，或站在絕緣墊(臺(tái))上工作，采用這些絕緣安全用具使人與地面，或使人與工具的金屬外殼，其中包括與相連的金屬導(dǎo)體，隔離開(kāi)來(lái)。這是目前簡(jiǎn)便可行的安全措施。為了防止機(jī)械傷害，使用手

46、電鉆時(shí)不允許戴線手套。絕緣安全用具應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行定期耐壓試驗(yàn)和外觀檢查，凡是不合格的安全用具嚴(yán)禁使用，絕緣用具應(yīng)由專人負(fù)責(zé)保管和檢查。常用的絕緣安全用具有絕緣手套、絕緣靴、絕緣鞋、絕緣墊和絕緣臺(tái)等。絕緣安全用具可分為基本安全用具和輔助安全用具?；景踩镁叩慕^緣強(qiáng)度能長(zhǎng)時(shí)間承受電氣設(shè)備的工作電壓，使用時(shí)，可直接接觸電氣設(shè)備的有電部分。輔助安全用具的絕緣強(qiáng)度不足以承受電氣設(shè)備的工作電壓，只能加強(qiáng)基本安全用具的保安作用，必須與基本安全用具一起使用。在低壓帶電設(shè)備上工作時(shí)，絕緣手套、絕緣鞋(靴)、絕緣墊可作為基本安全用具使用，在高壓情況下，只能用作輔助安全用具。83第五章 保護(hù)接地與保護(hù)接零在工廠

47、里，使用的電氣設(shè)備很多。為了防止觸電，通?？刹捎媒^緣、隔離等技術(shù)措施以保障用電安全。但工人在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常接觸的是電氣設(shè)備不帶電的外殼或與其連接的金屬體。這樣當(dāng)設(shè)備萬(wàn)一發(fā)生漏電故障時(shí)，平時(shí)不帶電的外殼就帶電，并與大地之間存在電壓，就會(huì)使操作人員觸電。這種意外的觸電是非常危險(xiǎn)的。為了解決這個(gè)不安全的問(wèn)題，采取的主要的安全措施，就是對(duì)電氣設(shè)備的外殼進(jìn)行保護(hù)接地或保護(hù)接零。 84保護(hù)接地是指將電氣設(shè)備平時(shí)不帶電的金屬外殼用專門設(shè)置的接地裝置實(shí)行良好的金屬性連接。保護(hù)接地的作用是當(dāng)設(shè)備金屬外殼意外帶電時(shí)，將其對(duì)地電壓限制在規(guī)定的安全范圍內(nèi)，消除或減小觸電的危險(xiǎn)。保護(hù)接地最常用于低壓不接地配電網(wǎng)中的電氣

48、設(shè)備。85一、保 護(hù) 接 地變壓器中性點(diǎn)（或一相）不直接接地的電網(wǎng)內(nèi)，一切電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬外殼以及和它連接的金屬部分與大地作可靠電氣聯(lián)接。86保護(hù)接地應(yīng)用范圍： 適用于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)、電機(jī)、變壓器、照明燈具、攜帶式移動(dòng)式用電器具的金屬外殼和底座、配電屏、箱、柜、盤，控制屏、箱、柜、盤的金屬構(gòu)架、穿電線的金屬管，電纜的金屬外皮，電纜終端盒、接線盒的金屬部分、互感器的鐵心及二次線圈的一端、裝有避雷器的電線桿、塔。高頻設(shè)備的屏護(hù)87接地臨時(shí)接地固定接地檢修接地事故接地工作接地安全接地保護(hù)接地防雷接地防靜電接地屏蔽接地臨時(shí)線接地帶電體與地意外接地三相四線制中性點(diǎn)接地88二、保 護(hù) 接

49、零保護(hù)接零就是在kV以下變壓器中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中一切電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬部分與電網(wǎng)零干線可靠連接。保護(hù)接零應(yīng)用范圍：中性點(diǎn)直接接地的供電系統(tǒng)中，凡因絕緣損壞而可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)對(duì)地電壓的金屬部分均應(yīng)采用保護(hù)接零作為安全措施。保護(hù)零線的線路上，不準(zhǔn)裝設(shè)開(kāi)關(guān)或熔斷器。在三相四線制供電系統(tǒng)中，零干線兼做工作零線時(shí)，其截面不能按工作電流選擇。89當(dāng)某相帶電部分碰觸電氣設(shè)備的金屬外殼時(shí)，通過(guò)設(shè)備外殼形成該相線對(duì)零線的單相短路回路，該短路電流較大，足以保證在最短的時(shí)間內(nèi)使熔絲熔斷、保護(hù)裝置或自動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘，從而切斷電流，保障了人身安全。保護(hù)接零的應(yīng)用范圍，主要是用于三相四線制中性點(diǎn)直接接地供電系統(tǒng)中

50、的電氣設(shè)備。在工廠里也就是用于380/220伏的低壓設(shè)備上。90第六章 電氣安全操作技術(shù)第一節(jié) 電氣安全工作基本要求1、遵守規(guī)章制度和安全操作規(guī)程2、配備專業(yè)人員并進(jìn)行安全教育3、進(jìn)行安全檢查4、建立檔案資料91組織管理措施安全技術(shù)措施第二節(jié) 電氣安全的措施92一、 保證安全的組織管理措施1、工作票制度一個(gè)工作負(fù)責(zé)人只能發(fā)一張工作票2、工作許可制度工作票簽發(fā)人不得兼任該項(xiàng)工作的負(fù)責(zé)人工作負(fù)責(zé)人可填寫(xiě)工作票工作許可人不得簽發(fā)工作票3、工作監(jiān)護(hù)制度4、工作間斷、轉(zhuǎn)移和終結(jié)制度93二、 保證電氣作業(yè)安全的技術(shù)措施工作地點(diǎn)必須停電的設(shè)備如下：待檢修的設(shè)備與工作人員進(jìn)行工作中正常活動(dòng)范圍的距離小于規(guī)定距

51、離的設(shè)備在44kV以下的無(wú)安全遮攔的設(shè)備上進(jìn)行工作時(shí)，距離小于規(guī)定的設(shè)備帶電部分在工作人員后面或兩側(cè)無(wú)可靠安全措施的設(shè)備1.停電94必須用電壓等級(jí)合適且合格的驗(yàn)電器高壓驗(yàn)電必須戴絕緣手套2.驗(yàn)電3.裝設(shè)接地線4.懸掛標(biāo)示牌如果線路上有人工作，應(yīng)在線路開(kāi)關(guān)和刀閘操作把手上懸掛“禁止合閘，線路有人工作！”的標(biāo)示牌在室內(nèi)高壓設(shè)備上工作，應(yīng)在工作地點(diǎn)兩旁間隔和對(duì)面間隔的遮攔上及禁止通行的過(guò)道上懸掛“止步，高壓危險(xiǎn)！”的標(biāo)示牌。在室外高壓設(shè)備上工作，應(yīng)在工作地點(diǎn)四周用繩子做好圍欄，圍欄上懸掛適當(dāng)數(shù)量的“止步，高壓危險(xiǎn)”的標(biāo)示牌。95第三節(jié) 安全標(biāo)識(shí)安全色是表達(dá)安全信息含義的顏色國(guó)家規(guī)定的有紅、黃、藍(lán)、綠

52、四種顏色紅色禁止、停止黃色警告、注意藍(lán)色指令、必須遵守綠色指示、通行、安全狀態(tài)96第四節(jié) 防止直接接觸帶電體的防護(hù)技術(shù) 絕緣、屏護(hù)、間距是防止直接接觸帶電體的防護(hù)技術(shù)97一、絕 緣絕緣就是用絕緣物把帶電體隔離起來(lái)絕緣電阻：絕緣電阻是最基本的絕緣性能指標(biāo)絕緣破壞：當(dāng)絕緣材料受到某些因素時(shí)不再絕緣絕緣材料：玻璃、云母、木材、塑料、橡膠等98加強(qiáng)絕緣加強(qiáng)絕緣有三種：1.雙重絕緣（工作絕緣，保護(hù)絕緣）2.加強(qiáng)絕緣：不小于5M歐3.另加總體絕緣：不小于2M歐特別說(shuō)明：加強(qiáng)絕緣設(shè)備，不必再接地99二、屏 護(hù)（即遮攔和阻擋）防止觸電事故防止電弧飛濺防止電弧短路作用：分類：永久性屏護(hù)裝置臨時(shí)性屏護(hù)裝置移動(dòng)性屏

53、護(hù)裝置100三、間 距安全距離的大小取決于：電壓的高低、設(shè)備類型、安裝方式1、線路間距2、設(shè)備間距賠墊裝置的布置應(yīng)考慮設(shè)備搬運(yùn)、檢修、操作和試驗(yàn)方便3、檢修間距在維護(hù)檢修中人體及所帶工具與帶電體必須保持足夠的安全距離101線路電壓（kV）1以下1035垂直距離2.53.04.0水平距離1.01.53.0線路電壓（kV）1以下1035垂直距離1.01.53.0水平距離1.02.0導(dǎo)線與建筑物的最小距離（m）導(dǎo)線與樹(shù)木的最小距離（m）10210 kV以下2035 kV35 kV一般情況下0.71.0用絕緣桿操作時(shí)0.40.6在線路上工作時(shí)人與臨近帶電線的距離1.02.5使用火焰時(shí)，火焰與線1.53

54、.0在高壓無(wú)遮攔操作中，人體或其所帶工具與帶電體之間的最小距離（m）檢修間距低壓工作中，人體或其所帶的工具與帶電體之間的距離不應(yīng)小于0.1m。103第五節(jié) 通用觸電的防護(hù)技術(shù)一、安全電壓 是指把可能加在人體上的電壓限制在某一范圍之內(nèi)，使得在這種電壓下，通過(guò)人體的電流不超過(guò)允許的范圍。這一電壓稱為安全電壓。但是安全電壓并不是絕對(duì)沒(méi)有危險(xiǎn)的電壓。安全電壓額定值：42V、36V、24V、12V、6V空載上限值： 50V、43V、29V、15V、8V1041、供電系統(tǒng)單獨(dú)自成回路，不得與其他電氣回路（包括零線和地線）有任何聯(lián)系2、使用變壓器做電源時(shí)，其輸入電路和輸出電路要嚴(yán)格實(shí)行電氣上的隔離，二次回路

55、不允許接地。為防止高壓串入低壓，變壓器的鐵心（或隔離層）應(yīng)牢固接地或接零。不允許用自耦變壓器作安全電壓電源安全電壓對(duì)供電電源的要求105安全電壓的選用 42V用于危險(xiǎn)環(huán)境中的手持電動(dòng)工具 36V和24V用于有觸電危險(xiǎn)的環(huán)境中使用的行燈和局部照明燈 12V用于金屬容器內(nèi)等特別危險(xiǎn)環(huán)境中使用的行燈 6V用于水下作業(yè)場(chǎng)所106二、漏電保護(hù)器 電氣線路或電氣設(shè)備發(fā)生單相接地短路故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生剩余電流，利用這種剩余電流來(lái)切斷故障線路或設(shè)備電源的保護(hù)電器稱為漏電保護(hù)器這些是空氣開(kāi)關(guān)107用途 漏電保護(hù)器主要用于1000V以下的低壓系統(tǒng)，防止由于間接接觸和由于直接接觸引起的單相觸電。 漏電保護(hù)器也用于防止由漏

56、電引起的火災(zāi)，以及用于監(jiān)測(cè)或切除各種一相接地故障。 有的漏電保護(hù)器還帶有過(guò)載保護(hù)、過(guò)電壓和欠電壓保護(hù)、缺相保護(hù)等保護(hù)功能。 108電流型漏電保護(hù)器： 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電流型漏電保護(hù)器的額定動(dòng)作電流可分為6、10、15、30、50、75、100、200、300、500、1000、3000、5000、10000、20000mA等15個(gè)等級(jí)（15、50、75、200mA不推薦優(yōu)先采用）。其中，30及30mA以下的屬高靈敏度，主要用于防止各種人身觸電事故；30mA以上、1000及1000mA以下的屬中靈敏度，用于防止觸電事故和漏電火災(zāi)；1000mA以上的屬低靈敏度，用于防止漏電火災(zāi)和監(jiān)視一相接地事故。為了

57、避免誤動(dòng)作，保護(hù)器的額定不動(dòng)電流不得低于額定動(dòng)作電流的1/2。我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定用于防火的漏電報(bào)警器的額定動(dòng)作電流宜設(shè)計(jì)為25、50、100、200、400和800mA。109電壓型漏電保護(hù)器：電壓型漏電保護(hù)器的動(dòng)作電壓原則上不應(yīng)超過(guò)安全電壓。110 漏電保護(hù)器的技術(shù)參數(shù)1.漏電保護(hù)器的主要技術(shù)參數(shù)動(dòng)作參數(shù)電壓型漏電保護(hù)器的動(dòng)作參數(shù)是動(dòng)作電壓和動(dòng)作時(shí)間；電流型漏電保護(hù)器的動(dòng)作參數(shù)是動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間。111動(dòng)作時(shí)間 漏電保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間指最大分?jǐn)鄷r(shí)間。 快速型漏電保護(hù)器動(dòng)作時(shí)間與動(dòng)作電流的乘積不應(yīng)超過(guò)30mAS。如：30mA及以下漏電保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間應(yīng)小于1S。112漏電保護(hù)器的選用(1)正確

58、選擇漏電保護(hù)器的漏電動(dòng)作電流。在浴室、游泳池、隧道等觸電危 險(xiǎn)性很大的場(chǎng)所，應(yīng)選用高靈敏度、快速型漏電保護(hù)裝置（動(dòng)作電流不宜超過(guò)10mA）。 (2)用于防止漏電火災(zāi)的漏電報(bào)警器宜采用中靈敏度漏電保護(hù)裝置。其動(dòng)作電流可在251000mA內(nèi)選擇。 (3)連接室外架空線路的電氣設(shè)備應(yīng)裝用沖擊電壓不動(dòng)作型漏電保護(hù)器。 (4)對(duì)于電動(dòng)機(jī)，保護(hù)器應(yīng)能躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)漏電電流（100kW的電動(dòng)機(jī)可達(dá)15mA）而不動(dòng)作。保護(hù)器應(yīng)有較好的平衡特性，以避免在數(shù)倍于額定電流的堵轉(zhuǎn)電流的沖擊下誤動(dòng)作。對(duì)于不允許停轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用漏電報(bào)警方式，而不應(yīng)采用漏電切斷方式。 (5)對(duì)于照明線路，宜根據(jù)泄漏電流的大小和分布，采

59、用分級(jí)保護(hù)的方式。支線上選用高靈敏度保護(hù)器，干線上選用中靈敏度保護(hù)器。(6)在建筑工地、金屬構(gòu)架上等觸電危險(xiǎn)性大的場(chǎng)合，類攜帶式設(shè)備或多動(dòng)式設(shè)備應(yīng)配用高靈敏度漏電保護(hù)裝置。113(7)電熱設(shè)備的絕緣電阻隨著溫度變化在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)。例如，聚乙烯絕緣材料60時(shí)的絕緣電阻僅為20時(shí)的數(shù)十分之一。因此，應(yīng)按熱態(tài)漏電狀況選擇保護(hù)器的動(dòng)作電流。(8)對(duì)于電焊機(jī)，應(yīng)考慮保護(hù)器的正常工作不受電焊的短時(shí)沖擊電流、電流急劇的變化、電源電壓的波動(dòng)的影響。對(duì)于高頻焊機(jī)，保護(hù)器還應(yīng)有良好的抗電磁干擾性能。(9)對(duì)于有非線性元件而產(chǎn)生高次諧波以及對(duì)有整流元件的設(shè)備，應(yīng)采用零序電流互感器二次側(cè)接有濾波電容的保護(hù)器，而且

60、互感器鐵心應(yīng)選用剩磁低的軟磁材料制成。(10)漏電保護(hù)器的極數(shù)應(yīng)按線路特征選擇。單相線路選用二極保護(hù)器，僅帶三相負(fù)載的三相線路或三相設(shè)備可選用三極保護(hù)器，動(dòng)力與照明合用的三相四線線路和三相照明線路必須選用四極保護(hù)器。(11)漏電開(kāi)關(guān)的額定電壓、額定電流、分?jǐn)嗄芰Φ刃阅苤笜?biāo)應(yīng)與線路條件相適應(yīng)。漏電保護(hù)裝置的類型應(yīng)與供電線路、供電方式、系統(tǒng)接地類型和用電設(shè)備特征相適應(yīng)。114第六節(jié) 電氣安全日常管理一、管理措施要到位 1、在電氣工程的設(shè)計(jì)、施工、安裝、運(yùn)行、維護(hù)和配置安全防護(hù)裝置時(shí)，要嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)，并符合現(xiàn)場(chǎng)的特定安全要求。 2、建立健全的安全規(guī)章制度，包括安全操作規(guī)程、運(yùn)行管理規(guī)