高处作业吊篮-实用

建筑机械作业人员培训教材 高处作业吊篮装拆和使用 前 言 本教材系上海市建设机械行业协会培训部组织行业内从事机械安装检测操作的局部专业工作者编写的建筑高处作业吊篮相关岗位的工人技能知识读本。本书对建筑高处作业吊篮的机械构造、安装拆卸工作程序和要点，以及正确使用做了较为详实的讲解和通俗的表述，可作为建筑高处作业吊篮上岗作业的工作人员培训和使用，亦可供相关专业人员参考。 上海市建设机械行业协会培训部 目 录第一局部 根底知识 第一章 力的根本概念第一节 力和运动、力的平衡第二节 力的三要素、力的合成和分解第二章 电工学根底及现场用电平安第一节 交流电原理第二节 根本电路和常用电气元件第三节 三相交流电动机第四节 现志临时用电平安第三章 高处作业平安知识第一节 高处作业概述第二节 临边及洞口作业第三节 攀登与悬空作业第四节 操作平台与交叉作业第五节 防护设施验收及平安防护用品 第二局部 专业知识 第一章 概论1-1 高处作业吊篮的概念及适用范围1-2 高处作业吊篮在我国的开展历史和开展趋势第二章 高处作业吊篮的构造2-12-22-32-4第三章3-13-23-33-43-53-63-73-8第四章4-14-2第五章 名词术语 高处作业吊篮的构造 吊篮分类和型号 高处作业吊篮的主要性能参数 高处作业吊篮主要机构的工作原理与典型结构 提升机工作原理 提升机典型结构 平安锁工作原理 平安锁典型结构 电气控制原理 电气控制元件 悬挂机构原理 悬挂机构典型结构 高处作业吊篮的安装和拆卸 高处作业吊篮的安装流程 高处作业吊篮的拆卸程序 高处作业吊篮的平安操作规程5-1 对操作人员的要求5-2 对使用操作环境的要求5-3 悬挂机构5-4 悬吊平台和提升机5-5 平安锁5-65-75-85-9第六章第七章7-17-27-37-47-57-67-77-87-9附录： 限位 平安带及平安绳 电气系统 钢丝绳 在施工过程中的应急措施 高处作业吊篮的维修与保养 提升机维修和保养 平安锁维修和保养 钢丝绳维修和保养 结构件维修和保养 电气系统维修和保养 日常检查 定期检修 定期大修 常见故障原因分析及其排除方法 高处作业吊篮 国家标准GB19155-2003第一局部 根底知识第一章 力的根本概念第一节 力和运动、力的平衡 任何机械设备都是通过特定零部件的有规那么运动来完成其作业的。产生物体运动的最根本因素就是“力的作用。伟大的物理学家牛顿受到苹果落地的启发，为人类揭开了重力即地球引力的奥秘，并发现和提出了著名的三大定律。其中“牛顿第一定律即惯性定律，“牛顿第二定律即动量定律，奠定了物理学中力学、运动学、动力学的根底。一、牛顿定律1 牛顿第一定律的含义是：任何物体都具有保持静止或匀速直线运动状态的特性，直到有外力影响改变这种状态为止。这是对物体在理想状态下的描述，任何物体始终处于受力状态，地球上的任何物体都受到重力作用，重力的大小因物体密度而异，这就是重量。手提物品失手或物体离开支持面后均会以越来越快的速度坠落，这是重力改变了物体的静止状态，如施工现场脚手架等高空不慎掉下的材料、工具、杂物。2牛顿第二定律科学地阐说了力和运动的关系，任何物体在外力作用下会改变原有的静止或匀速直线运动状态。如汽车及升降机的起步在发动机或电动机的牵引力作用下，从零速度到稳定的恒速度有一个加速过程，我们把单位时间每秒里速度的增量称为“加速度；同样在制动器的制阻力作用下，汽车及升降时机逐步减速，由恒定速度到零速度有一个减速过程，我们把单位时间每秒里速度的减量称为“负加速度。牛顿第二定律的含义是：物体在运动中产生的加速度负加速度，和引起该加速度的外力大小成正比，和物体的质量成反比。用公式表示为：a=Fm或F=ma；其中a为加速度、F为外力、m为质量二、力的平衡牛顿第一、第二定律分别解释了物体在理想状态及受外力作用时的运动状态。在现实生活中我们经常接触到的物体即使处在受力情况下，仍保持静止或匀速直线运动状态，这种普遍的现象是力平衡的结果。例如图1-1汽车起步后以某档速度行驶，发动机的牵引力仅仅克服了汽车自重及所载人员物品总重引起的车轮与路面间摩擦力、各传动局部的1-2 - 1 -从以上讨论力的平衡可以发现，外力作用下二个相互接触的物体，包括机械设备中二个连接的零件，都存在有一对大小相等、方向相反的力，我们称为作用力和反作用力如汽车轮胎和地面的接触点；吊篮平台吊点的连接点等。反作用力始终随着作用力大小的变化而变化，如果吊篮平台1-3 综合上述，失去力的平衡后会有二种结果，一种是机械设备的起动或制动时，产生加速度或负加速度；另一种是零件和材料的破环导致事故。 第二节 力的三要素、力的合成和分解 1力的三要素：物体受到外力作用后的结果，取决于力的三个要素即力的大小、方向和作用点。任何一个要素的改变都会改变对物体的影响。例如在井架物料提升机中，载荷的大小就是物料重力的大小；架体根部的地脚滑轮就是为了改变钢丝绳拉力的方向，得以将卷扬机的水平牵引力变成了垂直方向的提升力；在井架使用中，要求在吊篮中均匀放置物料，实际上就是在调整物体重力对篮体的作用点。由于力的三个要素，使“力这个物理量不能用简单的加、减法来计算如数量的正负值，必须借用图解方法来完成。2力的合成和分解：凡二个及二个以上的力，通过图解方法求出其合力的过程称为力的合成；反之，将某一个力按条件，通过图解方法求出各分力的过程称为力的分解。力的合成与分解均可采用平行四边形法那么来进行。如图1-5a，力的表示方法如图1-4所示。 图1-4 由于力具有方向性，故称“力这样的物理量为矢量二个分力A、B，由于大小和方向都已确定，那么通过代表该二分力的矢量可画出平行四边形，那么平行四边形的对角线C就表示其作用点合力的大小及方向。如图1-5b，合力C*和其中一个分力A*的大力、方向，即可以C*为对角线画出平行四边形，该平行四边形的另一边B*就表示另一个分力的大小及方向。从图中可以看出，由于受方向的影响，合力的绝对数值不一定大于分力，这是矢量的一个特征。 - 2 - 图1-5 3力矩和力偶：在工程现场、机械设备等生产实践活动中，经常会发现外力的作用点和构件的支撑点并不在同一个接触点。当外力作用点距物体如机械中某一构件的支撑点，在垂直于力的方向上存在一定距离时，该构件会产生弯曲的倾向。我们把作用力和相应距离 图 1-6 图 1-7 的乘积称为“力矩。利用力矩平衡的原理，在起重作业中可以使用杠杆撬棒搬动中重物如图1-6所示。在工程和力学范畴中，引起弯曲倾向的力矩称为弯矩。图1-7所示，吊篮悬挂机构吊点处负荷G，对前支架支撑点有一段距离，在主梁不同距离处就会生各不相等的弯矩。后支架配重合力Q，对前支架支撑点也有一段距离，产生的平衡力矩就是抗倾覆力矩。在日常生活和生产实践中，经常会碰到旋转或扭转的物体、零件等，受到一对相反方向又拉开一定距离的外力作用，这对力称为“力偶。图1-8中是常见的扳手拧螺母情形，当有拧动力P施加于扳手时，六角螺母紧贴扳手的两边就会产生一对力偶，间距d根本上接近六角形的边长力偶F和距离d的乘积称为“力偶矩，又称“扭矩。扭矩在机械中被广泛应用，几乎所有转动的动力机械图1-8都会产生和传递扭矩。如汽车发动机、建筑机械的电动机等的输出轴，产生的扭矩通过减速传动传递给工作机构。 第二章 电工学根底及现场用电平安 - 3 -第一节 交流电原理 在现代工业、农业、各项建设事业和经济领域中，电能的应用越来越广泛。我们对“电的了解，掌握“电的根本知识及规律，是保证平安用电、科学用电、合理用电的必要途径。一、电的形成自然界的一切物质都由分子组成，分子又由原子组成，原子那么由一个带正电荷的原子核和假设干带负电荷的电子组成。因此正、负电荷是物质所固有的，既不能创造，也不能消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体。物质原子中所有电子负电荷的总量等于原子核的正电荷时，整个原子呈现中性，该物质就呈不带电状态，如图2-1所示。当某物质原子失去电子时，就带正电；反之，获得额外电子时，就带负电。人们从长期的劳动实践和科学试验中，发现了很多使物体带电的方法，主要有以下几种：1摩擦生电：这是早期发现的物体带电现象。用丝绸摩擦玻璃棒或呢绒摩擦胶木棒，我们会发现玻璃棒和胶木棒都能吸附小纸片，这是因为玻璃棒带有正电荷胶木棒带有负电荷的结果。2光电效应：光线射到某些金属外表时，会使该金属的电子发射移动，形成电流，如太阳能电池，太阳能发电即绿电图 2-1 的一种等。3热电效应：某些金属加热后，由于自由电子运动速度的加快，就会从金属外表发射出来形成电流。4化学反响：利用金属在酸、碱、盐等溶液中，因自由电子游离产生电流，如铅蓄电池、碱性干电池、镍镉和镍氢干电池等。5电磁感应：当金属导体在磁场中作切割磁力线的运动时，导体中会感应而产生电流。这是电力工业应用最为广泛的产电方法。二无论火力发电厂、水力发电站或风力发电也是绿电的一种，其发电机组均是这一原理。6核电反响：利用某些稀有重金属，如铀、钴、镭、钚等的原子核裂变或聚合反响即核反响堆产生强大的电流。美、英、法、俄等兴旺国家均建有现代化的核电站，我国也自主建设了大亚湾及秦山核电站。二、电学的根本物理量和欧姆定律1电流：电子所带电荷作有规那么的定向运动，就形成电流。人们在生产实践和日常生活中，习惯以正电荷的流向作为电流的方向，所以，电流的方向即电子运动的相反方向。电荷量简称电量。其根本单位是“库仑，用符号Q表示。我们定义单位时间t每秒通过导线截面的电量称为电流强度，简称“电流用符号I表示，那么得出以下数学关系式：I=Qt 因此，电流就是衡量通过导体电量强弱程度的物理量。电流的根本单位是“安培，简称“安以符号A表示；根据需要，电流单位也可采用kA千安、mA毫安、A微安，它们的关系如下：1 kA=103A ； 1mA =10-3A； 1A =10-6 A ；例如，每秒通过导线10库仑电量、10秒通过导线100库仑电量或1分钟通过导线600库仑电量时，电流强度都是一样的，均为10安培。2电压：和水位的意义类似，带电物体也有电位。俗话“水往低处流，指的是高处水位和低处水位存在水位差，形成水流。带电物体的正电荷也是从高电位流向低电位。我们通常把大地的电位作为零电位，当带正电荷的物体和大地接触时，正电荷会流入大地；当带负电位的物体和大地接触时，大地的正电荷会流入物体抵消负电荷。因此任何带电物体和大- 4 -地接触时，就会和大地同电位，用电设备的接地措施，就是消除电位差，防止电流对人的威胁和伤害。在导线和用电设备组成的电路中，任意两点的电位差称为“电压，用符号U表示。电压的根本单位是“伏特，简称“伏以V表示；根据需要，电流单位也可采用kV千伏、mV毫伏、V微伏，它们的关系如下：1kV=103V； 1mV=10-3 V； lV =10-6 V ；电位和水位高度一样是相对而言，因此它同接地点即零电位的选择有关；电压那么是两点间的电位差，就像水位差一样和参考零点选择无关，如图2-2所示，a图中A、B及b图中A*、B*各点的电位与接地点的选择有关，是相对的；但A、B间及A*、B*间的端电压相同，均为12伏，和零电位即接地点的选择无关。 图 2-2 3电阻和电阻率：自然界的物质有绝缘材料和导体材料之分，前者几乎没有传导电流的能力，常用于阻隔电流之用，确保用电平安。橡胶、塑料、木材、瓷器和石料等非金属均属此类；后者具有传导电流的能力，如铜、铝、铅、锡及钢铁等金属均属此类。导体在传导电流的同时，又存在阻碍电流通过的特性，这种特性称为“电阻率，用符号表示，电阻率因材料而异，且和温度有关。导体阻碍电流的性能不仅和电阻率有关，而且和导体的长度成正比，和导体的横截面积成反比。我们用“电阻这一物理量来衡量导体的导电性能，用符号R或r表示。电阻的根本单位是“欧姆以表示，根据需要，电阻也可以采用k千欧、M兆欧，它们的关系是：1k=103 ；1M=106；导体的材料及尺寸，可用下式计算出它的电阻值：R=rLS；式中L为材料的长度m；S为材料的横截面积 mm2。电阻率的单位一般用mm2/m表示；大地土壤的电阻率单位用m2/m即m表示。 电阻越大，导体越不易通过电流；相反，电阻越小，越容易通过电流。因此在同样电压下，传送相同的电流即电阻相等，电阻率小的材料在同样长度时可采用较小的截面，更省料。例如，铝的电阻率L=0.029mm2/m，如使用5 mm2、100m长的铝芯导线传送电流，按上列公式计算，可知电阻R为0.58；同样的电阻，使用同样长度的铜芯导线，由于铜的电阻率T=0.0175mm2/m，比铝材要小，根据按上列公式的逆运算，可知铜芯导线的截面积只需3 mm2。另外铜材比铝材具有更好的机械强度，故铜导线比铝导线得到了更广泛的应用。4欧姆定律：电流、电压和电阻是电学的三个最根本的物理量，它们的相互关系可用“欧姆定律类说明：在电路中，电流的大小与电阻两端的电压上下成正比，而与电阻的大小成反比，并可用以下公式表示：I=UR； U=IR； R=UI；根据欧姆定律，可解释电路中的两种常见现象：当导线断裂或电路翻开时，形成相当大- 5 -的绝缘电阻，电流就等于零，此时称为“断路或“开路。如果带电导线没有经过负载用电器，直接和另一导线相碰，如进电“火线和回路“地线相碰，此时，由于电阻很小，会产生很大的电流，瞬时的高温足以熔化熔断保险装置，这就称为“短路或“碰线。 三、交流电的产生和输送1交流电的产生：由于电流是既有大小又有方向的物理量，当其大小及方向始终保持不变的电流称为直流电，一般由化学反响产生，如干电池、蓄电池提供的就是这类电流；当其大小及方向随时间作有规律变化的电流，就称为交流电，发电厂和燃油发电机产生的就是这类电流。我们可从感应生电来了解交流电的产生原理。当导线发电机的转子在磁场发电机定子中旋转时，就作切割磁力线运动而产生电流。在一对磁极中旋转一周，即一个循环，由于磁极极性改变一次，电流方向也改变一次。如果，转子在P对磁极的定子中转动，每分钟的转速为n转，那么，电流每秒的循环次数为：f=Pn60；称为频率。它的单位是“赫兹或周/秒。我国电力工业的频率是50赫兹50周/秒。欧洲和日本等国采用的频率也有60赫兹的。频率的倒数T=l/f即称为周期，表示循环一次所需的时间，单位是“秒。一个国家的电工频率是固定统一的，因此发电机的磁极数和转速成反比，如一对磁极的发电机转子转速为3000转/分，二对磁极的就为1500转/分。2单相交流电和三相交流电：由于直流电的大小、方向恒定不变，在示波器中表现为直线；交流电的规律性变化在示波器中表现为图2-3所示，称为“正弦波。由一个电源产生单一的正弦电流单独供电的电路，称为革相交流电路，简称单相电；如果由三个对称的正弦交流电源联合供电的电路，称为三相交流电路，简称三相电。所谓对称的正弦交流三相电源指的是相同电压、相同频率、相序位置依次相差120的一组电源。图 2-3 通常在一个发电机里产生，称为三相发电机。常用的380V工业用电动力电就是这样的三相电。单相电发电机产生的单相电就是常用的220V民用电照明电。3交流电的输送： 图 2-4从发电厂或电站至用电户的输电过程如图2-4所示。单相电的输送，一般由输电线和回网的零线组成电路回路，俗称火线和地线：三相电的输送一般由三根输电线称为相线或火线，以及一根中性线工作零线组成，简称三相四线制星形连接，每根相线和中性线间的电压称为相电压，和单相电一样，用电户输入端为220V。如果没有中性线的供电，称为三相三线制三角形连接，任意二根相线间的电压称为线电压，用电户输入端为380V。该二种电路的连接方式详见本章第二节。 - 6 -根据欧姆定律知道，要输送强大的电流必须有较高的电压和较小的电阻，但是，导线的电阻受到其截面积的限制，因此一般多采用高电压方式输电，从几千伏到几十万伏，同时为了减少输电损耗及防止导线发热，输电电压越高，输电线的截面就越大。由于广阔用电户的电器的是380V三相电或220V的单相电，还有需要更低电压或直流电源，因此变压和整流成为输电中常用的二项技术。1变压：发电厂或电站产生的电流以高压输入电网，尚不能直接进入各用电户，必须经多级变压，将万伏乃至数十万伏的高电压降至380伏或220伏的低电压，方可被用电户使用，这一过程称为“变压，由设置在各变电站、变电所 1 hp英制= 745.7W； 1.34 hp电工= 746W；在交流电路中，电网上的电流所作的功包括二局部，其中大局部用于用电设备的耗能，即有功电流作的功，其相应的功率称为“有功功率；另一小局部那么用于电力产生和输送过程中的电感磁场、电容等的能量交换之中，不能表示用电设备实际的电能消耗，无功电流耗- 7 -去的功率称为“无功功率，其单位为“乏或“千乏，对一个供电系统来说，无功功率是不变的常数。在三相交流电路中，把电能的总功率称为“视在功率。用电设备即负载所耗的有功功率P、电网上的无功功率Q及视在功率S的关系如图2-5所示。为了衡量用电设备利用电能的优劣程度，我们把比值P/S= cos称为“功率因素。 cos值越高，电能利用率就越高。一般交流异步电动机的cos值在0.70.85左右，在低负载时，由于消耗的有功功率P减少，而无功功率Q不变，此时的功率因素cos值可能会降 图 2-5 低至0.5以下，造成电能的浪费。根据图2-5可知，有功功率P、无功功率Q及视在功率S有以下关系：P=Scos ； Q=Ssin ； S=P+Q；有关三相电路的计算，详见本章第二节。 22第二节 根本电路和常用电气元件 用导线连接电源和负载电阻用电设备，组成的电气回路称为电路。一、单相交流电的电路及计算单相交流电一般由火线和零线连接负载电阻，组成电路，按负载的接入方法分为串联和并联二种根本电路。1串联：参见图2-6a，将负载电阻依次接入同一电路回路，不存在各条支流，各负载的两端电压因负载电阻而异，并按先后排列，这样的连接称为串联。假设电源电压U=220V，串入的电阻R1=5、R2=6，可计算如下：电路的总电阻等效电阻R=R1+R2=11电路的电流 I=UI=22010=20A图2-6二个负载电阻产生的电压降，即端电压分别为：U1 =I R1=100V ；U2 = IR2=120V ； 因此，电源电压U= U1+ U2=100+120 =220V；由以上的计算分析，可知道串联电路的特性是：1各负载二端的端电压因各负载的电阻而异，电阻越大，那么形成压降越大；2电源电压等于所有负载端电压电压降之和；3电路的等效电阻等于各负载电阻之和；4通过各负载的电流相同，且等于电路的系统电流。根据上述特性，串联电路可等效为图2-6b所示。2并联：参见图2-7a，将负载电阻并列接入同一回路，形成各条并列的分支电路，- 8 -各负载的二端电压相同，均等于电源电压，这样的连接称为并联。假设电源电压U=220V，并接的电阻R1=10、R2=5，可计算如下：通过二个负载电阻的电流分别为：电路回路的总电流：I1=U R1=22A； I2=U R2=44A图 2-7 电路回路的总电阻等效电阻：I=I1+I2=U R1+U R2=U(1 R1+1 R2)=R1R22；二条分支 R1+R由以上的计算分析，可知并联电路的特性是：1通过各分支电路的电流，因其负载电阻而异，电阻越大，那么电流越小；2电路回路的总电流，等于各分支电流之和；3各分支负载的二端电压相同，都等于电源的电压；4电路回路的等效电阻，其倒数等于各分支负载电阻的倒数和。根据上述特性，如二条分支的并联电路，可等效为图2-7b所示，对多于二条分支的并联电路，可按上述第四条特性，计算出回路的等效电阻。3电路连接方式的选用：由于串联和并联电路的不同特性，不同的用电场合应选择不同的连接方式。串联电路因为每个负载电阻不同而获取的电压不同，因此会影响电器设备的使用；同时在同一回路2-8- 9 - 1星形Y接入法：图2-8a是一个典型的星形Y对称三相电路，由于中性线的电流为零，可以不引入中性线。当用电设备和和供电线路需保持一致时，那么仍应引入中性线，因此，负载为星形Y接入的方式，可选配三相三线制或三相四线制二种供电线路。图2-8b是一个等值的三相四线制星形Y接入法电路，该电路中的线电压Ux、相电压UA、UB、UC及线电流I、相电流IA、IB、IC有如下关系：Ux=380V=X3220V=3UA=3UB=3UC I=IA=IB=IC对称三相电路采用星形Y连接时，所耗总功率视在功率S，应等于各单相电路功率之和，即每相电路功率的三倍，可计算如下：S=3UXIX=3UXIX3=3UXIX；那么P=3UXIXcosf；Q=3UXIXsinf2三角形接人法：负载采用三角形接入时，电路中没有中性线，因此，选配的供电线路只能是三相三线制，如图2-9所示，此时电路中的线电压UX、就是相电压UA、UB、UC；线电流IX、相电流IAB、IBC、ICA有如下关系：IX=3IAB=3IBC=3ICA三角形连接的对称三相电路，所耗总功卒视在功率S也应等于各单相电路功率之和，即每相电路功率的三倍：S = 3U I=3=3UI图 2-9 3从以上计算可知，对称三相电路何论采用星形Y或三角形接入方式，所耗功率和计算公式相同。三、常用电气元件在电路中用来连接电源和用电设备，除了导线以外，为了控制、保护、电量参数电压、电流等的变换，必须按需要接人多种器件，这些器件称为电气元件。按其适用的电压范围，可分为低压电气元件、中压电气元件及高压电气元件三类。中、高压电气元件一般适用于1000V电压以上的电路中，如大扭矩、大功率的直流电动机和发电机组，各种输配电线路中等。在我们机械设备中，使用的是1000V电压以下的低压电气元件，尤以24V500V的电气元件更为广泛。按其在电路中的作用，低压电气元件又大致可分为控制元件、保护元件及功能元件三类。1控制元件：主要用来控制电路“断开和“接通的切换如闸刀开关、铁壳开关、 直接起动的倒顺开关，各类照明和信号开关等；用来切换电路相序、调整电阻大小或分支电路多少，即控制电动机的转向、转速及单机或多机运转，如蝶形开关、万向转换开关等，由于具有在宜接启动电动机前的选择功能，往往称为“选择开关；用来操作电动机或其他用电设备运转，如起重机的凸轮控制器、主令控制器、各类电动机启动器电磁式、星形降压式、自耦降压式等，这些多都为手柄式操作装置；由于电动机直接起动时会产生巨大的电流可达额定电流的47倍和电网上的过大压降，在许多中小功率、频繁起制动运转的电动机控制回路中，广泛采用按钮和接触器作为控制装置，实现间接起动。在无变压器的电路中，采用380V或220V操作按钮；为了平安起见，采用变压后的低压回路，使用不大AABXXUXIX- 10 -于36V的低压按钮，用来控制电源“通或“断并传送信号至接触器。按钮一般有常开触点及常闭触点各一对，按需要可选用点动式或连续运行式，如用作急停开关的按钮，必须是非自动复位型。接触器用来接受按钮的信号，并由各触点接通或断开电源，实现电动机的运转或停止，按配用的电动机种类，可选用交流或直流接触器，分别有6对和5对触点为了机械设备的平安运行，在各类限制、限位的平安装置中，如高度、行程、重量、力矩等的防超额平安装置中，都采用了行程开关，按外形结构可分为直动型按钮式、单轮型及双轮型旋转摆动式、起重机专用型；按复位功能有自动复位及非自动复位之分。箭种控制元件选用时，应注意适用的电压和电流范围，一般应高于电路的电压和电流。2保护元件：当电路因电源或负载原因，引起电气参数电流、电压突变或电路发生意外漏电、绝缘破坏，能迅速动作并切断电源酌元件，称为保护元件。常用的电气保护元件大致有以下几种：1各类熔断器：主要在电路发生短路碰线时，能迅速断路从而保护电路及用电设备免遭破坏常用的有封闭管式熔断器保险管、瓷插式熔断器保险丝、白料、螺旋式熔断器熔芯.由于熔断器是靠熔断电流来切断电源，因此除短路外，当负载电流过大时过载，也能起到保护作用，此时，熔断器的选择主要是熔断电流的选择，如非接起动的电动机，取熔断电流IR=1.21.5Id额定电流；直接经常起动或起动时间较长的电动机，取IR=IR起动电流1.62.0；直接而不经常起动或起动时间较短的电动机，取IR=Iq起动电流/2.53.0。2漏电开关和各类自动开关：自动开关在接收的电气信号突变时，具有瞬时动作和断电的功能，适用各种级别容量的控制回路。自动开关一般由触头系统、灭弧系统及自动脱扣器三局部组成，根据不同用途、有限流、欠压、缺相、漏电等自动开关：漏电开关是自动开关的一种，又称漏电断路器或漏电保护器，其主要选择参数是：额定电压220V、380V、额定电流1060A、额定漏电动作电流30100mA、额定漏电劫作时间0.1s。限流型自动开关，具有短路或过载保护功能，空气开关是广泛应用的一种，选择的主要参数是额定电压、额定电流、脱扣瞬时整定电流。其它自动开关可根据不同保护功能选用，一般又称保护器，如缺相保护器、欠压保护器等，种类繁多，选择范围也广。3各类控制继电器：自动开关相比，继电器往往在接受电气参数较慢变化的过程后，如电压、电流、延续时间、温度等到达一定值时，触点才动作，断开电路，起到保护作用.因此，继电器不设置因瞬时发生电火花所需的灭弧装置，适用于小容量的控制回路。按控制的参数不同，常用的继电器有电磁式继电器，如电压继电器用于失压保护、电流继电器用于过载、短路保护；热继电器用于电动机的过载保护，根据电热元件的性能和动作方式，可分为易熔合金和双金属片二种；时间继电器用于电动机或其他用电设备的延时起动，按时间阻尼零件和材料的不同，有电磁式、空气式、水银式、晶体管式等，种类繁多。3功能元件：对供电系统的电气参数进行调整、变更、测量，以满足各控制装置及用电设备需要，或提供声光信号等辅助功能，优化电路控制，这些元件都属于功能元件。如变压器、整流器、电阻、电容、电磁铁、各类电表电流表、电压表、功率表、功率因素表、接地电阻及绝缘电阻表、各种指示灯、电铃、蜂鸣器、半导体晶体管二极管、三极管等。功能元件的种类十分繁多，随着现代科技的不断开展，新产品正在不断涌现，尤其是电子元器件弱电产品已自成体系，成为电气系统的一个重要组成局部。四、根本电气原理图为便于电气线路的安装及使用中的检修，电气工程施工中，必须借助于电气原理图和 施工图。在电气原理图中，电源、导线、各种电气元件，必须按统一规定的符号绘制，以 供施工安装及检修人员阅读。1.常用电工及电气元件符号：见表2-1- 11 - 2电气原理图的读图方法：电气原理图类似于机械装配图，是指导电气安装及检修 的技术文件，也是电气施工图及安装质量的重要依据。因此，安装施工人员必须看懂和理解电气原理图，一般可按以下步骤进行：1了解电源情况，如供电电源的电压380V、220V或36V等低压、电流类别交 流或直流、电路的配线单相二线、三相三线或三相四线。一般电源的表示均在图纸的上方或左侧。2了解各用电设备的性能及对电网的要求，如电动机型号、功率、起动方式；照明 及信号装置的种类、所需电压等。一般用电设备的表示均在图纸的下方或右侧。 3划分读图区域，以便分块了解和简化电路，一般有以下四种划分方法：1按用电设备划分，适用多台电动机或其他用电设备的电路，可找出每台用电设备的电路回路；2按耗电负载的性质划分，如照明线路只需单相回路，而电动机往往需要三相回路，其接线方法和所用电气元件多有所不同；3按电路的走向和性质划分，一般可分为供电电源线路及控制线路； 4按电气参数电压或电流划分，如有变压器的电路，可以初级线圈如380V、220V及次级线圈如110V、36V、24V等划分；有正整流器的电路，按交流、直流来划分；4综合上列各种划分的区域，看懂从电源到用电设备的电气线路及回路走向； 5按划分的区域，熟悉各电气元件的名称、功能、数量；6按划分的区域，看懂各电气元件的接入方式和先后顺序，如串联电阻、并联电容、二路或三路闸刀、行程开关及按钮的常闭常开触电连接、各保护元件、指示灯、操作开关的串、并联组合；三相供电的相线分配、各元件在线路中的先后位置等；7最后了解电路特殊要求的局部，如电动机的串阻降压或星形Y三角形起动线路、电气保护线路接零或接地等。 - 12 - 图 2-10 图2-10所示，为三相四线测量电路的原理图；图2-11所示，为三相交流电动机单机控制线路及电源箱附设照明开关箱的局部电气原理图，供读图参考。作少许修改即可应用于高处作业吊篮。 图 2-11 虚线框三相交流电动机 电动机的工作原理，类似于发电机的逆过程。从本章第一节知道，导线在磁场中作切 割磁力线运动就会产生电流；相反，磁场中的导线通电后，就会因电磁感应产生运动，这 就是电动机的根本工作原理。 一、电动机的分类和特性1电动机的分类：根据电动机的工作原理，影响电动机性能的二个主要因素是电源和 磁场。根据适用电源的不同，电动机可分为直流电动机、单相交流电动机和三相交流电动 机三大类，由于工程上很少采用直流及单相交流电源，所以工程设备上广泛应用的是三相 - 13 -交流电动机以下简称交流电动机。由于工作条件、作业制度的不同，对电动机的功率需求不同、也就是对电动机的转矩、 转速要求不同。为了在相同的电源条件下，到达上述目的，通过改变定子、转子的结构或 线路来改变磁场特性，生产出不同特性的电动机。交流电动机的大致分类如下： 2电动机的特性：和发电机类同，电动机磁场引起的转速n称为同步转速，和磁极及电工频率有关：因f =Pn/60，故n=60f/P；在我们中国，f= 50，即n=3000/P，电动机的转速和磁极对数成反比。在感应电动机中，由于电磁能量转换的影响，电动机转子的实际转速nd即电动机额定转速和同步转速有一个差值，其差值的大小用“转差率S表示：S=1- nd/n；即nd=n1-S。鼠笼式或绕线式感应电动机，因转差率大于零，即电动机的额定转速小于其同步转速，故称为“异步电动机；如永磁电动机的转差率等于零，即电动机的额定转速等于其同步转速，故称为“同步电动机。任何类型电动机的特性，表现在转动扭矩简称转矩及转速等机械特性、功率因素的电气特性、使用范围及经济性三方面。表2-2列出了常用交流电动机的特性比拟。常用交流电动机的特性比拟 表2-2电动机直接起动时，会引起瞬间的巨大电流，尤其是大功率电动机，不仅容易使电动机绕组损坏，而且因过大的的起动转矩及起动加速度，造成传动零部件的损坏；对电网来说，又会形成电压显著下降，影响其他用电设备的正常使用。所以，电动机选用适宜的起动方式，显得相当重要。一般地说，小型鼠笼式感应电动机、同步电动机可以采用直接起动，大、中型鼠笼式及各种绕线式感应电动机、直流电动机，都得采用降压起动或串接电组起动等方法。几种常用起动方式的比拟如下：1直接起动：又称全压起动，起动简便、设备本钱低、可带载起动；但起动电压降及起动电流较大可达额定电流的47倍；仅适用7.5KW以下的异步电动机。- 14 -2星形Y 三角形降压起动：起动时定子绕组星形接线，以220V电压 运行，正常运行时切换成三角形接线，以380V电压运行。简单、价廉，起动电流及起动电压降较小；因起动力矩和加速度也小，不能带载起动；适用较大功率的鼠笼式感应电动机具有六个出线头的电动机。3定子三相串阻降压起动：利用串接电阻产生电压降，从而降低定子绕组的电压及电流。但和星形Y三角形降压起动相比，能耗和起动电沆较大，可轻载起动；适用一般大、中型鼠笼式感应电动机。4转子串接可变电阻起动：起动变阻器通过集电环和电刷接通转子，起动时变组器调至最大值，使转子及定子电流降低，同时增大转矩。随着电动机转速的增加，变阻器电阻均匀减小，直至正常运转时可变电阻完全切除。该方法本钱较高，但因起动转矩较大，可在重载下起动；适用大功率绕线式感应电动机，如起重用电动机。三、常用电动机的选用三相交流异步电动机，是施工机械和工程设备上应用最广泛的电动机，尤以封闭自扇 冷型的鼠笼式通用电动机JO系列、鼠笼式起重电动机JZ系列、绕线式起重电动机JZR系列更为普遍，它们的外形如图2-12所示。 图 2-12电动机的选用主要从以下几方面着手：1电动机容量的选择：正确选择电动机容量，就是电动机额定功率的计算，可按以下二个公式计算： Tnd已确定电动机转矩时： Pd ；kW 式中：T电动机额定转矩Nm 9550 nd电动机额定转速r/min FV已确定工作机构参数时： Pd；kW 式中：F工作负载N 1000 V工作机构线速度m/s机械传动效率0.850.95 电动机容量储藏系数取1.22电动机工作制度确实定：根据作业需要，电动机的工况一般分以下三种情况连续工作制：运行时间长，起动次数少，到达稳定温升后不超过允许值；短时工作制：运行时间短；散热时间为常数15、30、60、90min；断续工作制：运行时间和停歇时间周期性交替，起动较频繁，按负载持续率选用 电动机类型15%、25%、40%、60%四种。短时工作制应用范围较少，如水利闸门、冶金和机床的辅助机构等。在工程设备及施 工机械中，绝大局部使用连续工作制或断续工作制电动机。断续工作制电动机除了按上述的功率计算选择电动机容量外，还须按实际工作情况，确定负载持续率选用电动机。负载持续是电动机的通电工作时间tg。对循环周期总时间工作时间和停歇时间总和的比值，- 15 -又称接电持续率用符号“FC衷示：FC=tgtg+t0100%。起重电动机一般按基准接电持续率25%、40%二种制造。断续工作制电动机受起动力矩及温升条件的影响较大，因此不同工作制的电动机功率及绝缘材料均有所不同，选用电动机和实际工作制相差较大时，还应进行功率折算及发热计算。起重机的工作类型和电动机接电持续率的对应关系可参考如下：轻型FC为15%、中型FC为25%、重型FC为40%、特重型FC为60%。3电动机转速的选择：电动机的同步转速，随着磁极数量增加而降低，因此转速越低，电动机的制造本钱越高，一般同步转速不低于600r/min五对磁极，受转差率影响，异步电动机的额定转速不低于500r/min。选择电动机的转速还应考虑减速装置的类型、整机的占用空间和制造本钱等因素，所以不能盲目选用高速电动机或变速电动机。4电动机类型、型号的选择：包括适用电源、结构型式、工作条件、防护种类、安装方式五方面。1适用电源：常用380V三相交流电源，一般不要选用直流及高压电源电动机。2结构型式：尽量使用感应式异步电动机，首先考虑使用通用鼠笼式电动机，必要时可选用绕线式和起重用专用电动机。3工作条件：根据工作制度、负载级别、起动和调速方式选用电动机型号，可根据前述电动机分类和特性、起动方式的比拟、负载持续率等综合考虑。如较小容量、连续工作制、直接起动或星形Y三角形起动、无调速要求或配用变频调速时，应选用鼠笼式感应电动机JO、J系列；较大容量、断续工作制、有小范围调速要求、进行串阻降压起动的，应选用绕线式感应电动机或起重电动机。4防护种类：防护式电动机，只能防滴、防溅和外界落物，不能防止潮气及灰尘侵入；防爆式电动机主要应用于矿井、油池等有爆炸危险的环境；因此，一般选用封闭式和自扇冷式电动机。5安装方式：电动机的安装方式，一般有带底脚卧式安装、带凸缘端盖卧式安装、带凸缘端盖立式安装三种，这要根据设备的整体设计布置决定。电动机的标准化程度较高，机械设备的配套应严格按照设计手册，或电动机产品说明书的安装尺寸选用：有特殊安装要求的，可与供给厂商协。 第四节 现场临时用电平安 根据建设部JDJ46?施工现场临时用电平安标准?的规定，“临时用电设备在5台及5台以上或设备总容量在50kW及50kW以上者，应编制临时用电施工组织设计二临时用电设备在5台以下或设备总容量在50kW以下者，应制定平安用电技术措施和电气防火措施：一、临时用电的组织和原那么l.临时用电施工组织设计包括以下内容：1现场勘查；2确定电源进线、变电所、配电装置、用电设备等的位置及配电线路的走向；3进行电力负荷计算，主要指用电设备所需电流、所耗功率，这是选择变压器、各类电气元件和导线、电缆的重要依据；4选择变压器，主要是为施工现场提供10 kV/ 400V等级变压器的型式、容量选择；5设计配电系统由配电装置、配电线路、保护及接地线路组成，绘制电气系统平面图、接线原理图，和各用电设备的电气工程图纸，一并存档，作为临时用电施工的依据；6确定外电防护、防雷及现场电气放火措施；7历有文件、资料、图纸、应按编制、会签、审批程序，齐全手续。- 16 -2现场临时用电应遵守以下根本原那么：1必须采用三级配电结构：即从施工现场的电源进线至用电设备，必须经总配电箱电源总配电控制设备、分配电箱假设干用电负荷相对集中处、开关箱单个用电设备控制箱三个层次逐级配送电力，任何用电设备不得越级配电；2必须采用二级漏电保护装置：在现场临时用电工程中，总配电箱中须装设漏电开关，所有开关箱中也须装设漏电开关分配电箱可不设漏电开关；3必须实施“一机一闸制：即一把分路闸刀管一只开关箱，每只开关箱只连接一台电动机的控制回路，不再存在分路问题。4必须设置电气线路的根本保护系统：在三相四线配电线路中，应设置保护零线PEN线，即采用三相五线制的TNS接零保护型式，保护零线应进行不少于三处的重复接地。根本保护系统和二级漏电保护装置，组成了现场临时用电防触电的二道防线。5动力照明分设原那么：动力配电箱和照明配电箱宜单独设置，或电源箱共箱分路配电；动力开关箱和照明开关箱需分箱设置，不得共箱分路设置。6尽量压缩配电间距：除总配电箱配电室外，分配电箱、开关箱及用电设备间距商应尽量缩短，分配电箱应设在用电设备相对集中处，与开关箱的距离不得超过30m；开关箱与用电设备的距离不宜超过3m。二、现场用电的配电系统配电系统是电源和用电设备之间平安传输、可靠分配电力和的电气装置及线路，一般由配电装置、配电线路、根本保护系统组成。1配电装置：包括配电箱和开关箱的箱体及各类电气元件，箱体制作和使用应符合以下要求：1箱体应满足防尘、防晒、防雨水要求，不得采用木板制作。可用厚度为1.5m的冷轧铁板或其他优质的绝缘板制作；2电气安装板用于安装电气元件及零线N、保护零线PEN端子板，宜采用优质绝缘板制作。当安装板和箱体采用折页式活动联接时，配线必须用编织铜芯软线跨接；3N端子板和PEN端子板必须分别设置，防止N线和PEN线混接；4N端子板与铁质箱体之间必须保持绝缘；而PEN端子板与铁质箱体必须保持电气连接，应采用紫铜板制作，其端子数应与进出线总路数保持一致。5固定式配电箱、分配电箱及开关箱，其底部距地面高度应为1.31.5m；移动式配电箱、分配电箱及开关箱，其底部距地面高度应为0.61.5m。6配电箱、分配电箱及开关箱的箱门处应有标准的标牌，内容包括名称、用途、分路标记、箱内线路接线图等；7配电箱、分配电箱及开关箱均应装设门锁，由专人负责开启和上锁，下班停工或班中停止作业1小时以上，相关电箱应复零、断电、锁箱。配电箱、分配电箱及开关箱配置的电气元件，应具备以下四种根本功能：电源隔离功能；电路接通与分断功能；短路、过载、漏电等保护功能分配电箱元漏电保护要求；通电状态指示功能。各电箱的元件配置、接线及使用要求如下：1总配电箱应按三箱五线型式布置，即必须设置PEN端子板稍作处理，同样适用三相四线制TT、TN-C、二种保护系统；2总电路及分电路的电源隔离开关，均采用3极刀型开关，并设置于进线端；3总电路或分电路隔离开关负荷侧设置三极断路开关或熔断器、刀熔开关等短路- 17 -保护装置、三极四线漏电开关；4分配电箱不设置漏电保护，应按次序装设隔离开关、短路保护熔断器、断路开关、过载保护器热继电器等；5动力开关箱的电气元件配置，根本上和配电箱相同，仅是电流等级别选择不同；漏电开关可选择三极三线型产品；6照明开关箱应单独设置；照明线路采用二极刀型开关、二极断路开关或熔断器、单极二线漏电开关；7各类电箱的电气配置和接线，严禁任意改动或加接其他用电设备；8配电装置的漏电开关应在班前检查时，按试验按钮检查一次，试调正常方可继续使用；9电工或用电人员在各类电箱工作时，必须按规定穿带绝缘防护用品，使用绝缘工具；10严禁带电或采用预约停、送电时间方式检修电箱。检修前必须先断电，并在隔离开关上挂上“禁正合闸、有人工作警告牌，由专人负责挂、取。送电和停电应严格按以下顺序操作：送电顺序：总配电箱 分配电箱 开关箱；停电顺序：开关箱 分配电箱 总配电箱。2.配电线路：用以连接配电装置和用电设备，传输和分配电力的线路称为配电线路。现场临时用电的配电线路，主要有架空线路、电缆线路和室内配线三种。1架空线路：导线的选择主要是种类选用和截面的计算，必须采用绝缘铜线或绝缘铝线。截面应按负荷电流确定，为保证架空所需的机械强度，现场的架空绝缘铜线截面不应小于10 mm2绝缘铝线不应小于16 mm2；跨越公路、河流、铁路、电力线档距内的架空线，其截面分别不得小于16 mm2和25 mm2，且不得有接头。三相四线制引进的线路，工作零线及保护零线的截面不应小于相线的50%；单相引进的线路，零线应和相线截面相同。接户架空线，绝缘铜线的最小截面为25 mm210 m以下长度及4 mm21025 m长度；绝缘铝线的最小截面分别为4 mm210 m以下长度及6 mm21025m长度。架空线的绝缘颜色应符合标准规定：LlA相黄色；L2B相绿色：L3C相一红色；N线淡蓝色；PEN线绿黄双色。架空线的架空装置由电杆、横担及绝缘子缉成电杆，宜采用木质混凝土材料；如横担采用绝缘材料，可不装绝缘子。架空线的电杆档距不得大于35m；线距不得小于0.3m；施工现场的架空线弧垂处，离地高度不小于4m：2电缆线：电缆选择，除了负荷计算和类型选用外，还包括芯线配置，其选择依据是供电线路配置型式及电缆敷设方法。电缆中必须包含所有工作芯线和保护零线，在施工现场一般都为三相四线制配电，包括PEN线，就必须采用五芯电缆。其中，相线的绝缘色为黑、棕、白三色；N线为淡蓝色；PEN线为绿黄双色，电缆的敷设可采用架空或埋地两种方式，严禁沿地面明设，以免机械损伤或腐蚀：架空电缆不得用金属裸线绑扎，沿墙或电杆必须采用绝缘子固定，弧垂处离地高度不小于2.5m。埋人地下的电缆，自地面2m高至地下0.2m处，须加护套，护套内径不小于电缆外径的1.5倍。电缆接头应设在地面上的接线盒内，并能防尘、防水，远离易燃、易爆、易腐蚀等场所：3室内配线：是用于办公、生活、生产等建筑物和施工临时用房内部的配电线路总称。室内配线必须采用绝缘铜铝导线，敷设方法清楚敷设和暗敷设两种，导线类型应按敷设方法选用，导线截面应按用电设备负荷计算确定，但铜芯导线截面皮不小于l.5mm2；铝芯导线截面应不小于2.5mm2。明敷设有线夹、槽嵌、钢索配线三种，主干线离地高度不得小于2.5m；钢索配线的吊- 18 -架间距不宜大于12m；暗敷设在潮湿或埋地时，必须穿管敷设，暗敷设线路局部不得有接头，金属穿管要可靠接地。三、根本保护系统施工现场的临时用电，都属于电源中性点直接接地的三相四线制供电系统。为了用电过程的平安运行，在前面所述的配电装置中，设置短路熔断器、过载、漏电等必要的保护元件外，必须考虑当这些保护元件自身故障时的自我保护，