北京地铁动力照明系统培训

北京地铁机电设备维修（三）低压配电及照明系统北京地铁集团公司二零一三年六月73地铁机电设备维修低压配电及照明系统目 录绪 论1第一章低压配电系统2第一节 低压配电负荷分级2第二节 低压配电保护2第二章 照明系统4第一节 照明系统的组成4第二节 照明系统配电方式4第三节 地铁照明系统运行方式4第四节 照明灯具与光源4第五节 照明系统巡视的内容与方法6第六节 照明系统检修的内容与重点注意事项8第七节 照明电路故障案例分析10第三章 常用低压电器14第一节 断路器14第二节 交流接触器16第三节 熔断器20第四节 热继电器21第五节 控制继电器23第六节 电流互感器25第七节 自动转换开关电器（ATSE）27第四章 成套式400V低压开关柜29第五章 电工仪表31第一节 基础理论31第二节 盘表维检修32第三节 常用便携式电工仪表的使用与维检修34第四节 仪表的维护保养40第六章 电动机41第一节 三相异步电动机维检修的内容41第二节 三相异步电机故障案例分析43第七章 可编程控制器45第一节 可编程控制器的组成与分类45第二节 可编程控制器常用控制指令46第三节 可编程控制器的故障处理46第八章 变频器50第一节 变频器简介50第二节 变频器维护保养时应注意的问题53第三节 变频器的巡视内容53第四节 变频器的检修内容54第五节 零部件的更换55第六节 变频器的存贮56第七节 变频器的故障诊断56第九章 应急电源柜（EPS）58第一节 EPS电源柜基本功能58第二节 主要部件性能61第十章 电力电缆62第一节 电力电缆的选择62第二节 经济电流62第三节 电缆的存储62第四节 电缆的敷设63第五节 电力电缆绝缘电阻合格值的要求64第六节 导线的安全载流量65第十一章 故障排除的基本方法67第一节 电气设备的维修十项原则67第二节 电器检查方法和操作实践68习题十一74地铁机电设备维修低压配电及照明系统绪 论地铁低压配电与照明系统主要由低压配电柜、配电箱、控制箱、低压配电线路、动力负荷、照明负荷等组成。低压配电箱（柜）主要指车站和区间的动力配电箱（柜）、照明配电箱（柜），其作用是为低压电控设备、末端负荷提供低压供配电。控制箱（柜）主要指为车站照明、风机、水泵、通风空调、人防设备、自动扶梯等设备配套使用的控制箱，其作用是控制各类设备工作状态。低压配电线路是指从400V低压开关柜向下至动力照明设备的低压缆线。动力负荷主要指各类风机、水泵、空调、人防门、电扶梯等设备。照明负荷主要包括公共区照明、附属房间照明等。第一章 低压配电系统第一节 低压配电负荷分级地铁低压动力照明负荷按用途和重要性分为三级。一级负荷：应急照明、变电所操作电源、火灾自动报警系统、消防系统设备、消防电梯、地下站厅站台照明、地下区间照明、排烟系统用风机及电动阀门、通信系统设备、信号系统设备、电力监控系统设备、环境与设备监控系统设备、自动售检票系统设备、兼作疏散用的自动扶梯、屏蔽门、防护门、防淹门、排雨泵、车站排水泵。其中应急照明、变电所操作电源、火灾自动报警系统设备、通信系统设备、信号系统设备为特别重要负荷。二级负荷：地上站厅站台照明、附属房间照明、普通风机、排污泵、电梯、自动扶梯。 三级负荷：空调制冷及水系统设备、锅炉设备、广告照明、清洁设备、电热设备。 不同等级负荷供电要求：一级负荷必须由来自变电所不同低压母线的二路以上独立电源供电，平时互为备用，末端切换，以实现不间断供电，切换时间应满足设备停电允许的时间要求。特别是一级负荷中部分重要负荷，除双路供电以外，还应有应急电源。二级负荷由一路来自变电所的一段低压母线的电源供电，当变电所只有一路电源时，由低压母联断路器切换保证供电，同时切除全部三级负荷。三级负荷仅由一路电源供电，当供电系统一路电源失电时，应切除该负荷。第二节 低压配电保护一、 低压配电保护的主要目的为了保证低压配电线路、电气元件、末端设备稳定可靠的运行，在低压配电回路中设有低压配电保护元件，用以切断供电电源或发出报警。如断路器、熔断器、热继电器等。1.电路在正常工作和用电设备正常启动条件下保护电器不动作。2.配电线路故障时，保护电器能适时、可靠地断开故障回路。二、 低压配电的主要保护功能配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。1.短路保护配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流。2.过负载保护配电线路的过负载保护，应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害前切断负载电流。3.接地故障保护接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、线路损坏等事故。习题一1、低压配电负荷的等级分为几级？其供电要求是什么？2、低压配电保护有哪几种？其功能是什么？第二章 照明系统第一节 照明系统的组成地铁照明系统由照明配电柜、照明配电箱、照明配电线路、照明开关、插座、照明灯具、光源等组成。地铁照明按安装地点可分为车站公共区照明、附属房间照明以及区间隧道照明；按光源种类可分为热辐射类、气体放电类和固体照明类；按使用性质的不同分为普通照明（工作照明、节电照明）、应急照明（备用照明、疏散照明、安全照明）、商业广告照明等。第二节 照明系统配电方式地铁公共区工作照明配电一般采用双电源配电方式；车站应急照明采用市电和后备蓄电池配电方式，正常时由市电电网供电，当市电停电时，由应急电源柜（EPS）设备自身带的蓄电池供电，蓄电池持续供电时间应不低于60分钟。第三节 地铁照明系统运行方式车站公共区照明主要由工作照明、节电照明、应急照明组成。工作照明、节电照明为运营工作服务的照明，各约占整个照明的45%。地铁地下车站在运营高峰后可以停掉节电照明或工作照明；运营结束后，工作照明、节电照明均关闭，只保留应急照明，应急照明占整个照明的约10%。地铁地上车站在白天关闭一切照明，通过自然光采光；在天黑后点亮车站照明。地铁区间照明由应急照明和普通照明组成，应急照明灯具和工作照明灯具交差布置。地铁正常运营时，区间只开应急照明，供运营时车辆行驶时使用；运营结束后，应急照明与工作照明均开启，供地铁人员检查区间隧道设备设施时使用。第四节 照明灯具与光源地铁照明是地铁正常运营的保证，根据照明安装地点和环境要求的不同，地铁照明常用灯具有：开敞式照明灯具、封闭式灯具、密闭式灯具和防爆式灯具等。地铁常用光源有：白炽灯、荧光灯、卤钨灯等。一、常用光源介绍1.白炽灯白炽灯为热辐射光源，有普通照明灯泡和低压灯泡。普通灯泡额定电压一般为交流220V，用于一般照明，灯泡功率由101000W，灯头型式有卡口和螺口；低压白炽灯额定电压为交流12V36V，用于局部照明和携带照明，灯泡功率一般不超过l00W，灯头型式有卡口和螺口。2.卤钨灯卤钨灯为热辐射光源，由于充入的卤族元素不同而又有碘钨灯、溴钨灯之分，它们工作原理基本相同。碘钨灯不允许采用任何人工冷却措施（如用电风扇吹、水淋等），以保证正常的碘钨循环。碘钨灯工作时管壁温度很高，因此，应与易燃物保持一定距离。碘钨灯管在安装前应用酒精去除灯管外壁的油污，否则会在高温下形成污点，影响亮度。灯座与灯脚一般用裸导线连接，在裸导线上加穿耐高温小瓷管。连接处要求接触良好。碘钨灯耐震性能差，不能用在震动较大地方，更不能作为移动光源来使用。3.荧光灯荧光灯因汞蒸气放电时具有大量紫外线和可见光辐射而被用作人工光源。荧光灯具有结构简单、制造容易、光色好、发光效率高、寿命长等优点，在电气照明中广泛采用。4LED光源LED光源就是发光二极管为发光体的光源。发光二极管灯泡无论在结构上还是在发光原理上，都与传统的白炽灯有着本质的不同。发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒。LED光源具有安全可靠性强、有利于环保、使用寿命长、耗电量少、发光效率高等特点。二、灯具的安装1.荧光灯的安装 荧光灯的安装方法，主要是按接线路图连接电路。1）安装要求 （1）采用开敞式灯座时，必须用将灯角两端固定牢固，以防灯座松动时灯管坠下。 （2）灯架不可直接贴装在可燃性建筑材料上。 （3）电源引线必须从接线盒中引出：一般要求一灯接一个接线盒。2）安装方法 （1）荧光灯管一般为长形细管，光通量在中间部分最高。安装时，应将灯管中部置于被照面的正上方，并使灯管与被照面横向保持平行，力求得到较高的照度。 （2）吊式灯架，拉链的吊钩应拧在平顶的木结构或预制的吊环上。2.碘钨灯的安装方法 安装碘钨灯工作时有个特点，就是灯丝中的钨，在高温条件下会成为钨蒸汽而游离；待停止工作后，随灯管的冷却钨分子又会回归到灯丝上。由于存在这样循环，灯丝点燃日久不会明显变细且延长使用寿命。但钨分子能否均匀分布地回归到整根灯丝上，那要看安装的水平情况而定。如果把灯管与地面垂直安装，钨分子因自重而大量回归到下端，则灯丝的下端日益变粗，而上端渐细。影响使用寿命。因此，安装碘钨灯时，必须把灯管装得与地面平行。此外，碘钨灯工作时，灯管的温度很高。因此，灯管必须安装在专用的有隔热装置的金属灯架上，切不可安装在非专用的，更不可安装在由易燃材料制成的灯架上，以免发生火灾。同时，灯架也不可贴装在建筑面上，以免因散热不畅而影响灯管寿命。碘钨灯装于户外时，灯架应有防雨措施。第五节 照明系统巡视的内容与方法一、照明系统巡视内容照明系统的巡视内容主要包括：照明配电箱、照明灯具以及配电线路等。二、照明系统巡视方法 巡视过程中可按一闻（嗅）、二听、三看、四问、五摸、六测、七记录、八交接的作业方法。1.一闻气味是无孔不入的，并且可以在看不见、摸不着的情况下通过空气传播，由人们的嗅觉器官而感知。所以巡视过程中通过嗅觉可以发现设备隐蔽的异常。1）轻微的塑料味：是导体的塑料绝缘在导体接近额定电流时，由于温度、材料性质等的原因而散发的（常温下也有），属于正常现象。鉴别要素：通过测量电流而查出其回路。2）较重的塑料味：是导体的塑料绝缘在导体达到、或略超额定电流时，由于温度、材料性质等的原因而散发的。鉴别要素：通过测量电流而查出其回路。解决方法：分流或减小其回路负荷。后果：影响绝缘材料和设备的使用寿命3）焦糊味：是导体的塑料绝缘在导体超额定电流、局部导线接触不良时，由于温度过高超出绝缘材料的极限工作温度原因而散发的。鉴别要素：通过观察绝缘部位的颜色而查出其回路。后果：极易发生火灾。解决方法：检查其回路负荷、导线连接是否出现故障。2.二听听声音是鉴别电磁元件、机器设备工作正常与否的很好方法。1）声音较以往稍大：电磁元件磁阻增加、紧固件松动振动增加等。鉴别要素：电磁元件磁阻增加主要由电磁元件磁隙增加引起；紧固件松动振动增加主要由紧固螺丝、绝缘浇筑开裂、短路环开裂等原因引起。解决方法：检查电磁元件磁隙间是否有异物、卡阻；紧固件松动的螺丝；重新进行绝缘浇筑；短路环开裂者更换新件。后果：电磁回路工作电流增加、使用寿命降低；有火灾危险。2）交流嗡声音很大：磁阻增加。鉴别要素：电磁回路严重卡阻，铁芯吸和严重不到位。解决方法：排出卡阻。后果：电磁回路工作电流剧增；极易火灾。3）交流嗡声音很大：交流接触器铁芯短路环断裂。解决方法：更换铁芯或重新将断裂的短路环焊好。操作方法：根据不同的交流接触器，更换铁芯时要选用相同型号、相同厂家的产品成对进行更换。条件不满足时，可将铁芯短路环断裂的交流接触器解体，将铁芯取出在短路环处用细锉或240目以上的细砂纸将其表面漆层打磨干净，用100瓦以上的电烙铁加松香助焊剂进行锡焊（不可使用焊油等酸性助焊剂！否则，日后铁芯将日益腐蚀生锈并影响铁芯的使用寿命）。焊锡应渗入断口内，并且其焊料要饱满、平滑。最后清除表面焊锡残渣，用工业酒精将松香助焊剂擦拭干净再将交流接触器进行组装。4）既有丝丝声，又有臭氧味：放电。鉴别要素：低压虚接，高压爬电。解决方法：低压排除虚接点，将接线点接实、间距过小调整间距。高压停电后清除绝缘上的油污、灰尘，恢复绝缘。3.三看看盘面指示是否正常；看电流表、电压表显示是否正常；看导线有无变色；看继电器、接触器工作是否正常；看电缆端头是否变色；看箱体、灯具外观有无缺陷等。1）盘面指示灯不正常，检查指示灯是否损坏。如果是，进行修换；如果不是，检查电气回路是否正常，并进行故障排除。2）电流表、电压表显示不正常，检查电流表、电压表是否坏。如果是，进行修换；如果不是，检查电气回路是否正常，并进行故障排除。3）导线有变色，检查回路接线是否松动、虚接，进行紧固；并更换导线。专家提示：电缆端头单线变色，另外两线正常。三相四线基本对称电路，三相电流基本一样。如出现单线端头变色，必是其端头虚接引起。导线绝缘已变脆、老化，说明导线已长时间过热；导线接线端变蓝、发黑严重氧化，表示导线严重过热。导线接线端变蓝、发黑氧化将使导线接触电阻进一步加大、导线过热进一步加大，其短时间就可将接线端子烧毁，造成缺相事故。4）继电器、接触器工作不正常，检查继电器、接触器是否损坏；如果是，进行修换；如果不是，检查电气回路是否正常，并进行故障排除；4.四问问上一班巡视值班员与当班值班员一些巡视、巡检情况，使自己在巡视、巡检过程中更有重点。5.五摸对怀疑接触不良的接线、螺丝、接点，在保证安全的原则下用工具加以紧固，称为摸。6.六测利用仪器、仪表和测量工具进行测量。测电源回路的电压、电流是否正常；测负载回路的电压、电流是否正常；测电器元件的温度、温升是否正常；测电缆、电线和接线端子的温度、温升是否正常；测、验电气回路工作是否正常。7.七记录及时记录工作日志。发现问题、解决问题和处理结果要齐全；时间、地点准确无误；巡视人要签字。8.八交接离岗、下班时对接班人员和当值人员的交代。对巡视工作日志内容要交接、交待清楚；对巡视工作日志内容交接、交待不清楚时，要回复现场进行交接、交待。第六节 照明系统检修的内容与重点注意事项一、照明系统的检修内容1.照明灯具外观良好、清洁无灰尘。2.照明灯具安装应牢固，绝缘良好。3.照明灯具不得任意加灯、改线。4.插座的接线、安装应牢固；外观无烧痕。5.开关、面板的接线、安装应牢固；外观端正、美观。6.在用的插座负载，不得超过插座的额定容量。7.开关、插座和照明灯具靠近可燃物时，应采取隔热、散热等防火保护措施。8.卤钨灯和额定功率100W的白炽灯泡的吸顶灯、槽灯、嵌入式灯，其引入线应采用瓷管、矿棉等不燃材料作隔热保护。9.超过60W的白炽灯、卤钨灯、高压钠灯、金属卤灯光源、荧光高压汞灯（含电感镇流器）的不得直接安装在可燃装修材料或可燃构件上。10.可燃材料仓库内应使用低温照明灯具，并应对灯具的发热部分采取隔热等防火措施；严禁设置、使用卤钨灯等高温照明灯具。且，配电箱、开关应设置在库外。二、照明系统的检修的重点注意事项照明系统检修主要包括：电源柜的检修、配电箱的检修、照明灯具的检修和照明光源的更换等，可分为停电作业和带电作业两种。1.停电作业1）停电作业是电力行业为确保施工人员人身安全、设备和运营安全而采取的一种作业形式，是电力行业中的中修、大修和抢修范畴。2）照明系统中的停电作业主要应用在其设备或主要电气元器件的更换、更新方面。3）基本步骤和操作方法：（1）将所要作业的时间、内容、涉及的停电范围以书面的形式上报到队（经理部）主管部门。（2）接到许可令（任务书）后，组织施工人员，备齐所需材料、备品，由相关技术人员（师傅）进行查活交底工作。（3）按规定时间联系停电工作（认真填写联系票），并提早通知受影响的用户。（4）在施工前进行验电工作；对作业面外可能触及的带电体、导电体要进行必要的屏护工作。（5）在施工前、确认（验电）停电后进行必要的挂牌工作。（6）在施工前、确认（验电）停电后进行必要的接地工作。（7）在施工时、由持有合格电工操作证的两人、两人以上进行操作，并设专人监护。（8）施工完毕后，应清理现场、清点工具备品。（9）在整个施工过程中，严格遵守国家保障电气操作安全的技术措施和组织措施之规定。2.带电作业带电作业是电力行业中，其施工作业不危及和影响施工人员人身安全、设备和运营安全而采取的一种作业形式，在电力行业中的是小修范畴。地铁机电维修中的带电作业主要有照明灯的更换、小截面导线接头的紧固等。专家提示：1.验电应以合格的验电器验电为准，并由监护人确认。2.停电作业中，在供电电源不可控的设备上作业，应作必要的接地工作。3.施工完毕，接地拆除工作确认完成后，方可进行送电工作。4.施工完毕，清理现场时，应注意电器元件内部是否掉入异物，如有应急时排除。5.电源箱、控制箱，二次回路调式合格后，再进行一次回路的调试工作。第七节 照明电路故障案例分析案例一：灯具回路有断点现象：正常运行的荧光灯，在停电、送电（瞬停）后，出现部分不亮的灯。原因：不亮的灯具回路有断点。在荧光灯更换过程中，由于电路的特性，灯管点亮后，出现有接触不良或断点但还亮；此时，维修人员认为灯管点亮已正常。解决方法：荧光灯更换后，对本支路再进行一次停、送电工作。专家提示：只有经过停、送电考验的荧光灯，方可认为更换成功。后果：供电电源倒闸或正常停送电后，造成部分或大部分照明灯不亮。危害：影响地铁的优质运营，严重时会造成社会上不同等级的负面影响。案例二：启辉器电容坏现象：荧光灯管两头红，不能启辉：原因：荧光灯启辉过程中，灯丝回路断不下电；多为启辉内置电容漏电。解决方法：更换启辉器。专家提示：应急时将启辉器内电容拆除。案例三：开关断零现象：荧光灯断电后有辉光。原因：荧光灯在有电压、引线过长的情况下，由于导线间电容效应，致使回路有微弱的、产生辉光的电流。解决方法：开关断火线。案例四：启辉错现象：荧光灯一头红，频闪，不能启辉。原因：荧光灯启辉回路只通过一边灯丝。解决方法：将带有启辉器的灯脚那端按原理正确接线。专家提示：多发生灯座、启辉器一体的灯具中。案例五：缺零现象：配电箱中的单相双极、三相四极开关，下口都有电。 原因：零线断1）单相双极开关零线端接线不良、单相双极开关内部零线端接触不良。解决方法：测量单相双极开关上口，是一火、一零，电源端正常；此时可断定单相双极开关输出零线端接触不良，或开关内部接触不良或断线。（1）紧固开关零线端接线螺丝排除接线不良故障；（2）更换开关排除开关内部接触不良故障。2）三相四极开关零线端接线不良、三相四极开关内部零线端接触不良。解决方法：测量三相四极开关上口，是三火、一零，电源端正常；此时可断定三相四极开关零线端接触不良，或开关内部接触不良或断线。（1）紧固开关零线端接线螺丝排除接线不良故障；（2）更换开关排除开关内部接触不良故障。零线断较火线断故障容易迷惑检修人员，延误检修时间。后果：照明回路单相零线断与单相火线断故障范围一样，只影响本回路照明。危害：局部照明无照明，影响地铁的优质运营。专家提示：照明回路三相零线断，在严重不平衡三相四线回路中造成严重的中性点漂移。中性点漂移产生的漂移电压达到照明灯极限工作电压时，照明的寿命急剧下降。那么，负载轻、功率小的回路首先烧毁；接着烧毁第二路，第三路因为前两路已烧毁、没回路而幸免。大面积无照明，严重影响地铁运营；并有可能伴随火灾事故，造成严重的经济损失、次生危害和严重的负面社会影响。案例六：放电时间短现象：站内应急灯试验放电时照度不足、放电时间短（不合标准）原因：电池电源容量不足1）电池老化、容量不足。解决方法：更换、加大电池容量（换大容量电池）。专家提示：加大电池容量时电压不可加高（10%）。2）电池间引线接触不良。解决方法：逐一清除接线端的氧化腐蚀点、紧固、焊接电池间引线接点，使其接触良好。3）电池充电回路故障，电池充电不良。解决方法：立刻更换应急灯具。制定计划、申请报修更换下来的应急灯。专家提示：修应急灯时，首先用万用表测量电池充电电流，其电流应为电池额定容量的十分之一左右。逆变电流不应超过3A，它与逆变效率有关。案例七：应急电源柜（EPS）应急放电时间达不到标准时间原因：电池电源容量不足1）电池老化、容量不足；解决方法：更换电池。2）电池间引线接触不良。解决方法：逐一清除接线端的氧化腐蚀点、紧固电池间引线接点，使其接触良好。3）电池充电回路故障，电池充电不良。解决方法：更换充电线路板。专家提示：修复后的EPS应核对其充、放电电流是否正常；电源切换是否正常。后果：地铁双路失压停电事故中的无应急照明。危害：无应急照明，将在地铁双路失压、停电、火灾等情况下，严重影响救灾工作和乘客的正常疏散；并造成乘客的恐慌、践踏伤人；有可能造成群死群伤等特大事故，将给地铁造成严重的经济损失、社会效益损失。案例八：.双电源投切不正常。双电源总箱具有主路有电、主路投；主路无电、备路投；主备互投、互锁。现象：照明双电源总箱有电源，进线电源指示灯亮，正常；KM1、KM2不投无输出。照明双电源总箱主电源无电时，备电源不投无输出。原因：KM1、KM2全不投。备电源接触器不投。解决方法：首先确定二次电源是否正常，二次开关位置是否正常。检查、测量二次熔断器，确定是电源或回路故障。取出二次控制回路熔断器，测量熔断器的通断、确定好坏排除电源故障。电源正常时，将所有二次开关置于正常运行位，逐点或分段检查回路，确定回路故障或元件故障。二次开关置于通位，量接触器线圈电压，确定回路或线圈故障。检查双电源互锁回路的接点、检查回路接线端子、检查接触器线圈电压。专家提示：双电源回路基本对称，主路多一主投继电器，主路有电时比工作于主路，否则，多是主投继电器损坏。习题二1、照明系统的组成及配电方式是什么？2、照明系统的巡视方法是什么？3、照明系统检修的重点注意事项是什么？第三章 常用低压电器第一节 断路器一、断路器简介断路器是一种可以接通、分断电路，又能对负荷电路进行自动保护的低压电器。当负荷电路发生短路、过载、电压过低（欠压）等故障时，能自动切断电路常见断路器如图3-1、图3-2、图3-3所示。断路器的自动保护功能主要依靠脱扣器来实现。脱扣器是断路器的检测元件，承担接受电路不正常情况或操作人员、继电保护系统发出的信号，通过传递元件使执行元件动作。脱扣器类型主要有过流继电器、失压继电器、分励继电器等。1.过流脱扣器当电流达到一定数值时，脱扣器经一定时间后动作，使断路器断开，过流越大，动作时间越短。此过流脱扣器为反时限过流脱扣器。当过电流达到一定程度时，可发生瞬时断开。2.欠压（失压）脱扣器当主电路电压消失或降低至一定数值时，其电磁吸力不足以继续吸持衔铁，使断路器断开。欠压脱扣器的动作范围：当电压达到额定电压75%以上时，必须能够保证吸合；当电压降低到额定电压40%以下时，必须能够分断；当电压达到额定电压40%75%之间时，不做保证。它有瞬时动作和延时动作两种。3.分励脱扣器分励脱扣器可以按照操作人员的命令或继电器保护使其线圈通电，使断路器断开。分离脱扣器由外部控制电源供电，必须保证额定电压75%以上时才能可靠工作。图3-1 微型式断路器图3-2 漏电保护断路器图3-3 塑壳式断路器二、断路器的检修断路器除在运行前需要作一般性的检查外，经过多次操作和故障掉闸后，还必须进行适当的检查，以保证正常状态。1.检查所带正常做大负荷是否超过断路器的额定值。2.检查触头系统和导线连接点有无过热现象，特别对有热元件保护装置的更应注意。3.检查合闸、分闸状态是否与辅助触头所串联的信号灯相符合。4.监听断路器在运行中有无异常声响。5.检查断路器保护脱扣器工作状态。如：断路器整定值指示是否与被保护负荷相符合，有无变动，线圈有无过热及异常声响等。如发生长时间的负荷变化（增加或减少），须相应调节电流脱扣器的整定值，必要时应更换设备或附件。6.检查灭弧罩的工作位置是否因震动而移动。外观是否完整、有无喷弧痕迹和受潮情况。第二节 交流接触器一、交流接触器简介接触器是利用电磁吸力及弹簧反作用力配合动作，而使触头闭合与断开的一种电器。常见接触器如图3-4、图3-5；常见的接触器附件如图3-6、图3-7所示。在电气自动控制电路中，常用它来接通或断开正常工作状态下的主回路和控制回路。接触器控制容量大，能远距离操作，而且具有欠压及零压保护电路作用，还能实现连锁控制，所以接触器在自动控制电路中得到广泛应用。接触器按其控制的电流种类可分为：交流接触器和直流接触器。主要应用为交流接触器。图3-4 交流接触器图3-5 交流接触器图3-6 交流接触器辅助触头图3-7 交流接触器辅助触头二、交流接触器的巡视1.通过的负荷电流是否在交流接触器的额定值以内。2.接触器的分合信号指示是否与电路状态相符。3.接触器的灭弧室内有无因接触不良而发生的放电声。4.接触器的分合闸吸引线圈有无过热现象。电磁铁上的短路环是否脱出或损伤。5.接触器与进出线的连接点有无过热现象。6.接触器的辅助触点有无烧蚀现象。7.接触器灭弧罩是否松动和裂损现象。8.接触器的吸引线圈铁芯吸合是否良好，有无过大的噪音，断开后是否返回到正常位置。9.接触器的绝缘杆有无断裂现象。 10.接触器周围的环境有无不利于它正常运行的情况，如导电粉尘、过大的振动，不良的通风条件等。专家提示：互投的接触器在互投过程中极易产生短路故障而烧毁触头，检修时应加以注意！三、交流接触器的检修经常或定期检查接触器的运行情况，进行必要的维修是保证其运行可靠、延长使用寿命的重要措施。对接触器的维修、检查应有次序，有重点地进行，检查时应先断电，然后按下列步骤进行。1.外观检查1）清扫灰尘，可用棉布沾少量汽油擦油污，然后用布擦干。2）拧紧所有压接导线的螺丝，防止松动脱落引起连接部分发热。3）对金属外壳要检修接地螺钉是否紧固完好。 2.灭弧罩检修取下灭弧罩，用毛刷清除罩内脱落物及金属颗粒。如发现灭弧罩有裂损，应更换。对于 栅片灭弧罩，应注意栅片是否完整或出现烧损变形、严重松脱、位置变化等现象。 3.触头系统检查1）检查动、静触头是否对淮，三相是否同时闭合，并调节触头弹簧，使三相一致。2）摇测相间绝缘电阻值，使用500V绝缘摇表进行测量，其绝缘电阻值不应小于10M。3）检查辅助触头动作是否灵活，静触头是否有松动或脱落现象；触头开距及行程要符合要求，并用万用表电阻挡测量接触情况。如发现接触不良者，应更新触头。4.电磁线圈的检修1）交流接触器的吸引线圈在电源电压为线圈额定电压的85%105%时应能可靠工作。当电源电压低于线圈额定电压值的40%时应能可靠释放。 2）检查电磁线圈有无过热，线圈过热反映在外表层老化、变色或用半导体点温计测量表面温度，若高于65，说明线圈过热。线圈过热一般是由于出现匝间短路造成的。专家提示：在接触器更换前，应注意接触器线圈的工作电压，新旧接触器线圈工作电压应相同。四、交流接触器故障案例分析各种低压电器经长期使用或使用时缺乏经常性的维护，或者动作过于频繁，在运行中都会产生故障而影响正常工作。低压电器产生故障的原因是多方面的，即使是同一原因，也会出现不同的故障现象，故障发生后为了尽早恢复正常供电，必须根据故障的特征进行检查和分析，及时排除故障。案例一：.交流接触器触头的故障现象及排除方法故障现象之一：触头发热严重，温度上升超过允许值。原因分析之一：触头表面接触不良、触头表面氧化或积垢使触头接触电阻增大、触头发热。处理办法：清除灰尘和油污，用小刀轻轻的把触头表面的氧化层刮去。原因分析之二：触头接触压力不足，接触器使用日久，由于受到机械损伤和高温电弧的影响，使弹簧变软而失去弹性，造成触头压力不足，或由于触头磨损后变薄，动静触头完全闭合后的压力减小。处理办法：首先调整触头上的弹簧压力，从而增加触头间的接触压力，以减接触电阻。如调整达不到要求则更换弹簧或触头。原因分析之三：触头接触表面被电弧灼伤烧毛， 引起接触电阻增大，使触头过热。处理办法：用小刀或小锉整修毛面，修时不必将触头表面锉得过分光滑，过分光滑会使接触面减小，影响使用寿命。专家提示：决不能使用纱布或砂纸来磨削，因为砂纸在修磨时会使沙粒嵌在触头表面上，反使接触电阻增大，造成触头的过热。故障现象之二：接触器的一相或三相动静触头熔焊在一起。此时，即使按下停止按钮，电动机也不会停转，并发出嗡嗡声。原因分析：因上述原因造成触头过热未能及时发现和处理。 或触头容量太小，或因线路发生过载，触头闭合时通过的电流太大。处理办法：立即切断前一级开关，停电检修。更换触头如果是触头容量不够而产生熔焊，则应选用容量大一些的电器。专家提示：接触器触头熔焊将造成电机的不停机，极易发生设备事故！案例二：交流接触器电磁系统的故障现象及排除方法故障现象之一：衔铁噪声大，大于正常响声。原因分析之一：衔铁与铁芯的接触面接触不良，衔铁与铁芯经过多次碰撞后，接触面就会变形和磨损；另外接触面上积有锈蚀、油污、尘垢，都将造成相互间接触不良。这样，在吸合时由于接触不够紧密，会产生振动并发出噪声。处理办法：铁芯接触面上有杂质，要拆下清洗。若接触面变形或磨损，则先在接触面间放一张软纸板，然后将吸引线圈加上全电压，衔铁吸合后，将在软纸上留下痕迹，由此可以判断接触面的平整度，如果接触面紧贴的面积在80%以上，可继续使用，否则要进行修整。修整时可用细砂布平铺在铁板上，来回推动铁芯，可得到较平的铁芯接触面。原因分析之二：短路环损坏。铁芯经受多次碰撞，安装在铁芯端面内的短路环会出现断裂，短路环断裂后，铁芯在交变的磁场作用下会产生强烈的振动，发出较大的噪声。断裂的短路环都有松动，应更换一个。故障现象之二：接触器线圈过热甚至烧毁。原因分析之一：线圈匝间短路。由于线圈绝缘损坏，或受机械损伤，形成匝间短路或碰地，在这部分线圈中会产生很大的电流，温度会剧增，并将热量传递到邻近线匝，使故障扩大，致使整个线圈烧毁。原因分析之二：电源电压低，衔铁吸力不足，衔铁与铁芯闭合时有间隙。当衔铁在吸合过程中，衔铁与铁芯间的间隙在逐渐减小，而线圈的阻抗在逐渐的增大；当衔铁完全吸合后，线圈的电流最小；如果衔铁与铁芯间接触不紧密或不能完全闭合，则线圈电流过大，线圈过热以至烧毁。处理方法：线圈烧毁，一般均应重新绕制。如果短路的匝数不多，短路又在接近线圈的端口处，而其余部分还完好，可拆去已损坏的这几匝，其余的可继续使用。根据多年的低压电器设备维修和管理经验，一般电器出现故障必须先认真查找原因，及时排除，不要随意更换，造成浪费。专家提示：接触器噪音是由交流电磁性质引起的，根本在于交流电峰值变化和过零时铁芯是否有足够的吸合力！第三节 熔断器一、熔断路器简介低压熔断器是低压配电系统中的一种保护元件，主要用作短路保护，在一定条件下也可起过载保护。当线路中出现故障电流时，通过熔断器的电流大于规定值，熔体因产生过量的热而被熔化，分断电路，可以避免电网或用电设备受到损坏，并防止事故的蔓延。常用熔断器如图3-8所示。图3-8 熔断器二、熔体的选用熔体的熔断时间与熔断电流的平方成反比。由于各种电器设备都有一定的过载能力，当过载较轻可允许长时间运行，而超过某一过载倍数时，相应要求熔体在一定时间内熔断。还有一些设备启动电流很大，如三相异步电动机启动电流是额定电流的47倍，所以选择熔体时应考虑设备的这些特性。1.照明及电热设备线路装载线路上的总熔体的额定电流等于负荷额定电流或线路安全电流的0.91倍，或线路上所带负荷工作电流总和的11.1倍。2.单台交流电动机线路上熔体的额定电流等于该电动机定电流的1.52.5倍。3.多台交流电动机线路上总熔体的额定电流等于线路上功率最大一台额定电流的1.52.5倍，再加上其它电动机额定电流的总和。4.单台交流电焊机熔体额定电流等于负荷电流的1.52.5倍。5.并联电容器单台情况时，熔体额定电流等于电容器额定电流的1.52.5倍；电容器组情况下，熔体额定电流等于电容器组额定电流的1.31.8倍。三、熔断器的检修熔断器的检修内容主要包括：1.检查负荷情况是否与熔体的额定值相配合。2.检查熔体管外观有无破损、变形现象，此绝缘部分有无破损或闪络放电痕迹。3.熔体发生氧化、腐蚀或损伤时，应及时更换。4.检查熔体管接触处有无过热现象。5.有熔断信号指示的熔断器，其指示是否保持正常状态。专家提示：熔断器熔体熔断情况是判断短路、过载等故障的可靠依据！第四节 热继电器一、热继电器简介热继电器是一种应用比较广泛的保护电器，主要用于对三相异步电动机进行过载保护。常用热继电器如图3-9所示。热继电器的保护特性是电流-时间特性，这个特性是反时限的，即过载电流与额定电流的比值越大，相应的热继电器动作时间越短。图3-9 热继电器二、热继电器的选用热继电器的选用原则如下：1.热元件的额定值应大于电动机额定电流值，一般为1.11.25倍。2.热继电器整定值一般为被保护电动机额定电流的1.0倍。3.热元件调节范围应在热元件额定电流的约60%100%之间，根据需要进行调节。4.热继电器的工作环境温度与被保护设备的环境温度的差别不应超出1525。三、热继电器的检修热继电器的检修内容主要包括：1.检查负荷电流是否与热继电器的热元件的额定值相配合。2.检查热继电器与外部的连接点处有无过热现象。3.检查与热继电器连接的导线截面积是否满足载流要求，有无因发热而影响热元件正常工作的现象。4.若继电器动作，则应检查动作情况是否正确。5.检查热继电器周围环境温度与被保护设备周围环境温度，如前者较后者高出1525时，应调换大一号等级热元件，若低于1525时应调小一号等级的热元件。四、热元件故障案例分析案例一：.热元件烧断当热继电器负荷侧出现短路或电流较大，会使热元件烧断。这时应先切断电源，检查电路，排除电路故障，重新选用合适的热继电器，更换后重新调整定值。案例二：.热继电器误动作1）整定值偏小，以至未出现过载就动作。2）电动机启动时间过长，使热继电器在启动过程中动作，切断电路。3）设备操作频率过高，使热继电器经常出现未过载时，而动作。4）环境温度过高或过低使热继电器出现未过载时误动作，切断电路影响设备正常工作或出现过载而不动作。这时应改善使用环境条件，使环境不高于4030。案例三：继电器不动作由于整定值调节过大，动作机构卡死，推杆脱出等原因会导致出现过载而热继电器不动作。案例四：热继电器辅助触点接触不良热继电器辅助触点接触不良，将会使整个电路不工作，这时应清除触头表面灰尘或氧化物。专家提示：热继电器中的热元件一般是不会烧毁的！（热继电器和热元件是两个概念）。第五节 控制继电器一、 中间继电器 中间继电器实际上属于电压继电器，当电路端电压达到某一规定值时继电器动作。它的触头数目较多，可通过它增加控制线路数目或用做小电流控制大电流。常见中间继电器如图3-10所示。中间继电器采用电磁式结构，与接触器相似，也是由电磁系统和触点系统组成。由于控制继电器触点接通和分断的是交流、直流控制电路，电流很小，所以一般中间继电器不需要灭弧装置。中间继电器线圈在85%105%的额定电压时能可靠工作。中间继电器的选择主要依据被控电路的电压等级，以及所需触头数量、种类及容量等要求。中间继电器的维护可参照交流接触器的各项内容进行。图3-10 中间继电器二、 时间继电器时间继电器的特点是继电器接受信号后，它的触点能够延时动作，主要用在需要按时间顺序进行控制（简称时间控制）的电路。 常见时间继电器如图3-11所示。交流电路常用延时继电器有：空气阻尼式延时继电器和晶体管式延时继电器。空气阻尼式延时继电气延时方式：通电延时、断电延时两种；晶体管式延时继电器延时方式有三种：通电延时、断电延时与重复延时。时间继电器的检修方法：1.继电器表面清洁，安装与接线牢固；2.继电器动作时间符合设计要求；3.继电器无破损。专家提示：选用时间继电器时应注意原理图上的动作要求！ 图3-11 时间继电器 第六节 电流互感器一、电流互感器的简介电流互感器（又称CT）是按一定比例和准确度转换电流的大小的仪器，电流互感器在电工测量和继电保护中的主要作用是将高压电流和低压大电流变成电压较低的小电流，供给仪表和继电保护装置，并将仪表和继电保护与高压电路隔开。电流互感器的二次侧额定电流均为5A，这使得测量仪表和继电保护装置的使用安全、方便，也使其在制造上可以标准化，简化制造工艺并降低成本。常见电流互感器如图3-12所示。图3-12 电流互感器二、电流互感器的选用电流互感器的选用原则如下：1.电流互感器的额定电压应与电网额定电压相符合。2.电流互感器一次额定电流的选择应使运行电流经常在其量程20100%的范围内。3.根据电气测量和继电保护的要求选择电流互感器的精度等级。一般情况校准选0.2级；电度计量、仪表测量选用0.5级。4.电流互感器的二次负荷（包括电工仪表和继电器等）所消耗的功率VA数）或阻抗，不应超过所选择的准确等级相对应的额定容量，否则精度等级会下降。 5.根据系统的运行方式和电流互感器的接线方式，选择电流互感器的台数。 6.电流互感器选择之后，应根据装设地点的系统短路电流校验其动稳定倍数及热稳定倍数。7.运行中的电流互感器二次侧不允许开路，所以电流互感器二次侧不准装设开关、熔断器。三、电流互感器的检修1.电流互感器二次回路的清扫在运行中的电流互感器二次回路上进行工作或清扫时，除按照电气安全工作规程的要求填写工作票外，还应注意以下各项：（1）工作中绝不准将电流互感器二次开路。（2）根据需要，可在适当地点将电流互感器二次侧短路。短路应采用短路片或专用短路线，禁止采用熔丝或用导线缠绕。（3）禁止在电流互感器与短路点之间的回路上进行任何工作。（4）工作中必须有人监护，使用有绝缘柄的工具，并站在绝缘垫上。（5）值班人员在清扫时，应穿长袖工作服，带线手套，使用干燥的清扫工具应考虑截面、芯数等必须满足最大负荷电流，回路总负荷阻抗不超过互感器准确等级允许值的要求，并对新电缆进行绝缘电阻测定。更换后，应进行必要的核对，防止错误接线。2.更换电流互感器及二次线对电流互感器及其二次线需要更换时，除应执行有关安全工作规程的规定外，还应注意以下几点。（1）个别电流互感器在运行中损坏需要换时，应选用电压等级不低于电网额定电压，变比与原来的相同，极性正确，伏安特性相近的电流互感器，并需事先试验合格。（2）因容量变化而需成组地更换电流互感器时，除应注意上述内容外，应重新审核继电保护整定值及计量仪表的倍率。（3）更换二次电缆时，应考虑截面、芯数等必须满足最大负荷电流，回路总负荷阻抗不超过互感器准确等级允许值的要求，并对新电缆进行绝缘电阻测定。更换后，应进行必要的核对，防止错误接线。（4）新换上的电流互感器或更动后的二次线，在运行前必须测定大、小极性。专家提示：电流互感器二次电流均为5安。四、电流互感器故障案例分析1、运行中的低压电流互感器二次侧开路导致的现象1）由于铁芯中磁通饱和，在二次侧可能产生高电压（数干伏甚至上万伏），在二次回路的开路点可能有放电现象，出现放电火花及放电声。2）铁芯可能因磁饱和引起损耗增大而发热，使其绝缘材料产生异味，并有异常声响。3）与电流互感器二次侧相连接的电流表指示可能摇摆不定或者无指示，电度表转速可能出现异常。2、电流互感器二次侧开路后的导致的不良后果1）产生高压威胁人身和设备安全。2）铁芯发热，甚至烧毁绝缘。3）计量出现异常，而且由于铁芯有剩磁，即使修复了二次回路，计量准确度也降低了。4）由于二次回路开路，会使电流表指示异常，失去了对电流的监视，造成假象；还会使电流继电器无法正常工作，以致电流保护失灵，这都会对主回路的异常运行失去了警觉而不能及时处理，因此可能造成严重后果。3.发现电流互感器二次侧开路后的处理方法1）尽可能及时停电进行处理。 2）不允许停电时，应尽量减小一次侧负荷电流，然后在保证人体与带电体保持安全距离的前提下，用绝缘工具在开路点前用短路线将电流互感器二次回路短路，再将开路点排除，然后将短路线拆除。在操作过程中要有人监护。专家提示：运行中的电流互感器二次侧严禁开路！第七节 自动转换开关电器（ATSE）自动转换开关是由一个（或几个）转换开关电器和其它必需的电器组成，监测电源电路、并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器。常见自动转换开关如图3-13所示。自动转换开关可分为PC级和CB级两个级别。PC级：能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE。CB级：配备过电流脱扣器的ATSE，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。图3-13 自动装换开关（ATSE）习题三1、断路器的检修步骤是什么？2、交流接触器的巡视内容是什么？检修步骤是什么？3、照明系统检修的重点注意事项是什么？第四章 成套式400V低压开关柜图 抽屉式开关柜第一节 一般规定地铁车站变电所内400V开关柜的一般规定如下：1.低压配电装置的配电柜号。柜前柜后应一致，所有主控电器均应按操作编号原则统一编号。所控制的负荷应分路清楚标明负荷名称，接线与低压配电系统图要一致。2.检查低压控制电器的额定容量，应与受控负荷的实际需要相适应，各级电器保护元件的选择和整定，均应符合动作选择性要求。3.检查低压配电装置上的指示仪表及指示灯部分，均应齐全完好，满足运行监视的需要。4.检查低压配电装置电气设备的所有操作手柄、按钮、控制开关等部位所指示的“合上”、“断开”等字样，应与设备的实际运行状态相对应。5.装有低压电源自投系统的配电装置，应定期作传动试验。检验其动作的可靠性，并应在两个电源的联络处标有明显的标志。6.检查刀开关、自动开关、交流接触器等主电路的主控设备，其灭弧装置是否完好、操作机构是否灵活可靠，三相分、合闸是否同期。辅助回路中的控制回路、信号回路、联锁回路， 测量仪表回路是否完好。7.低压配电装置的前、后及两侧的操作、维护通道上，是否堆放其它物品影响正常巡视及检查维护。8.低压配电装置前、后固定照明灯应齐全完好，其控制开关宜设在配电装置的出入口处。重要用电处所应设事故照明电源。9.低压配电系统内应设有与实际相符合的操作模拟图板和系统接线图。第二节 开关柜的巡检地铁车站变电所内400V开关柜的巡检内容主要包括：1.对低压配电装置和低压电器的巡视检查在有人值班时应每班巡视一次，无人值班时至少每周巡视一次，并应将巡视情况及发现问题记入运行日志内。2.低压配电装置的低压电器日常巡视检查内容 1）主、分路的负荷情况与仪表指示是否对应。2）电路中各部位的连接点有无过热现象。3）三相负荷是否平衡，三相电压是否相同，电路末端电压降是否超出规定值。4）各配电装置和低压电器内部有无异声、异味。5）室外配电装置和低压电器设备，防雷雨措施是否完好，有无防雷接地失灵、防护箱套渗漏雨水现象。6）配电装置与低压电器的表面是否清洁，接地连接是否正常良好。7）低压电器的备品、备件是否完整和符合要求。8）低压配电装置和低压电器在高峰负荷、异常天气或发生事故后的特殊巡视内容：（1）高峰负荷时应检查电气设备是否过负荷，各连接点是否发热严重。 （2）雷雨过后应检查配电室有无漏水现象，电线、电缆沟、管、井是否进水，瓷绝缘有无闪络、放电现象。（3）设备发生事故后应重点检查熔断器和各种保护设备的动作情况，以及事故范围内的设备有无烧伤或毁坏情况。习题四1、地铁车站变电所内400V开关柜的巡检内容主要包括什么？第五章 电工仪表第一节 基础理论电工测量仪表可以分为：指示仪表、比较仪表和数字仪表三大类。常用的电工指示仪表按用途分有电流表、电压表、钳形电流表、兆欧表、电能表等；按工作原理分有磁电系、电磁系、电动系和感应系等；按使用方式有安装式（开关板式）和携带式。地铁主要应用的有以下几种仪表：1.电流表用来测量电路中电流大小的仪表叫电流表，具体又分为测量直流电流的直流电流表和测量交流电流的交流电流表。使用时，必须让电流表与被测电路相串联，并且要求电流表的内阻尽可能小。使用直流电流表时，还应注意极性的选择，避免指针反偏而损坏仪表。2.电压表用来测量电路中两点间电压的仪表叫电压表。电压表也分为直流电压表和交流电压表。使用时必须让电压表与被测电压两端相并联，并且要求电压表的内阻尽可能大。使用直流电压表时必须注意极性的选择，避免出现指针反偏。3.万用表万用表是一种多用途、多量限的仪表。一般的万用表能测量直流电流、直流电压、交流电压以及电阻、音频电平等。有的万用表还能测量电容、电感、晶体三极管的“”值等。4.兆欧表兆欧表是一种专门用来测量电气设备绝缘电阻的便携式仪表。一、仪表测量方法电工仪表测量的方法主要有直接测量法和间接测量法两种。直接测量法是用直接指示仪器仪表读