低壓電工基礎培訓,我國相關法律、法規及行業規范要求電工必須持證上崗。這里的持證應包含“三證”，即：安全生產監督管理局核發的特種作業操作證書、勞動和社會保障局核發的職業資格證。,維修電工執業要求,1特種作業操作證（1）所有從事電工等特種作業的操作人員必須持證上崗，違者將規追究法律責任。（2）學員經指定衛生醫療機構體檢合格后，方可參加電工作業初訓。電工作業初訓的主要內容包括電工基礎知識、人體觸電、觸電預防、觸電急救、高（低）壓變配電設備、電氣安全管理（包括組織措施和技術措施）等六個方面。初訓后由省、市安全生產監督管理部門組織考核，合格才發證。電工作業操作證每兩年須復審。,2電工職業資格證國家職業資格證書制度要求按照國家制定的職業標準，通過政府認定的考核鑒定機構，對從業者的技能水平或職業資格進行客觀、公正、科學規范的評價和鑒定，并對合格者授予相應的國家職業資格證書。維修電工國家職業資格證共分為5個級別，即：初級（五級）、中級（四級）、高級（三級）、技師（二級）和高級技師（一級）。,第一章電工與電子基礎,一、導體、絕緣體和半導體（超導體）知識二、電阻、電容、電感相關知識及應用三、電路分析方法四、二極管、可控硅整流原理,第一節導體、絕緣體和半導體、超導體知識,導體、半導體、絕緣體器件是構成各種電氣設備、電工電子器件的基礎，在電力生產上，更是普遍存在，作為一名電力生產人員，應熟悉掌握導體、半導體、絕緣體的定義和性質以及應用。,一、導體定義：具有良好導電性能的材料就稱為導體。大家知道，金屬、石墨和電解液具有良好的導電性能，他們都是導體。,二、絕緣體定義：不導電的物質，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、絕緣紙和絕緣油（變壓器油）等，空氣也是良好的絕緣物質。,導體和絕緣體的區別決定于物體內部是否存在大量自由電子，導體和絕緣體的界限也不是絕對的，在一定條件下可以相互轉化。,三、半導體,有一些物質，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，這類物質的導電性能介于導體和絕緣體之間，并且隨著外界條件及摻入微量雜質而顯著改變，這類物質稱為半導體。,1.半導體有以下獨特性能：,通過摻入雜質可明顯地改變半導體的電導率。溫度可明顯地改變半導體的電導率。即熱敏效應光照不僅可改變半導體的電導率，還可以產生電動勢，這就是半導體的光電效應。與金屬和絕緣體相比，半導體材料的發現是最晚的，直到20世紀30年代，當材料的提純技術改進以后，半導體的存在才真正被學術界認可。半導體技術的發現應用，使電子技術取得飛速發展，,2.本征半導體與雜質半導體、PN結,（1）本征半導體：天然的硅和鍺提純后形成單晶體就是一個半導體，稱為本征半導體。本征半導體中的載流子濃度很小，導電能力較弱，且受溫度影響很大，不穩定，用途有限。（2）雜質半導體、PN結：如果在本征半導體中摻入微量雜質（摻雜），其導電性能將發生顯著變化，如在純硅中摻入少許的砷或磷（最外層有五個電子），就形成N型半導體；摻入少許的硼（最外層有三個電子），就形成P型半導體。P型和N型半導體并不能直接用來制造半導體器件。通常是在半導體的局部分別摻入濃度較大的三價或五價雜質，使其變為P型或N型半導體，在P型和N型半導體的交界面就會形成PN結，而PN結就是構成各種半導體器件的基礎，最簡單的一個PN結就是二極管。,四、超導體,定義：某些金屬在攝氏零下273度的絕對溫度下，電阻會突然消失，這種金屬電阻完全消失的特殊現象，稱超導電性，具有超導電性的金屬稱超導體。超導現象是1911年荷蘭物理學家昂尼斯在研究導體的電阻隨溫度變化的實驗中，首次發現水銀在4.2K的低溫時，電阻突然消失，即R=0；1933年，又發現處于超導狀態的物質，外部磁場不能深入超導體內，有抗磁性，即B=0，以上是超導體的兩大特性。,第二節電阻、電容、電感相關知識及應用,電阻、電容、電感是構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、用途，以及實際應用舉例。,一、電阻1.定義：衡量物體導電性能的物理量稱為電阻。在一定的溫度下，其電阻與長度成正比，與截面積成反比。這就是導體的電阻定律。,2.電阻的常用單位：歐姆（）、K、M1的含義：當導體兩端電壓為1V，通過的電流為1A，這段導體的電阻為1。換算：1M103K106阻值標示：一般用色環法和數字法。,3.電阻的性質,電阻是一個耗能元件，即消耗電能變為熱能。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。主要參數：阻值及誤差、額定電壓、額定功率等。電阻的串并聯及計算：串聯：RR1+R2+R3+分壓作用并聯：分流作用常用計算公式：串聯各電阻的電壓與電阻成正比。也就是說，大電阻分到高電壓，小電阻分到小電壓。兩個電阻并聯時，總電流為兩分支電流之和。電流的分配與電阻大小成反比。,4.電阻的測量：一般用萬用表、兆歐表、平衡電橋等電阻測量一般不能帶電測量。在測量半導體（二極管、三極管）、電容等有極性的器件時，因有正向、反向之分，所以萬用表在電阻檔時：“黑”表筆為正極，“紅”表筆為負極。兆歐表一般用于測量阻值較大的絕緣電阻。阻值較小電阻的精確測量也有很多種方法，平衡電橋測量是較常用的一種（高試常用），有直流電橋和交流電橋。,5.電阻的分類及應用：按阻值特性：固定電阻、可調電阻按制造材料：碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻、水泥電阻、陶瓷電阻、半導體電阻等。按安裝方式：插件電阻、貼片電阻。,5.特種電阻(敏感電阻)常識：,熱敏電阻：是一種對溫度極為敏感的電阻器，分為正溫度系數（阻值隨溫度升高而增大）和負溫度系數（阻值隨溫度升高而降低）電阻器。應用舉例：如電視機消磁電路、電飯鍋電路,光敏電阻：阻值隨著光線的強弱而發生變化的電阻器，稱為光敏電阻器。分為可見光光敏電阻、紅外光光敏電阻、紫外光光敏電阻。選用時先確定電路的光譜特性。實際應用如光控路燈，根據光線的強度自動控制路燈的開關。壓敏電阻：是對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過電壓作用的固態電壓敏感元件。當電阻器上的電壓在標稱值內時,電阻器上的阻值呈無窮大狀態,當電壓略高于標稱電壓時,其阻值很快下降,使電阻器處于導通狀態,當電壓減小到標稱電壓以下時,其阻值又開始增加（可以自恢復）。實際應用如電話機過壓保護、避雷器閥片等。,濕敏電阻：是對濕度變化非常敏感的電阻器,能在各種濕度環境中使用，它是將濕度轉換成電信號的換能器件。主要用作濕度傳感器，如嬰兒的尿濕報警器等。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，當通過的電流超過一定值時，其發熱熔斷起到保護作用；分流器實際上就是一個阻值很小的電阻，串在回路中，當有直流電流通過時，產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（如勵磁回路），實際上相當于取樣、測量的作用。,二、電容,1.電容器結構原理：在電子電路中，電容器是必不可少的電子器件；在電力生產中，電力電容器也是廣泛應用。簡單地說，電容器就是一種儲存電荷的容器，他不消耗能量。電容器通常簡稱為電容，用字母“C”表示。其基本結構是由兩片靠得較近的金屬片，中間隔以絕緣物質而組成，兩金屬片為電容得極板，中間的絕緣物質為介質，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。,一般規定把電容器外加1V直流電壓時所儲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，實際不常用，實際常用的是微法、皮法。其換算關系：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、作用：基本性質：簡單地說就是隔直流通交流，即對直流呈現電阻無窮大，相當于開路；對交流呈現的電阻力受交流電頻率影響，即相同一電容器對不同頻率的交流電呈現不同的容抗:,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、交流信號旁路、交流信號耦合（隔直）、與電阻電感構成振蕩、諧振回路、延時電路等等。電子電路中需要用到各種各樣的電容器，它們在電路中分別起著不同的作用。電力電容器的主要應用有：無功補償、電容式電壓互感器、阻波器、載波耦合電容器、油開關觸頭保護電容器等等。,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電荷用。電解電容為有極性電容，分正、負極，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，否則會因漏電流大引起爆炸損壞。,電容的充放電：把電容器的兩個電極分別接在電源的正、負極上，過一會兒把電源斷開，兩個引腳間仍然會有殘留電壓，這是因為電容器儲存了電荷，電容器極板間建立起電壓，積蓄起電能，這個過程稱為電容器的充電。而電容器儲存的電荷向電路釋放的過程，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生變化時，電容才有電流通過。電容器儲藏的電場能量與端電壓的平方成正比：,充電過程分析：開關合閘瞬間，過渡過程，呈指數規律。,放電過程分析：其中稱為電路充放電時間常數，它是反映充放電快慢的一個參數。以上是電容在直流電路瞬態過渡充放電過程的簡單分析，從波形圖可以看出，其充電電流超前電壓。,正弦交流電路中，電壓電流的波形、相量關系：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的容性負載電流超前電壓90的原因。電容的串并聯性質：并聯：總電容為各電容之和。串聯：總電容的倒數為各電容倒數之和。電容器串聯時，各電容電壓與電容量成反比,每個電容分配到的電壓計算式在形式上與并聯電阻的分流計算公式相似。,3.電容的參數：主要有標稱容量、額定電壓、絕緣電阻（漏電阻）、溫度范圍等,4.電容器的測量、極性判別：對于通常的電容器，一般用萬用表電阻檔測量。每次測試前，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，由表針的偏擺來判斷電容器質量。好的電容器，表針迅速向右擺起（擺的角度與容量大小有關），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，說明電容器已擊穿。如果表針擺起后逐漸退回到某一位置停住，則說明電容器已漏電。如果表針擺不起來，說明電容器電解質已干涸失去容量。對于極性電容（電解電容），一般反向漏電比正向大，其測出的正向漏電阻大于反向漏電組。（可依此判別極性）其實，萬用表測量的過程就是反映電容充放電的過程。,5.電容器應用舉例：,分布電容、雜散電容影響：旁路、消干擾：儲能作用：耦合電容、阻波器：無功補償電容器：少油斷路器斷口均壓電容：電容式電壓互感器：,三、電感1.電感的結構原理：用導線繞制成線圈就構成一個電感器，它是一種能夠儲存磁場能量的元件。電感的單位是亨利（H），常用單位為毫亨（mH）、微亨（H）和納亨（nH），其換算關系為：電感量的大小表示產生感應電動勢的能力。,2.電感的性質、作用：形象說法：電感器就是“通直流，阻交流”。也就是說，只有電感上的電流變化時，電感兩端才有電壓，而且其電動勢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，但，相當于短路。其電壓與電流的關系：,同一電感對不同頻率的交流電呈現不同的阻抗，即感抗：XLL2fL。電感L越大，電源頻率f越高，感抗就越大。對直流，f0，相當于短路。電感線圈是一個儲能元件，它以磁的形式儲存電能，儲存的電能大小可用下式表示：可見，線圈電感量越大，流過電流越大，儲存的電能也就越多。其儲能和釋放過程：當電流的絕對值增加時，電感元件吸收能量并全部轉換成磁場能量；當電流的絕對值減小時，電感元件釋放磁場能量?？梢?，電感元件與電容元件一樣，并不是把吸收的能量消耗掉，而是以磁場或電場的形式儲存，用以交換，釋放與吸收的能量一樣。,對于正弦交流電路，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:我們通常所說的，感性負載電流滯后電壓90就是這個道理。,3.電感的參數、測量：測量：用電感測量儀測量其電感量；用萬用表測量其通斷，理想的電感電阻很小，近乎為零。若測量電阻為，則說明電感器已經開路損壞。參數：主要有電感量、額定電流等。,4.電感的應用舉例：電抗器：實質上是一個無導磁材料的空心線圈。在電力系統中起增大短路阻抗，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，使母線電壓波動較小，保證非故障線路上的用戶電氣設備運行的穩定性。消弧線圈：在中性點不接地系統發生單相接地時，減少通過接地點的電容電流，有效防止鐵磁諧振過電壓的產生。消弧線圈補償方式有三種：全補償、欠補償、過補償,第三節電路分析方法,一、電路的基本概念：為了某種需要、功能而由電源、導線、開關和負載等元件按一定方式組合起來的電流的通路稱為電路。電路的主要功能：一是進行能量的轉換、傳輸和分配；二是實現信號的傳遞、存儲和處理。電路分析的主要任務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。,二、電路的基本物理量：,1.電流：導體中電荷的定向移動形成電流。定義為單位時間內通過導體截面的電荷量，即2.電壓、電位和電動勢：電位：電路中某點的電位定義為單位正電荷由該點移至參考點電場力所做的功。要有一個參考零電位點。電壓：電路中a、b點兩點間的電壓定義為單位正電荷由a點移至b點電場力所做的功?；蛘哒f，兩點之間的電位差即為電壓：電壓的實際方向規定由電位高處指向電位低處。電源電動勢：是衡量外力即非靜電力做功能力的物理量。外力克服電場力把單位正電荷從電源的負極搬運到正極所做的功，稱為電源的電動勢。電動勢的實際方向與電壓實際方向相反，規定為由電源負極指向正極。,3.電功率和電能：電場力在單位時間內所做的功稱為電功率，簡稱功率。它表示電能轉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）。,在一定時間內，電路（負載）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的用電設備在1s內消耗的電能，量值較小。在實用上采用kWh(千瓦小時)作為電能的單位，它等于功率1kW的用電設備在1h（3600s）內消耗的電能，簡稱為1度電。換算關系：,二、電路的基本物理量：電路的分析計算有兩大基本定律：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系或各回路電壓之間的約束的關系。,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,流過電阻的電流跟其兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。串聯電阻分壓公式：并聯電阻分流公式：,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（內電路）之總和。電源產生電動勢，它有內電阻。流過電路的電流，與電源的電動勢成正比，與外電路的電阻與內電路的電阻之和成反比。這就是全電路歐姆定律。在實際電路中，由于內阻的存在要消耗一定的功率，產生一定的電壓降（Ir）。因此，外電路端電壓U=-Ir。當外電路開路時，I0，U=；當外電路有負載時，端電壓隨著負載（I）的增大而降低。,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。,基爾霍夫電流定律：對電路中任一結點，在任一時刻，流出結點的電流之和一定等于流入結點電流之和，即流出或流入該結點的所有支路電流的代數和為零。KCL也可以推廣到電路中任一假設的封閉面，即在任一時刻，通過該封閉面的所有支路電流的代數和等于零。,基爾霍夫電壓定律：對任一電路中的任一回路，在任一時刻，沿著該回路的的所有支路電壓的代數和恒等于零,簡稱為KCL。KCL確定了連接在同一回路中各支路電壓之間的關系。體現的是電荷在電場中從一點移到另一點時，它所具有能量的改變量只與這兩點的位置有關，而與移動路徑無關的性質。在分析電路列回路KCL方程時，應先規定回路繞行方向，各支路電壓參考方向與回路繞行方向一致時（從“+”極性向“-”極性）取正號，反之取負號。,第四節二極管、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。電力電子變流技術和控制技術的發展，使變流技術主要能實現以下幾個功能：整流器、逆變器、暫波器、交流調壓器、周波變流器等，以上的幾個功能都可以通過晶閘管來實現。下面，我們主要介紹整流電路原理。,一、二極管及其整流原理,1.二極管結構原理：一個PN結加上相應的電極引線并用管殼封裝起來，就構成了半導體二極管，簡稱二極管。二極管按其結構不同可分為點接觸型和面接觸型。點接觸型二極管PN結面積很小，因而結電容小，通流能力小，主要應用于小電流的整流和高頻時的檢波、混頻及脈沖數字電路中的開關元件等；面接觸型二極管PN結面積大，因而能通過較大的電流，但其結電容也小，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。,2.二極管的伏安特性二極管由PN結組成，因此，具有PN結的單向導電特性，它屬于非線性電阻元件。正向特性（右半部分）：當正向電壓大于死區電壓后，正向電流隨著正向電壓增大迅速上升。反向特性（左半部分）：當二極管外加反向電壓時，PN結處于截止狀態，反向電流很?。蝗绻臃聪螂妷豪^續增大，大于擊穿電壓時，反向電流急劇增加，而電壓幾乎保持不變（穩壓二極管就是利用這一反向擊穿區特性工作的，控制反向電流數值，使其不致過熱而燒壞）。普通二極管被擊穿后，由于反向電流很大，一般都會造成“熱擊穿”，使二極管永久性損壞，不再具有單向導電性。,二極管的測量一般用萬用表的電阻檔（R1K）測量，其正向電阻（黑表筆接陽極，紅表筆接陰極）較?。◣装?K左右），反向電阻很大（一般為接近），而根據正反向測量結果，也可以判斷出其極性。,二極管在電工電子電路中應用很廣，常用于整流、穩壓、檢波、限幅、元件保護以及在數字電路中用作開關元件等等。如整流二極管、發光二極管、穩壓二極管、光電二極管（可以與光敏三極管做成光耦器件，用于信號的電路隔離傳輸，如微機保護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題影響整個系統）等。,3.二極管整流原理二極管整流電路實際就是利用其單向導電特性，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：,當輸入電壓處于交流電壓正半周時，二極管導通，輸出電壓VoVi(忽略管壓降)；當輸入電壓處于交流電壓的負半周時，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，且輸出電壓脈動很大，對于使用直流電源的電動機等功率型的電氣設備，半波整流輸出的脈動電壓就足夠了。對于電子電路，這種電壓則不能直接作為半導體器件的電源，還必須經過平滑（濾波）處理。電壓正半周時，交流電源在通過二極管向負載提供電源的同時對電容充電，在交流電壓負半周時，電容通過負載電阻放電。,全波整流：當輸入電壓處于交流電壓正半周時，D1導通，VoVi（忽略管壓降）；當輸入電壓處于負半周時，D2導通，VoVi。其輸出波形是一個方向不變的脈動電壓，但脈動頻率是半波整流的一倍。,同樣，全波整流輸出的直流脈動電壓不能滿足電子電路對直流電源的要求，必須經過平滑（濾波）處理。也是在全波整流的輸出端接一個電容。電容在脈動電壓的兩個峰值之間向負載放電，使輸出電壓得到相應的平滑。全波整流電路的交流利用率為100，正負半周均利用，其輸出電壓脈動較半波整流小，比較平滑。全波整流電路必須采用具有中心抽頭的變壓器，而且每個線圈只有一半時間通過電流，所以變壓器的利用率不高。,橋式整流：當輸入電壓處于交流電壓正半周時，二極管D1、負載電阻RL、D3構成一個回路（圖中虛線所示），輸出電壓VoVi（忽略管壓降）；當輸入電壓處于交流電壓負半周時，二極管D2、負載電阻RL、D4構成一個回路，輸出電壓VoVi。,可見，橋式整流電路的輸出波形脈動情況、脈動頻率。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，當輸入的交流電壓不變時，其輸出的直流電壓也是固定的，不能任意控制和改變。在實際工作中，有時希望整流器的輸出直流電壓能夠根據需要進行調節，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現這一要求的可控整流元件。,1.晶閘管結構原理內部由四層半導體（PNPN）構成，形成三個PN結（J1、J2、J3），最下層的P1引出為陽極（A），最上層的N2引出為陰極（K），中間的P2引出為控制極（G）。,工作原理：如果只在晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓而控制極不加電壓，則PN結J2為反向偏置，晶閘管不導通，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，在G極沒有加控制電壓情況下，晶閘管始終處于阻斷狀態。當在陽極和陰極之間加正向電壓的同時，在控制極與陰極之間也加一個正向電壓，則晶閘管將由阻斷變為導通，而且其壓降很?。?V左右），相當于開關處于閉合狀態。晶閘管導通后，可以通過幾十甚至上千安的電流，只要A、K之間一直加有正向電壓，它就一直維持導通狀態，控制極一般就不再起控制作用。所以，控制極也叫觸發極，加在其上的電壓一般為觸發脈沖電壓。晶閘管的導通原理可以由其等效電路來分析：根據晶閘管的結構，可以把它看成由一個NPN型三極管和一個PNP型三極管組合而成。,晶閘管導通后，控制極就失去控制作用。那么，如何使晶閘管由導通變為阻斷狀態呢？只能通過降低電源電壓，或增大負載電阻，或改變電源電壓極性（加反向電壓）等方法，使陽極電流IA減少，到某一特定數值以下（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，而提高陽極電壓，則當達到某一限度時，由于正向漏電流的增大，也會導致晶閘管導通。當A、K加反向電壓時，兩個三極管集電極電壓極性接反，都不能放大，只有較小的反向漏電流，晶閘管處于阻斷狀態。,2.晶閘管的主要參數,（1）電壓定額：斷態重復峰值電壓()：反向重復峰值電壓（）：通態(峰值)電壓（）：（2）電流定額：通態平均電流：維持電流：擎住電流：（3）門極定額：門極觸發電流、門極觸發電壓（4）額定結溫：器件在正常工作時所允許的最高結溫，在此溫度下，晶閘管有關的額定值和特性都能得到保證。,3.單相可控整流電路（1）單相半波可控整流電路：,電阻性負載的情況：,其整流輸出電壓是極性不變的脈動直流電壓，它的波形只在電源電壓的正半周內出現。VT承受的電壓,在導通時忽略管壓降為零，其余不導通時承受全部電源電壓。從VT開始承受正向電壓起到加上觸發脈沖這一電角度稱為控制角，VT導通的電角度稱為導通角，-，輸出平均電壓：它是的函數，也就是說改變就可以控制改變。愈小，愈大。當0時，晶閘管全導通，相當于二極管整流，輸出最大；當時，0。,電感性負載的情況：,當在電源電壓正半周的t1時刻觸發晶閘管，在負載側就立即出現直流電壓，感性負載通過電流，當在增加的過程中，L的自感電動勢極性為上正下負，它力圖阻止電流增加；當過零變負時，電流處于逐步減小的過程中，在L兩端產生一個上負下正的電動勢，力圖阻止電流減小，此時感應電動勢比值大，使晶閘管仍然承受正向電壓，繼續維持導通（此時可以理解為L釋放出先前儲藏的能量，使晶閘管保持導通維持負載電流）。這個過程一直維持到L中的電流降為零，即L中的磁場能量釋放完畢，晶閘管關斷(即t2時刻)，并且立即承受電源負半周的反向電壓。可見，由于電感的存在，延遲了晶閘管的關斷時刻，使輸出波形上出現負值，導致輸出直流電壓的平均值下降。,根據，當R為一定值時，L越大，感應電動勢就大，進入負半周后維持晶閘管導通的時間就越長，輸出電壓波形負值部分越大，輸出電壓越低。當LR時，輸出波形中正負波形面積接近，輸出電流平均值就很小。,為解決大電感負載時的上述矛盾，可在整流電路的負載兩端并聯一個整流二極管，稱為續流二極管VD。當電源電壓過零變負后，電感L的感應電動勢可經續流二極管使負載電流繼續流通，也就是說電感儲藏的能量通過續流二極管與負載形成回路釋放。此時，輸出不再出現負電壓，在續流期間，晶閘管承受電源反向電壓而關斷。從波形可以看出，加了續流二極管后，輸出電壓的波形與電阻性負載時一樣，但輸出電流波形就大不相同，流過負載的電流不但連續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，晶閘管導通期，從晶閘管流過，晶閘管關斷期，從續流二極管流過。,（1）單相橋式全控整流電路：把單相橋式整流電路中的四個二極管換成晶閘管，就組成了單相橋式全控整流電路。,電阻性負載的情況：VT1和VT4組成一對橋臂，VT2和VT3組成另一對橋臂。當電源正半周，在t1時刻給VT1和VT4以觸發脈沖，VT1和VT4導通，負載流過電流；而此時VT2和VT3均承受反向電壓而截止；當電源電壓過零時，VT1和VT4也隨之關斷。當電源變為負半周時，VT2和VT3承受電源正向電壓，在控制角為處觸發晶閘管VT2和VT3，則VT2、VT3導通，負載流過電流；此時VT1和VT4承受反向電壓；當電壓再次過零時，VT2和VT3隨之關斷；以后又是VT1和VT4導通，如此循環下去?？梢钥闯?，兩組觸發脈沖在相位上應相差180。橋式可控整流屬于全波整流，負載在電源正負半周均有電流流過，一個周期內整流輸出電壓脈動兩次，輸出電壓的平均值為：,它的輸出電壓是半波整流的兩倍。當0時，相當于二極管橋式整流，輸出電壓最大，當180時，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在電路中是輪流導通的，所以流過每個晶閘管的平均電流只有負載上平均電流的一半。,電感性負載的情況：當電源為正半周，在t1時刻（即控制角為）給晶閘管VT1和VT4加上觸發脈沖，兩管導通，UdU2。由于電感中的電流不能突變，起平波作用，所以通過負載的電流接近于直線。當電源電壓過零變負時，因電感上產生上負下正的電動勢使VT1和VT4仍承受正向電壓而繼續導通，波形中出現負值部分。此時VT2和VT3雖承受電源負半周的正向電壓，由于未加觸發脈沖而不能導通。當在t+時刻，VT2、VT3加上觸發脈沖導通，VT1和VT4立即承受反向電壓而關斷，負載電流由VT1、VT4轉移到VT2、VT3上，這個過程叫換相。到第二個周期又重復上述過程，循環下去。,由波形可知，當0時，最大；90時，（正負半周面積相等）,其移相范圍為90。晶閘管承受的最大正反向電壓都是。當負載回路的電感量不夠大時，電感儲藏的能量不足以維持電流導通到（+）時，負載的電流將不連續。單相橋式全控整流電路特點：與半波可控整流比較，一個周期內整流電壓脈動二次，脈動程度比半波小；變壓器二次繞組中，兩個半周期的電流方向相反且波形對稱，因此不存在直流磁化問題；變壓器繞組的利用率也比半波提高了一倍。,第二章電工測量,一、電工常用攜帶式儀表的應用電工常用攜帶式儀表主要有萬用表、鉗形電流表及兆歐表。,二、直流電阻的測量電壓、電流表法萬用表法和歐姆表法直流單臂電橋（惠斯頓電橋）測量法直流雙臂電橋（凱爾文電橋）測量法,三、接地電阻的測量四、電能的測量測量電能的儀表稱為電度表，常用的是感應式電度表，用于測量交流負載所消耗的電能。,第三章觸電危害與急救,觸電事故：1、電擊：單線電擊、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、誤合閘電路故障得不到控制就可能發展為電路事故,第一節電流對人體的危害,一、電流作用機理電流通過人體時破壞人體內部細胞組織的正常工作，主要表現為生物學效應。電流作用還包括熱效應、化學效應、機械效應電流是造成人體觸電的本質原因。,電流的大小人體電阻主要由表皮電阻和體內電阻構成，體內電阻一般較為穩定，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，一般人體電阻在1k2k之間持續時間（時間越長對人體傷害最嚴重）電流頻率（50Hz60Hz時電流對人體傷害最嚴重）電流途徑（通過人心臟的電流對人體傷害最嚴重）人體健康狀況,二、影響電流對人體作用因素,按通過人體的電流大小而使人體呈現不同的狀態，可將電流劃分為三級：,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人體引起人有任何感覺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）,第二節觸電事故種類、方式與規律,一、電流對人體傷害的類型,1、電擊電擊是電流對人體內部組織造成的傷害，是內傷。如人的呼吸和心跳停止。,2、電傷電傷是電流的熱效應、化學效應、機械效應對人體造成的外傷。,單相觸電（人體不同部位同時接觸一根相線和零線）兩相觸電（人體不同部位同時接觸兩根相線）跨步電壓觸電,按人體觸及帶電體的方式和電流通過人體的途徑，觸電主要有三種情況：,二、人體觸電的方式,三、人體觸電的規律,1、觸電事故季節性明顯，69月事故最多；2、低壓觸電事故多；3、攜帶式設備和移動式設備觸電事故多；4、電氣連接部位觸電事故多；5、錯誤操作和違章作業造成的觸電事故多；6、不同行業、不同年齡、不同地域觸電事故各不相同,第三節觸電急救,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，即可就地靜養或進行搶救,當人體觸電首先是盡快脫離電源一、觸電者脫離電源的方法,脫離電源時的注意事項,1、救護者一定要判明情況，做好自身防護。2、在觸電人脫離電源的同時，要防止二次摔傷事故。3、如果是夜間搶救，要及時解決臨時照明，以避免延誤搶救時機。,二、觸電急救,發現有人觸電時，首先要盡快的使觸電人脫離電源，然后根據觸電人的具體情況，采取相應的急救措施：,觸電者神志清醒時，首先將觸電者轉運到最近的通風干燥的平地，仰面平躺，觀察的觸電者情況，并作好急救準備；觸電者神志不清醒時，首先將觸電者轉運到最近的通風干燥的平地，仰面平躺，一邊進行觸電急救，一邊進行對外呼救。,急救心肺復蘇法,1、暢通氣道2、口對口（鼻）人工呼吸3、胸外按壓（人工循環）,胸外按壓與口對口（鼻）人工呼吸同時進行時，其節奏為：單人搶救時，每按壓15次后吹氣2次，反復進行；雙人搶救時，每按壓5次后由另一人吹氣一次，反復進行,第四章防觸電技術,為了達到安全用電的目的，必須采用可靠的技術措施，防止觸電事故發生。絕緣、安全間距、漏電保護、安全電壓、遮欄及阻擋物等都是防止直接觸電的防護措施。保護接地、保護接零是間接觸電防護措施中最基本的措施。所謂間接觸電防護措施是指防止人體各個部位觸及正常情況下不帶電，而在故障情況下才變為帶電的電器金屬部分的技術措施。專業電工人員在全部停電或部分停電的電氣設備上工作時，在技術措施上，必須完成停電、驗電、裝設接地線、懸掛標示牌和裝設遮欄后，才能開始工作。,一、絕緣1絕緣的作用絕緣是用絕緣材料把帶電體隔離起來，實現帶電體之間、帶電體與其他物體之間的電氣隔離，使設備能長期安全、正常地工作，同時可以防止人體觸及帶電部分，避免發生觸電事故，所以絕緣在電氣安全中有著十分重要的作用。良好的絕緣是設備和線路正常運行的必要條件，也是防止觸電事故的重要措施。絕緣具有很強隔電能力，被廣泛地應用在許多電器、電氣設備、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。,2絕緣破壞絕緣材料經過一段時間的使用會發生絕緣破壞。絕緣材料除因在強電場作用下被擊穿而破壞外，自然老化、電化學擊穿、機械損傷、潮濕、腐蝕、熱老化等也會降低其絕緣性能或導致絕緣破壞。絕緣體承受的電壓超過一定數值時，電流穿過絕緣體而發生放電現象稱為電擊穿。氣體絕緣在擊穿電壓消失后，絕緣性能還能恢復；液體絕緣多次擊穿后，將嚴重降低絕緣性能；而固體絕緣擊穿后，就不能再恢復絕緣性能。在長時間存在電壓的情況下，由于絕緣材料的自然老化、電化學作用、熱效應作用，使其絕緣性能逐漸降低，有時電壓并不是很高也會造成電擊穿。所以絕緣需定期檢測，保證電氣絕緣的安全可靠。,3絕緣安全用具在一些情況下，手持電動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)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體，隔離開來。這是目前簡便可行的安全措施。為了防止機械傷害，使用手電鉆時不允許戴線手套。絕緣安全用具應按有關規定進行定期耐壓試驗和外觀檢查，凡是不合格的安全用具嚴禁使用，絕緣用具應由專人負責保管和檢查。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^緣強度能長時間承受電氣設備的工作電壓，使用時，可直接接觸電氣設備的有電部分。輔助安全用具的絕緣強度不足以承受電氣設備的工作電壓，只能加強基本安全用具的保安作用，必須與基本安全用具一起使用。在低壓帶電設備上工作時，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。,第五章保護接地與保護接零,在工廠里，使用的電氣設備很多。為了防止觸電，通常可采用絕緣、隔離等技術措施以保障用電安全。但工人在生產過程中經常接觸的是電氣設備不帶電的外殼或與其連接的金屬體。這樣當設備萬一發生漏電故障時，平時不帶電的外殼就帶電，并與大地之間存在電壓，就會使操作人員觸電。這種意外的觸電是非常危險的。為了解決這個不安全的問題，采取的主要的安全措施，就是對電氣設備的外殼進行保護接地或保護接零。,保護接地是指將電氣設備平時不帶電的金屬外殼用專門設置的接地裝置實行良好的金屬性連接。保護接地的作用是當設備金屬外殼意外帶電時，將其對地電壓限制在規定的安全范圍內，消除或減小觸電的危險。保護接地最常用于低壓不接地配電網中的電氣設備。,一、保護接地,變壓器中性點（或一相）不直接接地的電網內，一切電氣設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接。,保護接地應用范圍：適用于中性點不接地電網、電機、變壓器、照明燈具、攜帶式移動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。高頻設備的屏護,接地,臨時接地,固定接地,檢修接地,事故接地,工作接地,安全接地,保護接地,防雷接地,防靜電接地,屏蔽接地,臨時線接地,帶電體與地意外接地,三相四線制中性點接地,二、保護接零,保護接零就是在kV以下變壓器中性點直接接地的系統中一切電氣設備正常情況下不帶電的金屬部分與電網零干線可靠連接。,保護接零應用范圍：中性點直接接地的供電系統中，凡因絕緣損壞而可能呈現危險對地電壓的金屬部分均應采用保護接零作為安全措施。保護零線的線路上，不準裝設開關或熔斷器。在三相四線制供電系統中，零干線兼做工作零線時，其截面不能按工作電流選擇。,當某相帶電部分碰觸電氣設備的金屬外殼時，通過設備外殼形成該相線對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間內使熔絲熔斷、保護裝置或自動開關跳閘，從而切斷電流，保障了人身安全。保護接零的應用范圍，主要是用于三相四線制中性點直接接地供電系統中的電氣設備。在工廠里也就是用于380/220伏的低壓設備上。,第六章電氣安全操作技術,第一節電氣安全工作基本要求,1、遵守規章制度和安全操作規程2、配備專業人員并進行安全教育3、進行安全檢查4、建立檔案資料,組織管理措施,安全技術措施,第二節電氣安全的措施,一、保證安全的組織管理措施,1、工作票制度一個工作負責人只能發一張工作票2、工作許可制度工作票簽發人不得兼任該項工作的負責人工作負責人可填寫工作票工作許可人不得簽發工作票3、工作監護制度4、工作間斷、轉移和終結制度,二、保證電氣作業安全的技術措施,工作地點必須停電的設備如下：待檢修的設備與工作人員進行工作中正?；顒臃秶木嚯x小于規定距離的設備在44kV以下的無安全遮攔的設備上進行工作時，距離小于規定的設備帶電部分在工作人員后面或兩側無可靠安全措施的設備,1.停電,必須用電壓等級合適且合格的驗電器高壓驗電必須戴絕緣手套,2.驗電,3.裝設接地線,4.懸掛標示牌,如果線路上有人工作，應在線路開關和刀閘操作把手上懸掛“禁止合閘，線路有人工作！”的標示牌在室內高壓設備上工作，應在工作地點兩旁間隔和對面間隔的遮攔上及禁止通行的過道上懸掛“止步，高壓危險！”的標示牌。在室外高壓設備上工作，應在工作地點四周用繩子做好圍欄，圍欄上懸掛適當數量的“止步，高壓危險”的標示牌。,第三節安全標識,安全色是表達安全信息含義的顏色國家規定的有紅、黃、藍、綠四種顏色,紅色禁止、停止黃色警告、注意藍色指令、必須遵守綠色指示、通行、安全狀態,第四節防止直接接觸帶電體的防護技術,絕緣、屏護、間距是防止直接接觸帶電體的防護技術,一、絕緣,絕緣就是用絕緣物把帶電體隔離起來,絕緣電阻：絕緣電阻是最基本的絕緣性能指標,絕緣破壞：當絕緣材料受到某些因素時不再絕緣,絕緣材料：玻璃、云母、木材、塑料、橡膠等,加強絕緣,加強絕緣有三種：1.雙重絕緣（工作絕緣，保護絕緣）2.加強絕緣：不小于5M歐3.另加總體絕緣：不小于2M歐特別說明：加強絕緣設備，不必再接地,二、屏護（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：,永久性屏護裝置臨時性屏護裝置移動性屏護裝置,三、間距,安全距離的大小取決于：電壓的高低、設備類型、安裝方式,1、線路間距2、設備間距賠墊裝置的布置應考慮設備搬運、檢修、操作和試驗方便3、檢修間距在維護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,導線與建筑物的最小距離（m）,導線與樹木的最小距離（m）,在高壓無遮攔操作中，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小于0.1m。,第五節通用觸電的防護技術,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，使得在這種電壓下，通過人體的電流不超過允許的范圍。這一電壓稱為安全電壓。但是安全電壓并不是絕對沒有危險的電壓。,安全電壓額定值：42V、36V、24V、12V、6V空載上限值：50V、43V、29V、15V、8V,1、供電系統單獨自成回路，不得與其他電氣回路（包括零線和地線）有任何聯系2、使用變壓器做電源時，其輸入電路和輸出電路要嚴格實行電氣上的隔離，二次回路不允許接地。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,安全電壓對供電電源的要求,安全電壓的選用,42V用于危險環境中的手持電動工具36V和24V用于有觸電危險的環境中使用的行燈和局部照明燈12V用于金屬容器內等特別危險環境中使用的行燈6V用于水下作業場所,二、漏電保護器,電氣線路或電氣設備發生單相接地短路故障時會產生剩余電流，利用這種剩余電流來切斷故障線路或設備電源的保護電器稱為漏電保護器,這些是空氣開關,用途漏電保護器主要用于1000V以下的低壓系統，防止由于間接接觸和由于直接接觸引起的單相觸電。漏電保護器也用于防止由漏電引起的火災，以及用于監測或切除各種一相接地故障。有的漏電保護器還帶有過載保護、過電壓和欠電壓保護、缺相保護等保護功能。,電流型漏電保護器：我國標準規定電流型漏電保護器的額定動作電流可分為6、10、15、30、50、75、100、200、300、500、1000、3000、5000、10000、20000mA等15個等級（15、50、75、200mA不推薦優先采用）。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；1000mA以上的屬低靈敏度，用于防止漏電火災和監視一相接地事故。為了避免誤動作，保護器的額定不動電流不得低于額定動作電流的1/2。我國有關標準還規定用于防火的漏電報警器的額定動作電流宜設計為25、50、100、200、400和800mA。,電壓型漏電保護器：電壓型漏電保護器的動作電壓原則上不應超過安全電壓。,漏電保護器的技術參數1.漏電保護器的主要技術參數動作參數電壓型漏電保護器的動作參數是動作電壓和動作時間；電流型漏電保護器的動作參數是動作電流和動作時間。,動作時間漏電保護器的動作時間指最大分斷時間?？焖傩吐╇姳Ｗo器動作時間與動作電流的乘積不應超過30mAS。如：30mA及以下漏電保護器的動作時間應小于1S。,漏電保護器的選用(1)正確選擇漏電保護器的漏電動作電流。在浴室、游泳池、隧道等觸電危險性很大的場所，應選用高靈敏度、快速型漏電保護裝置（動作電流不宜超過10mA）。(2)用于防止漏電火災的漏電報警器宜采用中靈敏度漏電保護裝置。其動作電流可在251000mA內選擇。(3)連接室外架空線路的電氣設備應裝用沖擊電壓不動作型漏電保護器。(4)對于電動機，保護器應能躲過電動機的起動漏電電流（100kW的電動機可達15mA）而不動作。保護器應有較好的平衡特性，以避免在數倍于額定電流的堵轉電流的沖擊下誤動作。對于不允許停轉的電動機應采用漏電報警方式，而不應采用漏電切斷方式。(5)對于照明線路，宜根據泄漏電流的大小和分布，采用分級保護的方式。支線上選用高靈敏度保護器，干線上選用中靈敏度保護器。(6)在建筑工地、金屬構架上等觸電危險性大的場合，類攜帶式設備或多動式設備應配用高靈敏度漏電保護裝置。,(7)電熱設備的絕緣電阻隨著溫度變化在很大的范圍內波動。例如，聚乙烯絕緣材料60時的絕緣電阻僅為20時的數十分之一。因此，應按熱態漏電狀況選擇保護器的動作電流。(8)對于電焊機，應考慮保護器的正常工作不受電焊的短時沖擊電流、電流急劇的變化、電源電壓的波動的影響。對于高頻焊機，保護器還應有良好的抗電磁干擾性能。(9)對于有非線性元件而產生高次諧波以及對有整流元件的設備，應采用零序電流互感器二次側接有濾波電容的保護器，而且互感器鐵心應選用剩磁低的軟磁材料制成。(10)漏電保護器的極數應按線路特征選擇。單相線路選用二極保護器，僅帶三相負載的三相線路或三相設備可選用三極保護器，動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器。(11)漏電開關的額定電壓