第一章安全员教材

第一章施工现场安全用电技术施工现场临时用电工程是由变配电装置（变压器、低压配电装置）、配电线路、控制装置和用电设备等组成。

为了确保施工现场的用电安全，本章主要介绍变配电装置，低压配电基本保护系统，配电线路，控制装置，用电设备等的基本知识及相关技术要求。

第一节常用的电气设备一、三相电力变压器施工现场交流电的电能输送和分配，几乎都是采用三相制，因此，还需要使用三相变压器进行三相电压的变换。

三相变压器分为油浸式和干式两大类，由于三相干式变压器造价高、过负荷能力差，因此建筑施工现场广泛采用油浸式电力变压器。

三相油浸式电力变压器的外形如图1-1所示。

（一）、三相变压器的结构三相变压器可以是由三个单相变压器构成。

为了结构上更加紧凑，一般是将其组合成一台三相变压器。

三相变压器的铁芯，有三个铁芯柱，每个铁芯柱上都套装属于同一相的两个绕组（原绕组和副绕组），如图1-2所示。

三相变压器的铁芯通常做成闭合回路，并由硅钢片叠压而成，硅钢片的表面涂有一层高强度绝缘漆，使它们彼此绝缘，以便减少涡流损失。

变压器的绕组通常用圆形或矩形铜线或铝线绕制而成，低压绕组靠近铁芯的绝缘筒上。

低压绕组外套一个绝缘筒，筒外放置高压绕组。

三相变压器多用于电力系统，容量比较大，所以都采用油浸自冷式。

套装在铁芯上的原副绕组都要浸没在变压器油中。

变压器工作时产生的热量通过变压器油传递到散热油管然后再散到空气中去。

为了防止变压器油受热膨胀而外溢，而又能保证一定的油位，在油箱的上部装有一个油膨胀器即贮油箱（俗称油枕），用管子与油箱相连，其外形结构参见图1-1。

（二）、三相变压器的连接方式三相变压器的原、副绕组可以接成星形或三角形。

建筑施工现场配电变压器常用的接法有Yyn0和Dyn11两种。

其中大写字母表示高压绕组的接法（Y：星形接法，D:三角形接法）；小写字母表示低压绕组的接法（yn：星形接法且有中点引出线，）；阿拉伯数字表示连接组别代号（0：表示高、低压边线电压相位差0°，11：表示高、低压边线电压相位差30°，且低压边U ab超前高压U AB）。

变压器绕组连接组示意图，如图1-3所示。

施工现场过去差不多全采用Yyn0连接的配电变压器，近年来Dyn11连接的配电变压器得到了广泛使用。

配电变压器采用Dyn11连接较之采用Yyn0连接有下列优点：1、对Dyn11连接变压器来说，其3n次（n为正整数）谐波励磁电流在其三角形结线的一次绕组内形成环流，不致注入公共的高压电网中去，这较之一次绕组接成星形结线的Yyn0连接变压器更有利于抑制高次谐波电流。

2、Dyn11连接变压器的零序阻抗较之Yyn0联结变压器的小得多，从而更有利于低压单相接地短路故障的保护和切除。

3、当接用单相不平衡负荷时，由于Yyn0连接变压器要求中性线电流不超过二次绕组额定电流的25%，因而严重限制了接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分发挥。

为此GB50052-95规定，低压为TN及TT系统时，宜于选用Dyn11连接变压器。

Dyn11连接变压器的中性线电流允许达到相电流的75%以上，其承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0连接变压器大。

这在施工现场供电系统中单相负荷急剧增长的情况下，广泛采用Dyn11连接变压器就显得更有必要。

（三）、三相变压器的工作原理三相变压器是一种利用电磁感应原理，把一种交流电压等级的电能变换成同频率的另一种交流电压等级电能的静止电器设备。

三相变压器的工作原理和单相变压器一样。

下面分析讨论三相变压器原边和副边电压、电流的关系。

当三相变压器作Yyn0连接时，其高压边和低压边线电压与相电压有如下关系：当高压边的线电压为U 1L 时，则相电压311U U L P =；如果变压器的变比是K ，则低压侧的相电压U 2P=K K U U LP 311=，线电压K U U U L P L 1223=*=。

当三相变压器作Yd11连接时，其高压边和低压边线电压与相电压的关系应该是：高压边的线电压为U 1L 时，则相电压311U U L P =；低压侧的相电压U 2P=K K U U LP 311=，线电压K U U U L P L 3122==，因为此时副边绕组是作三角形连接。

原、副边的线电流和相电流的关系也可以用类似的方法予以分析。

【例1-1】有一台Yyn0连接的三相变压器，原边的线电压为10KV ，变压器的变压比K=25，问低压边的相电压和线电压各是多少？当变压器是作Yd11连接时，则低压边的相电压和线电压又是多少？【解】（1）、当变压器是作Yyn0连接时，原边的相电压311U U L P ==V 5780310000=低压边的相电压和线电压分别为： V K U U P P 23125578012=== V U U P L 4002313322=⨯==（2）、当变压器是作Yd11连接时，原边的相电压是U 1P =5780V低压边的相电压和线电压分别为：V K UU P P 23125578012=== V U U P L 23122==【例1-2】仍以上题所述的三相变压器为例，当副边接上一对称三相负载，副边的线电流为173A ，若此变压器在作Yyn0或Yd11连接时，原边的线电流和相电流分别为多少？【解】（1）、当变压器在作Yyn0连接时，副边的相电流为：A I I L P 17322==原边的相电流和线电流为：A K I I I P L P 9.625173211==== （2）、当变压器在作Yd11连接时，副边的相电流为：A I I L P 1003173322===原边的相电流和线电流为： A K I I I P L P 425100211==== （四）、三相变压器的铭牌 目前国产电力变压器有S7、SL7、SF7、SZL7、S9等系列，其中S9系列产品具有体积小、质量轻、损耗低、噪声低、效率高等特点，S9系列三相变压器是的节能产品。

各生产厂家为了使变压器安全、合理、经济地运行，对自己的产品规定了安全运行的技术数据，将其写在变压器外壳的铭牌上。

这些主要的数据有：1、变压器的型号根据国家有关规定，每一台变压器都有一定的型号，用来表示变压器的特征和性能。

型号中各项文字的含义如下所示：相序代号：D——单相，S——三相；绝缘代号：C——线圈外绝缘介质为成型固体，G——线圈外绝缘介质为空气，油浸式不表示；冷却代号：F——风冷，自然冷却不表示；调压代号：Z——有载调压，无激磁调压不表示；绕组材质代号：L——铝绕组，铜绕组不表示。

例如有一台变压器的型号为S9—1000/10，从型号就可以得知，此变压器是油浸自冷式铜绕组三相变压器，设计序号为9，容量为1000KV A，高压绕组额定电压为10KV。

2、额定容量变压器的额定容量是指在规定的额定工作状态下，其二次侧输出的视在功率。

额定容量反映变压器带负载能力的大小，而实际输出功率的大小，决定于负载的大小和性质。

3、额定电压原绕组的额定电压是指变压器在正常运行时，原绕组上所加的电压U1N。

它是根据变压器的绝缘强度和允许发热等条件所规定。

副边绕组的额定电压U2N 是指当变压器在空载运行时，原绕组加上额定电压以后，副绕组两端的电压值U20。

在三相变压器中，额定电压都是指的线电压。

4、额定电流原、副边绕组的额定电流I1N、I2N是根据容许发热条件，变压器在长时间运行过程中容许通过的电流。

在三相变压器中额定电流I1N、I2N都是指原、副边绕组上的线电流。

5、额定频率f N变压器在运行过程中，电流频率一定要与变压器的额定频率相一致，额定频率不同的变压器是不能换用的。

我国生产的电力变压器，额定频率都为50Hz。

6、阻抗压降阻抗压降也称为短路电压。

是将副边短路，并使副边电流达到额定值I2N时，原边高压侧所加的电压值。

一般以额定电压的百分数表示。

约为5~10%。

它是考虑短路电流和继电保护的依据。

7、连接组标号它是指变压器一次绕组和二次绕组的连接方式及相位关系。

8、温升温升是变压器在额定状态下运行，允许超过周围环境的温度值。

它取决于变压器所用的绝缘材料的等级。

二、三相异步电动机利用电磁原理，实现机械能与电能相互转换的旋转机械统称为电机。

把机械能转换为电能的称为发电机；把电能转换为机械能的称为电动机。

电动机根据使用的电源不同又可分为：直流电动机和交流电动机两大类。

而交流电动机又可分为异步电动机和同步电动机。

异步电动机具有构造简单，价格低廉，工作稳定可靠，控制维护方便等优点。

所以在生产实践中得到广泛应用。

在建筑工地上使用的电动机，绝大部分都是异步电动机。

为此我们将重点讨论交流异步电动机的构造，工作原理，及其使用时的注意事项，为正确使用异步电动机打下基础。

（一）、三相异步电动机的构造异步电动机是由不动部分—定子和可动部分—转子两个基本部分所组成。

图1—4就是异步电动机的外型与结构图。

1、定子异步电动机的定子主要是由机座，定子铁芯，定子绕组三部分所组成。

机座是由铸铁或铸钢制成，它充当了电机的外壳。

定子铁芯由0.5㎜厚的硅钢片叠合而成筒形，并安放在机座内部。

为了减少涡流损耗，片与片之间要相互绝缘。

在铁芯的内表面分布有与转轴平行的槽，用以安放定子绕组。

定子铁芯硅钢片的形状如图1—5所示。

定子绕组有三相绕组，A—X，B—Y，C--Z。

根据确定的磁极对数和槽数，接线，三相绕组的六个端钮都接到电动机外面的接线盒上。

接线盒内接线柱的布置如图1—6所示。

电动机的每相绕组都是按照一定电压设计的。

如果绕组的额定电压等于三相电源的相电压，则绕组就应接成星形，如图1—7（a）所示。

如果绕组的额定电压等于三相电源的线电压，则绕组就应该作三角形连接，如图1—7（b）。

2、转子异步电动机的转子主要是由转子铁芯与转子绕组所组戍。

转子铁芯也是采用0.5㎜厚的硅钢片，叠合而成的圆柱体，并且片与片之间相互绝缘。

在其圆周上冲有凹槽，槽中用来嵌放转子绕组。

转子铁芯的硅钢片如图1—8所示。

转子绕组有两种形式，一种是鼠笼式，另一种是绕线式。

鼠笼式转子的绕组是由安放在铁芯槽内的裸导体构成。

这些裸导体的两端分别焊接在两个端环上，使所有导体短路。

一般中小型鼠笼式异步电动机的转子绕组大多用铸铝浇铸而成，大型电机用铜条制成。

因为绕组的形状类似鼠笼，故得名鼠笼式绕组，如图1—9所示。

绕线式转子的绕组与定子绕组相类似，也是由三相对称绕组组成。

通常是把三相绕组的末端接在一起，为星形连接。

三个始端分别接在固定于转轴上的三个铜环上，再经电刷与外加变阻器相连接，如图1—10所示。

与鼠笼式转子相比，绕线式转子的电阻是可变的，这对改善电机起动与调速性能将起一定作用。

（二）、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机接入三相电源后，转子为什么会转动起来呢？为了说明异步电动机的工作原理，我们先来做一个简单的实验。