维修电工实训指导书

维修电工实训指导书
第一部分电工常用工具和仪器、仪表
1.1 电工常用工具
电工工具种类很多，这里仅介绍一些常用的电工工具。

一、钢丝钳、尖嘴钳、扁嘴钳
钢丝钳常称钳子，常用于夹持或折断金属薄板以及切断金属丝。

尖嘴钳常用于较小空间下的夹持或弯折操作。

扁嘴钳常用于间断较粗的电线和金属丝。

这些工具也是家庭常用工具。

一般带绝缘手柄的钳子手柄耐压为500V，在带电操作时，手与钳子的金属部分应保持2cm以上的距离。

二、剥线钳
剥线钳是用来剥除电线、电缆端部塑料绝缘层的专用工具。

它可以带电（500V以下）剥除电线末端的绝缘层。

使用方法：根据电线粗细，选择合适的剥线钳口，把电线头放入剥线钳，然后握紧钳把，即可剥掉绝缘层。

三、压线钳
压线钳是电工用于接线的一种工具，它可以用于压接较小的接线鼻，操作十分方便。

另外，有一种手动的压线钳有4种腔体，不同的腔体适用于不同规格的导线和接线端子。

四、电工刀
电工刀是电工在装配维修时用于割削电线绝缘外皮，割削绳索、木板等物品的工具。

注意，一般电工刀的手柄不是绝缘的，严禁用电工刀带电操作。

五、螺丝刀、活络扳手、手锤
螺丝刀用于拧紧螺丝。

活络扳手用于旋动螺母。

手锤是在安装或拆卸电器设备时捶击用。

六、电烙铁
电烙铁是常用的焊接工具，它可以焊接电线接头、电器元件接点等。

电烙铁的形式很多，有外热式电烙铁、内热式电烙铁等。

七、手电钻、电锤、手持磨光机
手电钻是在设备安装时钻孔用。

电锤是一种旋转带冲击电钻的工具，他比手电钻的冲击力大，主要用于在建筑混凝土柱上钻孔。

手持磨光机：用于打磨。

八、低压验电笔
验电笔又称试电笔，简称电笔。

它是用来检查低压导体和电气设备的金属外壳是否带电的一种常用工具。

使用验电笔要注意以下问题：
1、使用验电笔之前，首先要检查验电笔内有无安全电阻、能否正常发光以及有无受潮或进水现象，检查合格后方可使用。

2、使用时，应当注意避光，防止因光线太强看不清氖管是否发光而造成误判。

3、螺丝刀状的电笔，在用它拧螺钉时，用力要轻，以防损坏。

九、高压验电器
高压验电器又称高压测电器，它是由金属钩、氖管、氖管窗、紧固螺钉、保护环和握炳等组成。

使用高压验电器时要注意以下问题：
1、手握部位不能超过保护环。

2、使用前应检查高压验电器是否绝缘，绝缘合格方可使用。

3、使用时应逐渐靠近被测体，直至氖管发光；若逐渐靠近被测体但氖管一直不亮，则说明被测体不带电。

4、室外是用高压验电器，必须在气候良好的情况下进行。

5、使用高压验电器测试时必须戴耐压强度符合要求得的检验合格的绝缘手套；测试时人应站在高压绝缘垫上。

6、测试时，一人测试一人监护；防止发生相间或对地短路事故；人与带电体应保持足够的安全距离（10KV高压为0.7m以上）。

十、其它工具
在电工工具中，除了上面介绍的工具外，还有喷灯、拉具、管子钳、铁皮剪、橡皮锤、锉刀、錾子、撬杠、梅花扳手、千分尺、卷尺、梯子等等，这里不再详细叙述。

1.2 电工常用的仪器、仪表
一、万用表
万用表又叫万能表，它是一种多用途的便携式测量仪表，是电工必备的测量工具。

一般的万用表可以用来测量直流电流、直流电压、交流电压和直流电阻等电量。

有些万用表还可以测量交流电流、电感、电容以及晶体三极管的 值等。

万用表可以分为两大类，即：模拟式万用表和数字式万用表。

因在其他课程中已用过万用表，在这里不再详细叙述。

二、钳形电流表
钳形电流表是用于不拆断电路而需要测量电流的场合，其工作原理和一般电流互感器完全相同。

其电路图如图1-1所示。

三、兆欧表
兆欧表俗称摇表、绝缘表或麦格表，主要用来测量电气设备的绝缘电阻，如电动机、电器线路的绝缘电阻，判断设备或线路有无漏电、绝缘损坏或断路故障。

一般情况下，电气设备的绝缘电阻的数值都很大，通常在几兆欧甚至几百兆欧，这就是“兆欧表”名称的来由。

1、兆欧表的结构及工作原理
一般的兆欧表主要由手摇发电机、磁电系比率表、以及测量线路组成。

手摇直流发电机的额定电压主要有500V、1000V、2500V等几种。

其内部结构如图1-2所示。

使用兆欧表时，被测电阻R X接在“L”与“E”端钮之间。

当摇动直流发电机的手柄，发电机两端产生较高的直流电压，线圈1和线圈2同时有电流流过，这两个电流的比值大小决定了兆欧表指针的偏转角α。

当R1和R2一定，电压U一定，电流I2是一定值，I1=U/（R1＋R X）将随被测电阻R X的变化而变化，所以兆欧表指针的偏转角α能直接反映被测电阻R X的阻值。

2、兆欧表的选择、使用与维护
（1）兆欧表的选择
选择兆欧表的原则：一是其额定电压一定要与被测电气设备或线路的工作电压相适应，见表1-1；二是兆欧表的测量范围也应与被测绝缘电阻的范围相符合，以免引起大的读数误差。

表1-1 不同额定电压兆欧表的使用范围
测量对象被测设备的额定电压兆欧表的额定电压
线圈绝缘电阻<500V
≥500V
500V
1000V
电力变压器、电机线圈绝缘电阻≥500V 1000V～2500V 发电机线圈绝缘电阻≤380V 1000V
电气设备绝缘电阻<500V
≥500V
500V～1000V
2500V
绝缘子—2500V～5000V
压下的绝缘电阻。

同样，也不能用电压太高的兆欧表测量低压电气设备的绝缘电阻，以免损坏奇绝元。

（2）兆欧表的接线与使用方法
兆欧表有三个接线柱，分别标有L（线路）、E（接地）和G（屏蔽），使用时应按测量对象的不同来选用。

用兆欧表测量绝缘电阻时的接法如图1-3所示。

图1-3兆欧表测量绝缘电阻的接线方法
1）照明及动力线路对地绝缘电阻的测量如图1-3（a）所示。

将兆欧表接线柱E可靠接地，接线柱L与被测线路连接。

按顺时针方向由慢到快摇动兆欧表的发电机手柄，大约1min时间，待兆欧表指针稳定后读数。

这时兆欧表指示的数值就是被测线路的对地绝缘电阻值，单位M 。

2）电动机绝缘电阻的测量拆开电动机绕组的Y或Δ形连接的连线。

用兆欧表的两个接线柱E和L分别接电动机的两相绕组，如图1-3（b）所示。

摇动兆欧表的发电机手柄并读数。

此接法测出的是电动机绕组的相间绝缘电阻。

电动机绕组对地绝缘电阻的测量接线如图1-3（c）所示。

接线柱E接电动机机壳（应清除机壳上接触处的漆或锈等），接线柱L 接电动机绕组上。

摇动兆欧表的发动机手柄，测量出的电动机对地绝缘电阻。

3）电缆绝缘电阻的测量与以上的接线方法不同的是：为了准确测量电缆绝缘材料内部的绝缘电阻（即体积电阻），这里必须使用G端钮。

将兆欧表接线柱G接电缆线芯与外壳之间的绝缘层上，接线柱E接电缆外壳，接线柱L接电缆线芯，测量时的接线方法如图1-3（d）所示。

摇动兆欧表的发电机手柄并读数。

测量结果是电缆线芯与电缆外壳的绝缘电阻值。

此处屏蔽G的作用是屏蔽绝缘材料表面漏电电流。

加接屏蔽G后的测量结果只反映了体积电阻的大小，因而大大提高了测量的准确度。

四、直流单臂电桥：
直流单臂电桥又称惠斯登电桥，适用于精确测量1Ω～1MΩ的中值电阻。

1、直流单臂电桥的面板图
直流单臂电桥的面板图如图1-4所示。

2、直流单臂电桥的使用方法。

用单臂电桥测量电阻的基本操作步骤：
基本操作步骤描述：电桥调试→估测被测电阻→接入被测电阻→选择比例臂→接通电路，调节电桥比例臂使之平衡→计算电阻值→关闭电桥→电桥保养。

步骤一：电桥调试
电桥面板图如图1-4所示，打开检流计机械锁扣，调节零，使指针指在零位。

特别提示：发现电桥电池电压不足时应及时更换，否则将影响电桥的灵敏度。

当采用外接电源时，必须注意电源的极性。

将电源的正、负极分别接到“+”“—”端钮，且不要使外界电源电压超过电桥说明书上的规定值。

步骤二：估测被测电阻
用万用表估测被测电阻的阻值。

步骤三：接入被测电阻
接入被测电阻时，应采用较粗、较短的导线连接，并将接头拧紧。

步骤四：选择比例臂
根据估测被测电阻的阻值，选择适当的比例臂，使比例臂的四挡电阻都能被充分利用，以获得四位有效数字的读数。

估测电阻值为几千欧时，比例臂选×1挡；估测电阻值为几十欧时，比例臂选×0.01挡；估测电阻值为几欧时，比例臂选×0.001挡。

特别提示：用万用表估测电阻值应尽量准确，比例臂选择务必正确，否则会产生很大的测量误差，从而失去精确测量的意义。

步骤五：接通电路，调节电桥比例臂使之平衡
先按下电源按钮，再按下检流计按钮。

接通电桥电路后，若检流计指针向“+”方向偏转，应增大比较臂电阻；反之，则应减小比较臂电阻。

如此反复调节，直至检流计指针指零。

注意：♦调节过程中，通常从高位向地位依次调解。

♦调节过程中，务必保证高位的比较臂电阻使检流计指针偏向“+”方。

步骤六：计算电阻值
被测电阻值=比例臂读数×比较臂读数
步骤七：关闭电桥
先松开检流计按钮，再松开电源按钮。

然后拆除被测电阻，最后锁上检流计机械锁扣。

特别提示：对于没有机械锁扣的检流计，应将按钮G断开。

步骤八：电桥保养
每次测量完毕后，将仪表盒盖盖好，存放于干燥、避光、无振动的场合。

特别提示：操作时应小心，轻拿轻放。

五、示波器
示波器是一种能直接显示电压（电流）变化波形的电子仪器。

使用示波器不仅可以直观地观察被测电信号随时间变化的全过程，而且还可以通过它显示的波形测量电压（或电流）的幅度、频率和相位等有关参数，以及进行频率和相位的比较、描绘特性曲线等，其
用途十分广泛。

以上简要介绍了示波器的一些基本情况，关于示波器的具体使用方法，在其他课程中已经使用过，这里不再详细介绍。

第二部分机床电气线路的安装调试
2.1 电动机控制线路的安装、调试概述
一、三相异步电动机的控制电路的一般原则
生产机械的电气控制线路都是根据生产工艺过程的控制要求设计的，而生产工艺过程必然伴随着一些物理量的变化，如行程、时间、速度、电流等。

这就需要某些电器能准确地测量和反映这些物理量的变化，并根据这些量的变化对电动机实现自动控制。

电动机控制的一般原则有行程控制原则、时间控制原则、速度控制原则和电流控制原则。

1、行程控制原则
根据生产机械运动部件的行程或位置，利用位置开关来控制电动机的工作状态称为行程控制原则。

行程控制原则是生产机械电气自动化中应用最多和作用原理最简单的一种方式。

如工作台自动往返行程控制线路就是按行程原则来控制的。

2、时间控制原则
利用时间继电器按一定时间间隔来控制电动机的工作状态称为时间控制原则，如电动机的降压启动、制动及变速过程中，利用时间继电器按一定时间间隔来改变线路的接线方式。

以自动完成电动机的各种控制要求。

在这里，换接时间的控制信号由时间继电器发出，换接时间的长短则根据生产工艺要求或者电动机的启动、制动和变速过程的持续时间来整定时间继电器的动作时间。

如Y一△降压启动控制线路就是按时间原则来控制的。

3、速度控制原则
根据电动机的速度变化，利用速度继电器等电器来控制电动机的工作状态称为速度控制原则。

反映速度变化的电器有多种。

直接测量速度的电器有速度继电器、小型测速发电机。

间接测量电动机速度分两类：对于直流电动机用其感应电动势来反映，通过电压继电器来控制；对于交流绕线式异步电动机可用转子频率来反映，通过频率继电器来控制。

反接制动控制线路就是利用速度继电器来进行速度控制的。

4、电流控制原则
根据电动机主回路电流的大小，利用电流继电器来控制电动机的工作状态称为电流控制原则。

如机床横梁夹紧机构的自动控制线路就是按行程控制原则和电流控制原则来控制的。

二、电动机的保护
电动机在运行的过程中，除按生产机械的工艺要求完成各种正常运转外，还必须在线路出现短路、过载、过电流、欠压、失压及失磁等现象时，能自动切断电源停止转动，以防止和避免电气设备和机械设备的损坏事故，保证操作人员的人身安全。

为此，在生产机械的电气控制线路中，采取了对电动机的各种保护措施。

常用的电动机的保护有短路保护、过载保护、过电流保护、欠压保护、失压保护及失磁保护等。

1、短路保护
当电动机绕组和导线的绝缘损坏时，或者控制电器及线路损坏发生故障时，线路将出现短路现象，产生很大的短路电流，使电动机、电器、导线等电器设备严重损坏。

因此，在发生短路故障时，保护电器必须立即动作，迅速将电源切断。

常用的短路保护电器是熔断器和自动空气断路器。

熔断器的熔体与被保护的电路串联，当电路正常工作时，熔断器的熔体不起作用，相当于一根导线，其上面的压降很小，可忽略不计。

当电路短路时，很大的短路电流流过熔体，使熔体立即熔断，切断电动机电源，电动机停转。

同样若电路中接入自动空气断路器，当出现短路时，自动空气断路器会立即动作，切断电源使电动机停转。

2、过载保护
当电动机负载过大，启动操作频繁或缺相运行时，会使电动机的工作电流长时问超过其额定电流，电动机绕组过热，温升超过其允许值，导致电动机的绝缘材料变脆，寿命缩短，严重时会使电动机损坏。

因此，当电动机过载时，保护电器应动作切断电源，使电动机停转，避免电动机在过载下运行。

常用过载保护电器是热继电器。

当电动机的工作电流等于额定电流时，热继电器不动作，电动机正常工作；当电动机短时过载或过载电流较小时，热继电器不动作，或经过较长时间才动作；当电动机过载电流较大时，串接在主电路中的热元件会在较短时间内发热弯曲，使串接在控制电路中的常闭触点断开，先后切断控制电路和主电路的电源，使电动机停转。

3、欠压保护
当电网电压降低，电动机便在欠压下运行。

由于电动机载荷没有改变，所以欠压下电动机转速下降，定子绕组中的电流增加。

因此电流增加的幅度尚不足以使熔断器和热继电器动作，所以这两种电器起不到保护作用。

如不采取保护措施，时间一长将会使电动机过热损坏。

另外，欠压将引起一些电器释放，使电路不能正常工作，也可能导致人身伤害和设备损坏事故。

因此，应避免电动机在欠压下运行。

4、失压保护(零压保护)
生产机械在工作时，由于某种原因发生电网突然停电，这时电源电压下降为零，电动机停转，生产机械的运动部件随之停止转动。

一般情况下，操作人员不可能及时拉开电源开关，如不采取措施，当电源恢复正常时，电动机会自行启动运转，很可能造成人身伤害和设备损坏事故，并引起电网过电流和瞬间网络电压下降。

因此，必须采取失压保护措施。

在电气控制线路中，起失压保护作用的电器是接触器和中间继电器。

当电网停电时，接触器和中间继电器线圈中的电流消失，电磁吸力减小为零，动铁心释放，触点复位，切断了主电路和控制电路电源。

当电网恢复供电时，若不重新按下启动按钮，则电动机就不会自行启动，实现了失压保护。

5、过流保护
为了限制电动机的启动或制动电流，在直流电动机的电枢绕组中或在交流绕线式异步电动机的转子绕组中需要串入附加的限流电阻。

如果在启动或制动时，附加电阻被短接，将会造成很大的启动或制动电流，使电动机或机械设备损坏。

因此，对直流电动机或绕线式异步电动机常常采用过流保护。

过流保护常用电磁式过电流继电器来实现。

当电动机过流值达到电流继电器的动作值时，继电器动作，使串接在控制电路中的常闭触点断开切断控制电路，电动机随之脱离电源停转，达到了过流保护的目的。

6、失磁保护
直流电动机必须在磁场有一定强度下才能启动正常运转。

若在启动时，电动机的励磁电流很小，产生的磁场太弱，将会使电动机的启动电流很大；若电动机在正常运转过程中，磁场突然减弱或消失，电动机的转速将会迅速升高，甚至发生“飞车”。

因此，在直流电动机的电气控制线路中要采取失磁保护。

失磁保护是在电动机励磁回路中串入失磁继电器(即欠电流继电器)来实现。

在电动机启动运转过程中，当励磁电流值达到失磁继电器的动作值时，
继电器就吸合，使串接在控制电路中的常开触点闭合，允许电动机启动或维持正常运转；但当励磁电流减小很多或消失时，失磁继电器就释放，其常开触点断开，切断控制电路，接触器线圈失电，电动机断电停转。

三、绘制、识读电气控制线路原理图的原则
1、原理图一般分电源电路、主电路、控制电路、信号电路及照明电路绘制。

电源电路画成水平线，三相交流电源相序L1、L2和L3由上而下依次排列画出，中线N 和保护地线PE画在相线之下。

直流电源则正端在上，负端在下画出。

电源开关要水平画出。

主电路是指受电的动力装置及保护电器，它通过的是电动机的工作电流，电流较大。

主电路要垂直电源电路画在原理图的左侧。

控制电路是指控制主电路工作状态的电路。

信号电路是指显示主电路工作状态的电路。

照明电路是指实现机床设备局部照明的电路。

这些电路通过的电流都较小，画原理图时，控制电路、信号电路、照明电路要跨接在两相电源线之间，依次垂直画在主电路右侧，且电路中的耗能元件(如接触器和断电器的线圈、信号灯、照明灯等)要画在电路的下方，而电器的触点画在耗能元件的上方。

2、原理图中，各电器的触点位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。

分析原理时，应从触点的常态位置出发。

3、原理图中，各电气元件不画实际的外形图，而采用国家标准中的统一图用图形符号画出。

4、原理图中，同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起，而是按其在线路中所起作用分别画在不同电路中，但它们的动作却是相互关联的，必须标以相同的文字符号。

接触器KM的线圈画在控制电路中，而三对常开主触点则画在主电路中。

若线圈得电，主触点随即动作，因此，均须标以相同的文字符号KM，来表示它们属于同一个接触器的元件。

若图中相同的电器较多时，需要加上数字以示区别，如KM l和KM2等。

5、原理图中，对有直接电联系的交叉导线连接点，要用小黑圆点表示，无直接电联系的交叉导线连接点则不画小黑圆点。

2.2 电动机控制线路安装步骤和方法
安装电动机控制线路时，必须按照有关技术文件执行。

并应适应安装环境的需要。

电动机的控制线路包含电动机的启动、制动、反转和调速等，大部分的控制线路是采用各种有触点的电器，如接触器、继电器、按钮等。

一个控制线路可以比较简单，也可以相当复杂。

但是，任何复杂的控制线路总是由一些比较简单的环节有机地组合起来的。

因此，对不同复杂程度的控制线路在安装时，所需要技术文件的内容也不同。

对于简单的电气设备，一般可把有关资料归在一个技术文件里(如原理图)，但该文件应能表示电气设备的全部器件，并能实施电气设备和电网的连接。

电动机控制线路安装步骤和方法如下。

一、按元件明细表配齐电器元件，并进行检验
所有电气控制器件，至少应具有制造厂的名称或商标、型号或索引号、工作电压性质和数值等标志。

若工作电压标志在操作线圈上，则应使装在器件的线圈的标志是显而易见的。

二、安装控制箱(柜或板)
控制板的尺寸应根据电器的安排情况决定。

1、电器的安排尽可能组装在一起，使其成为一台或几台控制装置。

只有那些必须安装在特定位置上的器件，如按钮、手动控制开关、位置传感器、离合器、电动机等，才允许分散安装在指定的位置上。

安装发热元件时，必须使箱内所有元件的温升保持在它们的容许极限内。

对发热很大的元件，如电动机的启动、制动电阻等，必须隔开安装，必要时可采用风冷。

2、可接近性所有电器必须安装在便于更换、检测方便的地方。

为了便于维修和调整，箱内电气元件的部位，必须位于离地0.4～2m之间。

所有接线端子，必须位于离地0.2m处，以便于装拆导线。

3、间隔和爬电距离安装器件必须符合规定的间隔和爬电距离，并应考虑有关的维修条件。

控制箱中的裸露、无电弧的带电零件与控制箱导体壁板问的间隙为：对于250V以下的电压，间隙应不小于15mm)对于250～500V的电压，间隙应不小于25mm。

4、控制箱内的电器安排除必须符合上述有关要求外，还应做到以下几个方面。

(1)除了手动控制开关、信号灯和测量仪器外，门上不要安装任何器件。

(2)有电源直接供电的电器最好安装在一起，使其与只由控制电压供电的电器分开。

(3)电源开关最好装在箱内右上方，其操作手柄应装在控制箱前面和侧面。

电源开关上方最好不安装其他电器，否则，应把电源开关用绝缘材料盖住，以防电击。

(4)箱内电器(如接触器、继电器等)应按原理图上的编号顺序，牢固安装在控制箱(板)上，并在醒目处贴上各元件相应的文字符号。

(5)控制箱内电器安装板的大小必须能自由通过控制箱和壁的门，以便装卸。

三、布线
1、选用导线
导线的选用要求如下。

(1)导线的类型硬线只能固定安装于不动部件之间，且导线的截面积应小于0.5mm2。

若在有可能出现振动的场合或导线的截面积在大于或等于0.5mm2时，必须采用软线。

电源开关的负载侧可采用裸导线，但必须是直径大于3mm的圆导线或者是厚度大于2mm 的扁导线，并应有预防直接接触的保护措施(如绝缘、间距、屏护等)。

(2)导线的绝缘导线必须绝缘良好，并应具有抗化学腐蚀的能力。

在特殊条件下工作的导线，必须同时满足使用条件的要求。

(3)导线的截面积在必须承受正常条件下流过的最大稳定电流的同时，还应考虑到线路允许的电压降、导线的机械强度和熔断器相配合。

2、敷设方法
所有导线从一个端子到另一个端子的走线必须是连续的，中间不得有接头。

有接头的地方应加接线盒。

接线盒的位置应便于安装与检修，而且必须加盖，盒内导线必须留有足够的长度，以便于拆线和接线。

敷线时，对明露导线必须做到平直、整齐、走线合理等要求。

3、选用导线接线方法
所有导线的连接必须牢固，不得松动。

在任何情况下，连接器件必须与连接的导线截面积和材料性质相适应。

导线与端子的接线，一般一个端子只连接一根导线。

有些端子不适合连接软导线时，可在导线端头上采用针形、叉形等冷压接线头。

如果采用专门设计的端子，可以连接两根或多根导线，但导线的连接方式，必须是工艺上成熟的各种方式，如夹紧、压接、焊接、绕接等。

这些连接工艺应严格按照工序的要求进行。

导线的接头除必须采用焊接方法外，所有导线应当采用冷压接线头。

如果电气设备在正常运行期间承受很大振动，则不许采用焊接的接头。

4、导线的标志
(1)导线的颜色标志保护导线(PE)必须采用黄绿双色；动力电路的中线(N)和中间线。