电工电子工程训练实验课程1

保护接地和保护接零
保护接地
当电气设备绝缘损坏或因漏电使 电气设备的金属外壳带电时，如果 金属外壳没有保护接地，则外壳所 带电压为电源的相电压。采取保护 接地后，因接地电阻Rd很小，故金 属外壳的电位接近地电位，漏电电 流绝大部分经过接地导体流人大地， 通过人体的电流几乎为零，避免了 触电的危险。
四、低压熔断器选择
熔断器被串联在电路中，当电路发生短路或过负荷，电 流超过熔断电流（一般为额定安全电流的1.3-2.1倍）时，因 短路电流或过负荷电流的加热，使熔体在被保护设备的温度 未达到破坏其绝缘之前熔断，电路断开，使设备得到保护。
熔断器内所用熔体的额定电流不可超过瓷件上标明的熔 断器的额定电流。在正常工作时，熔体仅通过不大于额定值 的负荷电流，其正常发热温度不会使它熔断。熔断器的其他 部分，如触头、外壳等也会发热，但不超过它们的长期容许 发热温度。
保护接地适用于中性点不接地的三 相供电系统
图1-15 保护接地
保护接地和保护接零
保护接零 保护接零就是将电气设备在 正常情况下不带电的金属外壳 接到三相四线制电源的零线(中 性线)上 当电气设备某一相的绝缘 损坏而与外壳相碰时，就形成 单相短路，该相保护装置就动 作，因而外壳不再带电，达到 安全的目的。 在采用接零保时护，电源中 线不允许断开，如果断开则保 护失败。所以在电源中线上、 保护接零导线中不允许安装开 关和熔断器（包括保险丝）。
3．指针式500型万用表
1、机械校零；Ω校零。 2、选择被测对象。 3、选择量程，从大到小。 4、注意极性。 5、禁止带电拨动量程 6、测量完毕，置转换开关于交流电压最 高档。

4．绝缘电阻表（兆欧表）
1）使用绝缘电阻表前应对绝缘电阻表进行校验， 当接线端为开路时，摇转绝缘电阻表，指针 应在“∞”位，将E和L短接起来，缓慢摇动 绝缘电阻表，指针应在“0”位。 2）绝缘电阻表的转速应由慢到快，转速不得时快 时慢 3）测量时使用的绝缘导线应为单根多股软导线， 测量线不得扭结或搭接，且应悬空放置。 4）测量前应使设备或线路断开电源，有仪表回路 的要将仪表断开，然后进行放电。 5）测量过程中，指针指向“0”位时则说明被测绝 缘已破坏，应停止摇动绝缘电阻表，以免由 于短路而烧坏绝缘电阻表。
家用电器的接零与接地
如果小区供电变压器输出的三相四线电源中性点不接地，家用电器须采用 保护接地作为保安措施。 如三相四线电源中点接地，应采用接零保护。而小区一般是单相Baidu Nhomakorabea电，即 一根相线，一根零线。家用电器多采用单相三极插头和插座。 下图所示为单相三极插座的接法，接线时，不准将插座上接电源零线 的孔与接地线的孔连接，如图（a）所示；否则，如果接零孔的线路松落 或断开，会使设备金属外壳带电，或者当零线与相线接反时也会使金属外 壳带电如图（b）所示。单相三极插座的正确接法，是将插座上接零线的 孔同接地的孔分别用导线并联到中性线上如图（c）所示。
图1-10 三相四线制低压供电系统
低压配电系统
2．安全用电
（1）触电种类及伤害 1）电击 指电流通过人体对细胞、神经、骨骼及器官等造成的伤 害。这种伤害通常表现为针刺感、压迫感、打击感、肌肉抽 搐、神经麻痹等，严重时将引起昏迷、窒息，甚至心脏停止 跳动而死亡。 2）电伤 指由于电流的热效应、化学反应、机械效应对人体造成 的伤害，如电灼伤、电弧烧伤、电烙印、皮肤金属化、机械 损伤、电光眼等。 3）二次伤害 指由于人体触电引起的坠落、碰撞造成的伤害。
图1-16 错误的接地保护
UP d ! R0 RC
保护接地和保护接零 保护接零适用于中性点接地的三相四线制供 电系统。但在三相四线制不平衡负载系统中， 由于零线上的电流不为零，因而使零线对地 电位不为零。为了使保护更为安全可靠，有 时专门从电源中性点引出一条零线用于保护 接零。此时应将设备外壳接在这条保护零线 上。这种供电系统有3条相线、1条工作零线 和1条保护零线，称为三相五线制。
三相交流电源的连接形式
三相绕组的星形（Y形）连接 三相绕组的三角形（△形）连接
图1-5 三相电源的Y形连接
图1-6 三相电源Y形连接的线 电压与相电压矢量图
图1-7 三相绕组的三角形（△形）连接
三相四线制电源中的相线和中线 u A U m sint uC Um sint 120o uB Um sint - 120o
《电工电子工程训练》课程简介
本课程是一门先导性的实践课程 培养 电工电子工程意识 培养 动手能力提高素质 拓宽其知识面 为后续课程的学习打基础
课程简介
掌握电工电子基本技能、认识常用元器件 能够安全操作电气设备 正确使用常用仪表、仪器设备 初步掌握一种电子线路的设计软件 了解电子产品的设计、制作过程 完成实用电子电路的制作 了解复杂的继电接触控制电路的工作原理、控制 功能和安装接线技能
电气控制柜示意图
实验电气控制柜介绍
指示灯 空气开关
按钮
旋钮 实验接线板
柜面
柜内
电气元器件介绍 按钮
按钮是一种短时接通 或断开的简单的用于小电 流电路的手动开关，通常 用于控制电路中发出“接 通”或“断开”等指令， 以控制接触器、继电器等 电器的线圈电流的接通或 断开。
图1-24 漏电保护器结构和工作原理图
图1-25 单相漏电保护器
2．漏电保护器的选择
漏电保护器按电源有单相和三相之分，按极数有二、三、 四极之分。漏电保护器应根据所保护的线路或设备的电压等 级、工作电流及其正常泄漏电流的大小来选择。
家用电器配电线路宜选用动作时间为0.1s以内、动作电流在 30mA以下的漏电保护器。 以于特殊场合，如220V以上电压、潮湿环境且接地有困难， 或发生人身触电会造成二次伤害时，供电回路中应选择动作 电流小于15mA、动作时间在01ms以内的漏电保护器。 选择漏电保护器时应考虑灵敏度与动作可靠性的统一。
实验室制度
签到：进出实验室要刷校园卡 领取实验情况登记表，离开时填写相应内容 后，交回讲台 两人一组，对号入座 实验过程中要注意用电安全，实验开始前领 取工具和实验板，实验完毕后断电，清理实 验柜，并将领用的工具和实验板放回原位置
一、主要内容及学时分配
实验1 安全用电和交流低压配电电路的安装 （4学时） 实验2 三相四线制交流电源的使用 及照明电路的安装 （4学时） 实验3 三相异步电动机基本控制电路的安装 （8学时） 实验4 PROTEL99SE软件使用练习 （8学时） 实验5 电路焊接练习和 车辆转向闪光指示灯电路的安装 （4学时） 实验6 常用电子仪器的初步使用和实际应用电路 （车辆转向闪光指示灯电路）的调试 （4学时）
常用熔体规格见表7-1-1
实 验 任 务 1、熟悉常用电工工具和便携仪表的使用。 用电笔验电；用万用表测试交流电压、负载电阻阻 值；用绝缘电阻测试仪（兆欧表）测试接线端子牌 与机壳的绝缘电阻； 2、了解漏电保护开关的工作原理和具体接线。 3、画出单相配电电路接线图，并按图在开关柜中 完成各电器的安装连接。 要求：电度表、漏电保护器、熔断器（保险丝）、 控制开关、灯座等电器布局合理、连接准确，接线 敷设平直；接线端排列合理，导线绑扎美观正确。 4、用电灯作负载，观测单相配电系统工作情况。
图1-20 试电笔工作原理
2．单相电度表
图1-21 电能表的结构 1-电流线圈电磁铁 2-电压线圈电磁铁 3-铝盘轴 机构 5-铝盘 6-制动磁铁 7-接丝端
图1-23 单相电能表跳入接线图
4-积数
单相电度表接法 跳入式接线方法
顺入式接线方法
图1-22 单相电度表的接线
电子式单相电度表
电子式三相电度表
2．安全用电
（2）工频交流电电流大小对人体的影响 电流对人体的受害程度与通过人体的电流大小、持续时间、 频率、通过人体的部位及触电者的健康状况等因素有关。 1）感知电流 指引起人体感知的最小电流。对成年人而言大概0.7-1mA。 一般不会对人体造成伤害。 2）摆脱电流 指触电后人能够自行摆脱的最大电流。约在15mA以下。这 种强度的电流被认为是人体在短时间内可以忍受而一般不会造成 危险的电流。 3）致命电流 指在短时间内危及生命的最小电流。电流达到50mA以上就 会引起心室颤动，有生命危险，而一般情况下，30mA以下的电 流通常在短时间内不会有生命危险，通常把该电流称为安全电流。 小常识：一般情况下，人体电阻为1000-2000Ω。
图1-19 单相三极插座的接法
家用电器的接零与接地
L N PE PE N L N L L N RCD
a) 单相三极插座的标准接法
b) 只有二线但加装了RCD的接法
图1.4.5 单相三极插座的接法
二、电工常用工具和便携仪表
1．低压验电器
只要带电体与大地之间的电位差超过50v时， 电笔中的氖泡就会发光。
。
图7-1-17 保护接零
保护接地和保护接零
在实际应用中，用户端常将电源中线再重复接地，以 防止中线断线。重复接地电阻一般小于10Ω 重复接地好处
图7-1-18 重复接地好处
保护接地和保护接零
对于中性点接地的三相供电系 统，必须采用接零保护，而不 能采用接地保护。如果采用保 护接地，，则当发生单相碰壳 故障时，该相电压UP。就会经 过保护接地的电阻RC和电网中 性点接地的电阻R0′形成故障电 流，这个电流不一定能使保护 装置动作而把电源切断，从而 使故障继续存在。并且漏电设 备的外壳 将存在 UP/2的相电压， 保护零线也存在 UP/2的相电压。 因此在三相电源中性点接地 的情况下，不宜采用保护接地， 而应采用保护接零。
1．交流电路
交流电通常由交流发电机利用电磁 感应的原理而产生 。 单相交流电：一个由大小、方向都随 时间变化的感应电动势引起的交变电流 源。 三相交流电：由三个幅值相等、频率相 同、相位互差120°的单相交流电源所 构成的电源。
图1-1 交流发电机结构原 理示意图
图1-3 三相发电机的示意图
一、交流电路和安全用电
2．安全用电
（3）触电方式
按照人体触及带电体的方式，触电一般分为单相触电和两相触电。
单相触电 ：
单相触电是指人体某一部位触及一相带电体的触电方式。 单相触电在触电事故中的比例最高。一般地说，中性点接地电网的触电比不接 地电网的危险性大。
图1-13 单相触电示意图
两相触电 由于人体同时与两根相线 接触，此时人体处于线电压 下，触电所造成的后果比单 相要严重得多。
图1-4 三相电源
电力系统简介
从发电厂到 电力用户的输配 电过程示意图
图1-8 从发电厂到电力用户的输配电过程示意图
低压供配电系统
低压供电系统
从变压器二次侧到用户的用 电设备采用380／220V低压线路 供电，称为低压供电系统。 380／220V的低压线路一般采 用三相四线制。
图1-9 小型工业和民用 设施的低压供电系统
实验1 安全用电和交流低压配电电路的安装
1）三相四线制交流电源的认识 2）学习安全用电知识、了解漏电保护原理和 接地接零常识 3）熟悉电工常用工具和便携仪表的使用方法 4）学习低压交流配电电路组件的合理安装和 正确连接 一次实验（4学时）
实验1_安全用电和交流低压配电电路的安装 一、交流电路和安全用电
三、漏电保护器的结构和工作原理 1．工作原理
在正常情况下，相线和零线流过的电流大小相等、方向相反，合成 电流矢量为零，零序电流互感器铁心的磁通为零，其二次线圈无感应电 压输出，漏电保护器的开关保持在闭合状态，线路正常供电。当发生触 电等接地故障时，相电流大于零线电流，在零序电流互感器中形成一个 不为零的交变磁通，在其二次线圈产生电流，流经脱扣器线圈。当电流 达到规定值时，脱扣器动作，切断电源，起到触电保护的作用。
发生触电事故时应首先帮助触电 者迅速脱离电源(断开附近的电源开 关或用绝缘物体帮助触电者和带电 体分离)。若触电者昏迷，则应进行 急救，例如施行人工呼吸或请医生 (送医院)抢救。
图1-14 为两相触电的示意图
为了防止触电事故的发生，除了工作人员必须严格遵守操 作规程，正确安装和使用电气设备或器材之外还应该采取保护 接地、保护接零等安全措施。