交流电机介绍

（六）交流电路

交流电路有单相交流电路和三相交流电路，三相交流电与单相交流电相比较具有下列优点：能将大量电能输送到远距离，而且经济，三相交流电动机的成本低、性能优良等，所以目前工农业生产中普遍采用三相交流供电线路。所谓三相交流电路，就是在电路中同时存在着三个最大值相同、频率相同、相位相差１２０°的正弦电势。其中每一个电势组成的部分电路叫做一相。三相交流电是由三相交流发电机发出来的。图１０是三相交流发电机的示意图。Ａ、Ｂ、Ｃ是三个线圈（三相）的首端，Ｘ、Ｙ、Ｚ是三个线圈的尾端。

１．三相交流电路的星形（Ｙ）接线

把发电机三相绕组（许多线圈的组合叫绕组）的尾端接在一起，首端用三根导线引出来给用户供电，这种接线方法叫做三相电源的星形（Ｙ）接线。从首端引出的三根线叫做相线（亦叫火线）；尾端的连接点叫做中性点，从中性点引出来的线叫做中性线（中线）或零线。同样，可以把三相负载的尾端连接在一起，把首端分别接到电源的三根相线上，这种接线法叫做三相负载的星形接线。

使用三根火线又使用中性线的接线方式叫做三相四线制，如图１１所示。三根火线的电流在负载的中性点汇合后，经过中性线流回电源的中性点。如果三相负载完全一样（如电动机的三相绕组），并且三相电流也是平衡的，当三相电流经过中线时，三相电流中的正、负电流互相抵消，故中线里的电流等于零。在此种情图１０三相交流电的产生（ａ）三相交流发电机示意图（ｂ）三相交流电的变化规律况下，

可以不装中线，只用三根火线，这种接线方式叫做三相三线制，如图１２所示。在三相交流电路中，两根火线之间的电压叫做线电压；各相绕组的首端和尾端之间的电压叫做相电压；各相绕组图１１三相四线制接线（ａ）负载是灯泡（ｂ）负载是电动机图１２三相三线制负载星形接线中的电流叫做相电流；火线中的电流叫线电流。在电网中，我们所讲的１０千伏、２５千伏、１１０千伏的输电电压，都是指的线电压。农村常用的照明电压为２２０伏，常用的动力电压为３８０伏。农村电网中常采用三相四线制接线方式供电，因为此种接线方式有以下优点：①不管各相负载是多少，各相电压都是２２０伏，各相的电灯都可以正常发光。当然，我们在施工布线时，应尽量使各相负载平衡，以减少中线电流和线路损失。②三相线中，无论哪一相出故障时，都不会影响其他两相正常使用。这里要特别注意：三相四线制供电线路中的中线不能断开，如果中线断开，用电总瓦数较大的相，电灯实际承受的电压要低于２２０伏，电压低，电灯亮度达不到标准（很暗）；用电总瓦数较小的相，电灯实际承受的电压要高于２２０伏，有烧坏灯泡或其他家用电器（收音机、电视机等）的危险。所以，不能在中线上装熔丝（保险丝）和开关，中线不能太细，并且要连接良好。

２．三相交流电路的三角形（△）接线

把三相负载的首端和尾端依次相接，然后把各相的首端分别接到电源的三根火线上，这种接法叫做负载的三角形接线。如有的电动机铭牌上规定额定电压是３８０伏，接线方法是△，就应该把电动机第一相绕组的尾端和第二相绕组的首端相接，依次按首尾相接完毕，然后把三

个首端分别接到电源的三根火线上，如图１３所示。

３．星形（Ｙ）和三角形（△）接线中的几个数据关系

在星形（Ｙ）接线的电路里，线电压等于１．７３２倍相电压，即：Ｕ线＝１．７３２Ｕ相电流和线电流是同一个电流，即：Ｉ线＝Ｉ在三角形接线中，加到每相负载两端的电压是线电压，即：图１３三相三线制负载三角形接线相电流和线电流是不相等的，当三相负载平衡时，Ｉ线＝１．７３２Ｉ三相负载到底是接成星形还是三角形，要根据每相负载的额定电压和电源线电压决定。对于低压电气设备，如果各相负载的额定电压是２２０伏，电源的线电压是３８０伏，这时应该把负载接成星形。如果各相负载的额定电压是３８０伏，应该把负载接成三角形。

（七）常用电工仪表电工仪表，主要指低压配电盘上常用的电流表、电压表、电度表及电工常使用的钳形电流表、兆欧表（摇表）、万用电表等。

１．电流表该表用在配电盘上测量供电线路电流量的大小。仪表盘上所刻的最大度数叫做仪表的量程。常用的电流表型号为１Ｔ１Ａ型电磁式交流电流表，有两类：（１）直通表。直接接入电路，规格有０．５安、１安、２安。３安、５安、１５安、２０安、３０安、５０安、７５安、１００安、１５０安、２００安等。（２）比数表。经电流互感器接入电路，它的量程可达３００安、４００安、６００安、７５０安。这里要特别注意：用电流表测量电流时，电流表必须和负载串联，如图１４所示。如果把电流表接在负载的两端（和负载并联），电流表

会烧坏。图１４电流表的接线（ａ）正确接线（ｂ）错误接线２．电压表用在配电盘上，测量供电线路的电压，常用型号是电磁式型交流电压表，有两类：（１）直通表。直接接入电路，规格有１５伏、３０伏、５０伏、７５伏、１５０伏、２５０伏、３００伏、４５０伏、５００伏、６００伏等。（２）比数表。经电压互感器接入电路，用来监测高电压。在低压交流电路中，一般不用电压互感器。这里要特别注意：用电压表测量电压时，电压表必须并联在被测电路的两端之间。不能把电压表和负载串联，若错误串联后虽然对电压表本身没有危害，但因电压表内阻很大，会影响电路电流，以致负载不能正常工作，更主要的是串联时，也测量不出需要测量的电压，如图１５所示。图１５电压表的接线（ａ）正确接线（ｂ）错误接线３．电度表电度表是用来测定家庭用电量和生产用电量的仪表。一般情况下，家庭使用单相电度表，生产上用三相电度表。单相电度表的外形和接线（虚线左为进线，右为出线）如图１６所示。在电度表下部接线盒的盖板上都画有接线图。安装电度表时，应按图接线，查明没有接错时，才能送电。如果把电流线圈错接在电源的两端间，就会把电度表烧坏。三相电度表有两种：一种是三相三线制用的两元件电度表；另一种是三相四线制用的三元件电度表。三相电度表可以直接接入电路或经电流互感器接入电路。安装时，要按表上标明的接线图接线，不能接错，如图１７、１８所示。单相电度表有ＤＤ型（２２０伏，２．５安、５安、１０安等）和Ｓ型（２２０伏或１１０伏，３安、５安、１０安、２５安、５０安、１００安等）。三相三线制电度表有ＤＳ型（２２０伏或３８０伏，５安、１０安等）

和ＳＴ型（２２０伏或３８０伏，５安、１０安、２５安等）。三相四线制电度表有ＤＴ型和ＪＮＰ型等。使用时，可对照实际情况，选择符合的型号。选用时，负载的电流应稍小于电度表的额定电流，否则容易烧坏电表的电流线圈。电度表的读数有两种：图１６电度表不带电流互感器的有直接读表中所显示的数字。如上月表中度数为１３８．８，本月读数为１５９．８，本月用电度数就是１５９．８１３８．８＝２１（度）。如果电度表带有电流互感器，那么实际用电量应为两次抄表的差乘以互感器的变流比。如变流比为５０／５，两次抄表的差数为１６度，实际用电度数为：１６×＝１６０（度）。４．钳形电流表钳形电流表是一种携带式仪表。常用的型号是Ｔ－３０１型，此外还有型电流电压表。它由电磁式仪表和电流互感器两部分构成，如图１９所示。钳形电流表的量程（测量电流的范围）有１０安、２５安、图１７三相三线制接线５０安、１００安、２５０安五挡。图１８三相四线制接线使用钳形电流表时，按动使铁芯张开的手柄，把被测导线（绝缘线或裸线）穿到铁芯窗内，可从电流表读出被测电流值。５．兆欧表（摇表）电气设备安装完毕后，在投入运行前，绝缘电阻应该合格，否则可能烧坏设备，甚至伤人。兆欧表就是用来测量绝缘电阻的电工仪表。常用的有ＺＣ７、ＺＣ１１、ＺＣ２５等型号。兆欧表的额定电压有２５０伏、５００伏、１０００伏、２５００伏等几种，测量范围有５００兆欧、１０００兆欧、２０００兆欧等几种。兆欧表由手摇高压直流发电机和磁电式仪表构成。表上有两个接线柱，一个是“线路”（Ｌ）接线柱，另一个是“接图１９钳形电流表１．电线２．铁芯３．磁通小线圈５．电

流表６．改变量程旋钮７．使铁芯张开的手柄地”（Ｅ）接线柱，如图２０所示。测量线路或设备对地绝缘电阻时，把Ｌ接在线路或设备上，把Ｅ接地，如图２１（ａ）所示。摇动直流发电机手柄，如果绝缘电阻一点也不漏电，指针便指在“∞”（无穷大）处，说明绝缘电阻合格，线路可通电工作，设备可通电运行。如果指针指在“０”处，说明绝缘击穿，绝缘电阻不合格，线路木能通电工作，设备不能通电运行，待处理好后才能通电。测量电动机的绝缘电阻时，应把Ｌ接到被测线圈的接线端上，把Ｅ接到电动机外壳上，如图２１（ｂ）所示。如果指针指“０”表示线圈绝缘损坏，导线和外壳已连通（这叫碰壳）。图２０ＺＣ型兆欧表外形图图２１测量线路对地绝缘电阻和电动机的绝缘电阻使用兆欧表时，应注意下列事项：①应按设备的电压等级选择。对于低压设备，选用５００伏兆欧表，若用额定电压高的兆欧表去测低压绝缘，可能把绝缘击穿。②测量绝缘电阻前，应停电，并进行接地放电（手持绝缘杆，杆上接一地线，把杆上的线头向设备碰一下，把被测设备和地连接起来，就能把设备中的电放出去），以保障人身和设备的安全。③兆欧表的连线应是绝缘良好的单根线，两根线的颜色不同，不能绞在一起，最好不使连线和被测设备或地面接触。④应把兆欧表放平稳后再使用，Ｌ接被测物，Ｅ接地（测两条线之间的绝缘时，Ｅ、Ｌ各接一线），每分钟摇动手柄１２０转左右。⑤在测量前，应先对兆欧表作一次开路试验（连线开路摇动手柄，指针应指“∞”）和一次短路试验（连线直接相连，摇动手柄，指针应指“０”），如果不灵，说明仪表有故障。

⑥在测量前应把设备擦干净，以免漏电，影响测量结果。⑦在测量时，

手柄应摇到使指针稳定。如果指针指到“０”的位置，应立即停止摇表，以免烧表。⑧如遇天气潮湿或测电缆的绝缘电阻时，应接上“屏蔽接线端子”Ｇ（也叫保护环），以消除绝缘物表面泄漏电流的影响，如图２２所示。图２２测量电缆的绝缘电阻⑨兆欧表手柄没有停止转动以前和设备没有放电以前，切勿用手触及表的接线柱或设备带电部位，以防触电。测量完毕时，应将被测设备放电。６．万用表万用表是一种多用仪表，一般可测量交流电压、电阻，直流电压、电流。图２３是万用表的盘面图，为了能正确使用，应注意下列事项：图２３万用表的盘面图１．刻度盘２．指针调零钮３．电阻调零钮４．选择与量程开关５．测试笔插孔（＋）６．测试笔插孔（）①万用表比较精细，使用时应小心谨慎，要放平稳。②使用前要先看一下指针是否指在零位，如果不指零应转动调零旋钮把指针调到零位。如要测量电阻，应把两个表笔接在一起，旋转Ω调零旋钮，使指针指“０”。③选择与量程开关的位置一定要和测量目的一致。如要测量电阻，应把开关尖头对准Ω。如果要测量交流电压，应对准Ｖ，就这样按被测项目选定位置。④红表笔插在红色（或标有“＋”号）的插孔内，黑表笔插在黑色（或标有“－”号）的插孔内。测量直流时，红表笔接电路的正极，黑表笔接电路的负极。⑤选择量程时，应事先估计被测的数值有多少，选一个比它大的量程。若事先估计不出，可先用大的量程试试，然后再慢慢往小处调整。

⑥测量直流时，应事先弄清被测电路的正、负极，以防接反。如果实在不知道正、负极时，可以把万用表的量程放在最大，在被测电路上很快试一下，看表针怎样偏转，就可以判断出正、负极。⑦要特别注意的

是，要测量什么项目，就要先把选择与量程开关扭到所要测量项目的档上，切不可弄错档，否则会很快把表烧坏。⑧表内所装的电池是准备测量电阻时用的，测量电阻后，应赶快把选择与量程开关转到电压的位置，如果不这样办，常因两表笔碰在一起，造成短路，白白消耗电池的电能。

（二）屋内外布线的简单设计

１．线路的组成低压布线主要是屋内布线，有时需要在场院等处作屋外布线。屋内、外布线包括照明线路和动力线路两种。为了用电安全，在布线时还应考虑接地和接零。照明线路的组成如图７２所示。动力线路的组成如图７３所示。为了电气设备正常运行所做的接地，叫做工作接地。变压器中性点接地就是工作接地。为防止触电事故，把电气设备的外壳接地，叫做保护接地。在中性点直接接地的系统中，为了防止触电事故，必须把电气设备外壳接到零线上，这种接法叫做保护接零。为了防止零线断裂以后在断裂点以外造成触电事故，必须把中性点直接接地系统的零线在多处接地，这种接地叫做重复接地。

（五）照明线路的常见故障

照明线路常因安装不合乎要求或维护检修不及时，以致发生这样或那样的事故。故障种类主要有短路、断路和漏电三种。１．短路引起短路的原因大致有以下几点：①用电器具接线不好，接头碰在一起；或用电器具内部损坏，导线碰到金属外壳。②不用插头，直接把线头

插入插座，造成混线。③灯头或开关进水，螺口灯头内部松动，造成内部短路。④导线纶绝缘餐皮受压、受磨或受到外界损伤，在破损处碰线或接地。⑤房屋失修或漏水，造成线头松脱后相碰或接地。发生短路时，由于短路电流很大，可以把熔丝烧断。如果熔丝选得太粗，就可能烧坏电线，甚至引起火灾。

２．断路产生断路的原因很多，主要有熔丝烧断、线头松脱、断线。开关没接通、铝线接头腐蚀造成不通等。

３．漏电漏电也是一种常见的故障。人接触漏电的地方，会感到发麻。电路中出现漏电以后，用电的度数比平时要多。漏电主要是由绝缘不良引起的。电线和电气设备长期使用以后，绝缘会逐渐老化变质，因而产生漏电。电气设备的绝缘部分受潮被污染以后，也容易漏电。漏电不但浪费电力，还会危害人身安全，所以要勤检查线路，定期测试绝缘状况，设法恢复绝缘性能。检查漏电时，应先从灯头、开关、插座等处查起，然后进一步检查电线。检查时应特别注意电线的穿墙、转弯、交叉、铰合、容易腐蚀和容易受潮的地方。