电工基础知识

第一章 三相交流电及安全用电 1.1 三相电源 1.2 安全用电 第二章 电工基本操作工艺 2.1 常用电工工具 2.2 常用导线的连接 第三章 室内电气安装与内线工作 3.1 室内配电板的安装 3.2 内线安装的基本知识 3.3 照明灯具及安装 第四章 继电——接触器控制 4.1 常用控制电器

4.2 基本继电——接触器控制电路 4.3 电机正反转控制柜安装训练

第一章 三相交流电及安全用电

在生产实践，三相电路应用很广，例如，在发电、输电和动力用电方面，一般都采用三相电路，应用最广的三相异步电动机就是由三相电源供电的。三相电源由三相交流发电机提供。三相电路是由三个频率相同、幅值相等、相位差为120的正弦交流电动势为电源构成的供电电路。若用电仅取三相电路中的一相，就称为单相电路。

本章着重介绍三相交流电的产生、三相交流电路的基本知识以及安全用电的基本知识。

1.1 三相电源

1.1.1 三相对称电动势的产生

三相交流发电机的原理示意图如图 所示。在它的定子上均匀分布着三个相绕组AX、BY、CZ，其中设A、B、C三端为绕组的首端，X、Y、Z三端为绕组的末端。这三个

绕组具有相同的匝数及绕向，并在定子上按空间相互间隔120放置。每个绕组的形式如图 所示。

图 1.1 三相发电机原理图

发电机的转子上装有励磁绕组，通直流电来建立磁场，转子在制造中使之产生的磁场按正统规律分布。当转子由原动机拖动并做匀速旋转时，转子磁场也随着做匀速旋转并切割定子导体，在各个绕组里产生感应电动势，这些电动势按正统规律作周期性变化，它们的正方向规定为从末端指向首端，如图 所示。在三个绕组中产生的振幅相同、频率相同、相互间相位差均为120的感应电动势称为对称三相电动势。每个绕组叫做电源的一个，AX、BY、CZ分别被称为A相、B相、C相。

三个电动势达到最大值或零值的先后次序称为相序。如图 所示，当转子顺时针旋转时，各相电动势达到最大值的次序是先A相，其次B相，最后C相，按A－B－C－A相序的称为顺序。若转子逆时针旋转，相序变为A－C－B－A，称为逆序。通常无特别说明，三相电动势的相序默认为顺序。

设三相电动势的相序为顺序，取A相参考正统量，其初相为零，则三相电动势电压的三角函数式表示为：

uAUmsint2UsintuBUmsin(t120)

uCUmsin(t240)Umsin(t120)

如果用正统波形图和相量图来表示，则如图1.2所示。

图1.2 三相电动势的波形图和相量图。

1.1.2 三相电源的联接

三相电源有两种对称联接方法，即星形（Y）接法和三角形（△）接法。两种接法如图1.3所示。

图1.3 三相电源的Y形和△形联接

从电源的三个首端A、B、C引出到负载的导线，称为相线或端线，俗称火线。由公共端点N点引出的导线，称为中线或零线。因公共点N在电厂是接地，又俗称地线。配电线上用黄、绿、红三种颜色分别表示A、B、C三相相线，用黑色表示中线。电源向负载供电，若只引出A、B、C三根相线的电路称为三相三线制电路。若引出A、B、C、N四根线的电路称三相四线制电路。

下面介绍两个名词：

（1）相电压――火线与中线之间的电压称为电源的相电压，其正方向规定为火线指向中线。如图1.3中的。一般用表示。

（2）线电压――火线与火线之间的电压称为电源的线电压。

在我国，低压供电系统为三相四线制，规定相电压为220V，线电压为380V，电源频率为50Hz。

三相四线制供电的优点在于既可提供线电压为380V的对称三相交流电压，又可提供380V和220V的单相交流电压。若需380V的单相交流电压，只需接两根火线即可；若需220V的单相交流电压，只需接一根火线和一根中线就可以了。通常，工厂车间的动力用电为380V三相交流电，普通照明、家用电器、电子仪器等一般采用220V的单相交流电。

由于三相交流发电机具有结构简单、维护方便、运行稳定、经济等优点，得到广泛应用。世界各国的电力系统基本采用三相对称交流电源进行供电。但各国的电力系统电源的频率、相电压、线电压采用的标准不同，如：有相电压为110、127、115、120V，线电压为200、230、240V等，频率为50、60Hz。在使用电器时应特别注意电器对电压与频率额定值的要求，避免损坏电器。

1.1.3供电系统简介

本节所述供电系统是指电力变压器低压供电的小系统，即电力供电系统的末端（用户端）。系统的起始为电力变压器的副边，作为供电电源。系统具体到一个用电单位、一个车间、一栋大楼、甚至几台用电设备。系统的设立是基于用电安全。

一、TT方式供电系统

第一个字母T是表示电源中性点接地，第二个字母T表示用电设备外露的金属部分与大地直接连接，与电源系统接地无关，即设备的金属外壳接地的保护系统，称为保护接地系统。要求接地线接地电阻小于4。如图1.4所示。图中L表示相线，N表示中线。

TT方式供电系统的特点：

（1）电气设备采用接地保护，这可以大大减少触电危险性，当相线触碰设备外壳时，人体与接地体为并联关系，由于人体电阻大于接地电阻，则流过人体的电流很小，不至于造成对人体的伤害。

（2）如果相线碰壳，而自动断路器不一定跳闸或熔断器不一定熔断（因为相线碰壳电流约为220V/8＝27.5A，对较大的熔断器不至于达到熔断值）。这时由于相线通过接地线、大地、中线接地形成回路，使设备外壳对地电压高于安全电压（约110V），因此需要在电路中安装漏电保护器作为保护。

TT供电系统适合用于接地点相对分散的地方。当用电设备比较集中时，可以共用同一接地保护装置，设置共用接地保护母线，电气设备外壳均用保护线PE接于共同保护母线上，以节约接地装置所耗费的钢材。

图1.4 TT供电系统

二、TN－C方式供电系统

TN供电系统是指电源中性点接地，设备金属外壳与中性点相接的保护系统，称为接零保护系统。

TN－C供电系统是指中性线兼做接零保护线的系统，该中性线又称为保护性中性线，用PEN表示，如图1.5所示。

图1.5 TN－C供电系统

TN－C供电系统的特点：

（1）一旦设备出现相线碰壳（漏电）事故，接零保护系统使得相线与中性线形成回路，实际就是单相短路故障，电路中断路器会立即动作而跳闸或电路中熔断器熔断，使故障设备断电，从而起到保护作用。

（2）通常中性线上有不平衡电流，所以对地有电压，保护线所连接的电器设备金属外壳有一定的电位。如果供电中线断线，则保护接零的漏电设备外壳将带电。如果电源的相线碰地，则设备外壳电位升高。

（3）因为平时中性线上有电流，对地有电压，又中性线必须做重复接地，则存在一定的漏电电流，因而TN－C系统的干线上无法安装漏电断路器（因有漏电而无法合闸）。

三、TN－S方式供电系统

电源中性点接地，中性线N和专用保护零线PE严格分开的供电系统，称为TN－S供电系统，俗称为三相五线制系统，如图1.6所示。

图1.6 TN－S供电系统

TN－S供电系统的特点：

（1）接零保护可以把故障电流上升为短路电流，使断路器自动跳闸切断电源，安全性能好。

（2）中性线N无重复接地，PE线有重复接地，则供电干线上可以安装漏电断路器，供电可靠性好。

（3）系统正常运行时，专用保护线上无电流，则设备外壳无电压。 四、TN－C－S方式供电系统 供电电源为三相四线制供电，而到用户端需要采用专用保护线时，可在用户的总配电箱中分出PE线。如图1.7所示。

图1.7 TN－C－S供电系统

TN－C－S系统的特点：

（1）中性线N与保护线PE相连通，在分节点D之前为YN－C系统，则在D点之前所接设备的接零保护，可能因负载不平衡中线有电流而存在对地电压。D点之后为TN－S系统，PE线上无电流。

（2）要求PE线与N线在D点分开后，不得再合并。 五、IT方式供电系统

IT方式供电系统的I表示电源侧没有工作接地，T表示负载侧电气设备有接地保护。 IT方式供电系统在供电距离不是很长时，具有供电可靠性高，安全性好的特点。一般用于不允许停电的场所，或要求严格地连接供电的地方，例如，医院手术室、电力炼钢、矿井等。该系统中无中性线，任何带电部分严禁接地，对带电部分的绝缘要求较高，要求装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。

图1.8为IT方式供电系统示意图。

图1.8 IT供电系统

六、供电方式的选择

在选择系统的接地形式时，应根据系统安全保护所具备的条件，结合工作的实际情况，确定其中一种。在同一低压电力供电系统中，不宜同时采用两种系统的接地形式，否则，可能出现保护线间存在电压而造成触电事故。

1.2 安全用电

为了防止用电事故的发生，必须十分重视安全用电。安全用电包括人身安全和设备安全。当发生用电事故时，不仅会损坏用电设备，而且还可能引起人身伤亡、火灾或爆炸等严重事故。因此，讨论安全用电问题是十分必要的。

1.2.1 电流对人体的危害

电流对人体的危害，概括起来有电击和电伤两种。电伤是电对人体外部造成的局部伤害，包括电弧烧伤、熔化的金属渗入皮肤等伤害。电伤事故的危险虽不及电击严重，但也不可忽视。

电击的伤害程度与通过人体电流的大小、电流通过人体的持续时间、电流通过人体的途径、电流的频率及人体的健康状况等因素有关。

研究表明，常用的50￣60Hz的工频交流电对人体的伤害最为严重，频率偏离工频越远，交流电对人体的伤害相对较轻，但对人体依然是十分危险的。

人体触电，当接触电压一定时，流经人体的电流大小由人体的电阻值决定。人体电阻主要包括人体内部电阻和皮肤电阻，人体内部电阻基本是固定不变的，约为500左右。皮肤电阻一般是指手和脚的表面电阻，它与皮肤的厚薄、干湿程度、有无损伤或是否带有导电性粉尘等因素有关，不同类型的人，皮肤电阻差异很大。一般认为人体电阻可按1000￣2000考虑。人体的电阻越小，流过人体的电流越大，也就越危险。

通过人体的工频电流超过50mA时，心脏就会停止跳动，发生昏迷并出现致命的电灼伤。若不及时脱离电源并及时抢救，则人很快就会死亡。

按照对人有致命危险的工频电流0.05A和人体最小电阻800￣1000来计算，可知对人有致命危险的电压为

根据环境条件的不同，我国规定的安全电压为：在没有高度危险的建筑物内为65V，在有高度危险的建筑物内为36V，在特别危险的建筑物内为12V。一般认为安全电压为36V。

1.2.2 人体触电方式

一、单相触电

当人体直接接触带电设备的其中一相时，电流通过人体，这种触电现象称为单相触电。图1.10（a）所示为中性点接地时的单相触电。

当人体碰触裸露的相线时，一相电流通过人体，经大地回到中性点。由于人体电阻比中性点直接接地的电阻大很多，所以相电压几乎全部加在人体上，十分危险。图 是中性点不直接接地（通过保护间隙接地）的单相触电。电气设备对地具有相当大的绝缘电阻，当在低压系统中发生单相触电时，电流通过人体流入大地，此时通过人体的电流就很小，一般不致造成对人体的伤害。但当绝缘降低或被破坏时，单相触电对人体危害仍然存在。特别是在高压中性点不接地的系统中，由于系统对地电容电流较大，通过相线与地的电容形成电流，也有危险。如图1.10（b）所示。所以在工作时必须避免触及相线。

（a）中性点接地的单相触电 （b）中性点不接地的单相触电

图1.10 单相触电

二、两相触电

人体同时接触不同相的两相带电导体，而发生触电，电流从一相导体通过人体流入另一相导体，构成一个闭合回路，这种触电方式称为两相触电。如图1.11所示。发生两相触电时，作用于人体上的电压等于线电压，因为没有任何绝缘保护，所以这种触电是最危险的。

设线电压为380V，两相触电后人体电阻为1400，则人体内部流过的电流I＝380V/1400＝270mA，这样大的电流只要经过极短的时间就会致人死亡，因此两相触电的危险比单相触电要严重得多。

图1.11两相触电示意图 三、静电接触

（1）因摩擦而产生的静电，当积累电荷电压高时，可引起放电、打火，这类静电虽对人体伤害较小，但在易燃易爆场所，易引起火灾或爆炸。应采取措施防止静电的积累。通常采用接地将静电导引到大地。

（2）高压大容量电容器充电后可存储电荷，当人体触电时放电，由于电压高、电流大对人造成伤害。在检修这类电器时，应先放电。

四、跨步电压

跨步电压是指当输变电导线带电断落在地下时，在断落点周边由近及远形成由强到弱的电场。当人走进这一区域时，将因跨步于不同电位点而形成跨步电压使人触电，如图1.12所示。此时应单足跳跃远离电线断落点，脱离危险区，并向有关部门报告。

图1.12跨步电压触电

五、高压电击

在高压设备附近，例如，高压变电设备附近，若靠近带电设备的距离小于安全距离，高压设备会对人体放电发生电击，对人身产生危害。所以，对高压设备的安装安全高度或防护栏安全距离均有明确规定，并安装警示标志。非专业人员切勿靠近，以免造成高压电击伤害。

1.2.3 防止触电

防止触电是安全用电的核心。没有一种措施或一种保护器是万无一失的。最保险的钥匙掌握在你的手中，即安全意识和警惕性。遵循以下几点是最基本、最有效的安全措施。

一、建立安全制度

所有的用电单位都要根据本单位的具体情况，建立起一套切合实际的安全用电制度，并且宣传、落实到每一个人，使人人都懂得，注重安全用电是保证生命和国家财产安全的大事，马虎不得。

二、采取安全措施

预防触电的措施很多，这里提出几条最基本的安全保障措施。

（1）用电单位的工作场所输电、配电、电源及布线，一定要按照国家有关标准规范施工，以保证工作环境符合安全用电标准。

（2）根据用电的工作要求，选用合理的供电方式，建立防护系统（保护接地或保护接零等）。

（3）电源的总开关及各重要场所的分开关，尽是采用自动开关，并装设漏电保护器，以保证在出现漏电及发生触电事故时及时跳闸。

（4）随时检查所用电器的插头、电线，发现破损老化及时更换。 （5）手持式电动工具尽量使用安全电压工作。 三、注意安全操作

（1）检修电路或电器都要确保断开电源，并在电源开关处挂上警示牌。

（2）操作时，应根据检修对象采用相应规定装备，如穿绝缘鞋、戴绝缘手套、使用绝缘工具等。

（3）遇到不明情况的电线，先认为它是带电的。 （4）尽量养成单手进行电工作业的习惯。

（5）遇到较大体积的电容器要先行放电，再进行检修。 四、选购安全产品

理论上讲进入市场的产品都应该是安全性能有保证的，但实际中往往存在一些不合格产品，给用户造成安全事故。作为用户，选择由检验权威部门检验认证的产品是用电安全的保证。我国2003年前采用长城安全认证标志，2003年起采用3C强制性检验认证标志，如图1.13所示。请认准标志选购合格产品。

长城安全认证标

强制性检验认证标志

图1.13 安全认证标志

1.2.4 用电安全技术简介

一、接地保护

接地保护主要是设备外壳的对地电压，将其在安全范围之内。为防止电气设备绝缘损坏而使人体有触电危险，将电气设备在正常情况下的金属外壳用金属导线与接地体（埋入大地并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，如埋设在地下的钢管、角铁等）紧密相连接，作为保护接地，如图1.14所示。电动机外壳装有保护接地时，由于人体电阻远比接地装置的电阻大，所以，在电动机发生一相碰壳（俗称搭铁）时，工作人员即使接触带电外壳，也没有多大的危险，因为电流主要由接地装置分担了，所以，几乎没有电流流过人体，从而保证了人身安全。通常接地体的电阻不得超过4。

图1.14 保护接地 图1.15 保护接零

二、保护接零

在电源中性点接地的三相四线制的电网中，为防止因电气设备绝缘损坏而使人触电危险，应将电气设备的金属外壳与中性线（或与中性线相联接的专用保护线）连接起来，称为保护接零或保护接中线，如图1.15所示。这时一旦电动机的一相绝缘损坏与外壳相碰时，则该相电源通过机壳和中性线形成单相短路，电流很大，立即将线路上的保险丝熔断，或使其它保护设备迅速动作，切断线路，从而消除机壳带电的危险，起到保护作用。

家用电器一般采用接零保护。

应注意的是这种保护系统中的保护接零必须是接到保护零线上，而不能接在工作零线上；同时这种保护接零供电系统，必须有保护重复接地，且保护零线上禁止安装熔断器和开关。

图1.16表示常用三线插座在室内有保护零线时，用电器外壳采用保护接零的接法。

图1.16三线插座接线 图1.17电流型漏电保护开关 三、漏电保护开关

漏电保护开关有电压型和电流型两种，其工作原理基本相同，即可把它看作一种具有检测漏电功能的灵敏继电器，当检测到漏电情况后，控制开关动作切断电源。

由于电压型漏电保护开关安装较复杂，目送发展较快、使用广泛的主要是电流型漏电保护开关。

典型的电流型漏电保护开关工作原理如图1.17所示。当电器正常工作时，检测线圈内流进与流出的电流大小相等，方向相反，检测输出为零，线圈不感应信号，开关闭合，电路正常工作。

当电器发生漏电时，漏电流不通过零线，线圈内检测到的电流之和不为零，当检测到不平衡电流达到一定数值时，通过放大器输出信号将开关切断。

按国家标准规定，电流型漏电保护开关电流与时间的乘积小于等于30mAs。实际产品一般额定动作电流为30mA，动作时间为0.1s。如果是在潮湿等恶劣环境，可选取动作电流更小的规格。另外还有一个额定不动作电流，一般取5Ma，这是因为用电线路和电器都不可避免存在微量漏电。

图1.18/所示系列漏电断路器适用于额定电压单相220V及三相220/380V以下，额定电流30￣50A的线路中。该系列器件由两部分组成，其左侧是断路器（开关），具有过载及

短路保护功能；右侧为漏电保护器，作漏电保护之用。当人身触电或电路泄漏电流超过规定值时，漏电保护器能在0.1s内使断路器自动跳闸切断电源；若用电设备过载或电路发生短路事故，断路器也会自动跳闸切断电源，从而保护人身安全和设备安全。该系列器件分为单极两线、两极两线、三极两线、四极四线等，应用较为广泛。

图1.18 DZ47LE系列漏电断路器 图1.19 DZ10L系列漏电断路器

图1.19所示系列漏电断路器也是断路器与漏电保护合一的器件，用于交流三相380V，额定电流100A以上的电路，具有漏电、过载、短路保护功能。

四、其他类型的保护

以上保护主要解决电器外壳漏电及意外触电问题。另有一类故障表现为电器并不漏电，但由于电器内部元器件、部件故障，或由于电网电压升高引起电器设备中电流十六大，温度升高，超过一定限度，结果导致电器损坏甚至引起电气火灾等严重事故。为防止这类事故发生，也生产有多种保护元件及装置。基本分为以下几类：

1、过压保护类

以检测电源电压为主，电压不正常时切断电源。过压保护装置有集成过压保护器和瞬变电压抑制器等。

2、过流保护类

以检测电流为主，电流过限时切断电源。主要有熔断器、电子继电器过流开关等。 3、温度保护类

以检测温度为主，当温度变化过限时切断电源。主要有温度继电器、热熔断器等。 4、智能保护类

利用计算机技术及自动化技术进行综合检测及事件的处理，使保护系统实现智能化，是安全技术的发展方向。

1.2.5 触电急救与电器消防

一、触电急救

发生触电事故，千万不要惊惶失措，必须用最快的速度使触电者脱离电源。要雇在触电者未脱离电源前本身就是带电体，同样会使抢救者触电。

脱离电源最有效的措施是拉闸或拔出电源插头。如果一时找不到或来不及找电源插头的情况下，可用绝缘物（如带有绝缘柄的工具、木棍、塑料管等物件）移开或切断电源线。关键是：一要快，二要不使自己触电。一两秒的迟缓都可能造成无可挽救的后果。

脱离电源后如果病人呼吸、心跳尚存，应尽快送医院抢救。若心跳停止则采用人工心脏挤压法维持血液循环；若呼吸停止，则立即进行人工呼吸；若心跳、呼吸均停止，则同时采用上述两种方法急救，在抢救的同时应向医院告急求救。

图1.20 口对口人工呼吸法

(a)清理口腔阻塞 (b)鼻朝天头后仰 (c)捏鼻贴嘴吹气 (d)放开喉鼻换气

(a) (b) (c)

图1.21 胸外心脏挤压法

(a)中指对凹膛当胸一手掌 (b)向下挤压3－5cm迫使血液流出心房

(c)突然松手复原使血液返流到心脏

图1.20和图1.21为口对口人工呼吸法和心脏挤压法图解。应注意：口对口人工呼吸以每五秒吹气一次，心脏挤压法每一秒进行一次，必须坚持连续进行，不可中断，直至触电者苏醒或医护人员到达连续为止。对触电者不能泼冷水及打强心针。

二、电气消防

高温是产生火灾与爆炸的直接原因。在发电、变电或用电等场所，产生高温的原因很多，如电气设备和线路超载运行、发生短路事故、雷电通过、电火花、电弧、散热不良、通风堵塞都可能造成高温。有时触头接触不良、导线连接处松动等都可使电阻增大，造成该处高温。因此，防火防爆的关键是防止高温，并应预防为先。

1、正确选用电气线路和电气设备

在有易爆易燃危险的场所选用绝缘导线或电缆时，其额定电压不得低于电网的实际电压。中线与相线应有相同的绝缘强度。绝缘导线应采用穿钢管或阴燃型合成材料管的方法敷设，如选用电缆，应选铠装电缆。

选用电气设备时，应根据防爆防火场所等级和电气设备防爆防火类型，按照有关规程与手册进行对照选择。

2、正确安装电气设备

电气设备安装的位置应与易燃物等保持一定的防火距离（查有关规程的规定），在可能产生易燃气体的地方，电气设备应密封，且注意通风散热，做好接地或接零保护。

3、保护电气设备的正常运行

保护电气设备的电压、电流和温升不超过允许值，绝缘良好；保护设备的连接可靠，接触良好；保护设备的清洁，定期检查电气设备及配电线的绝缘强度。

4、扑灭电气火灾的注意事项

一旦发生电气火灾时。电气设备有可能带电，应注意防止触电，首先要尽快切断电源（拉开总开关或失火电路开关）。

电气火灾灭火应使用沙土、二氧化碳或四氯化碳等不导电灭火介质，忌用泡沫或水进行灭火。同时注意保持人体与带电部分的安全距离，不可将身体及灭火工具触及带电设备及线路。

有些电气设备大量的变压器油。在充油设备发生火灾时，应注意防止喷油和爆炸。应立即将变压器油引入储油坑，防止着火的油流入电缆沟顺沟蔓延。

思考与习题

1、什么叫相电压、线电压？我国规定相、线电压的标准值是多少？电源频率是多少？ 2、某国标准相电压是110V、电源频率为60Hz，由该国买回一台单相交流电动机，若作变压器将220V变为110V，该电机是否可正常工作？

3、安全用电主要包括哪些方面？ 4、我国规定的安全电压为多少？ 5、人体触电有哪些方式？

6、防止触电最基本的措施有哪几条？

7、接地保护与接零保护有什么区别？家用电器一般采用哪种保护方式？ 8、在图1.22所示情况下，哪种情况对人体危害大？

(a) (b)

图1.22 题8图

9、扑灭电气火灾时应注意什么问题？ 10、简述口对口人工呼吸的基本步骤。 11、简述人工心脏挤压法的基本步骤。

12、低压配电系统中的中性线N、保护线PE及保护中性线PEN各自的功能是什么？ 13、PE线与中性线有什么区别？

第二章 电工基本操作工艺

电工基本操作工艺是电工的基本功。主要包括常用电工工具的使用、导线的连接方法、常用焊接工艺、电气设备紧固件的埋设和电工识图等内容。它是培养电工动手能力和解决实际问题的实践基础。

2.1 常用电工工具

电工工具是电气操作的基本工具，电气操作人员必须掌握电工常用工具的结构、性能和正确的使用方法。

常用电工工具基本分为三类：

1、通用电工工具：指电工随时都可以使用的常备工具。主要有测电笔、螺丝刀、钢丝钳、活络扳手、电工刀、剥线钳等。

2、线路装修工具：指电力内外线装修必备的工具。它包括用于打孔、紧线、钳夹、切割、剥线、弯管、登高的工具及设备。主要有各类电工用凿、冲击电钻、管子钳、剥线钳、紧线器、弯管器、切割工具、套丝器具等。

3、设备装修工具：指设备安装、拆卸、紧固及管线焊接加热的工具。主要有各类用于拆卸轴承、连轴器、皮带轮等紧固件的拉具，安装用的各类套筒扳手及加热用的喷灯等。

一、测电笔

测电笔是用于检测线路和设备是否带电的工具，有笔式和螺丝刀式两种，其结构如图2.1(a)、(b)所示。

(a) (b)

(c) (d)

图2.1 低压测电笔及其用法

(a)笔式 (b)螺丝刀式 (c)笔式测电笔用法 (d)螺丝刀式测电笔用法

使用时手指必须接触金属笔挂（笔式）或测电笔的金属螺钉部（螺丝刀式）。使电流由被测带电体经测电笔和人体与大地构成回路。只要被测带电体与大地之间电压超过60V时，测电笔内的氖管就会起辉发光。操作方式如图2.1(c)、(d)所示。由于测电笔内氖管及所串联的电阻较大，形成的回路电流很小，不会对人体造成伤害。

应注意，测电笔在使用前，应先在确认有电的带电体上试验，确认测电笔工作正常后，再进行正常验电，以免氖管损坏造成误判，危及人身或设备安全。要防止测电笔受潮或强烈震动，平时不得随便拆卸。手指不可接触笔尖露金属部分或螺杆裸部分，以免触电造成伤害。

二、螺丝刀

螺丝刀又名改锥、旋凿或起子。按照其功能不同，头部开关可分为一字形和十字形,如图2.2所示。其握柄材料又分为木柄和塑料柄两类。

(a) (b)

图2.2 螺丝刀

（a）一字形 （b）十字形

一字形螺丝刀以柄部以外的刀体长度表示规格，单位为mm，电工常用的有100、150、300mm等几种。

十字形螺丝刀按其头部旋动螺钉规格的不同，分为四个型号：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号，分别用于旋动直径为2~2.5mm、6~8mm、10~12mm等的螺钉。其枘部以外刀体长度规格与一字形螺丝刀相同。

螺丝刀使用时，应按螺钉的规格选用合适的刀口，以小代大或以大代小均会损坏螺钉或电气元件。螺丝刀的正确使用方法如图2.3所示。

(a) (b)

图2.3 螺丝刀的正确使用

(a)大螺丝刀的使用 (b)小螺丝刀的使用

三、钢丝钳

钢丝钳是电工用于剪切或夹持导线、金属丝、工件的常用钳类工具，其结构和用法如图2.4所示。

图2.4 钢丝钳的构造和使用

其中钳口用于弯绞和钳夹线头或其它金属、非金属物体；齿口用于旋动螺钉螺母；刀口用于切断电线、起拔铁钉、削剥导线绝缘层等。铡口用于铡断硬度较大的金属丝，如钢丝、铁丝等。

钢丝钳规格较多，电工常用的有175mm、200mm两种。电工用钢丝钳柄部加有耐压500V以上的塑料绝缘套。作用前应检查绝缘套是否完好，绝缘套破损的钢丝钳不能使用。在切断导线时，不得将相线或不同相位的相线同时在一个钳口处切断，以免发生短路。

属于钢丝钳类的常用工具还有尖嘴钳、断线钳等。

尖嘴钳――头部尖细、适用于在狭小空间操作。主要用于切断较小的导线、金属丝、夹持小螺钉、垫圈、并可将导线端头弯曲成型。如图2.5所示。

断线钳――又名斜口钳、偏嘴钳，专门用于剪断较粗的电线或其它金属丝，其柄部带有绝缘管套。如图2.6所示。

图2.5 尖嘴钳 图2.6 断线钳

四、活络扳手

活络扳手的钳口可在规格范围内任意调整大小，用于旋动螺杆螺母，其结构如图2.7(a)所示。

图2.7 活络扳手

(a)构造 (b)扳大螺母握法 (c)扳较小螺母握法

活络扳手规格较多，电工常用的有150mm×19mm、200mm×24mm、250mm×30mm等几种，前一个数表示体长，后一个数表示扳口宽度。扳动较大螺杆螺母时，所用力矩较大，手应握在手柄尾部，如图2.7(b)所示。扳动较小螺杆螺母时，为防止钳口处打滑，手可握在接近头部的位置，且用拇指调节和稳定螺杆，如图2.7(c)所示。

使用活络扳手旋动螺杆螺母时，必须把工件的两侧平面夹牢，以免损坏螺杆螺母的棱角。 使用活络扳手不能反方向用力，否则容易扳裂活络扳唇，不准用钢管套在手柄上作加力杆使用，不准用作撬棍撬重物，不准把扳手当手锤，否则将会对扳手造成损坏。

五、电工刀

电工刀在电气操作中主要用于剖削导线绝缘层、削制木榫、切割木台缺口等。由于其刀柄处没有绝缘，不能用于带电操作。割削时刀口应朝外，以免伤手。剖削导线绝缘层时，刀面与导线成45角倾斜切入，以免削伤线芯。电工刀的外形如图2.8所示。

图2.8 电工刀

六、镊子

镊子主要用于夹持导线线头、元器件、螺钉等小型工件或物品，多用不锈钢材料制成，弹性较强。常用类型有尖头镊子和宽口镊子，如图2.9所示。其中尖头镊子主要用于夹持较小物件，宽口吃馆子可夹持较大物件。

尖头镊子 宽口镊子

图2.9 镊子

七、剥线钳

剥线钳主要用于剥削直径在6mm以下的塑料或橡胶绝缘导线的绝缘层，由钳头和手柄两部分组成，它的钳口工作部分有从0.5~3mm的多个不同孔径的切口，以便剥削不同规格的芯线绝缘层。剥线时，为了不损伤线芯，线头应放在大于线芯的切口上剥削。剥线钳外形如图2.10所示。

图2.10 剥线钳

2.2 常用导线的连接

电气装修工程中，导线的连接是电工基本工艺之一。导线连接的质量关系着线路和设备运行的可靠性和安全程度。对导线连接的基本要求是：电接触良好，机械强度足够，接头美观，且绝缘恢复正常。

2.2.1 线头绝缘层的剖削

一、塑料硬线绝缘层的剖削 有条件时，去除塑料硬线的绝缘层用剥线钳甚为方便，这里要求能用钢丝钳和电工刀剖削。

线芯截面在2.5平方厘米及以下的塑料硬线，可用钢丝钳剖削：先在线头所需长度交界处，用钢丝钳口轻轻切破绝缘层表皮，然后左手拉紧导线，右手适当用力捏住钢丝钳头部，向外用力勒去绝缘层。如图2.11所示。在勒去绝缘层时，不可在钳口处加剪切力，这样会伤及线芯，甚至将导线剪断。

(a) (b) (c)

图2.11 用钢丝钳勒去导线绝缘层 图2.12 用电工刀剖削塑料硬线

对于规格大于4平方厘米的塑料硬线的绝缘层，直接用钢丝钳剖削较为困难，可用电工刀剖削。先根据线头所需长度，用电工刀刀口对导线成45度角切入塑料绝缘层，注意掌握刀口刚好削透绝缘层而不伤及线芯，如图2.12(a)所示。然后调整刀口与导线间的角度以15度角向前推进，将绝缘层削出一个缺口，如图2.12(b)所示，接着将未削去的绝缘层向后扳翻，再用电工刀切齐，如图2.12(c)所示。

二、塑料软线绝缘层的剖削

塑料软线绝缘层的剖削除用剥线钳外，仍可用钢丝钳按直接剖剥2.5平方毫米及以下的塑料硬线的方法进行，但不能用电工刀剖剥。因塑料线太软，线芯又由多股钢丝组成，用电工刀很容易伤及线芯。

三、塑料护套线绝缘层的剖削

塑料护套线绝缘层分为外层的公共护套层和内部每根芯线的绝缘层。公共护套层一般用电工刀剖削，先按线头所需长度，将刀尖对准两股芯线的中缝划开护套层，并将护套层向后扳翻，然后用电工刀齐根切去，如图2.13所示。

(a)划开护套层 (b)切去护套层

图2.13 塑料护套线的剖削

切去护套后，露出的每根芯线绝缘层可用钢丝钳或电工刀按照剖削塑料硬线绝缘层的方法分别除去。钢丝钳或电工刀在切时切口应离护套层5－10mm。

四、橡皮线绝缘层的剖削

橡皮线绝缘层外面有一层柔韧的纤维编织保护层，先用剖削护套线护套层的办法，用电工刀尖划开纤维编织层，并将其扳翻后齐根切去，再用剖削塑料硬线绝缘层的方法，除去橡皮绝缘层。如橡皮绝缘层内的芯线上包缠着棉纱，可将该棉纱层松开，齐根切去。

五、花线绝缘层的剖削 花线绝缘层分外层和内层，外层是一层柔韧的棉纱编织层。剖削时选用电工刀在线头所需长度处切割一圈拉去，然后在距离棉纱编织层10mm左右处用钢丝钳按照剖削塑料软线的方法将内层的橡皮绝缘层勒去。有的花线在紧贴线芯处还包缠有棉纱层，在勒去橡皮绝缘层后，再将棉纱层松开扳翻，齐根切去，如图2.14所示。

图2.14 花线绝缘层的剖削

(a)去除编织层和橡皮绝缘层 (b)扳翻棉纱

六、橡套软线（橡套电缆）绝缘层的剖削

橡套软线外包护套层，内部每根线芯上又有各自的橡皮绝缘层。外护套层较厚，按切除塑料护套层的方法切除，露出的多股芯线绝缘层，可用钢丝钳勒去。

七、铅包线护套层和绝缘层的剖削

铅包线绝缘层分为外部铅包层和内部芯线绝缘层，剖削时选用电工刀在铅包层切下一个刀痕，然后上下左右扳动折弯这个刀痕，使铅包层从切口处折断，并将它从线头上拉掉。内部芯线绝缘层的剖除方法与塑料硬线绝缘层的剖削方法相同。剖削铅包层的损伤过程如图2.15所示。

(a) (b) (c)

图2.15 铅包线绝缘层的剖削

(a)剖切铅包层 (b)折扳和拉出铅包层 (c)剖削芯线绝缘层 八、漆包线绝缘层的去除

漆包线绝缘层是喷涂在芯线上的绝缘漆层。由于线径的不同，去除绝缘层的方法也不一样。直径在1mm以上的，可用细砂纸或细纱布擦去；直径在0.6mm以上的，可用薄刀片刮去；直径在0.1mm及以下的也可用细砂纸或细纱布擦除，但易于折断，需要小心操作。有时为了保留漆包线的芯线直径准确以便于测量，也可用微火烤焦其线头绝缘层，再轻轻刮去。

2.2.2 导线线头的连接

常用的导线按芯线股数不同，有单股、7股和19股等多种规格，其连接方法也各不相同。

一、铜芯导线的连接

1、单股芯线有绞接和缠绕两种方法

绞接法用于截面较小的导线，缠绕法用于截面较大的导线。

绞接法是先将已剖除绝缘层并去掉氧化层的两根线头呈“×”形相交（如图2.16(a)所示），互相绞合2－3圈（如图2.16(b)所示），接着扳直两个线头的自由端，将每根线自由端在对边的线芯上紧密缠绕到线芯直径的6－8倍长（如图2.16(c)所示），将多余的线头剪去，修理好切口毛刺即可。

缠绕法是将已去除绝缘层和氧化层的线头相对交叠，再用直径为1.6mm的裸铜线做缠绕线在其上进行缠绕，如图2.17所示，其中线头直径在5mm及以下的缠绕长度为60mm，直径大于5mm的，缠绕长度为90mm。

(a) (b) (c)

图2.16 单股芯线直线连接（绞接）

图2.17 用缠绕法直线连接单股芯线 图2.18 单股芯线T形连接

2、单股铜芯线的T形连接

单股芯线T形连接时可用绞接法和缠绕法。绞接法是先将除去绝缘层和氧化层的线头与干线剖削处的芯线十字相交，注意在支路芯线根部留出3－5mm裸线，接着顺时针方向将支路芯线在干中芯线上紧密缠绕6－8圈（如图2.18所示）。剪去多余线头，修整好毛刺。

对用绞接法连接较的截面较大的导线，可用缠绕法（如图2.19所示）。其具体方法与单股芯线直连的缠绕法相同。

图2.19 用缠绕法完成单股芯线T形连接 图2.20 小截面单股芯线T形连接 对于截面较小的单股铜芯线，可用图2.20所示的方法完成T形连接，先把支路芯线线头与干路芯线十字相交，在支路芯线根部留出3－5mm裸线，把支路芯线在干 线上缠绕成结状，再把支路芯线拉紧扳直并紧密缠绕在干路芯线上，为保证接头部位有良好的电接触和足够的机械强度，应保证缠绕为芯线直径的8－10倍。

3、7股铜芯线的直接连接

把除去绝缘层和氧化层的芯线线头分成单股散开并拉直，在线头总长（离根部距离的）1/3处顺着原来的扭转方向将其绞紧，余下的三分之二长度的线头分散成伞形，如图2.21(a)所示。将两股伞形线头相对，隔股交叉直至伞形根部相接，然后捏平两边散开的线头，如图

2.21(b)所示。接着7股铜芯线按根数2.2.3分成三组，先将第一组的两根线芯扳到垂直于线头的方向，如图2.21(c)所示，按顺时针方向缠绕两圈，再弯下扳成直角使其紧贴芯线，如图2.21(d)所示。第二组、第三组线头仍按第一组的缠绕办法紧密缠绕在芯线上，如图2.21(e)所示；为保证电接触良好，如果铜线较粗较硬，可用钢丝钳将其绕紧。缠绕时注意使后一组线头压在前一组线头已折成直角的根部。最后一组线头应在芯线上缠绕三圈，在缠到第三圈时，把前两组多余的线端剪除，使该两组线头断面能被最后一组第三圈缠绕完的线匝遮住、最后一组线头绕到两圈半时，就剪去多余部分，使其刚好能缠满三圈，最后用钢丝钳钳平线头，修理好毛刺，如图2.21(f)所示。到此完成了该接着的一半任务。后一半的缠绕方法与前一半完全相同。

图2.21 七股铜芯线的直接连接

4、7股铜芯线的T形连接

把除去绝缘层和氧化层的支路线端分散拉直，在距根部1/8处将其进一步绞紧，将支路线头按3和4的根数分成两组并整齐排列。接用用一字形螺丝刀把干线也分成尽可能对等的两组，并在分出的中缝处撬开一定距离，将支路芯线的一组穿过干线的中缝，另一组排于干路芯线的前面，如图2.22(a)所示。先将前面一组在干线上按顺时针方向缠绕3－4圈，剪除多余线头，修整好毛刺，如图2.22(b)所示。接着将支路芯线穿越干线的一组在干线上按反时针方向缠绕3－4圈，剪去多余线头，钳平毛刺即可，如图2.22(c)所示。

图2.22 七股铜芯线T形连接

5、19股铜芯线的直线连接和T形连接

19股铜芯线的连接与7股铜芯线连接方法基本相同。在直线连接中，由于芯线股数较多，可剪去中间几股，按要求在根部留出一定长度绞紧，隔股对叉，分组缠绕。在T形连接中，支路芯线按9和10的根数分成两组，将其中一组穿过中缝后，沿干线两边缠绕。为保证有良好的电接触和足够的机械强度，对这类多股芯线的接头，通常都应进行钎焊处理，即对连接部分加热后搪锡。

二、电磁线头的连接

电机和变压器绕组用电磁线绕制，无论是重绕或维修，都要进行导线的连接，这种连接可能在线圈内部进行，也可能在线圈外部进行。

1、线圈内部的连接

对直径在2mm以下的圆铜线，通常是先绞接后钎焊。绞接时要均匀，两根线头互绕不少于10圈，两端要封口，不能留下毛刺，截面较小的漆包线的绞接如图2.23(a)所示，截面较大的漆包线的绞接如图2.23(b)所示。直径大于2mm的漆包圆铜线的连接多使用套管套接

后再钎锡的方法。套管用镀锡的薄铜片卷成，在接缝处留有缝隙，选用时注意套管内径与线头大小的配合，其长度为导线直径的8倍左右，如图2.23(c)所示。连接时，将两根去除了绝缘层的线端相对插入套管，使两线头端部对接在套管中间位置，再进行钎焊，使焊锡液从套管侧缝充分浸入内部，注满各处缝隙，将线头和导管铸成整体。

(a) (b) (c)

图2.23 线圈内部端头连接方法

对截面积不超过25mm2的矩型电磁线，亦用套管连接，工艺同上。

套管铜皮的厚度应选0.6－0.8mm为宜；套管的横截面，以电磁线横截面的1.2－1.5倍为宜。

2、线圈外部的连接

这类连接有两种情况。一种是线圈间的串、并联，Y、△连接等。对小截面导线，这类线头的连接仍采用先绞接后钎焊的办法：对截面较大的导线，可用乙炔气焊。另一种是制作线圈引出端头：用如图2.24(a)、(b)所示的接线端子（接线耳）与线头之间用压接钳压接，如图2.24(d)所示。若不用压接方法，也可直接钎焊。

(a) (b) (c) (d)

图2.24 接线耳与接线桩螺钉 三、铝导线线头的连接

铝的表面极易氧化，而且这类氧化铝膜电阻率又高，除小截面铝芯线外，其余铝导线的都不采用铜芯线的连接方法。在电气线路施工中，铝线线头的连接常用螺钉压接法、压接管压接法和沟线夹螺钉压接法三种。

1、螺钉压接法

将剖除绝缘层的铝芯线头用钢丝刷或电工刀去除氧化层，涂上中性凡士林后，将线头伸入接头的线孔内，再旋转压线螺钉压接。线路上导线与开关、灯头、熔断器、仪表、瓷接头和端子板的连接，多用螺钉压接，如图2.25所示。单股小截面铜导线在电器和端子板上的连接亦可采用此法。

(a) (b) (c)

图2.25 单股铝芯导线的螺钉压接法连接

如果有两个（或两个以上）线头要接在一个接线板上时，应事先将这几根线头扭作一股，再进行压接，如果直接扭绞的强度不够，还可在扭绞的线头处用小股导线缠绕后再插入接线孔压接。

2、压接管压接法

此方法又叫套管压接法，它适用于室内，外负荷较大的铝芯线头的连接。接线前，先选好合适的压接管（如图2.26(b)所示），清除线头表面和压接管内壁上的氧化层及污物，再将两根线头相对插入并穿出压接管，使两线端各自伸出压接管25－30mm（如图2.26(c)所示），然后用压接钳进行压接（如图2.26(d)所示），压接完工的铝线接头如图2.26(e)所示，如果压接的是钢芯铝绞线，应在两根芯线之间垫上一层铝质垫片。压接钳在压接管上的压坑数目要视不同情况而定，室内线头通常为4个；对于室外铝绞线，截面为16－35 mm2的压坑数目为6个，50－70mm2的为10个；对于钢芯铝绞线，16mm2的为12个，25－35mm2的为14个，50－70mm2的为16个，95mm2的为20个，125－150mm2的为24个。

(a) (b) (c) (d)

(f)

图2.26 压接管压接法

(a)压接钳 (b)压接管 (c)线头穿过的压接管 (d)压接 (e)完成的铝线接头

3、沟线夹螺钉压接法 此法适用于室内、外截面较大的架空线路的直线和分支连接。连接前先用钢丝刷除去导线线头和沟线夹线槽内壁上的氧化层及污物，并涂上中性凡士林，然后将导线卡入线槽，旋紧螺钉，使沟线夹紧线头而完成连接，如图2.27所示。为预防螺钉松动，压接螺钉上必须套以弹簧垫圈。

沟线夹的规格和使用数量与导线截面有关。通常，导线截面有70mm2以下的用一副小型沟线夹；截面在70mm2以上的，用两副较大的沟线夹，两副沟线夹之间相距300-400mm。

图2.27 沟线夹螺钉压接法 图2.28 单股芯线与针孔接线压接法

四、线头与接线桩的连接

1、线头与针孔接线桩的连接 端子板、某些熔断器、电工仪表等的接线部位多是利用针孔附有压接螺钉压住线头完成连接的。线路容量小，可用一只螺钉压接；若线路容量较大，或接头要求较高时，应用两只螺钉压接。

单股芯线与接线桩连接时，最好按要求的长度将线头折成双股并排插入针孔，使压接螺钉顶紧双股芯线的中间。如果线头较粗，双股插不进针孔，也可直接用单股，但芯线在插入针孔前，应稍微朝着针孔上方弯曲，以防压紧螺钉稍松时线头脱出，如图2.28所示。

在针孔接线桩上连接多股芯线时，先用钢丝钳将多股芯线进一步绞紧，以保证压接螺钉顶压时不致松散。注意针孔和线头的大小应尽可能配合。如图2.29(a)所示。如果针孔过大可选一根直径大小相宜的铝导线作绑扎线，在已绞紧的线头上紧密缠绕一层，使线头大小与针孔合适后再进行压接，如图2.29(b)所示。如线头过大，插不进针孔时，可将线头散开，适量减去中间几股，通常7股可剪去1－2股，19股可剪去1－7股，然后将线头绞紧，进行压接。如图2.29(c)所示。

(a)

图2.29 多股芯线与针孔接线桩连接

(a)针孔合适的连接 (b)针孔过大时线头的处理 (c)针孔过小时线头的处理

无论是单股或多股芯线的线头，在插入针孔时，一是注意插到底；二是不得使绝缘层进行针孔，针孔外的裸线头的长度不得超过3mm。

2、线头与平压式接线桩的连接

平压式接线桩是利用半圆头、圆柱头或六角头螺钉加垫圈将线头压紧，完成电连接。对载流量小的单股芯线，先将线头弯成接线圈，如图2.30所示，再用螺钉压接。对于横截面不超过10mm2、股数为7股及以下的多股芯线，应按图2.31所示的步骤制作压接圈。对于载流量较大，横截面积超过10mm2、股数多于7股的导线端头，应安装接线耳。

(a) (b) (c) (d)

图2.30 单股芯线压接圈的弯法

(a)离绝缘层根部的3mm处向外侧折角 (b)按略大于螺钉直径弯曲圆弧 (c)剪去芯线余端 (d)修正圆圈

图2.31 7股导线压接圈弯法

连接这类线头的工艺要求是：压接圈和接线耳的弯曲方向应与螺钉拧紧方向一致，连接前应清除压接圈、接线耳和垫圈上的氧化层及污物，再将压接圈或接线耳在垫圈下面，用适当的力矩将螺钉拧紧，以保证良好的电接触。压接时注意不得将导线绝缘层压入垫圈内。

软线线头的连接也可用平压式接线桩。导线线头与压接螺钉之间的绕结方法如图2.32所示，其要求与上述多芯线的压接相同。

(a) (b) (a) (b)

图2.32 软导线线头连接 图2.33 单股芯线与瓦形接线桩的连接 (a)一个线头的连接 (b)两个线头的连接

3、线头与瓦形接线桩的连接 瓦形接线桩的垫圈为瓦形。压接时为了不致使线头从瓦形接线桩内滑出，压接前应先将去除氧化层和污物的线头弯曲成U形。如图2.33(a)所示，再卡入瓦形接线桩压接。如果在接线桩上有两个线头连接，应将弯成U形的两个线头相重合，再卡入接线桩瓦形垫圈下方压紧。如图2.33(b)所示。

2.2.3 导线的封端

为保证导线线头与电气设备的电接触和其机械性能，除10mm2以下的单股铜芯线、2.5mm2及以下的多股铜芯线和单股铝芯线能直接与电器设备连接外，大于上述规格的多股或单股芯，通常都应在线头上焊接或压接接线端子，这种工艺过程叫做导线的封端。但在工艺上，铜导线和铝导线的封端是不完全相同的。

一、铜导线的封端

铜导线封端方法常用锡焊法或压接法。 1、锡焊法

先除去线头表面和接线端子孔内表面的氧化层和污物，分别在焊接面上涂上无酸焊锡膏，线头上先搪一层锡，并将适量焊锡放入接线端子的线孔内，用喷灯对接线端子加热，待焊锡熔化时，趁热将搪锡线头插入端子孔内，继续加热，直到焊锡完成渗透到芯线缝中并灌满线头与接线端子孔内壁之间的间隙，方可停止加热。

2、压接法

把表面清洁且已加工好的线头直接插入内表面已清洁的接线端子线孔，然后按本节前面所介绍的压接管压接法的工艺要求，用压接钳对线头和接线端子进行压接。

二、铝导线的封端

图2.34 铝线线头封端

由于铝导线表面极易氧化，用锡焊法比较困难，通常都用压接法封端。压接前除了清除线头表面及接线端子线孔内表面的氧化层及污物外，还应分别在两者接触面涂以中性凡士林，再将线头插入线孔，用压接钳产压接，已压接完工的铝导线

端子如图2.34所示。

2.2.4 线头绝缘层的恢复

在线头连接完工后，导线连接前所破坏的绝缘层必须恢复，且恢复后的绝缘强度一般不应低于剖削前的绝缘强度，方能保证用电安全。电力线上恢复线头绝缘层常用黄蜡带、涤纶薄膜带和黑胶带（黑胶布）三种材料。绝缘带宽度选20mm比较适宜。包缠时，先将黄蜡带从线头的一边在完整绝缘层上离切口40mm处开始包缠，使黄蜡带与导线保持55度的倾斜角，后一圈压叠在前一圈1/2的宽度上，常称为半迭包，如图2.35(a)、(b)所示。黄蜡带包缠完以后将黑胶带接在黄蜡带尾端，朝相反方向斜叠包缠，仍倾斜55度，后一圈仍压叠前一圈1/2，如图2.35(c)、(d)所示。

(a) (b) (c) (d)

图2.35 绝缘带的包缠

在380V的线路上恢复绝缘层时，先包缠1－2层黄蜡带，再包缠一层黑胶带。在220V线路上恢复绝缘层，可先包一层黄蜡带，再包一层黑胶带。或不包黄蜡带，只包两层黑胶带。

思考与习题

1、电工操作常用电工工具分为几类？通用电工工具有哪几种？

2、怎样剖削塑料硬线、塑料软线、塑料护套线、橡皮线、花线、橡套软线、铅包线的绝缘层？

3、试绘草图说明：单股铜芯线、七股铜芯线进行直线连接和T形连接的工艺过程。 4、铝芯线头的压接有哪些方法？怎样压接？

5、导线线头与接线桩的连接有哪几种方法？各应怎样操作？ 6、铜导线和铝导线各应怎样封端？

7、在380V和220V的线路上，要恢复线头的绝缘层各有哪些要求？

第三章 室内电气安装与内线工程

本章主要介绍人们生活中常见的室内家用电气照明及家用电器供电等电气安装所必备的基本知识和基本技能。内线是指输电线路中用于室内传送电能的部分。

3.1 室内配电板的安装

低压配电板、配电箱是连接电源与用电设备的中间装置，它除了分配电能外，还具有对用电设备进行控制、测量、指示及保护等功能。将测量仪表和控制、保护、信号等器件按一定规律安装在板上，便制成配电板；如果将其装入专用的箱内，便成为配电箱；装在屏上，则为配电屏；本节将介绍家用配电板的安装工艺。

3.1.1 家用配电板的组成

家庭用配电板可用厚15－20 mm的木板或塑料板制作或在市场上选购，板上装有单相电度表、胶盖闸刀和插入式熔断器等。外形如图3.1所示。

一、单相电度表

单相电度表又名电能表俗称火表，它的规格多用其工作电流表示，常用的有3A、5A、10A、20A等，它是累计记录用户一段时间内消耗电能多少的仪表，外形如图3.2所示。

图3.1 家用配电板 图3.2 单相电度表

单相电度表的内部结构如图3.3所示。它的主要部分是两个电磁铁、一个铝盘和一套计数机构。电磁铁的一个线圈匝数多、线径小，与电路的用电电器并联，称为电压线圈。另一个线圈匝数少、线径大，与电路的用电器串联，叫电流线圈。铝盘在电磁铁中因电磁感应产生感应电流，因而在磁场力作用下旋转，带动计数机构然电度表的面板上显示出读数。电路中负载越重，电流越大，铝盘旋转越快，单位时间内读数越大。

图3.3 电度表内部结构 图3.4 电度表读数

电度表面板上方有一个长方形的窗口，窗口内装有机械式计数器，右起最后一位数字为十分位小数，在这个数字左面，从右到左依次是个位、十位、百位和千位，如图3.4所示。电度表装好后应记下原有的底数，作计量用电的起点。第二次抄表所得数字与底数之差即为

两次抄表时间间隔内用电的度数。电业部门抄计用电度数时，一般都以整数为准。余下的小数与下月一起累计。

一般家庭用电量不大，电度表可直接接在线路上，单相电度表接线盒里共有四个接线桩，从左至右1、2、3、4编号。直接接线方法一般有两种：（1）按编号1、3接进线（1接火线，3接零线），2、4接出线（2接火线，4接零线），如图3.5所示。（2）按编号1、2接进线（1接火线，2接零线），3、4接出线（3接火线，4接零线）。由于有些电度表的接线方法特殊，在具体接线时，应以电度表接线盒盖内侧的线路图为准。

图3.5 单相电度表接线图

单相电度表的选用应注意与家庭全部用电器的总电流相适应。在220V电压下，可根据公式P＝UI，计算出不同规格的电度表可装接用电器的最大总功率。

目送，随着单片机技术的发展，一种多功能数字化智能电度表已经开始应用，它具有电能计数、数字显示、电路保护、用电收费等功能。由于其使用方便，节省人力，将会普及使用。

二、闸刀开关 在家用配电板上，闸刀开关主要用于控制用户电路的通断。通常用5A或10A的二极胶盖闸刀，如图3.6所示。它采用瓷质材料做底板，中间装闸刀、熔丝和接线桩，上面用胶盖保护。闸刀开关底座上端有一对接线桩与静触头相连，规定接电源进线；底座下端也有一对接线桩，通过熔丝与动触头（刀片）相连，规定接电源出线。这样当闸刀拉下时，刀片和熔丝均不带电，装换熔丝比较安全。安装闸刀时，手柄要朝上，不能倒装，也不能平装，以避免刀片及手柄因自重下落，引起误合闸，造成事故。

图3.6 胶盖瓷底闸刀 图3.7 插入式熔断器

三、熔断器

熔断器的功能是在电路短路和过载时起保护作用。当电路上出现过大的电流或短路故障时，则熔丝熔断，切断电路，避免事故的发生。家用配电板多用插入式小容量熔断器，由瓷底和插件两部分组成，如图3.7所示。底座上配有两个铜触头并装有接线桩，作连接电源进、出线用。插件上也装有两个铜触头，其上有两颗螺钉供安装熔丝用。底座中有一个空腔，容量较大的熔断器空腔中垫有石棉片，与插件凸出部分组成灭弧室。以消除熔丝熔断时产生的

电弧。熔丝的选择应视熔丝后面用电器电流总量的大小而定。电流越大，所用熔丝规格越大。常用铅锡合金熔丝规格见表3.1所列。

表3.1 常用铝锡合金熔丝的规格

直径（mm） 0.28 0.32 0.35 0.36 0.40 0.46 0.52 0.54 0.60 0.71 额定电流（A） 熔断电流（A） 1.00 1.10 1.25 1.35 1.50 1.85 2.00 2.25 2.50 3.00 2.00 2.20 2.50 2.70 3.00 3.70 4.00 4.50 5.00 6.00 直径（mm） 0.81 0.98 1.02 1.25 1.51 1.67 1.75 1.98 2.40 2.78 额定电流（A） 熔断电流（A） 3.75 5.00 6.00 7.50 10.00 11.00 12.50 15.00 20.00 25.00 7.50 10.00 12.00 15.00 20.00 22.00 25.00 30.00 40.00 50.00 如果在配电板上发现熔丝熔断，应查明原因，如线路有故障，应排除故障后再换上同规

格熔丝。装换熔丝时不得任意加粗，更不准用其他金属丝代替。

目前，在家用配电板的安装上提倡使用自动开关，因其具有过流保护、短路保护及漏电保护功能，得到广泛应用。使用自动开关可省去熔断器，安装更为方便，但价格相应较高。自动开关在第一章已有介绍。

3.1.2 配电板的安装

一、配电板的制作

家用配电板用厚度为15－20mm的松木做成。板后四周加框边，以容纳导线，其具体参见图3.8所示。如果自己加工不便，可直接在市场上购买，电工器材商店，有各种规格的配电板出售。

图3.8 配电板尺寸与上墙示意 图3.9 家用配电板电路

表3.2 配电板上各器件间距离

相邻设备名称 上下距离(mm) 左右距离(mm) 相邻设备名称 上下距离(mm) 左右距离(mm) 仪表与线孔 仪表与仪表 开关与仪表 开关与开关 开关与线孔 80 30 60 60 50 指示灯与设备 熔断器与设备 设备与板边 线也与板边 线孔与线孔 30 40 50 30 40 30 40 50 30 二、板面器件的安排

照明配电板结构比较简单，电度表一般装在板面的左边或上方。闸刀装在右边或下方。 三、板面器材的安装

按照表3.2的要求将电度表、开关、熔断器位置确定之后，用铅笔作上记号，并在穿线的位置钻孔，然后用木螺丝将这些器件固定在已确定的位置上，按图3.9所示进行接线。接线方式分板后配线（暗敷）与板面配线（明敷）两种，板后配线是将接线端头从孔中穿出，并与相应接线桩连接。在配电板上元器件的安装工艺和线路敷设工艺要求如下：

1、元器件安装工艺要求

（1）在配电板上要按预先的设计进行安装，元器件安装位置必须正确，倾斜度不超过1.5－5mm，同类元器件安装方向必须保持一致；

（2）元器件安装牢固，稍加用力摇晃无松动感； （3）文明安装、小心谨慎，不得损伤，损坏器材。 2、线路敷设工艺要求

（1）照图施工，配线完整，正确，不多配，少配或错配；

（2）在有主电路又有辅助电路的配电板上敷线，两种电路必须选用不同色的线以示区别；

（3）配线长短适度，线头在接线桩上压接不得压住绝缘层，压接后裸线部分不得大于1mm；

（4）凡与有垫圈的接线桩连接，线头必须做成“羊眼圈”，且“羊眼圈”略小于垫圈； （5）线头压接牢固，稍用力拉扯不应有松动感；

（6）走线横平竖直，分布均匀。转角圆成90度，弯曲部分自然圆滑，弧度全电路保持一致；转角控制在90度±2度以内；

（7）长线沉底，走线成束。同一平面内不允许有交叉线。必须交叉时应在交叉点架空跨越，两线间距不小于2mm；

（8）对螺旋式熔断器接线时，中心接片接电源，螺口接片接负载；

（9）上墙。配电板应安装在不易受振动的建筑物上，板的下缘离地面1.5－1.7m。 安装时除注意预埋紧固件外，还应保持电度表与地面垂直，否则将影响电度表计数的准确性。

3.2 内线安装的基本知识

内线指室内将电能输送到用电器的线路。内线装修的质量不仅取决于电工本身的技术水平，还取决于是否按照正确的施工要求，运用正确的施工工艺。本节将叙述电工应知识内线安装基本知识。

3.2.1 室内配线的基本要求

一、室内配线的基本要求

1、不同电价的用电线路应分别安装并有明显区别，特别是动力线路和照明线路，电价不同，应各自用电度表分别计量用电量。

2、不同电压等级的线路和设备有一个区域安装时应有明显区别，必要时用文字或符号标注。

3、在低压供电系统中，禁止用大地作零线，如三线一地制、两线一地制和一线一地制。 4、导线的耐压应大于线路工作电压峰值；导线横截面应能满足线路最大载流量和机械强度的要求；导线的绝缘性能应能满足敷设方式和工作环境的要求。

5、导线敷设时，尽量避免接头。若是管道配线，无论什么情况下都不允许在管内接头。实在无法避免时，接头只能放在接线盒内。在导线的接头处、分支处都不应受到机械应力，特别是拉力的作用。

6、线路沿建筑物敷设时，应保持“横平竖直”。水平敷设时，对地距离不小于2.5m；竖直敷设时最下端对地距离不小于2m。如情况特殊，无法满足上述尺寸时，应加钢管保护。

7、线路穿越楼板时，应加钢管保护。钢管上端距楼板2m，下端以刚穿出楼板为限。导线穿墙时套管保护，套管两端出墙长度不小于10mm，以防导线直接接触墙体而受潮。导线沿墙敷设时，与墙体距离不小于10mm，在跨越墙体伸缩缝的地方，应留有伸缩袷量。

二、室内配线的供电方式

由于室内用电容量大小不同，我国室内配电常用220V单相制和380V三相四线制两种制式。220V单相制供电适用于小容量的场合，如家庭、小实验室、小型办公场所等。它是由一根相线（火线）和一根零线构成的单相供电回路，如图3.10所示。一般是在380V三相四线制中取出一相（火线）一零而得到220V电压。用电容量较大的场所，如车间、礼堂、机关、学校等采用380/220V三相四线制供电，如图3.11所示，在进行线路设计时，应将用电范围的负荷尽可能相等地分成三组，分别由三相电源供电，使三相负荷尽可能平衡。对于完全对称的三相负载，如三相电动机、三相电阻炉等，为节省导线，也可用三相三线制供电。

图3.11 380/220V三相四线制供电

三、室内导线的选用

在内线安装中，由于环境条件和敷设方式的不同，使用导线的型号、横截面积也不一样。表3.3列出了内线安装常用导线的型号、名称及用途，供设计安装备料时参考。

另外，线路的载流量（负载电流）、机械强度、允许电压损失是决定导线横截面大小的主要因素。现将室内配线所允许的最小横截面列于表3.4中。

表3.3 常用导线的型号、名称及用途

型号 BV BLV BX BLX BLXF LJ LGJ BVR BVS或 (RTS) RVB或 (RFS) BXS BVV BLVV RHF RVZ 名称 聚氯乙烯绝缘铜芯线 聚氯乙烯绝缘铝芯线 铜芯橡皮线 铝芯橡皮线 铝芯氯丁橡皮线 裸铝绞线 钢芯铝绞线 聚氯乙烯绝缘铜芯软线 聚氯乙烯绝缘双根铜芯绞合软线 （丁腈聚氯乙烯复合绝缘） 聚氯乙烯绝缘双根平行铜芯软线 （丁腈聚氯乙烯复合绝缘） 棉纱编织橡皮绝缘双根铜芯绞合软线 （花线） 用途 交、直流500V及以下的室内照明和动力线路的敷设，室外架空线路 用于室内高大厂房绝缘子配线和室外架空线 活动不频繁场所的电源连接线 交、直流额定电压为250V及以下的移动电具、吊灯电源连接线 交、直流额定电压为250V及以下的吊灯电源连接线 聚氯乙烯绝缘和护套铜芯线（双根或三根） 交、直流额定电压为500V及以下的室内外照聚氯乙烯绝缘和护套铝芯线（双根或三根） 明和小容量动力线路的敷设 氯丁橡套铜芯软线 聚氯乙烯绝缘和护套连接铜芯软线 表3.4 室内配备线线芯最小允许横截面

敷设方式及用途 芯线最小允许横截面（平方毫米） 铜芯软线 － － － 1.0 － 铜线 2.5 1.0 1.5 1.0 1.5 2.5 2.5 1.0 1.0 1.0 铝线 4.0 1.5 2.5 2.5 2.5 4.0 6.0 2.5 1.5 1.5 250V室内、外小型电气工具的电源连线 交流额定电压500V以下移动式用电器的连接 1、敷设在室内绝缘支持件上的裸导线 2、敷设在绝缘支持件上的绝缘导线其支持点间距为： （1）1m及以下 室内 室外 （2）2m及以下 室内 室外 （3）6m及以下 （4）12m及以下 3、穿管敷设的绝缘导线 4、槽板内敷设的绝缘导线 5、塑料护套线敷设 四、室内配线的一般工序 1、定位

按施工要求，在建筑物上确定出照明灯具、插座、配电装置、启动、控制设备等的实际位置，并注上记号。

2、划线

在导线沿建筑物敷设的路径上，划出线路走向色线，并确定绝缘支持件固定点、穿墙孔、穿楼板孔的位置，并注明记号。

3、凿孔与预埋

按上述标注位置，凿孔并预埋紧固件。

4、安装绝缘支持件、线夹或线管。 5、敷设导线。

6、完成导线间连接、分支和封端，处理线头绝缘。 7、检查线路安装质量

检查线路外观质量、直流电阻和绝缘电阻是否符合要求，有无断路、短路。 8、完成线端与设备的连接。 9、通电试验，全面验收。

3.2.2 室内配线的方式

室内配线的方式基本分为四种：槽板配线、绝缘子或瓷夹配线、管道配线及塑料护套线配线。其中绝缘子或瓷夹配线主要用于户外或简易工棚、房屋及工厂车间内配线，槽板配线、管道配线及塑料护套线配线主要用于室内配线。下面分别介绍四种配线的方式和方法。

一、槽板配线

槽板配线是将绝缘导线敷设在槽板的线槽内，上面用盖板盖住，固定在建筑物上的一种配线方式。它适用于卧室、办公室、礼堂、图书馆等干燥场所。但不适于安装在潮湿和易燃易爆场所。

槽板有木槽板和塑料槽板两种，它们的安装方法基本相同，只是塑料槽板使用的环境温度不能低于－15度。按布线不同，槽板有两线和三线之分，如图3.12所示。

(a)二线槽板 (b)三线槽板

图3.12 木槽板的外形及尺寸

槽板配线的施工通常都在建筑物抹灰和粉刷层干燥后进行，其施工步骤如下： 1、定位划线

根据电路施工图的要求，先在建筑物上确定并标明照明器具、插座、控制电器、配电板（箱）等电气设备的位置，并按图纸上电路的走向划出槽板敷设线路。按规定划出钉铁钉的位置，特别要注意标明导线穿墙、穿楼板、起点、转角、分支、终点等位置及模板底板的固定点。槽板底板固定点间的直线距离不大于500mm，起始、终端、转角、分支等处固定点间的距离不大于50mm。划线时最好用装有颜色粉的粉线袋或长刻度尺，在建筑物上划出槽板中心线，并在固定点注明记号。

2、凿孔与预埋

槽板配线的预埋件主要是木榫、膨胀螺栓、绕有铁丝的木螺丝（如图3.13所示）和穿墙套管等，进行凿孔与预埋。

图3.13 绕有铁丝的木螺丝预制件

3、安装槽板

安装前先将槽板中的平直和弯曲部分分别检出。平直部分安装在显露的地方，弯曲的部分经过必要加工后安装在较为隐蔽的地方。

可用钉子、木螺丝或膨胀螺栓等将槽板固定在预埋件上。钉子或木螺丝等的长度不应小于槽板厚度的一倍半。在混凝土建筑物上，预埋固定件有困难时，可采用粘结技术，将槽板底板粘结在混凝土建筑物上，粘结前对混凝土的粘结面必须洗净、晾干。

槽板的拼接，按线路的不同走向，有对接、转角拼接、T型拼接、十字对接等几种方法。 （1）对接

(a)底板对接 (b)盖板对接

图3.14 槽板的对接

将要对接的两块槽板的底板或盖板锯成45度断口，交错紧密对接，底板的线槽必须对正，如图3.14所示。但注意盖板和底板的接口不能重合，应互相错开20mm以上。

（2）转角拼接

将两块槽板的底板和盖板端头锯成45度断口，并把转角处线槽之间的楞削成弧形，以免割伤导线绝缘层，转角拼接的情况如图3.15所示。

(a)底板拼接 (b)盖板拼接

图3.15 槽板转角拼接

（3）T型拼接

在支路槽板的端头，两侧各锯掉腰长等于槽板宽度二分之一的等腰直角三角形，留下夹角为90度的接头。干线槽板则在宽度的二分之一处，锯一个与支路槽板尖头配合90度的凹角，如图3.16所示，拼接时，在拼接点上把干线底板正对支路线槽的棱锯掉、铲平，以便分支导线在槽内顺利通过。

(a)底板拼接 (b)盖板拼接

图3.16 槽板T形连接

（4）十字拼接

用于水平（或竖直）干线上有上下（或左右）分支线的情况，它相当于上下（或左右）两个T型拼接，工艺要求与T型拼接相同。

4、敷设导线

槽板底板固定完毕，接着是沿着槽板线槽敷设导线。敷设导线时，应注意下面三个问题。第一，一条槽板内只能敷设同一回路的导线。第二，槽板内的导线，不能受到挤压，不应有接头。如果必须有接头和分支，应在接头或分支处装设接线盒，如图3.17所示。接头鎕在接线盒中的目的，是为了便于检修。第三，导线伸出槽板与灯具、插座、开关等电器连接时，应留出100mm左右的裕量，并在这些电器的安装位置加垫木台，木台应按槽板的宽度和厚度锯成豁口，卡在槽板上，如图3.18所示。如果线头位于开关板、配电箱内，则应根据实际需要的长度留出裕量，并在线端作好记号，以便接线时识别。

5、固定盖板

在线路安装中，固定盖板与敷线应同时进行。边敷线边将盖板固定在底板上。固定时多用钉子将盖板钉在底板的中棱上。钉子要垂直进入，否则会伤及导线。钉子与钉子之间的距离，直线部分不应大于300mm；离起点、分支、接头和终端等的距离不应大于30mm，盖板的拼接方式与底板拼接相同。

盖板做到终端，若没有电器和木台，应进行封端处理：先将底板端头锯成一斜面，再将盖板封端处锯成斜口，然后将盖板按底板斜面坡度折覆固定，如图3.19所示。

图3.17 接线盒 图3.18 槽板伸入木台做法

图3.19 槽板的封端

(a)盖板的固定 (b)槽板封端的做法

二、绝缘子或瓷夹配线

在室内布线中，如果线路载流量大，对于机械强度要求较高、环境又比较潮湿的场合，可用绝缘子或瓷夹配线。这种配线方式不仅适合于室内，也适用于室外。

1、瓷夹配线 操作工艺：

（1）定位。土建抹灰前，确定灯具、开关、插座等安装位置，再确定导线敷设路径及其穿墙、起始、转角夹板的固定位置，最后确定中间夹板的位置。

（2）划线。用粉线袋或长直木条划线。沿导线敷设路径划线，并标注灯具、夹板等安装位置，当导线截面为1－2.5mm2时，夹板间距不大于0.6m；当导线截面为4－10mm2时，夹板间距不大于0.8m。

（3）凿眼。用冲击钻在砖墙上按定位位置凿眼，还可用麻线凿凿眼，穿墙孔用长凿打孔，避免严重破坏墙壁。

（4）安装木棒或尼龙塞。将木榫或尼龙塞打入孔内。

（5）埋设穿墙瓷管或过楼板钢管。土建时预埋塑料套管或钢管。

（6）固定瓷夹板。利用预埋的木榫或尼龙塞，将瓷夹板用木螺钉直接固定在木榫或尼龙塞上，也可用膨胀螺栓固定瓷夹板等。

（7）敷设导线。将导线头固定在划线始端，用抹布或螺丝刀勒直导线，并依次拉紧固定导线，如图3.20所示。

(a)勒紧导线 (b)旋紧瓷夹

图3.20 瓷夹板内导线的敷设

注意事项：

（1）瓷夹板配线时，铜导线截面不小于1mm2，铝导线截面不小于1.5mm2。

（2）在拐弯、分支、交叉处瓷夹安置如图3.21所示。交叉时下面导线应加瓷套管。 （3）3根线平行时，应在各支撑点装两副瓷夹。

（4）进入木台应设置一副瓷夹，且线头应留有充分裕度。

图3.21 瓷夹板配线

(a)转角 (b)T形分支 (c)十字交叉 (d)三线平行 (e)进入平台

2、绝缘子的配线 操作工艺：

绝缘子配线方法的基本步骤与瓷夹配线相同，但另需说明如下：

（1）常用绝缘子有鼓形绝缘子、蝶形绝缘子、针式绝缘子、悬式绝缘子等，如图3.22所示。

利用木结构、预埋木榫或尼龙塞、预埋支架、膨胀螺栓等固定鼓形绝缘子时，其访求如图3.23所示。

图3.22 绝缘子的外形 图3.23 绝缘子的固定

(a)鼓形 (b)蝶形 (c)针式 (d)悬式 (a)木结构上 (b)砖墙上 (c)支架上 (d)环氧树脂粘贴固定

（2）敷设导线及导线的绑扎

在绝缘子上敷设导线，也应从一端开始，先将一端的导线绑扎在绝缘子的颈部，如果导线弯曲，应事先校直，然后将导线的另一端收紧绑扎固定，最后把中间导线也绑扎固定。导线在绝缘子上绑扎固定的方法如下：

A、 终端导线的绑扎 导线的终端可用回头线绑扎，如图3.24所示。绑扎线宜用

绝缘线，绑扎线的线径和绑扎匝数如表3.5所示。

图3.24 终端导线的绑扎 图3.25 直线段导线的绑扎 1、公匝数 2、单匝数 (a)单绑法 (b)双绑法

表3.5 绑扎线的线径和绑扎匝数

导线截面 （mm2） 1.5~10 10~35 50~70 95~120 纱包铁芯线 0.8 0. 1.2 1.24 绑线直径 铜芯线 1.0 1.4 2.0 2.6 铝芯线 2.0 2.0 2.6 3.0 公匝数 10 12 16 20 绑线匝数 单匝数 5 5 5 5 B、直线段导线的绑扎 鼓形和蝶形绝缘子直线段导线的一般采用单绑法或双绑法两种，截面在6mm2及以下的导线可采用单绑法，步骤如图3.25(a)所示；截面为10mm2及以上的导线可采用双绑法，步骤如图3.25(b)所示。

绝缘子配线的注意事项： （1）在建筑物的侧面或斜面配线时，必须将导线绑扎在绝缘子的上方，如图3.26所示。 （2）导线在同一平面内，如有曲折时，绝缘子必须装设在导线角的内侧，如图3.27所示。

图3.26 绝缘子在侧面或斜面导线绑扎 图3.27 绝缘子在同一平面的转弯作法

（3）导线在不同的平面上曲折时，在凸角的两面上应装设两个绝缘子，如图3.28所示。 （4）导线分支时，必须在分支点处设置绝缘子，用以支持导线，导线互相交叉时，应在距建筑物近的导线上套瓷管保护，如图3.29所示。

（5）平行的两根导线，应在两绝缘子的同一侧，如图3.30所示。

图3.28 绝缘子在平面的转弯做法 图3.29 绝缘子的分支做法 3.30 平行导线在绝缘子上 1－绝缘子 2－导线 3－建筑物 1－绝缘子 2－导线 3－瓷管 4－接头包胶布 的绑扎

（6）绝缘子沿墙壁垂直排列敷设时，导线弛度不得大于5mm；沿屋架或水平支架敷设时，导线弛度不得大于10mm。

三、塑料护套线配线 1、操作工艺

护套线配线方法的基本步骤也类似瓷夹配线，但另需说明如下：

（1）木结构上直接用铁钉固定铝片线卡，在抹灰墙上，每隔4－5个钢筋扎头固定处或进入木台和转角处用小铁钉将铝片线卡固定在木榫上，余处可将线卡直接钉在灰墙上。

（2）铝片的夹持。护套线置于铝片的钉孔处，如图3.31所示顺序扎紧。

(1) (2) (3) (4)

图3.31 铝片卡线夹住护套线操作

2、塑料护套线配线时的注意事项

（1）室内使用塑料护套线配线时，其截面规定铜芯不得小于0.5 mm2，铝芯不得小于1.5mm2；室外使用塑料护套配线时，其截面规定铜芯不得小于1.0mm2，铝芯不得小于2.5mm2。

（2）护套线不可在线路上直接连接，可通过瓷接头、接线盒或借用其他电器的接线柱来连接线头。

（3）护套线转弯时，转弯弧度要大，以免损伤导线，转弯前后应各用一个铝片线卡夹住，如图3.32(a)所示。

（4）护套线进入木台前应安装一个铝片线卡，如图3.32(b)所示。

（5）两根护套线相互交叉时，交叉处要用4个铝片线卡夹住，护套线应尽量避免交叉。 （6）护套线路的离地最小距离不得小于0.15m，在穿越楼板及离地低于0.15m的一段护套线，应加电线管保护。

(a)转角部分 (b)进入木台 (c)十字交叉

图3.32 铝片线卡的安装

四、线管配线 1、工具器材

线管、管箍、钢锯、弯管器、管子套丝绞板、接线盒、导线、钢丝；钢丝钳、手锤、螺丝刀等。

2、操作工艺 A、线管选择

（1）在潮湿或有腐蚀气体场所明敷时，应采用管壁较厚的白铁管。 （2）干燥场所采用管壁较薄的电线管。 （3）腐蚀严重场所，采用硬塑料管。

一般按穿管导线含绝缘层总截面不超过线管内截面40%选取适当直径线管。 B、落料

线管应无裂缝、瘪陷等缺陷，下料长度以尽可能减少线管连接接口为原则，用钢锯锯割适当长度，挫去毛刺和锋口。

C、弯管

为了线管穿线方便，弯管弯曲角度不应小于90度，明管敷设管子弯曲曲率半径尺≥4d，暗管敷设，弯管曲率半径R≥6d，其中d为管径。

（1）管弯管器弯管，如图3.33所示，适用于直径50mm以下线管。 （2）木架弯管器弯管，如图3.34所示。

（3）滑轮弯管器弯管，如图3.35所示，适用于直径50－100mm线管。

（4）弯曲硬塑料管，先将塑料管加热，然后放在木坯具上弯曲成型，如图3.36所示。

图3.33 弯管器弯管 图3.34 木架弯管器弯管

图3.35 滑轮弯管器弯管 图3.36 硬塑料管弯曲

D、套丝

管子套丝绞板的套丝方法见图3.37，套丝时，将线管固定于台虎钳上，当套丝将要到预定长度（管箍长度的一半）时应稍松开板牙，且边绞边松，直至形成锥形丝扣，最后应试验管箍能旋上线管。

图3.37 管子套丝绞板

(a)钢管绞板 (b)板架与板牙

E、线管连接

（1）钢管相接。采用管箍连接，为保证接口严密，在管子丝扣上顺螺纹缠上麻丝，并且在丝上涂一层白漆，再用管子钳拧紧，使两管端口吻合，如图3.38所示。

（2）钢管与接线盒连接。如图3.39所示，在接线盒内外各用一个薄形锁紧螺母紧固，如需密封，两螺母间可各垫入封口垫圈。

（3）硬塑料管连接。将两根管子的管口，一根内倒角，一根外倒角，加分内倒角塑料管至145度左右，将外倒角管涂一层胶合剂，迅速插入内倒角管，并立即用涅布冷却使管子恢复硬度，如图3.40所示。

图3.38 管箍连接钢管 图3.39 管线与接线盒的连接

图3.40 硬塑料管的插入法连接

(a)管口倒角 (b)插入法连接

F、线管接地

钢线管必须可靠接地，在钢管与钢管，钢管与配电箱及接线盒等连接处，用Φ6－Φ10mm圆钢制成的跨接线连接，见图3.41。在线管始末端分别与接地体可靠连接。

G、线管的固定

（1）线管明线敷设 如图3.42所示，当线管进入接线盒、开关、灯头、插座和线管拐角处，两边需要用管卡固定。

（2）线管在混凝土内暗敷设 预先将管绑扎在钢筋上，也可固定在浇灌模板上，且应将管子用垫块垫离混凝土表面15mm以上，如图3.43所示。

1－钢管 2－跨接线 3－管箍

图3.41 线管连接处的跨接线 图3.42 两种管卡固定方式 图3.43 线管在混凝土模板上的固定

H、扫管穿线

一般在建筑物土建地坪和粉刷结束后进行穿线工作。

（1）首先用压缩空气或绑结抹布的钢丝穿线管，以清除管内杂物和水分。

（2）用Φ1.2mm的钢丝做引线，如图3.44所示绑缠，在弯头少的地方，钢丝可直接穿出线套管出口端。

弯头多地方，可两边同时穿钢丝，在钢丝端弯曲挂钩，如图3.45所示，试探着将挂钩互相勾住，引出牵引钢丝绳。

（3）导线穿入线管前，应在管口套护圈，防止割伤导线绝缘。线管入口和出口各有一人，相互配合拉出导线，如图3.46所示。

图3.44 导线与引线的缠绕 图3.45 管两端穿入钢丝引线 图3.46 导线穿管内的方法

3、线管配线注意事项

（1）截面较大而管壁薄的钢管的弯曲，为避免弯瘪、弯裂线管，可在管内灌沙，甚至加热后再弯管。

（2）线管内导线的绝缘强度不低于500V；铜芯导线截面不小于1mm2，铝芯导线截面不小于2.5mm2。

（3）管内不准有接头，也不准有绝缘破损后经包缠恢复绝缘的导线。 （4）不同电压和不同电能表的导线不得穿在同一根管内。

（5）为便于穿线，线管应尽可能减少转角或弯曲，且规定线管长度超过一定值，必须加装接线盒时，要求：直线段不超过30m；一个弯头不超过30m；两个弯头不超过20m，三个弯头不超过12m。

（6）在混凝土内暗敷线管时，必须使用厚度为3mm的电线管；当线管外径超过混凝土厚度1/3时，不准采用暗敷线管方式，以免影响混凝土强度。

暗管配线使墙壁表面光洁好看，但不利于线路维修，提倡采用半明半暗方式，线路的高端横向采用槽板配线，低端竖向（连接开关、插座等处）采用管线暗敷配线，即横明竖暗方式，使室内配线美观而又便于维修。

3.3照明灯具及安装

3.3.1 常用电光源及其特点

我国目前最常用的电光源是白炽体发光和紫外线激励发光物质发光两大类。利用这两类光源可制成如下常用灯具。

一、白炽灯

白炽灯是目前使用得最为广泛的光源。它具有结构简单、使用可靠、安装维修方便、价格低廉、光色柔和、可适用于各种场所等优点，但发光效率低，寿命短。其寿命通常只有1000小时左右。

二、日光灯

日光灯也是使用得特别广泛的照明光源。其寿命比白炽灯长2－3倍，发光效率比白炽灯高4倍。但附件多，造价较高，功率因数低（仅0.5左右），而且故障率比白炽灯高，安装维修比白炽灯难度大。由于它优点特别突出，所以使用仍然很广泛。

三、高压汞灯

高压汞灯又叫高压水银灯，使用寿命是白炽灯的2.5－5倍，发光效率是白炽灯的3倍，耐震耐热性能好，线路简单，安装维修方便。其缺点是造价高，启辉时间长，对电压波动适应能力郑。

四、碘钨灯

碘钨灯构造简单，使用可靠，光色好，体积小，发光效率比白炽灯高30%左右，功率大，安装维修方便。但灯管温度高达500－700度，造价也较高。安装必须水平，倾角不得大于4度。

五、霓虹灯

霓虹灯管内充有非金属元素或金属元素，它们在电离状态下，不同的元素能发出不同的色光，广泛使用于大、中、小城镇的夜间宣传广告。配用专门的霓虹灯电源变压器供电，供电电压为4000－15000V。

六、低压安全灯

在一些特殊场合特别是危险场所，不能直接用220V交流电源提供照明，必须用降压变压器将220V市电降到36V及以下的安全电压作为照明灯具电源。这种低压照明灯可以确保使用人员在特殊场所或危险场所的人身安全。光源要选用36V或以下的白炽灯泡。

3.3.2白炽灯

白炽灯是利用电流通过灯丝电阻的热效应将电能转换成热能和光能。白炽灯泡插口和螺口两种形式，其构造如图3.47所示。图3.48为常用灯座。

(a)插口式 (b)螺口式 (a)插口式 (b)螺口式

图3.47 白炽灯泡 图3.48 常用灯座

1－玻璃泡 2－灯丝 3－卡脚 4－绝缘体 5－触点 6－螺纹触点

灯泡的主要工作部分是灯丝，灯丝由电阻率较高的钨丝制成。为防止断裂，灯丝多绕成螺旋式。40W以下的灯泡内部抽成真空，40W以上的灯泡在内部抽成真空后又充少量氩气

或氮气等气体，以减少钨丝挥发，延长灯丝寿命。灯丝通电后，在高电阻作用下，迅速发热发红，直到白炽程度而发光，白炽灯因此得名。

一、安装的一般要求

1、室内灯具悬挂最低高度，通常不得低于2－4m。如室内环境特殊，达不到最低安装设计时，可用36V安全电压供电。

2、室内灯开关通常安装在门边或其他便于操作的位置。一般拉线开关离地面高度不应低于2M，扳把开关不低于1.3m，与门框的距离以150－200mm为宜。

3、电源插座明装时，离地面高度不应低于1.4m，同一个场所插座安装高度应尽量保持一致，其高度差不应超过5mm。几个插座成横排安装时更应注意高度一致，高差不超出2mm。

4、不同的照明装置，不同的安装场所，照明灯具使用的导线芯线横截面积应根据灯具功率大小计算选用，一般室内用线铜线不小于0.5mm2，铝线不小于1.5mm2。

还应注意，在采用花线时，有白点的花色线应接相线，无白点的单色线接零线。

5、灯具重量在1kg以下时，可直接用软线悬吊；重于1kg者应加装金属吊链；超过3kg者，应固定在预埋的吊挂螺栓或吊钩上。

二、白炽灯安装步骤 1、圆木（木台）安装

先加工圆木，在圆木底部刻两条线槽，如果是槽板明配线，应在正对槽板的一面锯一豁口，接着将电源相线和零线卡入圆木线槽，并穿过圆木中间两侧小孔，留出足够连接电器或软吊线的线头。然后用螺丝从中心孔穿入，将圆木固定在事先完工的预埋件上，如图3.49所示。

(a) (b)

图3.49 圆木的安装

2、挂线盒的安装

下面以塑料挂线盒为例叙述其安装工艺，瓷挂线盒的安装与此大体相同。

先将圆木上的电线头从挂线盒底座中穿出，用木螺丝将挂线盒紧固在圆木上，如图3.50(a)所示。然后将伸出挂线盒底座的线头剥去20mm左右绝缘层，弯成接线圈后，分别压接在挂线盒的两个接线桩上。再按灯具的安装设计要求，取一段铜芯软线（花线或塑料绞线）作挂线盒与灯头之间的连接线，上端接挂线盒内的接线桩，下端接灯头接线桩，如图3.50(b)所示。为了不使接头处承受灯具重力，吊灯电源线在进入挂线盒盖后，在离接线端头500mm处打一个结，如图3.50(c)所示。这个结正好卡在挂线盒线孔里，承受着部分悬吊灯具的重量。如果是瓷质挂线盒，应在离上端头60mm左右的地方打结，再将线头分别穿过挂线盒两棱上的小孔固定后，与穿出挂线盒底座的两根电源线头相连；最后将接好的两根线头分别插入挂线盒底座平面的小孔里。其余操作方法与塑料挂线盒的安装相同。

图3.50 挂线盒的安装

(a) (b) (c)

此外，平灯座在圆木上的安装也与塑料挂线盒在圆木上的安装方法大体相同，不同的是不需要软吊线，由穿出的电源线直接与平灯座两接线桩相接，如图3.51所示。

3、吊灯头的安装

旋下灯头上的胶木盖子，将软吊线下端穿入灯头盖孔中，在离导线下端头30mm处打一个结，然后把去除了绝缘层的两个下端头芯线分别压接在两个灯头接线桩上，如图3.52(a)所示，最后旋上灯头盖子。

如果是螺口灯头，火线（相线）应接在跟中心铜片相连的连接桩上，零线接在与螺口相连的接线桩上，如图3.52(b)所示。如果接反，容易出现触电事故。

(a) (b)

图3.51 平灯头的安装 图3.52 吊灯头的安装

4、开关的安装

开关应串联在通往灯头的火线上。开关的安装步骤和做法与挂线盒大体相同，只是在从圆木中穿出线头时，一根是电源火线；另一根上是进入灯头的火线，它们应分别接在开关底座的两个接线桩上，然后旋紧开关盒，完工的灯具如图3.53所示。

上述安装的串联开关只能在一个地方控制一盏灯。在日常生活、工作和生产中，经常有需要在两个提出诉讼控制一盏灯的情况，这就必须安装双联开关。

用两个双联开关在两个地方控制一盏灯的接线方法如图3.54所示。

图3.53 装完开关的灯具 图3.54 两个地方控制一盏灯原理图

三、插座的安装

插座一般不用开关控制，它始终是带电的。在照明电路中，一般可用双孔插座；但在公共场所、地面具有导电性物质或电器设备有金属壳体时，应选用三孔插座，用于动力系统中的插座，应是三相四孔。它们的接线要求如图3.55所示。

图3.55 插座插孔极性连接法

插座安装方法与挂线盒基本相同，但要特别注意接线插孔的极性。双孔插座在双孔水平安装时，火线接右孔，零线接左孔（即左零右火）；双孔竖直排列时，火线接上孔，零线接下孔（即下零上火）。三孔插座下边两孔是接电源线的，仍为左零右火，上边大孔接保护接地线，它的作用是一旦电气设备漏电到金属外壳时，可通过保护接地线将电流导入大地，消除触电危险。

三相四孔园孔插座，下边三个较小的孔分别接三相电源相线，上边较大的孔接保护接地线。扁孔插座接法见图3.55所示。

3.3.3 日光灯

一、日光灯的组成

日光灯主要由灯管、镇流器和启辉器等部分组成。 （一）灯管

灯管是一根15－40.5mm直径的玻璃管，在灯管内壁上涂有荧光粉，灯管两端各有一根灯丝，固定在灯管两端的灯脚上。灯丝上涂有氧化物。当灯丝通过电流而发热时，便发射出大量电子，管内在真空情况下充有一定量的氩气和少量水银，如图3.56所示。当灯管两端加上电压时，灯丝发射出的电子便不断轰击水银蒸汽，使水银分子在碰撞中电离，并迅速使带电离子增殖，产生肉眼看不见的紫外线，紫外线射到玻璃管内壁的荧光粉上便发出近似日光色的可见光。氩气有帮助灯管点燃并保护灯丝，延长灯管使用寿命的作用。

图3.56 日光灯灯管构造

（二）镇流器

镇流器是具有铁心的电感线圈，它有两个作用，在启动时与启辉器配合，产生瞬时高压点燃灯管；在工作利用串联于电路中的高电抗灯管电流，延长灯管使用寿命。

镇流器的结构形式有单线圈式和双线圈式两种。如图3.57所示。从外形上看，又分为封闭式、开启式和半开启式三种。图3.57(a)是封闭式；图3.57(b)是开启式。

镇流器的选用必须与灯管配套。即灯管瓦数必须与镇流器配套的标称瓦数相同。

(a)单线圈式 (b)双线圈式 (a)结构 (b)装配

图3.57 日光灯镇流器 图3.58 启辉器

（三）启辉器

又名启动器、跳泡。由氖泡、纸介电容、引线脚和铝质或塑料外壳组成。氖泡内有一个固定的静止触片和一个双金属片制成的倒U形触片。双金属片由两种膨胀系数差别很大的金属薄片粘合而成，动触片与静触片平时分开，两者相距1/2mm左右，其构造如图3.58(a)所示，与氖泡并联的纸介电容容量在5000pF左右，它的作用是：第一，与镇流器线圈组成LC振荡回路，能延长灯丝预热时间和维持脉冲放电电压；第二，能吸收干扰收录机、电视机等电子设备的杂波信号。如果电容被击穿，去掉后氖泡仍可使灯管正常发光，但失去吸收干扰杂波的性能。

（四）灯座

一对绝缘灯座将日光灯管支承在灯架上，再用导线连接成日光灯的完整电路，灯座有开启式和插入式两种，如图3.59所示。开启式灯座还有大型和小型两种，如6W、8W、12W、13W等的细灯管用小型灯座，15W以上的灯管用大型灯座。

(a)开启式 (b)插入式

图3.59 日光灯座

在灯座上安装灯管时，对插入式灯座，先将灯管一端灯脚插入带弹簧的一个灯座，稍用力使弹簧灯座活动部分向外退出一小段距离，另一端趁势插入不带弹簧的灯座。对开启式灯座，先将灯管两端灯脚同时卡入灯座的开缝中，再用手握住灯管两端灯头旋转约1/4圈，灯管的两个引出脚即被弹簧片卡紧使电路接通，如图3.60所示。

（五）灯架

灯架用来装置灯座、灯管、启辉器、镇流器等日光灯零部件，有木制、铁皮制、铝皮制等几种。其规格应配合灯管长度、数量和光照方向选用。灯架长度应比灯管稍长。如图3.61所示。反光面应涂白色或银色油漆，以增强光线反射。

图3.60 在开启式灯座上安装灯管 图3.61 日光灯架 二、日光灯电路和工作原理

日光灯镇流器分单线圈式和双线圈式两种，它的电路接法也有如图3.62所示的几种形式。

图3.62 日光灯常用电路

(a)单线圈式单管电路 (b)单线圈式双管电路 (c)双线圈式单管电路

日光灯的工作过程分为启辉和工作两个阶段，下面以图3.62（a）所示电路为例分析单线圈镇流器日光灯的工作原理：由图可见，开关、镇流器、灯管两端的灯丝和启辉器，可认为处于串联状态。刚合上开关瞬时，启辉器动、静触片处于断开位置；而灯管属于长管放电发光状态，启辉器管内内阻较高，灯丝发射的电子不能使灯管内部形成电流通路；镇流器处于空载，线圈两端电压降极小；电源电压几乎全部加在启辉器氖泡动、静触片之间，使其发生辉光放电而逐渐发热，U形双金属片受热后，由于两种金属膨胀系数不同发生膨胀伸展而

与静触片接触，将电路接通，构成日光灯启辉状态的电流回路，使电流流过镇流器和两端灯丝，灯丝被加热而发射电子；启辉器动、静触片接触后，辉光放电消失、触片温度下降而恢复断开位置，将启辉器电路分断；此时镇流器线圈中由于电流中断，在电感作用下产生较高的自感电动势，出现瞬时脉冲高压，它和电源电压叠加后加在灯管两端，导致管内惰性气体电离发生弧光放电，使管内温度升高，液态水银汽化游离，游离的水银分子剧烈运动撞击惰性气体分子的机会急剧增加，引起水银蒸气弧光放电，辐射出波长为2573a左右的紫外线，紫外线激发管壁上的荧光粉而发出日光色的可见光。

灯管启辉后，管内电阻下降，日光灯管回路电流增加，镇流器两端电压降跟着增大，有的要大于电源电压的1.5倍以上，加在氖泡两端电压大为降低，不足以引起辉光放电，启辉器保持断开状态而不起作用，电流由管内气体导电而形成回路，灯管进入工作状态。

由日光灯工作原理可见，镇流器具有如前所述的作用：在启辉过程中，它利用自身感抗灯丝预热电流并使其保持电子发射能力，防止灯丝被烧断。在灯管启辉以后，降低灯管两端工作电压，其工作电流，保证灯管正常工作。为减少磁饱和，镇流器铁心磁路中根据所配用灯管功率不同而留有不同间隙，以增加漏磁通，灯管启动电流。

双线圈镇流器日光灯的工作原理如图3.62（c）所示。开启电源，当电流流过主线圈1、2端时，在副线圈3、4端中感应出电动势。感应电动势经过启辉器和灯管一端灯丝后，加在主线圈上，这个感应电动势与主线圈电动势方向相反，将主线圈磁场抵消一部分，从而减小了主线圈的交流阻抗，使主线圈中供电电流增加，给镇流器贮存更多的能量，使灯管中两灯丝之间发射的电子对水银蒸汽的轰击力更大，容易使灯管启辉。当灯管点燃后，启辉器断开，副线圈感应电动势消除，不再影响主线圈磁场，使主线圈恢复到较高阻抗，日光灯的工作电流，保证灯管正常工作。

在使用双线圈镇流器时，必须区分主线圈与副线圈。区分方法可用万用表检测法：用万用表R×10Ω或R×1Ω档检查两个线圈的冷态直流电阻。6￣8W镇流器主线圈电阻在150Ω左右，副线圈在10Ω左右；10W￣20W镇流器主线圈电阻在30Ω左右，副线圈在2Ω左右。

三、日光灯的安装

安装日光灯，首先是对照电路图连接线路，组装灯具，然后在建筑物上固定，并与室内的主线接通。安装前应检查灯管、镇流器、启辉器等有无损坏，是否互相配套，然后按下列步骤安装。

（一）准备灯架

根据日光灯管长度的要求，购置或制作与之配套的灯架。 （二）组装灯架

对分散控制的日光灯，将镇流器安装在灯架的中间位置，对集中控制的几盏日光灯，几只镇流器应集中安装在控制点的一块配电板上。然后将启辉器座安装在灯架的一端，两个灯座分别固定在灯架两端，中间距离要按所用灯管长度量好，使灯管两端灯脚既能插进灯座插孔，又能有较紧的配合。各配件位置固定后，按电路图进行接线，只有灯座才是边接线边固定在灯架上。接线完毕，要对照电路图详细检查，以免接错、接漏。

（三）固定灯架

固定灯架的方式有吸顶式和悬吊式两种。悬吊式又分金属链条悬吊和钢管悬吊两种。安装前先在设计的固定点打孔预埋合适的紧固件，然后将灯回固定在紧固件上。其安装方式和实际接线如图3.63所示。

吸顶式 悬吊式

图3.63 日光灯的安装方式与实际线路

最后把启辉器旋入底座，把日光灯管装入灯座，开关、熔断器等按白炽灯安装方法进行接线。检查无误后，即可通电试用。

3.3.4 照明灯具安装的一般规定

一、照明灯具安装的一般规定

户内照明灯具的安装方式有吸顶式、壁挂式和悬吊式等，如图3.所示。一般要求如下：

（1）灯具安装必须牢固，采用导线自身作吊线时，只适用于重量低于1kg的灯具；重量超过1kg的灯具应采用链吊或管吊；重量超过3kg，必须固定在预埋挂钩或螺栓上。

（2）灯具引接的导线，不应受额外张力，也不得易遭磨损或割裂。

（3）安装在易燃性吊顶内灯具应作好隔热防火措施，且有良好通风散热孔隙。

（4）相对湿度常在85%以上、环境温度经常在40℃以上，以及有尘埃、地面是良好导体的场所均属危险场所。这时在危险场所安装的灯具，其灯头离地不得小于2.5m，其他非危险场所安装的灯具离地一般不应小于2m。

(a) (b) (c) (d) (e) (f)

(g) (h) 图3. 一般灯具安装

(a)自在器式吊线灯 (b)固定式吊线灯 (c)防潮、防水式吊线灯 (d)人字式吊线灯

(e)吊杆灯 (f)吊链灯 (g)吸顶灯安装 (h)壁灯安装

1－自在器 2－塑料胀管

(a) (b) (c) (d) (e) (f)

(g) (h) (i) (j) (k) (l)

(m) (n) (o)

图3.65 灯具的附件

(a)拉线开关 (b)顶装式拉线开关 (c)防水式拉线开关 (d)平开关 (e)暗装开关 (f)台灯开关

(g)插口吊灯座 (h)插口平灯座 (i)螺口吊灯座 (j)螺口平灯座 (k)防水螺口吊灯座 (l)防水螺口平灯座 (m)圆扁通用双极插座 (n)扁式单相三极插座 (o)暗式圆扁通用双极插座

二、灯具附件安装的规定

常见灯具附件如图3.65所示。灯具附件安装要求为： （1）相线（即火线）必须经过开关再接到灯座上。

（2）螺口灯座、相线经开关后应接灯座中心的弹片触点上，零线接在螺纹触点上。 （3）软导线兼承载灯具重力时，软线一端套入吊线盒内，另一端套入灯座罩盖，两端均应在线端打结扣，以便结扣承载拉力，而导线接头处不受力，如图3.66所示。

(a) (b) (c) 图3.66 吊灯座安装

(a)挂线盒内接线 (b)装成的吊灯 (c)吊灯座安装

1－底座 2－罩盖 3－打结 4－木台挂线盒 5－吊灯座盖 6－打结

思考与习题

1、家用配电板电板的基本组成有哪些器件？ 2、试画出家用配电板的基本电路图。

3、室内配线有哪些基本要求？怎样选用导线？ 4、室内配线方式有哪几种？ 5、室内布线常按哪些步骤进行？ 6、插座的安装有哪些安全要求？

7、日光灯由哪些部件组成？各部件的主要结构和作用是什么？ 8、试述日光灯启辉器的工作原理。

9、日光灯通电后完全不亮，可能由哪些原因造成？怎样检查？

10、日光灯通电后灯管两头发红，但不启辉，可能由哪些原因造成？怎样检查？

第四章 继电－接触器控制

生产过程的自动化在提高劳动生产率、改进产品质量、减轻工人体力劳动等方面起着十分重要的作用。

目前的工作机械大部分为电动机拖动，所以，自动控制的核心问题就是对电动机进行控制，继电—接触器控制线路是由按扭﹑接触器﹑继电器和各种保护电器等所组成的一种控制线路。它能根据生产要求实现对电动机或其他执行元件的控制，继电一接触器控制的优点是操作简单，控制方便、比较直观，易于掌握，还能与各种保护电器相配合，实现短路、过载、失压等保护，是一种最简单的自动控制的方法。

本章的教学基本要求是：了解常用低压电器的结构和功能。掌握继电一接触器控制的自锁、联锁以及行程和时间控制的原则，了解过载、短路和失压保护的方法。能读懂简单的控制电路原理图。了解一般继电一接触器控制柜的布线、安装的基本知识。

4.1 常用控制电器

因为继电一接触器控制线路是由各种控制电器和保护电器所组成，因此，在了解各种控制电路之前必须首先熟悉各种常用电器的结构、工作原理和表示符合。从功能上分，常用电器分为主令电器、控制电器和保护电器；下面分别加以介绍。

一、主令电器

在控制线路中，主令电器主要用来发出指令，以控制电磁开关的线圈与电源的接通与断开或实现线路的转换，实现某种控制功能。主令电器大多数是手动式，依靠手的按压作用使其触点发生动作。主令电器的种类很多，常用的有：按钮、转换开关、行程开关、主令开关、主令控制器、脚踏开关等。本节主要介绍按钮和转换开关。

1、按钮

按钮的结构原理图如图4.1（a）所示。它主要由按钮帽、连杆、二对动触点、二对静独点以及恢复弹簧等所组成。按钮帽分红色、黄色、蓝色、绿色、白色、黑色等，它装在连杆上端，二对动触点装在连杆下端，二对静触点装在按钮盒内，并通过接线柱与外部相连。在正常状态下，动触点与上面的一对静独点相接触，这对触点称为常闭触点。而下面的一对触点是断开的，称为常开触点。按下按钮时，常闭触点断开，常开触点闭合（故常团触点又称动断触点，常开触点又称动合触点）。当手松开后，在恢复弹簧的作用下按钮又恢复原来的状态。按钮的图形符号如图4.1（b）所示。

按钮在结构上形式多种多样，触点的数目各不相同，主要根据使用场合、触点的数目以及按钮的颜色来选择。对于非常重要的控制配合，要求有可以防止误操作的按钮时，可选用钥匙式控制按钮；对于要求接通多个控制支路时，可选用旋转式控制按钮；当要求用于紧急时切断电源，可选用紧急式的控制按钮；在控制柜面板上的按钮，有的要求有灯光显示，这时可选用带灯的控制按钮；没有什么特殊要求，可选用一般按钮。对于按钮罩的颜色，一般红色钮罩多用于“停止”“紧急”的地方；黑色和绿色多用于“启动”、“通电”的地方；黄色透明的钮罩带灯按钮多用于显示工作或间歇状态。

常用的为LA系列按钮，图4.2为LA系列按钮外形图。

2、转换开关

转换开关又称组合开关，是结构上比刀式开关更加紧凑、使用更加灵活和方便的一种手动电器，它常用于控制线路的通断或线路的转换。转换开关的种类也很多。下面介绍几种常用的类型。

（1）用于控制三相线路通断的转换开关。

图4.3为一用于接通和断开三相异步电动机的转换开关的结构示意图。胶木盒内装有一个可转动的公共轴，轴上装有多个触片，这些可随轴转动的触片称动触片。胶木盒内还装有与动触片数目相同的静触片。这些静触片由接线柱与外电路相连。手柄只有两个定位位置：水平位置和垂直位置，由凸轮定位。当转动手柄至水平位置时，静触片与动触片断开（即X1与C1，X2与C2、X3与C3断开），电动机停车。当转动手柄至垂直位置时，动触片就插入到相应的静触片中，使三相电路同时接通（即X1与C1、X2与C2、X3与C3接通）。电动机启动。

（2）用于控制三相异步电动机正反转的转换开关

图4.4是用于控制三相异步电动机正反转的转换开关结构示意图和触点动断表。图中X1、X2、X3分别为电源引线，C1、C2、C3，分别接电动机接线端。转换开关手柄有三个定

位位置。在不同位置时接通不同的电路，动断表（图4.4(d)）中的符合“X”表示相应的触点接通，空格则表示相应的触点断开。当开关手柄转到位置“0”时，动触点不与任何静触点接触，整个电源断开，见图4.4（a）。当开关手柄转到位置“I”时，X1、X2、X3，分别与C1、C2、C3，相接通。见图4.4（b），电动正转。当开关手柄转到位置“II”时，X1、X2、X3则分别与C1、C2、C3相接，此时两相电源线对调，电动机反转，见图4.4（c）。在电动机不频繁起停且电动机容量不大的情况下，可采用这种转换开关方便地实现电动机的正反转控制。

（3）万能转换开关

另外，还一种多档的转换开关，它的触点较多，手柄常有几个定位位置；它能同时接通和断开多条电路，这种转换开关通常称为万能转换开关。它常用于选择系统的不同工作方式，便如自动方式、半自动方式和手动方式等。图4.5是一种万能转换开关的图形符号和触点断合表。在图形符号中，黑点表示手柄在相应位置时该触点闭合，无黑点表示断开，例如，当手柄转到位置“II”时，触点1和3接通，而触点2、4、5、6断开。又如，当手柄转到位置“O”时，所有触点均接通。

常用的转换开关为LS系列和LW系列。图4.6为LW系列万能转换开关外形图。

二、接触器

接触器是一种依靠电磁力使触点产生动作的一种电器，在自动控制系统中，常用它接通或断开负载电路。根据接触器线圈所需电源电压的不同，接触器常分为交流接触器和直流接触器，但也有交直流两用的接触器。

1、交流接触器

交流接触器主要由触点、电磁系统和灭弧装置三大部分组成，下面分别介绍它们的结构和作用。

（1）触点

交流接触器的触点分为主触点和辅助触点两类，每一对触点包含一个动动触点和静触点，如图4.7所示。主触点为三对常开触点，用来接通或断开负载电路，由于它允许通过较大的电流（一般大于10A），故触点较大；而辅助触点包括常开触点和常闭触点两种。辅助触点用于接通或断开控制电路中接触或继电器的线圈，辅助触点额定电源一般为5A。常和的CJ系列交流接触器有四对辅助触点，两对常闭，两对常开。

（2）电磁系统

电磁系统是由静铁心、动铁心（或叫衔铁）和线圈组成。线圈套在静铁心中。动铁心通过连杆与触点相连。当线圈通电时，铁心中产生磁通，使静铁心和动铁心之间产生电磁吸力，动铁心被吸引并带动动触点向下运动，使得原来接触的动静触点分开，原来分开的动静触点接触，即常开触点闭合，常闭触点断开。当线圈断电时，由于恢复弹簧的作用于使动铁心恢复到原来的状态（即常触点重新断开，常闭触点重新闭合）。这样，可以通过控制线圈得电或断电，达到控制负载波电路通断的目的。

当主触点容许通过的电流较小（小于10A）时，主触点和辅助触点就被做成一样大小，即无主触点和辅助触点之分。

线圈的额定电压通常有两种：380V和220V。线圈的额定电压决定了控制电路所需的电源电压，通常按通过主触点的电流大小和线圈额定电压来选择接触器。

（3）灭弧系统

接触器在断开大电流电路时，在断开瞬间触点处将产生电弧，实质上是动触点与静触点之间的气体在电场作用下出现的放电现象。它会烧坏触点，有时还会烧熔触点而使动静触点焊在一起，使电路不能切断，有时甚至会引起相间短路。因此，通断电流较大的交流接触器常带有灭弧装置，使在触点断开时能迅速熄灭电弧。

传统的交流接触器产生主要为CJ系列。换代产品为CJ20系列、CJO系列等。引进产品有B系列、STB系列等。图4.8为CJ20系列交流接触器外形图。

2、直流接触器

直流接触器与交流接触器的主要区别是直流接触器线圈所需的电源是直流电源。常用的为220V和440V。直流接触器常用于控制直流电动机的启动、换向，调速或反接制动。

常用的直流接触器为CZ系列。

三、继电器

在控制线路中，继电器主要用于实现某种控制或保护功能。控制继电器的种类繁多，常用的有电流继电器、时间继电器、中间继电器、热继电器、温度继电器、漏电保护继电器、速度继电器等。本节只介绍中间继电器和热继电器。

1、中间继电器

中间继电器在结构上和交流接触器基本相似，工作原理也完全相同，但中间继电器无主触点与辅助触点之分，仅分常开触点和常闭触点两种，且触点数较多。常用的JZ7系列中间继电器有4个常开、4个常闭触点，触点额定电流为5A。

在控制电路中，中间继电器主要用来使信号得到放大（实现用较弱的电流去控制额定电流较大的接触器的电磁线圈），增加信号数量（使同一个信号能同时控制多个电磁线圈）。图4.9为中间继电器的线圈和触点符合。

常用中间继电器有JZ7系列和JZ8系列两种。通常按线圈额定电压、触点额定电流和触点数来选择中间继电器。

2、热继电器

热继电器是一种利用电流的热效应使触点动作的保护电器，常用作电动机的过载保护。当电动机过载或短路时，热继电器的常闭触点打开，断开相应的控制回路，使电机得到保护。

热继电器主要由发热元件（即电阻丝）、双金属片、传导部分和常闭触点组成，如图4.10所示。发热元件绕在双金属片上。双金属片由二种膨胀系数不同的金属焊接而成。其上端固定，下端与传导部分相连。传导部分由导板、杠杆、弹簧等组成。工作时，发热元件串接在电机主回路中，常闭触点串接在控制电机的接触器线圈所在的回路中。当电机过载时，通过发热元件上的电流增加，双金属片受热膨胀，下端向右产生弯曲，推动导板向右运动。当弯曲到一定程度时，导板带动杠杆1绕支点1反时针方向旋转，从而顶开常闭触点。常闭触点断开后，控制电机的接触器线圈断电，使电机和电源断开，达到保护电机的目的。

热继电器有自动复位和手动复位两种情况。这主要由自动手动复位调节螺钉决定。当它向左旋转到MN线左边时，若常闭触点断开、动触点A点仅在MN线左边。在发热元件冷却后，由于弹簧1的作用使导板、杠杆1复位；同时，由于弹簧2的作用使杠杆2绕支点2顺时针方向旋转，使得常闭触点自动闭合，这叫做自动复位，当调节螺钉在MN线右边时，若常闭触点断开，动触点A将运动到MN线右边，这样，弹簧2的作用使杠杆2绕支点2逆时针方向旋转，常闭触点无法自动闭合，只有按下手动复位按钮才能使常闭触点重新闭合，这叫做手动复位。

热继电器上方装有调节电流旋钮。旋动旋钮时，偏心轮压迫支撑杆绕支点3左右移动，当支撑杆左移时，扛杆1与扛杆2的间隙增大，这样热元件的动作电流将增大，反之热元件动作电流将减小。因此，热继电器发热元件的动作电流（或叫整定电流）可以在一定范围内调节。当热元件中通过的电流超过整定电流的20%时，热继电器应在20分钟内动作。通常按整定电流选用热继电器。整定电流应调节到与电动机的额定电流一致。

由于热惯性，热继电器从过载到发生动作，需要一定的时间。过载电流越大，动作时间越短。

常用的热继电器型号为JR系列。

四、熔断器

熔电器是一种短路或过载保护元件。当线路发生短路或过载时它能可靠地切断电源，以保护电网及电器设备免受短路或过载电流的影响。

熔断器主要由熔体与外壳两部分组成。熔体由铅锡锌等合金制成。外壳由陶瓷等绝缘材料制成。熔体的熔点较低，如流过的电流过大的，因产生的热量大而被烧断，这样，与它串接的电路便断开了。

常用的熔断器有瓷盒式和螺旋式两种。图4.11是这两种熔断器的外形图和符号。

选择熔断器除了选择熔断器的类型外，还要选择熔断器的额定电流。熔断器的额定电流表示熔断器长期工作时允许通过的电流。熔体的额定电流可按以下方法决定：

（1）电阻负载（包括电灯负载）的熔丝

熔体额定电流≥电阻负载的额定电流 通常可选1.5-2倍。 （2）电动机的熔体

电动机启动时电流较大，为了防止因启动电流较大而将熔体烧断，因此熔体不能按电动机的额定电流来选择，通常按下式计算：

对于一台电动机且启动不频繁时： 熔体额定电流≥电动机的启动电流/2.5 如果启动频繁，则

熔体额定电流≥电动机的启动电流/1.6～2 对于几台电动机合用的总熔体

熔体额定电流≥（最大电动机的启动电流+其余电动机额定电流之和）/2.5

熔体熔断时间与流过熔体的电流有关。熔断时间与电流平方成正比，电流越大，熔断时间越短。另外，有一种快速熔断器，它的动作速度快，当电流超过熔体额定电流5倍以上时，熔断时间可在几毫秒之内。快速熔断器常用于可控硅的过电流或短路保护。

五、自动开关

自动开关（或称为自动空气开关）是将控制电器和保护电器的功能合为一体的电器。它不仅可用作低压（低于500V）配电的总电源开关，还能在电路发生短路、过载、欠压等故障时自动切断电路，起到保护电源或负载的作用。

自动开关种类很多，但均由触点、操作机构、脱扣器、灭弧室等组成。图4.12为自动开关的工作原理图。通过手动操作联杆机构使主触点闭合，接通三相电路。过电流线圈串在电路中（图中只画出一个线圈，实际上有两个或三个），欠压线圈则并在电源两端。当电路短路或电流过大时，过电流线圈产生的电磁吸力克服了弹簧2的反作用力使过流脱扣器的顶杆向上运动顶开脱扣钩子，于是在弹簧1的作用下，使主触点动作，切断电源，起到了保护作用。如电源电压低于某一规定值或者消失时，欠压线圈定磁吸力小于弹簧3的作用力，于是欠压脱扣器的顶杆在弹簧3的作用下顶开脱扣钩子，起到欠压保护作用。

用自动开关实现短路保护比熔断器优越。因为三相负载中发生线间短路时，很可能只有一相熔断器烧断，造成单相运行。而使用自动开关时，只要发生线间短路，开关就跳闸，将三相电路同时切断，因此，在要求较高的场合常采用自动开关。

常用的自动开关为DZ系列。如下图所示的几种常用的低压空气开关。

4.2基本继电一接触器控制电路

一、电气原理图

现代生产机械的自动控制主要是使电动机的各种不同的运行状态和电磁阀的通断电情况可以根据生产的工艺要求自动改变。虽然由于工艺要求不同，控制线路复杂程度也不一样，但都是由基本控制电路或典型控制环节组成的。本节将介绍几种常用的基本继电一接触器控制电器。

图4.13 典型的控制线路原理图

图4.13(a)是一个按实际电器元件画出的控制线路图。这种画法显然不方便。而且实际上控制线路涉及的电器元件多，若按这种画法，根本无法画出来，所以，实际上都是画成原理性的控制电路图，如图4.13（b）所示，画原理图时应遵守以下几条原则：

（1）所有电器在图中均同时用其标准图形符号和文字符号表示。所有电器的触点均按常态画出。所谓常态，对继电器、接触器而言是指线圈未得电时触点的状态；对行程并关、按钮等而言是指此电器未受压时触点的状态。

（2）为了在原理图上充分体现各电器之间的联系关系和工作原理，同一电器的各个部件可以画的不同的地方。但同一电器的所有部件应使用同一文字符号。

（3）将整个线路分成两部分来画，负载所在的大电流回路称主回路，常用粗实线表示，画在左边。接触器线圈、辅助触点、继电器的线圈和触点、主令电器等小电流回路称控制回路，常用细实线表示，画在右边。

（4）对于复杂的控制线路，为了便于安装和维修，对各电器的各个部件的两个端点要加以编号。主回路中的同种电器用同一字母加角标表示。控制回路中的电器则用数字表示，一般以各电器的线圈为界，左边用奇数顺序进行标注，右边用偶数顺序进行标注，同一节点的各条支路应标注同一数字。

二、单向直接启动控制

1、点动控制

当电动机容量较小时，可以采用直接启动的方法控制。图4.14为点动控制线路，主回路由刀开关S（或用转换开关）、接触器的主触点KM和电动机M组成。熔断器FU作短路保护用，刀开关S用作电源引入开关。电动机的启动或停车由接触器KM的三个主触点来控制。控制回路由启动按钮SB（只用了它的常开触点）和接触器线圈KM串接而成。

线路的工作原理如下：按下启动按钮SB时，控制回路接通，接通器线圈KM得电，其主触点KM闭合，接通主回路，电动机M得电运转。当手松开时，由于按钮复位弹簧作用于，使得SB断开，接触器线圈KM断电，主触点断开，使电机主回路断电，电动机停转。这种用手按住按钮电机就转，手一松电机就停在控制线路称为点动控制线路。

生产上有时需要电动机作点动运行。例如，在起重设备中常常需要电动机点动运行；在机床或自动线的调整工作时，也需要电动机作点动运行。所以点动控制线路是一种常见的控制线路，也是组成其它控制线路的基本线路。

2、连续运行

如需要电动机连续运行，则在点动控制线路中的启动按钮SB2的两端并上接触器KM的辅助常开触点，如图4.15所示。按下按钮SB2时，按触器线圈KM得电，在接通主回路的同时，也使接触器的辅助常开触点KM闭合。手松开后，虽然按钮SB2断开，但电流从辅助常开触点KM上流过，保证接触器线圈KM继续得电，使电机能连续运行。辅助常开触点的这种作用称为自锁（或自保）。起自锁作用的触点称自锁触点。

在此线路中还需串联停止按钮SB1（只用了它的常闭触点）。此按钮受压时，其常闭触点断开，接触器线圈KM断时，主触点断开，电机停止转动。

上述的自锁触点还具有零压保护作用。当线路突然断时，接触器线圈KM失电，在断开主回路的同时，也断开了自锁触点，当电源重新恢复电压时，由于自锁触点已经断开，线路不再接通，这样就可以避免发生事故，起到保护作用。

为了防止长期过载烧毁电机，线路中还接了热继电器KOL。当电动机长期过载运行时，串接在主回路中的受热体膨胀引起动作，顶开串接在控制回路中的常闭触点。断开控制回路和主回路，从而保护了电动机。

将起、停按钮、接触器和热继电器组装在一起就构成所谓磁力启动器，它是一种专用于三相异步电动机起、停控制和长期过载保护的电器。

三、正反转控制

许多生产机械的运动部件，根据工艺要求需要电机能正、反两个方向旋转。由三相异步电动机的工作原理可知，改变定子绕组中流过电流的相序就可使电机的旋转方向发生改变。为此，可控制两个接触器分别引入不同相序的电流到电机便可实现电机正反转控制。

图4.16

图4.16(a)为电机正、反转主回路。图中KM1为控制正转的接触器，KM2为控制反转的接触器。它们的主触点均接在主回路上。KM1的主触点闭合时，将A、B、C三相电流分别引进电机U1、V1、W1绕组中，电机正转。当KM2的主触点闭合时，A、C相电流对调（即A相电流流入W1绕组，C相电流流入U1绕组中），电机便反转。从主回路可以看出，如果KM1和KM2同时得电时，将造成线间短路。为避免事故发生，必须在KM1和KM2中的一个线圈得电时，迫使另一个线圈不可能得电，这种两线圈不能同时得电的互相制约的控制方式叫做互锁。在实际控制线路中，只要将KM1和KM2的常闭辅助触点分别串入对方线圈的控制线路中就可达到互锁的目的。如图4.16(B)所示。这样，当线圈KM1得电时。串接在线圈KM2电路中的KM1常闭触点断开，此时即使按下反转按钮SB3，KM2也不可能得电。

只有先按停止按钮SB1和KM1断时，其常闭触点KM1闭合后，再按下SB3时，电机才能反转。同理可知电机在反转时也能达到互锁目的。

此线路正转或反转控制原理与连续运行控制相同，在此不再叙述。

图4.16（c）为既有电气互锁。又有机械互锁的正反转控制线路。此线路虽然复杂些，但控制电机从正转变为反转时，不必先按停止按钮SB1，只要按下反转按钮SB3就会先断开正转线路，使反转线路接通。从反转到正转也是如此，操作比较方便。

四、联锁控制

在实际生产中，还存在着另一种制约情况，如第一台电机工作后，第二台电机才能工作，或者第一台电机不停止，第二台电机不能停止等等。这种由一台电机的工作情况决定其它电机工作情况的制约关系叫做联锁。

联锁控制根据具体要求不同采用不同的控制方式。在图4.17中，控制电动机IM（图中主电路未画出）的接触器IKM的辅助常开触点串接在控制电机2M工作的接触器2KM的线路中，这样，只有当1KM得电后2KM才具备得电的条件，即只有当电机IM工作后电机2M才可能工作。

在图4.18中，2KM的常开触点并接在1KM的停止按钮上。只有当2KM失电后，1KM才可能失电。这样就可满足当电机2M停止工作后电机1M才能停止工作的要求。

五、集中控制与分散控制

在现代生产中，往往将各种生产工艺过程按顺序连成一条流水生产线，完成从原料到成品加工的全过程，这就是生产自动线。在生产自动线上，需要一个总的控制机构，以便对自动线上各种机床实行集中控制，同时，各种机床自身也应可以分散控制，以便试车或者单独操作。这样就需要对各机床同时实现集中控制和分散控制，图4.19就是一个简单的集中控制与分散控制的线路。

图中SB1、SB2安装在总操作台上，SB2通过中间继电器KA对IKM和2KM实现集中控制，而1SB1、1SB2、2SB1、2SB2则分散装在每台机床上，以便对机床实现单独控制。这样，按下SB2、KA得电，其常开触点闭合，使1KM和2KM同时得电并工作。按下SB1，1KM和2KM同时失电并停止工作，分别按1SB2或2SB2，则分别使1KM或2KM工作，实现对1KM或2KM的单独控制。如果需要在总操作台上也能分别操作各台机床，只需在总操作上台上安装两只分别与1SB1、2SB1串联的停车按钮和两只分别与1SB2、2SB2并联的启动按钮即可。

六、典型控制环节

在生产的自动控制过程中，随着工艺过程的进展，必然伴随着一些物理量的变化，如位置、时间、速度等。典型控制环节就是根据这些物理量的变化来实现电机控制的电路，分为行程控制、时间控制和速度控制。这里我们不讨论具体电路（控制电路在其它课程中讨论），仅介绍典型控制环节中使用的典型元件。

1、行程控制

行程控制就是根据运动部件所走的行程（或所处的位置）来实现某种控制（或实现某种运动）。例如，在龙门刨床工作台控制中，需要根据龙门刨床工作台的行程位置控制工作台移动的方向和速度。又如车间的行车要对其进行限位控制，当行车行走至终点时，控制其停止或自动返回。实现行程控制的典型元件为行程开关。

行程开关（又叫位置开关）是由位置来决定其动作的开关元件，它的结构基本上与按钮一样，一般只具有一个常开触点和一个常闭触点（也有触点数较多的行程开关）。这些触点与触杆或滋轮直接相连。行程开关装在机床或生产设备的固定部件上，而运动部件上装设挡块。当运动部件带动档块运动至行程开关所处位置时，挡块碰到行程开关的触杆或滋轮，行程开关受压，其常开触点闭合，常闭触点断开，接通或断开相应的电路，达到自动控制的目的。

行程开关结构上主要分为直线式和滚动式两种，直线式行程开关结构示意图和图形符号如图4.20所示。图4.21为LX系列行程开关外形图。

2、时间控制

时间控制，就是按时间实现某种控制。例如三相异步电动机的Y-△换接启动。开始启动时，电动机的定子绕组接成Y形，过一段时间，即启动完毕后，将定子绕组换接成△形运行，这就是时间控制。

实现时间控制的电器为时间继电器。时间继电器的种类较多，有空气阻尼式、电子式、钟表机械式等，但不管是哪一类时间继电器，都是在继电器线圈得电（或断电）后，延迟一

段时间，它的延时触点才动作。通过延时触点接通（或断开）控制电路中的部分电路来控制主电路负载工作，实现时间控制。

图4.22为两种时间继电器的外形图。

3、速度控制

速度控制，就是按转速的高低来实现某种控制。例如电动机要反接制动时，必须要在转速接近零时使用电源断开，否则电动机就会反方向启动。

要实现速度控制，就需要一种能反映速度变化的电器，当速度变化到一定值时，接通或断开控制电路，实现速度控制。这类电器常用的有速度继电器、测速发电机以及电子速度检测装置等。下面介绍速度继电器工作原理。

图4.23是速度继电器的示意图。

速度继电器主要由转子、外环和触点组成。转子是由永久磁铁制成，外环内圆表面有和鼠笼式绕组相似的绕组，外环可以转动一定的角度。

当速度继电器的永久磁铁由电动机带动旋转时，在鼠笼绕组上感应电动势，产生感应电流，此电流与永久磁铁相互作用产生一电磁力使外环转动一个角度。转动的方向由永久磁铁的旋转方向决定。当外环转动一个角度后，固定在外环上的顶块也跟着转动并拨动触点使之动作，使常闭触点断开、常开触点闭合，接通或断开控制电路，实现速度控制。当电动机速度很慢或为零时，顶块无力拨动触点，速度继电器触点自动复位。

七、可编程控制器

可编程控制器（PLC）是微型计算机技术和继电器常规控制相结合的产物，是一种以CPU为核心、用作数字控制的专用计算机系统。它不仅可以代替继电器控制系统、提高系统可靠性性，还具有运算、计数、计时等功能。扩展后，还可进行通信联网、数据传送、矩阵运算等。可编程控制器还有自诊断、监控、报警等功能。

可编程控制器为为积木式硬件结构加上模块化软件设计，改变软件即可改变控制器的功能。而且编制方法容易掌握，程序结构简单直观。

可编程控制器硬件可靠性高，环境适应性好，操作方便，维修容易。

可编程控制器内部由一系列电子器件构成的继电器，这种继电器是一种逻辑意义上的继电器，其十分重要的特征是它的联接方式及工作状态均是用程序（软件）来控制（不需要外部接线），故常称为软继电器。其内部的各种时间继电器、计数继电器等均是这种软继电器。它们不需外部接线，可用软件控制或改变“接法”，其工作性能均与硬继电器一样。

使用可编程控制器可大大简化控制电路的接线，提高控制可靠性，并且通过软件改变程序，可以很容易地改变控制电路的工作流程而无需改变其外部接线，这是由硬继电器组成的控制电路无法做到的。

由于可编程控制器有以上优点，现已广泛应用于自动控制系统。

图4.24是一种可编程控制器外形图。由主机、扩展模块及编程器组成。主机也可与计算机连机通讯（替代编程器）实现计算机控制。

4.3电机正反转控制柜安装训练

电机正反转控制柜的安装训练是在控制板及面板元件布设完毕之后进行的布线接线训练。工厂生产的控制柜的控制板及面板布置、元件选用、控制板的元件分布等，应由工程技术人员设计。

控制柜安装训练的目的是要求通过安装训练，了解电机控制柜设计的基本思路，如何将控制电路图转换成一个控制柜产品，如何选用元件，控制板元件如何布设、面板的设计、导线的选用以及控制柜安装的基本要求。

一、电机正反转控制电路图

图4.25 电机正反转控制电路图

图2.25是电机正反转控制电路图。电路使用的元件有：二个交流接触器KW1和KW2作为正反转控制的主控元件，一个热继电器FR为电机过电流保护元件，五个熔断器FU1、FU2为主电路和控制电路短路保护元件。以上电器安装在控制柜内控制板上。控制柜面板上安装有锁开关、急停、停止、正转、反转控制按钮。电源、正转、反转指示灯及电压表。

电路的工作过程如下：合上三相电源后首先电压表应指示有380V电压，锁开关闭合后电源指示灯亮，按下正转控制按钮，接触器KW1线圈得电，其主触头及辅助触头动作，接通电机、电机正转，同时正转指标灯亮。按下反转控制按钮，接触器KW2线圈得电，接通反转电路，电机反转，同时反转指示灯亮。

为保证接触器KW1和KW2不同时得电而引起相线间短路，控制电路中设置有机械互锁（SB3和SB4的常闭触头）和电气互锁（KW1和KW2的常闭触头）形成的双重保护。

按下停止按钮或急停按钮，控制电路断电，电机停转。

热继电器FR的热元件串联在主电路中，当电机电流过大超过一定值时，热元件动作顶开其常闭触头，使控制电路断电，电机停转，以避免损坏电机。

二、电动机正反转控制线路安装步骤及要求

1、按电路图（或元件明细表）检查元件配置情况，并进行检验

按电路图（或元件明细表）检查控制板和控制面板上的元件是否齐全，观察各类元件上的厂标或索引号、工作电压性质和数值等标志是否符合电路要求。观察各类元件上触点及接线端子的位置并用万用表逐个检查元件的常开、常闭触点及接触器线圈是否完好。

观察控制板及控制面板的元件布置情况，控制板及控制面板的元件设置在实际工作中应由工程技术人员设计完成，此控制柜例可作为参考。

2、布线 （1）选用导线

1）导线的类型 硬线只能用在固定安装的不动部件之间，且导线的截面积不小于0.5mm2，在其余场合则应采用软线。

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。

3）导线的截面积 在必须能承受正常条件下流过的最大电流的同时，还应考虑到线路中允许的电压降、导线的机械强度以及与熔芯的配合。

（2）敷线方法

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；对明露导线必须做到平直、整齐、走线合理等要求。由于明露导线在布线时需固定、绑扎，工作量较大且维修不便，目前较多采用有齿槽板布线方式。

（3）接线方法

所有导线的连接必须牢固、不得松动。导线与端子的接线，原则上是一个端子只接一根导线，至多接二根导线。有些端子不适合连接软导线时，可在导线端头上采用针形或叉形等冷压接头。

（4）导线的标志

1）导线的颜色 保护线（PE）必须采用黄绿双色线，动力电路的中线（N）和中间线（M）必须是浅蓝色，交流或直流动力电路应采用黑色，交流控制电路采用红色，直流控制电路采用蓝色，与保护导线连接的电路采用白色。

2）导线的线路标志 导线的线路标志应与原理图和接线图相符。在每一根导线的线头上必须套上标有线路的套管，位置应接近端子处。线号的编制方法应符合国家相关标准。

（5）控制板（箱）内部配线方法

一般采用能从正面修改配线的方法，如板前线槽配线板前明线配线，较小采用板后配线的方法。

3、通电前检查

（1）各个元器件的代号、标志是否与原理上的一致，是否齐全。 （2）各个安全保护措施是否可靠。

（3）控制电路是否满足原理图所要求的各种功能。 （4）各个电气元件安装是否正确和牢靠。 （5）各个接线端子是否连接牢固。 （6）布线是否符合要求、整齐。

（7）各个按钮、信号灯罩、光标按钮和各种电路绝缘导线的颜色是否符合要求。 （8）保护电路导线连接是否正确、牢固可靠。 （9）电气绝缘电阻是否符合要求。 4、通电试验

通电前应检查所接电源是否符合要求。通电后应验证电气设备的各个部分的工作是否正确和操作顺序是否正常。然后在正常负载下连续运行，验证电气设备所有部分运行的正确性。同时要验证全部器件的温升不得超过规定的允许温升。

5、注意事项

（1）三相电源插头连线采用四芯橡皮线，其中黑色线接保护零线，其它色线接三根火线，应检查插头线是否正确。

（2）三相电动机接为星形，接线盒内三相绕组六个头应三个头由接线片连接在一起，另三个头接三根火线，注意看电机标牌上接线图。

（3）接线时用力适当，避免将螺丝拧滑丝或拧坏。

三、电动机控制线路的故障检修步骤和方法

电动机控制线路的故障一般可分为自然故障和人为故障两类。自然故障是由于电气设备运行过载、振动或金属屑、油污侵入等原因引起。造成电气绝缘下降，触点熔焊和接触不良，散热条件恶化，甚至发生接地或短路。人为故障是由于在维修电气故障时没有找到真正的原因，基本概念不清，或操作不当，不合理地更换元件或改动线路，或者在安装线路时布线错误等原因引起。

电气控制线路的形式很多。复杂程度不一，它的故障常常和机械系统交错在一起，难以分辩。这就要求我们首先要弄懂原理，并应掌握正确的维修方法。每个电气控制线路，往

往由若干个电气基本单元组成，每个基本单元控制环节由若干电器元件组成，而每个电器元件又由若干零件组成。但故障往往只是由于某个或某几个电器元件、部件或接线有问题而产生的。因此，只要我们善于学习，善于总结经验，找出规律、掌握正确的维修方法。就一定能迅速准确地排除故障。下面介绍电动机控制线路发生自然故障后的一般检修步骤和方法。

1、电气控制线路故障的检修步骤 （1）找出故障现象。

（2）根据故障现象，依据原理图找出故障发生的部位或回路，并尽可能地缩小故障范围，在故障部位或回路找出故障点。

（3）根据故障点的不同情况，采用正确检修方法排除故障。 （4）通电空载校验或局部空载校验。 （5）正常运行。

在以上检修步骤中，找出故障点是检修的难点和重点。在寻找故障点时，首先应该分清发生故障的原因是属于电气故障还是机械故障；同时还要分清故障原因是属于电气线路故障还是机械结构故障。

2、电气控制线路的检查和分析方法

常用的电气控制线路的故障检查和分析方法有：调查研究法、试验法、逻辑分析法和测量法等几种。在一般情况下，调查研究法能帮助找出故障现象；试验法不仅能找出故障现象，而且还能找出故障部位或故障回路；逻辑分析法是缩小故障范围的有效方法；测量法是找出故障点的基本、可靠和有效的方法。

（1）调查研究法：主要是通过以下几个方面来进行分析、检修；询问设备操作工作，看有无由于故障引起明显的外观征兆，听设备各电气元件在运行时的声音与正常运行时有无明显差异，用手摸电气发热元件及线路的温度是否正常等。

（2）试验法：在不损伤电气、机械设备的条件下，可进行通电试验。一般可先点动试验各控制环节的动作程序，若发现某一电器动作不符合要求，即说明故障范围在与此电器有关的电路中。然后在这一部分故障电路中进一步检查，便可找出故障点。

（3）逻辑分析法：逻辑分析法是根据电气控制线路工作原理，控制环节的动作程序，以及它们之间的联系，结合故障现象作具体的分析，迅速地缩小检查范围，然后判断故障所在。逻辑分析法是一种以准为前提、以快为目的的检查方法。它更适用于对复杂线路的故障检查。在使用时，应根据原理图，对入障现象作具体分析，在划出可疑范围后，再借鉴试验法，对与故障回路有关的其他控制环节进行控制，就可排除公共支路部分的故障，使貌似复杂的问题变得条理清晰，从而提高维修的针对性，可以收到准而快的效果。