实习教师

授课指导书

实习课题：电机与变压器检修技能实训

实习班级：

机电11-1班/机电11-2班

实习时间及总学时：

2013/20##学年度第一学期第一/二教学周。共计：26×1=26学时。

实习指导教师：

实习地点：电工实训室。

实习分课题与课时分配：

实习目的：

1.培养学生掌握安全操作规程、文明生产、安全生产的良好习惯。

2.进行电工基本操作技能的培养。

3.培养学生理论联系实际的能力，提高分析问题和解决问题的能力。

4.增强独立工作能力，培养学生团结合作，共同探讨，共同前进的精神。

5.熟练掌握电动机与变压器及防爆开关的安装、调试及故障处理方法。

实习学生管理：

1.实习期间不准穿裙子、西服、皮鞋，必须穿工作服（或学生服)、胶底鞋。

2.注意安全、遵守实习纪律，做到有事请假，不得无故不到或随意离开。

3.实习过程中要爱护实习器材，节约用料。

4.实习过程中应认真学习实习教材和其他参考材料，认真完成指导教师布置的作业，及时总结实习经验，实习完成后写一份实习报告。

实习内容：

一、电工安全基础知识

（一)安全用电知识

1.安全距离

安全距离是指工作人员与带电导体之间、导体与导体之间、导体与地面之间必须保持的最小距离。在此距离下，能保证人身、设备等的安全。

2.安全电压

加在人体上在一定时间内不致造成伤害的电压称为安全电压。安全电压等级分为42V、36V、24V、12V、6V五种，一般情况下以36V作为安全电压。

3.安全电流

流经人体致命器官而又不至致人死命的最大电流值。安全电流值为30mA。

（二)电工安全操作知识

1.电气操作人员应思想集中，电气线路在未经测电笔确定无电前，应一律视为“有电”，不可用手触摸，不可绝对相信绝缘体，应认为有电操作。

2.工作前应详细检查自己所用工具是否安全可靠，穿戴好必须的防护用品，以防工作时发生意外。

3.维修线路时要采取必要的措施，在开关手把上或线路上悬挂“有人工作、禁止合闸”的警告牌，防止他人中途送电。

4.使用测电笔时要注意测试电压范围，禁止超出范围使用，电工人员一般使用的电笔，只许在五百伏以下电压使用。

5.在一个插座或灯座上不可引接功率过大的用电器具。

6.不可用潮湿的手去触及开关、插座和灯座等用电装置，更不可用湿抹布去揩抹电气装置和用电器具。

7.工作完毕后，送电前必须认真检查，看是否合乎要求并和有关人员联系好，方能送电。

（三)电气火灾消防知识

1.电气火灾发生的主要原因

电气火灾是指由电气原因引发燃烧而造成的灾害。短路、过载、漏电等电气事故都有可能导致火灾。设备自身缺陷、施工安装不当、电气接触不良、雷击静电引起的高温、电弧和电火花是导致电气火灾的直接原因。周围存放易燃易爆物是电气火灾的环境条件。

2.电气火灾的防护措施

电气火灾的防护措施主要致力于消除隐患、提高用电安全，具体措施如下：

（1)正确选用保护装置；

（2)正确安装电气设备；

（3)保持电气设备的正常运行。

（四)触电的危害性与急救

1.触电的种类

人体触电有电击和电伤两类。

（1)电击是指电流通过人体时所造成的内伤。通常说的触电就是电击。触电死亡大部分由电击造成。

（2)电伤是指电流的热效应、化学效应、机械效应以及电流本身作用下造成的人体外伤。

2.触电发生的主要方式

（1)单相触电

这是常见的触电方式。人体的某一部分接触带电体的同时，另一部分又与大地或中性线相接，电流从带电体流经人体到大地（或中性线)形成回路。

（2)两相触电

人体的不同部分同时接触两相电源时造成的触电，对于这种情况，无论电网中性点是否接地，人体所承受的线电压将比单相触电时高，危险更大。

（3)跨步电压触电

雷电流入地或高压线断散到地时，会在导线接地点及周围形成强电场。当人跨进这个区域，两脚之间出现的电位差称为跨步电压。在这种电压作用下，电流从接触高电位的脚流进，从接触低电位的脚流出，从而形成触电。

（4)接触电压触电

电气设备由于绝缘损坏或其它原因造成接地故障时，如人体两个部分（手和脚)同时接触设备外壳和地面时，人体两部分会处于不同的电位，其电位差即为接触电压。

（5)感应电压触电

是指当人触及带有感应电压的设备和线路时所造成的触电事故。

（6)剩余电荷触电

是指当人体触及带有剩余电荷的设备时，对人体放电造成的触电事故。

3.触电急救要点

触电急救的要点是要动作迅速，救护得法，切不可惊慌失措、束手无策。首先要尽快地使触电者脱离电源，同时防止触电者脱离电源后，可能造成的摔伤。

4.现场急救方法

将脱离电源的触电者迅速移到通风、干燥处，将其头部处于后仰状态，以畅通气道，将上衣和裤带放松。用“看”、“听”、“试”等方法测试触电者的意识、呼吸与心跳。

（1)对“有心跳而呼吸停止”的触电者，应采用“口对口人工呼吸法”进行急救（每5s吹气一次)。

（2)对“有呼吸而心脏停跳”的触电者，应采用“胸外心脏挤压法”进行急救（每秒钟挤压一次)。

（3)对“呼吸和心跳都停止”的触电者，应同时采用“口对口人工呼吸法”和“胸外心脏挤压法”进行急救。单人救护时，可先吹气2～ 3次，再挤压10～ 15次，交替进行。双人救护时，每5s吹气一次，每秒钟挤压一次，两人同时进行操作。

（五)电气设备安全运行知识

1.接地

接地是将电气设备或装置的某一点（接地端)与大地之间做符合技术要求的电气连接。目的是利用大地为正常运行、绝缘损坏或遭受雷击等情况下的电气设备等提供对地电流流通回路，保证电气设备和人身的安全。

2.电气设备接地的种类

电气设备常用的接地方式有：工作接地、保护接地、保护接零和重复接地等。

（1)工作接地

为了保证电气设备的正常工作，将电路中的某一点通过接地装置与大地可靠地连接，称为工作接地。

（2)保护接地

保护接地是将电气设备正常情况下不带电的金属外壳通过接地装置与大地可靠连接。

（3)保护接零

在中性点直接接地系统中，把电气设备金属外壳等与电网中的零线作可靠的电气连接，称保护接零。

（4)重复接地

三相四线制的零线在多于一处经接地装置与大地再次连接的情况称为重复接地。

3.电气设备安全运行措施

（1)必须严格遵守操作规程，合上电闸时，先合隔离开关，再合负荷开关，分断电闸时，先断负荷开关，再断隔离开关；

（2)电气设备一般不能受潮，在潮湿场合使用时，要有防雨水和防潮措施。电气设备工作时会发热，应有良好的通风散热条件和防火措施；

（3)所有电气设备的金属外壳应有可靠的保护接地。电气设备运行时可能会出现故障，所以应有短路保护、过载保护、欠压和过压保护等保护措施；

（4)凡有可能被雷击的电气设备，都要安装防雷措施；

（5)对电气设备要做好安全运行检查工作，对出现故障的电气设备和线路应及时检修。

（6)国标规定：L——相线；N——中性线；PE——保护接地线；

PEN——保护中性线，兼有保护线和中性线的作用。

二、三项异步电动机的安装与检修

三相异步电动机具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、检修与维护方便等优点，在工矿企业生产中具有广泛的应用。

（一)应知理论知识

1.三项异步电动机的基本结构和运行原理：

（1)三项异步电动机的基本结构

异步电动机的结构也可分为定子、转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能，并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同，交流电机定子是电枢。另外，定、转子之间还必须有一定间隙称为空气隙)，以保证转子的自由转动。异步 图1  封闭式三相异步电动机的结构

1—端盖  2—轴承  3—机座  4—定子绕组  5—转子

6—轴承  7—端盖  8—风扇  9—风罩  10—接线盒

电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小，一般为0.2 mm～2mm。

三相异步电动机外形有开启式、防护式、封闭式等多种形式，以适应不同的工作需要。在某些特殊场合，还有特殊的外形防护型式，如防爆式、潜水泵式等。不管外形如何电动机结构基本上是相同的。现以封闭式电动机为例介绍三相异步电动机的结构。如图1所示是一台封闭式三相异步电动机解体后的零部件图。

①定子部分

定子部分由机座、定子铁心、定子绕组及端盖、轴承等部件组成。

a.机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中、小型电动机机座一般用铸铁浇成，大型电动机多采用钢板焊接而成。

b.定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗，通常用0.5mm厚的硅钢片叠压成圆筒，硅钢片表面的氧化层大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘，在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽，用以嵌放定子绕组。

c.定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分，也是最重要的部分，一般是由绝缘铜或铝)导线绕制的绕组联接而成。它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场。通常，绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组，按一定的排列方式嵌入定子槽内。槽口用槽楔一般为竹制)塞紧。槽内绕组匝间、绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。如果是双层绕组就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边)，还要加放层间绝缘。

d.轴承。轴承是电动机定、转子衔接的部位，轴承有滚动轴承和滑动轴承两类，滚动轴承又有滚珠轴承也称为球轴承)，目前多数电动机都采用滚动轴承。这种轴承的外部有贮存润滑油的油箱，轴承上还装有油环，轴转动时带动油环转动，把油箱中的润滑油带到轴与轴承的接触面上。为使润滑油能分布在整个接触面上，轴承上紧贴轴的一面一般开有油槽。

a) 直条形式                           b) 斜条形式

图2  笼型异步电动机的转子绕组形式

②转子部分

转子是电动机中的旋转部分，如图3.7中的部件5。一般由转轴、转子铁心、转子绕组、       风扇等组成。转轴用碳纲制成，两端轴颈与轴承相配合。出轴端铣有键槽，用以固定皮带轮或联轴器。转轴是输出转矩、带动负载的部件。转子铁心也是电动机磁路的一部分。由0.5mm厚的硅钢片叠压成圆柱体，并紧固在转子轴上。转子铁心的外表面有均匀分布的线槽，用以嵌放转子绕组。

三相交流异步电动机按照转子绕组形式的不同，一般可分为笼型异步电动机和绕线型异步电动机。

a.笼型转子线槽一般都是斜槽线槽与轴线不平行)，目的是改善起动与调速性能。其外形如图1中的第5部分；笼型绕组也称为导条)是在转子铁心的槽里嵌放裸铜条或铝条，然后用两个金属环称为端环)分别在裸金属导条两端把它们全部接通短接)，即构成了转子绕组；小型笼型电动机一般用铸铝转子，这种转子是用熔化的铝液浇在转子铁心上，导条、瑞环一次浇铸出来。如果去掉铁心，整个绕组形似鼠笼，所以得名笼型绕组，如图2所示。图2a)为笼型直条形式，图2b)为笼型斜条形式。

b.绕线型转子绕组与定子绕组类似，由镶嵌在转子铁心槽中的三相绕组组成。绕组一般采用星形连接，三相绕组绕组的尾端接在一起，首瑞分别接到转轴上的3个铜滑环上，通过电刷把3根旋转的线变成了固定线，与外部的变阻器连接，构成转子的闭合回路，以便于控制，如图3所示。有的电动机还装有提刷短路装置，当电动机起动后又不需要调速时，可提起电刷，同时使用3个滑环短路，以减少电刷摩损。

                    图3  绕线式异步电动机的转子

两种转子相比较，笼型转子结构简单，造价低廉，并且运行可靠，因而应用十分广泛。绕线型转子结构较复杂，造价也高，但是它的起动性能较好，并能利用变阻器阻值的变化，使电动机能在一定范围内调速；在起动频繁、需要较大起动转矩的生产机械如起重机)中常常被采用。

一般电动机转子上还装有风扇或风翼如图1中部件8)，便于电动机运转时通风散热。铸铝转子一般是将风翼和绕组导条)一起浇铸出来，如图3.8b)所示。

c.气隙δ

所谓气隙就是定子与转子之间的空隙。中小型异步电动机的气隙一般为0.2mm～1.5mm。气隙的大小对电动机性能影响较大，气隙大。磁阻也大，产生同样大小的磁通，所需的励磁电流Im也越大，电动机的功率因数也就越低。但气隙过小，将给装配造成困难，运行时定、转子容易发生摩擦，使电动机运行不可靠。

（2)三相异步电动机的运行原理

三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换，是因为转子气隙内有一个旋转磁场。当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度)，通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，其转速为n₀=60f/p。旋转磁场的磁力线被转子导体切割，根据电磁感应原理，转子导体产生感应电动势。转子绕组是闭合的，则转子导体有电流流过。则导体受电磁力作用形成电磁转矩，推动转子以与旋转磁场方向相同的方向且以转速n旋转（电动机左手定则)，并从轴上输出一定大小的机械功率。

2、三相异步电动机的拆卸与安装方法：

拆卸：1)作好标记

       2)拆端盖

       3)拆卸接线盒

       4)抽出转子

装配的顺序与拆卸顺序相反。

（二)应会技能操作

1、电动机三相绕组的首尾端判别方法。

（1)用干电池和万用表判别首尾端

① 判别出三相绕组的各两个首尾端。把万用表调到电阻档，同一相的电阻值很小。

② 判别出其中两相绕组的首尾端，把万用表调到直流电流档，量程用小一些。再把任意一相绕组的两个线端接到表上，并指定接表“+”端的为该相绕组的首端，接表“-”端的为尾端。然后将第二相绕组的两个线端分别按干电池的“+”和“-”极。若干电池接通瞬间，表针正转（摆向大于零的一边)，则与电池“+”极相接的线端为第二相绕组的尾端，若表针反转，则第二相绕组的首尾端与上述相反。

③ 判别第三相绕组的首尾端，万用表所接的这相绕组不动。将第三相绕组的两个线端去接干电池的“+”和“-”极，用上述相同的方法即可判别出第三相绕组的首尾端。

（2)用36伏低压电源和灯泡判别首尾端（转子必抽出)

① 先判别三相绕组各自两出线端，将三相绕组任意两个出线端串接灯泡后，接通36伏低压电源，若灯泡亮,则该两出线端属于同一相，若灯泡不亮，则该两出线端不属于同一相绕组。

②判别出任意两相绕组的首尾端，将任意两相绕组串联并接上灯泡，而将第三相绕组的两个出线端接通36伏低压电源。若灯泡亮了，则与灯泡相连的两个出线端，一个是第一相绕组的首端，另一个是第二相绕组的尾端。做好首尾标记，若灯泡不亮，则与灯泡相连的两个出线端分别为这两绕组的首（或尾)端。

③ 判别出第三相绕组的首尾端，把已知的头尾与三相绕组串联，用上述同样的方法即可判别出第三相绕组的首尾端。

2、正确判断电动机绕组故障及检修技巧。

绕组是电动机的组成部分，老化，受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲击都会造成对绕组的伤害，电机过载、欠电压、过电压，缺相运行也能引起绕组故障。绕组故障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。现在分别说明故障现象、产生的原因及检查方法。

（1)绕组接地

指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。

①故障现象

机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热，致使电动机无法正常运行。

②产生原因

绕组受潮使绝缘电阻下降；电动机长期过载运行；有害气体腐蚀；金属异物侵入绕组内部损坏绝缘；重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心；绕组端部碰端盖机座；定、转子磨擦引起绝缘灼伤；引出线绝缘损坏与壳体相碰；过电压（如雷击)使绝缘击穿。

③检查方法

a.观察法。通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹，如有就是接地点。

b.万用表检查法。用万用表低阻档检查，读书很小，则为接地。

c.兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻，若读数为零，则表示该项绕组接地，但对电机绝缘受潮或因事故而击穿，需依据经验判定，一般说来指针在“0”处摇摆不定时，可认为其具有一定的电阻值。

d.试灯法。如果试灯亮，说明绕组接地，若发现某处伴有火花或冒烟，则该处为绕组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮，但测试棒接地时也出现火花，说明绕组尚未击穿，只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲，敲到某一处等一灭一亮时，说明电流时通时断，则该处就是接地点。

e.电流穿烧法。用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快发热，绝缘物冒烟处即为接地点。应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍，时间不超过半分钟；大电机为额定电流的20%-50%或逐步增大电流，到接地点刚冒烟时立即断电。

f.分组淘汰法。对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害，烧损的铜线与铁芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半，依此类推，最后找出接地点。

④处理方法

a.绕组受潮引起接地的应先进行烘干，当冷却到60—70℃左右时，浇上绝缘漆后再烘干。

b.绕组端部绝缘损坏时，在接地处重新进行绝缘处理，涂漆，再烘干。

c.绕组接地点在槽内时，应重绕绕组或更换部分绕组元件。

（2)绕组短路

由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至，分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。

①故障现象

离子的磁场分布不均，三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧，严重时电动机不能启动，而在短路线圈中产生很大的短路电流，导致线圈迅速发热而烧毁。

②产生原因

电动机长期过载，使绝缘老化失去绝缘作用；嵌线时造成绝缘损坏；绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿；端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏；端部连接线绝缘损坏；过电压或遭雷击使绝缘击穿；转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏；金属异物落入电动机内部和油污过多。

③检查方法

a.外部观察法。观察接线盒、绕组端部有无烧焦，绕组过热后留下深褐色，并有臭味。

b.探温检查法。空载运行20分钟（发现异常时应马上停止)，用手背摸绕组各部分是否超过正常温度。

c.通电实验法。用电流表测量，若某相电流过大，说明该相有短路处。

d.电桥检查。测量个绕组直流电阻，一般相差不应超过5%以上，如超过，则电阻小的一相有短路故障。

e.短路侦察器法。被测绕组有短路，则钢片就会产生振动。

f.万用表或兆欧表法。测任意两相绕组相间的绝缘电阻，若读书极小或为零，说明该二相绕组相间有短路。

g.电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电，测得读书小的一组有短路故障。

h.电流法。电机空载运行，先测量三相电流，在调换两相测量并对比，若不随电源调换而改变，较大电流的一相绕组有短路。

④短路处理方法

a.短路点在端部。可用绝缘材料将短路点隔开，也可重包绝缘线，再上漆重烘干。

b.短路在线槽内。将其软化后，找出短路点修复，重新放入线槽后，再上漆烘干。

c.对短路线匝少于1/12的每相绕组，串联匝数时切断全部短路线，将导通部分连接，形成闭合回路，供应急使用。

d.绕组短路点匝数超过1/12时，要全部拆除重绕。

（3)绕组短路

由于焊接不良或使用腐蚀性焊剂，焊接后又未清除干净，就可能造成壶焊或松脱；受机械应力或碰撞时线圈短路、短路与接地故障也可使导线烧毁，在并烧的几根导线中有一根或几根导线短路时，另几根导线由于电流的增加而温度上升，引起绕组发热而断路。一般分为一相绕组端部断线、匝间短路、并联支路处断路、多根导线并烧中一根断路、转子断笼。

①故障现象

电动机不能启动，三相电流不平衡，有异常噪声或振动大，温升超过允许值或冒烟。

②产生原因

a.在检修和维护保养时碰断或制造质量问题。

b.绕组各元件、极（相)组和绕组与引接线等接线头焊接不良，长期运行过热脱焊。

c.受机械力和电磁场力使绕组损伤或拉断。

d.匝间或相间短路及接地造成绕组严重烧焦或熔断等。

③检查方法

a.   观察法。断点大多数发生在绕组端部，看有无碰折、接头出有无脱焊。

b.   万用表法。利用电阻档，对“Y”型接法的将一根表棒接在“Y”形的中心点上，另一根依次接在三相绕组的首端，无穷大的一相为断点；“△”型接法的短开连接后，分别测每组绕组，无穷大的则为断路点。

c.   试灯法。方法同前，等不亮的一相为断路。

d.   兆欧表法。阻值趋向无穷大（即不为零值)的一相为断路点。

e.   电流表法。电机在运行时，用电流表测三相电流，若三相电流不平衡、又无短路现象，则电流较小的一相绕组有部分短断路故障。

f.   电桥法。当电机某一相电阻比其他两相电阻大时，说明该相绕组有部分断路故障；

g.   电流平衡法。对于“Y”型接法的，可将三相绕组并联后，通入低电压大电流的交流电，如果三相绕组中的电流相差大于10%时，电流小的一端为断路；对于“△”型接法的，先将定子绕组的一个接点拆开，再逐相通入低压大电流，其中电流小的一相为断路。

h.   断笼侦察器检查法。检查时，如果转子断笼，则毫伏表的读数应减小。

④断路处理方法

a. 断路在端部时，连接好后焊牢，包上绝缘材料，套上绝缘管，绑扎好，再烘干。

b. 绕组由于匝间、相间短路和接地等原因而造成绕组严重烧焦的一般应更换新绕组。

c. 对断路点在槽内的，属少量断点的做应急处理，采用分组淘汰法找出断点，并在绕组断部将其连接好并绝缘合格后使用。

d. 对笼形转子断笼的可采用焊接法、冷接法或换条法修复。

（4)绕组接错

绕组接错造成不完整的旋转磁场，致使启动困难、三相电流不平衡、噪声大等症状，严重时若不及时处理会烧坏绕组。主要有下列几种情况：某极相中一只或几只线圈嵌反或头尾接错；极（相)组接反；某相绕组接反； 多路并联绕组支路接错；“△”、“Y”接法错误。

①故障现象

电动机不能启动、空载电流过大或不平衡过大，温升太快或有剧烈振动并有很大的噪声、烧断保险丝等现象。

②产生原因

误将“△”型接成“Y”型；维修保养时三相绕组有一相首尾接反；减压启动是抽头位置选择不合适或内部接线错误；新电机在下线时，绕组连接错误；旧电机出头判断不对。

③检修方法

a.   滚珠法。 如滚珠沿定子内圆周表面旋转滚动，说明正确，否则绕组有接错现象。

b.   指南针法。如果绕组没有接错，则在一相绕组中，指南针经过相邻的极（相)组时，所指的极性应相反，在三相绕组中相邻的不同相的极（相)组也相反；如极性方向不变时，说明有一极（相)组反接；若指向不定，则相组内有反接的线圈。

c.   万用表电压法。按接线图，如果两次测量电压表均无指示，或一次有读数、一次没有读数，说明绕组有接反处。

d.   常见的还有干电池法、毫安表剩磁法、电动机转向法等。

④处理方法

a.   一个线圈或线圈组接反，则空载电流有较大的不平衡，应进厂返修。

b.   引出线错误的应正确判断首尾后重新连接。

c.   减压启动接错的应对照接线图或原理图，认真校对重新接线。

d.   新电机下线或重接新绕组后接线错误的，应送厂返修。

e.   定子绕组一相接反时，接反的一相电流特别大，可根据这个特点查找故障并进行维修。

f.   把“Y”型接成“△”型或匝数不够，则空载电流大，应及时更正。

3、煤矿现场实际应用案例

如矿井提升系统、绞车、传送带、通风系统、水泵等。

三、变压器的安装与检修

变压器是供电系统中的核心装置。在矿井中多用一种空气制冷式变压器，即干式变压器。由于外壳内无油，没有火灾爆炸危险。矿式隔爆型干式变压器有电钻照明和动力两种，其中动力干式变压器即可独立使用，又可与高低压开关组成移动变电站使用。

（一)应知理论知识:

1.变压器的结构特点。

变压器的主要结构部件有：铁心和绕组两个基本部分组成的器身，以及放置器身且盛满变压器油的油箱。此外，还有一些为确保变压器运行安全的辅助器件。图4为一台油浸式电力变压器外形图。

 1—放油阀门 2—绕组 3—铁心 4—油箱

5—分接开关 6—低压套管7—高压套管

8—气体继电器  9—安全气道  10—油表

11—储油柜  12—吸湿器  13—湿度计

                 图4油浸式电力变压器

1)铁芯

表面具有绝缘膜的硅钢片铁心由铁芯柱和铁轭两部分组成，构成变压器磁路的主要部分。为了减小交变磁通在铁心中引起的损耗，铁心通常用厚度为0.3 mm～0.5mm、叠装而成。图5a)、b)所示的变压器，从外面看，线圈包围铁心柱，称为心式结构；图6所示的变压器，从外面看，铁心柱包围线圈，则称为壳式结构。小容量变压器多采用壳式结构。交变磁通在铁心中引起涡流损耗和磁滞损耗，为使铁心的温度不致太高，在大容量的变压器的铁心中往往设置油道，而铁心则浸在变压器油中，当油从油道中流过时，可将铁心中产生的热量带走。

（2)绕组

绕组构成变压器电路的主要部分。原、副边绕组一般用铜或铝的绝缘导线缠绕在铁心柱上。高压绕组电压高，绝缘要求高，如果高压绕组在内，离变压器铁心近，则应加强绝缘，提高了变压器的成本造价。因此，为了绝缘方便，低压绕组紧靠着铁心，高压绕组则套装在低压绕组的外面。两个绕组之间留有油道，既可以起绝缘作用，又可以使油把热量带走。在单相变压器中，高、低压绕组均分为两部分，分别缠绕在两个铁心柱上，两部分既可以串联又可以并联。三相变压器属于同一相的高、低压绕组全部缠绕在同一铁心柱上。

    只有绕组和铁心的变压器称为干式变压器。

大容量变压器的器身放在盛有绝缘油的油箱中，这样的变压器称为油浸式变压器。

（a)单相心式变压器                                              （b)三相心式变压器

图5 心式结构变压器

 

图6 壳式结构变压器

（3)油箱

油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器)。

（4)绝缘套管

将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。

此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。

2.变压器的安装与拆卸方法。

（1)设备及材料准备

变压器应装有铭牌。铭牌上应注明制造厂名，额定容量、一二次额定容量、一二次额定电压、电流、阻抗、电压及接线组别等技术数据。变压器的容量，规格及型号必须符合设计要求。附件备件齐全，并有出厂合格证及技术文件。型钢：各种规格型钢应符合设计要求，并无明显锈蚀。螺栓：除地脚螺栓及防震装置螺栓外，均应采用镀锌螺栓，并配相应的平垫圈和弹簧垫。其它材料：电焊条，防锈漆，调和漆等均应符合设计要求，并有产品合格证。

（2)主要机具

搬运吊装机具：汽车吊、汽车、卷扬机、吊链、三步搭、道木、钢丝绳、带子绳、滚杠；安装机具：台钻、砂轮、电焊机、气焊工具、电锤、台虎钳、活扳子、鎯头、套丝板；测试器具：钢卷尺、钢板尺、水平尺、线坠、摇表、万用表、电桥及测试仪器。

（3)作业条件

  施工图及技术资料齐全无误；土建工程基本施工完毕。

（4)操作工艺

设备点检查：设备点件检查应由安装单位、供货单位、会同建设单位代表共同进行，并做好记录。按照设备清单，施工图纸及设备技术文件核对变压器本体及附件备件的规格型号是否符合设计图纸要求。是否齐全，有无丢失及损坏。变压器本体外观检查无损伤及变形，油漆完好无损伤。绝缘瓷件及环氧树脂铸件有无损伤、缺陷及裂纹。变压器二次搬运应由起重工作业，电工配合。最好采用汽车吊吊装，也可采用吊链吊装。用变压器搬运时，应注意保护瓷瓶，最好用布箱或纸箱将高低压瓷瓶罩住，使其不受损伤。变压器搬运过程中，不应有冲击或严重震动情况，利用机械牵引时，牵引的着力点应在变压器重心以下，以防倾斜，运输倾斜角不得超过15°，防止内部结构变形。大型变压器在搬运或装卸前，应核对高低压侧方向，以免安装时调换方向发生困难。变压器稳装：变压器就位可用汽车吊直接甩进变压器室内，或用道木搭设临时轨道，用三步搭、吊链吊至临时轨道上，然后用吊链拉入室内合适位置。变压器就位时，应注意其方位和距墙尺寸与图纸相符，允许误差为±25mm，图纸无标注时，纵向按轨道就位，横向距墙不得小于800mm，距门不得小于1000mm。

附件安装；变压器交接试验的内容：测量线圈连同套管一起的直流电阻；检查所有分接头的变压器的变压比；检查三相变压器的接线组别和单项变压器引出线的极性；测量线圈同套管一起的绝缘电阻；线圈连同套管一起做交流耐压试验。变压器送电前检查：变压器送电试运行前做全面检查，确认符合试运行条件时方可投入运行。变压器试运行前，必须由质量监督部门检查合格。

变压器试运行前的检查内容：各种交接试验单据齐全，数据符合要求；变压器应清理、擦拭干净，顶盖上无遗留杂物，本体及附件无缺损；变压器一、二次引线相位正确，绝缘良好；接地线良好；通风设施安装完毕，工作正常；标志牌挂好，门装锁。

（二)应会技能操作：

1.变压器的检修工艺。

配电变压器的检修分为大修和小修两类，其中，大修又称为吊芯检修，小修又称为不吊芯检修。

（1)配电变压器的小修项目：

①检查接头状况是否良好

检查出现接头及各处铜铝接头，若有接触不良或接点腐蚀，则应修理或更换，同时还应检查绝缘套管的导电杆螺丝有无松动及过热。

②绝缘套管的清扫和检查

清扫高低压绝缘套管的积污，检查有无裂痕、破损和放电痕迹。检查后，要针对故障及时处理。

③检查变压器是否漏油

清扫油箱和散热管，检查箱体结合处、油箱和散热管焊接处及其它部位有无漏油及锈蚀。若焊缝渗漏，应进行补焊或用胶粘剂补漏。若是密封渗漏，可能的原因为：

a.  密封垫圈老化或损坏；

b.  密封圈不正，压力不均匀或压力不够；

c.  密封填料处理不好，发生硬化或断裂。

检查后针对具体情况进行处理。老化、硬化、断裂的密封和填料应给予更换；在装配时，注意压紧螺丝要均匀的压紧，垫圈要放正。油箱及散热管的锈蚀处应铲锈除漆。

④检查防爆管

有防爆的变压器，应检查防爆膜是否完好。同时检查它的密封性。

⑤查看气体继电器是否正常

检查气体继电器是否漏油；阀门的开关是否灵活；动作是否正确可靠；控制电缆及继电器接线的绝缘电阻是否良好。

⑥油枕的检查

检查储油柜上的油表指示的油位是否正常，并观察油枕内实际油面，对照油表的指示进行校验。若变压器缺油要及时补充。同时应检查并及时清除储油柜内的油泥和水分。

⑦吸湿器的检查和处理

吸湿器内的硅胶每年要更换一次。若未到一年，硅胶就已吸潮失效（颜色变红)，也应取出放在烘箱内，在110℃～140℃左右烘干脱水后再用。将硅胶重新加入吸湿器前，使用筷子把粒径小于3～5mm的颗粒除去，以防它们落入变压器油中，引起不良后果。

⑧接地线检查

检查变压器接地线是否完整良好，有无腐蚀现象，接地是否可靠。

⑨高低压熔断器的检查

检查与变压器配用的保险及开关触点的接触情况、机构动作情况是否良好。采用跌落式保险保护的变压器，还应检查熔断丝是否完整、熔丝直径是否适当。

⑩测量变压器绝缘电阻

用兆欧表测定线圈绝缘电阻。测量时以额定转速120r/min均匀摇兆欧表一分钟，读取仪表所示值并记录变压器温度。

最后检查消防设施是否完好。包括四氯化碳灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器及沙箱（不能使用泡沫灭火器)。

（2)配电变压器的大修项目：

配电变压器无论是确定为内部故障后的大修或是定期大修，一般都需要进行以下各项工作：

①吊芯及吊芯后对器身的外部检查；

②器身检修；

③分接开关检修；

④油箱及其附件（箱盖、高低压套管、储油柜、呼吸器、防爆管、温度计、耐油密封圈等)的检修；

⑤气体继电器检修；

⑥滤油或换油；

⑦箱体内部清除及涂漆；

⑧装配；

⑨试验。

（3)配电变压器吊芯的工艺程序

①拆线；②把变压器运至检修现场；③放油；④拆卸箱盖上各部件；⑤拆卸油箱沿的螺丝；⑥吊芯；⑦把器身放置检修位置。

2.变压器常见故障的处理方法。

①变压器运行中出现的不正常现象的分析 

（1)声音异常 

变压器正常运行时声音应为连续均匀的“嗡嗡”声，如果产生不均匀或其他响声都属于不正常现象。 

a.内部有较高且沉着的“嗡嗡”声，则可能是过负荷运行，可根据变压器负荷情况鉴定并加强监视。 

b.内部有短时“哇哇”声，则可能是电网中发生过电压，可根据有无接地信号，表计有无摆动来判定。 

c.变压器有放电声，则可能是套管或内部有放电现象，这时应对变压器作进一步检测或停用。 

d.变压器有水沸声，则为变压器内部短路故障或接触不良，这时应立即停用检查。 

e.变压器有爆裂声，则为变压器内部或表面绝缘击穿，这时应立即停用进行检查。 

f.其他可能出现“叮当”声或“嘤嘤”声，则可能是个别零件松动，可以根据情况处理。 

（2)油温异常 

a.变压器的绝缘耐热等级为A级时，线圈绝缘极限温度为105℃，根据国际电工委员会的推荐，保证绝缘不过早老化，温度应控制在85℃以下。若发现在同等条件下温度不断上升，则认为变压器内部出现异常，内部故障等多种原因，这时应根据情况进行检查处理。 

b.导致温度异常的原因有：散热器堵塞、冷却器异常、内部故障等多种原因。这时应根据情况进行检查处理。 

（3)油位异常 

变压器油位变化应该在标记范围之间，如有较大波动则认为不正常。常见的油位异常有： 

a.假油位，如果温度正常而油位不正常，则说明是假油位。运行中出现假油位的原因有呼吸器堵塞、防暴管通气孔堵塞等。 

b.油位下降，原因有变压器严重漏油、油枕中油过少、检修后缺油、温度过低等。 

（4)渗漏油 

渗漏油是变压器常见的缺陷，渗与漏仅是程度上的区别，渗漏油常见的部位及原因有： 

a.阀门系统，蝶阀胶材质安装不良，放油阀精度不高，螺纹处渗漏。 

b.胶垫接线桩头，高压套管基座流出线桩头，胶垫较不密封、无弹性，小瓷瓶破裂渗漏油。 

c.设计制造不良，材质不好。 

（5)套管闪络放电 

套管闪络放电会造成发热，导致老化，绝缘受损甚至引起爆炸，常见原因有： 

a.高压套管制造不良，未屏蔽接地，焊接不良，形成绝缘损坏。 

b.套管表面过脏或不光滑。 

（6)变压器的故障处理 

为了正确地处理故障，首先应掌握下列情况：①系统运行方式，负荷状态，负荷种类；②变压器上层油温，温升与电压情况；③事故发生时天气情况；④变压器周围有无检修及其他工作；⑤系统有无操作；⑥运行人员有无操作；⑦何种保护动作，事故现象情况等。

变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的接地通过外壳)短路，引出线之间发生相问故障等或引起变压器内部故障或绕组变形等。 

1)套管故障 

常见的是炸毁、闪落和漏油，其原因有： 

a.密封不良，绝缘受潮劣比。 

b.呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理。 

c.分接开关故障常见的有表面熔化与灼伤，相间触头放电或各接头放电，主要原因有：i.螺丝松动；ii.荷调整装置不良和调整不当；iii.头绝缘板绝缘不良；iv.接触不良，制造工艺不好，弹簧压力不足；v.酸价过高，使分接开关接触面被腐蚀。　　 

2)绕组故障 

主要有匝间短路、绕组接地、相间短路、断线及接头开焊等。产生这些故障的原因有以下几点：a.在制造或检修时，局部绝缘受到损害，遗留下缺陷；b.在运行中因散热不良或长期过载，绕组内有杂物落入，使温度过高绝缘老化；c.制造工艺不良，压制不紧，机械强度不能经受短路冲击，使绕组变形绝缘损坏；d.绕组受潮，绝缘膨胀堵塞油道，引起局部过热；e.绝缘油内混入水分而劣化，或与空气接触面积过大，使油的酸价过高绝缘水平下降或油面太低，部分绕组露在空气中未能及时处理。 

3)铁芯故障 

铁芯故障大部分原因是铁芯柱的穿心螺杆或铁轮的夹紧螺杆的绝缘损坏而引起的。其后果可能使穿心螺杆与铁芯叠片造成两点连接，出现环流引起局部发热，甚至引起铁芯的局部熔毁；也可能造成铁芯叠片局部短路，产生涡流过热，引起叠片问绝缘层损坏，使变压器空载损失增大，绝缘油劣化。运行中变压器发生故障后，如判明是绕组或铁芯故障应吊芯检查。首先测量各相绕组的直流电阻并进行比较，如差别较大，则为绕组故障。然后进行铁芯外观检查，再用直流电压、电流表法测量片间绝缘电阻。如损坏不大，在损坏处涂漆即可。 

4)瓦斯保护故障 

瓦斯保护是变压器的主保护，轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳闸。下面分析瓦斯保护动作的原因及处理方法： 

a.轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是：变压器内部有轻微故障；变压器内部存在空气；二次回路故障等。运行人员应立即检查，如未发现异常现象，应进行气体取样分析。 

b.瓦斯保护动作跳闸时，可能变压器内部发生严重故障，引起油分解出大量气体，也可能二次回路故障等。出现瓦斯保护动作跳闸，应先投人备用变压器，然后进行外部检查，检查油枕防爆门，各焊接缝隙是否裂开，变压器外壳是否变形。最后检查气体的可燃性。变压器自动跳闸时，应查明保护动作情况，进行外部检查。经检查不是内部故障而是由于外部故障穿越性故障)或人员误动作等引起的，则可不经内部检查即可投人送电。 

此外，变压器着火也是一种危险事故，因变压器有许多可燃物质，处理不及时可能发生爆炸或使火灾扩大。 

由于上述种种原因，在运行中一经发生绝缘击穿，就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象是变压器过热，油温增高，电源侧电流略有增大，各相直流电阻不平衡，严重时差动保护或电源侧的过流保护也会动作。发现匝间短路应及时处理，因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的相间短路等故障。

（三）煤矿现场实际应用案例：

矿井供电系统中电力系统获取的电能通过变压器变换、分配，通过矿井地面变电所、井下主变电所、采区变电所将电能安全、可靠的输送到动力设备上，以满足煤矿生产的要求。

实习成绩考核：

根据对本次实习内容的掌握能力、技能操作水平、实习纪律及态度和实习报告综合评定每位学生的实习成绩。其中实习应知占总成绩的20%、操行占总成绩的20%、应会占总成绩的60%。