电气控制柜设计制作：调试与维修篇
作者：任清晨 主编
出版时间：2014年版
丛编项： 电气控制柜设计-制作-维修技能丛书
内容简介
“电气控制柜设计？制作？维修技能丛书”一共3册，全面介绍了电气控制柜电路设计、制作工艺及维护维修的全过程。本书是丛书的第三分册，重点针对电气控制柜的调试与维修方面。分别讲解了电气控制设备调试的要求、步骤和方法，电气控制柜的试验内容、要求及方法，电气控制设备养护与检修的要求及方法，以及电气控制设备的出厂检验与包装运输要求等。
目录
第1章 电气控制设备调试 （1）
1．1 电气调试技术 （1）
1．1．1 调试概述 （1）
1．1．1．1 调试的基本任务 （1）
1．1．1．2 调试工作的组织 （2）
1．1．1．3 调试前的检查 （4）
1．1．1．4 电气设备调试工作的安全要求 （5）
1．1．2 调试的基础 （7）
1．1．2．1 对调试人员的要求 （7）
1．1．2．2 调试人员应掌握的电气故障
检修技巧 （7）
1．1．3 电气控制设备调试步骤 （10）
1．1．3．1 上电前的检查 （10）
1．1．3．2 单台设备或结构单元调试 （10）
1．1．3．3 系统整体启动和调试 （11）
1．1．3．4 配合负载的试运行 （12）
1．1．4 调试中故障维修的步骤 （13）
1．1．4．1 分析发生故障时的情况 （14）
1．1．4．2 对故障范围进行外观检查 （14）
1．1．4．3 用逻辑分析法确定并缩小故
障范围、确定检查部位 （14）
1．1．4．4 用试验法进一步缩小故障
范围 （15）
1．1．4．5 用测量法确定故障点 （15）
1．1．4．6 拆卸元器件（拆卸之前各接
线头应做好标记），修理并
排除故障 （16）
1．1．4．7 装复试验：修后性能观察 （16）
1．2 电气故障诊断方法 （17）
1．2．1 故障的直观检查法 （17）
1．2．1．1 观察法（看） （17）
1．2．1．2 听觉法（听） （19）
1．2．1．3 触测法（摸） （20）
1．2．1．4 嗅觉法（闻） （21）
1．2．2 故障的逻辑分析方法 （21）
1．2．2．1 状态分析法 （21）
1．2．2．2 图形分析法 （22）
1．2．2．3 单元分析法 （22）
1．2．2．4 回路分析法 （23）
1．2．2．5 简化分析法 （23）
1．2．2．6 树形分析法 （23）
1．2．2．7 逐级类推排除分析法 （23）
1．2．2．8 面板压缩法 （24）
1．2．3 仪表、仪器检测法 （24）
1．2．3．1 万用表法 （25）
1．2．3．2 绝缘电阻测量法 （27）
1．2．3．3 仪器测量法 （27）
1．2．3．4 电路通、断状态检查法 （27）
1．2．3．5 逻辑电笔法 （28）
1．2．4 其他故障诊断法 （28）
1．2．4．1 对比法 （28）
1．2．4．2 短路和开路法 （29）
1．2．4．3 信号注入法 （30）
1．2．4．4 接触不良及机械部分检查
方法 （31）
1．2．4．5 温度故障检查法 （31）
1．2．4．6 断电检查法 （32）
1．2．4．7 通电动作试验法 （33）
1．2．4．8 参数调整法 （34）
1．2．5 检查电路注意事项 （34）
1．3 电子元器件简易测试方法 （35）
1．3．1 电阻的检测方法 （35）
1．3．1．1 固定电阻器的检测 （35）
1．3．1．2 电位器的检测 （35）
1．3．1．3 敏感电阻的检测 （35）
1．3．2 电容器的检测方法 （37）
1．3．2．1 固定电容器的检测 （37）
1．3．2．2 电解电容器的检测 （38）
1．3．2．3 可变电容器的检测 （39）
1．3．3 二极管的检测方法 （39）
1．3．3．1 普通二极管的检测原理与
方法 （39）
1．3．3．2 专用二极管的检测方法 （41）
1．3．3．3 普通二极管和稳压二极管的
区分方法 （46）
1．3．4 晶体三极管的检测 （46）
1．3．4．1 普通三极管的管型及引脚
判断 （46）
1．3．4．2 普通晶体三极管好坏的判断 （48）
1．3．4．3 特殊类型晶体三极管的检测 （49）
1．3．4．4 结型场效应管的检测 （51）
1．3．4．5 绝缘栅型场效应管的检测 （53）
1．3．5 集成电路的检测 （54）
1．3．5．1 常用集成电路的检测方法 （54）
1．3．5．2 用万用表检测数字集成电路
的好坏 （55）
1．3．6 光耦的产品检测 （56）
1．3．6．1 光电耦合器的简易测试方法 （56）
1．3．6．2 通用型与达林顿型光耦合器
区分 （59）
1．3．7 晶闸管的简易测试 （60）
1．3．7．1 晶闸管简易检测方法 （60）
1．3．7．2 晶闸管模块的简单测试方法 （62）
1．3．7．3 单/双向晶闸管的区分 （63）
1．3．8 绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）
的检测 （63）
1．3．8．1 IGBT裸管简单检测 （63）
1．3．8．2 IGBT模块好坏的检测方法 （64）
第2章 电气控制柜的试验 （65）
2．1 试验的种类和要求 （65）
2．1．1 试验的分类 （65）
2．1．1．1 按试验目的分类 （65）
2．1．1．2 按试验性质分类 （66）
2．1．2 试验要求 （66）
2．1．2．1 试验的基本要求 （66）
2．1．2．2 型式试验 （67）
2．1．2．3 出厂试验基本要求 （68）
2．1．2．4 抽样试验 （68）
2．1．2．5 成套设备中电器和独立元件
的试验 （69）
2．1．3 试验前的检查 （69）
2．1．3．1 一般检查 （69）
2．1．3．2 电气间隙与爬电距离检查 （70）
2．1．4 一般试验条件 （75）
2．1．4．1 一般要求 （75）
2．1．4．2 试验参数 （77）
2．1．4．3 试验结果的评定 （78）
2．1．4．4 试验报告 （78）
2．1．5 试验的安全措施 （78）
2．2 结构设计验证 （79）
2．2．1 结构验证要求 （79）
2．2．2 材料的易燃性试验 （79）
2．2．2．1 试验要求 （79）
2．2．2．2 试验方法 （80）
2．2．3 封闭控制设备及电器的外壳防护
等级试验 （81）
2．2．3．1 试验要求 （81）
2．2．3．2 试验方法和合格评定 （82）
2．2．4 接线端子的机械性能 （87）
2．2．4．1 试验的一般条件 （88）
2．2．4．2 接线端子的机械强度试验 （88）
2．2．4．3 导线的偶然松动和损坏试验
（弯曲试验） （88）
2．2．4．4 拉出试验 （90）
2．2．4．5 最大规定截面的非预制圆铜导
线的接入能力试验 （90）
2．2．5 验证指示隔离电器主触头位置机
构的有效性 （91）
2．2．5．1 控制电器试验的条件 （91）
2．2．5．2 试验方法 （91）
2．2．5．3 电器试验时和试验后条件 （92）
2．2．6 机械操作验证 （93）
2．2．7 金属导线管的拉出、弯曲和扭转
试验 （93）
2．2．7．1 拉出试验 （93）
2．2．7．2 弯曲试验 （93）
2．2．7．3 扭转试验 （94）
2．3 气候环境试验 （94）
2．3．1 低温存放试验 （94）
2．3．2 高温存放试验 （95）
2．3．3 湿热试验 （96）
2．3．4 交变湿热试验 （97）
2．3．5 环境温度试验 （99）
2．3．6 高、低温冲击试验 （99）
2．3．7 盐雾试验 （100）
2．3．7．1 严酷等级 （100）
2．3．7．2 试验原理 （101）
2．3．7．3 试验的一般说明 （101）
2．3．7．4 试验设备 （102）
2．3．7．5 盐溶液 （102）
2．3．7．6 初始检测及预处理 （103）
2．3．7．7 试验程序 （103）
2．3．7．8 恢复（在试验末尾） （104）
2．3．7．9 最后检测 （104）
2．4 工作环境试验 （104）
2．4．1 振动试验 （104）
2．4．1．1 振动试验要求 （104）
2．4．1．2 试验条件及试验设备
（振动台） （104）
2．4．1．3 试验程序 （105）
2．4．1．4 试验结果 （106）
2．4．2 跌落试验 （106）
2．4．2．1 跌落试验目的 （106）
2．4．2．2 试验设备 （106）
2．4．2．3 试验条件 （106）
2．4．2．4 试验步骤 （107）
2．4．2．5 最后检测 （108）
2．4．2．6 试验报告 （108）
2．4．3 倾斜和摇摆试验 （108）
2．4．3．1 试验条件 （108）
2．4．3．2 严酷等级 （109）
2．4．3．3 试验程序 （110）
2．4．4 弹跳试验 （110）
2．4．4．1 一般要求 （111）
2．4．4．2 试验设备 （111）
2．4．4．3 严酷等级 （113）
2．4．4．4 预处理 （113）
2．4．4．5 初始检测 （113）
2．4．4．6 条件试验 （113）
2．4．4．7 最后检测 （114）
2．4．5 噪声试验 （114）
2．4．5．1 试验条件 （114）
2．4．5．2 试验程序 （114）
2．4．5．3 试验结果 （116）
2．5 电磁环境试验 （116）
2．5．1 试验要求 （116）
2．5．1．1 试验目的 （116）
2．5．1．2 可免除EMC试验的设备 （116）
2．5．1．3 环境条件 （117）
2．5．1．4 EMC试验的要求 （117）
2．5．2 低频扰动试验 （118）
2．5．3 高频干扰试验 （118）
2．5．3．1 浪涌（冲击） （118）
2．5．3．2 电快速瞬变脉冲群抗扰度
试验 （121）
2．5．3．3 静电放电 （124）
2．5．3．4 射频电磁场辐射 （127）
2．5．4 发射 （130）
第3章 性能试验 （132）
3．1 安全防护试验 （132）
3．1．1 防护措施和保护电路的电连续性
检查 （132）
3．1．2 保护电路有效性的试验 （132）
3．1．3 用自动切断电源作保护条件的
检验 （133）
3．1．3．1 TN系统试验方法 （133）
3．1．3．2 TN系统试验方法的应用 （135）
3．1．3．3 TT系统试验方法 （137）
3．1．3．4 IT系统试验方法 （138）
3．1．4 具有保护性隔离的控制设备与电
器的试验 （138）
3．1．4．1 一般要求 （138）
3．1．4．2 性能要求 （139）
3．1．5 介电性能试验 （139）
3．1．5．1 总则 （139）
3．1．5．2 介电性能验证的一般条件 （139）
3．1．5．3 冲击耐受电压试验 （140）
3．1．5．4 工频耐受电压试验 （143）
3．1．5．5 绝缘电阻试验 （144）
3．2 温升试验 （145）
3．2．1 温升试验的方法 （145）
3．2．1．1 总则 （145）
3．2．1．2 试验程序 （147）
3．2．1．3 温升试验时使用的外连导
体的尺寸 （148）
3．2．1．4 温升的测量方法 （150）
3．2．1．5 试验结果的评定 （152）
3．2．2 各部位温升的试验 （152）
3．2．2．1 周围空气环境温度的测量 （152）
3．2．2．2 部件的温升与测量 （152）
3．2．2．3 主电路的温升 （153）
3．2．2．4 控制电路的温升试验 （154）
3．2．2．5 线圈和电磁铁的绕组的温升 （154）
3．2．2．6 辅助电路的温升试验 （154）
3．2．2．7 母线最高允许温升 （154）
3．3 电气性能试验 （155）
3．3．1 电气性能验证要求 （155）
3．3．2 空载、正常负载和过载条件下的
性能 （155）
3．3．2．1 验证动作条件的一般要求 （155）
3．3．2．2 验证动作范围 （156）
3．3．3 接通和分断能力试验 （157）
3．3．3．1 一般试验条件 （157）
3．3．3．2 试验电路 （157）
3．3．3．3 瞬态恢复电压特性 （161）
3．3．3．4 接通和分断能力试验过程 （163）
3．3．3．5 接通和分断能力试验中和试验
后控制设备和电器的状态 （163）
3．3．4 寿命试验 （163）
3．3．4．1 机械寿命试验 （163）
3．3．4．2 电寿命试验 （163）
3．3．5 均衡度测量 （163）
3．3．5．1 电压均衡度测量 （163）
3．3．5．2 电流均衡度测量 （164）
3．3．5．3 输出电压不对称度 （164）
3．3．6 其他电气性能试验 （165）
3．3．6．1 功率因数的测定 （165）
3．3．6．2 效率的测定 （165）
3．3．6．3 谐波含量的测试 （165）
3．3．6．4 纹波的测定 （166）
3．4 短路性能试验 （166）
3．4．1 可免除短路耐受强度验证的成套
设备的电路 （166）
3．4．2 短路条件下的性能试验 （167）
3．4．2．1 接通、承载和分断短路电
流能力 （167）
3．4．2．2 短路试验的一般条件 （167）
3．4．2．3 试验过程 （173）
3．4．2．4 额定短时耐受电流的承载能
力试验 （175）
3．4．2．5 控制设备短路保护和电器和额
定限制短路电流的配合试验 （176）
3．4．3 短路耐受强度试验程序 （176）
3．4．3．1 试验安排 （176）
3．4．3．2 试验的实施总则 （176）
3．4．3．3 主电路试验 （177）
3．4．3．4 短路电流值及其持续时间 （178）
3．4．3．5 试验结果 （178）
3．5 控制功能试验 （179）
3．5．1 控制功能概述 （179）
3．5．2 控制功能试验的内容 （179）
3．5．2．1 空载试验 （179）
3．5．2．2 负载试验 （180）
3．5．2．3 连续运行试验 （181）
3．5．3 风力发电机组控制系统概述 （182）
3．5．3．1 风电控制系统的要求 （182）
3．5．3．2 风力发电机组主控制系统的
组成 （182）
3．5．3．3 风力发电机组的控制功能 （183）
3．5．4 风电机组主控制器控制功能试验 （185）
3．5．4．1 控制器试验原理与方法 （185）
3．5．4．2 控制器控制功能试验 （185）
3．5．4．3 安全保护试验 （188）
3．5．4．4 发电机并网和运行试验 （191）
3．5．5 试验报告 （192）
第4章 电气控制设备养护与检修 （193）
4．1 电气控制设备养护与检修的管理 （193）
4．1．1 电气控制设备维护检修制度 （193）
4．1．1．1 人员的岗位职责 （193）
4．1．1．2 电气控制设备维护检修的管
理制度 （194）
4．1．1．3 电气控制设备的技术状态
管理 （196）
4．1．2 电气控制设备的维护保养 （197）
4．1．2．1 电气控制设备技术状态完好
的标准 （197）
4．1．2．2 电气控制设备养护制度 （198）
4．1．3 电气控制设备的维修检查 （199）
4．1．3．1 维修检查的目的和内容 （199）
4．1．3．2 检查间隔期的确定 （199）
4．1．3．3 设备检查的实施 （200）
4．1．4 电气控制设备的修理 （200）
4．1．4．1 概述 （200）
4．1．4．2 设备修理的制度 （202）
4．1．4．3 设备维修工作指标 （203）
4．1．4．4 电气控制设备维修计划 （205）
4．2 日常维护与检修 （210）
4．2．1 电气控制设备的维护 （210）
4．2．1．1 设备维护保养的类别和内容 （211）
4．2．1．2 电气控制设备的维护要求 （212）
4．2．1．3 安全注意事项 （213）
4．2．2 控制柜零部件的维护保养 （213）
4．2．2．1 低压断路器的维护 （213）
4．2．2．2 熔断器的日常维护 （215）
4．2．2．3 继电器和接触器的维护与
检修 （215）
4．2．2．4 电力电容器的维护 （217）
4．2．2．5 热电阻热电偶的维护 （218）
4．2．2．6 PLC的日常维护 （219）
4．3 电气控制设备检修 （221）
4．3．1 电气故障 （221）
4．3．1．1 电气控制系统硬件的故障类型
及原因 （221）
4．3．1．2 故障原因分析 （222）
4．3．1．3 处理电气控制设备故障的
一般程序 （225）
4．3．1．4 电气控制设备故障检修的
一般步骤 （225）
4．3．2 电气控制设备的检修 （227）
4．3．2．1 控制系统电气装置的检修 （227）
4．3．2．2 电气控制设备检修制度 （229）
4．3．2．3 电气控制设备检修工艺要求 （229）
4．3．3 控制柜内零部件的检修 （231）
4．3．3．1 万能式空气断路器的检修 （231）
4．3．3．2 熔断器的检修 （233）
4．3．3．3 继电器和接触器的检修 （233）
4．3．3．4 电力电容器的检修 （235）
4．3．3．5 热电偶、热电阻的检修 （236）
4．3．3．6 PLC的检修 （237）
4．4 零部件常见故障与处理方法 （242）
4．4．1 断路器常见故障处理方法 （243）
4．4．1．1 低压断路器常见故障及其
处理 （243）
4．4．1．2 自动开关故障原因及处理 （244）
4．4．1．3 刀开关的常见故障及其处
理方法 （245）
4．4．2 熔断器常见故障及其处理方法 （245）
4．4．3 接触器继电器常见故障与处理 （246）
4．4．3．1 电磁式接触器常见故障及其
处理方法 （246）
4．4．3．2 热继电器的常见故障及其处
理方法 （247）
4．4．3．3 时间继电器常见故障及其处
理方法 （248）
4．4．3．4 速度继电器常见故障的修理
方法 （248）
4．4．4 指令电器常见故障及处理 （249）
4．4．4．1 按钮常见故障的处理办法 （249）
4．4．4．2 转换开关常见故障的处理
办法 （249）
4．4．4．3 行程开关常见故障的处理
办法 （250）
4．4．5 电力电容器的故障原因及处理 （250）
4．4．6 变压器的常见故障及处理 （252）
4．4．7 热电阻/热电偶故障及处理 （253）
4．4．7．1 热电偶的故障及处理 （253）
4．4．7．2 热电阻的常见故障及处理 （255）
4．4．8 PLC故障检查与处理 （255）
4．5 零部件代换的原则 （258）
4．5．1 零部件代换必须考虑的问题 （258）
4．5．2 低压电器的替换原则 （259）
4．5．2．1 断路器的替换原则 （259）
4．5．2．2 漏电保护装置的替换原则 （259）
4．5．2．3 熔断器的替换原则 （259）
4．5．2．4 接触器、继电器的替换原则 （259）
4．5．2．5 热继电器的代换 （260）
4．5．2．6 功补偿电容器的代换 （260）
4．5．2．7 交流稳压器代换 （261）
4．5．2．8 PLC代换原则 （261）
4．5．3 电子元器件的代换 （262）
4．5．3．1 电阻器代换原则 （262）
4．5．3．2 电容器代换原则 （263）
4．5．3．3 晶体二极管的代换原则 （264）
4．5．3．4 晶体三极管的更换与代用 （265）
4．5．3．5 集成电路代换方法与技巧 （266）
4．5．3．6 光电耦合器的代换 （267）
4．5．3．7 晶闸管的代换 （271）
4．5．3．8 IGBT管的代换 （271）
第5章 出厂检验与包装运输 （273）
5．1 电气控制设备的出厂检验 （273）
5．1．1 电气控制产品出厂检验制度 （273）
5．1．1．1 产品出厂检验的组织 （273）
5．1．1．2 检验工作程序 （273）
5．1．1．3 不良品的处理 （274）
5．1．1．4 出厂检验记录制度 （274）
5．1．2 出厂试验前一般检查 （275）
5．1．3 机械、电气操作试验 （278）
5．1．4 电气控制柜介电强度和绝缘电阻
测试 （279）
5．1．4．1 绝缘电阻测试 （279）
5．1．4．2 介电强度试验 （279）
5．1．5 电气控制柜保护电路连续性与功
能单元互换性检查 （280）
5．1．6 出厂前要求 （281）
5．2 电气控制设备的包装 （281）
5．2．1 电气控制设备包装的要求 （281）
5．2．1．1 总则 （281）
5．2．1．2 一般要求 （281）
5．2．1．3 电气控制设备的主要包装
方式和防护包装方法 （282）
5．2．2 包装箱的技术要求 （283）
5．2．2．1 制箱材料 （283）
5．2．2．2 包装箱的形式与结构 （284）
5．2．3 制箱要求 （285）
5．2．3．1 木箱 （285）
5．2．3．2 箱体加固要求 （287）
5．2．4 装箱要求 （288）
5．2．4．1 控制柜的装箱 （288）
5．2．4．2 单独包装 （289）
5．2．5 包装的验收规则与试验方法 （290）
5．2．5．1 抽样方法和检验规则 （290）
5．2．5．2 试验方法 （290）
5．2．6 箱面标志与随机文件 （291）
5．2．7 包装储运图示标志 （292）
5．2．7．1 标志的名称和图形符号 （292）
5．2．7．2 标志的尺寸和颜色 （294）
5．2．7．3 标志的使用方法 （295）
5．3 电气控制设备的储存 （296）
5．3．1 自然因素对电气设备的影响 （296）
5．3．2 电气设备储存的要求 （297）
5．3．3 电气设备的入库验收 （298）
5．3．4 电气设备的储存条件和码垛
方法 （299）
5．3．4．1 电气设备的仓储条件 （299）
5．3．4．2 电气设备的码垛堆放方法 （299）
5．3．5 电器控制设备的保管保养 （300）
5．3．6 仓库防火安全管理规则 （300）
5．3．6．1 仓库的安全防火要求 （300）
5．3．6．2 仓库的组织管理 （301）
5．3．6．3 仓库的储存管理 （301）
5．3．6．4 仓库的装卸管理 （302）
5．3．6．5 仓库的电气管理 （302）
5．3．6．6 仓库的火源管理 （302）
5．3．6．7 消防器材管理 （303）
5．4 装卸与运输 （303）
5．4．1 电气控制设备的装卸 （303）
5．4．1．1 装卸技术要求 （303）
5．4．1．2 装卸时的安全注意事项 （304）
5．4．2 起重机械的使用 （304）
5．4．2．1 对起重机械操作人员的要求 （304）
5．4．2．2 起重机械使用前的检查 （305）
5．4．2．3 起重设备操作注意事项 （305）
5．4．2．4 起重设备不允许的操作 （306）
5．4．2．5 桥式起重机使用注意事项 （306）
5．4．2．6 轮胎吊使用注意事项 （307）
5．4．3 电气控制柜的搬运 （307）
5．4．3．1 电气控制柜搬运注意事项 （307）
5．4．3．2 叉车驾驶制度 （308）
5．4．3．3 叉车安全驾驶注意事项 （309）
5．4．4 电气控制设备的运输 （309）
5．4．4．1 运输方式的选择 （310）
5．4．4．2 电气控制设备运输安全操
作规程 （312）
5．4．4．3 大型电气控制设备运输注
意事项 （312）
参考文献 （314）
