李蓉，任引弟，李芳芳

（潞安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 長治 046002）

0 引言

我們經(jīng)常在廠房或者實訓(xùn)室的設(shè)備上看到開關(guān)旁邊有一個紅色的按鈕，這個按鈕就是我們常說的“急停按鈕”，甚至有的在旁邊標(biāo)有“緊急停止”字樣。當(dāng)發(fā)生緊急情況時，需要將按鈕按下，此時就可以將設(shè)備斷電停下，并且對耨寫傳動部位進行釋放；如果想要再次啟動，恢復(fù)供電，就要將紅色按鈕旋轉(zhuǎn)45°，此時按下部分，救護就會被自動彈起，回復(fù)正常使用情況。一般情況下急停按鈕中有繼電保護裝置，急停按鈕連接保護元件交流接觸器，為節(jié)約空間和成本，不再使用保護元件也一樣能達(dá)到保護作用，為此對本實驗室試驗臺進行改裝和改造實驗的研究。

目前大部分中小學(xué)、乃至高校實訓(xùn)室都需要安裝實驗臺，而很多實訓(xùn)室為了簡便已更換掛箱，將實訓(xùn)設(shè)備集中于一體，但是由于空間狹窄，只能將急停按鈕縮小或者取掉保護元件，顯然有的情況下這樣達(dá)不到保護措施。又加之普通急停按鈕觸頭很小，這樣就會因為多次進行急停開關(guān)的操作而引發(fā)急停按鈕線路發(fā)熱著火，為避免此類事情引起不好的后果，需要對多急停按鈕進行重新設(shè)計和搭建，特進行項目研究。

目前對于急停開關(guān)的研究很多，急停按鈕已經(jīng)是大部分專業(yè)人士熟知的零件，一般的大型設(shè)備急停按鈕都比較大，觸頭間距比較寬，而且連接有保護元件，不存在急停發(fā)熱現(xiàn)象。但是基于實訓(xùn)室的急停開關(guān)使用并沒有太多文字性的報道，所以借此機會，通過課題研究，形成專業(yè)性的報道，為學(xué)生的安全操作和企業(yè)節(jié)約成本兩個問題，提供一定的參考。

1 實驗背景

急停按鈕在很多高校甚至中小學(xué)的試驗臺廣泛應(yīng)用，本文項目中強調(diào)從實驗室試驗臺的改進目的以及保護元件、線路改造等一系列的研究出發(fā)，確保學(xué)生在實驗中的安全，通過線路的改造和更換實驗臺中的材料，保證了實驗臺的使用壽命和使用安全。

我校高性能電綜實驗室是由TS-2005高性能電工電子電拖實驗裝置組成，共12臺，依據(jù)金華康貝爾公司的教育理念和設(shè)計思路制作而成。本套實驗裝置性能優(yōu)越，是目前大多數(shù)學(xué)校實驗課堂中的首選，全部采用掛箱的模式，根據(jù)不同需求可以隨時進行掛取，整體布局合理，操作方便，并且擴展了智能化測量儀表，其中包括“電流表”、“電壓表”、“功率表”、“功率因數(shù)表”等，幾個數(shù)據(jù)可同時測量，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠；為實驗測量，提供了高端的測量儀表，方便數(shù)據(jù)提取，同時在實驗室自帶的“高性能電工”、“高性能電子”“高性能電拖”等基礎(chǔ)上，還可以擴展“可編程控制器PLC”、“變頻與伺服”等模塊。上述實驗對于理工科學(xué)生來說是必修課，上課人數(shù)較多，使用率達(dá)到90%，比其他實驗類教具更容易進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

這類電路實驗，需要涉及380v電壓，比如三相交流電功率測試、三相異步電動機使用等，考慮到強電實驗的危險性，必須做好用電保護。實驗中教師一方首先要給同學(xué)們講清楚實驗過程中的安全注意事項，一定要規(guī)范操作，建立用電安全意識，時刻牢記用電安全；其次操作過程中一些典型案例、典型環(huán)節(jié)，要進行示范，確保操作規(guī)范，停送電操作無誤；緊急情況下，會使用停止按鈕，為使急停按鈕更具保護性，進行了多方面的研究，保證實驗室安全性。

2 實驗設(shè)計依據(jù)

TS-2005型實驗裝置，到貨后，未經(jīng)驗收，處于試驗階段，我校教師采用高頻率使用試驗裝置的方法，查驗是否有質(zhì)量問題。急停保護中急停斷電保護電路簡單，容易發(fā)生事故。因此設(shè)計了實驗室急停按鈕，并對其進行了改造。

本次設(shè)計主要針對試驗臺急停保護電路，沒有配置交流接觸器。急停按鈕通常采用的停電保護為漏電保護方式，一般主要由交流接觸器、空氣開關(guān)（斷路器）、和外觀紅色急停按鈕幾部分組成。常見的漏電空氣開關(guān)采用較多的是德力西DZ47SLE漏保3P三相電閘N四線380V空氣開關(guān)帶漏電保護斷路器，三極斷路器在線路中可以同時控制三相380V三相火線，有剩余電流動作脫口指示，復(fù)位按鈕彈起，為漏電脫扣，分?jǐn)嗄芰?kA，級數(shù)3P+N，最大承載交流電壓400V，端子接線形式為U型端子。本實驗中依然采用CJX1-922德力西通用交流接觸器，電流規(guī)格為9A，線圈電壓規(guī)格為DC24～220V，交流接觸器常見的觸頭控制系統(tǒng)為主觸頭和輔助觸頭系統(tǒng)，其中主觸頭由3對常開觸點構(gòu)成，輔助觸頭由4對觸頭（2對常開，2對常閉）組成，它們可對線路的終端配電起到過載、隔離、漏電保護的作用。常見德力西CJX1-922交流接觸器結(jié)構(gòu)圖如下：

圖1 交流接觸器接線圖

圖2 急停斷電保護電路原理圖

3 實驗改造

參考南開大學(xué)張濤等人發(fā)表在實驗技術(shù)管理中的《電工電子實驗裝置加裝急停斷電保護電路》，這篇文章中提到，每組空開控制5組實驗設(shè)備，可以正常進行實驗的安全保護。我校高性能實驗室實驗裝置共12臺，參考上述內(nèi)容，為確保問題試驗臺能正常切斷電源而不影響其他實驗臺的使用，特將實驗裝置每臺單獨進行布線。每臺實驗裝置的急停保護電路圖如圖3所示。

圖3 空開斷路器外形圖

圖3 本實驗設(shè)計急停按鈕原理圖

圖4 空開斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

本實驗中正常啟動如果發(fā)現(xiàn)實驗裝置有發(fā)熱等問題，可以按下急停按鈕，此時線圈得電，線圈內(nèi)動靜鐵芯之間閉合，彈簧動作，常開開關(guān)閉合，常閉開關(guān)打開，與空氣開關(guān)相連的三相火線均與限流電阻（2KΩ）接通，產(chǎn)生漏電，漏電保護器立即切斷實驗臺電源，以達(dá)到保護師生安全的目的。

4 實驗結(jié)果分析

根據(jù)改造線路圖，本實驗依然采用1.5mm2單股銅芯電線進行實驗，以此保證實驗過程中，實驗室電線載流量與實驗裝置使用最大電流相匹配，連接處采用絕緣膠帶將連接線包扎完好，不發(fā)生漏電現(xiàn)象。經(jīng)過2個月的試用，急停開關(guān)使用正常，能夠正常進行切換，尤其在電工電子實驗中，長期使用，并未發(fā)現(xiàn)有發(fā)熱等現(xiàn)象。

5 結(jié)語

綜上所述，本實驗室試驗臺改進主要通過對小型急停按鈕進行改造，在改造中發(fā)現(xiàn)設(shè)備不合理之處，并通過一定手段和措施，改善不足之處，對其進行的改進具備一定的參考價值。大部分的實驗教具都應(yīng)安裝急停保護裝置，多數(shù)廠家為了暴利，偷工減料，不加裝急停按鈕，嚴(yán)重的會使得實驗過程中發(fā)生意外事故。為避免此類事件發(fā)生，本實驗具備一定的參考價值，由于實驗中只使用了常開開關(guān)，而且是獨立一組，未來將對其進行進一步改造，主要針對其經(jīng)濟性，并且在改進之后具有一定的商業(yè)和推廣價值。