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电气系统

徐州徐工基础工程机械有限公司

电气线路基础及电气原理图

1.1 电路的基本概念

1.1.1 电路：电流的通路，为了某种需要有某些电工设备或元件按一定方

式组合起来的。包括电源、负载和中间环节。

回路：电路中任一闭合路径称为回路。

电源：电路中提供电能的设备。

负载：电路中取用电能的设备。

中间环节：传输、控制和分配电能的作用。

电路通常有通路、断路、短路及接触不良四种状态。

1.1 电路的基本概念

1.1.2 电路的保护

电气控制系统必须在安全可靠的条件下来满足施工工艺的要求，因此

在下线路中必须设有各种保护装置，保证设备和人身安全。

（1）短路保护：熔断器或低压断路器来实施保护；

（2）过载保护：电器因长期超载运行而引起的温升和电流超过额定值

，一般利用热继电器、电流反馈实施监测和保护；

（3）零位保护：确保工作装置在非工作位置才容许机器起动而实施的

保护，如发动机或电动机起动；

（4）自锁及互锁：统称为电器的联锁控制。

1.2 电路常用符号

电路图是利用图形符号和文字符号，表示电路构成、连接关系和工

作原理，而不考虑其实际安装位置的一种简图。为了使电路图具有通

用性，便于进行技术交流，构成电路图的图形符号和文字符号，不是

随意的，它有统一的国家标准和国际标准。要看懂电路图，必须了解

图形符号和文字符号的含义、标注原则和使用方法。

一般常用符号

一、

无源元件、半导体管和电子管符号

二、

电能的发生和转换符号

三、

开关控制和保护装置符号

四、

开关控制和保护装置符号

操作及非电量控制符号

五、

操作及非电量控制符号

仪表、灯和信号器件符号

六、

仪表、灯和信号器件符号

仪表、灯和信号器件符号

上节中包括了所有工程机械使用的符号，对标准中没有规定

的符号，可以选取标准中给定的基本符号、一般符号等，按规定

的组合原则进行派生，以构成完整的元件或设备的图形符号，但

在图样的空白处必须加以说明。如下表所示，压力开关（常开），

可以用压力符号和开关组合在一起，构成压力开关符号。

第二节 图形符号的使用原则

（1）首先选用优选形。

（2）在满足条件的情况下，首先采用最简单的形式，但图形符号必须

完整。

（3）在同一份电路图中同一图形符号采用同一种形式。

（4）符号方位不是固定的，在不改变符号意义的前提下，符号可根据

图面布置的需要旋转或成镜像放置，但文字和指示方向不得倒置。

（5）图形符号中一般没有端子代号，如果端子代号是符号的一部分，

则端子代号必须画出。

（6）一般连接线不是图形符号的组成部分，方位可根据实际需要布置。

（7）符号的意义由其形式决定，可根据需要进行缩小或放大。

（8）图形符号表示的是在无电压、无外力的常规状态。

（9）图形符号中的文字符号、物理量符号，应视为图形符号的组成部

分。当用这些符号不能满足标注时，可按有关标准加以补充。

（10）电路图中若未采用规定的图形符号，必须加以说明。

图形符号的使用原则应遵循以下几点：

对于基本的元器件，其图形符号、文字符号都是相同的，如

电阻、电容、照明灯、蓄电池等。由于目前国内还没有工程机械

电气图形符号统一标准，各个生产厂家对某些电器所采用的图形

符号有所不同，与标准规定有一些差异，这给识读电路图造成一

定困难，但图形符号基本结构的组成是相似的，只要了解它们的

区别，就能避免识读错误。下面通过具体示例来说明不同机型在

表示同一元器件的图形符号时，在电路图中的差异。

第三节 电路符号的识读

通过上述示例可知，工程机械电路图形符号目前还没有统一

的标准，国内工程机械制造企业大都采用电气技术行业标准，所

以在识图过程中应不断地总结经验，找出不同的电路中采用的图

形符号有哪些相同点和不同点，这样可以提高读图速度。

第四节 电路原理图

为了详细表示实际设备或成套装置电路的全部基本组成和连

接关系，便于详细理解作用原理，需要绘制电路原理图（也称电

路图或电气线路图）。

所谓电路图是根据国家颁布的有关技术标准，用图形符号、

文字符号，以统一规定的方法，把电路画在图纸上。它是电气技

术中使用最广泛的一种重要的电路简图，具有电路清晰，简单明

了，便于理解电路原理的特点。工程机械电路图是用电器图形符

号，按工作顺序或功能布局绘制的，详细表示电路的全部组成和

连接关系，不考虑实际位置的简图。

（1）对全车电路有完整的概念。它既是一幅完整的全车电路图，

又是一幅互相联系的局部电路图，重点、难点突出，繁简适当；

（2）尽可能减少导线的曲折与交叉。调整位置，合理布局，图面

简洁清晰图形符号照顾元件外形和内部结构，便于联想分析，易

读、易画；

（3）电路系统的相互关联关系清楚。

其缺点是图形符号不规范，易各行其道，不利于交流。

一、电路图具有以下特点：

（1）便于详细理解表达对象的线路布置；

（2）为检测、寻找故障、排除故障提供信息；

（3）为绘制接线图提供依据；

由于电路图描述的连接关系仅仅是功能关系，而不是实际的

连接导线，因此电路图不能代替布线图。

二、电路图的用途：

在电气系统中，有大量的元器件的驱动部分和被驱动部分采

用机械连接，如继电器、按钮开关、光电偶合器等都属于这一类。

其表示方法有3种：集中表示法、半集中表示法和分开表示法，不

管采用何种表示方法，所给出的信息量都是相等的，在同一张图

纸上可以根据需要使用一种或同时使用几种表示方法。 ①集中表示法

集中表示法是把元器件各组成部分的图形符号绘制在一起的

方法，其特点是易于寻找项目的各个部分，元器件整体印象完整，

但仅适用于较为简单的电路。

三、电路图的绘制方法：

②半集中表示法

半集中表示法是把一个元器件某些组成部分（不是全部）的

图形符号在图上分开布置，它们之间的关系用机械连接线表示的

方法，机械连接线用虚线表示，可以是直线，也可以折弯、分支

和交叉。其特点是可减少电路连接线的往返和交叉，使图面清晰，

便于识读。但是，会出现穿越图面的机械连接线，所以适用于一

般电路，相对复杂电路，由于穿越图面的机械连接线过多，不采

用这种方法。

③分开表示法

分开表示法把一个元器件的各组成部分的图形符号在图上分

开布置，它们之间各部分的关系用项目代号表示的方法。显然，

分开表示法既减少了电路连接线的往返和交叉，又不会出现穿越

图面的机械连接线，所以在实际中得到广泛应用。但是，为了寻

找被分开的各部分，需要采用插图或表格等检索手段。

电路与导线的排列

电路的安排要求有清楚、一目了然的图示效果，各个电路的

排列必须优先采用从左到右、从上到下的原则，尽可能用直线、

无交叉点、不改变方向的标记方式。可以垂直地布置，或者水平

地布置。

由于各厂家工程机械电路图的绘制方法、符号标注、文字标注、

技术标准的不同，电路图的画法有很大差异，这就给读图带来许

多麻烦，因此，掌握电路图识读的基本方法显得十分重要。

（1）认真阅读图注

认真阅读图注，了解电路图的名称、技术规范，明确图形符

号的含义，建立元器件和图形符号间一一对应的关系，这样才能

快速准确地识图。

（2）掌握回路的原则

在电学中，回路是一个最基本、最重要，同时也是最简单的概

念，任何一个完整的电路都由电源、用电器、开关、导线等组成。

一个用电器要想正常工作，总要得到电能。对于直流电路而言，

电流总是要从电源的正极出发，通过导线，经熔断器、开关到达

用电器，再经过导线（或搭铁）回到同一电源的负极，在这一过

程中，只要有一个环节出现错误，此电路就不会正确、有效。

四、电路图的识读方法：

（3）熟悉开关作用

开关是控制电路通断的关键，电路中主要的开关往往汇集许

多导线，读图时应注意与开关有关的5个问题：

①在开关的许多接线柱中，注意哪些是接直通电源的？哪些

是接用电器的？接线柱旁是否有接线符号？这些符号是否常见？

②开关共有几个档位？在每个档位中，哪些接线柱通电？哪

些断电？

③蓄电池或发电机电流是通过什么路径到达这个开关的？中

间是否经过别的开关和熔断器？这个开关是手动的还是电控的？

④各个开关分别控制哪个用电器？被控用电器的作用和功能

是什么？

⑤在被控的用电器中，哪些电器处于常通？哪些电路处于短

暂接通？哪些应先接通？哪些应单独工作？哪些应同时工作？哪

些电器允许同时接通。

（4）了解电路图的一般规律

①标准画法的电路图，开关的触点位于零位或静态，即开关

处于断开状态或继电器线圈处于不通电状态。

②汽车电路是单线制，各电器相互并联，继电器和开关串联

在电路中。

③大部分用电设备都经过熔断器，受熔断器的保护。

④把整车电路按功能及工作原理划分成若干独立的电路系统，

这样可解决整车电路庞大复杂，分析起来困难的问题。现在整车

电路一般都按各个电路系统来绘制，如电源系、起动系、点火系、

照明系、信号系等，这些单元电路都有它们自身的特点，抓住特

点把各个单元电路的结构，原理吃透了，理解整车电路也就容易

了。

（5）识图的一般方法

①先看全图，把一个个单独的系统框出来

一般来讲，各电器系统的电源和电源总开关是公共的，任何

一个系统都应该是一个完整的电路，都应遵循回路原则。

②分析各系统的工作过程、相互间的联系

在分析某个电器系统之前，要清楚该电器系统所包含各部件

的功能、作用和技术参数等。在分析过程中应特别注意开关、继

电器触点的工作状态，大多数电器系统都是通过开关、继电器不

同的工作状态来改变回路，实现不同功能的。

③通过对典型电路的分析，达到触类旁通

许多电路原理图，很多部分都是类似或相近的，这样，通过

一个具体的例子，举一反三，对照比较，触类旁通，可以掌握一

些共同的规律，再以这些共性为指导，了解其他的电路原理，又

可以发现更多的共性以及各种车型之间的差异。

油量传感器：

1.油箱内浮子的移动应灵活，以免浮子与油箱隔板干涉造成指示不准。

2.油量传感器接地应可靠。

温度传感器：

传感器接地应可靠，传感器的导线连接不得短路。

压力传感器：

1.安装压力传感器时，不可直接拧外壳。

2.如传感器有报警，那么传感器线与报警线不可接反。

转速传感器：

确保传感器底部与发动机齿顶间隙为0.8至1.0mm，否则会造成指示失准。

正确的安装方法是，先将传感器拧到底，即传感器底部碰到发动机飞轮齿顶部，

然后逆时针回旋2/3圈，再用背紧螺母紧固。

第五章传感器使用安装注意事项

CAN总线简介

CAN主要通讯协议

CAN总线简介

CAN总线简介

CAN总线的特点

CAN总线简介

CAN总线的特点

CAN总线简介

CAN总线的特点

CAN总线简介

CAN总线结构

CAN总线简介

CAN总线传输速率

CAN总线简介

CAN总线位的数值表示

CAN总线简介

总结

旋挖钻机电气系统

旋挖钻机的电气系统是整机的重要组成部分，其性能的好坏

直接影响到整机使用的经济性、可靠性和安全性。例如：为了使

机器发动需要使用起动机，为了保证安全行驶需要各种指示仪表

信号装置和照明电器的正常工作等。

实践证明，由于旋挖钻机常处于振动和泥土、灰尘等恶劣的

工作环境下，加上操作人员的使用不当，不能及时的维护保养，

很容易使电器设备损坏。据统计,在工程机械行业，电器设备所出

现的故障占总故障的30%左右，由此可见，为了保证工程机械设

备的正常使用，了解一定的电气系统知识就显得特别重要。

1. 旋挖钻机电气系统概述

旋挖钻机上的电气设备，数量和种类很多，但是按其用途通常

可以分成以下几个部分：

电源及点火起动系统

灯光信号及照明系统

仪表显示及报警指示系统

辅助装置系统

液压电控系统及电子控制系统

1.1 电气系统的组成

本系统为直流24V单线制电源，负极搭铁系统。采用两只12V

蓄电池串联和一只硅整流发电机供整机用电。车辆启动时由蓄电池

提供电能，当发动机运行后，由发电机发出的24V直流电提供本机

用电系统电能，并同时给蓄电池充电。为保证操作安全可靠，安装

了安全手柄。起动时操作者根据环境温度判断是否需要进行预热。

1.1.1 电源及点火起动系统

仪表盘上的开关带有内置灯。

照明系统包括：

前大灯、顶大灯、驾驶室顶灯、频闪灯及喇叭等。

1.1.2 灯光信号及照明系统

仪表显示包括：机油压力显示、燃油油位显示、液压油温显示、

冷却水温显示、主泵副泵压力显示、转速显示、主卷监视器等。报

警指示包括：深度传感器断线或者故障报警；手柄输入信号异常时

报警；倾角传感器输入信号异常报警；冷却水温超过98C°报警；过

滤器堵塞报警；机油压力低于50kp报警；液压油温度超过80 C°报

警、输入输出口的故障诊断、GPS信号异常报警等。以上功能均由

彩色液晶显示器显示。

1.1.3 仪表显示及报警指示系统

本系统由雨刮、雨刮喷水、自吸泵、空调等组成，对钻机进行

一些辅助功能的控制操作。

1.1.4 辅助装置系统

由开关通过继电器控制各个电磁阀进而控制液压动作，或由控

制器的输出端直接控制电磁阀进而控制液压动作。如：主卷合流、

行走锁定、动作的切换等。

1.1.5 液压电控系统

包括发动机ECU控制系统、PLC智能控制系统。一般通过CAN 总

线进行信号传输。

由PLC、显示器、倾角传感器、比例阀等构成闭环控制系统，通过

控制器的编程运算，控制电比例阀，进行钻桅的垂直度.的调节、深

度的检测与计算等。

1.1.6 电子控制系统

1.2 电气系统的特点

低压：工程机械电器系统的额定电压通常为12V和24V。旋挖钻机电

气系统的额定电压通常为24V。

直流：工程机械发动机是靠电力起动机起动的，它是直流串励式电

动机，必须由蓄电池供电，而蓄电池充电也必须是直流电，所以工

程机械电气系统为直流系统。

单线制：所有用电设备均为并联，即从电源到用电设备只用一根导

线（火线）连接，而用工程机械车身、发动机等金属体作为另一根

公共导线，俗称“搭铁”。

1.3 电子控制系统分类

电子控制装置

这类装置与车上机械部件进行配合使用，形成“机电一体化”

系统，直接用于控制设备运行并改善其性能。

如发动机电子控制、底盘电子控制、转向控制、远程智能控制

等。

车载电子装置

是在设备工作环境下独立使用的电子装置，和设备本身的性能

无直接关系。

如车载电话、收音机、音响及多媒体等。

1.4 电子控制系统组成

控制器 执行器

被控对象

传感器

人机交互

工程机械电子控制系统组成框图:

控制箱的位置

控制箱

电气元件的识别

控制箱内部的元器件布置

继电器

保险丝

接线端子

控制器

电气元件的识别

钻桅上的接插件及高度限位

接插件

行程开关

电气元件的识别

前控制面板

前控制面板： 用于报警显示、各种动作的切换、限位解除、急停等功能。

电气元件的识别

变幅限位传感器： 用于限制变幅范围，保证钻机稳定性。

传感器

电气元件的识别

电气元件的识别

接近开关

摇臂限位传感器： 当摇臂限位报警时，显示器上显示,摇臂即将与大圆盘

干涉，请谨慎操作。此时，不能再进行钻桅前伸动作和变幅提升动作，

此时可向前操作变幅，限位解除后，再前伸钻桅。

倾角传感器： 处于钻桅上，用于测量钻桅的倾斜角度。

倾角传感器

电气元件的识别

钻桅限位装置

行程开关

钻桅限位： 限制钻桅左右倾斜角度，保护钻机的安全稳定。

电气元件的识别

XR360XR220A仪表盘和显示器

部分机型显示器页面简介

XR200/XR220显示器主页面

部分机型显示器页面简介

XR280C/XR230C显示器主页面

部分机型显示器页面简介

XR360/XR360D显示器主页面

电气原理图简介

连续墙抓斗电气系统

连续墙抓斗上的电气设备，按其用途通常可以分成以下几个部

分：

电源及点火起动系统

灯光信号及照明系统

仪表显示及报警指示系统

辅助装置系统

液压电控系统及电子控制系统

电气系统的组成

显示器页面介绍

主页面

显示器页面介绍

抓斗偏移曲线显示

显示器页面介绍

I/O检测页面

显示器页面介绍

故障查询页面

显示器页面介绍

临时解码页面

电气元件识别

控制面板

显示器

电气元件识别

电控箱

电气元件识别

动力电缆

电缆卷筒

电气元件识别

销轴传感器

接近开关

XZ水平定向钻机电气系统

徐工XZ水平定向钻的电气控制系统主要分为：

发动机的起动、熄火与检测，油门控制，泥浆泵控制，自动润滑

控制，地面行走控制，虎钳控制，钻杆的自动装卸控制，自动钻

进控制，动力头双速控制，钻机的故障诊断，防高压电保护，钻

进监控等几个部分。

电器件的布局是由左控制台、右控制台、继电器箱、辅助控

制台、设置控制台、行走控制盒、备用控制盒组成。

1.水平定向 钻机电气系统概述

1、发动机的起动、熄火和灯光报警：

该部分为直流24V单线制电源，负极搭铁。它采用两只12V蓄

电池串联后和发电机一起供整机用电。车辆启动时由蓄电池提供电

能，当发动机运行后，由发电机发出的24V直流电提供本机用电系

统电能，并同时给蓄电池充电。

2、油门控制

油门采用电控的方式，发动机起动后，向不同的方向按动油门

开关，可使发动机的速度增加或减小。

3、泥浆泵控制

电液比例控制，根据需要调节泥浆流量的大小，在装卸钻杆时，

压力开关自动切断和开起泥浆泵。

4、地面行走控制

用有线遥控的方式，它有如下功能：

·行走手柄：电液比例控制，通过手柄的前推、后拉和左右扳动，可

使履带前进、后退或转向。

·电源模式：控制机器快速档和慢速档的选择。

5、自动润滑控制

钻杆丝扣的润滑采用电控来实现：

在自动换钻杆过程中，自动完成给钻杆丝扣和抹油器加油。在手动时

，通过按压开关的前、后部，完成给钻杆丝扣和抹油器加油。

6、自动装卸钻杆

根据用户选择的钻进或回扩，自动完成钻杆的连接或装卸。把输入与

输出的逻辑关系编成程序输入到控制器中使之执行，从而完成钻杆的自

动连接和装卸

7、钻进控制

这里有一些限制：

只有当操作人员坐上操作椅，才能实现前操作台的整机启动。

只有当梭臂完全回缩，动力头才能推进。高速推进有高速开关控制。

考滤到操作人员长期工作的疲劳，设置了自动钻进、回扩功能。将操纵

手柄置于适当位置，然后按下设置开关，松开操纵手柄，此时钻机将以

此特定速度自动钻进或回扩直到一根钻杆钻完。

8、动力头双速控制

通过一个开关控制。按下此开关，动力头高速运行，松开时动力头低

速运行。

9、触电报警器

当机器工作时，报警器启动，若此时报警喇叭响，灯光闪烁，表明设

备已经触电，机手应立即停止工作，消除故障，然后才能工作。 详细

内容请见使用说明书。

10、导向系统

它由探头、接收机、同步显示器组成。从显示屏幕上可以确定钻头方

向及深度。详细情况请见导向系统使用说明书。

·水温表发动机水温表是用于指示发动机冷却水的温度，当水温高于设定值

时，水温报警开关闭合，水温报警指示灯亮，此时应停机检查。·油压表 油压表是用于指示发动机润滑油的压力。当油压低于设定值时，油

压报警开关闭合，油压报警指示灯亮，此时应停机检查。·燃油表指示发动机燃油箱的油位。当燃油箱的油位过低时，应及时加油。·转速表记录发动机当前的转速。·小时表记录发动机工作的小时数。·电压表指示电气系统当前的电压。

·液压过滤器堵塞报警 当滤油器发生堵塞时，该灯亮，此时应及时清理或更换滤芯。

各种仪表简介

电气元件识别

电气元件识别

EBZ悬臂式掘进机电气系统

一、电气系统概图

掘进机电控电气系统主要由电控箱、操作箱、矿用隔爆电铃、隔爆型照明灯、隔爆型急停按钮、矿用本安型瓦斯传感器以及各工作机构电机组成。掘进机电气控制系统是整机的重要组成部分，与液压控制系统配合，可自如的实现整机的各种生产作业。同时对切割电机、油泵电机、二运电机、风机电机的工况及回路的绝缘情况进行监控和保护。

前照明灯

前照明灯

切割电机 切割急停 瓦斯传感器 操作箱

电控箱

后照明灯

油泵电机

总急停

电铃

切割电机 油泵电机

电控箱

操作箱

急停按钮 瓦斯传感器 照明灯

二、 电气元器件型号及参数型号 EBZ135 EBZ160

切割电机YBUS2-135-6（伸缩）

YBUD-160/80-4/8YBUS-135-6（不伸缩）

油泵电机 YBU-75 YBU-75电控箱 KJZ-400/1140(660)E-4 KJZ-400/1140(660)E-4操作箱 CXH4-4/12E CXH4-4/12E

甲烷传感器 GJC4 GJC4急停控制按钮 BZA24-0.1/24-1 BZA24-0.1/24-1

电铃 BAL1-36/127 BAL1-36/127照明灯 DGY9/24L（E） DGY9/24L（E）

三、 电气系统的组成一、主回路

主回路主要是由隔离开关、真空接触器、阻容吸收电路以及电压传感器、电流传感器组成。

隔离开关作为电源开关，当其闭合时主回路得电。真空接触器控制切割高速电机、切割低速电机、油泵电机、二运电机、锚杆电机的运转。利用阻容吸收电路吸收主回路电动机断电瞬间的反向电势。电流传感

器分别采集回路电流信号并输入至专用控制器（PLC），通过编程实现对电机的过流、过载、断相、漏电检测以及电源的过压及欠压等保护作用。

二、控制电源

控制电源主要是提供电控系统各等级工作电压，一次侧为AC1140V/660V，二次侧为AC220V、AC36V、AC24V ，分别为电机控制回路、电铃控制回路和照明控制回路提供电源，并为开关提供输入电源。 。 控制电源主要由电源变压器、熔断器、漏电断路器、整流单元、本安电源、霍尔传感器、接触器共同组成对220V、120V和24V回路漏电检测并断电保护，通过按复位按钮可以重新供电。电源变压器为1140V和660V通用。 本安电源主要为瓦斯传感器及操作箱提供电源。

三、控制回路

控制回路是以PLC专用控制器为核心，它接受各输入

元器件的状态信息，通过编程计算，对所控制的元器件

发出动作指令，实现对设备的逻辑控制。

在操作箱上、机体油箱前侧和二运电机附近装有三个

紧急停止按钮，按下其中的任意一个，机器将立即停止

运行。在机体左侧的司机席的前部设有一个切割紧急停

止按钮，其作用是立即停止切割头工作。转换开关有自

动复位式和自锁式，它们作为控制器的指令输入开关安

装在操作箱面板上。

知识拓展

防爆型式：Exd[ib]Ⅰ (隔爆兼本质安全型)

ExdⅠ (隔爆型)

Ex d (ib)Ⅰ 防爆等级 本质安全型 隔爆型 防爆标志符号

防爆型式

隔爆型(d): 指具有隔爆外壳的电气设备。当外壳内部爆炸时，外壳既能承受爆炸压力，又能使火焰在穿过规定缝隙过程中，受间隙壁的吸热及阻滞作用而显著降低其外传的能量和温度，从而不致引起设备外部爆炸性气体混合物的爆炸。

本质安全型(ib):指在正常运行或故障状态下所产生的电火花和热效应，不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。该型电器设备的电路，一般均为低电压小电流。

防爆型式

防护等级

IP55：防尘、防喷水外壳的防护等级根据使用场所而定，例如，对于Ⅰ类电气设备其防护等级不低于IP54。 IP的组成及含义：IP代码由代码字母IP（国际防护International Protection）、第一特征数字、第二特征数字组成。

第一特征数字

数字防止固体异物

进入

第二特征数字

数字防止进水造成有害影响

0 无防护 0 无防护1 ≥Φ50mm 1 垂直滴水2 ≥Φ12.5mm 2 15°滴水3 ≥Φ2.5mm 3 淋水4 ≥Φ1.0mm 4 溅水5 防尘 5 喷水6 尘密 6 猛烈喷水

7 短时间浸水8 连续浸水