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电气图识图


电气图阅读 熊繁

一.电气图的基本知识
1.1 电气图的分类
由于电气图所表达的对象不同,提供信息的类型及表达方式 也不同,这样就使电气图具有多样性。同一套电气设备,可以有 不同类型的电气图,以适应不同使用对象的要求。 根据各电气图所表示的电气设备、工程内容及表达形式的不同, 电气图通常可分为以下几类: 1.1.1 系统图或框图 系统图

或框图(也称概略图)就是用符号或带系统图或框图(也称 概略图)就是用符号或带注释的框概略表示系统或分系统的基本 组成、相互关系及其主要特征

的一种简图释的框概略表示系统或分系统的基本组成、相互关系 及其主要特征的一种简图。电气系统图和框图原则上没有区别。 在实际使用时,电气系统图通常用于系统或成套装置,框图则用 于分系统或设备。系统图或框图布局采用功能布局法,能清楚地 表达过程和信息的流向,为便于识图,控制信号流向与过程流向 应互相垂直。系统图或框图的基本形式如下所述。 1.用一般符号表示的系统图

图1-1 电动机供电系统图

图1-2 某变电所供电系统图

这种系统图通常采用单线表示法绘制。例如,电动机的主电路如图 1-1 所示,它表示了主电路的供电关系,它的供电过程是由电源三 相交流电→开关QS→熔断器FU→接触器KM→热继电器热元件 FR→电动机M。又如,某供电系统如图1-2 所示,表示这个变电所 把10kV 电压通过变压器变换为380V 电压,经断路器QF 和母线后 通过FU1、FU2、FU3 分别供给三条支路。系统图或框图常用来表 示整个工程或其中某一项目的供电方式和电能输送关系,也可表示 某一装置或设备各主要组成部分的关系。

1.1.2 框图 对于较为复杂的电子设备,除了电路原理图之外,往往还会用到电 路方框图。电路方框图和电路原理图相比,包含的电路信息比较少。 实际应用中,根据电路方框图是无法弄清楚电子设备的具体电路的 它只能作为分析复杂电子设备电路的辅助手段。如下图所示示波器 结构框图:

1.2 电路图
电路图是以电路的工作原理及阅读和分析电路方便为原则,用国 家统一规定的电气图形符号和文字符号,按工作顺序用图形符号 从上而下、从左到右排列,详细表示电路、设备或成套装置的工 作原理、基本组成和连接关系。电路图是表示电流从电源到负载 的传送情况和电气元件的工作原理,而不考虑其实际位置的一种 简图。其目的是便于详细理解设备工作原理、分析和计算电路特 性及参数,为测试和寻找故障提供信息,为编制接线图提供依据, 为安装和维修提供依据,所以这种图又称为电气原理或原理接线 图。电路图在绘制时应注意设备和元件的表示方法。在电路图中, 设备和元件采用符号表示,并应以适当形式标注其代号、名称、 型号、规格、数量等。注意设备和元件的工作状态。设备和元件 的可动部分通常应表示在非激励或不工作的状态或位置。符号的 布置。对于驱动部分和被驱动部分之间采用机械联结的设备和元 件(例如,接触器的线圈、主触头、辅助触头),以及同-个设备的 多个元件(例如,转换开关的各对触头),可在图上采用集中、半集 中或分开布置。

例如,电动机的控制线路原理如图1-4 所示。就表示了系统的供电和控制关系。

图1-4 电动机控制线路系统图

1.1.3 位置图(布置图)
位置图是指用正投法绘制的图。、位置图是表示成套装置和设 备中各个项目的布局、安装位置的图。位置简图一般用图形符号 绘制。

1.1.4 接线图(或接线表)
表示成套装置、设备、电气元件的连接关系,用以进行安装接 线、检查、试验与维修的一种简图或表格,称为接线图或接线表。 接线图主要用于表示电气装置内部元件之间及其外部其他装置之 间的连接关系,它是便于制作、安装及维修人员接线和检查的一 种简图或表格。

图1-5 电动机控制线路接线图

图1-5 就是电动机控制线路的主电路接线图,它清楚地表示了 各元件之间的实际位置和连接关系:电源(L1、L2、L3)由BX3×6 的导线接至端子排X 的1、2、3 号,然后通过熔断器 FU1~ FU3 接至交流接触器KM 的主触点,再经过继电器的发 热元件接到端子排的4、5、6 号,最后用导线接入电动机的U、 V、W 端子。

1.1.5、电气平面图
电气平面图是表示电气工程项目的电气设备、装置和线路的平面 布置图。 例如:为了表示电动机及其控制设备的具体平面布置,则可采用 图1-6 所示的平面布置图。图中示出了电源经控制箱或配电箱,再 分别经导线BX-3×6mm2、BX-3×4mm2、BX-3×2mm2 接至电 动机1、2、3 的具体平面布置。

图1-6 电动机平面布置图

此外还有逻辑图,设备元件和材料表,产品使用说明书上的电气图 等类型。上述电气图是常用的主要电气图,但对于较为复杂的成套 装置或设备,为了便于制造,有局部的大样图、印刷电路板图等; 而若为了装置的技术保密,往往只给出装置或系统的功能图、流程 图、逻辑图等。所以,电气图种类很多,但这并不意味着所有的电 气设备或装置都应具备这些图纸。根据表达的对象、目的和用途不 同,所需图的种类和数量也不一样,对于简单的装置,可把电路图 和接线图二合一,对于复杂装置或设备应分解为几个系统,每个系 统也有以上各种类型图。总之,电气图作为一种工程语言,在表达 清楚的前提下,越简单越好。

1.2电气制图与电气图形符号国家标准
绘制电气图、阅渎电气图的基本依据是电气制图与电气简图用图 形符号的国家标准。电气制图的国家标准GB/T 6988①也称 “电气技术文件编制”,它与电气简图用图形符号的国家标准 GB/T 4728 共同构成电气制图的基本依据。伴随着电气技术的 发展。电气图的表达形式、表示方法,电气图的功能、种类等也 是不断发展,日臻完善的。 二、电气制图及电气图形符号国家标准的组成 电气制图及电气图形符号国家标准主要包括如下四个方面: 电气制图 4 项 电气简图用图形符号 13 项 电气设备用图形符号 2 项 主要的相关国家标准 13 项

1.2.1 电气制图国家标准GB/T 6988

GB/T 6988 等同或等效采用国际电工委员会IEC 有关的标准。这个国 家标准的发布和实施使我国在电气制图领域的工程语言及规则得到统一, 并使我国与国际上通用的电气制图领域的工程语言和规则协调一致。这 个标准的前三部分等同采用IECl082 的第1~3 部分,而第四部分等效 采用IEC848(1988)的《控制系统功能表图的绘制》。

1.2.2.《电气简图用图形符号》国家标准GB/T 4728
GB/T 4728《电气简图用图形符号》国家标准共有13 项,,发布于 1996~2005 年,是GB 4728《电气图用图形符号》的修订版,属于国 家推荐标准。这13 个国标都是等同采用最新版本的国际电工委员会 IEC617 系列标准修订后的新版国家标准。

1.3 电气识图的基本要求和基本步骤
1.3.1、电气识图的基本要求
识读电气图的基本要求有以下几点: 1.由浅入深循序渐进地识图 2.应具有电工电子技术的基础知识 3.掌握电气图用图形和文字符号 4.熟悉各类电气图的典型电路 5.掌握各类电气图的绘制特点 6.把电气图与其他图对应识读 7.掌握涉及电气图的有关标准和规程 1.3.2、电气识图的基本步骤 要想看懂电气原理图,必须熟记电气图形符号所代表的电气设 备、装置和控制元件。在此基础上才能看懂电气原理图。

由于电气项目类别、规模大小、应用范围的不同,电气图的 种类和数量相差很大。电气图的识读应按照一定步骤进行阅 读。 1.了解说明书 2.理解图纸说明 3.掌握系统图和框图 4.熟悉电路图 5.清楚电路图与接线图的关系

1.3.3 电气识图的方法
识读电气原理图的基本方法有以下几点。 1.掌握理论知识 2.熟悉电气元器件结构 3.结合典型电路识读图 4.根据电气制图要求识读图 5.分清控制线路的主辅电路

二 常用电气图形符号
电路图中的元器件、装置、线路及其他安装方法等,是按简图形 式绘制的。在一般情况下都是借用图形符号、文字符号来表达。 这些符号就象电气工程语言中的“词汇”。我们阅读电路图时, 首先要了解和熟悉这些符号的形式、内容、含义,以及他们之间 的相互关系。 随着电子技术的高速发展,各种具有新功能的电子元器件会不断 涌现,这就要求不断地学习和掌握各种电子元器件的功能及特性, 扩大自己的知识面。这对于掌握更多的新电路和电路图形符号是 必不可少的。

2.1 电路图常用文字符号
文字符号适用于电气技术领域中技术文件的编制,用以标明电子 设备、装置和元器件的名称及电路的功能、状态和特征。 根据我国公布的电气图用文字符号的国家标准(新标准编号 GB7159–87)规定,文字符号采用大写正体的拉丁字母,分为基 本文字符号和辅助文字符号两类。基本文字符号分为单字母和双 字母两种。单字母符号是按拉丁字母顺序将各种电子设备、装置 和元器件分为23 大类,每大类用一个专用单字母符号表示,如 “R”表示电阻器类、“C”表示电容器类等,单字母符号应优先采 用。 各类常用基本文字符号,如表1-1 所示。

2.2 常用电气图用图形符号
现在在有些书刊中应用的电路图用图形符号及文字符号, 还是旧的标准。作为电子爱好者应该按照新的国家标准执 行。为此我们把常用电路图用图形符号及文字符号说明如 下,供使用时查对。图形符号为《电气图用图形符号》国 家标准GB-4728。文字符号为《电气技术中的文字符号制 订通则》国家标准GB-7159-87。 一、电压电流及接线元件图形符号 电压电流及接线元件图形符号见表1-2。

表1-2 电压电流及接线元件图形符号

二、无源元件图形符号
无源元件图形符号见表1-3。
表1-3 无源元件图形符号

三、天线、指示灯等图形符号

三 电气图和连接线的表示方法
3.1 电路的多线表示法和单线表示法
电气图上各种图形符号之间的相互连线,可能是传输能量流、 信息流的导线,也可能是表示逻辑流、功能流的某种图线。 按照电路图中图线的表达相数不同,连接线可分为多线表示 法、单线表示法和混合表示法三种: 3.1.1 多线表示法 在图中,电气设备的每根连接线各用一条图线表示的方法, 称为多线表示法。其中大多是三线,图3-1 就是一个具有正、 反转的电动机主电路,多线表示法能比较清楚地看出电路工 作原理,尤其是在各相或各线不对称的场合下宜采用这种表 示法。但它图线太多,作图麻烦,特别是对于比较复杂的设 备,交叉就多,反而使图形显得繁杂难看懂图。因此,多线 表示法一般用于表示各相或各线内容的不对称和要详细表示 各相或各线的具体连接方法的场合

图3-1 多线表示法例图

3.1.2 单线表示法
在图中,电气设备的两根或两根以上(大多是表示三相系统的三根) 连接线或导线,只用一根图线表示的方法,称为单线表示法。图32 是用单线表示的具有正、反转的电动机主电路图。这种表示法主 要适用于三相电路或各线基本对称的电路图中。对于不对称的部分 应在图中注释,例如图3-2 中热继电器是两相的,图中标注了“2”。 单线表示法易于绘制,清晰易读。它应用于三相或多线对称或基本 对称的场合。凡是不对称的部分,例如三相三线、三相四线制供配 电系统电路中的互感器、继电器接线部分,则应在图的局部画成多 线的图形符号来标明,或另外用文字符号说明。

3.1.3 混合表示法
在一个图中,一部分采 用单线表示法,一部分 采用多线表示法,称为 混合表示法,如图3-3 所示。为了表示三相绕 组的连接情况,该图用 了多线表示法;为了说 明两相热继电器,也用 了多线表示法;其余的 断路器QF、熔断器FU、 接触器KM1 都是三相对 称,采用单线表示。这 种表示法具有单线表示 法简洁精练的优点,又 有多线表示法描述精确、 充分的优点。

图3-2 单线表示法例图 图3-3 Y-△切换主电路的混合表示

3.2 电气元件的集中表示法和分开表示法
电气元件在电气图中通常采用图形符号来表示,绘出其电气连 接,在符号旁标注项目代号(文字符号),必要时还标注有关的 技术数据。电气元件在电气图中完整图形符号的表示方法有: 集中表示法、分开表示法和半集中表示法

3.2.1 集中表示法
把设备或成套装置中的一个项目各 组成部分的复合图形符号,在简图 上绘制在一起的方法,称为集中表 示法。在集中表示法中,各组成部 分用机械连接线(虚线)互相连接起来, 连接线必须是一条直线,可见这种 表示法只适用于简单的电路图。
图3-4 完整图形符号的集中表示法

3.2.2 分开表示法
又称展开表示法,它是把同一项目 中的不同部分(用于有功能联系的元 器件)的图形符号,在简图上按不同 功能和不同回路分散在图上,并使 用项目代号(文字符号)表示它们之间 关系的表示方法。不同部分的图形 符号用同一项目代号表示,如图3-5 所示。
图3-5 完整图形符号的分开表示法

分开表示法可使图中的点划线少,避免图线交叉但是在看图中,要 寻找各组成部分比较困难,必须综观全局图,把否则在看图时就可 能会遗漏。为了看清元件、器件和设备各组成部分,分开表示法可 与半集中表示法结合起来,或者采用插图、表格表示各部分的位置。

3.2.3 半集中表示法
为了使设备和装置的电路布局清晰,易于识别,把同一个项目(通 常用于具有机械功能联系的元器件)中某些部分的图形符号在简图 上集中表示,把某些部分的图形符号在简图中分开布置,并用机 械连接符号(虚线)把它们连接起来,称为半集中表示法。例如,图 3-6 中,交流接触器KM 具有一个线圈、三对主触头和一对辅助触 头,表达清楚。在半集中表示中,机械连接线可以弯折、分支和 交叉。

图3-6 半集中表示法示例

3.2.4 项目代号的标注方法
采用集中表示法和半集中表示法绘制的元件,其项目代号只在图 形符号旁标出并与机械连接线对齐,见图3-6 中的KM。 采用分开表示法绘制的元件,其项目代号应在项目的每一部分自 身符号旁标注。必要时,对同一项目的同类部件(如各辅助开关, 各触点)可加注序号。 标注项目代号时应注意: ①项目代号的标注位置尽量靠近图形符号。 ②图线水平布局的图、项目代号应标注在符号上方。图线垂直布 局的图、项目代号 标注在符号的左方。 ③项目代号中的端子代号应标注在端子或端子位置的旁边。 ④对围框的项目代号应标注在其上方或右方。

3.3 元件接线端子的表示方法
3.3.1 端子及其图形符号
在电气元器件中,用以连接外部导线的导电元器件,称为端子。 端子分为固定端子和可拆卸端子两种,固定端子用图形符号“?” 或“·”表示,可拆卸端子则用“ ”表示。装有多个互相绝缘并通 常对地绝缘的端子的板、块或条,称为端子板或端子排。端子板 常用加数字编号的方框表示,如图3-7 所示。

图3-7 端子排及端子标志图例

3.3.2 以字母、数字符号标志接线端子的原则和方法
电气元器件接线端子标记由拉丁字母和阿 拉伯数字组成,如U1、1U1,也可不用 字母而简化成1、1.1 或11 的形式。接线 端子的符号标志方法,通常应遵守以下原 则: 1.单个元器件 单个元器件的两个端点用连续的两个数字 表示,如图3-8(a)所示绕组的两个接线 端子分别用1和2 表示;单个元器件的中间 图3-8 单个元器件接线端子标志示例 各端子一般用自然递增数字表示,如图 38(b)所示的绕组中间抽头端子用3 和4 表示。 2.相同元器件组 如果几个相同的元器件组合成一个组,则 各个元器件的接线端子可按下述方式标 志:(1)在数字前冠以字母,例如标志三相 交流系统电器端子的字母U1、V1、W1 等, 如图3-9(a)所示。(2)若不需要区别不同 相序时,可用数字标志,如图3-9(b)所 图3-9 相同元器件组接线端子标志示例 示。

3.同类元器件组
同类元器件组用相同字母标志时, 可在字母前(后)冠以数字来区别。 如图3-10中的两组三相异步电动机 绕组的接线端子分别用1Ul、 2U1……来标志。
图3-10 同类元器件组接线端子标志示例

例如图3-11 过电流保护电路中表示 了继电器KA1、KA2 和跳闸线圈 YR1、YR2 及其线圈、各触点的接 线端子表示法。

图3-11 过电流保护电路

4.电器接线端子的标志
与特定导线相连的电器接线端子标志用的字母符号见表3-1,标志 示例见图3-12。

表3-1 特定电器接线端子的标记符号

图3-12 电器和特定导线相连接线端子的标志示例

3.3.3 端子代号的标注方法
在许多图上,电气元件、器件和设备不但标注项目代号,还应标 注端子代号。端子代号可按以下三种情况进行标注。 (1)电阻器、继电器、模拟和数字硬件的端子代号应标在其图形符 号的轮廓线外面。 符号轮廓线内的空隙留作标注有关元件的功能和注解,如关联符、 加权系数等。作为示例,图3-13 列举了电阻器、求和模拟单元、 与非功能模拟单元、编码器的端子代号的 标注方法
图3-13 模拟和数字硬件的端子代号标注示例

(a)电阻器符号 (b)求和模拟单元的符号 (c)与非功能模拟单元符号 (d)编码器符号

(2)对用于现场连接、试验和故障查找的连接器件(如端子、 插头和插座等)的每一连接点都应标注端子代号。图3-14 示 出了接线端子板和多极插头插座的端子代号的标注方法。

图3-14 连接器件端子代号标注方法示例 (a)端子板 (b)多极插头插座

(3)在画有围框的功能单元或结构单元中,端子代号必须标注 在围框内,以免被误解,如图3-15 所示。

图3-15 围框端子代号标志示例

3.4 连接线的一般表示方法
在电气线路图中,各元件之间都采用导线连接,起到传输电能、 传递信息的作用,所以读图者对连接线的表示应掌握以下要点。 3.4.1 导线的一般表示方法 1.导线的一般符号 一般的图线就可表示单根导线,见图3-16(a),它也可用于表示 导线组、电线、母线、绞线、电缆、线路及各种电路(能量、信号 的传输等),并可根据情况通过图线粗细、加图形符号及文字、数 字来区分各种不同的导线,如图3-16(b)的母线,图3-16(c) 图的电缆等。

图3-16 导线的一般表示方法及示例 (a)导线的一般符号 (b)母线 (c)电缆 (d) 导线根数的表示方法

2.导线根数的表示方法 对于多根导线,可以分别画出,也可以只画一根图线,但需加标志。 当用单线表示几根导线或导线组时,为表示导线实际根数,可在单 线上加小短斜线(45°)表示;根数较少时(2~3 根),用短斜线数量 代表导线根数;若多于四根,可在小短斜线旁加注数字表示,如图 3-16(d)所示。 3.导线特征的标注方法 表示导线特征的方法是:在横线上面标出电流种类、配电系统、频 率和电压等;在 横线下面标出电路的导线数乘以每根导线截面积(mm)2,当导线的 截面不同时,可用“+”将其分开,如图3-17(a)所示。

图3-17 导线的表示方法

导线特征通常采用字母、数字符号标注,如:图3-17 (a)中,在横线 上标注出三相四线制交流,频率为50Hz,线电压为380V;在横线下 方注出导线相线截面为6mm2,中性线截面为4mm2。要表示导线的 型号、截面、安装方法等,可采用短划指引线,加标导线属性和敷设 方法,如图3-17 (b)所示。该图表示导线的型号为BLV(铝芯塑料绝缘 线);其中3 根截面积为25mm2,1 根截面积为16 mm2;敷设方法为 穿入塑料管(VG),塑料管管径为40mm,沿地板暗敷。要表示电路相 序的变换、极性的反向、导线的交换等,可采用交换号表示,如图317(c)所示。

3.4.2 图线的粗细
为了突出或区分电路、设备、元器件及电路功能,图形符号及连接线 可用图线的粗细不同来表示。一般而言,电源主电路、一次电路、电 流回路、主信号通路等采用粗实线;控制回路、二次回路、电压回路 等则采用细实线,而母线通常比粗实线还宽一些。电路图、接线图中 用于标明设备元器件型号规格的标注框线,及设备元器件明细表的分 行、分列线,均用细实线。

3.4.3 连接线分组和标记
为了方便看图,对多根平行连接线,应按功能分组。若不能按 功能分组,可任意分组,但每组不多于三条,组间距应大于线 间距。为了便于看出连接线的功能或去向,可在连接线上方或 连接线中断处作信号名标记或其他标记,如图3-18 所示。
图3-18 连接线标志示例

3.3.4 导线连接点的表示
导线连接一般有“T”形形连接点、多线的“十”字形两种,其标注 方法如图3-19 所示。对于“T”形连接点可加实心圆点“·”,也可不 加实心圆点,如图3-19(a)所示。对于“十”字形连接点,必须 加实心圆点,如图3-19(b)所示。

图3-19 导线连接点的表示方法

(a)“T”形连接点 (b)“十”字形连接点 (c)交叉而不连接 (d)交叉处改变方向 (e)示例

凡交叉而不连接的两条或两条以上连接线,在交叉处不得加实心圆点, 如图3-19(c)所示;并应避免在交叉处改变方向,也不得穿过其他连 接线的连接点,如图3-19(d)所示。图3-19(e)为表示导线连接点的示 例。图中连接点①是“T”形连接点,可标也可不标实心圆点;连接点 ②是属于“十”字形交叉连接点,必须加注实心圆点;连接点③的 “o”表示导线与设备端子的固定连接点;而连接点④的符号“ ”表 示可拆卸(活动)连接点;右下角“A”处表示两导线交叉而不连接。

3.4.5 连接线的连续表示法和中断表示法
为了表示连接线的接线关系和去向,可采用 连续表示法和中断表示法。连续表示法是将 表示导线的连接线用同一根图线首尾连通的 方法;中断表示法则是将连接线中间断开, 用符号(通常是文字符号及数字编号)标注其去 向的方法。
图3-20 连接线表示法

1.连接线的连续表示法 连续线既可用多线也可用单线表示。当图线太多(如4 条以上) 时,为了避免线条太多,使图面清晰,易画易读,对于多条 去向相同的连接线常用单线表示法,但单线的两端仍用多线 表示,导线组的两端位置不同时,应标注相对应的文字符号, 如图3-20(a)所示。当多线导线组相互顺序连接时,可采用图 3-20(b)的表示方式。

当导线汇入用单线表示的一组平行连接线时,在汇入处应折向 导线走向,其方向应能易于识别连接线进入或离开汇总线的方 向,而且每根导线两端应采用相同的标记号,如图3-21(a)所示, 即在每根连接线的末端注上相同的标记符号。

当需要表示导线的根数时,可按图3-21(b)表示。这种形式在动力、 照明平面布置(布线)图中较为常见。

2.连接线的中断表示法

为了简化线路图或使多张图采用相同的连接表示,连接线一般采 用中断表示法。中断线的使用场合及表示方法常有以下三种:① 去向相同的导线组,在中断处的两端标以相应的文字符号或数字 编号,如图3-22所示
图3-22 导线组的中断表示

②两功能单元或设备、元器件之间的连接线,用文字符号及数字 编号表示中断,中断表示法的标注采用相对标注法,即在本元件 的出线端标注去连接的对方元件的端子号。如图3-23 所示,PJ 元件的1 号端子与CT 元件的2 号端子相连接,而PJ 元件的2号 端子与CT 元件的1 号端子相连接。

图3-23 中断表示法的相对标注

③连接线穿越图线较多的区域时,将连接线中断,在中断处加相 应的标记,如图3-24 所示。

图3-24 穿越图面的中断线

图3-25 中断表示法及其标志

④在同张图中断处的两端给出相同的标记号,并给出导线连接 线去向的箭号,如图3-25 中的G 标记号。对于不同张的图,应 在中断处采用相对标记法,即中断处标记名相同,并标注“图 序号/图区位置”,见图3-25。图中断点L 标记名,在第20 号 图纸上标有“L 3/C4”,它表示L 中断处与第3 号图纸的C 行4 列处的L 断点连接;而在第3号图纸上标有“L 20/A4”,它表 示L 中断处与第20 号图纸的A 行4 列处的L 断点相连。

3.5 导线的识别标记及其标注

3.5.1 电器接线端子和导线线端的识别
与特定导线直接或通过中间电器相连的 电器接线端子,应按表3-1 中的字母进行 标记①只有当这些接线端子或导体与保护 导体或接地导体的电位不等时,才采用这 些识别标记。 图3-26 为按照字母数字符号标记的电器端 子和特定导线线端的相互连接示例。

图3-26 电器设备端子和特定导线的相互连接图

4 电气制图与识图
4.1 电力输配电系统
按照能源种类发电可分为水力、火力、风力、原子能、太阳能、沼气发电等几 种。各发电厂中的发电机基本都是三相交流发电机。目前我国生产的三相交流 发电机的电压等级有400V/230V、3.15kV、6.3 kV、10.5 kV、13.8 kV、 15.75 kV、18 kV 等多种。发电厂与用电地区和用户之间有较远的距离,而且 用电设备电压等级与发电厂的电压等级之间有很大差别。例如家用电器设备、 照明设备的额定电压为220 V 单相电压;而一般低压三相电动机的线电压为 380 V。这样就有一个远距离高压输电,以及一次和二次变电问题。这个发电、 输配电过程用可用图4-1 来表示。

图4-l 输配电过程示意图

4.2、识读电气主接线图
电气接线是指电气设备在电路中相互连接的先后顺序。按照电气 设备的功能及电压不同,电气接线可分为电气主接线(一次接线)和 二次接线。 (1)电气主接线(一次接线) 电气一次接线泛指发、输、变、配、 用电能电路的接线。 供电系统的变配电所中承担受电、变压、输送和分配电能任务的 电路,称为一次电路(一次接线)或主接线。一次电路中的所有 电气设备,如变压器,各种高、低压开关设备,母线、导线和电 缆,及作为负载的照明灯和电动机等,称为电气一次设备或一次 元器件。 (2)电气二次接线 为保证一次电路正常、安全、经济运行而装设的控制、保护、测 量、监察、指示及自动装置电路,称为副电路,也称为二次电路 (二次接线)。二次电路中的设备,如控制开关、按钮、脱扣器、 继电器、各种电测量仪表、信号灯及警告音响设备、自动装置等, 称为二次设备或二次元器件。

4.3 .照明配电系统主接线
(1)照明配电系统的分类 ①按接线方式分类 按接线方式可分为单相制(220V)与三相四线制 (220/380 V)电路两种。少数也有因接地线与接零线分开而成单相 三线和三相五线的。 ②按工作方式分类 按工作方式可分为一般照明和局部照明两大类。 一般照明是指工作场所的普遍性照明;局部照明是在需要加强照度 的个别工作地点安装的照明。大多数工厂车间采用混合照明,即既 有一般照明,又有局部照明。 ③按工作性质分类 有工作照明、事故照明和生活照明三类。工作照 明就是正常工作时使用的照明;事故照明是在工作照明发生故障停 电时,在重要的变配电所及其他重要工作场所,应设事故照明。 ④按安装地点分类 有室内照明和室外照明。其中室外照明有道路交 通路灯、安全保卫、仓库料场、厂区、港口以及室外运动场地等的 照明。

(2)照明配电系统的常用主接线示例 ①单相制接线 见图4-30。这种接线十 分简单,当照明容量较小、不影响整 个工厂供电系统的三相负荷平衡时, 可采用此接线方式。 ②三相四线制接线 见图4-31。当照明 容量较大时,为了使供电系统三相负 荷尽可能满足平衡的要求,应把照明 负荷均衡地分配到三相线路上,以减 小线路损失。一般厂房、大型车间、 住宅楼、院校等都采用220/380V 三 相四线制供电这种配电方式。

图4-30 单相制照明配电主接线

图4-31 三相四线制照明配电主接线

4.3 电气控制线路图
一、两地点动和单向启动控制线路 1.识图指导 图4-32 电路为一例两地点动和单向启动控 制线路,本电路适用于需连续或断续单向 运行,并且可两地操作控制的生产机械上。 控制线路的保护元件由熔断器FU1 与熔断 器FU2 组成,分别作主电路和控制电路的 短路保护,热继电器FR 为电动机的过载保护。 主电路由开关QS、熔断器FU1、接触器KM 主触点和电动机M 组成。控制电路由熔断 器FU2、启动按钮SB3、SB4、SB5、SB6; 停止按钮SB1、SB2;热继电器常闭触头 FR 和接触器KM 组成。

图4-32 两地点动和单向启动控制线路

2.工作原理 图4-32 电路工作原理与一地点动和单向启动控制线路相同,只是比 其多了一组按钮:停止按钮SB2、单向启动按钮SB4 和点动按钮SB6。 这组按钮可安装在另一地点,作两地控制用。 合上电源开关QS,按下启动按钮SB3,接触器线圈KM 得电,主触头 KM 闭合,辅助触头KM 闭合自锁,电动机作单向连续运转。如需点 动,则按下点动按钮SB5。由于按钮SB5 的常闭触点串联在辅助触头 KM 的回路上,按下点动按钮SB5 的同时闭合自锁线路被切断,点动 按钮常开触点直接接通控制线路,所以电动机作断续运转。同理,当 按下点动按钮SB6 时,电动机也作断续运转。再按下启动按钮 SB4 时,电动机又可作单向连续运转。如要电动机停止,可以按停止按钮 SB1 或SB2。

二、多地可逆启动、停止、点动控制线路

图4-33 多地可逆启动、停止、点动控制线路

二、多地可逆启动、停止、点动控制线路
1.识图指导 图4-33 所示为多地可逆启动、停止、点动控制线路。图中各地的SB1 为停止按钮,SB2 为正向点动按钮,SB3 为正向启动按钮,SB4、 SB5 为反向启动按钮。控制线路的保护元件由熔断器FU1 与熔断器 FU2 组成,分别作主电路和控制电路的短路保护,热继电器FR 为电动 机的过载保护。主电路由开关QS、熔断器FU1、接触器KM1、KM2 主触点和电动机M 组成。控制电路由熔断器FU2、启动按钮SB1、 SB2、SB3、SB4、停止按钮SB5;接触器KM1、KM2 和热继电器 FR 组成。 2.工作原理 电路具有正反向启动按钮互锁,接触器辅助触点正反向互锁功能。 该电路具有各控制点按钮组间的连线少(只需三根连线),线路简单, 成本低等优点。 尤其在控制点较多时,其优越性更为明显。

三、用时间继电器自动转换Y-△降压启动控制线路
1.识图指导 图4-36 所示为另一种常用的Y/△降压启动控制线路。启动 时KM1、KM3 通电,电动机接成星形。经时间继电器KT 延 时,转速上升到接近额定转速时,KM3 断电,KM2 通电,电 动机接成三角形,进入稳定运行状态。

图4-36 Y/△降压启动控制线路

控制线路的主电路保护元件由熔断器FU 作短路保护,热 继电器FR 为电动机的过载保护。 主电路由开关QS、熔断器FU、接触器KM1、KM2、 KM3 主触点;热继电器FR和电动机M 组成。控制电路 由启动按钮SB2、停止按钮SB1、接触器KM1、KM2、 KM3;时间继电器KT 和热继电器FR 常闭触头组成。 2.工作原理 按下启动按钮SB2,接触器KM1 线圈得电,电动机M 接 入电源。同时,时间继电器KT 及接触器KM3 线圈得电, 接触器 KM3 常开主触点闭合,电动机M 定子绕组在星 形连接下运行。KM3 的常闭辅助触点断开,保证了接触 器KM2 不得电。时间继电器KT 常闭延时断开触点延时 断开,切断KM3 线圈电源,其主触点断开而常闭辅助触 点闭合。

时间继电器KT 的常开延时闭合触点延时闭合,接触器KM2 线圈得 电,其主触点闭合,使电动机M 由星形启动切换为三角形运行。停 车时,按下停止按钮SB1,控制电路断电,各接触器释放,电动机 断电停转。 线路在KM3 与KM2 之间设有辅助触点联锁,防止它们同时动作造 成短路;此外,线路转入三角连接运行后,KM2 的常闭触点断开, 切除时间继电器KT,避免KT 线圈长时间运行而空耗电能,并延长 其寿命。 三相笼型异步电动机采用Y/△启动时,定子绕组星形连接状态下 启动电压为三角形连接启动电压的l/3,启动转矩为三角形连接直 接启动转距的1/3,启动电流也为三角形连接直接启动电流的l/3。 与其他降压启动相比,Y/△启动投资少、线路简单,但启动转矩 小。这种启动方法适用于空载或轻载状态下启动,同时,这种降压 启动方法,只能用于正常运转时定子绕组接成三角形的笼型异步电 动机。


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