電氣設計基本理論 電氣圖制圖規(guī)則和表示方法

uAutoCAD電氣設計是計算機輔助設計與電氣設計結(jié)合的交叉學科。雖然在現(xiàn)代電氣設計中，應用AutoCAD輔助設計是順理成章的事，但國內(nèi)專門對利用AutoCAD進行電氣設計的方法和技巧進行講解的書很少。本章將介紹電氣工程制圖的有關基礎知識，包括電氣工程圖的種類、特點以及電氣工程CAD制圖的相關規(guī)則，并對電氣圖的基本表示方法和連接線的表示方法加以說明。u對于用電設備來說，電氣圖主要包括主電路圖和控制電路圖；對于供配電設備來說，電氣圖主要包括一次回路電路圖和二次回路的電路圖。但要表示清楚一項電氣工程或一種電氣設備的功能、用途、工作原理、安裝和使用方法等，光有這幾種電路圖是不夠的。電氣圖的種類很多，下面介紹幾種常用的電氣圖。u根據(jù)各電氣圖所表示的電氣設備、工程內(nèi)容及表達形式的不同，電氣圖通常分為以下幾類。u系統(tǒng)圖或框圖就是用符號或帶注釋的框概略表示系統(tǒng)或分系統(tǒng)的基本組成、相互關系及其主要特征的一種簡圖。圖1-1電動機供電系統(tǒng)圖圖1-2某變電所供電系統(tǒng)圖u接線圖主要用于表示電氣裝置內(nèi)部元件之間及外部其他裝置之間的連接關系，是方便制作、安裝及維修人員接線和檢查的一種簡圖或表格。圖1-4磁力起動器接線圖u當一個裝置比較復雜時，接線圖又可分解為以下幾種。（3）端子接線圖。（4）電線電纜配置圖。圖1-5端子接線圖圖1-6某車間動力電氣平面圖圖1-6某車間動力電氣平面圖u設備布置圖表示各種設備和裝置的布置形式、安裝方式以及相互之間的尺寸關系，通常由平面圖、主面圖、斷面圖、剖面圖等組成。這種圖按三視圖原理繪制，與一般機械圖沒有大的區(qū)別。u設備元件表就是把成套裝置、設備、裝置中的各組成部分和相應數(shù)據(jù)列成表格，來表示各組成部分的名稱、型號、規(guī)格和數(shù)量等，以便于讀圖者閱讀，了解各元件在裝置中的作用和功能。設備元件表是電氣圖中的重要組成部分，它可置于圖中的某一位置，也可單列一頁（視元件多寡而定）。為了方便書寫，通常是從下而上排序。如表1-l所示是某開關柜的設備元件表。u7．產(chǎn)品使用說明書上的電氣圖u生產(chǎn)廠家往往隨產(chǎn)品使用說明書附上電氣圖，供用戶了解該產(chǎn)品的組成和工作過程及注意事項，以達到正確使用、維護和檢修的目的。u電氣圖與其他工程圖有著本質(zhì)的區(qū)別，它用于表示系統(tǒng)或裝置中的電氣關系，所以具有其獨特的一面。其主要特點有以下幾方面。圖1-7變電所電氣圖圖1-7變電所電氣圖圖1-8能量傳遞關系圖1-9邏輯圖圖1-10FU的信息傳遞圖u電氣圖是一種特殊的專業(yè)技術(shù)圖，它除必須遵守國家標準局頒布的《電氣制圖》（GB6988.1-2008）、《電氣圖用圖形符號》（GB/T4728.9-2008）、《電氣技術(shù)中的項目代號》（GB5094－2005）標準外，還要遵守機械制圖、建筑制圖等方面的有關規(guī)定，所以制圖和讀圖人員有必要了解這些規(guī)定和標準。由于國家標準局頒布的標準很多，這里只簡單介紹跟電氣制圖有關的規(guī)定和標準。u電氣圖的格式和機械圖圖紙、建筑圖紙的格式基本相同，通常由邊框線、圖框線、標題欄、會簽欄等組成，其格式如圖1-11所示。圖1-11電氣圖圖紙格式u圖中的標題欄相當于一個設備的銘牌，標示著這張圖紙的名稱、圖號、張次、制圖者、審核者等，其一般格式如表1-2所示。標題欄通常放在圖紙的右下角，也可放在其他位置，但必須在本張圖紙上，而且標題欄的文字方向必須與看圖方向一致。會簽欄是留給相關的建筑、工藝等專業(yè)設計人員會審圖紙時簽名用的。u由邊框線圍成的圖畫稱為圖紙的幅面。幅面大小共分5類：A0～A4，其尺寸如表1-3所示，根據(jù)需要可對A3、A4圖紙加長，加長幅面尺寸如表1-4u當表1-3和表1-4所列的幅面系列還不能滿足需要時，則可按GB4457.1的規(guī)定，選用其他加長幅畫u應對一些幅面較大，內(nèi)容復雜的電氣圖進行分區(qū)。圖幅分區(qū)的方法是將圖紙相互垂直的兩邊各自加以等分，每一分區(qū)的長度為25～75。分區(qū)數(shù)為偶數(shù)，分區(qū)線用細實線，每個分區(qū)內(nèi)豎邊方向用大寫英文字母編號，橫邊方向用阿拉伯數(shù)字編號，編號順序應從標題欄相對的圖紙的左上角開始。u電氣圖中所用的各種線條均稱為圖線。機械制圖規(guī)定了8種基本圖線，即粗實線、細實線、波浪線、雙折線、虛線、細點劃線、粗點劃線和雙點劃線，如表1-6所示。u圖中的文字，如漢字、字母和數(shù)字，是圖的重要組成部分，是讀圖時的重要內(nèi)容。按《技術(shù)制圖文字》（GB14691－1993）的規(guī)定，漢字采用長仿宋體，字母、數(shù)字可用直體、斜體；字體號數(shù)，），5、3.5和2.5七種，字體的寬度約等于字體高度的2/3，而數(shù)字和字母的筆畫寬度約為字體高度的1/10。因漢字筆畫較多，所以不宜用2.5號字。u電氣圖中有兩種形式的箭頭：開口箭頭〔如圖1-而實心箭頭〔如圖1-13（b）所示〕表示力、運動、可變性方向。u指引線用于指示注釋的對象，其末端指向被注釋處，并在某末端加注標記：若指在輪廓線內(nèi)，則用一黑點表示，如圖1-14（a）所示；若指在輪廓線上，用一箭頭表示，如圖1-14（b）所示；若指在電氣線路上，用一短線表示，如圖1-14（c）所示，圖中指明導線分別u當需要在圖上顯示其中的一部分所表示的是功能單元、結(jié)構(gòu)單元或項目組（電器組、繼電器裝置）時，可以用點劃線圍框表示。為了使圖面清楚，圍框的形狀可以是不規(guī)則的，如圖1-15所示。圍框內(nèi)有兩個繼電器，每個繼電器分別有三對觸點，用一個圍框表示繼電器KM1、且具有互鎖和自鎖功能。u當用圍框表示一個單元時，若在圍框內(nèi)給出了可在其他圖紙或文件上查閱更詳細資料的標記，則其內(nèi)部的電路等可用簡化形式表示或省略。如果在表示一個單元的圍框內(nèi)的圖上含有不屬于該單元的元件符號，則必須對這些符號添加圍框并加注代號或注解。（ab）圖1-16含雙點劃線圍框稱為比例。大部分電氣線路圖都不是按比例繪制的，但位置平面圖等則按比例繪制或部分按比例繪制，這樣在平面圖上測出兩點距離就可按比例值計算出兩者間的實際距離（如線長度、設備間距等），這對導線的放線以及設備機座、控制設備等的安裝都有利。u尺寸數(shù)據(jù)是電氣工程施工和構(gòu)件加工時的重要依據(jù)。尺寸由尺寸線、尺寸界線、尺寸起止點（實心箭頭和45°斜短線）和尺寸數(shù)字四個要素如圖1-17所示。圖紙上的尺寸通常以毫米（mm）為單位，除特殊情況外，圖上一般不標注單位。（a）用箭頭線（b）用斜短線圖1-17尺寸標注例圖u7．建筑物電氣平面圖專用標志u在電力、電氣照明平面布置和線路鋪設等建筑電氣平面圖上，往往畫有一些專用的標志，以提示建筑物的位置、方向、風向、標高、高程、結(jié)構(gòu)等。這些標志對電氣設備安裝、線路鋪設有重要作用，了解了這些標志的含義，對閱讀電氣圖十分有利。（1）注釋。用圖形符號表達不清楚或不便表達的地方，可在圖上加注釋。注釋可采用兩種方式：一是直接放在所要說明的對象附近；二是加標記，將注釋放在其他位置或另一頁。當圖中出現(xiàn)多個注釋時，應把這些注釋按編號順序放在圖紙邊框附近。如果是多張圖紙，一般性注釋放在第一張圖上，其他注釋則放在與其內(nèi)容相關的圖上。注釋一般采用文字、圖形、表格等形式，其目的就是把對象表達清楚。（2）詳圖。詳圖實質(zhì)上是用圖形來注釋。這相當于機械圖中的剖面圖，就是把電氣裝置中某些零部件和連接點等的結(jié)構(gòu)、做法及安裝工藝要求放大并詳細表示出來。詳圖可放在要詳細表示對象的圖上，也可放在另一張圖上，但必須要用一個標志將他們聯(lián)系起來。標注在總圖上的標志稱為詳圖索引標志，標注在詳圖上的標志稱為詳圖標志。例如，11號圖上的1號詳圖在18號圖上，則11號圖上的索引標志為“1/18”，18號圖上的標注為“1/11”，即采用相對標注法。u電氣圖的布局應從有利于對圖理解的角度出發(fā)，做到布局突出圖的本意、結(jié)構(gòu)合理、排列均勻、圖面清晰、便于讀圖。u電氣圖的圖線一般用于表示導線、信號通路、連接線等，要求用直線，即橫平豎直，盡可能減少交叉和彎折。圖線的布局方法有水平布局和垂直布局兩種。圖1-22圖線水平布局例圖圖1-23圖線垂直布局例圖u元件在電路中的排列一般是按因果關系和動作順序從左到右、由上而下布置的，看圖時也要按這一排列規(guī)律來分析。例如，如圖1-24所示是水平布局，從左向右分析，SB1、FR、KM都處于常閉狀態(tài)，KT線圈才能得電，經(jīng)延時后，KT的常開觸點閉合，KM得電。不按這一規(guī)律來分析，就不易看懂這個電路圖的動作過程。u如果在接線圖或布局圖等圖中，按實際元件位置來布局，這樣能便于看出各元件間的相對位置和導線走向。例如，如圖1-25所示是某兩個單元的接線圖，它表示了兩個單元的相對位置和導線走圖1-25兩單元按位置布局例圖u1.3.1線路表示方法u電氣圖線路的表示方法通常有多線表示法、單線表示法和混合表示法三種。u在電氣圖中，電氣設備的每根連接線或?qū)Ь€各用一條圖線表示的方法，稱為多線表示法。u在電氣圖中，電氣設備的兩根或兩根以上的連接線或?qū)Ь€，只用一根線表示的方法，稱為單線表u在一個圖中，一部分采用單線表示法，一部分采用多線表示法，稱為混合表示法。圖1-26多線表示法例圖圖1-27單線表示法例圖1-28Y-△切換主電路的混合表示u電氣元件在電氣圖中通常采用圖形符號來表示，繪出其電氣連接，在符號旁標注項目代號（文字符號），必要時還標注有關的技術(shù)數(shù)據(jù)。一個元件在電氣圖中的表示方法有集中表示法和半集中表示法和分開表示法三種。u把設備或成套裝置中一個項目各組成部分的圖形符號在簡圖上繪制在一起的方法，稱為集中表示圖1-29集中表示法例圖u把一個項目中某些部分的圖形符號在簡圖中分開布置，并使用項目代號（文字符號）表示它們之間關系的方法，稱為分開表示法，分開表示法也稱為展開法。圖1-31分開表示法例圖u采用集中表示法和半集中表示法繪制元件時，其項目代號只在圖形符號旁標出并與機械連接線對齊，如圖1-30中的KM。u采用分開表示法繪制的元件時，其項目代號應在項目的每一部分自身符號旁標注，如圖1-31所示。必要時，對同一項目的同類部件（如各輔助開關、觸點）可加注序號。u標注項目代號時應注意以下幾方面。（2）圖線水平布局的圖，項目代號應標注在符號上方；圖線垂直布局的圖，項目代號應標注在符號的左方。（3）項目代號中的端子代號應標注在端子位置的（4）圍框的項目代號應標注在其上方或右方。u元件觸頭的位置在同一電路中，當它們加電和受力后，各觸點符號的動作方向應取向一致，對于分開表示法繪制的圖，觸頭位置可以靈活運用，沒有嚴格規(guī)定。（3）帶零位的手動控制開關在零位置，不帶零位的（4）機械操作開關（如行程開關）在非工作位置圖1-32元件技術(shù)數(shù)據(jù)的標志u電路中元件的技術(shù)數(shù)據(jù)（如型號、規(guī)格、整定值、額定值等）一般標在圖形符號的旁邊。對于圖線水平布局圖，盡可能標在圖形符號下方；對于圖線垂直布局圖，則標在項目代號的右方；對于像繼電器、儀表、集成塊等方框符號或簡化外形符號，則可標在方框內(nèi)，如圖1-32所示。u在電氣圖中，各元件之間采用導線連接，起到傳輸電能、傳遞信息的作用，所以看圖者應了解它的表示方法。u一般的圖線就可表示單根導線。對于多根導線，可以分別畫出，也可以只畫一根圖線，但需加標志。若導線少于四根，可用短劃線數(shù)量代表根數(shù)；若多于四根，可在短劃線旁加數(shù)字表示，如圖1-u表示導線特征的方法是：在橫線上面標出電流種類、配電系統(tǒng)、頻率和電壓等，在橫線下面標出電路的導線數(shù)乘以每根導線截面積（mm2），當導線的截面不同時，可用“＋”號將其分開，如圖1-33（b）所示。u要表示導線的型號、截面、安裝方法等，可采用短劃指引線，加標導線屬性和敷設方法。如圖1-33（c）所示表示導線的型號為BLV（鋁芯塑料絕緣線），其中3根導線截面積為25mm2，1根導線截面積為l6mm2，敷設方法為穿入塑料管（VG塑料管管徑為40mm，沿地板暗敷。u要表示電路相序的變換、極性的反向、導線的交換等，可采用交換號表示，如圖1-33（d）所示。（abcd）圖1-33導線的表示方法圖1-34連接線標志例圖u一般而言，電源主電路、一次電路、主信號通路等采用粗實線表示，控制回路、二次回路等采用細實線表示。u為了方便看圖，對多根平行連接線，應按功能分組。若不能按功能分組，可任意分組，但每組不多于三條，組間距應大于線間距。為了便于看出連接線的功能或去向，可在連接線上方或連接線中斷處作信號名標記或其他標記，如圖1-34所示。u連接線可用多線或單線表示，這樣可以避免線條太多，以保持圖面的清晰。對于多條去向相同的連接線，常采用單線表示法表示，如圖1-36所示。（ab）圖1-36連接線表示法u當導線匯入用單線表示的一組平行連接線時，在匯入處應折向?qū)Ь€走向，而且每根導線兩端應采用相同的標記號，如圖1-37所示。u連續(xù)表示法中導線的兩端應采用相同的標記號。圖1-37匯入導線表示法u為了簡化線路圖或使多張圖采用相同的連接表示，連接線一般采用中斷表示法。u在同一張圖中斷處的兩端給出相同的標記號，并給出導線連接線去向的箭號，如圖1-38中的G標圖1-38中斷面表示法及其標志u對于不同的圖，應在中斷處采用相對標記法，即如圖1-38所示。圖中斷點L標記名，在第20號圖紙上標有“L3/C4”，表示L中斷處與第3號圖紙C行4列處的L斷點連接；而在第3號圖紙上標有“LZ0/A4”，表示L中斷處與第20號圖紙A行4列處的L斷點相連。u按簡圖形式繪制的電氣工程圖中，元件、設備、線路及其安裝方法等都是借用圖形符號、文字符號和項目代號來表達的。分析電氣工程圖，首先要明了這些符號的形式、內(nèi)容、含義以及它們之間的相互關系。u電氣圖符號包括一般符號、符號要素、限定符號和方框符號。u一般符號是用來表示一類產(chǎn)品或此類產(chǎn)品特征的簡單鼓號，如電阻、電容、電感等，如圖1-40所圖1-40電阻、電容、電感符號u符號要素是一種具有確定意義的簡單圖形，必須同其他圖形組成組合構(gòu)成一個設備或概念的符號。例如，真空二極管是由外