中文版AutoCAD 2016电气设计从入门到精通
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

■入门篇■

第1章 电气图制图规则和表示方法

电气工程图是一类示意性图纸,主要用来表示电气系统、装置和设备各组成部分间的相互关系和连接关系,用以表达其功能、用途、原理、装接和使用信息。在国家颁布的工程制图标准中,对电气工程图的制图规则做了详细的规定。本章将对电气工程图的特点和制图规则进行初步的介绍。通过本章的学习,读者可对电气工程和电气工程图有一个初步的了解。

1.1 电气工程图概述

电气工程图(简称电气图)是电气设计人员与安装人员、操作人员间的工程语言。了解和掌握电气制图的基本知识,有助于快速、准确地识图。电气图的制图者必须遵守制图的规则和表示方法,读图者掌握了这些规则和表示方法后,就能读懂制图者所表达的设计内容。例如,图1‑1为CM6132车床的电气原理图,从图中可以看出电气图的类型和电气图中各部分电路的功能。所以不管是制图者还是读图者都应当掌握基本的电气线路知识,才能更好地绘制和识读电气工程图。

图1‑1 CM6132车床电气原理图

1.1.1 电气图的特点

电气图是电气工程中各部门进行沟通、交流信息的载体,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,因此电气图通常具有以下特点。

◆简图是电气工程图的主要表现形式。简图是采用标准的图形符号和带注释的框或者简化外形表示系统或设备中各组成部分之间相互关系的一种图。

◆元件和连接线是电气工程图描述的主要内容。一个电气设备主要由电气元件和连接线组成。因此,无论电路图、系统图,还是接线图和平面图都是以电气元件和连接线作为描述的主要内容的,也正因为对电气元件和连接线有多种不同的描述方式,从而构成了电气图的多样性。

◆图形、文字和项目代号是电气工程图的基本要素。一个电气系统或装置通常由许多部件、组件构成,这些部件、组件或者功能模块称为项目。项目一般由简单的符号表示,这些符号就是图形符号,通常每个图形符号都有相应的文字符号。在同一个图上,为了区别相同的设备,需要设备编号,设备编号和文字符号一起构成项目代号。

◆电气工程图在绘制过程中主要采用功能布局法和位置布局法。功能布局法是指在绘图时,图中各元件的位置只考虑元件之间的功能关系,而不考虑元件实际位置的一种布局方法。电气工程图中的系统图、电路图采用的是这种方法;位置布局法是指电气工程图中的元件位置对应于元件实际位置的一种布局方法。电气工程中的接线图、设备布置图采用的就是这种方法。

◆电气工程图具有多样性。不同的描述方法,如能量流、逻辑流、信息流、功能流等,形成了不同的电气工程图。系统图、电路图、框图、接线图就是描述能量流和信息流的电气工程图;逻辑图是描述逻辑流的电气工程图;功能表图、程序框图描述的是功能流。

1.1.2 电气工程的分类

电气工程应用十分广泛,分类方法有很多种。电气工程图主要用来表现电气工程的构成和功能,描述各种电气设备的工作原理,提供安装接线和维护的依据。从这个角度来说,电气工程主要可以分为以下几类。

1 电力工程

电力工程又分为发电工程、变电工程和输电工程3类。

◆发电工程:根据不同电源性质,发电工程主要可分为火电、水电、核电这3类。发电工程中的电气工程指的是发电厂中电气设备的布置、接线、控制及其他附属项目。

◆变电工程:升压变电站将发电站发出的电能进行升压,以减少远距离输电的电能损失;降压变电站将电网中的高电压降为各级用户能使用的低电压。

◆输电工程:用于连接发电厂、变电站和各级电力用户的输电线路,包括内线工程和外线工程。内线工程是指室内动力、照明电气线路及其他线路。外线工程是指室外电源供电线路,包括架空电力线路、电缆电力线路等。

2 电子工程

电子工程主要是指应用于家用电器、广播通信、计算机等众多领域的弱电信号设备和线路。

3 工业电气

工业电气主要是指应用于机械、工业生产及其他控制领域的电气设备,包括机床电气、工厂电气、汽车电气和其他控制电气。

4 建筑电气

建筑电气工程主要是指应用于工业和民用建筑领域的动力照明、电气设备、防雷接地等电气工程,包括各种动力设备、照明灯具、电器以及各种电气装置的保护接地、工作接地、防静电接地等内容。

1.1.3 电气图的组成

一张完整的电气图通常由以下几部分组成,但根据复杂程度的不同图纸的类型可以增加或减少。

1 目录和前言

目录是对某个电气工程的所有图纸编出目录,以便检索、查阅图纸,内容包括序号、图名、图纸编号、张数、备注等;前言包括设计说明、图例、设备材料明细表、工程经费概算等。

2 系统图

系统图就是用符号或带注释的框来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。它通常是电气设计图、电气设计装置图或成套电气设计图纸中的第一张图样。系统图可分不同层次绘制,可参照绘图对象的逐级分解来划分层次。它还可作为工程技术人员参考、培训、操作和维修的基础文件,使查阅者对系统、装置、设备等有一个概略的了解,为进一步编制详细的技术文件以及绘制电路图、接线图和逻辑图等提供依据,也为进行有关计算、选择导线和电气设备等提供了重要依据。

例如,在工业电气图中用一般符号表示的电机控制系统如图1‑2所示,在建筑电气图中用一般符号表示的配电照明系统如图1‑3所示。

图1‑2 电机供电系统图

图1‑3 配电线路照明系统图

由图1‑2可以看出,三相交流电由自动释放的负荷开关引入,自动释放负荷开关同时为主电动机提供过载、短路、欠电压保护。图1‑3是建筑电气设计中的配电系统图,从配电系统图中可以看到导线型号、配电箱型号、总功率、计算电流、配电的分配情况等信息。

3 电路原理图和电路图

电气原理图是指用图形符号详细表示系统、分系统、成套设备、装置、部件等各组成元件的连接关系的实际电路简图。

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。电路原理图和电路图在绘制时应注意设备和元件的表示方法。

◆设备和元件采用符号表示。应以适当形式标注其代号、名称、型号、规格、数量等。

◆设备和元件的工作状态表示。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上。

4 接线图

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与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。

例如,图1‑4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BLX‑3×6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。

图1‑4 电机控制线路接线图

5 平面图

平面图是表示电气工程项目中电气设备、装置和线路的平面布置图,建筑电气平面设备布置如图1‑5所示。

图1‑5 平面设备连线图

操作技巧

为了表示电源、控制设备的安装尺寸、安装方法及控制设备箱的加工尺寸等,还必须有其他一些图,这些图与一般按正投影法绘制的机械图没有多大区别,通常可不列入电气图。

6 逻辑图

逻辑图是用二进制逻辑单元图形符号绘制的,以实现一定逻辑功能的一种简图,可分为理论逻辑图(纯逻辑图)和工程逻辑图(详细逻辑图)两类。理论逻辑图只表示功能而不涉及实现方法,因此是一种功能图;工程逻辑图不仅表示功能,而且有具体的实现方法,因此它是一种电路图,图1‑6所示为逻辑电路图。

图1‑6 逻辑电路图

7 产品电气说明图和其他电气图

生产厂家往往随产品使用说明书附上电气图,供用户了解该产品的组成和工作过程及注意事项,以及一些电源极性端的选择,以达到正确使用、维护和检修的目的。

上述电气图是主要常用的电气图,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、印制电路板图等。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,电气图的种类很多,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,每个系统也应有以上各种类型图。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。

1.1.4 绘制电气图的注意事项

在绘制电气工程图时应注意以下事项。

◆电气图必须保证电气原理图中各电气设备和控制元件动作原理的实现。

◆电气图只标明电气设备和控制元件之间的相互连接线路而不标明电气设备和控制元件的动作原理。

◆电气图中的控制元件位置要依据它所在的实际位置绘制。

◆电气图中各电气设备和控制元件要按照国家标准规定的电气图形符号绘制。

◆电气图中的各电气设备和控制元件,其具体型号可标在每个元件图形旁边,或者画表格说明。

1.2 电气工程图的制图规则

电气工程设计部门设计、绘制图样,施工单位按图样组织工程施工,所以图样必须有设计和施工等部门共同遵守的一定格式和一些基本规定、要求。这些规定包括建筑电气工程图自身的规定和机械制图、建筑制图等方面的有关规定。

1.2.1 了解图纸格式

电气图纸的格式与机械图纸、建筑图纸的格式基本相同,通常由边框线、图框线、标题栏和会签栏组成,其格式如图1‑7所示。

图1‑7 图纸格式

图中的标题栏相当于一个设备的铭牌,标示着这张图纸的名称、图号、张次、制图者、审核者等有关人员的签名,其一般样式如图1‑8所示。标题栏通常放在右下角位置,也可放在其他位置,但必须在本张图纸上,而且标题栏的文字方向应与看图方向一致。会签栏是留给相关的水、暖、建筑、工艺等专业设计人员会审图纸时签名用的。

图1‑8 标题栏

1.2.2 图纸幅面

电气工程图纸都是由边框线、图框线、标题栏、会签栏组成的,如图1‑9所示。

图1‑9 图纸规格

图纸的幅面就是由边框线所围成的图面。幅面尺寸共分A0~A5等六种,具体尺寸要求如表1‑1所示。

表1‑1 幅面及图框格式(单位:mm)

根据需要可以对A3和A4号图纸加长,加长幅面尺寸如表1‑2所示。其余图幅的图纸均不允许加长。每个工程图纸目录和修改通知单采用A4图幅,其余应尽量采用A1图幅。每个工程图幅应统一,如采用一种图幅确有困难时,一个子项工程图幅不得超过两种。

表1‑2 加长图幅尺寸(单位:mm)

1.2.3 图幅的分区

电气图上的内容有时是很多的,特别对于一些幅面大且内容复杂的图,需要进行分区,以便在读图或更改图的过程中,能迅速找到相应的部分。

图幅分区的方法是将图纸相互垂直的两边各自加以等分。分区的数目视图的复杂程度而定,但要求每边必须为偶数。每一分区的长度一般不小于15mm,不大于75mm;分区代号,竖边方向用大写拉丁字母从上到下编号,横边方向用阿拉伯数字从左往右编号。分区代号用字母和数字表示,字母在前,数字在后。

例如,图1‑10中熔断器FU1在A5区。

图1‑10 图幅分区

1.2.4 图线和字体

电气施工图中图线的形式、宽度、箭头的要求介绍如下。

◆图线的形式:实线(粗实线、细实线)、虚线、点画线、双点长画线、折断线、波浪线。

◆图线的宽度:有0.18、0.25、0.35、0.5、0.7、1.0、1.4mm。

◆箭头:有开口箭头(主要用于表示电气能量、电气信号的传递方向)和实心箭头(主要表示力、运动或可变性方向)。

◆指引线:用于注释的对象,应为细实线,并在其末端加标记。

图面上的汉字、字母和数字是电气图的重要组成部分,因此图中的字体必须符合标准。一般汉字用仿宋体,字母、数字用直体。图面上字体的大小,应视图幅大小而定。字体的最小高度见表1‑3。

表1‑3 字体的最小高度

1.2.5 尺寸、比例和注释详图

利用AutoCAD绘制完整的设计图通常包括尺寸、比例和注释详图等部分。各部分具体的特点如下。

1 比例

通常大部分电气图都是不按比例绘制的,但位置平面图等一般按比例绘制或部分按比例绘制,其好处是在平面图上测出两点距离就可按比例值计算出两者的距离,为导线的放线、设备的安装等提供便利。

电气图常用的比例有:1:10、1:20、1:100、1:200、1:500等。

2 尺寸标注

尺寸标注由尺寸线、尺寸界线、尺寸起止点、尺寸数字四要素组成。通常尺寸标注主要有以下几个规则。

◆物体的真实大小以图样上标注的尺寸数字为主。

◆图样上的尺寸数字,如没有明确说明,一律以mm为单位。

◆图样中标注的尺寸,为该图样所示机件的最后完工尺寸。

◆物件的每一处尺寸,只标注一次,标注在反映该结构最清晰的图形上。

◆一些特定的尺寸必须标注符号。例如,直径用Φ、半径用R

3 注释详图

注释:用来表达图形符号不便表达或表达不清楚的含义。一般直接放在要说明的对象附近在所要说明的对象附近加标记,而将注释放在图中其他位置或另一页。

详图:即用图形来注释,具体说就是把电气装置中某些零部件和连接点等结构、做法及安装工艺要求等放大并详细表示出来。

1.2.6 电气图布局的方法

电气图布局是用图形符号、带注释的围框或简化外形表示电气系统或设备的组成及其连接关系的一种图。电气图布局是电气图的最主要表达形式,用以表达电气系统的原理、结构等。电气布局的方法主要有以下两种。

1 图线的布局

电气图的图线一般用于表示导线、信号通路、连接线等,要求用直线,即横平竖直,尽可能减少交叉和弯折。图线的布局通常有:水平布局(如图1‑11所示)、垂直布局(如图1‑12所示)和交叉布局3种形式。

图1‑11 水平布局

图1‑12 垂直布局

2 元件的布局

元件的布局主要有功能布局法和位置布置法两种。功能布局法是指元件或其部分在图纸上的布置使得它们所表达的功能关系易于理解的布局方法。该表示方法常见方框图中,每个块表示一个功能。位置布置法是指元件在图上的位置反映其实际相对位置的布局方法。

1.2.7 电气识图的一般要求

识读电气图时,要弄清电气图的基本要求,例如,首先要掌握电气图的基本知识和国家标准,熟悉电气图中常用的图形符号、文字符号、项目代号和回路标号以及电气图的基本构成、分类、主要特点,在此基础上才能识读电气图。识读电气图一般要求如下。

1 从简单到复杂

初学者识读电气图要本着从易到难、从简单到复杂的原则。一般来讲,照明电路比电气控制电路简单,单项控制电路比系列控制电路简单。复杂的电路都是简单电路的组合,从识读简单的电路图开始,弄清每一电气符号的含义,明确每一电气元件的作用,理解电路的工作原理,为识读复杂电气图打下基础。弄懂每部分后,再从局部到整体识读整个电气图。

2 掌握基本的理论知识

在实际生产的各个领域中,所有电路如输变配电、建筑电气、电气控制、照明、电子电路、逻辑电路等,都是建立在电工电子技术理论基础之上的。电路图通常有几十乃至几百个元器件,它们的连线纵横交叉,形式变化多端,初学者往往不知道该从什么地方开始,怎样才能读懂它。其实电子电路本身着有很强的规律性,不管多么复杂的电路,经过分析可以发现,它是由少数几个单元电路组成的。因此,要想准确、迅速地读懂电气图,必须具备一定的电工电子技术基础知识,这样才能运用这些知识分析电路,理解图纸所表达的内容。例如,分析图1‑13所示的桥式整流电路。

图1‑13 桥式整流电路

桥式整流电路的工作原理如下:当交流电的波形为正半周时,对D1、D3加正向电压,D1、D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。交流电压为负值时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。如此重复下去,结果在RF上便得到了全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图1‑13中不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整流电路小一半。

3 了解图形符号和文字符号代表的意义

图形符号和文字符号以及项目代号、电气接线端子标志等是电气图的知识,相当于看书识字、识词,还要懂得一些句法、语法。图形、文字符号很多,必须能熟记会用。可以根据个人所从事的工作和专业出发,识读各专业共用和本专业专用的电气图形符号,然后再逐步扩大。并且可通过多看、多画来加强大脑的印象和记忆。例如,图1‑14所示为高压隔离器QS、图1‑15所示为高压断路器QF、图1‑16所示为避雷器F。

图1‑14 高压隔离器

图1‑15 高压断路器

图1‑16 避雷器

4 掌握典型电路图及电气图绘制的特点

典型电路一般是常见、常用的基本电路。如供配电系统中电气主电路图中最常见、常用的是单母线接线,由此典型电路可导出单母线不分段、单母线分段接线,而由单母线分段再进行区分就是隔离开关分段还是断路器分段。再如,电力拖动中的启动、制动,正反转控制电路,联锁电路,行程限位控制电路。不管多么复杂的电路,总是由典型电路派生而来,或者由若干典型电路组合而成的。因此,熟练掌握各种典型电路,在识图时有利于对复杂电路的理解,能较快地分清主次环节及与其他部分的相互联系,抓住主要矛盾,从而能读懂较复杂的电气图。

各类电气图都有各自的绘制方法和绘制特点。掌握电气图的主要特点及绘制电气图的一般规则,如电气图的布局、图形符号及文字符号的含义、图线的粗细、主辅电路的位置、电气触头的画法、电气网与其他专业技术图的关系等,并利用这些规律,就能提高识图效率,进而自己也能设计制图。由于电气图不像机械图、建筑图那样直观形象和比较集中,因而识图时应将各种有关的图纸联系起来,对照阅读。如通过系统图、电路图找联系;通过接线图、布置图找位置。交错识读会收到事半功倍的效果。

1.3 了解电气图形符号

电路图中的元器件、装置、线路及其他安装方法等,都是按简图形式绘制的。在一般情况下它们都是借用图形符号、文字符号来表达的。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,以及它们之间的相互关系。这对于掌握更多的新电路和电路图形符号是必不可少的,本节将简单地了解一些常见的电气图形符号和文字符号。

1.3.1 电气工程图中常见的电路符号

在电气工程图中,各元件、设备、线路及其安装方法都是以图形符号、文字符号和项目符号的形式出现的。

常用的图形符号主要有11类。

◆导线和连接器件。例如,通电线路导线、连接片、插头和插座等。

◆无源元件。例如,电阻、电容、电感、压电晶体等。

◆半导体管和电子管。例如,三极管、二极管、电子管、晶体闸流管等。

◆电能的发生和转换。例如,发电机、电动机、变压器、逆变器、整流器等。

◆开关控制和保护装置。例如,触点、压力开关、温度开关、热敏开关、光敏开关等。

◆测量仪表、灯和信号器件。例如,电压表、电流表、信号灯、指示灯等。

◆电信交换和外围设备。例如,程序转换机、交换机、接收机、发送机等。

◆电信传输介质。例如,电缆、光纤等。

◆电力、照明和电信布置。例如,信号接收器、线路故障指示灯等。

◆二进制逻辑单元。例如,与门、非门、或非门等。

◆模拟单元符号。例如,模拟限信号发生器、模拟卫星接收器等。

图形符号的使用主要有,符号的选择、大小、取向、组合、端子引出线等规则。

1.3.2 电气设备常用图形符号的特点

电气设备符号完全不同于电气图用图形符号,具有适用于各种类型的电气设备或电气设备部件,使操作人员了解其用途和操作方法的特点。此外设备用图形符号的用途有识别、限定、说明、命令、警告、指示。标识在设备上的图形符号,应告知使用者如下信息。

◆识别电器设备或其组成部分(如控制器或显示器)。

◆指示功能状态(如通、断、警告)。

◆标识连接(如端子、接头)。

◆提供包装信息(如内容识别、装卸说明)。

◆提供电气设备操作说明(如警告、使用限制)。

1.3.3 电气图中常用的文字符号

文字符号适用于电气技术领域中技术文件的编制,用以标明电子气设备、装置和元器件的名称及电路的功能、状态和特征。根据我国颁布的电气图用文字符号的国家标准《建筑电气制图标准》(新标准编号为GBT50786‑2012)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。其中基本文字符号分为单字母和双字母两种。

1 单字母符号

单字母符号是按拉丁字母顺序将各种电气子设备、装置和元器件分为23 大类,每一大类用一个专用单字母符号表示的如“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。

2 双字母符号

双字母符号是由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成的,其组合形式应以单字母符号在前,另一个字母在后的次序列出。如“TG”表示电源变压器,“T”为变压器单字母符号。只有在单字母符号不能满足要求,需要将某一大类进一步划分时,才采用双字母符号,以便较详细和具体地表达电气设备、装置和元器件等。

各类常用基本文字符号。如表1‑4所示。

表1‑4 常用电路文字符号

续表

续表

1.3.4 标志用图形符号和标注用图形符号

某些电气图上,标志用图形符号和标注用图形符号也是构成电气图的重要组成部分。

1 标志用图形符号

标志用图形符号主要包括:公共信息用标志符号、公共标志用符号、交通标志用符号、包装储运用符号等。安装标高和建筑朝向符号,电气位置图均采用相对标高,一般采用室外某一平面为起始标高,例如图1‑17所示某幢楼一层平面作为零点而计算高度。电力、照明和电信布置图等图样一般按上北下南、左西右东表示电气设备或构筑物的位置和朝向。但在许多情况下需用方位标记表示其朝向,图1‑18所示为方位标记符号。

图1‑17 建筑标高

图1‑18 方位标记符号

2 标注用图形符号

标注用图形符号表示产品的设计、制造、测量和质量以保证整个过程中所涉及的几何特征和制造工艺等。例如建筑电气中常用的尺寸标注。图1‑19所示为建筑图中的尺寸和轴线标注。

图1‑19 某建筑一层平面图

1.4 了解电气图的表示方法

电气图可以通过线路、电气元件、电气元件触点位置、元器件工作状态以及元件接线端子等来表示,下面将分别进行介绍。

1.4.1 电气线路的表示方法

实际的电气工程是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。一般来说按照电路图中图线表达相数的不同,连接线可分为多线表示法、单线表示法和综合表示法(混合表示法)3种。

1 多线表示法

在电气图中,电气设备的每根连接线各用一根图线表示的方法,称为多线表示法。一般大型设备用的都是三相交流电,接线大多是三线,图1‑20是电动机控制主电路,多线表示法能比较清楚地看出电路的工作原理,尤其是在各相或各线不对称的场合下宜采用这种表示法。但由于多线表示法图线太多,绘图麻烦,特别是对于比较复杂的设备,交叉增多,反而使图形显得繁杂难以看懂,不利于工程技术人员施工,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1‑20 多线法表示图例

2 单线表示法

在电气图中,电气设备的两根或两根以上(三相系统使用的是三相交流电所以使用的导线是三根)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1‑21是用单线表示的电动机控制电路图。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。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中。凡是不对称的部分,例如三相三线或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 综合表示法

在一个电气图中,一部分采用单线表示法,一部分采用多线表示法,称为综合表示法(也称混合表示法),如图1‑22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都是三相对称的,所示采用单线表示。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1‑21 单线法表示图例

图1‑22 综合法表示图例

1.4.2 电气元件的表示方法

一般情况下根据电气元件、器件和设备的功能、特性、外形、结构、安装位置及其在电路中的连接,在不同电气图中有不同的表示方法。电气元件在电气图中完整的图形符号的表示方法有:集中表示法、分开表示法、半集中表示法和项目代号表示方法4种,接下来将分别介绍4种表示方法。

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,图1‑23所示转换开关控制电路,可见这种表示法只适用于简单的电路图。

2 分开表示法

分开表示法又称为展开表示法,它是把同一项目中的不同部分、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,分开表示法可使图中的点画线少,避免图线交叉,因而使图面更简洁清晰,而且给分析回路功能及标注回路标号也带来了方便,在实际施工、检修中也便于工程技术人员辨认。图1‑24所示为分开表示法示例。

图1‑23 集中表示法示例

图1‑24 分开表示法示例

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(通常用在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。在半集中表示法中,机械连接线可以弯折、分支和交叉,如图1‑25所示。

图1‑25 集中表示法示例

4 项目代号表示方法

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1‑23中的“SA1~3”。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。

◆项目代号的标注位置应尽量靠近图形符号。

◆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,项目代号应标注在符号的左方。

◆项目代号中的端子代号应标注在端子位置的旁边。

◆对围框的项目代号应标注在其上方或右方。

1.4.3 元件端子及其表示方法

在电气工程图中有时为了简化和便于识读电气图通常采用元件端子表示方法来表示元件之间的连接关系。本节将对元件端子及其表示方法进行简单的介绍。

1 端子和图形符号

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1‑26所示。

图1‑26 端子排表示法

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KM1、FU1。也可不用字母而简化成1、1.1或1的形式。接线端子的符号标志方法,通常应遵守以下原则。

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,图1‑27所示的两个接线端子分别用1 和2表示;单个元器件的中间各端子一般用自然递增数字表示,图1‑27所示的保护开关中间的接线端子用3和4表示。

图1‑27 单个接线端子标志示例

相同元器件

如果电气图中多处出现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识。

◆在数字前冠以字母,例如标识三相交流系统设备进线端子的字母等,如图1‑28所示。

◆若电气图中不需要区别不同相序时,或者容易区分时,可用数字标识,如图1‑29所示。

图1‑28 相同元件标志示例1

图1‑29 相同元件标志示例2

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1‑30所示。

图1‑30 同类元器件组端子标志示例

3 电气接线端子的标志

电气图中与特定导线相连的电气接线端子标志用的字母符号见表1‑5,标志示例见图1‑31。

表1‑5 接线端标志字母

图1‑31 电气和特定导线相连接线端子的标志示例

4 元件端子代号的表示方法

端子代号是完整的项目代号的一部分,当项目有接线端子标记时,端子代号必须与项目上端子的标记相一致。端子代号常采用数字或大写字母,特殊情况下也可用小写字母表示。在许多电气图上,电气设备、元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3种方式进行标注。

◆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轮廓线的外面。

◆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,以下列举了电阻器、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。如图1‑32~图1‑35所示。

图1‑32 元件端子示例1

图1‑33 元件端子示例2

图1‑34 元件端子示例3

图1‑35 元件端子示例4

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。例如,多极插头插座的端子代号的标注方法,如图1‑36所示。

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1‑37所示。

图1‑36 插座和插头的端子代号标注

图1‑37 围框端子代号标志示例

1.4.4 连接线的一般表示方法

在电气线路图中,各元件之间都是采用导线连接的,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。

1 导线的一般符号

一般的图线可表示单根导线,见图1‑38,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,图1‑39所示的母线,图1‑40、图1‑41所示的电缆等。

图1‑38 单根导线

图1‑39 母线

图1‑40 电缆明敷

图1‑41 电缆暗敷

2 导线根数的表示方法

电气图中对于多根导线,可以分别画出,如图1‑42所示,也可以只画一根图线,这样使图纸更加美观,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4根,可在小短斜线旁加注数字表示,如图1‑43所示。

图1‑42 导线多根画出法

图1‑43 导线数字标注法

3 导线特征标注法

电气图中表示导线特征的方法通常有以下几种。

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(mm2),当导线的截面不同时,可用“+”将其分开,如图1‑44所示。

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1‑45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35mm2,1根截面积为16mm2;敷设方法为穿焊接钢管,焊接管管径为20mm,墙内暗敷。

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1‑46所示。

图1‑44 多导线标注

图1‑45 导线集中标注

4 图线粗细的表示方法

在电气图中有时为了更加突出或区分电路、设备、元器件及电路功能,图形符号及连接线可用粗细不同的图线来表示。常见的有发电机、变压器、电动机的圆圈符号不仅在大小,而且在图线宽度上与电压互感器和电流互感器的符号应有明显区别。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。

5 连接线的分组和标记

电气图中有时候为了方便看图,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,但每组不多于三根,组间距应大于线间距。有时候为了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做信号名标记或其他标记,如图1‑47所示。

图1‑46 相序变更

图1‑47 连接线标记

6 导线连接点的标记

导线连接点有“T”形和多线的“十”形连接点。对“T”形连接点可不加实心圆点,如图1‑48所示,也可加实心圆点,如图1‑49所示;对“+”形连接点加实心圆点,如图1‑50所示。导线综合连接必须加连接点,如图1‑51所示。

图1‑48 不加连接点

图1‑49 加连接点

图1‑50 十字连接

图1‑51 导线综合连接

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,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1‑52和图1‑53所示。

图1‑52 错误的连接方式

图1‑53 正确的连接方式

7 连接线的中断和连续表示法

电气图中为了表示连接线的接线关系和去向,一般采用连续表示法和中断表示法两种方法。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表示方法。中断表示法则是将连接线中间断开,用符号,而且通常是文字符号及数字编号标注其去向的方法,以下是两种方法的简单介绍。

连接线的连续表示方法

连续线既可用多线也可用单线表示。当图线太多(例如4条以上)时,为了避免线条太多,使图面清晰,易画易读,一般的处理方法是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,应标注两端相对应的文字符号,如图1‑54所示。当多线导线组相互顺序连接时,可采用图1‑55所示的表示方式。

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1‑56所示,即在每根连接线的末端注上相同的标记符号。

图1‑54 两端位置不同连接方式

图1‑55 两端对应的连接方式

图1‑56 汇入导线的表示方法

在简单的电气图中当需要表示导线的根数时,可按图1‑57表示。这种形式在动力、照明平面布置或布线图中较为常见,这种布置方式更加简单、清晰,便于在实际施工和检修中向工程技术人员提供直观的线路走向。

连接线的中断表示方法

在电气图中为了简化线路图或使多张图采用相同的连接方法,连接线一般采用中断表示法。单去向相同的导线组一般在中断处的两端标以相应的文字符号或数字编号,如图1‑58示。

图1‑57 导线简单布置表示方法

图1‑58 相同导线组的中断表示方法

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1‑59所示,A元件的1 号端子与B元件的2 号端子相连接,而A元件的2号端子与B元件的1 号端子相连接。

另外在电气连接线穿越图线较多的区域,应将连接线中断,在中断处加相应的标记,如图1‑60所示。

图1‑59 中断表示法的相对标注

图1‑60 穿越图面连接线线的表示方法

在同张图中断处的两端应给出相同的标记号,并给出导线连接线去向的标记号,如图1‑61中的M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”,图1‑62所示的中断点M标记名,在第5号图纸上标有“20/A1”,它表示中断处与第20号图纸的A行1列处的断点连接;而在第20号图纸上标有“5/A5”,它表示中断处与第5号图纸的A行5列处的断点相连。

图1‑61 中断表示法示例5号图纸

图1‑62 中断表示法示例20号图纸

8 电气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气接线端子,应按表1‑6中的字母进行标记。

表1‑6 电气特定端子的标记和特定导线线端的识别

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。例如,按照字母数字符号标记的电气端子和特定导线线端的相互连接可按图1‑63所示的方式连接。

图1‑63 电气设备端子与特定导线连接示意图

9 绝缘导线的标记

在电气图中对绝缘导线进行标记的目的是为了用以识别电路中的导线和已经从其连接的端子上拆下来的导线。我国国家标准对绝缘导线的标记进行了规定,但电气(如旋转电机和变压器)端子的绝缘导线除外,其他设备(如电信电路或包括电信设备的电路)仅作参考。补充标记用于对主标记做补充,它是以每一根导线或线束的电气功能为依据进行标记的系统。补充标记可以用字母或数字表示,也可采用颜色标记或有关符号表示。补充标记分为功能标记、相位标记和极性标记等。

功能标记

功能标记是指分别考虑每一根导线的功能(例如,开关的闭合或断开、位置的表示、电流或电压的测量等)的补充标记,或者一起考虑几种导线的功能(例如,电热、照明、信号、测量电路)的补充标记。

相位标记

相位标记是指表明导线连接到交流系统中某一相的补充标记,相位标记采用大写字母或数字或两者兼用表示相序。交流系统中的中性线必须用字母N标明,同时,为了识别相序,以保证正常运行和有利于维护检修,导线标注颜色如表1‑7所示。

表1‑7 交流系统及直流系统中裸导线涂色

极性标记

极性标记是标明导线连接到直流电路中某一极性的补充标记。用符号标明直流电路导线的极性时,正极用“+”标记,负极用“(‑)”标记,直流系统的中间线用字母M标明。如可能发生混淆,则负极标记可使用放在括号内的连字符“(‑)”表示。

保护导线和接地线的标记

电气图中在任何情况下,字母符号或数字编号的排列应便于阅读。它们可以排成列,也可以排成行,并应从上到下、从左到右、靠近连接线或元器件图形符号进行排列。

10 接线文件

在阅读电气图时,还需了解接线文件。接线图和接线表简称接线文件。接线文件提供了各个项目,如元器件、组件及装置之间实际连接的信息,可用于设备的装配、安装及维修。接线文件包含识别每一连接点及所用导线或电缆的信息。对端子接线图和端子接线表只显示出一端。有些接线文件还包含以下内容。

◆导线或电缆种类的信息,如型号、牌号、材料、结构、规格、绝缘颜色、电压额定值、导线数及其他技术数据。

◆导线号或电缆号或项目代号。

◆连接点的标记或表示方法,如项目代号、端子代号、图形表示法及远端标记。

◆铺设方式、走向、端头处理、捆扎、绞合及屏蔽等说明或方法。

◆导线或电缆长度。

◆信号代号或信号的技术数据。

◆需补充说明的其他信息。

在工厂控制系统的电路图中,主电路的表示是为了便于研究主控系统的功能。通常,采用单线表示法表示主电路或其中的一部分,必要时也可采用多线表示法。例如,表示互感器的连接时,应采用多线表示法。

1.4.5 电气元件触点位置和工作状态的表示方法

电气元器件和设备的触点按其操作方式分为两类:一类是靠电磁力或人工操作的触点(如接触器、继电器、开关、按钮等的触点);一类是非电和非人工操作的触点(如非电继电器、行程开关等触点)。这两类触点在电气图上有不同的表示方法。

1 电气元件触点位置的表示方法

电磁力或人工操作的触点

◆同一电路中,在加电和受力后,各触点符号的动作方向应取向一致。

◆当元件受激时,水平连接的触点,动作向上;垂直连接的触点,动作向右。

◆在用分开表示法表示的电路中,当触点排列复杂而且没有保持功能时,在加电和受力后,触点符号的动作方向可不强调一致,触头位置可灵活运用。

◆用动合触点符号或动断触点符号表示的半导体开关应按其初始状态即辅助电源已合的时刻绘制。

对非电和非人工操作的触点

◆用图形表示。

◆用操作器件的符号表示。

◆用注释、标记和表格表示。

2 元器件工作状态的表示方法

元器件的工作状态是指元器件和设备的可动部分应表示在非激励或不工作的状态或位置。主要有以下几种工作状态。

◆继电器和接触器在非激励的状态,其触头状态是非电下的状态。

◆断路器、负荷开关和隔离开关在断开位置。

◆温度继电器、压力继电器都处于常温和常压状态。

◆带零位的手动控制开关在零位置,不带零位的手动控制开关在图中规定的位置。

◆机械操作开关在非工作状态或位置时的情况及机械操作开关在工作位置时的对应关系,一般表示在触点符号的附近或另附说明。

◆多重开闭器件的各组成部分必须表示在相互一致的位置上,而不管电路的工作状态。

◆事故、备用、报警等开关或继电器的触点应该表示在设备正常使用的位置,如有特定位置,应在图中另加说明。

在电气图中一般对于元器件工作状态的表示,还要将元器件技术数据、技术条件和说明进行标注。元器件的技术数据(如型号、规格等)一般标注在图线符号的近旁。当元件垂直布置时,技术数据标在元件的左边;当元件水平布置时,技术数据标在元件的上方。符号外边给出的技术数据应放在项目代号的下面。

对于继电器、仪表、集成块等矩形符号或简化外形的符号,则可标在方框内。另外,技术数据也可用表格的形式给出。“技术条件”或“说明”的内容应书写在图样的右侧,当注写内容多于一处时,应按阿拉伯数字顺序编号。如图1‑64~图1‑71所示。

图1‑64 整流桥标注表示方法

图1‑65 电容内容多于一处标注表示方法

图1‑66 电容水平标注表示方法

图1‑67 电容垂直标注表示方法

图1‑68 电阻水平标注表示方法

图1‑69 电阻垂直标注表示方法

图1‑70 变压器标注表示方法

图1‑71 芯片块标注表示方法