电气图纸,是在建筑、工业、船舶、水利等各行业建设中只要用到电气设备就不可或缺的东西。但是只有真正懂电气技术的人才可以看懂图纸。为了能够让更多的人了解电气图纸,下面简单介绍一下。
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一. 图纸类型介绍
电气图是用电气图形符号、带注释的围框或简化外形表示电器系统或设备中组成部分之间相互关系及其连接关系的一种图。主要的图纸类型有以下几种:
1.1 平面施工图
平面图,通常用于工程施工,在买房的时候大家都见过类似的,重点是表现设备类型、布局,比例、位置。在电力线路设计的时候,规划图形是有高程(z轴)数据的,算是平面图的3D升级。
1.2 电路系统图
用电路元件符号表示电路连接的图,叫电路系统图,也就是电路图。电路图是人们为研究、工程规划的需要,用物理电学标准化的符号绘制的一种表示各元器件组成及器件关系的原理布局图。
由电路图可以得知组件间的工作原理,为分析性能、安装电子、电器产品提供规划方案。在设计电路中,工程师可从容在纸上或电脑上进行,确认完善后再进行实际安装。通过调试改进、修复错误、直至成功。现在有电路仿真软件可以进行电路辅助设计、虚拟的电路实验,可提高工程师工作效率、节约学习时间,使实物图更直观。
电路图一般是分为主电路和辅助电路两部分。其中的主电路是电气控制线路中大电流流过的部分,包括从电源到电机之间相连的电器元件。而辅助电路是控制线路中除了主电路以外的电路,其流过的电流比较小。看电气控制电路图一般方法是先看主电路,再看辅助电路,并用辅助电路的回路去研究主电路的控制程序。
1)主电路图
主电路又可称之为主回路,一般指直接承担电能的交换或驱动的电路。绘制主电路时,应依规定的电气图形符号用粗实线画出主要控制、保护等用电设备,如断路器、熔断器、变频器、热继电器、电动机等,并依次标明相关的文字符号。
在实际电气原理图中主电路一般比较简单,用电器数量较少。而辅助电路比主电路复杂,控制元件也较多,例如用单片机或者plc控制器为控制核心的控制电路就是很复杂的。
2)辅助电路
辅助电路是指给主电路供电的电路,是控制主电路动作的电路,也可以说是给主电路发出指令信号的电路。又称为控制电路、控制回路等。
这些电路是由接触器、继电器的触点、线圈、按钮、信号灯以及控制变压器构成。控制辅助电路一般电流比较小,我们绘制的时候用细实线绘制在电路的右边。
因此,也就可从左到右或从上到下来进行分析。对复杂的辅助电路,在电路中整个辅助电路构成一条大回路,在这条大回路中又分成几条独立的小回路,每条小回路控制一个用电器或一个动作,当某条小回路形成闭合回路有电流流过时,在回路中的电器元件(接触器或继电器)则动作,把用电设备接人或切除电源,在辅助电路中一般是靠按钮或转换开关把电路接通的。
1.3 网架地理图
地理图就是整个电力网架在地图上的绘制,重点是设备位置准确,通常用于巡视检修。因为电网地理图一直是国家保密数据,不许放在互联网,因此只能找到下面的类似图(其实变电站、大坝这些你从google的航拍图上基本都能找到):
接下来我们分别对电气平面图、电路系统图与网架地理图进行详细的介绍。
二. 电气平面图介绍
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,一般是在建筑平面图的基础上绘制出来的。常见的电气平面图有供电平面图、变配电所平面图、电力平面图、照明平面图、弱电系统平图、防雷与接地平面图等。
下图是某楼层的照明电气平面,它表示了该楼层各电气设备和元件的平面布置和供电关系。
可以看到,电气平面图把设备、器具的图形符号和敷设的导线(电缆)或穿线管路的线条画在建筑物或安装场所图中,是表示装置、器具、线路具体平面位置的图纸。
电气平面图按照强电和弱电平面图来分类的话:
强电平面图包括:电力平面图、照明平面图、防雷接地平面图、厂区电缆平面图等;
弱电平面图包括:消防电气平面布置图、网线光纤的综合布线平面图等。
电气平面图是表示假想经建筑物门、窗沿水平方向将建筑物切开,移去上面部分,从上面向下面看,所看到的建筑物平面形状、大小,墙柱的位置、厚度,门窗的类型以及建筑物内配电设备、照明设备等平面布置、线路走向等情况。根据平面图表示的内容,识读平面图要沿着:引入线、引出线、用电器这样一个“线”来读。在识读过程中,要注意了解电源进户装置、照明配电箱、灯具、插座、开关等电气设备的数量、型号规格、安装位置、安装高度,表示照明线路的敷设位置、敷设方式、敷设路径、导线的型号规格等。
◆电气平面图阅读时按下列顺序进行:
1.看建筑物概况,楼层、每层房间数目、墙体厚度、门窗位置、承重梁柱的平面结构。
2.看各支路用电器的种类、功率及布置。
图中灯具标注的—般内容有:灯具数量;灯具类型;每盏灯的灯泡数;每个灯泡的功率及灯泡的安装高度等。
3.看导线的根数和走向。
各条线路导线的根数和走向,是电气平面图主要表现的内容。比较好的阅读方法是:
首先了解各用电器的控制接线方式,然后再按配线回路情况将建筑物分成若干单元,按“电源一导线一照明及其它电气设备”的顺序将回路连通。
4.看电气设备的安装位置。
由定位轴线和图上标注的有关尺寸可直接确定用电设备、线路管线的安装位置,并可计算管线长度。
具体可参阅:许顺隆编著的《轻松学电气识图》,中国电力出版社出版。
所以说,平面图是完全按照电力设备的实际分布情况俯视效果绘制的,标明了电力设备在平面上的相对位置和分布。
不过,单独看平面图是看不出电源走向的,必须结合系统图来看。
三. 电路系统图介绍
电气系统图一般有三种:电气原理图、电器布置图、电气安装接线图。我们将在图上用不同的图形符号表示各种电气元件,用不同的文字符号表示电器元件的名称、序号和电气设备或线路的功能、状况和特征,还要标上表示导线的线号与接点编号等,各种图纸有其不同的用途和规定的画法,下面分别加以说明。
3.1 电气原理图
电气系统图中电气原理图应用最多,为便于阅读与分析控制线路,根据简单、清晰的原则,采用电气元件展开的形式绘制而成。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点,但并不按电气元件的实际位置来画,也不反应电气元件的形状、大小和安装方式。
由于电气原理图具有结构简单、层次分明、适于研究、分析电路的工作原理等优点,所以无论在设计部门还是生产现场都得到了广泛应用。
3.2 电器元件布置图
电器元件布置图主要是用来表明电气设备上所有电机电器的实际位置,为生产机械电气控制设备的制造、安装、维修提供必要的资料。
以机床电器布置图为例,它主要由机床电气设备布置图、控制柜及控制板电气设备布置图、操纵台及悬挂操纵箱电气设备布置图等组成。电器布置图可按电气控制系统的复杂程度集中绘制或单独绘制。但在绘制这类图形时,机床轮廓线用细实线或点划线表示,所有能见到的及需表示清楚的电气设备,均用粗实线绘制出简单的外形轮廓。
3.3 电气安装接线图
电气控制线路安装接线图,是为了安装电气设备和电器元件进行配线或检修电器故障服务的。
在图中可显示出电气设备中各元件的空间位置和接线情况,可在安装或检修时对照原理图使用。它是根据电器位置布置依合理经济等原则安排的,它表示机床电气设备各个单元之间的接线关系,并标注出外部接线所需的数据。根据机床设备的接线图就可以进行机床电气设备的安装接线。
对某些较为复杂的电气设备,电气安装板上元件较多时,还可画出安装板的接线图。对于简单设备,仅画出接线图就可以了。实际工作中,接线图常与电气原理图结合起来使用。
要想读懂电路图首先应建立图形符号与电气设备或部件的对应关系以及明确文字标识的含义,才能了解电路图所表达的功能、连接关系以及工作流程。
详细的“图形符号”请看另一篇文章。
电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。
所以需要与电力系统的地理接线图相结合来看。
四. 网架地理图介绍
地理图是最好理解的,就是把电力设备的真实位置标识在地理图(GIS)上。电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置,电力线路的路径,以及它们相互间的联结;由地理接线图可获得对该系统的宏观印象。
电力网架地理图一般用做电力规划文本附图,以表示电力系统各部分的关系。电力地理图是国家保密数据,笔者也只能找到历史图片来供参考。
地理接线图一般要求按比例把发电厂和变电所的相对位置、线路条数及路径走向表示得很清楚,能够反应元件间的电气联系,但不要求特别清楚。目前,电力GIS系统大致发展水平为,已经能透视电力站房内部接线图、台区低压图,正在向实时态、历史态、未来态这种时序图发展。
地理图的查看方式:
1.确定要查看的区域;
2.寻找骨干节点,如变电站、配电室、台区变压器等;
3.沿节点查看线路。
五. 地理接线图与电气接线图的不同之处
平面图主要用于设计和施工,投运后很少用到。地理图和接线图都用于电网的生产管理和调度,这里重点说明下两者的不同:
1.内容不同
地理接线图,主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置,电力线路的路径,以及它们相互间的联结。在生产管理特别是巡检工作中用得多。
电气接线图,根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的,只用来表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式,而不明显表示电气动作原理。在运行管理如调度控制中用得多。
2.用途不同
地理接线图通常用做电力规划文本附图,以表示电力系统各部分的关系。
电气接线图主要用于安装接线、线路的检查维修和故障处理。
3.作用不同
由地理接线图可获得对该系统的宏观印象,但难以表示各主要电机电器间的联系。
电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。
4.绘制方式不同
地理接线图,按真实的线路走向绘制,设备为全量绘制,可以确定设备位置,方便的看出空间上的信息,如设备密度、影响地理范围等。因为按真实线路绘制,在设备密度大的区域,看起来会比较乱。
电气系统图,只绘制骨架图、关键设备,像杆塔、电缆井都会缩减,只保留T接等位置,且横平竖直的绘制,避免交叉重叠,方便直观了解电力运行方式。
以上是笔者了解的电力图形,欢迎读者补充。