1.4 电气符号
电气符号包括图形符号、文字符号、项目代号和回路标号等。电气符号由国家标准统一决定,只有了解电气符号含义、构成和表示方法,才能正确识读电气图。
1.4.1 图形符号
图形符号是表示设备或概念的图形、标记或字符等的总称。它通常用于图样或其他文件,是构成电气图的基本单元,是电工技术文件中的“象形文字”,是电气工程“语言”的“词汇”和“单词”,正确、熟练地绘制和识别各种电气图形符号是识读电气图的基本功。
(1)图形符号的组成
图形符号通常由基本符号、符号要素、一般符号和限定符号四部分组成。
①基本符号 基本符号用来说明电路的某些特征,不表示单独的元件或设备。例如“N”表中性线,“+”、“-”分别代表正、负极。
②符号要素 符号要素是具有确定含义的简单图形,它必须和其他图形符号组合在一起才能构成完整的符号。例如电子管类元件有管壳、阳极、阴极和栅极四个符号要素,如图1-31(a)所示,这四个要素可以组合成电子管类的二极管、三极管和四极管等,如图1-31(b)所示。
图1-31 符号要素及组合举例
③一般符号 一般符号用来表示一类产品或此类产品特征,其图形往往比较简单。图1-32列出了一些常见的一般符号。
图1-32 常见的一般符号
④限定符号 限定符号是一种附加在其他图形符号上的符号,用来表示附加信息(如可变性、方向等)。限定符号一般不能单独使用,使用限定符号可使图形符号表示更多种类的产品。一些限定符号的应用如图1-33所示。
图1-33 一些限定符号的应用举例
(2)图形符号的分类
根据表示的对象和用途不同,图形符号可分为两类:电气图用图形符号和电气设备用图形符号。电气图用图形符号是指用在电气图纸上的符号,而电气设备用图形符号是指在实际电气设备或电气部件上使用的符号。
①电气图用图形符号 电气图用图形符号是指用在电气图纸上的符号。电气图形符号种类很多,国家标准GB/T 4728—2005《电气简图用图形符号》将电气图用图形符号分为11类:导线和连接器件;无源元件;半导体管和电子管;电能的发生和转换;开关、控制和保护装置;测量仪表、灯和信号器件;电信-交换类和外围设备;电信-传输类;电力、照明和电信布置;二进制逻辑单元;模拟单元。
常用电气图用图形符号见附录一。
②电气设备用图形符号 电气设备用图形符号主要标注在实际电气设备或电气部件上,用于识别、限定、说明、命令、警告和指示等。国家标准GB/T 5465.1—2009《电气设备用图形符号第1部分:概述与分类》将电气设备用图形符号分为6部分:通用符号;广播电视及音响设备符号;通信、测量、定位符号;医用设备符号;电化教育符号;家用电器及其他符号。
常用电气设备用图形符号见附录二。
1.4.2 文字符号
文字符号用于表示元件、装置和电气设备的类别名称,功能,状态及特征。文字符号一般标在元件、装置和电气设备符号之上或附近。电气系统中的文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。
(1)基本文字符号
基本文字符号主要表示元件、装置和电气设备的类别名称,它分为单字母符号和双字母符号。电气设备基本文字符号见附录三。
①单字母符号 单字母符号将元件、装置和电气设备分成20多个大类,每个大类用一个大写字母表示(I、O、J字母未用),例如R表示电阻器类,M表示电动机类。
②双字母符号 双字母符号是由表示大类的单字母符号之后增加一个字母组成的。例如R表示电阻器类,RP表示电阻器类中的电位器;H表示信号器件类,HL表示信号器件类的指示灯,HA表示信号器件类的声响指示灯。
(2)辅助文字符号
辅助文字符号主要表示元件、装置和电气设备的功能、状态、特征及位置等。例如ON、OFF分别表示闭合及断开,PE表示保护接地,ST、STP分别表示启动、停止。电气设备辅助文字符号见附录四。
(3)文字符号使用注意事项
在使用文字符号时,要注意以下事项。
①电气系统中的文字符号不适用于各类电气产品的命名和型号编制。
②文字符号的字母应采用正体大写格式。
③一般情况下基本文字符号优先使用单字母符号,如果希望表示的更详细,可使用双字母符号。
1.4.3 项目代号
在电气图中,用一个图形符号表示的基本件、部件、功能单元、设备和系统等称为项目。由此可见,小到二极管、电阻器、连接片,大到配电装置、电力系统都可称之为项目。
项目代号是用于识别图形、图表、表格中和设备上的项目种类,提供项目的层次关系、种类和实际位置等信息的一种特定代码。项目代号由英文字母、阿拉伯数字和特定的前缀符号按一定的规则组合而成。例如某照明灯的项目代号为“=S3+301-E3:2”表示3号车间变电所301室3号照明灯的第2个端子。
一个完整的项目代号包括4个代号段,分别是:①高层代号(第一段,前缀为“=”);②位置代号(第二段,前缀为“+”);③种类代号(第三段,前缀为“-”);④端子代号(第四段,前缀为“:”)。图1-34为某10kV线路过流保护项目的项目代号、前缀及其分解图。
图1-34 项目代号结构、前缀符号及其分解图
(1)高层代号
对所给代号的项目而言,设备或系统中任何较高层次的代号都可称为高层代号。高层代号具有项目总代号的含义,其命名是相对的。例如,在某一电力系统中,该电力系统的代号是其所属变电所的高层代号,而变电所代号又是其所属变压器的高层代号。所以高层代号除了有项目总代号的含义,其命名也具有相对性,即某些项目对于其下级项目就是高层代号。
高层代号的前缀符号是“=”,其后面的代码由字母和数字组合而成。一个项目代号中可以只有一个高层代号,也可以有两个或多个高层代号,有多个高层代号时要将较高层次的高层代号标注在前。例如,第一套机床传动装置中第一种控制设备,可以用“=P1=T1”表示,表明P1、T1都属于高层代号,并且T1属于P1,“=P1=T1”也可以表示成“=P1T1”。
(2)位置代号
位置代号是项目在组件、设备、系统或建筑物中的实际位置代号。位置代号的前缀是“+”,其后面的代码通常由自行规定的字母和数字组成。
图1-35为某企业中央变电所203室的中央控制室,内部有控制屏、操作电源屏和继电保护屏共3列,各列用英文字母表示,每列的各屏用数字表示,位置代号由字母和数字组合而成。例如B列6号屏的位置代号“+B+6”,全称表示为“+203+B+6”,可简单表示为“+203B6”。
图1-35 位置代号说明示例图
(3)种类代号
种类代号是用来识别项目种类的代号。在项目分类时,将各种电气元件、器件、设备、装置等根据其结构和在电路中的作用来分类,相近的应归为同类。种类代号是整个项目代号的核心部分。
种类代号的前缀为“-”,其后面的代码有下面几种表示方式。
①字母+数字表示 这是最常用、最容易理解的一种表示方法,如-A1、-B3、-R1等,代码中的字母应为规定的单字母、双字母或辅助字母符号,通常采用单字母表示,如“-K3”,其中“-”为种类代号前缀,“K”表示继电器,“3”表示第3个。
②用顺序数字(1、2、3、…)表示 在图中给每个项目规定一个统一数字序号,同时将这些顺序数字和它所表示的项目列表于图中或其他说明中,如-1、-2、-3等,在图中或其他说明中必须说明-1、-2、-3等代表的种类。
③按不同类分组编号表示 将不同类的项目分组编号,并将编号所代表的项目列表于图中或其他说明中,如电阻器用-11、-12、-13、…表示,继电器用-21、-22、-23、…表示,信号灯用-31、-32、-33、…表示,编号中第1个数字1、2、3分别表示电阻器类、继电器类、指示灯类,后一个数字表示序号。
对于由若干项目组成的复合项目,其种类代号可采用字母代号与数字表示。如某高压开关柜A3第1个继电器,可表示为“-A3-K1”,简化表示为“-A3K1”。
(4)端子代号
端子代号是指同外电路进行电气连接的接线端子的代号。端子代号是构成项目代号的一部分,如果项目端子有标记,端子代号必须与项目端子的标记一致,如果项目端子没有标记,应在图上自行标记端子代号。
端子代号的前缀为“:”,其后面的代码可以是数字,如“:1”、“:2”等,也可以是大写字母,如“:A”、“:B”等,还可以是数字与大写字母的组合,如“:2W1”、“:2W2”等。例如,QF1断路器上的3号端子,可以表示为“-QF1:3”。
电气接线端子与特定导线(包括绝缘导线)连接时,规定有专门的标记方法。例如,三相交流电器的接线端子若与相位有关时,字母代号必须是“U、V、W”,并且应与交流电源的三相导线L1、L2、L3一一对应。
(5)项目代号的使用
一个完整的项目代号由四段代号组成,而实际标注时,项目代号可以是一段、二段或三段代号,具体视情况而定。标注项目代号时,应针对要表示的项目,按照分层说明、适当组合、符合规范、就近标注和有利看图的原则,有目的地进行标注。对于经常使用而又较为简单的图,可以只采用一个代号段。
①单一代号段的项目代号标注 项目代号可以是单一的高层代号、单一的位置代号、单一的种类代号和单一的端子代号。
单一的高层项目代号多用于较高层次的电气图中,特别是概略图,单一高层代号可标注在该高层的围框或图形符号的附近,一般在轮廓线外的左上角。若全图都属于一个高层或一个高层的一部分,高层代号可标注在标题栏的上方,也可在标题栏内说明。
单一的位置代号多用在接线图中,标注在单元的围框附近。在安装图和电缆连接图中,只需提供项目的位置信息即可,此时可只标注由位置代号段构成的项目代号。
单一的种类代号多用于电路图中。对于比较简单的电路图,若只需表示电路的工作原理,而不强调电路各组成部分之间的层次关系时,可以在图上各项目附近只标注由种类代号构成的项目代号,如图1-36所示。
图1-36 单一种类代号标注示例
单一的端子代号多用于接线图和电路图中。端子代号可标注在端子符号的附近,不带圆圈的端子则将端子代号标注在符号引线附近,如图1-37(a)的开关端子11、12,标注方向以看图方向为准,在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,如图1-37(b)围框内的1、2、3等端子,端子板的各端子代号以数字为序直接标注在各小矩形框内,如图1-37(b)的X1端子板。
图1-37 单一端子代号标注示例
②多代号段的项目代号标注 项目代号可以是单代号段的,也可以是由多代号段组成的。
当高层代号和种类代号组成项目代号时,主要表示项目之间功能上的层次关系,一般不反映项目的安装位置,因此多用于初期编定的项目代号。例如,第三套系统中的第二台电动机的项目代号为“=S3-M2”。
当位置代号和种类代号组成项目代号时,可以明确给出项目的位置,便于对项目的查找、检修和排除故障。例如,项目代号“+108B-M2”表示第二台电动机的位置在108室第B列开关柜上。
当种类代号和端子代号组成项目代号时,主要用于表示项目的端子代号。例如,图1-37(b)中的各端子代号可表示为“-X1:1”、“-X1:2”、…。
当高层代号、位置代号和种类代号组成项目代号时,主要用于表示大型复杂成套装置。例如,项目代号“=T1+C-K2”表示1号变压器C列柜的第2个继电器。
当高层代号、位置代号、种类代号和端子代号组成项目代号时,可以表示更多的项目信息。例如,“=T1+C-K2:3”表示1号变压器C列柜的第2个继电器的第3个端子。项目代号的代号段越多,所包含的信息越多,可能会使电气图看上去比较混乱,因此在标注项目代号时,在能清楚表达的前提下,尽量少用多段代号。
1.4.4 回路标号
在电气图中,用于表示回路种类、特征的文字和数字标号称为回路标号。回路标号的使用为接线和查线提供了方便。
(1)回路标号的一般原则
①将导线按用途分组,每组给以一定的数字范围。
②导线的标号一般由三位或三位以下的数字组成,当需要标明导线的相别或其他特征时,在数字的前面或后面(一般在数字的前面)添加文字符号。
③导线标号按等电位原则进行,即回路中连接在同一点上的导线具有相同的电位,应标注相同的回路标号。
④由线圈、触点、开关、电阻、电容等降压器件(开关断开时存在降压)间隔的线段,应标注不同的回路标号。
⑤标号应从交流电源或直流电源的正极开始,以奇数顺序号1、3、5、…或101、103、105、…开始,直至电路中的一个主要减压元件为止。之后按偶数顺序…、6、4、2或…、106、104、102至交流电源的中性线(或另一相线)或直流电源的负极。
⑥某些特殊用途的回路给以固定的数字标号。例如断路器的跳闸回路用33、133等。
(2)回路标号的分类
根据标识电路的内容不同,回路标号可分为直流回路标号、交流回路标号和电力拖动、自动控制回路标号。
①直流回路的标号 在直流一次回路中,用个位数字的奇偶性来区分回路的极性,用十位数字的顺序来区分回路的不同线段,例如正极回路用1、11、21、31、…顺序标号,负极回路用2、12、22、…顺序标号。用百位数字来区分不同供电电源的回路,如A电源的正负极回路分别用101、111、121、…和102、112、122、…顺序标号,B电源的正负极回路分别用201、211、221、…和202、212、222、…顺序标号。
在直流二次回路中,正负极回路的线段分别用奇数1、3、5、…和偶数2、4、6、…顺序标号。
②交流回路的标号 在交流一次回路中,用个位数字的顺序来区分回路的相别,用十位数字的顺序来区分回路的不同线段,例如第一相回路用1、11、21、…顺序标号,第二相回路用2、12、22、…顺序标号,第三相回路用3、13、23、…顺序标号。
交流二次回路的标号原则与直流二次回路相似。回路的主要降压元件两端的不同线段分别按奇数和偶数的顺序标号,如一侧按1、3、5、…顺序标号,另一侧按2、4、6、…顺序标号。元件之间的连接导线,可任意选标奇数或偶数。
对于不同供电电源的回路,可用百位数字的顺序标号进行区分。
③电力拖动和自动控制回路的标号 在电力拖动和自动控制回路中,一次回路的标号由文字符号和数字符号两部分组成。文字符号用于标明一次回路中电气元件和线路的技术特性,如三相电动机绕组用U、V、W表示,三相交流电源端用L1、L2、L3表示。数字标号由1~3位数字构成,用来区分同一文字标号回路中不同的线段,如三相交流电源端用L1、L2、L3表示,经开关后用U11、V12、W13标号,熔断器以下用U21、V22、W23标号。
在二次回路中,除电气元件、设备、线路标注文字符号外,为简明起见,其他只标注回路标号。
图1-38是一个电动机控制线路。三相电源端用L1、L2、L3表示,“1、2、3”分别表示三相电源的相别,由于QS1开关两端属于不同的线段,因此加一个十位数“1”,这样经电源经开关后的标号为“L11、L12、L13”。电动机一次回路的标号应从电动机绕组开始,自下而上标号,以电动机M1的回路为例,电动机定子绕组的标号为U1、V1、W1,热继电器FR1发热元件的另一组线段,标号为U11、V11、W11,再经接触器KM触点,标号变为U21、V21、W21,经过熔断器FU1与三相电源相连,并分别与L11、L12、L13同电位,因此不再标号,也可将L11、L12、L13改成标号U31、V31、W31。
图1-38 回路标号示例