1.3 电气图的分类
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,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。例如,表示系统的规模、整体方案、组成情况、主要特性,用概略图;表示系统的工作原理、工作流程和分析电路特性,需用电路图;表示元件之间的关系、连接方式和特点,需用接线图。在数字电路中,由于各种数字集成电路的应用,使电路能实现逻辑功能,因此就有反映集成电路逻辑功能的逻辑图。下面介绍在电工实践中最常用的概略图、电路图、位置图、接线图和逻辑图。
1.3.1 概略图
概略图(也称系统图或框图)是用电气符号或带注释的方框,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,它通常是某一系统、某一装置或某一成套设计图中的第一张图样。
概略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。较高层次的概略图,可反映对象的概况;较低层次的概略图,可将对象表达得较为详细。
概略图可作为教学、训练、操作和维修的基础文件,使人们对系统、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重要依据。
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。
概略图采用功能布局法,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。
概略图的基本形式有3种:
①用一般符号表示的概略图 这种概略图通常采用单纯表示法绘制。图1-22(a)为供电系统的概略图;图1-22(b)为住宅楼照明配电系统的概略图。
图1-22 供配电系统的概略图
②框图 主要采用方框符号的概略图称为框图。通常用框图来表示系统或分系统的组成。图1-23所示为无线广播系统框图。
图1-23 无线广播系统框图
③非电过程控制系统的概略图 在某些情况下,非电过程控制系统的概略图能更清楚地表示系统的构成和特征。图1-24所示为水泵的电动机供电和给水系统概略图,它表示电动机供电、水泵供水和控制三部分间的关系。
图1-24 水泵的电动机供电和给水系统的概略图
1.3.2 电路图
(1)电路图的基本特征和用途 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,按工作顺序从上而下或从左而右排列,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的简图。电路图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,而不表示电气元件的结构尺寸、安装位置和实际配线方法。
电路图可用于详细了解电路工作原理,分析和计算电路的特性及参数,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。
(2)电路图的绘制原则
①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。
②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。
③符号的布置 对于驱动部分和被驱动部分之间采用机械连接的设备和元件(例如,接触器的线圈、主触点、辅助触点),以及同一个设备的多个元件(例如,转换开关的各对触点),可在图上采用集中、半集中或分开的方式布置。
(3)电路图的基本形式
①集中表示法 把电气设备或成套装置中一个项目各组成部分的图形符号在简图上绘制在一起的方法,称为集中表示法。这种表示方法适用于简单的图,如图1-25(a)所示是继电器KA的线圈和触点的集中表示。
图1-25 电气元件的集中和分开表示法示例
②半集中表示法 为了使设备或装置的布局清晰、易于识别,把同一项目中某些部分图形符号在简图上集中表示,另一部分分开布置,并用机械连接符号(虚线)表示它们之间关系的方法,称为半集中表示法。其中,机械连接线可以弯折、分支或交叉,如图1-25(b)所示。
③分开表示法 把同一项目中的不同部分的图形符号在简图上按不同功能和不同回路分开表示的方法,称为分开表示法。不同部分的图形符号用同一项目代号表示,如图1-25(c)所示。分开表示法可以避免或减少图线交叉,因此图面清晰,而且也便于分析回路功能及标注回路标号。
由于采用分开表示法的电气图省去了项目各组成部分的机械连接线,查找某个元件的相关部分比较困难,为识别元件各组成部分或寻找它在图中的位置,除重复标注项目代号外,常采用引入插图或表格等方法表示电气元件各部分的位置。
(4)电路图的分类 按照电路图所描述对象和表示的工作原理,电路图可分为:
①电力系统电路图 电力系统电路图分为发电厂输变电电路图、厂矿变配电电路图、动力及照明配电电路图,其中,每种又分主电路图和副电路图。主电路图也称主接线图或一次电路图,电力系统电路图中的主电路图(主接线图)实际上就是电力系统的系统图。
主电路图是把电气设备或电气元件,如隔离开关、断路器、互感器、避雷器、电力电容器、变压器、母线等(称为一次设备),按一定顺序连接起来,汇集和分配电能的电路图。
副电路图也称二次接线图或二次电路图,以下称其为二次电路图。为了保证一次设备安全可靠地运行及操作方便,必须对其进行控制、提示、检测和保护,这就需要许多附属设备,我们把这些设备称为二次设备,将表示二次设备的图形符号按一定顺序绘制成的电气图,称为二次电路图。
②生产机械设备电气控制电路图 对电动机及其他用电设备的供电和运行方式进行控制的电气图,称为生产机械设备电气控制电路图。生产机械设备电气控制电路图一般分主电路和辅助电路两部分,主电路是指从电源到电动机或其他用电装置大电流所通过的电路;辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路等,主要由继电器或接触器的线圈、触点、按钮、照明灯、信号灯及控制变压器等电气元件组成。
③电子控制电路图 反映由电子电气元件组成的设备或装置工作原理的电路图,称为电子控制电路图。
1.3.3 位置图
位置图(布置图)是指用正投法绘制的,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。
1.3.4 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(表)可分为单元接线图(表)、互联接线图(表)、端子接线图(表),以及电缆配置图(表)。
1.3.5 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,因此是一种电路图。