1.1　电气工程图的种类及特点

电气工程图既可以根据功能和使用场合分为不同的类别，也具有某些共同的特点，这些都有别于建筑工程图、机械工程图。

1.1.1　电气工程的分类

电气工程包含的范围很广，如电力、电子、建筑电气、工业控制等。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，具体如下。

• 发电工程：根据不同的电源性质，发电工程主要分为火电、水电和核电这3类。发电工程中的电气工程指的是发电厂电气设备的布置、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。内线工程指的是室内动力、照明电气线路及其他线路；外线工程指的是室外电源供电线路，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、电话、闭路电视、计算机等众多领域的弱电信号线路和设备。

3. 建筑电气工程

建筑电气工程主要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，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。

4. 工业控制电气

工业控制电气主要应用于机械、车辆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。

1.1.2　电气工程图的种类

电气工程图用来阐述电气工程的构成和功能，描述电气装置的工作原理，提供安装和维护使用的信息。如果电气工程的规模不同，那么该项工程的电气图的种类和数量也不同。

一般而言，一项电气工程的电气图（通常装订成册）由以下几部分组成。

1. 目录和前言

目录是对某项电气工程的所有图纸按照一定的次序进行排序，好比书的目录，便于资料系统化和检索图样，方便查阅，由序号、图样名称、编号、张数等构成。

前言一般包括设计说明、图例、设备材料明细表、工程经费概算等。

设计说明的主要目的在于阐述电气工程设计的依据、基本指导思想与原则，对图样中未能清楚表明的工程特点、安装方法、工艺要求、特殊设备的安装使用说明及有关的注意事项等进行补充说明。图例就是图形符号，一般在前言中只列出本套图样涉及的一些特殊图例。设备材料明细表列出该项电气工程所需的主要电气设备和材料的名称、型号、规格与数量，可供经费预算和购置设备或材料时参考。工程经费概算用于大致统计出电气工程所需的费用，可以作为工程经费预算和决算的重要依据。

2. 电气系统图

电气系统图用于表示整个工程或该工程某个项目的供电方式和电能输送的关系，也可以表示某个装置各主要组成部分的关系。例如，电动机的供电关系可以采用如图1-1所示的电气系统图。该电气系统由电源L1、L2、L3，以及熔断器FU、交流接触器KM、热继电器KR、电动机M构成，并通过连线表示如何连接这些元件。

3. 电路图

电路图是用图形符号绘制，并按工作顺序排列，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成部分的连接关系，侧重表达电气工程的逻辑关系，而不考虑其实际位置的一种简图。

电路图主要表示系统或装置的电气工作原理，所以又称为电气原理图。

电路图的用途十分广泛，可以用于详细地理解电路、设备或成套装置及其组成部分的作用与原理，分析和计算电路特性，为测试和寻找故障提供信息，并作为编制接线图的依据，简单的电路图还可以直接用于接线。例如，为了描述电动机的控制原理，要使用如图1-2所示的电路原理图清楚地表示其工作原理。按钮S1用于启动电动机，按下它可让交流接触器KM的电磁线圈通电，闭合交流接触器KM的主触头，使电动机运转；按钮S2用于使电动机停止运转，按下它电动机就停止运转。

4. 接线图

接线图是用符号表示电气装置内部各元件之间及其与外部其他装置之间的连接关系的一种简图，便于安装接线及维护，包括单元接线图、互连接线圈端子接线图、电线电缆配置图等类型。图1-3所示的接线图清楚地表示了各元件之间的实际位置和连接关系，图中的电源（L1、L2、L3）由型号为BX-3×6的导线按顺序接至端子排X、熔断器FU、交流接触器KM的主触头，再经热继电器KR的热元件，接至电动机M的接线端子U、V、W。图1-3所示的接线图与实际电路是完全对应的。

5. 电气平面图

电气平面图主要表示电气工程中电气设备、装置和线路的平面布置，一般是在建筑平面图的基础上绘制出来的。根据用途不同，电气平面图可分为线路平面图、变电所平面图、动力平面图、照明平面图、弱电系统平面图、防雷与接地平面图等。图1-4所示为某车间的电气工程平面图。

6. 设备布置图

设备布置图主要表示各种电气设备和装置的布置形式、安装方式及相互位置之间的尺寸关系，通常由平面图、立面图、断面图、剖面图等组成。

7. 大样图

大样图主要表示电气工程某一部件的结构，用于指导加工与安装，其中一部分大样图为国家标准图。

8. 产品使用说明书用电气图

电气工程中选用的设备和装置，其生产厂家往往随产品使用说明书附上电气图，这种电气图也属于电气工程图。

9. 设备元件和材料明细表

设备元件和材料明细表是把某项电气工程中所需主要设备、元件、材料和有关的数据列成表格，表示其名称、符号、型号、规格、数量。这种表格主要用于说明图中符号所对应的元件名称和有关数据，应与图联系起来阅读。

10. 其他电气图

在电气工程图中，电气系统图、电路图、接线图、平面图是主要的电气工程图。但在一些比较复杂的电气工程中，为了补充和详细说明某一局部工程，还需要使用一些特殊的电气图，如功能图、逻辑图、印制板电路板图、曲线图、表格等。

1.1.3　电气工程图的一般特点

1. 图形符号、文字符号和项目代号是电气图的基本要素

图形符号、文字符号和项目代号是电气图的基本要素，一些技术数据也是电气图的主要内容。电气系统、设备或装置通常由许多部件、组件、功能单元等组成，可以将这些部件、组件或功能单元称为项目。项目一般用简单的符号表示，这些符号就是图形符号，每个图形符号通常都有相应的文字符号。在同一张图中，为了区分相同的设备，需要对设备进行编号，设备编号和文字符号共同构成项目代号。

在一张图中，一类设备只用一种图形符号，如各种熔断器都用同一个符号表示。为了区分同一类设备中不同元件的名称、功能、状态、特征及安装位置，还必须在符号旁边标注文字符号。例如，不同功能、不同规格的熔断器分别标注为FU1、FU2、FU3、FU4。为了更具体地区分，除了标注文字符号、项目代号，有时还要标注一些技术数据，如熔断器的有关技术数据（RL-15/15A）等。

2. 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。电气工程图绝大多数都采用简图这种形式。

简图并不是指内容“简单”，而是指形式的“简化”，它是相对于严格按几何尺寸、绝对位置等绘制的机械图而言的。电气工程图中的系统图、电路图、接线图、平面图等都是简图。

3. 元件和连接线是电气图描述的主要内容

一种电气装置主要由电气元件和电气连接线构成，因此，无论是说明电气工作原理的电路图、表示供电关系的系统图，还是表明安装位置和接线关系的平面图与接线图等，都可以用电气元件和连接线作为描述的主要内容。也正是因为对电气元件和连接线有多种不同的描述方法，所以形成了电气图的多样性。

连接线在电路图中通常有多线表示法、单线表示法和混合表示法。每根连接线或导线各用一条图线表示的方法称为多线表示法；两根或两根以上的连接线只用一条图线表示的方法称为单线表示法；在同一张图中，同时使用单线和多线的方法称为混合表示法。

4. 电气元件在电路图中的3种表示方法

电气元件的表示方法包括集中表示法、半集中表示法、分开表示法。集中表示法把一个元件的各组成部分的图形符号绘制在一起，如可以把交流接触器的主触头和辅助触头、热继电器的热元件和触点集中绘制在一起。分开表示法把一个元件的各组成部分分开布置，将同一个交流接触器的驱动线圈、主触头、辅助触头，以及热继电器的热元件和触点分别画在不同的电路中，用同一个符号KM或KR将各部分联系起来。

半集中表示法是介于集中表示法和分开表示法之间的一种表示方法。其特点是，在图中把一个项目的某些部分的图形符号分开布置，并用机械连接线表示出项目中各部分的关系。其目的是得到清晰的电路布局。其中，机械连接线可以是直线，也可以折弯、分支或交叉。

5. 表示连接线去向的2种方法

在接线图和某些电路图中，通常要求表示连接线的两端各引向何处，表示连接线去向一般有连续线表示法和中断线表示法。

表示接线端子（或连接点）之间导线的线条是连续的方法，称为连续线表示法；表示接线端子或连接点之间导线的线条中断的方法，称为中断线表示法。

6. 电气工程图基本的布局方法

功能布局法和位置布局法是电气工程图基本的布局方法。功能布局法是指绘图时只考虑元件之间功能关系而不考虑实际位置的一种布局方法，电气工程图中的系统图、电路原理图都采用这种布局方法。位置布局法是指电气图中元件符号的布置对应于该元件实际位置的布局方法，电气工程图中的接线图、设备布置图及平面图通常采用这种布局方法。

7. 电气图的多样性

在某个电气系统或电气装置中，从不同角度、不同侧面来看，各种元件、设备、装置之间存在不同的关系，可以构成如下4种物理流。

• 能量流——电能的流向和传递。

• 信息流——信号的流向、传递和反馈。

• 逻辑流——表征相互之间的逻辑关系。

• 功能流——表征相互之间的功能关系。

物理流有的是实有的或有形的，如能量流、信息流；有的则是抽象的，表示的是某种概念，如逻辑流、功能流。

在电气技术领域中，往往需要从不同的目的出发，对上述4种物理流进行研究和描述，电气图作为描述这些物理流的工具，当然也需要采用不同的形式。这些不同的形式，从本质上揭示了各种电气图内在的特征和规律。实际上，电气图分为若干种类，构成了电气图的多样性。

例如，描述能量流和信息流的电气工程图包括系统图、框图、电路图、接线图等，描述逻辑流的电气工程图包括逻辑图等，描述功能流的电气工程图包括功能表图、程序图、电气系统说明书用图等。

1.1.4　绘制电气工程图的规则

1. 绘制电气原理图的规则

绘制电气原理图时通常应遵循以下规则。

（1）采用国家规定的统一文字符号标准来绘制，这些标准包括《电气简图用图形符号》（GB/T 4728）、《电气技术用文件的编制 第1部分：规则》（GB/T 6988.1—2008）、《技术产品及技术产品文件结构原则　字母代码　按项目用途和任务划分的主类和子类》（GB/T 20939—2007）。

（2）同一电气元件的各个部件可以不绘制在一起。

（3）触点按没有外力或没有通电时的原始状态绘制。

（4）按动作顺序依次排列。

（5）必须给出导线的线号。

（6）注意导线的颜色。

（7）横边从左到右用阿拉伯数字分别编号。

（8）竖边从上到下用英文字母区分。

（9）分区代号用该区域的字母和数字来表示，如D1、D3等。

2. 绘制电路图的规则

绘制电路图时应遵循以下规则。

（1）绘制电路图时应遵循《电气工程CAD制图规则》（GB/T 18135—2008）的有关规定。电路图用线型主要有4种。

（2）绘制图形符号时应遵循《电气简图用图形符号　第1部分：一般要求》（GB/T 4728.1—2018）的有关规定。在图形符号的上方或左方，应标出代表元件的文字符号或位号，按《工业系统、装置与设备以及工业产品结构原则与参照代号　第1部分：基本规则》（GB/T 5094.1—2018）的规定绘制。简单的电气原理图可以直接注明元件数据，一般需要另行编制元件目录表。

（3）当几个元件接到一根公共零位线上时，各元件的中心应平齐。

（4）电路图中信号流的主要流向应是从左至右，或者从上至下。当单一信号流方向不明确时，应在连接线上绘制箭头符号。

（5）表示导线或连接线的图线都应是交叉和弯折最少的直线。图线可水平布置，各类似项目应纵向对齐；图线也可垂直布置，此时各类似项目应横向对齐。

图1-5所示为典型的电气原理图。

3. 元件放置规则

在绘制元件布置图时需要注意以下几个方面。

（1）重量大和体积大的元件应安装在安装板的下部；发热元件应安装在安装板的上部，以利于散热。

（2）强电和弱电要分开，同时应注意弱电的屏蔽问题和强电的干扰问题。

（3）考虑维护和维修的方便性。

（4）考虑制造和安装的工艺性、外形的美观、结构的整齐、操作人员的方便性等。

（5）考虑布线整齐性和元件之间的走线空间等。

图1-6所示为电子元件在电路图中的分布。

1.1.5　绘制电气工程图的注意事项

1. 绘制电气简图

简图是由图形符号、带注释的框（或简化的外形）和连接线等组成的，用来表示系统、设备中各组成部分之间的相互关系和连接关系。简图不具体反映元件、部件及整件的实际结构和位置，而是从逻辑角度反映它们的内在联系。简图是电气产品极其重要的技术文件，在设计、生产、使用和维修的各个阶段被广泛使用。

简图应布局合理、排列均匀、画面清晰、便于看图。图的引入线和引出线绘制在图纸边框附近。表示导线、信号线和连接线的图线应尽量减少交叉和弯折。电路或元件应按功能布置，并尽量按工作顺序从上到下、从左到右排列。

简图中采用的图形符号应遵循《电气简图用图形符号》（GB/T 4728）的规定，选取图形符号时需要注意以下几点。

• 图形符号应按国家标准列出的符号形状和尺寸绘制，其含义仅与其形式有关，与大小、图线的宽度无关。

• 在同一张简图中只能选用一种图形形式。有些符号具有多种图形形式，“优选形”和“简化形”应优先被采用。

• 未给出的图形符号，应根据元器件、设备的功能，选取《电气简图用图形符号》（GB/T 4728）给定的符号要素、一般符号和限定符号，按其中规定的组合原则派生出来。

• 图形符号的方位一般选取标准中示例的方向。为了避免折弯或交叉，在不改变符号含义的前提下，符号的方位可以根据布置的需要进行旋转或镜像放置，但文字和指示方向应保持不变。

图形符号一般绘制了引线，在不改变其符号含义的前提下，引线可以选取不同的方向。

但当引线取向改变时，符号含义就可能会改变，因此必须按规定方向绘制。例如，电阻器的引线方向改变后，就表示继电器线圈。

2. 绘制电气原理图

电气原理图是表达电路工作的图纸，所以应该按照国家标准进行绘制。图纸的尺寸必须符合标准。图中需要用图形符号和文字符号绘制出全系统所有的电器元件，而不必绘制元件的外形和结构；同时，也不考虑电器元件的实际位置，而是依据电气绘图标准，依照展开图画法表示元器件之间的连接关系。

在电气原理图中，一般将电路分为主电路和辅助电路两部分。主电路是控制电路中的强电流通过的部分，由电机等负载和其相连的电器元件（如刀开关、熔断器、热继电器的热元件和接触器的主触点等）组成。辅助电路中流过的电流较小，一般包括控制电路、信号电路、照明电路和保护电路等，一般由控制按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点等电器元件组成。

绘制电气原理图应遵循以下规则。

• 所有的元件都按照国家标准的图形符号和文字符号表示。

• 主电路用粗实线绘制在图纸的左部或上部，辅助电路用细实线绘制在图纸的右部或下部。电路或元件按照其功能布置，并且尽可能按照动作顺序、因果次序排列，布局遵循从左到右、从上到下的顺序排列。

• 同一个元件的不同部分，如接触器的线圈和触点，可以绘制在不同的位置，但必须使用同一文字符号表示。对于多个同类电器，可采用文字符号加序号表示，如K1、K2等。

• 所有电器的可动部分（如接触器触点和控制按钮）均在没有通电或无外力的状态下绘制。

• 尽量减少或避免线条交叉，元件的图形符号可以按照旋转90°、180°或45°绘制，各导线相连接时用实心圆点表示。

• 绘制要层次分明，各元件及其触点的安排要合理。在完成功能和性能的前提下，应尽量少用元件，以减少耗能。同时，要保证电路运行的可靠性、施工和维修的方便性。

3. 绘制系统图和框图

系统图是用线框、连线和字符构成的一种简图，用来概略表示系统或分系统的基本组成、功能及其主要特征。框图是对详细简图的概括，在技术交流及产品的调试、使用和维修时可以提供参考资料。

从原则上看，系统图与框图没有区别，但在实际应用中，系统图通常用于系统或成套装置，框图用于分系统或设备。

绘制框图除应遵循简图的一般原则外，还需要注意以下几点。

1）线框

在框图、系统图中，设备或系统的基本组成部分是用图形符号或带注释的线框组成的，常以方框为主，框内的注释可以采用文字符号、文字及其混合形式。

2）布局及流向

框图的布局要求清晰、匀称、一目了然。绘图时应根据所绘对象各组成部分的作用及相互联系的先后顺序，自左向右排成一行或数行，也可以自上而下排成一列或数列。起主干作用的部分位于框图的中心位置，而起辅助作用的部分则位于主干部分的两侧。框与框之间用实线连接，必要时应在连接线上用开口箭头表示过程或信息的流向。

3）其他注释

可根据需要在框图中加注各种形式的注释和说明，如标注信号名称、电平、频率、波形和去向等。

4. 绘制接线图

电气接线图主要用于安装接线和线路维护，通常与电气原理图、电器元件布置图一起使用。电气接线图需要标明各个项目的相对位置和代号、端子号、导线号与类型及截面面积等内容，图中的各个项目包括元器件、部件、组件和配套设备等，均采用简化图表示，但在其旁边需要标注代号（和原理图中一致）。

绘制电气接线图需要注意以下几点。

• 各元件的位置和实际位置应一致，并按照比例进行绘制。

• 同一元件的所有部件需要绘制在一起（如接触器的线圈和触点），并且用点画线图框框在一起，当多个元件框在一起时，表示这些元件在同一个面板中。

• 各元件代号及接线端子序号等必须与原理图一致。

• 安装板引出线使用接线端子板。

• 走向相同的相邻导线可以绘制成一股线。