高低压成套电气常识

第一章基本概念
1、电：电是物质的一种属性。

任何物质都由分子组成，而分子又由一定数量的原子所组
成，尽管原子小，但它由原子核和电子组成，原子核带正电荷，电子带负电荷，一
般情况下，原子内正负电荷数值是相等的，所以对于物质来说不显电的性质，如果
物质在外力作用下，使物体得到或失去电子，这一物体将对外显示出电的性质，举
例说明：BV铜导线，放在那里不显电的特性，当我们在两端加上~220V交流电压
时，导线上就带电了（电压可以使物体内电子作有规则的运动，产生电流）。

2、电的性质：电荷之间相互存在作用力，同性电荷相互排斥，异性电荷互相吸引。

3、导体：导电能力很强的物质（铜铝等金属、电解液）称为导体。

绝缘体：几乎不能导电的物质（橡胶、塑料、空气、云母）称为绝缘体。

半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的物质（硅等）称为半导体。

4、电场力：当物体在外界影响下，周围形成电场，推动物体内正电荷从高电位点移向低电位点所用的力称为电场力。

5、电流：在电场力的作用下，自由电子或离子有规则的运动称为电流。

基本单位为安培，用符号A表示，可扩展为kA、mA等。

6、电压：在电场中，把正电荷从高电位点移向低电位点时，电场力所做的功称电压；电压又等于高低两点之间的电位之差。

基本单位为伏特，用符号V表示，可扩展为kV、mV、μV等。

7、电阻：电流在导体内流动所受的阻力叫电阻。

基本单位为欧姆Ω，可扩展为mΩ、μΩ等。

8、短路：正常情况下的各种电路，其电流的途径是由电源的一端经负载电阻流回电源的另一端形成闭合回路。

如果由于某种原因使负载电阻等于零，即电源两端直接短接，从而导致电路中的电流剧增，这种现象叫短路。

短路也是我们电器常见的故障，主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏（或人为因素），由于短路后，电路的阻抗比正常运行时电路阻抗小得多，所以短路电流比正常电流一般要大几十倍甚至几百倍，这样大的短路电流对供电系统将产生极大的危害。

（1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，使故障元件和短路电路中的其它元件损坏。

（2）短路时电压骤降，严重影响电气设备的正常运行。

（3）严重时要造成电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。

（4）单相对地短路，其电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通讯线路、信号系统及电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。

9、断路：在闭合回路中发生断线，使电流不能导通的现象叫做断路。

我厂的产品也出现过这种现象，其危害：
（1）由于主回路接线螺丝缺损或不紧固，一方面造成电机不能正常启动或其它电器元件不能正常工作，一方面造成电机缺相而烧坏。

（2）由于二次回路接线螺丝缺损或不紧固，一方面造成电机不能正常启动，另一方面造成其它电器元件不能正常工作。

10、交流电：交流电是指电路中电流、电压及电动势的大小和方向都随着时间按正弦函数规律变化的，简称交流电。

11、电功率：单位时间内电场力所做的功称为电功率，用符号P表示，基本单位是瓦（W），可扩展为KW。

电能：指一段时间内电源力所做的功，用符号W表示，单位千瓦小时。

1千瓦小时=1度电。

电功率和电能不一样，功率表和电度表不一样，功率表测量一定值，电度表随时间的推移而变化。

在设计时一定要注意，工厂原来是否碰到过此类问题。

12、有功功率：交流电路中的电压、电流是变化的，所以功率也是变化的，每一瞬间电压与电流的乘积称为瞬时功率；瞬时功率在一个周期内的平均值叫有功功率，用字母P表示，指电路中电阻部分所消耗的功率，对电动机系统是指它的出力（KW）。

无功功率：在具有电感或电容的电路里，电感或电容在前半周期的时间里把电源的能量变成磁场或电场贮存起来，没有消耗能量，这部分功称无功功率。

用Q表示，单位为乏（Var、Kvar）。

视在功率：在具有电阻和电抗的电路中，电压与电流的乘积叫视在功率，用字母S表示，单位为伏安。

功率因数：有功功率与视在功率之比叫做功率因数，用COSф表示。

以上几者的关系：S2=P2+Q2 I计=S/√3U N I计：计算电流
COSф=P/S P=U N I N√3 COSфI N：线电流U N：线电压如果只有一台三相电动机，则其计算电流就取为额定电流，即：Ie=I N=P N/√3U N COSфCOSф一般取75%。

13、涡流：置于变化磁场的导电物体内部将产生感应电流，以反抗磁通的变化，这种电流以磁通的轴线为中心，呈涡旋形态称为涡流。

（1）涡流存在的利弊：在电机、变压器等设备中，由于涡流的存在将使铁芯产生热损耗，同时使磁场减弱造成电气设备效率的降低，容量不能充分利用。

（2）涡流的热效应也有利的一面，可以用它制成感应冶炼金属。

14、三相交流电源：由三个频率相同，振幅相等，相位依次相差120°的交流电势组成的电源称为三相交流电源。

目前单相交流电实际上是由三相交流电的一相提供的。

三相交流电与单相交流电相比有很多优点，它在发电、输配电电能转换成机械能等方面都有明显的优越性，而且电能损耗较单相输电时少。

15、相电压：三相电路中，每相头尾之间的电压叫做相电压。

线电压：相与相之间的电压叫做线电压。

相电流：三相电路中，流过每相电源或每相负载的电流叫做相电流。

线电流：流过各相端线的电流叫做线电流。

145、相电压与线电压、相电流与线电流的关系
（1）星形接线：U相=U线/√3 I相=I线
（2）三角形接法：U相=U线I线=√3I相
16、趋肤效应：交流电通过导线时，导线横截面上的电流的分布是不均匀的，越是靠近导线中心，电流密度越小，越是靠近导线表面，电流密度越小，这种交变电流在导线内趋于导线表面流动的现象称趋肤效应（集肤效应、表面效应）。

由于趋肤效应的影响，在高频电流通过导线时，其中心几乎无电流，在高频电路中常采用空心导线来节省有色金属；由于趋肤效应，可以将工件通有高频电流的线圈中，此时工件中将产生高频涡流，使工件表面发热，内部不发热，表面达到一定温度时，突然冷却，使工件表面硬，内部有韧性，这是高温淬火，使工件达到外硬内韧的目的。

电流频率200~600KH Z。

17、电弧：由于某种原因在开关触头在分断电流时产生弧光，这种物理现象称电弧。

其特点是光亮很强和温度很高。

对电气设备的安全运行有着极大的影响。

例如：开关触头烧坏、烧毁电气设备、导线、电缆，还可能引起电路的弧光短路，甚至引起火灾和爆炸事故，还可损伤人的视力。

为了防止电弧对设备产生影响，常在设备上加消弧栅。

例：我们用的HD刀开关的消弧罩、空气开关、断路器、大的接触器都有消弧装置。

18、电气间距（隙）：为了防止人体触及或接近带电体，防止车辆等物体碰撞或过分接近带电体，防止电气短路事故由此引起的火灾，在带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与其它设施和设备之间均需保持一定的安全距离，这种安全距离简称电气间距（低压＞20mm，高压＞100mm）。

不同电位的两导电部件的空间直线距离。

19、爬电距离：不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离（两个绝缘材料之间的接合处）。

20、保护接地：为防止因绝缘损坏而触电危险，将电气设备的金属外壳和接地装置之间的电气连接称为保护接地。

21、重复接地：将零线上的一点或多点与大地进行再一次的连接称为重复接地。

22、保护接零：为了防止因电气设备绝缘损坏而使人遭受触电的危险，将电气设备的金属外壳与变压器中性线的连接，称为接零保护，接零保护适用于三相四线制中性点直接接地的低压供电系统中。

23、中性线功能：○1用来接相电压的单相设备；○2用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；○3减少负荷中性点电位偏移。

PE线的功能：为保障人身安全，防止发生触电事故。

24、三相四线制系统：中性线与保护线共用一根导线——保护中性线（PEN）称TN-C
系统。

三相五线制系统：中性线与保护线完全分开，则此系统称为TN-S系统。

三相四线中，在前边共用，而在后边又全部或部分分开，此系统称为TN-C-S系统。

25、电压分类：1KV以下为低压；6KV、10KV为中压（口头上已称为高压）；35KV以上为高压；110KV以上为超高压。

26、安全电压：指人体与电接触时，人体各部组织不会造成任何伤害的电压，安全电压值有12V、24V、36V。

27、静电感应：一个不带电的物体，如果靠近带电物，虽然没有接触，但不带电物体上也会出现电荷现象称静电感应。

在生活中普通存在，现场感应电会使周围的灯、继电器的失灵。

消除方法：屏蔽、安全间距足够等。

有利方面：感应电机、感应灯等。

28、避雷针、器的作用：利用尖端放电的原理，把过电压、雷击电压通过此装置，把它们释放掉（电涌保护器就是避雷器的一种，低压开关柜内经常会使用）。

29、用电设备的效率：我们把用电设备输出功率与输入功率之比叫做用电设备的效率μ= P2/P1*100%。

30、变压器：一种变换交流电压的设备，把发电厂发出来的电通过变压器升压或降压输送到各个用户点。

31、变压器的并列运行需要哪些条件：○1接线的组别相同；○2变比值不得超过±0.5%；○3短路电压不得超过±10%；○4两台容量比不超过3：1。

32、电机的过载保护：保证在多个负载下连续工作的电动机发生过载及断相运行时，切断电源，过载使绕组过热而烧坏，采用热继电器和自动空气开关的热脱扣器，过载时电流增大，一般热继电器对三角形接法的电动机断相不起保护作用，因为断相时，仅一相电流增大，过载电流可能不流过继电器，起不到保护作用。

33、过流保护：为防止电动机因为瞬时过载或其他原因产生过流而造成不良影响（过载必过流，过流不一定过载（短路））。

34、故障电流：由于绝缘破坏或短路产生的电流。

35、一次电路：变电所中担负输送和分配电能任务的电路，指开关电器主触头电路，用作闭合或断开电路的开关电器的所有导电部分称为一次电路。

36、一次设备：电路（回路）、主回路（主接线）、一次电路中所有的电气设备称为一次设备，功能可分为变换设备、控制设备、保护设备。

37、二次电路：凡用来控制、指示、测量和保护一次设备的电路称为二次电路。

除主电路外，接入电路中用作开关电器的闭合操作和（或）断开操作的开关电器的所有导电部分。

辅助电路：接入除主电路和控制电路以外的电路中的开关电器的所有导电部分。

注：有些辅助电路用作附加要求，如信号、联锁等等，此时，这些电路也可以是其他开关电器的控制电路的一部分。

二次设备：二次回路的所有电气设备称为二次设备（二次元件）。

例如：信号灯、表、按钮等。

38、高压配电装置：一般指电压在1KV及以上的电气装置，包括开关设备、测量仪器、连接母线、保护设施用其它辅助设备，它是电力系统中的一个重要组成部分。

39、高压成套开关设备：高压成套开关设备及其相应的控制、信号、测量、保护和调节装置的组合，以及上述开关和装置与内部连接、辅件、外壳和支持件所组成的成套设备称为高压成套开关设备。

40、低压成套设备和控制设备（成套设备）：由一个或多个低压开关设备和与之有关的控制、测量、信号、保护、调节等设备，由制造厂家负责完成所有内部的电气和机械的连接，用结构部件完整地组装在一起的组合体。

41、低压电器：用于交流50Hz（或60Hz）、额定电压为1000V及以下直流额定电压为1500V及以下的电路内起通断、保护、控制或调节作用的电器（简称电器）。

42、配电电器：主要用于配电电路，对电路及设备进行保护以及通断、转换电源或负载的电器。

43、控制电器：主要用于控制受电设备，使其达到预期要求的工作状态的电器。

44、自动控制：无人参与而按照预定条件操作的控制。

45、就地控制：在被控开关电器上或其近旁操作的控制。

46、远距离控制：在远离被控开关电器处操作的控制。

47、闭合：使电器的动、静触头在规定位置上建立电接触的操作过程。

48、断开：使电器的动、静触头在规定位置上解除电接触的操作过程。

49、接通：由于电器的闭合，而使电路内电流导通的操作过程。

50、分断：由于电器的断开，而使电路内电流被截止的操作过程。

51、瞬时动作：电器或电器部件在电路参数达到动作值或接到动作指令、信号后，立即执行工作的行为，没有任何故意延时的动作。

52、延时动作：电器或电器部件能在电路参数达到动作值或接到动作的指令、信号起经过一定时间间隔才执行工作的行为。

53、定时限动作：电器的延时动作时间决定于时间整定值，而与电器的电流大小无关。

54、反时限动作：电器的延时动作时间与通过电路值的增加而缩短。

55、误动作：电器发生了指令从外不应有的动作。

56、隔离：为了安全，通过把电器或其某一部分同所有电源分子，以达到切断电器或其某一部分的电源的功能。

由于电器的断开动作而使设备（包括电源与受电设备）之间解除电气联系。

57、（导体的）分离：导体之间用接地金属件隔开，使破坏性放电只能发生在（导体）对地之间的一种导体布置方式。

58、（导体的）分隔：导体之间用固体绝缘件隔开，使导体之间不能发生破坏性放电的一种导体布置方式。

59、释放：电磁系统的衔铁回复到起始位置的动作过程。

60、脱扣：由继电器或脱扣器（脱扣装置）引起的机械开关电器的断开动作。

使保持电
器闭合的锁扣机构解脱，而造成电器触头断开或闭合的动作过程。

61、自由脱扣：在闭合操作后，发生脱扣动作时，即使保持闭合指令，其动触头仍能返回并停留在断开位置。

62、复位：动作了的电器的所有可动部分回复到起始位置。

62、自动复位：导致电器动作的能源消失后，动作了电器的所有可动部分自动回复到起始位置。

63、自锁：电器动作后能自然锁住防止误动作。

64、联锁：在几个电器或部件之间，为保证电器或其部件按规定的次序动作或防止误动作而设的连接。

65、电气联锁：通过电的方法来实现的联锁。

66、机械联锁：通过机械的方法来实现的联锁。

67、整定：调整和确定电器动作值的工作。

68、软连接：在电路中以柔软导体连接的部分，其形式有片状及编织状。

69、断路器：能接通承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（例如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。

曾称自动开关。

70、万能式断路器：以具有绝缘衬垫的框架结构底座将所有构件组成一整体并具有多种结构变化方式、用途的断路器。

曾称框架式自动开关。

71、塑料外壳式断路器：具有一个用模压绝缘材料制成的外壳将所有构件组装成一整体的断路器。

曾称塑料外壳式自动开关。

72、限流断路器：分断时间短得足以使短路电流达到其预期峰值前分断的一种断路器。

73、插入式断路器：接线端子上装有插入式触头（或触座）以便插入相对应的静触座（或触头），并与外部导线相连接的一种断路器。

74、抽屉式断路器：是插入式断路器的一种，在插入时有专门的断路器支持机构，即使插入触头在分开位置上该机构也能把断路器支持住，并保证有安全的隔离距离。

抽屉式断路器一般应有连接、试验、隔离三个位置。

75、空气断路器：触头在自由空气中断开和闭合的一种断路器。

76、隔离开关：在断开位置上能满足对隔离器所规定的隔离要求的一种开关。

77、刀开关：带有刀形动触头，在闭合位置与底座上的静触头相楔合的开关。

78、转换开关：用于电路中，从一组连接转换至另一组连接的开关。

79、剩余电流断路器：在规定的条件下，电路中剩余[漏电]电流达到或超过预定值时能自动断开电路的断路器。

80、接触器：仅有一个起始位置，能接通、承载和分断正常电路条件（包括过载运行条件）下的电流的一种非手动操作的机械开关电器。

注：接触器可根据闭合触头所需的力来设计。

81、起动器：起动与停止电动机所需的所有开关电器与适当的过载保护电器相结合的组合电器。

注：起动器可根据闭合主触头所需的力来设计。

82、控制继电器：在电力传动系统中用作控制和保护电路或信号转换用的继电器。

83、交流继电器：输入信号为交流的控制继电器。

84、直流继电器：输入信号为直流的控制继电器。

85、电流继电器：反映输入量为电流的继电器。

86、过电流继电器或脱扣器：当继电器或脱扣器中电流超过预定值时，引起开关电器有延时或无延时动作的继电器或脱扣器。

注：在某种情况下，速写值取决于电流的上升率。

87、定时限过流继电器或脱扣器：经一定延时后动作的过电流继电器或脱扣器延时动作时间可以调整，但不受过电流值的影响。

88、反时限过电流继电器或脱扣器：经过一定延时后动作的过电流继电器或脱扣器，延时动作时间与所通过电流值有关，电流值愈大，则动作时间愈短。

注：这种继电器或脱扣器可设计成在过电流极大时接近一个确定的最小值。

89、热（过载）继电器或脱扣器：利用流过继电器或脱扣器的电流所产生的热效应而反时限动作（包括延时）的继电器或脱扣器。

90、时间继电器：自得到动作信号起至触头动作或输出电路产生跳跃式改变在一定延时，该延时又符合其准确度要求的继电器。

91、中间继电器：用来增加控制电路中的信号数量或将信号放大的继电器。

92、电压继电器：反映输入量为电压的继电器。

93、过电压继电器：当电压大于其整定值时动作的电压继电器。

94、欠电压继电器：当电压降至某一规定值范围时动作的电压继电器。

95、零电压继电器：是欠电压继电器的一种特殊型式，当继电器的端电压降至接近消失时动作的电压继电器。

96、分励脱扣器：由电压源激励的脱扣器。

注：该电压源与主电路电压无关。

97、欠电压脱扣器：当脱扣器的端电压降至某一规定范围时，使机械开关电器有延时或无延时地断开或闭合的脱扣器。

98、主令电器：用作闭合或断开控制电路，以发出指令或作程序控制的开关电器。

99、按钮：具有用人体某一部分（一般为手指或手掌）所施加力而操作的操动器，并具有储能（弹簧）复位的一种控制开关。

100、限位开关：限制工作机械行程到达终点时发生作用的开关。

注：能作肯定的断开操作的一种位置开关。

101、行程开关：用以反应工作机械的行程，发出命令以控制其运动方向或行程大小的开关。

102、微动开关：具有瞬时动作和微小的行程，或直接由某一定的力经过一定的行程使触头速动而进行电路转换的灵敏开关。

103、信号灯：用亮信息或暗信息来提供光信号的灯。

104、额定工作电流：在规定条件下，保证开关电器正常工作的电流值。

105、短路电流：由于电路中的故障或连接错误造成的短路而引起的过电流。

106、短时耐受电流：在规定的使用和性能条件下，电路或在闭合位置上的开关电器，在指定的短时间内所能承载的电流。

107、峰值耐受电流：在规定的使用和性能条件，电路或在闭合位置上的开关电器所能承受的电流峰值。

108、剩余（漏电）电流：通过剩余（漏电）电流保护器主电路瞬时值的失量和，用有效值（r.m.s）表示。

109、剩余（漏电）动作电流：在规定条件下，使剩余（漏电）电流保护器动作的剩余（漏电）电流。

110、过载：在正常电路中产生过电流的运行条件。

111、过载电流：在电气上尚未受到损伤的电路中的过电流。

112、过电流：超过额定电流的任何电流。

113、额定冲击耐压：在规定的试验条件下，设备能承受而不被击穿的一定开关和极性的冲击电压的峰值，它与电气间隙值有关。

114、分断能力：在规定的使用和性能条件下，开关电器或熔断器在规定电压下能分断的预期分断电流值。

115、机械寿命：机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作循环次数。

116、电气寿命：在规定的正常工作条件下，机械开关电器不需要修理或更换零件的负载操作循环次数。

117、主母线：连接一条或几条配电母线和（或）进线和出线单元的母线。

118、配电母线：柜架单元内的一条母线，它连接在主母线上，并由它向出线单元供电。

119、屏蔽：用来保护导体或设备免受干扰，尤其是来自其他导体或设备的电磁辐射所造成的干扰的一种保护装置。

120、雷击过电压：由于特定的雷击放电，在一个系统中给定部位上出现的瞬态过电压。

121、冲击耐受电压：具有一定波形和极性的冲击电压的最高峰值。

它在规定的试验条件下不会造成击穿。

122、工频耐受电压：在规定的试验条件下不会引起击穿的工频下弦电压的方均根值。

123、短路电流Ic：在一条电路中，由于故障或错误连接造成的短路而导致的过电流。

124、额定分散系数：成套设备中或成套设备一个部分中（例如一个柜架单元或柜架单元）有若干主电路，在任一时刻所有主电路通过的电流最大值的总和与该成套设备或该成套设备的选定部分的所有主电路额定电流总和的比值，即为额定分散系数。

注：在没有实际电流资料的情况下，可采用表1常用数据：
表1 额定分散系数
第二章电气符号
一、基本符号
电气符号：电气控制线路是由各种电气元件所组成，为了说明各元件的连接状况，每个电气元件必须用具有一定特征的电气符号表示出来，电气符号包括：图形符号、文字符号和回路符号三种，这些符号都有国家的统一标准。

1、图形符号：图形符号均按无电压、无外力作用的正常状态画出，正常状态断开，在外力作用下闭合的触点称为常开触点；反之称为常闭触点（GB312-64）。

（1）、基本图形符号：一般不代表独立的器件和设备，而标于器件和设备符号之旁（之中），以说明某些特征或绕组接线方式。

例如“交流电”、“正极性”、“星形接法”。

（2）、一般图形符号：用于代表某一大类设备或元件，电动机符号即可代表旋转电动机，又可代表同步电机，也可代表感应电机等。

（3）、明细符号：用于代表具体器件和设备。

2、采用标准符号绘制系统图时应注意：
（1）符号的大小、线条的粗细，可以与本标准的图形符号相同，也可按比例放大或缩小；
（2）表示母线或线的线条，以及主回路和回路中各元件和导线的线条，应比其他部分粗；
（3）按图面布置时，可以将本标准中的图形符号旋转90或180绘制，但不得将文字和指示方向的符号倒置，而且促使触点动作的外力方向必须是当图形竖直放置时，为从左向右，即动触点在静触点左侧时动合（常开）、在右侧时（常闭），当图形水平放置时从上向下，即动触点上方时为（常开），在下方时（常闭）。

（详见附录）
3、文字符号：文字符号是用于和图形符号相配合，进一点说明图形符号所代表的电动机、电器及元件的基本名称。

用途主要特征及编号等（详见附录）。

其含义如下：
（1）基本符号：用于表明电工设备、电器元件基本名称；
（2）辅助符号：用于标明电工设备、电器元件的作用和基本特征；
（3）首位数字符号：用于区别同一图面上的许多相同设备。

4、回路标号的作用：为了识别各回路和便于安装检修，电路图的每一段都应加以标号，称为回路标号，回路标号一般用三位或三位以下的数字组成，当需要标明回路的类别或某些主要特征时，可增加文字符号。

标注原则：
（1）在主回路中，用标号的个位数字的奇偶性分回路的极性（如用1正极、用2负极），在交流回路中，用个位数来区别回路相别（L1、L2、L3分别表示A、B、C）。

（2）在控制回路：每经过回路的主要降压元件（如线圈、绕组、电组或电容等）应改变标号的奇偶性，元件的一侧为奇数，另一侧则为偶数。

（3）回路标号按等电位原则进行，连接在同一点上的所有导线电位相等，应标以相同的。