电气控制系统设计规范.docx
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电气控制系统设计规范
目录
总则2
1.电气控制系统3
1.1电气控制系统主要功能 3
1.2电气控制系统的组成 4
1.3电气控制系统图纸 5
2.电气控制系统的设计与要求5
2.1.原理图的设计 5
2.2.工艺的设计 6
3.电器和导体的选择 7
3.1电器的选择 7
3.2导体的选择 10
4.配电设备的布置15
4.1一般规定 15
4.2配电设备布置中的安全措施 15
4.3对建筑物的要求 17
5.电气装置的电击防护 18
5.1直接接触防护措施 18
5.2间接接触防护的自动切断电源的防护措施 20
5.3SELV系统和PELV系统级FELV系统 24
6.配电线路的保护28
6.1一般规定 28
6.2短路保护 28
6.3过负荷保护 29
6.4配电线路电气火灾保护 31
7.配电线路的敷设32
7.1一般规定 32
7.2绝缘导线布线 33
7.3钢索布线 37
7.4裸导体布线 38
7.5封闭式母线布线 39
7.6电缆布线 39
7.7电气竖井布线 46
8.电气控制系统制图47
8.1电气图定义：
47
8.2电气图分类：
47
8.5电气设备用图形符号：
52
8.6电气技术中的文字符号：
52
9.元器件选型54
附录A系数k值55
附录B电气符号错误!
未定义书签。
附录C电气控制柜规范 错误!
未定义书签。
总则
1.0.1为使电气控制系统设计执行国家的技术经济政策，做到保障人身安全、节约电能、技术先进、经济合理和安装维护方便，制订本规范。
1.0.2本规范适用于新建和扩建工程的交流、工频500V以下的电气控制系统设计。
1.0.3电气控制系统设计除应执行本规范外，尚应符合现行的国家有关标准、规范的规定。
1.电气控制系统
电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路，不同的设备有不同的控制回路，而且高压电气设备与低压电气设备的控制方式也不相同。
由于行业与使用因素，我们着重于低压电气设备的设计。
1.1电气控制系统主要功能
为了保证一次设备运行的可靠与安全，需要有许多辅助电气设备为之服务，能够实现某项控制功能的若干个电器组件的组合，称为控制回路或二次回路。
这些设备要有以下功能：
（1）自动控制功能。
高压和大电流开关设备的体积是很大的，一般都采用操作系统来控制分、合闸，特别是当设备出了故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动控制的电气操作设备，对供电设备进行自动控制。
（2）保护功能。
电气设备与线路在运行过程中会发生故障，电流（或电压）会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整（断开、切换等）的保护设备。
（3）监视功能。
电是眼睛看不见的，一台设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需要设置各种视听信号，如灯光和音响等，对一次设备进行电气监视。
（4）测量功能。
灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态（有电或断电），如果想定量地知道电气设备的工作情况，还需要有各种仪表测量设备，测量线路的各种参数，如电压、电流、频率和功率的大小等。
在设备操作与监视当中，传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代，但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。
这也都是电路实现微机自动化控制的基础。
1.2电气控制系统的组成
常用的控制线路的基本回路由以下几部分组成：
⑴电源供电回路。
供电回路的供电电源有AC380V和220V等多种。
（2）保护回路。
保护（辅助）回路的工作电源有单相220、36V或直流220、24V等多种，对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护，由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。
（3）信号回路。
能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路，如不同颜色的信号灯，不同声响的音响设备等。
（4）自动与手动回路。
电气设备为了提高工作效率，一般都设有自动环节，但在安装、调试及紧急事故的处理中，控制线路中还需要设置手动环节，通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换。
（5）制动停车回路。
切断电路的供电电源，并采取某些制动措施，使电动机迅速停车的控制环节，如能耗制动、电源反接制动，倒拉反接制动和再生发电制动等。
（6）自锁及闭锁回路。
启动按钮松开后，线路保持通电，电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节，如接触器的动合触点串联在线圈电路中。
两台或两台以上的电气装置和组件，为了保证设备运行的安全与可靠，只能一台通电启动，另一台不能通电启动的保护环节，叫闭锁环节。
如：
两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。
1.3电气控制系统图纸
电气控制系统图是电气线路安装、调试、使用与维护的理论依据，主要包括电气原理图、电气安装接线图、电器元件布置图。
系统中各所用电气设备的电气控制原理，用以指导电气设备的安装和控制系统的调试运行工作。
2.电气控制系统的设计与要求
在接到设计任务书后，按原理设计和工艺设计两方面进行。
2.1.原理图的设计
（1）根据要求拟定设计任务。
（2）根据拖动要求设计主电路。
在绘制主电路时，可考虑以下几个方面：
①每台电动机的控制方式，应根据其容量及拖动负载性质考虑其启动要求，选择适当的启动线路。
对于容量小（7.5kw以下）、启动负载不大的电动机，可采用直接启动｝对于大容量电动机应采用降压启动。
②根据运动要求决定转向控制。
③根据每台电动机的工作制，决定是否需要设置过载保护或过电流控制措施。
④根据拖动负载及工艺要求决定停车时是否需要制动控制，并决定采用何种控制方式。
⑤设置短路保护及其他必要的电气保护。
⑥考虑其他特殊要求：
调速要求、主电路参数测量、信号检测等。
（3）根据主电路的控制要求设计控制回路：
①正确选择控制电路电压种类及大小。
②根据每台电动机的启动、运行、调速、制动及保护要求，依次绘制各控制环节（基本单元控制线路）。
③设置必要的联锁（包括同一台电动机各动作之间以及各台电动机之间的动作联锁）。
④设置短路保护以及设计任务书中要求的位置保护（如极限位、越位、相对位置保护）、电压保护、电流保护和各种物理量保护（温度、压力、流量等）。
⑤根据拖动要求，设计特殊要求控制环节，如自动抬刀、变速与自动循环、工艺参数测量等控制。
⑥按需要设置应急操作。
（4）根据照明、指示、报警等要求设计辅助电路。
（5）总体检查、修改、补充及完善。
主要内容包括：
①校核各种动作控制是否满足要求，是否有矛盾或遗漏。
②检查接触器、继电器、主令电器的触点使用是否合理，是否超过电器元件允许的数量。
③检查联锁要求能否实现。
④检查各种保护能否实现。
⑤检查发生误操作所引起的后果与防范措施。
（6）进行必要的参数计算。
（7）正确、合理地选择各电器元件，按规定格式编制元件目录表。
（8）根据完善后的设计草图，按GB/T6988电气制图标准绘制电气原理线路图，并按GB/T5094-1985《电气技术中的项目代号》要求标注器件的项目代号，按GB4884-1985《绝缘导线的标记》的要求对线路进行统一编号。
2.2,工艺的设计
（1）根据电气设备的总体配置及电器元件的分布状况和操作要求划分电器组件,绘制电气控制系统的总装配图和接线图。
（2）根据电器元件的型号、外形尺寸、安装尺寸绘制每一组件的元件布置图（如电器安装板、控制面板、电源、放大器等）。
（3）根据元件布置图及电气原理编号绘制组件接线图，统计组件进出线的数量、编号以及各组件之间的连接方式。
（4）绘制并修改工艺设计草图后，便可按机械、电气制图要求绘制工程图。
最后按设计过程和设计结果编写设计说明书及使用说明书。
3.电器和导体的选择
3.1电器的选择
3.1.1低压配电设计所选用的电器，应符合国家现行的有关产品标准，并应符合下列规定：
1、 电器应适应所在场所及其环境条件
2、 电器的额定频率应与所在回路的频率相适应：
3、 电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应；
4、 电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流；
5、 电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求；
6、 用于断开短路电流的电器应满足短路条件下的接通能力和分断能力。
3.1.2验算电器在短路条件下的接通能力和分段能力应采用接通或分断时安装处预期短路电流，当短路点附近所接电动机额定电流之和超过短路电流的1%时,应计入电动机反馈电流的影响。
3.1.3当维护、测试和检修设备需断开电源时，应设置隔离电器。
隔离电器宜采用同时断开电源所有极的隔离电器或彼此靠近的单级隔离器。
当隔离电器误操作会造成严重事故时，应采取防止误操作的措施。
3.1.4在TN-C系统中不应将保护接地中性导体隔离，严禁将保护接地中性导体接入开关电器。
3.1.5隔离电器应符合下列规定：
1、 断开触头之间的隔离距离，应可见或能明显标示“闭合”和“断开”状态；
2、 隔离电器应能防止意外的闭合：
3、 应有防止意外断开隔离电器的锁定措施。
3.1.6隔离电器应采用下列电器：
1、 单极或多极隔离电器、隔离开关或隔离插头；
2、 插头与插座；
3、 连接片
4、 不需要拆除导线的特殊端子；
5、 熔断器；
6、 具有隔离功能的开关的断路器。
3.1.7半导体开关电器，严禁作为隔离电器。
3.1.8独立控制电气装置的电路的每一部分，均应装设功能性开关电器。
3.1.9功能性开关电器可采用下列电器：
1、 开关
2、 半导体开关电器；
3、 断路器：
4、 接触器；
5、 继电器；
6、 16A及以下的插头和插座。
3.1.10隔离器、熔断器和连接片，眼睛作为功能性开关电器。
3.1.11剩余电流动作保护电器的选择，应符合下列规定：
1、 除在TN-S系统中，当中性导体为可靠地地电位时可不断开外，应能断开所保护回路的所有带点导体；
2、 剩余电路动作保护电器的额定剩余不动作电流，应大于在负荷正常运行时预期出现的对地泄露电流；
3、 剩余电流动作保护电器的类型，应根据接地故障的类型按现行国家标准《剩余电流动作保护电器的一般要求》GB/Z6829的有关规定确定。
3.1.12采用剩余电流动作保护电器作为间接接触防护电器的回路时，必须装设保护导体。
3.1.13在TT系统中，除电气装置的电源进线端与保护电器之间的电气装置符合现行国家标准《点击防护装置和设备的通用部分》GB/T17045规定的II类设备的要求或绝缘水平与II类设备相同外，当仅用一台剩余电流动作保护电器保护电气装置时，应将保护电器布置在电气装置的电源进线端。
3.1.14在IT系统中，当采用剩余电流动作保护电器保护电气装置，且在第一次故障不断开电路时，其额定剩余不动作电流值不应小于第一次对地故障时流经故障回路的电流。
3.1.15在符合下列情况时，应选用具有断开中性极的开关电器：
1、 有中性导体的IT系统与TT系统或TN系统之间的电源转换开关电器；
2、 TT系统中，当负荷侧有中性导体是选用隔离电器；
3、 IT系统中，当有中性导体时选用开关电器
3.1.16在电路中需防止电流流经不期望的路径时，可选用具有断开中性极的开关电器。
3.1.17在IT系统中安装的绝缘监测电器，应能连续监测电气装置的绝缘。
绝缘监测电器应只有使用钥匙或工具才能改变其整定值，其测试电压和绝缘电阻整定值应符合下列规定：
LSELV和PELV回路的测试电压应为
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