注册电气工程师专业案例各章重点综述.docx

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注册电气工程师专业案例各章重点综述

安全

1.1法律、法规、建设标准中的强制性条文,“安全第一，预防为主”

1.2电气安全的概念和要求,（电力生产、运行、人身、设备安全）

1.2.1安全距离：

线路、变配电设备、检修安全距离。

1.2.2接触电压：

单相绝缘损坏，0.8m（水平），1.8m（垂直），2m外达最大;措施

1.2.3跨步电压（4），0.8m，〉20m=0v

1.2.4电气安全用具：

（绝缘（基本、辅助）、一般防护安全用品，常用选择）

1.3电流对人体的效应及电击防护的基本要求

1.3.1电流对人体的效应：

1.3.1.1交流电流：

心室钎颤造成死亡，（无：

0.5mA；安全电流~10mA）

1.3.1.2直流电流：

比交流易于摆脱（2~4倍）（无：

2mA）

1.3.2电击防护

1.3.2.1正常条件：

（措施：

绝缘，遮拦或外护物完全防护，（~25V,-60V）\IP2X,伸臂1.25m,H=2.5）

1.3.2.2保持一定的安全距离

1.3.2.3故障情况：

（措施：

切电源；双重绝缘（Ⅱ类）；电气隔离；非导电场内；不接地的局部等电位）

1.3.2.4直接接触和间接接触兼有的保护：

（采用特低电压~50V、-120V（安全电源供电）；剩余电流动作保护器，30mA）

1.4低压系统接地故障的保护设计和等电位连接的有关规定

（防触电保护分类：

0类，基本绝缘无保护接地；Ⅰ类有保护接地（附加）；Ⅱ类，不需接地，有附加，双重绝缘；Ⅲ类，安全特低电压）

1.4.1低压系统接地故障的保护设计

1.4.1.1一般规定：

1.（接地保护：

防止人身间接电击、电气火灾、线路损坏）；2.（防间接电击措施：

双重绝缘（2类）；电气隔离;特低电压;非导电场内；不接地的局部等电位），3.安全电压：

~50V，4.总等电位连接，5.不满足切时间做辅助等电位连接。

有效性效验（3-4-1）50V,5S,1.3倍

1.4.1.2TN系统接地保护（8）：

特性（切断时间：

固定，不宜>5s；移动。

插座，不应>0.4S）（熔断器≯5s时，Id（短）/In（额）比值不应小于表1-4-1（9）；≯0.4sId/In比值不应小于表1-4-2）（配电箱同时有：

不应>0.4S.PE线阻抗≯（50/UO）*ZS）

（配电线路的保护：

能满足，采用过电流保护兼；不能满足，零序电流保护>最大不平衡电流；漏电电流动作保护）;TN-C系统PEN线，铜≮10mm2;铝≮16mm2

1.4.1.3TT系统接地保护：

特性（3-4-3）分级接地

1.4.1.4IT系统接地保护：

特性（3-4-4）（第一次，音响，灯光；第二次，切断）；不引出N线，0.4s内切断；引出N线（不宜），0.8s内切断，符合公式（3-4-6）

1.4.1.5采用漏电电流动作保护：

严禁穿过电流磁回路，设备外可导电部分应接地，（应符合TN特性要求，接地级要求），（IT采用漏电切二次异相时，不动作电流〉一次时相中电流），火灾≯0.5A，多级，时限配合。

1.4.2等电位连接

1.4.2.1总等电位连接及其连接干线：

不应小于最大保护线截面的一半≮6mm2,铜不需大于25mm2

1.4.2.2局部等电位连接及其连接线LEB：

不应小于保护线截面的一半,两个连接不应小于较小保护线截面

1.4.2.3其他：

等电位连接不能满足要求时：

（非导场对地电阻，≯500V,≮50kΩ;<1000V,≮100kΩ）2m；不接地局部等电位；双重/加强/隔离/超低

1.5危险环境电力装置的特殊设计要求：

包括爆炸性气体，爆炸性粉尘，火灾危险环境

1.5.1爆炸性气体环境的电气装置

（区域划分（频繁程度和持续时间）：

0区，连续，长期；1区：

正常。

可能；2区：

正常，不可能，短时）（电力设计规定：

少防爆电器，不宜用携带）（电气设备的规定：

不应低于级别，组别（见规范（中）P1092页）（正压型电气：

联锁，通风5倍时，接主电源；风压≮50Pa,切，发信号；2区）（非爆隔墙传动：

正压）（变配电所和控制室设计：

以外，正压1.2区；重。

应高出室外地面0.6m）（电气线路的设计：

危险性较小环境；非燃材料堵塞；沿易燃管道桥敷设:

低；预防机械损伤；电力，照明不低于500V，N线与L线同管敷设；1区内L\N线双级开关，同时切断；1区应铜，2区易铜；架空桥架易阻燃电缆；3~10Kv电缆易零序保护，1区跳，2区信）（本质安全系统的电路：

本/非本接触，预防，不应有电弧/电流增大/静电/电磁感应；连接铜，引燃温度T1~T4组，导体截面与最大允许电流（表3-5-1）（14）；导线2倍Vn，最低500V）（除本质外，1。

2区内电缆配线技术要求（表3-5-2）：

1区2.5mm2,隔爆，重型；2区1.5mm2,隔，增安，中型；1区严禁有中间接头，2区不应）（除本质外，1。

2区内1000V以下的钢管配线要求（3-5-3）：

D25-5扣，D32-6扣；低压流体输送镀锌焊接钢管，螺纹涂油，宜绕性连接管）（1。

2区内钢管配线线路隔离密封：

D50每距15m；填充层有效厚度必须大于钢管内径）（1。

2区内导线/电缆截面选择：

≮熔体1.25倍/长延时整定1.25倍;至1000V以下电机1.25倍）（10Kv架空线严禁跨越，水平距离≮杆高1.5倍）（15）（接地设计：

需接地：

不良导电场~380/-440V;干燥~127V/-110V；金属外壳应可靠接地；1。

2区除照明外有专门接地线；接地干线2处接地；与避雷针接地应分开设置）（气体浓度达爆炸下限50%，切电源）（防雷分类）

1.5.2爆炸性粉尘环境的电气装置

（区域划分（频繁程度和持续时间）：

10区连续/长期；11区有时扬起）（电力设计：

不宜用便携；电力设备最高允许表面温度（表3-5-4）T11-215无过-195过负荷,T12-160-145,T13-120-110；非爆隔墙传动：

正压；过负荷保护；排风电机设启动按钮；应少装插座/局部照明灯具）（电气设备选型：

可燃非导粉可燃纤11区-防尘DP，其他尘密DT）（电气线路设计：

10区内高、低压应用铜芯；10区内≮熔体1.25倍/长延时整定1.25倍;至1000V以下电机1.25倍；1000V以下应作短路电流热稳定效验；≮500V，N/L同管；10区短路保护N/L同时切断；不应有中间接头；架空桥架用阻燃电缆；3~10Kv电缆易零序保护，10区跳，11区信）（电缆配线技术要求（表3-5-5）10区-2.5-重，11区-1.5-中，铝芯封端压接）（严禁采用导线/塑料管明设，钢管配线技术要求（表3-5-6）10区尘密，11区防尘/尘密，低压流体输送镀锌焊接钢管）（10区接头隔离密封）（接地设计：

需接地：

不良导电场~380/-440V;干燥~127V/-110V；金属外壳应可靠接地；10区所有专门接地线；接地干线2处接地；与避雷针接地应分开设置）

1.5.3火灾危险环境的电气装置（18）IP1X-50mm;IP2X-12mm-80mm;IP3X-2.5mm;IP4X-1mm;IP5X-防尘；IP6X-尘密；IPX1-垂，IPX2-15O;IPX3-60,IPX4-防溅，IPX5-喷，IPX6-海，IPX7-侵，IPX8-潜

（区域划分（可能性/后果/危险程度/物质状态）：

21区闪点高于环境温度的可燃液体；22区悬浮/堆积状的可燃粉/纤维；23区固态状可燃物）（不宜使用电热器）（按区域等级/使用条件选电气设备）（10Kv以下变配电所不易正上/下方，相邻时用难燃门，电气设备防护结构的选型（表3-5-7）（19）电机IP44-IP54-IP21-IP54灯具IP2X-IP5X-IP2X；变压器门应向非火灾）（有尘/纤用密闭型配电装置）（露天的在10m内的：

1.非燃墙，2.高+3m，两边+3m外可安窗）（电气线路的设计/安装：

可采用非铠缆/钢管明设；21/23区可用硬塑料管配线；绝缘≮500V；在21，22区起重机不应用滑触线供电，23区IP44；（20）21/23区母线宜装保护罩，金属网IP2X，22区母线IP5X；架空线严禁跨越）（接地设计：

金属外壳可靠接地，≮2处接地）

1.6安全电压选择的有关规定（20）安全电压等级及选用（表3-6-1）48V-危险手，36V-矿/粉行，6/12/24人；（50~800HZ-50V,直流120V）；电气隔离；>24V，防直接接触，电路必须与大地绝缘

1.7电气设备防误操作的要求及措施防误装置

1.7.1防误装置的功能（简称"五防"）：

误分/合断；带负荷拉/合隔离；防带电挂地线；防带地线合；防误入

1.7.2设计、制造及选用防误装置的原则（21）（有专用锁解锁，电源分开，误分/合断为提示装置/其他为强制性装置，110V优选电气联锁/电磁锁，改装优选机械程序锁/电磁锁）

1.8电气工程设计的防火要求

1.8.1变电所内建筑物、构筑物的耐火等级：

，控制室-戊（火）-二级（耐火）防电缆延燃措施，配电-丁-二级，油浸变-丙-一级，电容器-丙-二，电缆沟-戊-二级

1.8.2变电所与所外的建筑物、堆场、储罐之间的防火净距（变电所建筑物、构筑物及设备的最小防火净距

低压室内的安全净距，10kV规范（上），超过1000m，应修正（1+（1/100m%）%

1.8.3一般防火要求（22）当油变间距不够时，应设隔墙高油枕顶，长大于坑两侧+0.5m；1000kg以上的主变，应设储油坑20%，总事故油池60%，+1m；无人值班变电所宜设火灾检测装置并遥信。

（变压器粉尘场所：

挡油100%，有排油措施，20%）

1.9电力设施抗震设计和措施

环境保护与节能

2.1供配电系统设计的节能措施

2.1.1概述

2.1.2变压器节能

2.1.2.1变压器损耗及效率

1、变压器损耗：

有功、无功功率损耗。

2、有功：

铁损（空载损耗，与负荷大小无关,与空载I02正比）；铜损（与I2正比，短路损耗），计算有功损耗

3、无功：

励磁电流造成的Q0+无功漏磁损耗Qk

4、综合功率损耗，无功经济当量

5、效率（4-1-6）：

0.3~1效率均较高，0.5~0.6效率最高。

COSΦ高，效率高。

2.1.2.2变压器节能措施：

负荷率<30%换，超80%选大一级；选节能变；经济运行；国家对变压器能耗的要求：

空载损耗降低45~65%/空载电流降低70%/阻抗电压4%-4.9%/短路损耗达SL7

2.1.3供配电系统节能

2.1.3.1供配电系统线损率：

1次变压<3.5%，2次变压<5.5%，3次变压<7%;构成

2.1.3.2供配电系统节能的主要环节：

1、合理设计，变电级数≯2级；负荷中心；按经济电流密度选线。

2、提高COSΦ：

（减少线损，降低感抗、同步代替异步）三相线路功率损耗计算；线路实际减少的功率损耗计算；（减少变压器铜损），变压器节约的有功/无功计算；（减少电压损失）；（增加供电能力）3、提高COSΦ的措施：

空载率大于50%/应空载断电；同步代替异步（≯70~90%）；静电电容补偿，COSΦ≮0.9；电容补偿器容量C=P/2πfU2（tgφ1-tgφ2）

2.1.4电动机节能

2.1.4.1各种电动机的特性：

1、效率：

效率计算小型异步电机各种损耗（负载、空载损耗）；负荷系数与电动机损耗关系；负荷↓→效率↓；空载时电动机效率为0；直流电机效率比交流差；2、功率因数：

异步（附加损耗，空载时，COSΦ=0.2）；同步（励磁电流↓COSΦ=1使网络电流最小，吸收无功；励磁电流↑输入电流增大，输送无功）;COSΦ与有功/无功关系；3、电压：

电压波动对异步电机的影响（表4-1-3），90%-启动转矩-19%；110%-+21%

2.1.4.2电动机的节电方法：

1、采用高效电机：

减少能耗的方法：

提高效率（88.263%）/COSΦ；减少电机损耗措施；选用普通高效条件0.6,3000h；2、采用负荷特性选，考虑项目，负载率0.3~0.65；3、轻载负荷用三-星切换（负载38~45%），效率η/COSΦ/负载系数β关系（表4-1-6），COSΦ<0.3,η↑;β<0.4,COSΦ↑;4、无功就地补偿，单台电动机补偿容量的计算（4-1-13）（33）；5、采用调速电机；6、其他：

轻载节电器、同步机

2.1.5晶闸管变流装置供电方式的节能η比电动-发机组高10~15%，计算

2.1.6风机、水泵的节电

1、调转速：

Q流量/N转速/P功率/H扬程关系：

Q-NH-N2P-N3P-Q3风门控制Q↓=80%--P=96%；转速控制Q↓=80%--P=56%；计算节电率。

调速方法2、合理选型3、采用高效率设备：

（液力耦合器：

优点，连续/调速/大，中型电机选用。

）电动机与水泵配套的容量计算：

，传动方式/传动效率，负载率<60%,需更换。

换成高效电机每年节省的电费计算；其他节电方法（减空、更换）

2.1.7照明设备和低压电器的节电

2.1.7.1照明设备节电的方法：

1、减少时间；2、减少线损3、高效光源4、高效灯具>70%，5、合理方案，常用混光照明特性

2.1.7.2低压电器的节电：

2.1.8采用节能产品的节电量计算

1、效率计算法（预计-风机、水泵）2、单耗计算法（统计-空压，制氧）3、损耗计算法（变压器）4、节能率计算法（预计-电阻炉）

2.2节能型产品的选用方法

2.2.1低损耗电力变压器的选用

回收年限计算：

1、年限已到，折旧完，无剩值2、年限已到，折旧完，需大修3、年限未到，有剩值4、年限未到，需大修

2.2.2高效率电动机的选用

采用高效电动机每年节约的电费计算

2.3提高电能质量的措施

2.4节能型电气产品的选用方法

负荷分级及计算

3.1负荷分级的原则及供电要求

3.1.1负荷按重要性分级的原则:

根据供电可靠性及中断供电的损失或影响进行分级。

一级负荷（特别重要负荷）、二级负荷、三级负荷。

{低规（规范中）P1892;民规（规范上）P488}

3.1.2一~三级负荷供电要求:

一级负荷两个电源，特别重要（增应急电源）；二级宜两回供电或专线（两根电缆供电）；不间断电源供计算机功率1.5倍，如带其他负荷为1.3倍;应急照明与发电机配合≮10min；两回路宜同级电压供电；柴油发电机选择：

{民规（规范上）P488}；

3.2负荷的计算方法:

3.2.1负荷计算的内容和目的

1、计算负荷（需要/最大）30min最大平均负荷（按发热条件选择电器）

2、尖峰电流：

1s左右的最大负荷电流；3、平均负荷

3.2.2负荷计算的方法及用途：

需要系数法（需要/同时系数，台数多，容量差不大）；利用系数法（平均-最大系数-计算负荷）；二项式法（基本/附加，偏大，台数少，容量差大）；单位面积功率法/单位指标法（方案）/单位产品耗电量法（估算）；4台乘0.9

3.2.3设备功率的确定：

先按用电性质分组，（Kx,COSΦ相同；有功/无功相加）

换算为统一负载持续率下的有功功率Pn:

1、连续制=Pr；2、短时/周期制：

需要/二项法—换为负载持续率ε为25%时的Pn；利用法--换为负载持续率ε为100%时的Pn；3、电焊机（100%）；4、电炉（额定COSΦ）；5、整流器=直流功率；6、成组用电设备（不包括备用）7、荧光灯（+20%，高压钠灯8%，低压卤钨灯+变压器损耗）

3.2.4需要系数法确定计算负荷（46）：

1、用电设备组Pjs,Qjs,Sjs功率三角形；2、配电干线/变电所计算；用电设备Kx,COSΦ,tgΦ选用表；3、配电所/总降变计算：

乘以同时系数。

起重机断续：

Kx=0.3,COSΦ=0.5。

COSΦ0.5→tgΦ1.732;0.55→1.518;0.6→1.33;0.65→1.17;0.7→1.02;0.75→0.882;0.8→0.75;0.85→0.62;0.9→0.484;0.95→0.329;

3.2.5利用系数法确定计算负荷先求出：

有效台数/最大系数

1、用电组在最大负荷班内的平均负荷Pp计算：

利用系数表；2、平均利用系数计算（5-2-14）Klp=Pp/Pn；3、确定有效台数Nyx，换成相同设备功率/工作制的等效值。

（4↑m≤3,Nyx=n（<5%可略去）；m>3,Klp≥0.2；m>3,Klp<0.2计算（51））；4、计算负荷及计算电流：

Km最大系数（根据有效台数，平均利用系数查表（5-2-8），母线/干线时间1H需换算

3.2.6二项式法确定计算负荷（54）:

计算公式，二项式系数表（表5-2-9），先分组,不应分级计算，不考虑同时系数，{民规（规范上）P494}

3.2.7单位面积功率法和单位指标法确定计算负荷

1、单位面积功率（负荷密度）法；2、单位指标法，乘同时系数。

3.2.8单相负荷计算

1、计算原则：

单相（<15%，视为三相平衡）换算为等效三相，三相加；计算功率，线间负荷√3+（3-√3）、单台√3，相负荷3倍

2、单相换算为等效三相的方法：

由相、线：

线→相；最大相X3计算

3、简化方法：

（1）只有线；

（2）只有相，最大相3倍；（3）单相小于15%时，不需换算。

3.2.9功率损耗计算

（1）三相线路中有功/无功功率损耗计算：

有功损耗/线路负荷关系，温度20OC换为55OC或60OC-温度校正系数1.14~1.16;电缆x系数0.61

（2）变压器的有功/无功损耗：

当负荷率≯85%，概ΔPt=0.01Sjs，ΔQt=0.05Sjs；两台变压器应带100%一、二级负荷，或最大60%负荷。

（3）高压电机的有功/无功损耗

10KV及以下电源及供配电系统

4.1供配电系统的一般规定:

自备电源选择原则；必须防并列；不应按2电源故障；两回/宜同级电压；就近取第二电源；配电级数不宜多于两级；高压/宜放射式；两变宜设低压联络。

4.2电能质量要求及电压选择原则

4.2.1供电电压确定原则及各级电压输送能力

4.2.1.1供电电压确定原则：

经技术经济比较确定；35/10Kv,低压220/380V；经济时可采用35Kv

4.2.1.2各级电压线路输送能力

4.2.2电能质量要求

4.2.2.1概述：

1、电能质量：

电压、频率、波形；主要指标：

V偏差，V波动/闪变，F偏差（±0.2Hz,3000MW/±0.5Hz），谐波，V不对称，V降；2、引起的原因：

网络中电流通过阻抗造成的电压（线路/变压器）损失。

电压损失计算（相6-2-1）（63），电压损失百分数（ΔU/Un）.3、线路电压损失计算：

三相平衡PLΔUp/线电压单相2PLΔUp/相电压单相6PLΔUp4、变压器的电压损失，满负荷变压器电压损失表，COSΦ↓0.5,ΔUt=βUt%

4.2.2.2电压偏差：

1、端子的电压偏差影响,用电设备端子的电压偏差2、供电电压允许偏差：

3、线路电压损失（代数差）允许值：

根据设备端子的允许值与变压器高压侧电压偏差的情况确定。

或查表4、改善电压偏差的主要措施：

1）合理选择变压器的变压比和电压分接头，不变正/负偏差的范围，分接头与空载电压的关系（表6-2-8）,35KV↑逆调压（0~+5%）。

2）合理减少配电系统阻抗；3）合理补偿无功：

调整（提高）并联电容组，与电压损失减少的关系查表，计算；调整同步电动机的励磁电流：

4）三相平衡（5）改变运行方式（变阻抗）（6）采用有载调压变压器：

10Kv不宜

4.2.2.3电压波动和闪变（68）：

1、电压波动周期性连续变化，变化速度不低于0.2%/S--电压波动；电压波动时的电压水平%通常为最低电压Umin;闪变：

照度波动的影响，冲击功率造成波动频率大于0.01Hz的电压波动。

人眼对10Hz最敏感，换算（6-2-12），敏感系统（表6-2-10）2、电压波动（限值：

电压等级/变动频率有关）和闪变电压允许值（限值与电压等级有关）：

（69）查表；大功率电阻焊机闪变电压2.5%,F<1Hz。

大于35Kv的公共点短路容量/视在功率的变动量>1000,可不核闪变。

4.2.2.4不对称度：

1、（负序/正序）2、不对称负荷产生的影响：

单相损失大/变压器利用率低/减少转矩，发热。

3、降低的措施：

三相平衡/I>30A，用三相供电。

不平衡度允许值{规范中P1733}：

正常2%（4%），每个用户（1.3%）。

频率偏差{规范中P1737}：

±0.2Hz,系统容量较小时，±0.5Hz，测量仪表≯0.01Hz。

4.3供配电系统的接线方式及特点

4.3.1高压配电网的接线方式及特点：

1、放射式：

可靠性高，投资大。

2、树干式：

共线，节约投资，可靠性较低。

（3）环网式（开/闭环）,配电系统接线方式

4.3.2高压配电系统中性点接地方式

4.3.2.1概述：

接地短路电流>500A，大接地短路电流系统（中性点直接接地电网）；接地短路电流<500A，小接地短路电流系统（非直接接地电网）。

发/变（直接接地）阻抗X0/X1<3。

电网接地方式：

110V，直接；35，消接；3~10，不接/电阻；380，直接。

4.3.2.2中性点不接地系统：

（容抗接地，过度电阻）特点：

1、单相接地，非故障相V↑,三相对称，允许带电运行1~2H。

2、对电容电流很小（↓5A）的电网能自动恢复。

3、单相电容电流不大（↓10A）时，继电保护灵敏度系数高（零序功率方向保护）。

4、可能产生过电压（主要缺点）5、只适合电容电流较小/高压机少/电缆少。

6、零序保护灵敏度系数：

零序电压（U0）/故障点单相接地电流（Ij）计算经过渡电阻接地时，Ij↓,U0↓-β倍,电容/电阻↑=β↓；β查表;零序电压保护的整定计算（0.1~0.3），灵敏系数计算（β/0.2~0.3）；单相电容电流>10A不能满足。

零序电流保护的整定计算：

电缆灵敏系数Kli≥1.25,架空灵敏系数Kli≥1.5，求出过渡电阻

4.3.2.3中性点经消弧线圈接地系统：

过补偿运行方式，差1800（XL

特点：

1、电网运行可靠性高；2、对瞬时性单相对地闪络能自动熄弧。

3、故障点电位小，零序电压保护灵敏系数大；4、异常过电压<2.5相电压；5、不能用简单电流保护；6、运行复杂，防全/欠，及时调节（主要缺点）7、全、欠补偿运行的危害；8、适用：

单相接地电容电流比较大的电网

4.3.2.3中性点经小电阻接地系统：

电容电流差900，接地电流比不接地系统增大√2倍。

特点：

1、抑制异常过电压<2.8相电压；2、继电保护简单；3、运行维护简单，适应性强；4、接地故障引起的热效应增大，当30↑时，跳闸；5、节省电缆；6、适用范围：

多电机/电缆/老网改造（冶金企业）

4.3.31OKV及以下变配电所主接线

4.3.3.1主接线的规定：

1、单/单分母线；2、专进线开关宜断/熔负；3、分配宜隔/断；4、非专应保护开关；5、母分段宜断路器6、联络应供电侧装断；7、出线宜断；8、高压频繁工作电气应断；9、出线侧为架空/反馈缆应装隔离；10、10Kv出线负/进线应装隔；11、母线上的避雷/PT宜合用隔；12、计费应专用CT\PT；13、变压器一侧开关在本所内可不装；14、变二次为6/3Kv宜装隔，装断：

多/并/继；15、变低压0.4kV宜断/隔，在总开关出线侧及母线分段开关的两侧宜设刀开关。

4.3.3.2所用电源：

1、就近低压/所油变压器应<100kg，两回时，宜自投；2、交流操作时，由PT引来。

电磁操作宜两路，一路应接进线断路器前的所变。

一级负荷用蓄电池供电分、合闸。

4.3.3.3主接线例图：

10Kv双母线+单分断带旁路-连续供电

4.3.4低压配电系统的接线方式及特点{规范上543}

4.3.4.1电压选择：

标称电压表

4.