电气工程成套设计必备知识大全

一、各种标准代号代码标准GB国家标准GB/T国家推荐标准GBJ国家标准（工程建设）JGJ建筑行业标准DL/T电气行业标准（推荐）JB/T机械行业标准（推荐）IEC—国际电工委员会ISO国际标准化组织EN欧洲标准化委员会ANSI美国国家标准NEC美国全国电气规程BS美国国家标准AS澳大利亚国家标准UNI意大利国家标准DIN德国国家标准JEC日本电气学标准CAN加拿大国家标准二、国标推荐及图例

注：1、当断路器切除短路能力不够时，可加熔断器，此时，断路器只作过载保护及操作用。2、国家标准中已没有负荷开关这一称呼及相应的图例，平常所谓的负荷开关，实际上是隔离开关的一种，当隔离开关的使用类别为AC-21、AC-22、AC-22时，即为所谓的负荷开关。三、常用数据表格表1、变压器高压短路容量500KVA，低压0.4KV出口短路电流值（KA）变压器容量KVAUd%44.555.566.5740014.112.650017.615.6814.16302219.617.716.114.880027.724.722.320.418.7100030.727.725.323.321.5125037.934.331.328.826.7160047.943.339.736.533.831.5200065.660.155.551.548.1表2、变压器基本参数及低压基本配置估算值变压器容量KVA低压侧电流A高压侧电流A低压出口开关壳架电流A补偿电容量KVar6KV10KV40057738.42363014050072048.128.880016063090760.636.4100020080011527746.112503001000144396.257.71600401012501800120.272.120004401600230415492.3250056020002880192.4115.4320060025003600240144.34000800注：变压器电压10（6）0.4KV。表3、PE线选择相线截面SPE截面（mm2）相线截面S（mm2）PE截面（mm2）S ≤16S400＜S≤80020016＜S≤3516S＞800S/425＜S≤400S/2表4、塑料线BV、BVR载流量（温升为65K，环境升为4℃）截面（mm2）载流量（A）截面（mm2）载流量（A）425＜1≤3350134＜1≤170633＜1≤4370170＜1≤2091043＜1≤5995209＜1≤2511659＜1≤83120251＜1≤2962583＜1≤109150296＜1≤34035109＜1≤134表5、 单片母线的载流量(A)Øe=70K,环境温度为40℃母线尺寸宽*厚（mm2）铜交流直流25℃30℃35℃40℃25℃30℃35℃40℃15*321019718517021019718517020*327525824222327525824222325*334032029927634032029927630*447544641838547544641838540*462558755050662558755050640*570065961556770566462057150*586080975669787081876570550*695589884077496090284577880*61480190130012001510142013301225100*6181017001590147087517601650152060*81320124011601070134512651185109080*816901590149013701755165015451420100*820801955183016852180205019201770120*82400225521101195152514321340123560*101475138813001195152514321340123580*1019001786167015401990187017501610100*1023102170203018702470232021752000120*1026502490233021502950271025952390注：1、本表中系母线立放的数据，当母线平放且宽度≤60mm时，表中数据应乘以0.95，＞60mm时应接续以0.92。2、本表数据与《高压配电装置规程》数据相同。3、当为多片铜排时，中要排间留有一定空隙，其载流量等于各单片铜排载流量之和。表6 、抽屉内用乙炳绝缘非燃性护套软电缆JEFR载流量截面（mm2）载流量（A）截面（mm2）载流量（A）1075702601610592310251301203503517015040050215表7、铜母排允许短路冲击电流峰值（kA）（验证动稳定用）支持点间距（mm）1001200相间距（mm）20050030020025030030*430.834.537.825.728.731.540*441.14650.534.238.34240*54651.556.438.342.846.950*557.564.370.647.93.658.750*663.170.477.252.558.764.360*675.684.692.863.370.677.280*6101112.8123.684.194103.160*887.497.710772.881.489.280*8116.5130.2142.797.1108.6118.9100*8145.6162.8178.4121.3135.6148.8表8 、铝母排允许短路冲击电流峰值（kA）（验证动定稳定用）支持点间距（mm）1001200相间距（mm）20050030020025030030*421.824.426.718.220.322.340*429.132.535.724.227.129.740*532.536.439.927.130.333.250*540.745.549.933.937.941.550*644.649.854.637.141.545.560*653.559.865.644.849.954.680*671.479.887.459.566.572.9100*689.299.8109.374.483.191.0表9、 低压柜电气间隙爬电距离相对地电压Ui(V)电气间隙（mm）爬电距离（mm）63及以下大于63A63A及以下大于63A60＜Ui≤3005668300＜Ui≤5008101012注：220、380V抽出式开关柜的电气间隙为20，爬电距离25，开关及断路器本身除外表10 、高压柜电气间隙及爬电距离额定电压（kV）电气间隙（mm）有机绝缘时，爬电距离（mm）61001401012521635300根据情况定注：电气间隙与爬电距离与介电性能及环境条件有关表11、电气设备外壳防护等级IP第一位数字表示（防固体侵入）0无防护1防直径大于50mm物体侵入（人手不能触及）2防直径大于12mm物体侵入（手指不能触及）3防直径大于2.5mm物体侵入（工具不能触及）4防直径大于1mm物体侵入（金属丝不能触及）5防尘6尘密第二位数字表示（防水侵入0无防护1防滴水2防与垂直方向150滴水3防与垂直方向600淋水4防任何方向溅水5防喷水6防海浪或猛烈喷水7防浸水8防潜水表12、 低压电器的使用类别使用类别代号典型用途适用元件AC-1阴性负开接触器或电机起动器AC-2绕线式电动机AC-3笼式异步机起停AC-4笼式异步机起动、反转、反接制动、点动AC-6a变压器的通断AC-6b电容器组和通断AC-20无载条件下通断隔离器、隔离开关或刀熔开关AC-21阻性负载下通断AC-22半阻半感负载通断AC-23通断电机或高感负载A无选择性断路器B有选择性gG全范围分断（g）一般用途（G）熔断体熔断器gM全范围分断（g）电动机回路（M）熔断体aM局总范围分断（a）电动机回路（M）熔断体表13、 达到补偿后的功率因烽时所需系数K值补偿前→补偿后↓0.800.850.900.910.920.930.940.950.960.970.6603880.5190.6540.6830.7120.7430.7750.810.8470.8880.670.3580.4880.6240.6520.6820.7130.7450.7790.8160.8570.680.3280.4590.5940.6230.6520.6830.7150.7500.7870.8280.690.2990.4290.5650.5930.6230.6540.6860.7200.7570.7980.700.700.4000.5360.5650.5940.3250.6570.6920.7290.7700.710.2420.3720.5080.5360.5660.5970.6010.6350.6720.7130.730.1860.3160.4520.4810.5100.5410.5730.6080.6450.6860.740.1590.2890.4250.4530.4830.5140.540.5800.6170.6580.750.0790.2620.3980.4260.4560.4870.5190.5530.5900.6310.760.0520.2350.3710.4000.4290.4600.920.5260.5630.6050.770.0260.2090.3440.3730.4030.4330.4660.5000.5370.5780.780.0520.1830.3180.3470.3760.40704390.4740.5110.5520.790.0260.1560.2920.3200.3500.3810.4130.4470.4840.5250.800.1300.2660.2940.3240.3550.3870.4210.4580.4990.810.1040.2400.2680.2980.3290.3610.3950.4320.4730.820.0780.2140.2420.2720.3030.3350.3690.4060.4470.830.0520.1880.2160.2460.2770.3090.4340.3800.4210.840.0260.1620.1900.2200.2510.2830.3170.3540.3950.850.1350.1640.1940.2250.2570.2910.3280.3690.860.1090.1380.1670.1980.2300.2650.3020.3430.870.0820.1110.1410.1720.2040.2380.2750.3160.880.0550.0840.1140.1450.1770.2110.2480.2890.890.080.0570.0860.1170.1490.1840.2210.262注：所需补偿电容器千乏数Q，Q=Kp，p为有功功率千瓦数。表14 、电缆分支线三相短路稳态电流速查表电缆长度（m）铜电缆面积（mm2）1.2641.5642.51.5210642.51.531610642.54251610642.515957050352516102012095705035251610301209870505251645851501209570503525601501209570503580185150120957050351201209570351501209570上线故障电流（kA）铜电缆短路电流（kA）109.99.79.69.398.67.876.44.854.471514.61413.71312119.697.35.24.752019181715.614.412.8109.07.75.354.85252221.4201761613.811.19.37.95.44.93027242219.21714.611.59.58.05.454.9550393227.72219.215.8129.88.25.55604334292319.61612.29.98.255.55注：举例：若低压母线短路电流为30Ka，分支回路为长60米，120mm2铜芯电缆，末端三相短路电流为17KA（两表对照）表15 、母线螺栓搭接尺寸搭线形式类别序号连接尺寸（mm）钻孔要求螺栓规格b1b2aф(mm)个数直线连接1125125b1或b2214M202100100b1或b2174M1638080b1或b2134M1246363b1或b2114M1055050b1或b294M86445b1或b294M8直线连接7404080132M12831.531.563112M10925255092M8垂直连接1025125-214M2011125100～80-174M161212563-124M1213100100～80-174M16148080～63-134M12156363～50-114M10165050-94M8174545-94M81812550～40-172M161910063～40-172M16208063～40-152M14216350～40-132M13225045～40-112M10236331.5～25-112M10245031.5～25-112M8垂直连接2512531.5～2560112M102610031.5～255092M8278031.5～255092M8垂直连接284040～31.5-131M12294025-111M103031.531.5～25-111M10312522-91M8四、电气实用速算法1、变压器低压侧电流为容量的1.5倍（精确时为1.44倍）2、变压器低压出口三相短路电流为容量的150倍除以变压器短路阻抗百分数（精确时为144倍）3、变压器10kV侧额定电流为容量的6%（精确为5.8%）；6kV侧额定电流为容量 10%（精确时为9.6%）4、0.4kV三相补偿电容器额定电流为容量的1.5倍（精确时为1.44倍）5、380V三相电机额定电流为容量和2倍6、一般情况下低压侧功率因数补偿至0.95，电容器容量约为变压器容量的1/3～2/5。一般使用场所适用，特殊场合，如电阻炉或气体放电灯的容量大的场所例外。7、铜排载流量估算表铜排截面S（mm2）允许载流量为I（A）铜排截面S（mm2）允许载流量为（A）IS≤100I=3.5S200＜S≤600I=2.5S100＜S≤200I=3SS＞600I=2S注：铜排厚度越小，每mm2载流量就越大。8、三相380V笼式电机额定及起动电流保护计算：额定电流安培数为其容量千瓦数的2倍，其起动电流约为容量的12～14倍，对直接起动的电机，保护短塑壳开关瞬动电流为其容量17～24倍；对轻载且不经常起动的电机，熔丝电流为电机额定电流的2.5～3倍；对重载起动电机，熔丝电流为其额定电流的4～5倍。9、低压补偿电容器容量如何选择？其保护熔断器如何选择？一般情况，补偿千乏数为变压器容量千伏安数和30%～40%，单只容量电流安培数为其容量千乏数的1.5倍，保护熔断器熔丝电流不小于电容器额定电流的1.5倍。估算举例：一台1250KVA变压器，短路阻抗为6%，低压0.4KV额定电流Ie=1.5*1250=1875A，低压短路电流Ik=1250/6=31250=31.25Ka，高压10kV侧电流I1=12508*6%=75A，低压电容补偿容量线为Q=150*1/3=420kVar。因此，高压电流互感器选75/5，低压电流互感器2000/5，2500/5，断路器选断流能力不小于35KA即可；补偿电容器柜两台，一台200kVar，一台220 kVar。注：若高压电流互感器动稳定不符合要求时，可加大变比或另选电流互感器。五、基本知识1、高压柜五防要求：对固定柜为（1）防误拉、合断路器；（2）防误拉、全隔离开关；（3）防带电挂接地线；（4）防带接地线送电；（5）防误进入带电间隔。对手车柜（1）只有在工作/试验位置手车才能合闸；（2）手车合闸后，手车无法移动；（3）手车处于断开位置时，接地开关才能合上；（4）接地开关合闸时，手车无法移至工作位置；（5）接地开关处于分闸位置时，是缆室手动或用通用工具无法打开。2、电气设备三防要求及防污等级（1）防湿热 （2）防盐雾 （3）防霉菌正常情况下，污染等级分为四级，级别越高，污染越重。（一般条件下，防污染等级达3级）3、母线排列顺序及颜色垂直母线由左右至右：A、B、C、N，直流母线正极在左、负极在右；上下布置的交流母线，由下至下为A、B、C、N，直流正极在上，负极在下。水平面置时，由柜后向柜前排列为A、B、C、N，直流母线正极在后，负极在前。母线涂色：交流A-黄、B-绿、C-红、PE-黄绿双色N-淡兰，直流正极为赭色，负极为兰色。注：N的排列为推荐顺序，不一定强制执行。4、高压短路冲击电流Ish=2.55I”Ish=1.5I”低压短路时Ish=1.84I”Ish=1.091I”当电流互感器动稳定倍数为K时，动稳定校验条件√2K≥Ish，热稳定倍数为KT且时间为t时，热稳定校验为（KTIe）2t≥IK2tima;Tima为假想时间等于短路切除时间再加0.05秒。5、低压常见接地系统如下表TN电源有一点与地直接相接（如变压器中性点），负荷侧电气设备外露导电部分，通过PE线与该点相连。TN-C在TN系统中，整个系统的中性线与保护线合一的。TN-C-STN系统中，有一部分中性线与保护线合一的TN-STN系统中，保护线（PE）与中性线（N）始终是分开的TT在此系统中，电源有一点接地，负荷侧电气设备外露可导电部分连接的接地极与电源接地极无电气联系。IT在此系统中，电源与地绝缘或经阻抗接地，电气设备外露可导电部分侧接地。6、指示灯及按钮排列顺序及颜色，指示灯安装高度，电压表电流表安装位置：电源指示灯红色在右（断电），绿色在左（合闸），红色（断电）按钮在绿灯下方，绿色（合闸）按钮在红灯正文，指示灯高度不宜超过2米，电压表位左、电流表位右，电流表与互感器对应。7、断路器的极限分断能力及使用分断能力的含义：所谓极限分断能力，指在此短路电流下，断路器能够分断，但会遭到严重损坏，必须经过大修或者进行更换，才能继续运行，使用分断能力指在此电流下，断路器当然可分断电流，分断后可不经任何下理继续工作，采用极限分断能力，可降低造价，但分断极限电流后要更换或大修开关，这是其不足之处，但事实上很难发生短路，即使短路电流也未必达到极限值。六、什么是型式试验及出厂试验？各有哪些内容？型式试验是用来验证给定型式的成套设备是否符合国家标准的要求，只有通过型式试验的产品，才允许对外销售。其内容包括：（1）温升极限的验证；（2）介电性能验证；（3）短路需受强度验证；（4）保护电路有效性验证；（5）电气间隙及爬电距离验证；（6）机械操盘验证；（7）防护等级验证。出厂试验是检查工艺和材料是否合格的试验。其内容包括：（1）检查接线，必要时进行通电操作试验；（2）介电强度试验；（3）防护措施和保护电路和连续性试验。七、成套装置的铭牌的要求及内容是什么？每台设备应配备一至数个铭牌，铭牌应坚固、耐久，其位置应在成套设备安装发后，易于看见的地方，而且字迹工清楚。其内容标出：（1）制造厂的名称或商标（2）型号或标志号，或其它标记，据此可以从制造厂得到有关资料下列内容的数据，如果适用的话，也可以在铭牌上给出，也可在技术文件中给出：（1）电流类型（在交流情况下的频率）；（2）额定工作规范，如额定电压（即额定工作电压，额定绝缘电压，额定冲击耐受电压）、额定电流（成套设备中某一路额定电流）、额定耐受电流（成套设备某一路耐受电流）（3）每条电路的额定电流；（4）辅助电路的额定电压；（5）短路强度；（6）防护等级；（7）对人身防护措施；（8）户内使用条件；（9）系统接地型式；（10）外型尺寸，顺序为高*宽*深（11）重量。由此可风，成套开关柜内有多个回路时，铭牌开法列入各个回路的额定电流。八、何谓元件的温升？知道允许温升，如何计算实际允许温度？成套设备中，各部件的温度与成套设备外部环境温度的差值即温升，不同元件及不同部位允许温升值是不一样的，连接外部绝缘线的端子允许温升70K，而开关金属操作手柄只允许温升15K,(环境温度为40℃时)，这样，当环境温度达到40℃时，允许端子温度为70+40=110℃，金属手柄允许温度为15+40=55℃。温升用绝对温度表示符号为K，摄氏零下273.15℃，为绝对温度0度，起点不一样，但每度绝对值是相同的，当温度为10℃时，绝对温度为283.15K。九、根据一次系统图，在满足使用前提下，减低造价的措施1、选用短路阻抗大的变压器，从而减少低压短路电流，为采用小断流能力的断路器制造条件；2、减少断路器保护段数；3、采用三极开关代替四极开关；4、联络开磁采用隔离开在或减少保护段数；5、联络开关额定电流可选变压器额定电流之半；6、断路器尽量用磁脱扣、热磁脱扣，不要用电子脱扣器；7、采用断路器极限分断能力的数值，根限分断能力满足流能力时，可认为符合要求。8、小开关不能满足断流能力要求，加NT熔断器，不采用限流型断路器。9．避免采用原装进口电容器；10、电机宜直接起动，首选采用Y/△起动及自耦减压起动器，不得不采用软起动时，可采用一拖二，一拖三措施，接线首选内接法；11、55KW及以下容量电机，只要1只CT及1只电流表即可；12、采用普通电压电流表，避免采用数字式综合显示表；13、条件许可时，采用固定间隔式插拔式开关取代抽屉；14、630A尽量采用塑壳断路器，而不用万能式断路器；15、柜内铜排厚度尽量不大于6mm，大电流时，优选中间25px间隙的双铜排，能用裸排时，绝不用绝缘导线。铜排不必全部搪锡；表示铜排相序颜色，可贴标志，不必整体涂色漆；16、进出断路器导体按脱扣器额定电流或过载整定电流，而不是按壳架电流选取，对隔离开关，不一定接额定电流选取铜排；可参照计算电流值；17、尽量选用不用通迅模块或带电流表模块的断路器；18、软起动器主回路采用固定装的刀开关加快速熔断器，不采用抽屉安装的塑壳断路器；19、充分利用断路器的级联作用，从而选用小分断能力断路器用于大短路电流回路中。十、一二次安装注意事项1、导体的过接及绝缘导线的安装母线与母线、母线与端子过接应符合下列规定：（1）铜与铜：室外，高温且潮湿的室内，搭接面应搪锡，干燥的室内，不必搪锡；（2）钢与钢：搭接面镀锌或搪锡（3）铜与铝：在干燥室内，铜导体搭接面搪锡，在潮湿场所，铜导体搭接面搪锡，且用铜铝过渡排连接。（4）铝与铝，搭接面不做涂层处理；（5）钢与铜、铝搭接，钢搭接面搪锡。单根绝缘导线安装：（1）截面在10mm2及以下单股导线，直接与设备端子相连；（2）截面在2.5mm2及下多股铜芯线，拧紧搪锡或经接续端子与设备端子相连；（3）截面2.5 mm2以上铜芯线，除设备自带插接式端子外，须经接续端子与设备端子相连；（4）与每只设备端子相连导线，不得多于2根；（5）电线、电缆芯线连接端子，规格应与芯线适配，不是采用开口端子，有的施工单位用比导体大的端子，然后用短铜丝填充端子剩余空间，这是不符合要求的。2、搭接母排导体的松紧度如何确定（1）接触面采用0.05*10mm的塞尺检查，应符合以下要求；母排宽度80mm及以上者，不得塞入6mm，宽度为60mm以下者，不得塞入4mm。3.二次回路设计安装注意事项（1）对于靠近电源的二次回路，保护电器不宜采用微型断路器，因为断流能力约6千安左右，很难满足短路保护要求，可采用RT14熔断器，断流能力可达50KA，且积小，熔断体容易更换。（2）对于二次线路过长且复杂的回路，宜加隔离变压器作二次总电源，这对防止人身触电伤忘事故很有多用。（3）一般情况下，二次线采用黑色绝缘线，固定敷设时，采用BV导线，活动线及接地线采用BVR或RV软线。保护线采用黄绿双色线。（4）穿进金属板孔时，应加防护套，且护套接缝应处于上方，金属板孔套大小适中的护圈。（5）线束整理平直后，加缠绕管，为散热要求，缠管每绕一周应有3-10mm间隙。（6）接线端子大小与导线截面适配，不得采用开口端子（7）合理选用抽带，不得用于绑杂一次线的大型抽带用于二次回路，一般选用3-150mm规格的，捆绑时，抽带有齿面向内，光滑面向外。绑紧后把尾部多余部分剪去。（8）线束的固定采用线夹子，将线束放于线夹底座后，盖上线夹盖子，用自攻螺丝拧紧，线夹固定后，线束无滑动且线夹无裂纹，线束与线夹间要加保护层，保护层可和塑料套管或缠绕带密集缠绕。（9）强电与弱电线路不应放于同线束内。（10）不允许导线中间有接头，放线长度以实际测量长度留出100～150mm余量。（11）线束固定点间距水平不应大于200mm，垂直不应大于300mm，尽量远离活动部件，以免线束松脱后搭在活动部件上，造成磨损。（12）每个接点最多接入不超过二根线，否则应加过渡端子。（13）母线与二次线相接，在母排上打孔，用M4螺丝及相应螺母、平垫圈、弹簧热圈固定，或经特殊端子（RF250）才能与主回路共用螺栓。（14）二次线束要在接触器及断路器喷弧距离之外，且远离发热元件。（15）二次线束若采用塑料线槽布线时，搭线处应严紧平整，槽内平整。元毛刺、线不交叉。4、装有电器的可开启口，门和框架的接地端子间，应用裸编织铜带连接，且有标识。