《电气工程制图与设计》课件

电气工程制图与设计欢迎参加《电气工程制图与设计》课程！本课程将带领您深入了解电气工程制图的基本原理、标准规范以及实用技能，从最基础的符号认知到复杂的系统设计这些知识对于理解电气系统、实施工程项目以及进行创新设计至关重要我们将学习手工绘制与计算机辅助设计相结合的方法，帮助您掌握现代电气工程设计所需的全面技能通过系统的学习，您将能够准确表达和解读各类电气工程图纸，为未来的实际工作奠定坚实基础课程概述课程目标培养学生掌握电气工程制图的基本理论和方法，能够独立进行各类电气工程图纸的绘制和读图，并具备基本的电气系统设计能力通过理论与实践的结合，使学生具备专业电气设计人员的基本素质学习内容包括电气工程制图基础、符号标准、系统图、原理图、接线图、平面布置图的绘制方法，以及CAD和BIM技术在电气工程中的应用，同时涵盖电气工程设计的基础知识与方法考核方式平时作业40%（包括图纸绘制练习和小型设计任务），期中考试20%（理论知识），期末项目40%（综合设计项目）所有图纸作业要求手绘与CAD制图相结合第一章电气工程制图基础电气工程图的定义电气工程图的特点电气工程图的分类电气工程图是表达电气设备、系统构成及标准化程度高，使用专业符号表示各类元按用途和表达内容可分为系统图、原理图、其连接关系的技术文件，是电气工程师交件；强调功能和连接关系的表达，而非物接线图和平面布置图等多种类型，每种图流思想、传递信息的重要工具，也是工程理外观；需遵循严格的制图规范和标准纸都有其特定的表达方式和应用场合施工和设备安装的依据电气工程图的类型系统图原理图表示整个电气系统的组成和主要设备之间的连接关系，通常以单线详细表示电气电路的工作原理，显示所有元件及其电气连接原理图的形式表示系统图重点展现系统的整体架构，是理解电气系统图使用标准符号表示各类元件，是分析电路功能和故障诊断的重要最基本的图纸依据接线图平面布置图表示设备内部或设备之间导线的具体连接方式，包括端子排的位置在建筑平面图的基础上，表示电气设备、线路的位置和布置方式和编号接线图是设备安装和接线施工的直接依据平面布置图是工程施工和设备安装定位的重要依据电气工程制图标准国家标准概述GB/T50786-2012简介电气工程制图必须严格遵循国家标准，以确保图纸的规范性和通《电气工程制图标准》GB/T50786-2012是我国电气工程制图用性我国电气工程制图主要遵循《工程制图标准》和《电气制的重要标准，规定了电气工程制图的一般规则和方法该标准涵图标准》等国家标准，同时也参考IEC等国际标准盖了各类电气工程图纸的绘制要求这些标准规定了电气工程图纸的基本要素、图形符号、文字标注、标准中详细规定了图纸幅面、比例、字体、线型以及各类电气元尺寸标注等内容，是保证电气工程图纸质量的基础件的图形符号，统一了电气工程图纸的表达方式，便于工程技术人员之间的交流和协作电气工程制图基本规则图纸幅面和比例电气工程图纸通常采用国际标准的A系列图纸幅面，包括A4210×297mm、A3297×420mm、A2420×594mm、A1594×841mm和A0841×1189mm根据图纸内容的复杂程度和详细程度选择适当的幅面，一般系统图和原理图可采用A3或A2幅面，平面布置图根据建筑面积大小可能需要使用A1或A0幅面线条种类和应用电气工程图中常用的线条包括粗实线用于图框和主要轮廓、中实线用于导线和设备轮廓、细实线用于尺寸线和辅助线、虚线用于隐藏线和点划线用于中心线和对称线导线连接一般使用中实线表示，但不同类型的线路可使用不同线型区分，如强电和弱电线路文字与尺寸标注字体要求尺寸标注方法电气工程图纸中的文字标注应使用标准工程字体，汉字一般采用尺寸标注包括尺寸线、尺寸界线、尺寸数字以及必要的符号尺宋体，字母和数字采用等线体字高通常为

3.5mm或5mm，标题寸线与被标注的对象平行，尺寸界线垂直于尺寸线，尺寸数字应可适当放大文字应横写，整齐清晰，保持适当间距清晰可辨注释文字应简洁明了，表述准确，避免歧义重要设备的型号、电气工程图中的尺寸标注主要用于平面布置图，表示设备位置、规格等关键信息应突出显示，必要时可加框或加粗表示安装高度、敷设路径等标注时应注意单位统一（通常为mm），对于特别重要的尺寸，如安全距离，应明确注明常用电气符号

（一）电源符号用电设备符号电源是电气系统的能量来源，其符号表示方式多样直流电用电设备是电气系统中的负载，包括照明设备、插座、电动源通常用一长一短两条平行线表示，交流电源用波浪符号表机等照明设备常用灯泡或特定形状的符号表示，区分普通示，三相电源则用三个相位错开的波浪符号表示不同电压照明、应急照明等；插座用不同形式的圆形符号表示，区分等级的电源可采用不同的标识方式，如低压电源和高压电源单相、三相以及是否带接地；大型用电设备则有特定的专用的表示方法不同符号常用电气符号

（二）开关符号断路器符号测量仪表符号开关是电路中控制电流断路器是自动保护设备，测量仪表包括电压表、通断的基本元件，其符能在电路异常时自动断电流表、功率表等，用号通常表示开关的类型开其符号通常包含开于监测电气参数这些和功能常见的有单刀关部分和保护功能表示，仪表通常用圆形符号表单掷开关、单刀双掷开不同类型如空气断路器、示，内部标注对应的功关、双刀双掷开关等，塑壳断路器等有各自的能字母，如V代表电压符号中的刀用直线段专用符号表、A代表电流表表示常用电气符号

（三）变压器符号通常由两个并排的圆圈表示，代表初级和次级绕组，不同类型的变压器（如电力变压器、互感器）有不同的表示方法电动机符号通常用圆圈加字母M表示，各类特殊电机如伺服电机、步进电机等有其专用符号导线和电缆符号根据用途和类型不同有各种表示方法，包括强电线路、控制线路、通信线路等，多根线缆可用束线符号表示第二章系统图绘制系统图的定义和用途系统图的绘制原则系统图是表示整个电气系统结构和主要设备连接关系的图形，通系统图绘制应遵循简明扼要、层次清晰、重点突出的原则通常常以单线图形式表达，省略了复杂的细节，突出系统的整体架构采用单线表示三相系统，用简化符号表示各类设备，集中表达系系统图是理解电气系统最基本的图纸，是设计师和工程师交流系统的功能和结构，而非物理位置关系统方案的主要工具绘制时应注意合理安排图形位置，通常电源在上，负载在下，符系统图在电气工程中用于展示电力系统的配置、主要设备的连接合电能流向；主干线路应优先布置，分支线路在主干线路之后展关系以及系统的运行方式，是进行系统分析和设计的重要依据开；图形应保持良好的平衡性和可读性各设备的型号、规格等系统图也是编制其他详细图纸的基础关键参数应在图中标明供配电系统图电源高低压配电设备包括电网引入点、发电设备等，是系统的变压器、开关柜等主要配电设备起点终端负载干线系统各类用电设备和负载中心主要供电线路和馈线系统绘制供配电系统图的步骤包括确定系统电压等级和供电方式；布置主要配电设备如变压器、配电柜；绘制主干线和分支线路；标注设备规格、型号和主要参数；注明各级开关的整定值和保护方式；检查系统的合理性和安全性，确保满足规范要求照明系统图符号标识确定使用的照明灯具符号，区分普通照明、应急照明和特殊照明回路划分根据使用功能和控制需求划分照明回路线路连接绘制各回路的配电线路，标明线缆型号和规格照明系统图是表示建筑物照明系统构成的专业图纸，主要展示照明配电箱、照明回路以及各类灯具的连接关系绘制照明系统图时需要注意区分不同类型的照明，如工作照明、应急照明、疏散照明等，各类照明应采用不同的符号表示系统图应清晰展示每个照明回路的范围和控制方式，包括开关的位置和类型、线路的敷设方式等信息弱电系统图安防系统•视频监控系统•入侵报警系统•门禁控制系统通信系统•电话系统•广播系统•对讲系统信息网络•计算机网络•无线覆盖•数据中心火灾报警•感烟探测器•手动报警按钮•消防联动控制系统图绘制实例系统起点从市政电网引入10kV高压电源，经环网柜分配至两台变压器变电站两台1000kVA的干式变压器将10kV电压转换为400V/230V，设置有完整的高低压保护装置低压配电低压配电系统采用双母线运行方式，设置联络开关实现互为备用分层配电各楼层设置配电箱，分别为照明、插座、空调和动力负载供电应急电源设置UPS和柴油发电机组作为重要负载的备用电源，具有自动切换功能第三章原理图绘制原理图的定义和特点原理图的分类原理图是表示电气设备或系统工作原理和电气连接关系的图形，按功能可分为电力原理图和控制原理图电力原理图主要表示电使用标准符号表示各种电气元件，通过连线表示元件之间的电气力设备的连接和配电系统的结构，如配电柜原理图；控制原理图连接关系原理图不考虑元件的实际物理位置和尺寸，而是集中则表示控制系统的工作原理，如电动机控制电路原理图表达电路的功能和逻辑关系按表示方法可分为直观式原理图和展开式原理图直观式原理图原理图是分析电路功能、进行故障诊断和设备维修的重要依据，尽量保持元件的相对位置关系，便于理解；展开式原理图则将电也是编制接线图的基础绘制原理图要求符号标准、连线清晰、路按功能分解开来，便于分析电路的工作过程和信号流向功能完整，以确保电路的正确实现控制电路原理图1基本元件识别控制电路中常用的元件包括各类按钮（如启动、停止按钮）、继电器（时间继电器、中间继电器等）、接触器、熔断器、指示灯等这些元件在原理图中都有标准符号表示，并需要编号标识元件编号应遵循规范，如按钮用SB表示，继电器用K表示，接触器用KM表示等2电路连接规则控制电路的连接采用多线图方式，即每一根导线用一条线表示电源线通常横向布置在图的上方，接地线通常横向布置在图的下方元件之间的连接线应尽量横向或竖向布置，避免斜线和交叉连接线的交叉点如果不接通，则用跳线符号表示；如果接通，则用点表示电动机控制电路图直接启动控制星-三角启动控制最简单的启动方式，适用于小功率电动机降低启动电流，适用于中等功率电动机变频器控制软启动器控制实现转速调节和精确控制平滑启动过程，减少机械冲击电动机控制电路图是表示电动机启动、运行、保护和停止等控制过程的原理图绘制电动机控制电路图时，应清晰表示主电路和控制电路，主电路通常使用粗线表示，控制电路使用细线表示图中应标明各元件的型号、规格以及保护装置的整定值对于复杂的控制方式，如PLC控制或变频调速控制，应详细展示控制逻辑和连接关系保护电路原理图过流保护使用熔断器、断路器或过流继电器等元件，当电流超过设定值时切断电路，防止设备因过载或短路而损坏过流保护是最基本的保护形式，几乎所有电路都需要配置过压保护使用压敏电阻、过压继电器等元件，当电压超过安全范围时切断或限制电路，防止高电压对设备造成损坏过压保护在电网波动较大或有浪涌风险的场合尤为重要温度保护使用热敏电阻、温度继电器或热保护器等元件，当设备温度过高时切断电源，防止设备过热损坏温度保护常用于电动机、变压器等容易发热的设备差动保护通过比较进出设备的电流差值判断是否存在内部故障，主要用于变压器、电动机等大型设备的保护差动保护能快速检测内部故障，是高价值设备的重要保护手段原理图绘制实例输入部分各类传感器和开关信号连接到PLC的输入模块，包括启停按钮、限位开关、光电传感器等，每个输入点都有明确的标识和地址控制器部分PLC主机和扩展模块，包括CPU、电源、通信接口等，标明型号和参数配置，以及各模块之间的连接关系输出部分PLC输出模块连接到各执行元件，如接触器、电磁阀、指示灯等，每个输出点都有明确的标识和地址通信网络PLC与其他设备（如触摸屏、变频器、其他PLC）的通信连接，标明通信协议和接口类型第四章接线图绘制接线图的定义详细表示设备间实际连接的技术图纸接线图的用途指导实际接线施工和故障查找接线图的分类内部接线图、外部接线图和端子排接线图接线图是电气工程中用于指导实际接线工作的专业图纸，它详细地表示电气设备内部元件之间或设备与设备之间导线的连接方式与原理图不同，接线图更注重表达实际物理连接关系，包括导线的路径、端子位置、连接方式等，是电气安装和维修的直接依据根据表示范围和用途的不同，接线图可分为内部接线图、外部接线图和端子排接线图内部接线图表示设备内部元件之间的连接；外部接线图表示设备与设备之间的连接；端子排接线图则重点表示端子排上各端子的编号和连接关系内部接线图元件布置连线方法内部接线图首先要确定各元件的物理布置位置，这通常基于设备内部接线应基于原理图的电气连接关系，但需要考虑实际的导线的实际结构元件布置应考虑功能分区、操作维护的便利性以及敷设路径连线时应遵循以下原则导线应尽量沿直线敷设，避散热等因素一般将功率元件和控制元件分开布置，高压部分和免不必要的弯曲；不同功能的导线应分组敷设，如控制线和电力低压部分分区隔离线分开；导线应有明确的标识，如颜色编码或标签元件布置完成后，需要标明每个元件的型号、规格和位置编号对于不同类型的连接，应使用不同的表示方法例如，螺钉端子位置编号通常采用行列编号方式，便于在图纸上快速定位，如A

1、连接、快速接头连接、焊接连接等都有特定的符号接线图中还B2等对于复杂设备，还需标注元件的安装尺寸和固定方式应标明导线的规格、型号和颜色，以及特殊要求如屏蔽线、双绞线等外部接线图设备识别明确需要连接的各设备，包括控制柜、现场设备、仪表等，并标明位置和编号对于大型系统，可能涉及多个配电柜、控制柜和现场设备之间的互连，需要明确各设备的功能和关系连接规划确定设备间连接的线缆类型、数量和路径，考虑电气隔离、电磁兼容性等因素不同性质的信号（如模拟信号、数字信号、电源等）应使用不同类型的线缆，并保持适当的物理隔离，避免干扰详细表示绘制设备间的具体连接方式，标明线缆的起止点、型号、芯数等参数外部接线图应清晰表示每根线缆的走向和连接方式，包括线缆的编号、芯线颜色编码以及在各设备端子上的连接点端子排接线图端子排布置编号规则端子排是设备内部与外部连接的接口，其布置应便于接线和端子排上的每个端子都应有唯一的编号，便于识别和接线维护一般将端子排安装在设备的易于接触的位置，如控制常用的编号方式包括数字顺序编号（如

1、

2、

3...）和功能柜的下部或侧面端子排应按功能分组，如电源端子、输入编号（如L

1、N、PE或X

1、X

2...）编号应清晰标记在端子信号端子、输出信号端子等，各组之间保留适当间隔在复本身或临近位置，通常从左到右或从上到下依次编号对于杂系统中，可能使用多个端子排，需要为每个端子排分配唯多芯电缆的连接，应明确标示每个芯线对应的端子编号，避一的标识符免接线错误接线图绘制实例设备名称低压配电柜编号PD-01位置配电室图号DW-E-001主要设备空气断路器3P塑壳断路器3P塑壳断路器3P630A×1200A×2100A×4辅助设备电压表0-电流表0-指示灯×6500V×1600A×3控制回路远程控制接口状态反馈接口故障报警接口本实例详细展示了低压配电柜的内部接线图，包括主电路和控制电路的连接图中清晰标示了断路器、测量仪表和指示设备的布置位置，以及它们之间的实际连接关系每个元件都有明确的位置编号和型号规格标识，连接线标有线号和规格端子排设置在柜体底部，分为电源端子区、控制信号区和状态反馈区，每个端子都有唯一编号第五章平面布置图绘制平面布置图的定义和作用绘制原则平面布置图是在建筑平面图的基础上，表示电气设备和线路在建平面布置图的绘制应遵循清晰、准确、完整的原则设备符号应筑物中的位置和布置方式的图纸它直观地显示各类电气设备的按标准绘制，位置准确；线路应清晰表示敷设方式和路径；重要安装位置、线路的敷设路径以及控制关系，是电气工程施工的重设备应标注详细的安装尺寸和高度；各类设备之间的控制关系应要依据明确表示平面布置图是工程实施阶段最常用的图纸之一，它将电气系统与绘制时应考虑设备布置的合理性，包括使用功能、操作维护空间、建筑实体相结合，帮助施工人员准确定位设备安装位置，规划线安全距离等因素线路敷设应考虑最短路径原则，但也要避免跨路敷设路径同时，平面布置图也是后期维护管理的重要参考资越不应跨越的区域不同系统的设备和线路应采用不同的图例或料符号区分，如强电和弱电系统建筑平面图识读图例和符号比例和方向建筑平面图使用一系列标准符号表示墙体、门窗、楼梯等建筑元素墙体通常建筑平面图通常按一定比例绘制，常见的比例有1:

100、1:200等图纸上应标用双线表示，门以开启方向的弧线标示，窗户以双线或单线表示特殊区域如明比例和指北针，以便确定方位电气工程师在识读建筑平面图时，应注意图卫生间、厨房等通常有特定的符号标识电气工程师需要熟悉这些建筑符号，纸比例，以便准确估计实际尺寸和距离，避免设备布置冲突以便正确定位电气设备尺寸标注结构要素建筑平面图上的尺寸通常分为轴线尺寸、外部尺寸和内部尺寸轴线是建筑结建筑平面图显示了结构柱、梁、墙体等结构元素的位置这些结构元素对电气构的参考线，电气设备定位常以轴线为基准外部尺寸表示建筑物的总体尺寸，设备的布置有重要影响，如避开结构柱布置设备，利用墙体敷设线路等特别内部尺寸表示房间尺寸电气工程师需要根据这些尺寸安排设备位置和线路路注意承重墙和非承重墙的区别，因为这会影响线路穿墙和设备固定的方式径配电室平面布置图1设备选择与定位配电室中的主要设备包括高低压开关柜、变压器、电容器柜、直流电源柜等设备布置应考虑设备的尺寸、重量、散热要求以及操作维护空间设备之间应保持足够的通道宽度，一般不小于

1.5米，主要通道宽度不小于2米进出口通道应明确标示，且不应被设备阻挡2安全距离与通道设备布置必须严格遵守安全距离规范高压设备与墙面、设备之间的距离应符合电气安全规范要求，一般不小于

0.8米设备前方应预留足够的操作空间，高压开关柜前方空间一般不小于2米，低压开关柜前方空间不小于

1.5米另外，要考虑设备未来更换的路径，预留足够的搬运通道照明平面布置图照明平面布置图是表示灯具、开关和插座在建筑物中位置的专业图纸灯具布置应考虑照度要求、光线分布均匀性以及空间功能不同区域的照度标准不同，如办公区域一般为300-500lux，走廊为100-150lux灯具的选择和布置应根据房间高度、面积和使用功能确定，常见的有吸顶灯、吊灯、射灯、筒灯等开关和插座的布置应便于使用，开关通常设置在入口处距地

1.3米高度，插座根据使用需求布置，一般距地

0.3米照明平面图中应使用不同符号区分各类灯具和控制设备，并用连线表示控制关系图中还应标注特殊要求，如防水、防爆等级，以及应急照明和疏散指示灯的位置弱电平面布置图视频监控计算机网络摄像机位置应覆盖关键区域，避免死角，标明信息点布置应满足办公需求，标明网络插座类摄像机类型和监控方向型和数量火灾报警广播系统探测器布置应符合消防规范，标明探测器类型扬声器布置应确保覆盖均匀，标明功率和安装和保护范围高度平面布置图绘制实例43照明灯具包括LED面板灯和筒灯28电源插座一般和专用插座15网络信息点双口RJ45信息插座8安防设备摄像机和门禁读卡器这是一个典型办公楼层的电气平面布置图实例，面积约600平方米，包含办公区、会议室、休息区等功能空间照明系统采用LED节能灯具，主要办公区使用600×600mm LED面板灯，走廊和辅助区域使用LED筒灯照明控制采用区域分组控制方式，会议室设置调光系统插座系统包括一般插座和专用插座，计算机工作区设置双联多功能插座，复印区设置专用大功率插座弱电系统包括综合布线系统、视频监控系统和门禁系统所有设备位置和线路走向都与建筑结构协调，避开结构柱和其他障碍物，保证安装施工的可行性第六章在电气工程制图CAD中的应用CAD软件简介计算机辅助设计CAD软件是现代工程制图的重要工具，在电气工程领域广泛应用常用的电气CAD软件包括AutoCAD、AutoCAD Electrical、EPLAN、ProfiCAD等这些软件提供了专业的电气符号库和自动化工具，大大提高了制图效率和准确性CAD的优势相比传统手工制图，CAD具有诸多优势绘图精确度高，可精确到毫米级；修改方便，可快速调整图纸内容；标准化程度高，可使用标准符号库；自动化功能强，如自动标注、自动生成材料表等；便于存储和共享，可输出多种格式文件；支持协同设计，多人可同时在不同方面工作基础操作AutoCAD界面介绍常用命令AutoCAD的界面主要包括绘图区、命令行、状态栏、工具栏和功CAD绘图主要通过命令实现，常用的基本绘图命令包括LINE绘能区等部分绘图区是创建和编辑图形的主要区域；命令行用于制直线、CIRCLE绘制圆、ARC绘制弧、RECTANGLE绘制矩输入命令和查看提示信息；状态栏显示当前坐标和绘图模式；工形、POLYGON绘制多边形等编辑命令包括MOVE移动、具栏和功能区包含各种绘图和编辑工具COPY复制、ROTATE旋转、SCALE缩放、TRIM修剪、EXTEND延伸、ARRAY阵列等电气版AutoCAD还包括专门的电气工具选项卡，提供了电气符号库、自动标注工具、电路检查工具等专业功能熟悉这些界面元对于电气制图，还有一些特殊命令如WBLOCK创建块、素是高效使用CAD软件的基础INSERT插入块、MTEXT多行文字以及电气专用命令如创建线路、插入电气元件、自动生成导线号等熟练掌握这些命令可以大大提高制图效率电气工程制图规范CAD图层设置合理的图层管理是CAD制图的关键电气CAD制图通常按照系统类型和功能划分图层，如E-LIGHT照明、E-POWER电力、E-FIRE消防等每个系统又可进一步细分，如照明系统可分为E-LIGHT-FIXTURE灯具、E-LIGHT-SWITCH开关、E-LIGHT-CIRCUIT线路等图层命名应遵循一定规则，便于识别和管理线型和颜色不同类型的线条和颜色用于区分不同的电气元素例如，强电线路可使用红色实线，弱电线路可使用蓝色实线，隐蔽线路可使用虚线线宽也可用于区分重要程度，如主干线路使用粗线，分支线路使用细线色彩和线型的使用应保持一致，并在图例中明确说明，便于图纸阅读者理解电气符号库的使用符号库创建自定义符号库以满足特定项目需求符号库管理组织和分类符号便于快速查找符号插入高效插入并调整符号位置和属性电气符号库是CAD电气制图的核心资源，包含了各类标准化的电气元件符号大多数CAD软件都提供了丰富的电气符号库，覆盖照明、配电、控制、通信等多个领域这些符号通常以块Block的形式存储，可以在图纸中重复使用创建符号库时，应按照国家标准绘制符号，保证符号的规范性和可识别性每个符号应包含必要的属性信息，如设备名称、型号、规格等，便于生成材料表和设备清单对于复杂项目，可以创建项目专用符号库，包含项目中常用的特定设备符号，提高绘图效率插入符号时，可以根据需要调整符号的比例、旋转角度和属性值系统图的绘制CAD系统规划确定系统结构和主要设备，规划布局方式系统图的规划应从整体出发，先确定系统的层次结构，再逐步细化各个部分图形框架创建图框和标题栏，设置绘图比例和坐标系图框应包含项目信息、图纸名称、绘制日期、修订记录等内容主要设备布置插入各主要设备符号，排列位置关系设备布置应符合系统的逻辑结构，通常电源在上，负载在下，保持清晰的层次关系连线绘制连接各设备的线路，注意保持线条整齐美观连线应尽量避免交叉，必要时使用跳线符号表示交叉点不相连标注与注释添加设备名称、型号、参数等标注，以及必要的说明注释标注应位置合适，字体清晰，不遮挡图形内容原理图的绘制CAD元件布置连线技巧在CAD中绘制原理图，首先要合理布置各电气元件一般采用从原理图中的连线是表示电气连接关系的重要元素CAD绘制时，左到右、从上到下的布置原则，电源部分在左上方或上方，负载应使用专用的连线工具，而非普通的线条工具，以便系统能够识部分在右方或下方元件之间应保持适当间距，避免过密或过疏别电气连接关系连线应尽量采用水平线和垂直线，避免斜线，保持图纸整洁对于复杂电路，可采用功能分区的方式，将相关功能的元件集中对于复杂的连接关系，可使用连接点符号、跳线符号等辅助表示布置例如，将电源部分、控制部分、保护部分等分开布置，便电路中的关键节点应设置标签或编号，便于引用不同电压等级于理解电路功能每个元件应有唯一的标识符，如K

1、SB2等，或不同性质的线路可采用不同的线型或颜色表示，如主电路用粗以便在接线图和材料表中引用线，控制电路用细线CAD软件通常提供自动布线功能，可以优化连线路径，提高效率接线图的绘制CAD线号生成标准件设置接线图中的每根导线都应有唯一的线号，便于设备外形绘制CAD软件通常提供标准电气元件库，包括各类施工和维护CAD软件通常提供自动生成线号接线图首先需要绘制设备的外形轮廓，如配电断路器、接触器、端子等使用这些标准件可的功能，可以按照一定规则（如功能区分、顺柜、控制箱等这些外形应按比例绘制，反映以快速绘制出规范的接线图每个元件都应设序编号等）自动为导线分配唯一编号线号应实际尺寸在轮廓内部，需要标示出元件的实置正确的属性，如型号、规格、功能等对于清晰标示在导线上，必要时可使用引出线指向际安装位置，包括断路器、接触器、继电器、特殊元件，可能需要自行创建符号，确保符合细小的导线端子排等元件布置应与实际安装位置一致，相关标准便于施工参考平面布置图的绘制CAD图层设置建筑底图处理为不同系统创建专用图层提取或导入建筑平面图作为底图设备布置按照设计要求放置各类电气设备标注完善线路敷设添加必要的标注和说明信息4绘制连接各设备的线路和管路制图实例CAD配电系统图照明控制原理图办公楼电气平面图展示了从变电站到各负荷中心的配电系统，详细展示了照明控制系统的电路原理，包括在建筑平面图基础上，展示了办公楼的照明、包括高压配电、变压器、低压配电柜等设备各类开关、继电器、感应器等控制元件及其插座、弱电系统布置图中设备符号标准，图中使用了标准电气符号，线路走向清晰，连接关系原理图采用了分区布置，功能清位置合理，线路敷设路径清晰，标注详细设备参数标注完整晰，便于理解和实现第七章技术在电气工程设计中的应用BIMBIM概念介绍BIM在电气设计中的优势建筑信息模型Building InformationModeling,BIM是一种数相比传统的2D设计方式，BIM在电气工程设计中具有显著优势字化表达建筑物物理和功能特性的技术它不仅是三维几何模型，首先，三维可视化设计直观展示电气设备和管线的空间位置关系，更包含了建筑全生命周期的各种信息，如空间、系统、产品、进便于理解和沟通；其次，多专业协同设计可以实时发现和解决专度、成本等BIM技术使建筑从设计、施工到运维的全过程实现信业之间的冲突，如电气管线与暖通管道的碰撞问题息共享和协同工作BIM模型是参数化的、关联的，任何一个部分的修改都会自动更新BIM还支持自动计算和分析，如负荷计算、线缆长度统计、短路电相关的所有部分这种关联性使设计变更更加便捷，减少了错误流计算等，提高设计精度和效率设计变更时，相关文档如材料和返工的可能性BIM模型还可以进行各种分析和模拟，如碰撞检表、线缆表等会自动更新，保持数据一致性在施工阶段，BIM模测、能耗分析、日照分析等，提高设计的科学性和准确性型可以生成准确的材料清单和安装指导，减少现场错误在运维阶段，BIM模型可作为管理基础，提供设备位置、参数、维护记录等信息常用软件BIMRevit MEPAutodeskRevit MEP是专为机电工程设计开发的BIM软件，包含电气、暖通、给排水等专业模块在电气设计方面，它提供了丰富的电气设备族库、电气系统建模工具、自动化计算功能和出图工具Revit MEP的主要优势在于与建筑模型的无缝集成，使电气设计能够准确定位在建筑环境中，实现真正的三维设计NavisworksAutodesk Navisworks是一款专注于项目审阅和协调的BIM软件，能够整合来自不同软件的模型数据在电气工程中，Navisworks主要用于碰撞检测、施工模拟和项目可视化它可以检测电气设备和管线与其他专业的碰撞问题，并生成详细的碰撞报告Navisworks还支持4D施工模拟，将三维模型与施工进度计划相结合，模拟施工过程电气模块基础Revit MEPRevit MEP电气模块的界面主要包括系统选项卡用于创建和编辑电气系统、注释选项卡用于添加标注和图例、分析选项卡用于进行电气计算和分析等功能区提供了创建电气设备、电路、配电盘等工具，以及各种编辑和分析功能属性面板显示当前选中对象的各种参数，如设备型号、电压等级、功率等电气族库是Revit电气设计的核心资源，包含了各类标准电气设备如开关、插座、灯具、配电箱等每个族都包含了丰富的参数和连接点，可以根据项目需求进行调整和定制Revit还支持创建自定义族，以满足特殊项目的需求族库的组织通常按照设备类型和功能进行分类，便于快速查找和使用电气系统建模配电系统建模配电系统建模是BIM电气设计的核心内容，首先需要在模型中放置各类电气设备，如变压器、配电柜、断路器等设备放置时应考虑实际安装空间和操作维护空间，位置准确，尺寸符合实际然后创建电气回路，连接电源和负载设备，设置回路参数如电压、相数、导线规格等照明系统建模照明系统建模包括灯具布置、开关控制和电路连接灯具布置应考虑照明要求、空间功能和美观性，可使用Revit的阵列功能快速布置大量灯具灯具选择应考虑光源类型、功率、光通量等参数设置开关与灯具的控制关系，创建照明回路连接灯具与配电箱插座和设备用电建模插座布置应考虑使用便利性和安全性，通常按照一定间距分布在墙面上特殊用途的插座如空调插座、计算机专用插座等应单独考虑设备用电需要根据具体设备的功率和要求来设置，如大型设备通常需要专用回路供电所有插座和设备用电点都需要创建电路连接到相应的配电箱电气参数设置电气系统建模完成后，需要设置各种电气参数，如电压等级、负荷类型、需求系数等这些参数将用于后续的电气计算和分析，如负荷计算、电压降计算等Revit可以自动计算每个配电箱的总负荷，并生成负荷表参数设置应准确反映实际情况，确保计算结果的可靠性电缆桥架布置桥架类型布置方法和规范电缆桥架是电气线缆敷设的重要支撑结构，根据形状和用途可分桥架布置应遵循合理、经济、安全、美观的原则路径规划应尽为多种类型托盘式桥架是最常见的类型，适用于大多数场合；量简捷，减少弯折和分支，降低材料成本和安装难度桥架敷设梯架式桥架通风性好，适用于大截面电缆；槽式桥架有良好的防高度应考虑建筑空间限制和其他管线，通常安装在天花板下或地护性能，适用于恶劣环境根据材质可分为钢制桥架、铝合金桥板上方的管道空间内桥架之间以及与其他管线之间应保持足够架、玻璃钢桥架等，应根据环境条件选择合适的材质的间距，便于安装和维护在BIM模型中布置桥架时，应使用软件的自动布线功能，减少手动在BIM模型中，不同类型的桥架应使用不同的族，准确反映其尺寸、调整的工作量桥架连接应使用标准配件，如弯头、三通等，避承载能力和安装方式桥架族通常包含宽度、高度、材质等参数，免不规则连接桥架支架的设置应符合规范要求，间距、类型和可以根据需要调整对于特殊部件如转角、三通、四通等，应使固定方式都应考虑桥架布置完成后，应进行荷载分析，确保桥用专用配件族，确保模型的完整性和准确性架能够承受所有电缆的重量管线综合优化管线布局综合考虑各专业需求，创建最优化布线方案解决碰撞问题通过BIM技术发现并解决管线之间的空间冲突空间协调确保电气设施与其他专业设备的空间合理分配管线综合是BIM技术在建筑工程中的重要应用，它解决了各专业管线（电气、暖通、给排水等）在空间上的冲突问题电气管线与其他专业管线的交叉碰撞是施工中的常见问题，传统的2D设计方式很难完全避免这类问题BIM的三维可视化特性使碰撞检测变得直观高效碰撞检测是管线综合的核心工具，通常使用Navisworks等软件进行检测可分为硬碰撞（物理空间冲突）和软碰撞（如安全距离不足）碰撞检测报告会详细列出所有冲突点，包括位置、涉及对象和严重程度设计团队根据报告调整各专业的管线布置，解决冲突通过多轮的碰撞检测和调整，最终形成无冲突的管线布置方案，确保施工的顺利进行模型出图BIM视图设置注释和标注明细表生成创建平面、剖面、详图等不添加尺寸标注、文字注释、自动生成各类明细表，如设同类型的视图，设置适当的图例和标签等，使图纸信息备表、配电回路表、负荷计比例、显示设置和过滤器完整清晰标注应准确反映算表等明细表应包含所有视图设置决定了图纸的表现实际尺寸和参数，便于施工必要信息，如设备型号、数形式，如线条粗细、颜色、参考量、参数等可见性等图纸输出设置图纸组织、添加图框和标题栏，按照标准格式输出最终图纸图纸可导出为DWG、PDF等格式，便于分享和打印应用实例BIM25%设计效率提升相比传统方法节省时间80%碰撞问题减少施工前解决空间冲突15%材料成本降低通过精确计算减少浪费40%维护效率提高利用BIM模型辅助运维某大型数据中心项目采用BIM技术进行电气设计，项目规模约20000平方米，包含多个机房区、辅助区和办公区项目采用RevitMEP建立详细的电气模型，包括高低压配电系统、UPS系统、发电机系统、照明系统和弱电系统等设计团队利用BIM技术解决了多项难题通过三维建模直观展示了复杂的电缆桥架布局，优化了空间利用；通过碰撞检测避免了电气设备与空调、消防等系统的冲突；通过自动计算精确确定了各区域的负荷分布和电缆规格；生成了详细的设备清单和安装图纸，指导施工项目投入运营后，BIM模型继续作为设备管理和维护的基础，大大提高了运维效率第八章电气工程设计基础项目立项确定项目目标、范围和基本要求方案设计2制定初步技术方案，确定主要系统构成初步设计进行基本计算，确定主要设备规格施工图设计编制详细设计文件，作为施工依据施工配合解决施工中的技术问题，确保设计意图实现负荷计算负荷分类建筑电气负荷按重要性可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷一级负荷如医院手术室、数据中心等，中断供电将危及人身安全或造成重大损失；二级负荷如一般生产车间、商场等，中断供电将造成较大经济损失；三级负荷则是中断供电影响较小的普通负荷计算方法负荷计算的基本方法是乘系数法，即通过设备额定功率乘以适当的系数来计算实际负荷涉及的主要系数包括需求系数、同时系数、负荷系数等需求系数是实际最大负荷与设备安装容量之比；同时系数反映设备同时运行的程度；负荷系数则是平均负荷与最大负荷之比负荷密度法对于建筑面积大、负荷分布较均匀的建筑物，可采用负荷密度法进行概算根据建筑类型和用途，确定单位面积的负荷密度值（如W/㎡），然后乘以建筑面积得到总负荷这种方法简单快捷，适用于初步设计阶段，但精度较低，详细设计时需进一步核算最大需量计算最大需量是供电系统设计的重要依据，它是在一定时间内（通常为15分钟或30分钟）的平均负荷最大需量计算需要考虑负荷的时间分布特性，通常采用统计方法或负荷曲线法进行计算准确预测最大需量对于合理选择变压器容量和供电设备规格至关重要配电系统设计电压等级选择变电所规划根据负荷规模和分布确定合适的电压等级确定变电所的数量、位置和设备组成保护系统设计供电网络结构3规划过电流、短路、接地故障等保护方案设计放射式、环网式或树干式等供电方式配电系统设计是电气工程设计的核心内容，关系到整个系统的安全性、可靠性和经济性电压等级的选择应考虑负荷规模、用电性质和电源条件，常见的电压等级有10kV、35kV（高压）和380V/220V（低压）大型建筑通常采用高压引入，通过变压器降压后供给低压负荷变压器容量的确定是配电系统设计的关键，应基于最大计算负荷，并考虑一定的裕度，通常取最大计算负荷的

1.2-

1.5倍对于重要负荷，应考虑双电源供电或设置备用变压器变压器的选型还需考虑环境条件、散热方式和噪声要求等因素，常用的有油浸式变压器和干式变压器，在建筑物内部通常选用阻燃型干式变压器短路电流计算计算原理应用实例短路电流计算是电气系统设计中的重要环节，它为选择断路器、以某办公楼配电系统为例，从市电引入一路10kV高压电源，经过导线和其他电气设备提供依据短路是指电路中两点之间意外接1000kVA变压器降压至380V/220V供建筑使用需要计算低压侧通，造成电流急剧增大的现象短路电流的大小取决于电源容量、短路电流，作为选择低压断路器的依据计算时需要考虑电网短短路点到电源的距离（阻抗）、短路类型（如三相短路、单相接路容量（假设为250MVA）、变压器参数（如阻抗电压6%）、连地等）等因素接线路的阻抗等短路电流计算的基本方法是阻抗法，即将系统所有元件（电源、通过计算得知，变压器低压侧的初始对称短路电流为32kA，考虑变压器、线路等）转换为等效阻抗，然后计算短路点的总阻抗，衰减因素后的峰值短路电流约为70kA据此选择额定电流630A、最后用电源电压除以总阻抗得到短路电流对于复杂系统，可采分断能力80kA的低压断路器作为变压器低压侧的总开关系统各用单位法或标幺值法简化计算在实际应用中，通常使用专业软分支电路的短路电流则根据到短路点的距离不同而有所减小，相件进行快速准确的计算应选择较小分断能力的断路器，既满足安全要求又降低成本选择开关设备和导线1开关设备选择原则开关设备的选择应满足电气参数、使用环境和安全要求首先，额定电压应不低于系统电压；额定电流应大于或等于计算电流；分断能力应大于最大短路电流；极数应与系统匹配，如三相四线制系统通常选用4P断路器其次，考虑使用环境如温度、湿度、海拔等因素，选择适当的防护等级最后，根据功能需求选择合适的保护特性，如过流保护、短路保护、接地保护等2导线选择计算方法导线选择的主要依据是载流量、电压降和短路热稳定性载流量计算考虑导线材质、截面、敷设方式和环境温度等因素，所选导线的载流量应大于计算电流电压降计算基于导线长度、电流大小和导线电阻，一般要求末端电压降不超过允许值（如照明线路5%，动力线路7%）短路热稳定性检验确保导线在短路情况下不会因过热损坏，计算依据是短路电流、短路持续时间和导线热容量接地系统设计接地类型电力系统接地方式主要有TN系统、TT系统和IT系统TN系统中电源中性点直接接地，负载侧通过PE线与系统接地相连；TT系统中电源中性点接地，负载有独立接地极；IT系统中电源中性点不接地或经高阻抗接地在我国，低压配电系统常采用TN-S系统（中性线N和保护线PE分开）或TN-C-S系统（部分线路N线和PE线合并为PEN线）接地装置设计接地装置由接地极、接地线和接地汇集排组成接地极常用热镀锌角钢、钢管或钢板，垂直或水平埋入地下接地线连接设备与接地极，材质通常采用铜导线或镀锌扁钢接地排作为接地系统的集中连接点，通常安装在配电室或设备间接地电阻计算接地电阻是接地系统设计的关键参数，其大小取决于接地极的形状、尺寸、数量和土壤电阻率计算方法包括理论公式法和实测校正法按照规范要求，工作接地电阻一般不超过4欧姆，保护接地电阻不超过10欧姆，特殊场所如电子计算机房要求更低，通常不超过1欧姆等电位连接等电位连接是接地系统的重要组成部分，目的是消除不同导电部分之间的电位差，防止接触电压危害建筑物内应设置主等电位联结，将金属管道、结构、电气设备外壳等连接到接地系统在浴室等特殊场所还应设置局部等电位联结，进一步提高安全性防雷设计防雷系统组成接闪器、引下线和接地装置的综合保护体系防雷等级确定2根据建筑物重要性和雷击风险评估确定防护等级防雷装置布置科学配置接闪器、引下线和接地系统防雷设计是建筑电气设计的重要组成部分，其目的是保护建筑物及内部设备免受雷击损害防雷系统主要由接闪器、引下线和接地装置三部分组成接闪器安装在建筑物顶部，用于接收雷击；引下线将雷电流从接闪器导向地面；接地装置将雷电流散入大地，避免危险电位升高防雷等级的划分基于建筑物的重要性、使用性质和雷击风险评估结果一般分为三类第一类包括易燃易爆场所、重要公共建筑等；第二类包括一般公共建筑、工业建筑等；第三类包括普通民用建筑不同防雷等级要求不同的保护水平，主要体现在接闪器布置密度、引下线间距和接地电阻等参数的差异防雷装置的布置应综合考虑建筑结构特点、美观要求和经济因素，常用的接闪器形式有避雷针、避雷带和避雷网照明设计照度标准确定照明设计首先要确定不同区域的照度标准，这是照明质量的基本要求照度标准因空间功能而异，如办公区域一般要求300-500lux，走廊要求100-150lux，精细工作区域可能需要750-1000lux照度标准应参考国家标准如《建筑照明设计标准》GB50034确定除照度外，还需考虑眩光控制、照度均匀度、显色性等照明质量指标光源与灯具选择光源选择应考虑能效、显色性、寿命和色温等因素目前LED光源因其高效节能、寿命长、光色丰富等优点，已成为主流选择灯具选择应考虑光分布特性、安装方式和环境适应性常见灯具类型包括吸顶灯、嵌入式灯具、吊灯、壁灯、射灯等根据空间功能和美观要求选择合适的灯具类型和外观，同时确保灯具的散热和安全性能灯具布置与计算灯具布置应考虑空间形状、功能区划和美观要求常用的布置方式有均匀布置、重点照明和装饰照明等灯具数量计算通常采用照明系数法或点源法照明系数法适用于一般区域照明，基于室内空间尺寸、反射系数和灯具特性计算所需灯具数量；点源法适用于精确计算特定点的照度，如关键工作面现代照明设计通常使用计算机软件如DIALux、Relux等进行模拟计算，获得更精确的照度分布和视觉效果预览节能设计照明节能配电系统优化设备选型选用高效光源如LED，合理选择变压器容量和选用能效等级高的电气实施分区控制和智能调位置，避免轻载或过载设备，采用变频调速电光，利用自然光，采用运行，使用无功功率补机替代传统电机，使用高效反射材料的灯具，偿装置，选用高效低损智能控制系统实现按需合理照度和灯具间距可耗的设备，优化线路布供电，定期维护保证设显著降低照明能耗，通局减少线损，可使配电备高效运行，通常可节常可节能30-50%系统损耗降低15-25%约设备运行电能10-30%能耗监测实施分类分项能耗计量，建立能耗监测平台，实时监控能源使用情况，通过数据分析发现能耗异常，制定优化方案，能耗监测系统可间接节能5-15%智能化系统设计通信网络系统安防系统建立综合布线和无线网络，消防自动化为各类信息传输提供基础包括视频监控、入侵报警、实现火灾自动报警和联动设施门禁控制等，保障建筑物控制，提高消防响应速度楼宇自控系统的安全和有效性实现空调、照明、电梯等信息集成平台设备的集中监控和自动控制，提高能源利用效率和整合各子系统数据，实现管理水平统一管理和联动控制2电气设计文件编制文件类型主要内容编制要点设计说明书设计依据、设计范围、技术内容全面、结构清晰、表述参数、系统说明准确设计计算书负荷计算、短路计算、电缆计算方法正确、数据可靠、选型计算等结论明确设计图纸系统图、原理图、布置图、符合制图标准、结构合理、详图等信息完整设备材料表设备型号、规格、数量、安分类清晰、描述准确、数量装要求准确电气设计文件是工程设计成果的重要载体，是工程施工和设备采购的重要依据设计说明书阐述设计思路和技术要求，应语言简练、专业准确、逻辑清晰设计计算书展示各种电气计算的过程和结果，必须数据准确、方法正确、依据充分设计图纸是最直观的设计表达方式，应严格遵循制图标准，确保图面清晰、比例适当、标注完整设备材料表是工程预算和设备采购的基础，需要详细列出所有设备和材料的型号、规格、数量和技术要求完整的电气设计文件应形成一个统一的整体，各部分相互支持、相互验证，确保设计意图的准确传达和实现课程总结知识架构本课程系统构建了电气工程制图与设计的知识体系，从基础符号、图纸类型到设计方法、新技术应用，全面覆盖了电气工程设计的核心内容，为学生提供了坚实的理论基础和实用技能技能培养通过课程学习，学生掌握了手工绘图和计算机辅助设计的方法，能够独立完成各类电气工程图纸的绘制和阅读，具备了基本的电气系统设计能力，为未来的工程实践奠定了基础学习建议建议学生加强实践，多绘制工程图纸，参与实际项目；跟踪行业动态，了解新技术、新标准；加强与其他专业的沟通，培养综合工程素养；持续学习，不断提升专业能力和创新思维。