电气工程设计基本知识

电气工程设计基本知识
电气设计涉及的知识范围应该说很广，有电学，数学，物理学，化学，材料学等等，太多太多。

我们都知道，掌握的知识越多设计效果越好，追求完美没有错，但完美是需要大量知识的积累。

下面就给大家归纳了电气工程成套设计基本知识，希望大家能掌握，灵活熟练运用在计算、设计、施工中。

各种标准代号
国标推荐及图例
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。

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。

常用数据表格
（1）变压器高压短路容量500KVA，低压0.4KV出口短路电流值（KA）
（2）变压器基本参数及低压基本配置估算值
（3）PE线选择
（4）塑料线BV、BVR载流量（温升为65K，环境升为4℃）
（5）单片母线的载流量(A）θe=70K,环境温度为40℃
（6）抽屉内用乙炳绝缘非燃性护套软电缆JEFR载流量
（7）铜母排允许短路冲击电流峰值（kA）（验证动稳定用）
（8）铝母排允许短路冲击电流峰值（kA）（验证支稳定用）
（9）低压柜电气间隙爬电距离
（10）高压柜电气间隙及爬电距离
（11）电气设备外壳防护等级IP
（12）低压电器的使用类别
（13）达到补偿后的功率因烽时所需系数K值
（14）电缆分支线三相短路稳态电流速查表
（15）母线螺栓搭接尺寸
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
（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及保护熔断器的选择
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。

电气基本知识
（1）高压柜五防要求：
对固定柜要求为：
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。

对手车柜要求为：
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
（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。

一二次安装的注意事项
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的确定
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3-150 mm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。