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# MAIN ## 运送电(不做研究) ## 工控领域(建筑电气、低压设备) ### 标准文件,参考 标准文件:IEC(欧美) GOST(俄罗斯) GB(中国) 电气简图: ### 常用的电气元器件 《电工手册》 电线线缆 电机 空气开关、熔断器、断路器、继电器、接触器、启动器 变压器 传感器: 家居,照明电路 ### 电气元器件,底层原理理解(标准、理论计算) 张白帆 《低压成套开关设备的原理及其控制技术(第3版) - 张白帆》 《低压电气元器件》 - GB/T 4728.x 电气简图用图形符号 - GB/T 6988.x 电气技术用文件的编制 - GB/T 5094.x 工业系统、装置与设备及工业部产品结构原则与参照代号 # 电气原理图: 制图规则:《GB/T 6988.x》 ## 制图规则 a. 信号流方向:从左到右,或者自上至下  b. 符号布局: 按顺序排列\ \ 控制系统:主控系统放在被控系统功能组的左边或者上边 \ 位置布局:相对实际位置 c 简图图形符号:符合GB4728规定\ d 符号:功能,从左向右信号流\ e 连接线  ## 中断线 在一张图上中断,另一张图上,中断线的末端相互标出识别标记   # 电路设计: ## 计算 ## 人体安全 《GB 13870》 电流经过人体,引发的生理不可逆的变化,电压、电流范围和时间研究\ - 非接触,划定一块区域,该区域不让人接近\ 绝缘\ 标识\ 区域功能划分,使人没有机会接触到区域\  [ref](https://lp-cn1-wechat-production.merklechina.com/post/digikey/technical_article/1106/) iec 60479 《电流体通过人体时的效应》 感觉阈值--人体能感觉出的最小电流值,一般为0.5mA,次之与电流通过的持续时间长短无关 摆脱阈值--成年男性 10mA,手掌心肌肉电流超过此值,手掌心肌肉反应是不依人的意识摆脱带电导体 心室纤维性颤动阈值--  Ib<30mA,就不会发生心室纤颤而导致死亡,RCD的额定动作电流取值为30mA  干燥:48v以下 潮湿:36v以下面 淋浴:6v以下 手持式、移动式设备,如果绝缘损坏,通过人体的电流大于10mA,人体不饿能脱离与电的接触,所以需要加RCD 对于固定式设备和配电线路,因往往能及时摆脱设备故障,其要求可以降低 直流电通过人体同样会产生各种效应,直流电的阈值为2mA,没有明确摆脱阈值,xx iec标准将引起心室纤颤的直流预期接触电压限值取为120v ## 电击防护 - 直接防护 1 绝缘层覆盖 2 遮拦或外护物 | xx防护等级 3 阻挡物 | 栏杆、网屏、栅栏 4 带电部分置于伸臂范围之外 | iec规定2.5m 5 30mA RCD 附加防护 rcd回路没有剩余电流,不跳闸 rcd断开时间长,可能造成人体损伤 - 间接防护 ## 接地保护(即使触电,也要把损伤降到最低) 浪涌 短路 IT\ TN-C TN-S\ TT\   如图, - 系统接地  如图:雷电浪涌会在电路中产生极大的瞬态电流 电源端接地,瞬态电流绕着大地回到电源负极,起到了对负载电器的保护作用 中性线接地(保护接地) [楼宇小区供电系统接地方式分析(TN-S系统)](https://www.bilibili.com/video/BV1Y2421w7dx/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=5f0df1465c2a6217cdfee2c39bf1d4db) 中性线N取自于电力变压器低压侧按星形联结的三项绕组公共端。中性线N和相线一同为使用相电压的负载提供电能,同时中性线上也流过三相系统中的不平衡和单项电流。 保护线PE则取自于接地点,其用途是保护人身安全,一般用于连接带电负荷的金属外壳、构架等,以及平时可能不带电但发生故障时可能带电的设备外露可导电部分。 IEC标准规定自变压器中性线引出的PEN线(或N线)必须绝缘,并只能在低压配电盘内一点与接地的PE母排连接而实现系统接地,在这点以外任何之处不得再次接地,否则将有部分中性线电流通过非正规路径返回电源。 IEC规定包含PE线的PEN线上不允许装设开关和熔断器以杜绝PE线被切断。   接地系统   低压配电网考虑三个问题: 1 电气系统中的中性线及电器设备外露导电部分与接地极的连接方式 2 采用专用的PE保护线还是采用与中性线合一的PEN保护线 3 采用只能切断较大故障电流的过流保护电器还是采用能检测和切断较小的剩余电流的保护电器作为低压成套开关的接地故障防护 TN系统 特征: 1 强制性要求将用电设备外露导电部分和中性点接通并接地 2 TN接地系统中的单相接地故障被放大为短路故障 3 在TN接地系统中发生第一次接地故障时就能切断电源 TN系统属于大电流接地系统,因此在TN系统下可利用断路器或熔断器的短路保护作用来执行给单项接地故障保护 TN-C(combine) 特征:能同时承载三相不平衡电流和高次谐波电流。为此,TN-C的PEN线应当在用电设备内与若干接地极相连。 TN-C系统的PEN线定义中,“保护线”功能优于“中性线”功能,所以PEN线首先接入用电设备的接地接线端子,然后再用连接片接到中性线端子。 TN-S() ## 电路保护 开关元器件:断路器、继电器、空气开关(计算、选型) 脱扣曲线:时长、电流大小,计算 # EPLAN GB/T 16733 国家标准定制程序的阶段及划分 ## 设备标识符 [eplan电气--结构规划还可以这么做](http://wap.800plm.com/xwzx/info.aspx?itemid=911&lcid=207)   ## 设计思路 功能实现\ 符号设计 (XXX) 设备设计 (xxx) 电路优化\ (xxx),遵循不同的标准,表达清楚意思即可 ## 符号 符号库->符号(图形、功能点 逻辑连接点、属性) 常用符号:标识字符  ## 生产 ### 线缆报表 ref <PLC的标准化应用:基于西门子OMAC的面向对象的编程方法> # 选型 ~~[电气元器件目录](https://www.kdocs.cn/l/cm6cAsgwQNDD)~~ [eclass standard](https://eclass.eu/zh/%E6%A0%87%E5%87%86-eclass/%E5%9C%A8eclass%E6%A0%87%E5%87%86%E4%B8%AD%E6%90%9C%E7%B4%A2/show?tx_eclasssearch_ecsearch%5Bdischarge%5D=0&tx_eclasssearch_ecsearch%5Bid%5D=27000000&tx_eclasssearch_ecsearch%5Blanguage%5D=3&tx_eclasssearch_ecsearch%5Bversion%5D=14.0&cHash=8fa9d83b7192212f5ee7556832c45609) xx工作原理:\ xx参数:\ xx厂家/型号:\ xx购买渠道:\ xx设计文件: ## 断路器 - 过载保护L曲线 - 瞬时短路保护I - 接地故障G - 可调延时短路保护S - Ics ### 低压断路器 L – I – S – G 保护整定表  #### 示例条件 - **负载**:三相异步电机,30 kW - **电缆**:铜芯 25 mm²,长度 80 m - **断路器额定电流** \( I_n = 100 \) A(电子式塑壳断路器) | 代码 | 保护名称 | 保护对象 | 整定参数 | 符号 | 常用范围 | 推荐整定依据 | 示例整定值 | | :---: | :--- | :--- | :--- | :---: | :--- | :--- | :--- | | **L** | 过载长延时 | 电缆、负载过热 | 动作电流 | \( I_r \) | 0.4 ~ 1.0 × \( I_n \) | ≥ 1.05 × 负载额定电流,且躲过启动电流 | **80 A** | | | | | 动作时间 | \( t_r \) | 1 ~ 400 s | 1.5\( I_r \) 时,30 ~ 120 s 动作(匹配电缆热耐受) | **60 s** | | **I** | 瞬时短路保护 | 巨大短路电流 | 动作电流 | \( I_i \) | 5 ~ 15 × \( I_r \) | > 线路最大冲击电流(如电机启动峰值)<br>< 线路末端最小短路电流 | **960 A** (12 × \( I_r \)) | | **S** | 短延时短路保护 | 上下级选择性 | 动作电流 | \( I_{sd} \) | 2 ~ 10 × \( I_r \) | ≥ 1.3 × 下级断路器瞬时整定值 \( I_i \) | **400 A** (5 × \( I_r \)) | | | | | 动作时间 | \( t_{sd} \) | 0.1 / 0.2 / 0.3 / 0.4 s | 上级 ≥ 下级延时 + 0.1 s(保证选择性) | **0.2 s** | | **G** | 接地故障保护 | 对地漏电 / 接地故障 | 动作电流 | \( I_g \) | 0.2 ~ 1.0 × \( I_n \) 或固定值 (0.03/0.1/0.3/1 A) | ≤ 最大允许漏电保护要求<br>≥ 2 × 正常泄漏电流 | **40 A** (0.4 × \( I_n \)) | | | | | 动作时间 | \( t_g \) | 0.1 / 0.2 / 0.5 / 1.0 s | 躲过正常泄漏峰值时间,≤ 1 s 满足热稳定 | **0.3 s** | --- #### 整定说明 1. **L 保护**:按电缆载流量降额选取 \( I_r \),\( t_r \) 应配合电缆热耐受曲线。 2. **I 保护**:若启用 S 保护,通常需关闭 I(设为 OFF 或最大倍数)以实现选择性。 3. **S 保护**:仅多级配电的上级断路器使用,下级用瞬时保护(I)。 4. **G 保护**:TN 系统中接地故障电流可能较大,电子脱扣器可设延时;TT/IT 系统常需配合 RCD。 ## 触摸屏 IT6070T 控件 按钮 宏指令 ref [INOVANVE IT6070T](https://www.jianguoyun.com/p/DRUuw8gQ5rjkDBjzgNAFIAA) ## plc sfc编程: 步转移条件:外部触发、外部状态变化 - 外部触发: blank 条件[pos] transfer xx-> 状态转移点<>状态变化 动力源: 电机:步进电机、伺服电机、三相异步电机 气缸: 液压缸: 传动系统: 机械传动:齿轮、丝杆 电传动 气传动 液压传动 # 信息编码 ## 位置编码 1 作为主代码\ 2 作为主代码的辅助代码,例如,形状代码作为颜色代码的补充\ 位置代码主要用于过程状态和设备状态指示  ## 听觉编码  ## 触觉编码  ## 编码颜色  ## 不发光操作器件  ## 发光操作器件  # 常见电气事故与保护失效 | 事故/失效类型 | 失效模式 | 直接后果 | 关联的典型场景 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **一、触电事故** | | | | | 直接接触电击 | 绝缘损坏、带电体裸露、未设置遮栏或安全距离不足 | 人体直接触碰带电导体,电流流经心脏等重要器官,可致死 | 插座无防触电安全门;接线盒盖缺失;临时用电线路破损 | | 间接接触电击 | 设备外壳的PE线断线或接触不良;TN-C系统PEN线断线;TT系统接地电阻过大 | 设备漏电时外壳持续带电,且保护开关不跳闸,人触碰后触电 | 宿舍楼PE线端子松脱;老旧小区零干线锈蚀断裂;农村TT系统接地极腐蚀 | | 电弧烧伤 | 短路或误操作产生电弧,未穿戴防护用具 | 电弧温度高达8000℃,造成大面积深度烧伤、引燃衣物 | 带电合闸产生电弧;低压母线短路;电容器放电未充分接地 | | **二、过电流与短路事故** | | | | | 短路(L-L, L-N, L-PE) | 绝缘老化破损、金属异物、动物侵入、接线错误 | 瞬间巨大短路电流(可达几千安),产生高温电弧,烧毁设备、引发火灾 | 电缆被老鼠咬破;螺丝刀同时触碰两相;水浸插座 | | 过电流保护失效(空开/熔断器) | 断路器额定电流选型过大(如1.5mm²电线配32A空开);熔断器用铜丝替代;机械卡滞、触头粘连 | 线路持续过载或短路时**不跳闸**,绝缘层熔化发热,引发**电气火灾** | 私增设备功率未换线;老旧配电箱从未检修;装修时故意换大空开 | | **三、单相失效(缺相)事故** | | | | | 缺相(一相断开) | 熔断器仅烧一相;断路器单相跳闸;接线端子烧断;电缆芯线断裂;户外架空线一相断落 | **三相电机**:运行中缺相→电流激增1.5~2倍→剧烈振动、发热→**几分钟内烧毁绕组**。<br>**三相负载**:严重不平衡→中性点漂移→接在升高相上的单相设备过电压损坏 | 配电室熔断器只换了一相;施工作业挖断一相电缆;风吹树倒打断一相架空线 | | 缺相保护失效 | 未装缺相/相序保护继电器;保护器损坏;动作时间设置过长 | 电机在缺相状态下持续运行直至**烧毁冒烟**,或造成生产事故 | 老式控制柜只有热继电器;维修后忘记恢复保护功能 | | **四、剩余电流(漏电)事故** | | | | | 漏电(L对PE或对地泄漏) | 绝缘受潮、老化、破损;设备内部污染、结露 | 外壳或周围环境带电,轻则麻电,重则致命;漏电电能浪费,可高达数百瓦甚至数千瓦 | 电热水器内部发热管绝缘劣化;地下室水泵电机受潮;户外灯具密封失效进水 | | 漏电保护失效(RCD) | **拒绝动作**:接线错误(PE与N在负载侧混接)、电子板损坏、试验按钮失效<br>**误动作**:雷电浪涌、大设备启动冲击、线路谐波干扰 | 发生漏电时**不跳闸**→人持续触电;或正常工作时**频繁跳闸**→用户拆除漏保→后续真漏电时无保护 | N线与PE线在插座背后连通;多台变频器共用一只RCD;雷雨季节频繁跳闸 | | **五、浪涌与过电压事故** | | | | | 雷击浪涌 | 雷电直击或感应雷击侵入低压线路 | 浪涌电压(可达数千至数万伏)击穿电子设备电源、网口、主板;或引起SPD起火 | 室外摄像头、LED屏、住宅弱电箱无防雷;雷雨季节集中损坏一批电器 | | SPD浪涌保护失效 | 压敏电阻老化劣化;PE接地线断线或引线过长(>0.5m);后备保护熔丝/断路器配置不当 | 浪涌**无法泄放入地**→残压过高→设备击穿;或SPD自身短路时**不起火保护失败**→SPD起火 | 遭受多次小雷击后未更换SPD模块;SPD安装时接地线盘绕过长;未使用专用SCB | | 操作过电压 | 断开大电感负载(电机、变压器、电焊机);电容器组投切 | 产生数倍于额定电压的瞬态过电压,击穿弱电设备绝缘,或加速电机绕组老化 | 大功率手电钻拔插瞬间损坏电脑;无功补偿电容器投切时损坏PLC | | **六、等电位与接地失效** | | | | | 等电位联结失效 | 局部等电位箱(LEB)端子排锈蚀、断开;联结线遗漏或人为剪断 | 卫生间内花洒、水管、金属门窗之间产生**危险电位差**,洗浴时即使无外部漏电也可能发生触电 | 老住宅卫生间无LEB或已损坏;装修时切断了卫生间与楼板钢筋的联结线 | | 接地系统失效 | 接地极腐蚀断裂;接地电阻超标(TT系统>100Ω);总等电位联结未做 | 故障电流无法安全流入大地→设备外壳持续带电且不跳闸;雷击时无法泄放→设备损坏 | 农村TT系统接地极用钢筋插入地下多年腐蚀;老厂房未做环形接地网 | | **七、设备内部故障** | | | | | 电机堵转 | 负载卡死、轴承抱死、机械卡涩 | 电流骤升5~8倍,若过载保护失效或动作不及时,绕组迅速过热烧毁 | 风机轴承缺油卡死;输送带卡异物;水泵叶轮被泥沙卡住 | | 变压器/电容器内部故障 | 绝缘老化、油质劣化、内部电弧、过电压击穿 | 内部电弧高温使绝缘油分解产生大量气体,压力骤升导致**油箱爆炸、喷油起火** | 油浸式变压器长期过载运行;电力电容器未装放电电阻 | ## 电热水器漏电示例:绝缘老化导致的剩余电流 - 正常情况 - 电热水器内部的加热管外面有一层绝缘层(氧化镁粉末),将发热丝(火线)和金属外壳有效隔开。 - 电流路径:火线 → 加热丝 → 零线,形成封闭回路。 - **结果**:电流不会流到外壳,外壳始终处于安全零电位。 - 漏电发生 - **原因**:使用多年后,绝缘层因高温老化或内部受潮,绝缘性能显著下降。 - **现象**:火线与外壳之间不再是“断路”,而是形成了一个高电阻的通路(例如几万欧姆)。 - **结果**:一部分电流(通常为几毫安到几十毫安)从火线 → 外壳 → PE线 → 大地。 这部分电流就是**剩余电流**(漏电电流)。 - 此时你摸外壳 - **若PE线完好**:大部分漏电电流走PE线(电阻极小),流过人体的电流非常小,通常只有轻微麻感或毫无感觉。 RCD检测到剩余电流后会快速跳闸,进一步保障安全。 - **若PE线断开**(如端子松脱、线路被剪断):漏电电流无法通过PE线入地。 当你触摸外壳时,电流将全部或大部分流经你的身体 → 大地,可能导致严重触电事故。 此时RCD也可能无法动作(因形不成有效剩余电流回路),危险极大。 - 关键结论 - 电热水器漏电的本质:绝缘老化使火线与外壳之间出现非预期通路。 - PE线是保护人身安全的“生命线”,一旦断开,原本安全的设备也会变成致命隐患。 - 定期检查电热水器绝缘状况、确认PE线连接可靠,是预防此类事故的核心措施。 <低压成套开关设备的原理及其控制技术.pdf> ## 短路过程 [cousera-电力系统分析](img/https://www.icourse163.org/learn/NJTU-1003359009?tid=1473275479#/learn/content?type=detail&id=1260965142&cid=1297838221)
peipeo
2026年7月16日 09:10
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