建筑设备第二版

第四章《建筑电气工程》建筑设备工程第2版•书名：建筑设备工程第2版•书号：978-7-111-54597-2•作者：张东放主编•出版社：机械工业出版社目录1.建筑电气系统的作用及分类2.建筑供配电系统5.施工现场临时用电3.建筑电气照明系统4.安全用电与建筑防雷6.电气照明系统施工图7.建筑弱电系统8.建筑电气系统的安装建筑电气是以电能、电气设备和电气技术为手段，创造、维持与改善室内外空间的电、光、热、声等环境，以利于提高人们的生活、工作和学习质量。创造良好舒适环境。1）创造良好视觉光环境2）创造舒适温湿度环境3）创造空气环境的设备4）创造声音环境方便使用。加快信息传递。增强人身安全保护。提高设备控制性能。4.1.1建筑电气系统作用4.1建筑电气系统的作用及分类建筑电气系统一般由用电设备、供配电线路、控制和保护装置三大基本部分组成。1.建筑的供配电系统（1）电能产生、输送和分配～G降压变压器区域变电所工厂（用户）配电线低压配电线高压变压器降压高压输电线变压器升压发电厂发电机380/220V6～10kV35～330kV3.15～15.75kV(电用户)工厂发电站1）发电厂2）电能输送3）电能用户电力系统组成示意图4.1建筑电气系统的作用及分类4.1.2建筑电气系统的分类4.1建筑电气系统的作用及分类发电厂高压供电线路户外变压器输入电压6kV高压配电房低压配电房变压器输出电压380V/220V4.1建筑电气系统的作用及分类相线：俗称火线。分为A、B、C三相。有电流流经。零线：又称中线、中性线。作用：使流经三相的电流相等。地线：作用保护接地。三相四线制：三根相线+中线（没有地线）三相五线制：三根相线+零线+地线线电压：相线与零线之间的电压差。相电压：相线之间的电压差。民用建筑中，常常是用6kV/10kV引入，经变压器转为0.22kV/0.38kV。我国电力工业标准频率为50Hz，220V。有一些国家的电力标准为110V，如日本。（2）电力系统的电压和频率1）电压等级：我国规定交流电网的额定电压等级有：220V、380V、3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV等。2）各种电压等级的适用范围：高压多用于远距离输送电能，三相四线制低压供电采用380/220v；3）额定电压和频率：我国规定使用的工频交流电频率为50Hz，线/相电压为380/220V。小范围民用建筑设施的供电，只需要设一个简单的降压变电室（所），把电源进线6～10kV经过降压变压器直接变为低压380/220V三相四线制。大型民用建筑设施的供电，一般电压选为6～10kV，经过高压配电所，再用几路高压配电线将电能分别送到各建筑物变电所，降为380/220V电压供给用电设备工作使用。（3）民用建筑供电系统4.1建筑电气系统的作用及分类（4）电力负荷的分类2.电气照明系统（1）建筑电气照明系统组成电气系统照明系统一级负荷二级负荷三级负荷两路市电引入，或使用发电机。不中断供电，或中断后能够迅速恢复。无特殊要求指光能的产生、传播、分配(反射、折射和透射)和消耗吸收系统。指电能的产生、输送、分配、控制和消耗使用的整个系统4.1建筑电气系统的作用及分类4.1建筑电气系统的作用及分类（2）建筑照明系统的分类正常照明事故照明警卫值班照明障碍照明彩灯和装饰照明3.建筑动力系统（1）电动机的种类及其在公共建筑中的应用电动机分类交流电动机直流电动机同步电动机异步电动机他励式直流电动机自励式直流电动机笼式异步电动机绕线转子电动机串励式并励式复励式异步电动机构造简单、价格便宜、启动方便，在建筑动力系统中得到广泛应用。4.1建筑电气系统的作用及分类（2）异步电动机的启动指电动机从接通电源开始转动，到转速增至额定转速这个过程称启动过程。启动电流短暂过载（3~7倍正常电流）。（3）异步电动机的启动方法1）笼型异步电动机的启动笼式电动机的启动全压启动（直接启动）降压启动定子绕组串电阻自耦变压器星—三角转换2）绕线式转子电动机绕线转子异步电动机启动时，转子电路中可串入频敏电阻器或启动变阻器。电动机启动必须有过载（热继电器）、欠电压和短路保护。4.1建筑电气系统的作用及分类4.建筑弱电系统以毫安(mA)为计量单位的称为弱电系统。建筑弱电系统主要进行信息的传递和交换。主要包括：（1）火灾自功报警与消防联动系统——火灾发生但还未成灾之前发出报警，及时采取一定补救措施。（2）通讯系统——目的是传递信息。通信技术向数字化、综合化、智能化、宽带化、个人化和标准化发展。（3）建筑广播系统——大型建筑内部，为满足紧急通知、业务性报告和播放服务性背景音乐等需要设置的声音系统。（4）智能化系统——将建筑、通信、计算机网络和监控等方面的先进技术融合、集成为最优化的整体。4.1建筑电气系统的作用及分类1.计算负荷根据计算负荷选择导线、电缆及控制保护电器。方法有需要系数法、二项式系数法、单位面积估算法、利用系数法等。2.需要系数法计算负荷（1）设备的容量1）设备的额定功率：每台用电设备的铭牌上都标有“额定功率”（一般指有功功率kW）。2）用电设备的工作制：4.2建筑供配电系统4.2.1用电负荷的计算①长期连续工作制②短时运行工作制（豆浆机）③断续运行工作制（电梯/电焊机）：负荷暂载率%100%1000tttTtNNNNeSPPcos3）设备容量的确定(额定功率转化设备容量）对长期连续工作制和短时运行工作制的用电设备，设备容量就是铭牌上的额定功率；对重复短时断续工作制（断续周期工作制）的用电设备，设备容量就是将设备在某一负荷持续率的铭牌容量“统一等效”换算到一个规定的负荷持续率下的功率。①电焊机及电焊装置的设备容量：统一换算到＝100％，其设备容量的换算公式为②起重吊车电动机：要求统—换算到＝25％，换算见下式NNNNePPP2254.2建筑供配电系统③各种照明设备的设备容量纯电阻负载白炽灯、碘钨灯的设备容量是指灯泡上标出的额定功率；对有镇流器的气体放电光源，必须考虑镇流器中的功率损失。对高压水银灯应其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍；对金属卤化物灯其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍；对荧光灯其设备容量为灯管额定功率的1.2倍。下列用电设备在进行负荷计算时，不列入设备容量之内：备用生活水泵、备用电热水器、备用空调制冷设备及其他备用设备；消防水泵、专用消防梯及消防状态下才使用的送风机、排烟机等，以及在非正常状态下投入使用的电气设备；当夏季有吸收式制冷的空调系统，而冬季则利用锅炉取暖时，在后者容量小于前者情况下的锅炉设备。4.2建筑供配电系统（2）计算负荷的计算cP1）需要系数见教材表4－3xK2）有功计算负荷excPKP3）无功计算负荷tanccQP4）视在计算负荷22cccQPScosccPS或功率因数无功计算负荷有功计算负荷视在计算负荷(容量)（3）计算电流cINUScIc3NUScIc4.2建筑供配电系统（4）用电设备计算负荷计算步骤4.2建筑供配电系统3.单位面积估算法4.2建筑供配电系统1.刀开关1）开启式负荷开关常见型号有HKl型和HK2型，其额定电流有5A、10A、15A、30A、60A，按极数分为二极开关和三极开关。2）封闭式负荷开关铁壳盖的型号有HH3型、HH4型、HH10型、HH11型等系列，HH10型的额定电流有10A、15A、20A、30A、60A、100A，HH11型的额定电流有100A、200A、300A、400A，铁壳闸极数一般为三极。4.2.2电气设备及其选择4.2建筑供配电系统2.低压断路器低压断路器型号的表示接通和分断电路的正常工作电流。短路保护过载保护（1）万能式断路器一般用于变压器400V侧出线总开关、母线联络开关或大容量馈线开关和大型电动机控制开关。4.2建筑供配电系统（2）塑壳式断路器（3）微型断路器建筑电气终端配电装置中最广泛的一种终端保护电器。一般用于配电馈线控制和保护、小型配电变压器的低压侧出线总开关，动力配电终端控制和保护及住宅配电终端控制和保护，也可用于各种生产机械的电源开关。主要区别：分段能力不同：万能式分段能力较高，微型最差。安装位置不同：微型用于负载端；塑壳作为配电电器在，在线路中间位置。万能式作为主断路器（电源端总开关）。外形尺寸相差较大：微型小，万能式较大。4.2建筑供配电系统低压断路器（自动空气开关）的选择：1）额定电压的选择：低压断路器的额定电压应大于线路的工作电压；2）额定电流的选择：低压断路器的额定电流应大于或等于线路中的计算电流；3）开关的断流能力：低压断路器的断流能力是切断的短路电流的能力，其断流能力应大于或等于线路中的短路电流；4）脱扣器的动作整定电流：对于采用热脱扣器和复式脱扣器的自动空气开关，其脱扣器的动作整定电流可按以下情况选择：热脱扣器的动作整定电流≥1.1；电磁脱扣器的动作整定电流≥1.35；是线路中出现的尖峰电流，对于电动机来说，尖峰电流是电动机的起动电流。NUNIjsIocIOPIPKIOPIOPIjsIPKININU4.2建筑供配电系统3.剩余电流（漏电）断路器4.2建筑供配电系统下列场所宜装设剩余电流保护器：连接移动电气设备的线路；潮湿场所；高温场所；有水蒸气的场所；有震动的场所；为确保人身安全，民用建筑中下列配电线路或设备终端线路处，应装设剩余电流保护器且动作与跳闸：(1)民用建筑的低压进线处，并应根据用户条件确定其动作于跳闸或动作于报警信号；(2)客房的插座，以及住宅、办公、学校、实验室、幼儿园、敬老院、医院病房、福利院、美容院、游泳池、浴池、厨房、卧室等插座回路；(3)室外照明，广告照明灯室外电气设施及室外地面电热融雪、水下照明等；(4)医疗用浴缸，按摩理疗等康复设施；(5)夜间用电设备，工作电压超过150V的配电线路；(6)装有隔离变压器的二次侧电压超过30V的配电线路；(7)TT系统供电的用电设备。1）瓷插式熔断器瓷座的动触头两端接熔丝，其熔体的额定电流规格有0.5A、1A、2A、3A、5A、7A、10A、15A、20A、25A、30A、35A、40A、45A、50A、60A、70A、75A、80A、100A，熔断器的额定电流的规格有5A、10A、15A、20A、30A、60A、100A等。2）螺旋式熔断器其熔丝装在熔管内，熔丝熔断时其电弧不与外部空气接触，熔断器的额定电流规格有15A、60A、100A三种。4.低压熔断器4.2建筑供配电系统3）封闭式熔断器它有而高温的密封保护管（纤维管），内装熔片。当熔片熔化时，密封管内气压很高能起灭弧作用，还能避免相间短路，常作为大容量负载的短路保护。4）有填料封闭式熔断器它有限流作用及较大的极限分断能力，瓷管内填充硅砂，起灭弧作用。热继电器——过载保护作用4.2建筑供配电系统低压配电房电力电缆大楼敷设方式埋地电缆沟敷设电缆沟大地护套管电缆架空敷设敷设大地电缆电缆架建筑电气系统——电缆线路4.2.3配电线路导线截面的选择4.2建筑供配电系统4.2建筑供配电系统电力电缆的型号电力电缆的线芯分为三芯、四芯、五芯等多种，标称截面主要有4mm²、6mm²、10mm²、16mm²、25mm²、35mm²、50mm²、70mm²、95mm²、120mm²、150mm²、185mm²、240mm²等。35kV及以下电力电缆型号及产品表示方法：①用汉语拼音第一个字母的大写表示绝缘种类、导体材料、内护层材料和结构特点。如用Z代表纸、L代表铝、Q代表铅、F代表分相、ZR代表阻燃、NH代表耐火。②用数字表示外护层构成，有二位数字。无数字代表无铠装层，无外被层。第一位数字表示铠装，第二位数字表示外被，如粗钢丝铠装纤维外被表示为41。③电缆型号按电缆结构的排列一般依次序为：绝缘材料；导体材料；内护层；外护层。④电缆产品用型号、额定电压和规格表示。其方法是在型号后再加上说明额定电压、芯数和标称截面积的阿拉伯数字。如VV42－10（3×50）表示铜芯、聚氯乙稀绝缘、粗钢线铠装、聚氯乙稀护套、额定电压10kV、3芯、标称截面