电工电子技术课程设计--家庭模拟电路设计

1电工电子技术课程设计题目班级学号姓名指导教师时间2目录1、总体方案与原理说明....................................1(一)原理与介绍.......................................1（二）设计总体思路...................................62、进户线单元电路.........................................73、漏电开关1电路........................................94、漏电开关2电路.......................................95、漏电开关3电路......................................106、总体电路原理图.......................................107、总体电路原理相关说明.................................118、元件清单.............................................129、参考文献.............................................1310、总结.................................................143一、总体方案与原理说明随着人们赋予家居越来越详细的功能及美观舒适的要求，家居装潢中的电器设计与安装就变得尤为重要。我们家是12年前建的房子，比较老了，电路设计比较保守，已经不太适应新时代的要求了，所以我根据所学的电工知识，模拟了设计了一下我们家的新型电路。（一）原理说明1.分户箱主开关家庭或类似场所使用的分户箱，主开关要求同时具有短路保护过载保护及欠压保护功能，因此主开关必不可少，同时，当发生电器故障时，只要断开主开关，用户端就与电源切断，为检修人员提供了安全保障。2.分路控制随着家庭电器的普及，住宅电路分路控制十分重要，一般在设计院出的图纸已经把每户住宅内的各种电器分为5路，即照明、厨房插座、卫生间插座、空调插座及其他插座。为了保证家庭用电安全，对人手很容易初级的家用电器的电源应具有漏电保护功能。通常，固定照明器具因人手触及不到，其电源回路可不加漏电保护，但如果是高度低于2.5米的壁灯，则要接在其它插座回路中，同时回路中要有接地线。插座回路除挂壁式空调插座外，都应该带有漏电保护。3.电路改装（1）装修时，如果需要调整插座座位置或增减插座数量，则必须做到，先断开某一回路，然后用电笔检查哪些插座不带电，根据这些不带电插座的功能，在分户箱的次回路漏电断路器上贴上次回路的名称。如果要调整插座位置会增减插座数量，则必须从此回路中的插座接引出导线。注意不要漏掉接地线（2）接引出的导线必须保证截面不小于2.5平方毫米，应选用有一点品牌的制造商生产的导线，并且合格证俱全。绝缘层薄厚不均匀和表面有气孔、疙瘩的导4线不能采用。每卷100m的导线其长度允许误差为2m（3）电线不准直接敷设在墙内，必须用电线保护管加以保护。有规定：潮湿场所和直埋于地下的电线保护管，应采用厚壁钢管或防液型可绕金属电线保护管；干燥场所的电线保护管宜用薄壁钢管或可绕金属电线保护管；塑料管不应敷设在高温和易受机器损伤的场所，保护电线用的塑料管及其配件必须有阻燃标记和制造厂标；金属软管应敷设在不易受机器损伤的干燥场所，且不应直埋于地下或混凝土中。（4）卫生间所以插座距离淋浴喷头的水平距离不应小于600cm，且要采用带安全门的插座，且要采用带安全门的插座，而化妆镜旁的插座一般用于电吹风或电动剃须刀用电，最好采用自带安全变压装置的防水插座。4.家庭用电绝大多数为单相进户进每个家庭的线为三根：相线、中性线和接地线、导线颜色：相线未黄（或红、绿），中性线为淡蓝、接地线为绿/黄双色线。这三根线进住户配电箱后，其出线的颜色在家庭装潢中应根据标准选用。由住户配电箱引出的接地线，必须采用绿/黄双色线。个性线的颜色必须采用淡蓝色，相线和进线颜色可一致，也可选用几种色线，以区别不同的输出回路。例如进线为黄线，出线有四个回路，可全部用黄色导线，也可以用黄、绿、红三种颜色的导线，以便在检查线路时，可迅速查出故障线路。5.电能表：其作用是测量用户在一定时间内消耗的电能，装在干路上，电能表的铭牌标有额定电压U和正常工作电流I，家庭电路中正常工作时用电器最大总功率P=UI,中国家庭电路电压为220V。三相四线制有功电能表的额定电压一般为220V，额定电流有1.5A,3A,5A,6A,10A,15A,20A,25A,30A,40A,60A等数种，其中额定电流为5A的可经电流互感器接入电路；三相三线有功电能表的额定电压（线电压）一般为380V，额定电流有1.5A,3A,5A,6A,10A,15A,20A25A,30A,40A,60A等数种，其中额定电流为5A的可经电流互感器接入电路。6.闸刀开关(空气开关)：其作用是控制整个家庭电路的通断，装在干路上，安装闸刀开关时，上端为静触头接输入导线，切不可倒装。空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多5种保护功能于一身。除了能完成接触和分断电路外，尚能对电路或电气设备发生的短路．严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。7.保险丝：①是由电阻率大、熔点低的铅锑合金制成的；②由于电流的热效应，当电路中的电流过大时能自动熔断而切断电路，起到保护作用；③保险丝应串联在电路中，绝对不允许使用铁丝、铜丝代替保险丝；④保险丝的选择原则是保险丝的额定电流等于或稍大于电路中最大正常工作电流。8.插座：给可移动的家用电器供电，插座应并联在电路中，三孔插座中一个孔应接地．（规范插座左接零线，右接火线）9.开关：可以控制所在支路的通断，开关应和被控制的用电器串联。其种类很多，选择时应从实用、质量、美观、价格等几个方面加以考虑。(1)拉线开关。有暗式和明式两种，暗式用于暗配管，明式用于明配管或护套线敷设的场所。家庭装演中，拉线开关局限于卫生间和厨房中使用，其目的是确保湿手操作开关时的安全性。拉线开关的拉线，在开关内直接与相线接触，因此拉线的抗潮性和绝缘要好，现在普遍采用尼龙绳拉线。由于拉线开关影响美观、维修不方便等原因，因此社会需求量逐年减少，在潮湿场所往往被防雨开关代替。(2)扳动开关。有明装和暗装两种，这种开关的特点是分、合位置明显，人若无意触碰开关也不会产生误动作。由于扳动开关体积大，外形不美观，在家庭装潢中很少采用。(3)跷板开关。其体积比扳动开关小，操作亦比扳动开关轻巧，家庭装潢中用得很普遍。这种类型的开关由于受到用户的欢迎，故生产厂极多，不同厂家的产品价格相差很大，质量也有很大的差别。选购时首先要考虑质量，其次再考虑价格。质量的好坏可从开关活动是否轻巧、接触是否可靠、面板是否光洁等来衡量。跷板开关的接线端子，有螺丝外露和不外露两种，当然选购螺丝不外露的开关更安全。(4)钮子开关。它的特点是在各种照明开关中体积最小，可把多至五只开关组合在一块面板上，操作十分方。家庭装潢中必须选择质量可靠的钮子开关。高档的钮于开关，采用纯银触点、银铜复合跷板、可避免因电弧产生氧化而造成接触不良，因此性能可靠。6(5)防雨开关。在浴室中，由于环境潮湿，为了用电安全，可用防雨开关取代拉线开关；在厨房中用湿手操作开关也是难免的，如果采用防雨开关就很安全。家庭用的防雨开关，其结构是在钮子开关外加一个防水软塑料罩。目前市场上还有一种结构新颖的防雨开关，其触点全部密封在硬塑料罩内，在塑料罩外面利用活动的两块磁铁来吸合罩内的磁铁，以带动触点的分、合，操作十分灵活。家庭装潢中还有触摸开关、声控开关等，这里不作介绍了。选用开关时，每户应选用同一系列的产品。10.用电器：直接使用电能工作的器件，各个用电器应并联接入电路。电灯接入电路时灯座两个接线柱一个接零线、一个接火线，控制电灯的开关一定要安装在灯座与火线的连线上，这也是为了安全。螺旋套应该与零线连接。11.注意有金属外壳用电器应用三孔插座,以防触电事故.不可倒接。12.电气插座宜选用防护型，其配置不应少于以下规定：(1)单人卧室设单相两极和单相三极组合插座二只，单相三极空调插座一只；(2)起居室、双人卧室和主卧室设单相两极和单相三极组合插座三只，单相三极空调插座一只；(3)厨房设单相两极和单相三极组合插座及单相三极带开关插座各一只，并在排油烟器高度附近处设单相三极插座一只；(4)卫生间设单相两极和单相三极组合插座一只，因为洗衣机在卫生间，所以应增加单相三极带开关插座一只，卫生间插座应采用防溅式。（二）设计的总体思路家庭电路设计最重要的考虑的安全的考虑，无论什么时候都需要把安全放在第一位。家庭电路设计可分为2类：强电（220v电器用电）和弱电（电话、电脑、有线电视等数据线），我国电压是220v。如果弱电电器需要使用的话，可以选用220转110v的专用插座，这种插座可以方便的将220v的交流电转换为110v电。但是，在我国电器市场里，一般的弱电电器都都带有变压器，无需安装专门的转换插座。首先要了解一下自己住宅的额定功率，以便选择合适大小的电表，7推荐20A或更大的，因为现在家电功率都比较大，所以还是大点好。在住宅的墙壁留的电源插座需要有足够的数量，最好是在每面墙都留好1-2只插座，另外还需要考虑插座的兼容性问题，有方的，有圆的，最好选用国标和美标通用型的，另外为了防止小孩子玩耍时触电，最好选用防触电型的插座。还有一点需要注意的是，在设计好管线走向后应及时把图纸保存好，以备日后修理时使用。布置室内照明应满足一定的要求：保证照度均匀，尽量减少眩光和暗影，力求经济合理，满足局部的要求。卧室：布3支路线：包括照明线、普通电源线、大功率电源线。床头柜的上方预留电源线口，并采用5孔插线板带开关为宜，可以减少床头灯没开关的麻烦。在电线盒旁另加装一个开关。写字台或电脑台上方应安装电源线。照明灯光采用单头和灯管，采用单联开关。采用双控开关更适宜，一个安装在卧室门外侧，另一个开关安装在床头柜上侧或床边较易操作部位。阳台：布2支路线：包括普通电源线和照明线，电灯开关选单联开关。厨房：布3支路线：包括照明线和普通电源线和大功率电源线。切菜的地方可以安个小灯，以免光线不足，造成事故。还有微波炉、电饭煲、消毒碗柜和电冰箱等的大功率插座也要预留。餐厅：布2支路线：包括电源线、照明线。阳台：布2支线路：包括电源线、照明线。卫生间：布2支线路：电源线和照明线，洗衣机的电源插座要预留。客厅：布4支路线：包括电源线、照明线、电视线和电话线、。在沙发的边沿处欲留电话线口。在户门内侧欲留对讲器或门铃线口。饮水机、空调、电视机和DVD等设备预留电源口，客厅至少应留5源线口。二、单元电路分析1.进户线单元电路分析根据我们家家庭需要及国家标准，我准备设计成三回路设计，就是在总空气开关出线的时候出三根火线一根零线，地线是从房子地基铁网引出的。三根火线分别用在三个方面的用电器用的，不同火线的大小不同所承受的共率是不同的，这是为了用电的安全，家里的零线和地线都是一根通用的，这是为了安全又节省。三根火线分别是2.5平方线，4平方线和6平方线。2.5平方线是用以电灯的照明8的因为总的照明电灯都开的功率少于1500瓦；4平方线是用以普通插座的，因为普通插座是用以电视机电风扇电脑等等少于1000瓦的用电器的；而6平方线是用以大功率的用电器的，例如：空调，电饭煲，电池炉，热水器。这样明确地分开了强电线路、中电线路、弱电线路，可以保证每条回路都安全可以大大的降低出现超负荷用电的危险。电能表总开关漏电开关1漏电开关2漏电开关3地线火线零线空气开关漏电开关1，引出2.5平方线，连接整个房子的照明电路。漏电开关2，引出4平方线，连接整个房子的普通电路，适用于普通插座。漏电开关3，引出6平方线，控制这个房子的大功率电路，适用于大功率电器。经过进