建筑供配电系统(低压部分).ppt

建筑供配电系统（低压部分）,工程技术部：赵胜利,建筑供配电系统（低压部分）,一、低压供配电线路的接线方式 二、低压供配电开关设备 三、供电系统的防雷与接地系统 四、建筑电气安装工程识图,一、低压供配电线路的接线方式,1 放射式接线 图1.1所示为低压放射式接线。此接线方式由变压器低压母线上引出若干条回路，再分别配电给各配电箱或用电设备。 放射式接线的特点是：供电线路独立，引出线发生故障时互不影响，供电可靠性较高，但是一般情况下有色金属消耗量较多，采用的开关设备也较多。放射式接线多用于设备容量大或对供电可靠性要求较高的场合，例如大型消防泵、电热器、生活水泵和中央空调的冷冻机组等。,图1.1 低压放射式接线,低压放射式接线,放射式,优 点：可靠性高 缺 点：投资大 适用范围：大型用电设备供电 电缆供电线路,2 树干式接线 图1.2所示为两种常见的低压树干式接线。树干式接线从变电所低压母线上引出干线，沿干线再引出若干条支线， 然后再引至各用电设备。树干式接线的特点正好与放射式接线相反。一般情况下，树干式接线采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少，但干线发生故障时的影响范围大，因此供电可靠性较低。树干式接线在机械加工车间、工具车间和机修车间中应用比较普遍，而且多采用成套的封闭型母线，使用灵活、方便，也比较安全，很适于供电给容量较小而分布较均匀的用电设备，如机床、小型加热炉等。图1.2(b)所示的“变压器干线组”接线还省去了变电所低压侧的整套低压配电装置， 从而使变电所结构大为简化， 投资大为降低。,图1.2 低压树干式接线 (a) 低压母线放射式接线； (b) “变压器干线组”接线,树干式,优 点：投资省 缺 点：可靠性较低 适用范围： 电力架空线路 户外 绝缘导线供电 多层 单芯电缆供电 高层大容量 多芯电缆供电 配电箱内设 电缆接单元,图1.3(a)和(b)所示为一种变形的树干式接线，通常称为链式接线。链式接线的特点与树干式基本相同，适于用电设备彼此相距很近而容量均较小的次要用电设备。链式相连的设备一般不超过5台； 链式相连的配电箱不宜超过3台，且总容量不宜超过10 kW。,图1.3 低压链式接线 (a) 连接配电箱； (b) 连接电动机,3 环形接线 图1.4所示为由一台变压器供电的低压环形接线方式。 环形接线实质上是两端供电的树干式接线方式的改进型。 一个工厂内的一些车间变电所低压侧也可以通过低压联络线相互连接成为环形。环形接线供电可靠性较高，任一段上的线路发生故障或检修时，都不致造成供电中断；或只短时停电， 一但切换电源的操作完成，即能恢复供电。环形接线可使电能损耗和电压损耗减少，但是环形系统的保护装置及其整定配合比较复杂，如配合不当，容易发生误动作， 反而会扩大故障停电范围。,图1.4 低压环形接线,二、低压供配电开关设备,低压电器是指用在交流50 Hz、额定电压1200 V以下及直流额定电压1500 V以下的电路中，能根据外界的信号和要求，手动或自动地接通、断开电路，以实现对电路或电气设备的切换、控制、保护、检测和调节的工业电器。低压电器作为基本控制电器，广泛应用于输配电系统和自动控制系统，在工农业生产、交通运输和国防工业中起着及其重要的作用。目前，低压电器正朝着小型化、模块化、组合化和高性能化发展。,1.低压电器的组成 低压电器的组成一般由感受部分和执行部分两部分组成，感受部分感受外界的信号并作出有规律的反应，在自动切换电器中，感受部分大多由电磁机构组成，如交流接触器的线圈、铁心和衔铁构成电磁机构，在手动电器中，感受部分通常为操作手柄，如主令控制器由手柄和凸轮块组成感受部分。执行部分根据指令要求，执行电路接通、断开等任务，如交流接触器的触点连同灭弧装置。对自动开关类的低压电器，还具有中间（传递）部分，它的任务是把感受和执行两部分联系起来，使它们协同一致，按一定的规律动作。,2. 常用低压电器,1）、按钮开关 按钮开关属于主令电器，是一种短时接通或断开小电流电路的手动低压控制电器，常用于控制电路中发出启动、停止、正转或反转等指令，通过控制继电器、接触器等动作，从而控制主电路的通断。按下按钮帽，其常开触点闭合，常闭触点断开，松开按钮帽，在复位弹簧的作用下，触点复位，按钮触点允许通过的电流很小，一般不超过5A，不能直接控制主电路的通断。按钮通常有常开按钮、常闭按钮、复合按钮和带灯按钮等。选用按钮应根据它的作用，从触点数、颜色和形状等方面考虑，安装时要根据控制工艺要求，合理布局，整齐排列。按钮开关外形和结构如图2.1所示，主要由按钮帽、复位弹簧、常开触头、常闭触头、接线桩、外壳等组成。,按钮开关,图2.1 LA19系列按钮开关外形图、结构及符号,2）行程开关 行程开关又称限位开关或位置开关，其作用和原理与按钮相同，只是其触头的动作不是靠手动操作，而是利用生产机械某些运动部件的碰撞使其触头动作。行程开关触点通过的电流一般也不超过5A。 行程开关有多种构造形式，常用的有按钮式（直动式）、滚轮式（旋转式）。其中滚轮式又有单滚轮式和双滚轮式两种。它们的外形如图2.2所示。,图2.2 常用行程开关外形,选用行程开关，主要应根据被控制电路的特点、要求及生产现场条件和所需触头数量、种类等因素综合考虑。,3）万能转换开关 万能转换开关是一种用于控制多回路的主令电器，由多组相同结构的开关元件叠装而成。外形及凸轮通断触头情况如图2.3所示。,图2.3 LW5系列万能转换开关外形及触头通断示意图,4）交流接触器 接触器是一种通用性很强的自动式开关电器，是电力拖动和自动控制系统中一种重要的低压电器。它可以频繁地接通和断开交、直流主电路和大容量控制电路。它具有欠压释放保护和零压保护。接触器按通过其触点的电流种类不同可分为交流接触器和直流接触器。交、直流接触器的工作原理基本相同。,触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头） 电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧,交流接触器的结构,交流接触器结构图,接触器工作原理,当交流接触器的电磁线圈接通电源时，线圈电流产生磁场，使静铁心产生足以克服弹簧反作用力的吸力，将动铁心向下吸合，使常开主触头和常开辅助触头闭合，常闭辅助触头断开。主触头将主电路接通，辅助触头则接通或分断与之相联的控制电路。当接触器线圈断电时，静铁心吸力消失，动铁心在反作用弹簧力的作用下复位，各触头也随之复位.,交流接触器的工作原理,3、接触器的符号,4、接触器的主要技术指标,根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,5、接触器的使用选择原则,6、常用交流接触器的类型,CJ20 CJ12 CJ15 CJ16 CJ19 CJ24 CJ40 CJX1(3TB/3TF) CJX2(LCD-1) CJT1,交流接触器CJTI系列,交流接触器CJ12系列-3,真空接触器CKJ-160/380-1,继电器主要用于控制与保护电路中进行信号转换。继电器具有输入电路(又称感应元件)和输出电路(又称执行元件)，当感应元件中的输入量(如电流、电压、温度、压力等)变化到某一定值时继电器动作，执行元件便接通和断开控制回路。 控制继电器种类繁多，常用的有电流继电器、电压继电器、中间继电器、时间继电器、热继电器，以及温度、压力、计数、频率继电器，等等。 电压、电流继电器和中间继电器属于电磁式继电器。其结构、工作原理与接触器相似，由电磁系统、触头系统和释放弹簧等组成。由于继电器用于控制电路，流过触头的电流小，故不需要灭弧装置。 电磁式继电器的图形和文字符号如图2.6所示。,5)、继电器,图2.6 电磁式继电器的图形和文字符号,作用：按整定时间长短通断电路 分类： 按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 按延时方式分：通电延时型 断电延时型,时间继电器,(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h),(a) 线圈一般符号 (b) 通电延时线圈 (c) 断电延时线圈 (d) 通电延时闭合动合（常开）触点 (e) 通电延时断开动断（常闭）触点 （f）断电延时断开动合（常开）触点 （g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点,时间继电器,符号,作用：短路和严重过载保护 应用：串接于被保护电路的首端 优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻 分类：,FU,6)、熔断器,瓷插式熔断器,螺旋式熔断器,有填料式熔断器,无填料密封式熔断器,快速熔断器,自恢复熔断器,7)、低压断路器 断路器，在电路中作接通、分断和承载额定工作电流，并能在线路和电动机发生过载、短路、欠压的情况下进行可靠的保护。断路器的动、静触头及触杆设计成平行状，利用短路产生的电动斥力使动、静触头断开，分断能力高，限流特性强。短路时，静触头周围的芳香族绝缘物气化，起冷却灭弧作用，飞弧距离为零。断路器的灭弧室采用金属栅片结构，触头系统具有斥力限流机构，因此，断路器具有很高的分断能力和限流能力。 空气开关内部比较精密，原理却甚为简单。它在入线和出线间串了个10几20圈的电感，电流足够时吸合带动机械杠杆而动作保护。比较安全又不用换保险，是很好的推荐。,自动空气开关也称为低压断路器，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。 自动空气开关具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。低压断路器的结构和工作原理 自动空气开关由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。自动空气开关工作原理图如下：,自动空气开关的主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后，自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，欠电压脱扣器的线圈和电源并联。 当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器3的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路。 当电路过载时，热脱扣器5的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作。 当电路欠电压时，欠电压脱扣器6的衔铁释放。也使自由脱扣机构动作。 分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开。,自动空气开关工作原理图 1-主触点 2-自由脱扣机构 3-过电流脱扣器 4-分励扣器脱 5-热脱扣器 6-欠电压脱扣器 7-停止按钮,8)漏电保护器 漏电保护器又称剩余电流保护器(RCD)，是低压供电系统普遍采用的预防人体触电的五大措施之一，五大措施是：电气设备绝缘、保护接零(地)、等电位联结、漏电保护器和电工安全用具措施。 漏电保护器可分为电压型和电流型两大类，这里讲解常用的电流型漏电保护器的原理，电压型漏电保护器应用面窄，且缺点较多，这里不作介绍。 1.普通电流型漏电保护器 普通电流型漏电保护器的原理见图25一l，保护器由零序电流互感器、电子放大器、晶闸管和脱扣器等部分组成。零序电流互感器是关键器件，制造要求很高，其构造和原理跟普通电流互感器基本相同，零序电流互感器的初级线圈是绞合在一起的4根线，3根火线1根零线，而普通电流互感器的初级线圈只是1根火线。初级线圈的4根线要全部穿过互感器的铁芯，4根线的一端接电源的主开关，另一端接负载。,正常情况下，不管三相负载平衡与否，同一时刻4根线的电流和(矢量和)都为零，4根线的合成磁通也为零，故零序电流互感器的次级线圈没有输出信号。 当火线对地漏电时，如图中人体触电时，触电电流经大地和接地装置回到中性点。这样同一时刻4根线的电流和不再为零，产生了剩余电流，剩余电流使铁芯中有磁通通过，从而互感器的次级线圈有电流信号输出。互感器输出的微弱电流信号输入到电子放大器6进行放大，放大器的输出信号用作晶闸管7的触发信号，触发信号使晶闸管导通，晶闸管的导通电流流过脱扣器线圈8使脱扣器动作而将主开关2断开。压敏电阻5的阻值随其端电压的升高而降低，压敏电阻的作用是稳定放大器6的电源电压。 上述电路是针对三相四线制、中性点接地供电系统的，这种漏电保护器也适用于三相三线制、双相两线制和单相两线制，也适用于不接地系统，接线图见图253,2.接地式电流型漏电保护器 接地式电流型漏电保护器是特殊的电流型漏电保护器，其原理和上述普通电流型保护器基本相同，见图252，但是接线方法有区别。二者的区别是：普通电流型漏电保护器的零序电流互感器连接在主电路中，而接地式电流型漏电保护器把零序电流互感器的初级线圈串联在变压器中性点的接地线中。这种漏电保护器是我国自行研制的新型保护器，适用于变压器中性点接地的供电系统，是按用一台漏电保护器对系统进行总保护的要求设计的，经济实用，特别适用于农村电网，小型施工工地也可以采用。,漏电保护器按功能区分可以分为漏电保护开关和继电器；按原理可分为电磁式和电子式；按动作时间可分为瞬时动作式和延迟动作式；按使用方式可分为固定式和移动式；按功能多样性可分为单一功能和多功能漏电保护器。 1.漏电保护开关和继电器 (1)漏电保护开关装有脱扣装置，当检测到漏电信号时能利用脱扣装置直接把电源切断。 (2)漏电保护继电器没有脱扣装置，但装有继电器，当检测到漏电信号时继电器动作，继电器的动作信号可以输入到报警器报警，提示工作人员排除故障，或输入到其他自动控制装置。漏电保护继电器用于特殊需要场合，例如一旦切断电源就可能造成重大经济损失或重大政治影响的场所。,漏电保护器的特点 1.能预防人体触电和电气火灾、爆炸 人体的触电电流和电气设备的漏电电流都能使漏电保护器动作，故漏电保护器不但能预防人体触电，还能预防电气设备接地故障电弧引起的火灾或爆炸，接地故障电弧引起的火灾约占电气火灾总数的1/2。 2.保护灵敏度高 漏电保护器的最小漏电动作电流或最高保护灵敏度能低至6mA。,3.漏电保护器的缺陷 (1)不能预防人体两相触电 ： 只有当相线和地之间漏电时零序电流互感器才有输出信号，漏电保护器也才会动作；而当人体两相触电(相线之间，相线和零线之间有漏电)时漏电保护器并不动作，因为这时的触电电流相当于正常的负载电流，零序电流互感器没有输出信号。 (2)影响供电的可靠性：人体触电电流、设备漏电电流和其他不明原因都可能造成漏电保护器动作，其中触电电流造成的漏电保护器动作只占少数(约10%)，从而降低了供电的可靠性。 (3)误动或拒动 漏电保护器构造复杂、比较容易出故障，漏电保护器(特别是电子式)动作的可靠性受电源电压、环境条件(温度、湿度等)影响较大，而有误动或拒动现象。,4.漏电保护器和保护接零(地)的比较 漏电保护器和保护接零(地)的保护原理不同。保护接零(地)属于事前预防型措施，即保护接零(地)能将设备漏电现象消灭在萌芽状态，以免人体接触到漏电的设备外壳造成人体触电。而漏电保护器属于后发制人措施，只有人体触电后、并且触电电流达到一定数值时漏电保护器才可能发挥作用，然而“亡羊补牢，未为晚也”，漏电保护器虽然是后发制人，但能迅速将人体触电现象扼杀在萌芽状态。漏电保护器和保护接零(地)各有优缺点，同时采用漏电保护器和保护接零(地)能使二者取长补短、互为备用，而大大提高安全系数，不得用漏电保护器代替保护接零(地)。安装和运行第6.3.4条规定：安装漏电保护器后，不能撤掉低压供电线路和电气设备的接零(地)保护措施。,漏电保护器的主要技术指标 技术指标主要是指额定值，额定值是生产商为了保证电气设备的正常运行而规定的供用户使用中遵守的技术参数。 1.额定电压U。 正常工作时承受的合适电压值，220V或380V。 2.额定电流I。 正常工作时能承受的最大电流值，优先系列值为：6A，10A，16A，20A，25A，32A。40A，50A，63A，80A，100A，125A，160A，200A。 3.额定漏电动作电流I。 使漏电保护器必须动作的最小漏电电流，体现了漏电保护器的保护灵敏度，优先系列值为：6mA，10mA，30mA，50mA，100mA，300mA，500mA，1A，3A，5A，10A，20A。额定漏电动作电流有的是固定的，有的分级可调或连续可调。 4.额定漏电动作时间 从发生漏电到保护器动作之间的最长时间。当额定漏电动作电流等于或小于30mA时要求小于0.1s，当额定漏电动作电流大于30mA时要求小于0.2s。,5.额定漏电不动作电流值 不能造成漏电保护器动作的最大漏电电流，规定为额定漏电动作电流值的1/2。电气设备正常情况下也有很小的漏电电流，正常漏电电流可能造成漏电保护器的误动。为减少这种误动，提高供电的可靠性，特规定了这一指标。 6.额定漏电动作延迟时间 优先系列值为：0.2s，0.4s，0.8s，1s，1.5s，2s。额定漏电动作延迟时间有的是固定的，有的分级可调或连续可调。,漏电保护器的一般应用 1.漏电保护器的应用范围 漏电保护器能用于TN和TT系统，也能用于IT系统；能用于三相电路，也能用于单相电路；能用于总保护，如变压器低压侧的总保护，分支电路(包括住宅、学校、宾馆、机关、企业等建筑物内的插座回路)的总保护；也能用于单独保护.如单台设备的保护；还能用于分级保护。 某些电气设备可不装设漏电保护器，如由安全电压供电的设备，一般环境下使用的具有加强绝缘的设备等。,2.漏电保护器的选型 漏电保护器的选型原则是：一般选用带零序电流互感器的普通电流型漏电保护器；用于单台设备保护或家用的漏电保护器应选用高灵敏度、快速动作型漏电保护器； 3.漏电保护器的分级保护 分级保护的目的是缩小事故停电的范围，提高供电的可靠性，即只切断漏电支路的电源，而不切断上一级电源。漏电保护器的分级保护分为两级保护和三级保护，一般为两级保护，如变压器低压侧的总保护和分支电路保护，施工现场总配电箱保护(第一级)和开关箱保护(第二级)，开关箱保护又称终端保护。分级保护的额定漏电动作电流和动作时间应协调配合，第一级的额定漏电动作电流和动作时间应大于第二级，第一级应选用灵敏度较低和延时型漏电保护器，即前后级要有时间级差和电流级差，一般是一个级差，由现场调试确定。,三、供电系统的防雷与接地系统,1 建筑的防雷保护 1.雷电的危害 雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。雷电流是一种幅值很大、陡度很高的冲击波电流。 由雷电产生的过电压， 其电压幅值可高达上亿伏，电流幅值可高达几十万安培，对工厂供电系统、 生产设备和建筑物都会造成很大危害。雷电所造成的危害主要通过直击雷、 感应雷和雷电波侵入来实现。 (1)直击雷又称为直接雷击，指雷电直接击在地面建筑物、供配电网络及设备上，其过电压引起强大的雷电流并通过这些物体烧毁或造成机械破坏。,(2) 感应雷是指雷电对设备、线路或其它物体的静电感应所引起的过电压现象。它会造成室内电线、金属管道、设备的空隙之间发生放电现象，引起火灾、爆炸并危及人身安全。 (3) 雷电波侵入。当雷云出现在架空线上方时，在线路上因静电感应而聚集有大量异性等量的束缚电荷。雷云向其它地方放电后，线路上的束缚电荷被释放成为自由电荷向线路两端行进，形成很高的过电压。这个高电压沿着架空线路、金属管道侵入室内，有可能击穿设备绝缘而损坏设备。,2. 防雷装置 防直击雷采取的措施是引导雷云与避雷装置之间放电， 使雷电流迅速泄入大地，从而保护建(构)筑物免受雷击。防直击雷的避雷装置有避雷针、避雷带、避雷网、避雷线等。 防止由于雷电感应在建筑物上聚集电荷的方法是在建筑物上设置收集并泄放电荷的装置，如避雷带、避雷网。防止建筑物内金属物上雷电感应的方法是将金属设备、管道等金属物均通过接地装置与大地作可靠的连接，以便将雷电感应电荷立即引入大地，避免雷害。 防止雷电波沿供电线路侵入建筑物内行之有效的方法是利用避雷器将雷电波引入大地， 以免危及电气设备。,3. 变配电所的防雷措施 1） 装设避雷针 室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。 2） 高压侧装设避雷器 高压侧装设避雷器主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏变电所的关键设备。为此，要求避雷器应尽量靠近主变压器，安装避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起接地，如图3.1所示。,图3.1 高压配电装置中避雷器的装设,3） 低压侧装设避雷器 这种防雷措施主要用在多雷区，用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时，其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器作保护间隙。 雷击对地闪电可能以两种途径作用在低压供电系统上： （1）直接雷击：雷电放电直接击中电力系统的部件，注入很大的脉冲电流。发生的概率相对较低。 （2）间接雷击：雷电放电击中设备附近的大地，在电力线上感应中等程度的电流和电压。,电源线路浪涌保护器（SPD）的安装应符合下列规定： 1 ）电源线路的各级浪涌保护器（SPD）应分别安装在被保护设备电源线路的前端，浪涌保护器各接线端应分别与配电箱内线路的同名端相线连接。浪涌保护器的接地端与配电箱的保护接地线（PE）接地端子板连接，配电箱接地端子板应与所处防雷区的等电位接地端子板连接。各级浪涌保护器（SPD）连接导线应平直，其长度不宜超过0.5m。 2 ）带有接线端子的电源线路浪涌保护器应采用压接；带有接线柱的浪涌保护器宜采用线鼻子与接线柱连接。 3 ）浪涌保护器（SPD）的连接导线最小截面积宜符合下表的规定。,由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放，或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放。第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备，对于前级发生较大雷击能量吸收时，仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当巨大的能量会传导过来，需要第二级防雷器进一步吸收。同时，经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP，当线路足够长感应雷的能量就变得足够大，需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。 1、第一级保护 目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区，将数万至数十万伏的浪涌电压限制到25003000V。 入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为第一级保护时应为三相电压开关型电源防雷器，其雷电通流量不应低于60KA。该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相,100KA以上的最大冲击容量，要求的限制电压小于1500V，称之为CLASS I级电源防雷器。这些电磁防雷器是专为承受雷电和感应雷击的大电流以及吸引高能量浪涌而设计的，可将大量的浪涌电流分流到大地。它们仅提供限制电压（冲击电流流过电源防雷器时，线路上出现的最大电压称为限制电压）为中等级别的保护，因为CLASS I级保护器主要是对大浪涌电流进行吸收，仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备的。 第一级电源防雷器可防范10/350s、100KA的雷电波，达到IEC规定的最高防护标准。其技术参考为：雷电通流量大于或等于100KA（10/350s）；残压值不大于2.5KV；响应时间小于或等于100ns。 2、第二级防护 目的是进一步将通过第一级防雷器的残余浪涌电压的值限制到15002000V，对LPZ1LPZ2实施等电位连接。 分配电柜线路输出的电源防雷器作为第二级保护时应为限压型电源防雷器，其雷电流容量不应低于20KA，应安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电处。这些电源防雷器对于通过了,用户供电入口处浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收，对于瞬态过电压具有极好的抑制作用。该处使用的电源防雷器要求的最大冲击容量为每相45kA以上，要求的限制电压应小于1200V，称之为CLASS II级电源防雷器。一般用户供电系统做到第二级保护就可以达到用电设备运行的要求了 第二级电源防雷器采用C类保护器进行相中、相地以及中地的全模式保护，主要技术参数为：雷电通流容量大于或等于40KA(8/20s)；残压峰值不大于1000V；响应时间不大于25ns。 3、第三级保护 目的是最终保护设备的手段，将残余浪涌电压的值降低到1000V以内，使浪涌的能量有致损坏设备。 在电子信息设备交流电源进线端安装的电源防雷器作为第三级保护时应为串联式限压型电源防雷器，其雷电通流容量不应低于10KA。 最后的防线可在用电设备内部电源部分采用一个内置式的,电源防雷器，以达到完全消除微小的瞬态过电压的目的。该处使用的电源防雷器要求的最大冲击容量为每相20KA或更低一些，要求的限制电压应小于1000V。对于一些特别重要或特别敏感的电子设备具备第三级保护是必要的，同时也可以保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。 对于微波通信设备、移动机站通信设备及雷达设备等使用的整流电源，宜视其工作电压的保护需要分别选用工作电压适配的直流电源防雷器作为末级保护。 4、根据被保护设备的耐压等级，假如两级防雷就可以做到限制电压低于设备的耐压水平，就只需要做两级保护，假如设备的耐压水平较低，可能需要四级甚至更多级的保护。第四级保护其雷电通流容量不应低于5KA。,2 接地保护 1. 接地的概念 电气设备的某部分与土壤之间作良好的电气连接，称之为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体称为接地体，连接接地体和电气设备接地部分的导线称为接地线。接地线和接地体合称为接地装置。,2. 接地的种类 工厂供电系统和电气设备的接地按其功能分为工作接地、 保护接地以及重复接地三大类。 1） 工作接地 工作接地是为了电力系统和用电设备正常工作而进行的接地, 如变压器、发电机、中性点接地以及防雷接地等都属该类接地。,2） 保护接地 保护接地是为了人身安全、防止间接触电而对设备的外露可导电部分进行的接地，如设备外壳的直接接地，电流、电压互感器二次线圈的接地以及配电屏、控制柜框架的接地等。 我国220/380 V低压配电系统采用的是中性点直接接地运行方式，引出中性线N、保护线PE和保护中性线PEN。中性线N的作用是用来接单相设备，传导三相系统不平衡电流和单相电流并减少中性点偏移；保护线PE的作用是将设备外壳、外露可导电部分连接到电源的接地点去，当设备发生单相接地故障时形成单相短路，使设备或系统的保护装置动作，切除故障设备， 保护人身安全；PEN线具有中性线N和保护线PE的双重功能。,保护接地的形式有两种：一种是设备的外露可导电部分经各自的PE线直接接地；另一种是设备的外露可导电部分经公共的PE线或PEN线接地。根据供电系统的中性点及电气设备的接地方式， 保护接地可分为三种不同类型： IT类、TN类以及TT类。,(1) IT系统。IT系统是在中性点不接地的三相三线系统中采用的保护接地方式，电气设备的不带电金属部分直接经接地体接地， 如图3.2所示。,图3.2 低压配电的IT系统,（2) TN系统。TN系统是中性点直接接地的三相四线制系统中采用的保护接地方式。根据电气设备的不同接地方法，TN系统又分为以下三种形式。 TNC系统：配电线路中性线N与保护线PE接在一起，电气设备不带电金属部分与之相接，如图3.3(a)所示。在这种系统中，当某相线因绝缘损坏而与电气设备外壳相碰时，形成较大的单相对地短路电流，引起熔断器熔断切除故障线路，从而起到保护作用。该接线保护方式适用于三相负荷比较平衡且单相负荷不大的场所，在工厂低压设备接地保护中使用相当普遍。,TNS系统：配电线路中性线N与保护线PE分开，电气设备的金属外壳接在保护线PE上，如图3.3(b)所示。在正常情况下，PE线上没有电流流过，不会对接在PE线上的其它设备产生电磁干扰。这种接线适用于环境条件较差、安全可靠要求较高以及设备对电磁干扰要求较严的场所。 TNCS系统：该系统是TNC与TNS系统的综合。电气设备大部分采用TNC系统接线，在设备有特殊要求的场合， 局部采用专设保护线接成TNS形式，如图3.3(c)所示。,图3.3 低压配电的TN系统 (a) TN-C系统； （b) TN-S系统； (c) TN-C-S系统,（3) TT系统。TT系统是中性点直接接地的三相四线制系统中的保护接地方式。如图3.4所示，配电系统的中性线N引出，但电气设备的不带电金属部分经各自的接地装置直接接地，与系统接地线不发生关系。当发生单相接地、机壳带电故障时，通过接地装置形成单相短路电流，使故障设备电路中的过电流保护装置动作， 迅速切除故障设备，减少人体触电的危险。,图3.4 低压配电的TT系统,3） 重复接地 在电源中性点直接接地系统中，为确保公共PE线或PEN线安全可靠，除在中性点进行工作接地外，还应在PE线或PEN线的下列地方进行重复接地： (1) 在架空线路终端及沿线每1 km处。 (2) 电缆和架空线引入车间或大型建筑物处。 ,如不重复接地，则当PE线或PEN线断线且有设备发生单相接地故障时，接在断线后面的所有设备外露可导电部分都将呈现接近于相电压的对地电压，即UEU，如图3.5(a)所示，这是很危险的。如进行了重复接地，如图3.5(b)所示， 则当发生同样故障时，断线后面的设备外露可导电部分对地电压为 ，危险程度大大降低。,图3.5 重复接地功能示意 (a) 没有重复接地的系统； (b) 采用重复接地的系统,3. 接地电阻及其要求 当电气设备发生接地故障时，电流就通过接地体向地中作半球形扩散，该电流称为接地电流，用IE表示。由于大地中存在电阻，因而接地电流向地中扩散的过程中，也就存在着不同的电位差。在距接地体越远的地方球面越大，流散电阻越小，电位越小。试验证明，在远离接地体20m以外的地方才是真正的“地”，即零电位。电气设备的接地部分到20 m以外零电位之间的电位差，称为接地部分的对地电压（voltage to earth），用UE表示。接地体的对地电压UE与接地电流IE之比称为接地电阻RE，即,接地电阻（earthing resistance）是接地体的流散电阻与接地线和接地体电阻的总和。由于接地线和接地体的电阻相对很小，可略去不计，因而接地电阻可认为就是接地体的流散电阻。接地电阻是衡量接地装置质量的重要技术指标，不管是保护接地还是工作接地，接地电阻的大小国家都有规定。,保护电阻允许值主要由对地安全电压值确定。我国规定安全电流为30 mAs，即人体通过30 mA电流，时间不超过1 s， 对人体是安全的；当通过人体电流达到50 mAs时，就有致命危险。我国规定的安全电压为交流有效值50 V。在接地电流一定的情况下，要保证对地电压在安全值范围内，应将接地电阻限制在一定的允许值范围内。,关于TT系统和IT系统中电气设备外露可导电部分的保护接地电阻，按规定应满足在接地电流通过时产生的对地电压不应高于安全特地电压50V，因此保护接地电阻为50V/，如果漏电断路器的动作电流取为30mA，则50V/0.03A=1667。这一接地电阻值很大，容易满足要求。一般取100，以确保安全。 对TN系统，其中所有外露可导电部分均接在公共PE线或PEN线上，因此无所谓保护接地电阻问题。,四、建筑电气安装工程识图 施工图纸的组成和一般规定 一、施工图纸的组成 （一）施工图纸的分类 施工图纸根据其内容和工种不同可分为： 1、施工首页图（简称首页图）。包括图纸目录和设计总说明。 2、建筑施工图（简称建筑）主要用来表示建筑物的规划位置、外部造型、内部各房间的布置、,内外装修、构造及施工要求等。（包括：总平面图、各层平面图、立面图、剖面图及详图。 3、结构施工图（简称结施）。表示建筑物承重结构的类型、结构布置、构造种类、数量、大小、做法。内容包括：结构设计说明、结构平面布置图及构造详图。 4、设备安装施工图（电施、水施等）。设备安装所包括的专业图纸很多，主要表示建筑物的给排水、暖气通风、供电照明、燃气、通讯等设备的布局和施工要求。其中主要包括设备布置图、系统图、详图等。 （二）施工图纸的编排顺序 施工图纸应按专业顺序编排，一般应为目录、,总图及说明、建筑图、结构图、给排水图、暖通图、电气图、弱电图等。 二、施工图纸的一般规定 为了使建筑制图规格基本统一，图面清晰简明，保证图纸质量，符合设计、施工、存档要求，以适应国家工程建设需要，由建设部会同有关部门批准并颁布了一系列国家制图标准。该标准要求所有工程人员在设计、施工、管理（当然包括工程预算人员）中必须严格执行。 （一）图纸的幅面和格式 图纸幅面是指图纸本身的规格大小。图框是图纸内供绘图的范围线。图纸幅面图框按表规定。,（二）比例 图纸比例应为图形与实物相对应的线型尺寸之 比。比例的大小是指其比值的大小，如：1：50、 1：100、1：200等。比例宜标注在图签右侧，并优先选用常用比例。一般情况下，一个图样应选用一个比例。,（三）尺寸及单位 施工图中均注有尺寸，作为施工依据。尺寸由 数字及单位组成。总图以m（米）为单位，其余以 mm（毫米）为单位。 (四）定位轴线 定轴线是用来确定建筑物主要结构及构件位置 的尺寸基准线（至少有纵向和横向两线来定位）凡 承重构件如：墙、柱、梁、屋架、以及需要定位的 各种设施等位置都要画上定位轴线并进行编号，施 工时以此作为定位的基准。定位轴线用单点长画线 表示，端部画细实圆（D=810mm），圆心应在 定轴线的延长线或延长折线上，圆内注明编号。,在建筑平面上定位轴线编号，宜标注在图样 的下方或左侧。横向编号应用阿拉伯数字由左 至右编写，竖向应用大写拉丁字母由下至上编写。 但其中I、O、Z不得用于编写以免与数字1、0、2 混淆。大型工程总图也采用座标法定位：X=xxx/ Y=xxx 例图：,（五）标高 标高顾名思义为标准高度。标高分为绝对标高 和相对标高。 建筑物各部分的高度用标高来表示。符号用直 角等腰三角形表示“ ”下横线为某点高度界线 ，符号上面注明标高，总平面图的室外整平标高采 用“ ”表示。标高单位采用（m）。 绝对标高：我国把青岛黄海平均海平面定为绝 对标高的零点，其他各地标高都以他为基准点。 相对标高：通常把室内首层地面标高定为相对 标高的零点，写作“0.000”，高于0.0的为正（可 以不写+号），例如： 。低于他的为负，必须,注明负的符号如： 表示比首层地面低300mm。 一般应在总说明图中说明绝对标高和相对标高的关 系例如：0.000=39.80m。 另外在大比例总图的地形图中多采用等高线注 明法而不采用标高符号如：,（六）索引号 索引号是便于看图时查找相互有关的图纸。 索引号反映基本图纸与详图、详图与详图之间、 以及有关工种图纸之间的关系。 索引号的注写方法，如图所示： 1、所索引的详图在本张图纸上。 2、所索引的详图不在本张图纸上。 3、详图索引标志,（七）多层构造引出线 多层构造引出线应通过被引出的各层。文字 说明应在引出线上方，或注写在水平线的端部， 说明的顺序应由上而下，并与被说明的层次相互 一致；如层次为横向顺序，则由上而下的顺序应 与由左至右的顺序相一致。,（八）剖切符号 建（构）筑物剖面图的剖切符号宜注在0.00 标高平面上。 剖切符号的编号宜采用阿拉伯数字，按由左至右、由上至下连续编写，并应注写在剖视方 向线的端部，如图所视：,断面剖切符号的编号宜采用阿拉伯数字按规 定顺序连续编写，并注写在剖切位置线的一侧， 编号所在的一侧为该断面的剖视方向。如图所视： 在电力施工平面图中的剖切符号常用表示。 在平面图的表示 11透视效果图,（九）指北针 指北针的形状如图所视，其圆的直径为24mm ， 用细实线绘制，指针尾部宽度宜为3mm，针头 部注明“ 北 ”或“ N ”字。 （十）其他符号 对称符号 连接符号,对称符号由对称线和两对平行线组成。 连接符号应以折断线表示需要连接的部位。 两部位距离过远时，折断线两端靠图样一侧应标注 大写拉丁字母表示连接编号。被连接图样编号应 用同一字母编写。