某小学综合楼电气系统设计 安徽建筑大学毕业论文.doc

安徽建筑工业学院 毕 业 设 计 (论文) 系 （院） 电子与信息工程学院 专 业 建筑电气与智能化 班 级 08 建筑电气（1）班 学生姓名 唐 晏 梅 学 号 08205060123 课 题 某小学综合楼电气系统设计 强电系统设计（二） 指导教师 张 鸿 恺 2012 年 6 月 6 日 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） i 摘要 该论文主要阐述了依据国家规范对某小学综合楼进行电气设计的过程及设 计思想。设计内容包括照明系统设计，低压配电系统设计，以及防雷接地系统 设计。在照明系统的设计中，本着节能的原则，选择荧光灯为光源，通过照度 计算，确定最佳光源数，合理布置灯具，为学生和老师们创造了一个良好的学 习、工作环境。在低压配电系统的设计中，根据负荷等级，确定供电方式及系 统方案。采用需要系数法进行负荷计算，并按照规定选择保护电器、电线电缆， 达到安全用电和节约能源的目的。在防雷接地设计中，通过计算将本建筑物归 为第三类防雷建筑物，并按照国家规范进行设计。 本次毕业设计目的是通过设计实践，综合运用所学知识，锻炼独立分析和 解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。 关键词：照明系统，低压配电系统，防雷接地系统 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） ii abstract this paper describes a primary building school based on national norms on the main teaching building for the electrical design process and design.the design elements include a lighting system design, low-voltage distribution system design, as well as lightning protection and grounding system design . in lighting design, in line with the principle of energy conservation, choose fluorescent lamps as light source, through the illumination calculation to determine the optimum number of sources, rational arrangement of lamps, for students and teachers to create a good learning and working environment.in the low-voltage distribution system, according to the load level, determine the power supply and system solutions. coefficient method using load calculation required, and in accordance with the provisions of protection of electrical options, wire and cable, to secure electricity and energy savings. in the lightning protection and grounding design, this building will be classified by calculating the third type of lightning protection for the buildings, designed in accordance with national norms. the purpose of this graduation project is to design practice through the comprehensive use of the knowledge, exercise independent analysis and problem solving capacity building electrical design for the future work laid a solid foundation. key words : lighting system, low-voltage distribution system, lightning protection grounding system 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） iii 目 录 摘要 i abstract ii 第 1 章 绪论 .1 1.1 建筑电气概况 .1 1.2 建筑电气设计内容 .1 1.2.1 工程概况 .1 1.2.2 设计内容 .1 1.3 设计依据 2 第 2 章 照明系统设计 3 2.1 照明系统的设计原则 3 2.2 一般照明系统设计 3 2.2.1 照明方式及种类 3 2.2.2 照明光源、灯具 4 2.2.3 照明控制 4 2.3 照度的确定 5 2.3.1 照明负荷平面布置 5 2.3.2 照度计算的方法 6 2.3.3 计算举例 .6 第 3 章 供配电系统设计 8 3.1 负荷等级及供电要求 .8 3.1.1 负荷等级分类 .8 3.1.2 供电要求 .8 3.2 供配电系统设计原则 .9 3.3 负荷计算 .9 3.3.1 负荷计算的方法 9 3.3.2 负荷计算的步骤 .10 3.3.3 计算举例 .11 3.4 导线选择 12 3.4.1 导线选择内容 .12 3.4.2 导线选择基本原则 13 3.4.3 导线截面的选择 13 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） iv 3.4.4 导线选择举例 14 3.5 低压断路器的选择 14 第 4 章 防雷接地系统设计 .16 4.1 防雷接地系统的设计要求及思路 .16 4.1.1 防雷接地系统的设计要求 .16 4.1.2 防雷接地系统的设计思路 .16 4.2 防雷接地系统的设计方案 .17 4.2.1 接闪器的设计 .17 4.2.2 避雷引下线的设计 .17 4.2.3 系统接地型式的选择 .18 结束语 .20 致 谢 .21 参考文献 .22 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 1 某小学综合楼电气系统设计 强电系统设计（二） 电子与信息工程学院 建筑电气与智能化专业 2008 级 1 班 唐晏梅 指导教师：张鸿恺 第 1 章 绪论 1.1 建筑电气概况 建筑电气，是“建筑电气工程”的简称，是指电气工程技术在建筑中的应 用。它是以电能、电气设备和电气技术为手段，创作、维持或改善建筑环境功 能，提高建筑环境等级和效益的一门科学。从广义上讲，建筑电气根据建筑的 使用性质分为民用建筑电气和非民用建筑电气。 随着科学技术的发展和社会进步，现代化的工业厂房、高层建筑、智能化 小区等不断涌现，尤其是信息技术、计算机技术、控制技术、数字技术、显示 技术、网络技术以及通信技术等在建筑中的应用与发展，使得建筑科技含量越 来越高，建筑电气早已突破了旧有的技术活动范畴，现代建筑电气所涉及的相 关专业基础、专业理论、专业技术门类更为广泛，更加综合。 近年来，我国建筑电气的发展极为迅猛，并且要求不断提高，技术先进， 控制体系丰富多样。由于时代的需求在电气方面要做到以人为本，节能环保， 在设计深度和广度上都具有很好的研究价值。 1.2 建筑电气设计内容 1.2.1 工程概况 本课题的设计对象（建筑物）是合肥市某小学综合楼，该楼建筑面积约为 8000m2，共五层，其中一至三层主要为普通教室及实验室，四层为机房及特殊 教室，五层主要为阅览室、档案室、会议室等。 1.2.2 设计内容 本次毕业设计我主要负责二层及三层电气照明平面、低压配电系统、防雷 接地装置等强电系统设计，其内容具体如下： 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 2 1二三层照明配电平面图的设计； 2配电系统图的设计； 3防雷与重复接地布置图设计。 概述如下： 第 1 章为绪论，描述了建筑电气概括及设计的工程概况、设计内容和设计 依据。 第 2 章为照明系统，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明系统 设计等内容，并依据文献等采用单位容量法进行照度计算，确定出各个房间合 适的灯具数量，同时依据文献进行了照明平面设计，设计出各个供电回路及相 应的配电箱。 第 3 章为低压配电系统，主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负 荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等，依据文献对负荷进行 了分类，针对不同级别负荷及负荷大小采取了不同的配电方式，并用需要系数 法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出了 断路器、导线，同时对动力设备进行了负荷计算，配电柜及配电箱设计。 第 4 章为防雷接地系统，主要说明防雷系统的设计思路、要求以及接闪器、 避雷带、避雷网、避雷引下线的设计，以及接地系统的设计思路、要求以及接 地系统型式的选择和设计。 1.3 设计依据 1建筑照明设计标准 （gb50034-2004） ； 2民用建筑电气设计规范 （jgj16-2008） ； 3供配电系统设计规范 （gb50052-1995） ； 4低压配电设计规范 （gb50054-95） ； 5中小学校设计规范 （gb50099-2011） ； 6智能建筑设计标准 （gb/t50314-2000） ； 7建筑物防雷设计规范 （gb50057-94） ； 8甲方提供的设计任务书、功能需求及其他资料、文件。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 3 第 2 章 照明系统设计 2.1 照明系统的设计原则 照明系统设计的一般原则： 1在照明设计时，应根据视觉要求、工作性质、环境条件等使工作区或空 间获得良好的视觉效果、合理的照度和显色性，以及适宜的亮度分布; 2照明设计应注重清晰度，消除阴影，减少热辐射，限制眩光; 3照明设计时，应合理选择照明光源，灯具，合理确定照明方式及照明控 制方式，以降低照明电能消耗指标; 4照明设计应在保证整个照明系统的效率、照明质量的前提下，全面实施 绿色照明工程，保护环境，节约能源; 5照明设计应满足建筑照明设计标准 （gb50034-2004）所对应的照度标准，照度 均匀度，统一眩光值，光色，照明功率密度值，能效指标等相关标准值的综合要求。 2.2 一般照明系统设计 2.2.1 照明方式及种类 1照明方式的确定 （1）工作场所通常应设置一般照明。 （2）同一场所内的不同区域有不同照度要求时，应采用分区一般照明。 （3）对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时，可装设局部照明； 但规定在一个工作场所内，不应只采用局部照明。 （4）对于部分作业面照度要求较高，只采用一般照明不合理的场所，宜采 用混合照明。 2照明种类的确定 （1）工作场所均应设置正常照明。 （2）工作场所下列情况应设置应急照明： a.正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设 置备用照明。 b.正常照明因故障熄灭后，需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所， 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 4 应设置备用照明。 c.正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置备 用照明。 （3）大面积场所宜设置值班照明。 2.2.2 照明光源、灯具 选用的照明光源及灯具应符合国家现行标准的规定。 1照明光源的选择 （1）选择光源时，应在满足显色性、启动时间等要求条件下，根据光源、 灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析比较后确定。 （2）照明设计时可按下列条件选择光源： a高度较低的房间宜采用细管径直管形荧光灯； b商店营业厅宜采用细管径直管荧光灯或小功率的金属卤化物灯； c一般照明场所不宜采用荧光高压灯，不应采用自镇流荧光高压灯； d一般情况下室内外照明不应采用普通照明白炽灯，在特殊情况下需采 用时，其额定功率不应超过 100w。 （3）应急照明应采用能快速点燃的光源。 （4）应根据识别颜色要求和场所的特点，选用相应显色指数的光源。 2灯具的选择 选择灯具时应遵循以下原则： （1）使用安全：防触电和防火、防爆以及其他环境条件引起的危险； （2）提高能效：选用灯具效率高、灯具配光和场所条件适应，以及光通维 持率高的灯具； （3）合理考虑功能性（良好的照明效果）、装饰性（美观、协调）、经济 性（性价比高）和能源效益的结合； （4）限制眩光。 2.2.3 照明控制 1照明控制要点 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 5 （1）根据建筑物的建筑特点，建筑功能，建筑标准，使用要求等具体情况， 对照明系统进行分散、集中、手动、自动控制。 （2）根据照明区域的灯光布置形式和环境条件选择合理的照明控制方式。 （3）应急照明应与消防照明联动，保安照明应与安防系统联动。 2照明控制方式 （1）走廊，楼梯间，门厅等公共场所的照明宜采用集中控制，并按建筑使 用条件和天然采光状况采取分区，分组控制措施，且具有夜间定时降低照度的 功能。 （2）根据布灯方式和应用情况采用的控制方式。 2.3 照度的确定 选择照度是照明设计的重要问题，照度太低会损害工作人员的视力，不合 理的高照度则会浪费电力。选择照度必须与所进行的视觉工作相适应。在满足 标准照度的条件下，为节约电力，应恰当地选用一般照明、局部照明和混合照 明三种方式，当一种光源不能满足显色性要求时，可采用两种以上光源混合照 明的方式，这样既提高光效，又改善显色性。 另外，充分利用自然光，正确选择自然采光，也能改善工作环境，使人感 到舒适，有利于健康。 2.3.1 照明负荷平面布置 设计原则： 1每一照明单相分支回路的电流不宜超过 16a，单支回路所带灯具和插座 的数量应满足相关要求，一般最多可以带灯具 25 盏，插座 10 只。 2每个照明开关所控光源数不宜太多，体育馆、影剧院、候机厅、候车厅 等公共场所应采用集中控制。 3供电半径应满足要求，一般不超过 30 米。 4插座不宜和照明灯接在同一分支回路。 5尽量使三相所带负荷平衡。 照明负荷具体布置见照明平面图。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 6 2.3.2 照度计算的方法 照度计算的方法有利用系数法、单位容量法、逐点计算法等，在本次设计 中，主要通过单位容量法（比功率法）来进行照度计算。 计算公式： （2-1）sp0 （2-2）t/n 式中 p总安装容量(不包括镇流器的功率损耗),w; s房间面积(一般指建筑面积),m; p0满足某最低照度时的单位面积安装功率(查表得到), w/ m; pt一套灯具的安装容量(不包括镇流器的功率损耗),w; n在规定照度下所需灯具数。 表 2.1 学校照明功率密度值 照度功率密度 （w/m 2）房间或场所 现行值 目标值 照度标准 （lx） 普通办公室 11 9 300 高档办公室 18 15 500 会议室 11 9 300 实验室 11 9 300 教室、阅览室 11 9 300 多媒体教室 11 9 300 美术教室 18 15 500 档案室 8 7 200 饮水处 5 3 50 走道、楼梯间 5 3 50 2.3.3 计算举例 本次设计中教室、教师办公室、实 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 7 验室及器材室均统一选用 t5 系列节能双管荧光灯，每套功率为 72w，安装方式 采用吸顶安装，开水间以及走廊均采用普通吸顶灯，功率都为 36w，安装方式 也都为吸顶安装。 如二层一教室（如下图所示）： 教室面积为 s=9*7.5=67.5（m），p0 取目标值 9w/ m进行计算，求得灯 具数量为 n=67.5*9/2*36=8.4375，考虑到照度要求及房间布置灯具的美观性， 故该教室实际布灯 10 套。 以此为例，可分别确定出各个房间的灯具数量。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 8 第 3 章 供配电系统设计 3.1 负荷等级及供电要求 3.1.1 负荷等级分类 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影 响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。 1.一级负荷： （1）中断供电将造成人身伤亡者； （2）中断供电将造成重大政治影响者； （3）中断供电将造成重大经济损失者； （4）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。 对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家 级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际 活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将 影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以 及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。 2.二级负荷： （1）中断供电将造成较大政治影响者； （2）中断供电将造成较大经济损失者； （3）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。 3.三级负荷： 不属于一级和二级的电力负荷。 3.1.2 供电要求 各级负荷供电要求如下: 1一级负荷的供电“应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 9 电源应不致同时受到损坏” 。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采 用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一 路高压电源加一路备用电源-应急柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时， 应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外， 还必须设置应急电源（应急柴油发电机） ，并且该电源中严禁接入其它负荷。 2二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电” ，即当发生电力变压器故障 或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。设计中常采用一用 一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），但当 负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回 6kv 及以上专用架空线供电。 3三级负荷对供电无特殊要求。 此外，根据建筑设计防火规范以及高层民用建筑设计防火规范对 消防用电设备进行负荷等级划分，对于二类高层建筑的消防用电按二级负荷要 求供电并且消防用电设备应采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标 志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。 3.2 供配电系统设计原则 配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要求。配电系统以三级保护 为宜，系统结构不宜复杂，在操作安全、检修方便的前提下，应有一定的灵活 性。配电线路或配电室及配电箱应设置在负荷中心，以最大限度地减小导线截 面，降低电能损耗。同一用电设备性质相同或接近，应有同一线路供电；不同 性质的用电设备应有不同支路的线路供电。 在供电线路中，如果安装有冲击负荷大的用电设备，应有单独支路供电。 对于容量较大的用电设备（10 千瓦以上） ，应有单独支路供电。在三相供电线 路中，单相用电设备应均匀地分配到三相线路，应尽可能做到三相平衡。由单 相负荷分配不均匀所引起的中性线电流，不得超过额定电流的 25；每一相的 电流在满载时不得超过额定电流值。 在配电系统中的配电屏、箱应留有适当的备用回路。选择导线截面也应适 当留有余量。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 10 3.3 负荷计算 3.3.1 负荷计算的方法 1需要系数法 用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较 简单，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。 2利用系数法 采用利用系数求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影 响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法的理论依据是概 率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数实测与统计较难， 在民用建筑电气中一般不用。 3单位面积功率法 一般情况下，在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计及施工图设 计阶段，宜采用需要系数法；对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标 法。 3.3.2 负荷计算的步骤 1设备容量的计算 在计算用户的设备容量时，应先对单台用电设备或用电设备组进行下列处 理再相加： （1）单台设备的设备容量一般取其铭牌上的额定容量或额定功率。 (2)照明设备的设备容量采用光源的额定功率加上附属设备的功率。如荧光 灯、金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯，均为灯泡的额定功率加上镇流器的 损耗。低压卤钨灯、低压钠灯为灯泡额定功率加上变压器的功耗。 （3）成组用电设备的设备容量不包括备用设备的额定容量。 2计算容量（含计算有功功率、计算视在容量、计算无功功率）的计算 本次设计的负荷计算采用需要系数法. 公式如下： （3-1）exjspk 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 11 （3-cos/jsps 2） （3-3）jsjsjsq2 式中 - 需要系数 ； xk - 设备容量（kw） ；ep - 计算容量（kw） ；js - 无功功率（kvar）；jq - 视在功率（kva）；jss - 功率因数 .co 在三相线路中，单相负荷应尽量均衡地分配到三相中。当无法使三相完全 平衡，且最大一相与最小一相负荷之差大于三相总负荷 10%时，应取最大一相 负荷的三倍作为等效三相负荷计算，否则按三相对称负荷计算。 同类设备的计算容量，可以将设备容量的算数和乘以需要系数。不同类型 的设备的视在功率，应将其有功负荷和无功负荷分别相加后求其均方根。 (3-4) )()(22kvaqjspjssjs（ 3计算电流的计算 （1）220/380v 三相平衡负荷的计算电流： （3-5）uepjsi/ cos/52.1cos68.0/cospjpj 或 uesji3/ 式中 ue-三相用电设备的额定电压 ， ue=0.38（kw） （2）220v 单相负荷的计算电流： （3-6）dpjsi/ cos/5.4cos2.0/copjpj 式中 ud -单相用电设备的额定电压， ud=0.22（kw） 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 12 3.3.3 计算举例 例如，对该综合楼第二层配电箱 al2-1 进行负荷计算，应急照明为 1kw， 照明和风扇回路为 1kw，共四条，即为 4kw，另两条照明回路共 2kw，另外插座 每条回路设为 1kw，四条总共 4kw，电铃设为 1kw，热水器插座为 9kw，将各用 电设备的设备容量累加得到配电箱总负荷为 21kw，取需要系数 0.8，功率因数 0.8，则可得 有功功率 pjs = pe kx = 21 0.8 kw = 16.8 kw 计算电流 = 31.91 a cos/52.1pjijs 3.4 导线选择 3.4.1 导线选择内容 导线选择包括导线型号、导线截面（相线截面、中性线截面、保护线截面） 及敷设方式选择等内容。 1导线型号选择 导线型号反映导线的导体材料和绝缘方式。若为一般用电系统，只需满足 非火灾条件下的使用，其导线型号可按一般要求选择普通线缆；而对于有防火 要求或消防用电设备的供电线路，除必须满足消防设备在火灾时的连续供电时 间，保证线路的完整性及系统正常运行外，还需考虑线缆的火灾危险性。因此， 导线型号可根据实际情况，在具有不同防火特性的阻燃线缆、耐火线缆、无卤 低烟线缆或矿物绝缘电缆中进行选择。 2导线截面选择 导线截面选择，是导线选择的主要内容，直接影响着技术经济效果。根据 导线所在系统的电压等级不同，其选择的方式方法以及导线数量有所不同。如 高压系统，大多采用三相制供电，导线选择主要是指相线截面选择；而在低压 系统中，则是根据采用的供电制的不同，指相线、中性线、保护线和保护中性 线的截面选择。 3导线敷设方式选择 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 13 电气工程中，线缆敷设是实现电能安全传输、安全应用的重要环节。所谓 敷设是指确定线缆走向，并放线、护线、固线的全过程，俗称布线。建筑电气 中的线缆敷设方式与作业现场的环境条件、防火要求等密切相关。线缆敷设方 式分为明敷设与暗敷设两种。 3.4.2 导线选择基本原则 导线型号的选择，应满足用途、电压等级、现场环境和敷设方式的要求； 1导线材质的选择，应满足经济、安全的要求； 2导线产品的选择，应满足科学、合理的要求； 3适当考虑社会进步和技术发展需要。 3.4.3 导线截面的选择 导线截面要满足：有足够机械强度；长期过负荷电流不能使导线过热，线 路计算电流要小于导线载流量，避免电器火灾；线路电压损失不能过大；选用 保护装置与线路相配合。 1相线截面的选择 相线截面选择要按允许载流量选择导线截面，线路计算电流不超过导线长 期允许的电流，即 （3-nalcii 7） 式中 in-导线或电缆允许的工作电流，a； ial-导线或电缆的允许载流量，a ； ic-线路的计算电流，a。 导线或电缆的允许载流量与环境温度有关，若载流量表中给出的环境温度 与实际中的环境温度不同，要根据发热等效的原则对线缆的载流量进行修正， 即 （3-ntalciki 8） 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 14 式中 kt-修正系数 当有多根线缆并列敷设时，导线的散热将会受到影响，此时也应对线缆载 流量进行修正，即 （3-1nalciki 9） 式中 k1-修正系数 2中性线截面的选择 （1）三相四线制系统中的中性线，要考虑不平衡电流和零序电流以及谐波 电流的影响。 （2）一般三相四线制系统中的中性线截面应不小于相线截面的一半。 （3）有三相四线制引出的两相三线制和单相线路，因中性线电流和相线电 流相等，故中性线截面和相线截面相同。 3保护线截面的选择 在本次设计中，保护线材质与相线相同，按照热稳定性要求，其截面不应 小于下表所列数值： 表 3.1 pe 线按热稳定要求的最小截面 相线截面 s（ ）2mpe 线和 pen 按热稳定要求最小截面（ ）2m 16 s 35 16 2/ 3.4.4 导线选择举例 从节能角度考虑，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少 导体的电流阻抗，则使用铜比铝好。故，本次设计中所有导线电缆全部选用铜 芯线。 以二层教学楼 al2-1 中的一回路 l3 为例，pe =1.0kw，pjs =kxpe=0.81.0kw=0.8kw， =4.55a，拟选用导线截面积为cos/upijsj 2.5mm2的铜芯聚氯乙烯绝缘线穿钢管。2.5mm 2的铜导线在 30 摄氏度时允许的载 流量为 19a，因为 19a4.55a，满足发热条件，且满足穿管绝缘导线所允许的最 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 15 小截面铜芯为 1.5mm2，故选择的导线截面符合机械强度要求。故选择导线截面 为 2.5mm2的 bv 导线，即：bv-2*2.5-sc20/wc.cc。 3.5 低压断路器的选择 1低压断路器的选用要点： （1）断路器的额定电压不小于线路额定电压。 （2）断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流不小于线路计算负载电 流。 （3）断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大短路电流，注意进出线 端的短路通断能力是否相等。 （4）断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。 （5）选择配电断路器需考虑短延时，短路通断能力和延时梯级的配合。 （6）漏电保护断路器需选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流。注意 能否断开短路电流，如不能断开短路电流则需和适当的熔断器配合使用。 2选择结果 依据断路器的选择原则，参照电子样本，本次设计的 全部低压断路器均选用 hsm8 系列塑壳式断路器。 具体选 择根据回路容量。 以二层教学楼一回路 l3 为例，此回路为 n 阶梯教室照 明回路，此回路负荷计算如下： =1.0kwep =kxpe=0.81.0kw=0.8kwjs = =0.80.62=0.496kvajqjtg =o.80.8=1.0kvarcos/jjsps =4.55auijsj 整定电流为 5.0a，考虑预留负荷进行适当放大，选定此回路的低压断路器 型号为 hsm8-63a/16a-1p。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 17 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 18 第 4 章 防雷接地系统设计 4.1 防雷接地系统的设计要求及思路 4.1.1 防雷接地系统的设计要求 1建筑物防雷设计应按国家标准建筑物防雷设计规范gb50057 的要求， 根据建筑物的重要性、使用性和发生雷击的可能性及后果，确定建筑物的防雷 分类。 2.建筑物防雷设计应认真根据地质，地貌，气象，环境等条件和雷电活动 规律以及被保护物的特点等，因地制宜采取防雷措施，对所采用的防雷装置应 作技术经济比较，使其符合建筑形式和其内部存放设备和物质的性质，做到安 全可靠，技术先进，经济合理以及施工维护方便。 3建筑物防雷设计时宜明确建筑物防雷分类和保护措施及相应的防雷做法， 使建筑物防雷与建筑的形式和艺术造型相协调，避免对建筑物外观形象的破坏， 影响建筑物美观。 4装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其他设施和建筑物内人员无法隔 离的情况下，应采取等电位联结。 5在防雷设计时，建筑物应根据其建筑及结构形式与有关专业配合，充分 利用建筑物金属结构及钢筋混凝土结构中的钢筋等导体作为防雷装置。 6用电设备接地及安全设计应根据工程特点，规模，发展规划和地质特点 以及操作维护情况合理确定设计方案。 7用电设备的接地，一般可区分为功能性接地，保护性接地。 4.1.2 防雷接地系统的设计思路 根据工程特点，本工程属于三类防雷建筑。 1接闪器：在屋面采用 10 热镀锌圆钢做避雷带连接线网格不大于 20m20m 或 24m16m。 2引下线：引下线利用结构柱内四根直径 12mm 的主筋通长焊接作为引 下线，引下线间距不大于 25m。 3接地极：接地极为建筑物基础底梁上的上下两层钢筋中两根主筋通长焊 接形成的基础接地网。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 19 4引下线上端与避雷带焊接，下端与接地极焊接。建筑物四角的外墙引下 线在室外地面上 500 处设测试卡箱。 5凡突出屋面的所有金属构件，金属屋面，金属屋架均与避雷带可靠焊接， 室外接地凡焊接处均应刷沥青防腐。 6.本工程按三类防雷设计，在配电房设总等电位联结端子箱，总等电位接 地引上带，材料为 40mm4mm 热镀锌扁钢，由接地网焊接引上至与总等电位联 结端子板联结。利用铁栏杆做屋面避雷带，避雷带采用直径为 10 的镀锌圆钢， 由直径为 10 间距为 1 米、高为 0.1 米的支持卡固定于屋面，暗敷避雷网， 10 的圆钢暗敷于屋面隔热层内，网格不大于 20m20m 或 24m16m。 4.2 防雷接地系统的设计方案 4.2.1 接闪器的设计 1接闪器由下列各形式之一或任意组合而成: （1）独立避雷针。 （2）直接装设在建筑物上的避雷针，避雷带或避雷网。 （3）屋顶上的永久性金属物及金属屋面。 （4）混凝土构件内钢筋。 2除利用混凝土构件内钢筋作接闪器外，接闪器应镀锌，焊接处应涂防腐 漆。 3三类防雷建筑接闪器布置滚球半径为 60m。 4.2.2 避雷引下线的设计 1防雷引下线应优先利用建筑物钢筋混凝土柱或剪力墙中的主钢筋，还宜 利用建筑物的钢柱，金属烟囱等作引下线。 2三类防雷建筑的引下线间距为 25m，避雷引下线不应少于 2 根（40m 以 下建筑除外）。 3利用建筑物钢筋混凝土中的钢筋作为防雷引下线时，应符合下列要求： （1）当钢筋直径为 16mm 及以上时，应利用两根钢筋作为一组引下线； （2）当钢筋直径为 10mm 及以上时，应利用四根钢筋作为一组引下线。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 20 4上部应与接闪器焊接，下部在室外地坪下 0.8-1m 处焊接出一根直径为 12mm 或 40mm4mm 热镀锌扁钢导体，此导体伸向室外距外墙的距离不宜小于 1m。 5引下线应沿建筑物外墙敷设，并经最短路径接地。 6暗装引下线和利用结构柱的主钢筋作为引下线时，应在图纸上标明用作 为引下线的柱位。 7当防雷系统采取等电位联结措施时，应将引入建筑内金属设备管道及金 属建筑构件等连接成等电位体。 4.2.3 系统接地型式的选择 接地型式的种类及使用范围： tn 系统（其中包括 tn-s、tn-c、tn-c-s）为中性点接地系统。 tn-s 系统的 n 线和 pe 线是严格分开的，设备的外露可导电部分均与 pe 线 相连，由于 pe 线在电源端接地，因此，正常情况时 pe 线上无电流流过，电气 装置的外露导电部分不会带电，是安全的。同时可避免对接在 pe 线上的电气设 备的电磁干扰。这种系统适合工作环境较差，对安全可靠性要求较高及电气装 置对电磁干扰要求较严的场合。民用建筑、单相负荷量大或三次谐波严重的用 户、电子设备用房等。 tn-c 系统的 n 线和 pe 线是合一的，当三相负荷不平衡或只有单相负荷、 或三相谐波分量较大时，pen 线上有工作电流流过，使电气装置的外露可导电 部分在正常运行时带电，此时将装置外导电部分与 pen 线相接是非常危险的。 因此这种系统只适合于三相负荷平衡、且单相负荷很小的小型工业企业与民用 建筑，也可用于电子设备得的供电。 tn-c-s 系统中的一部分 pe 线与 n 线合一，一部分分开，兼有 tn-c 和 tn-s 系统的特点。但当 tn-c 部分出现三相不平衡负荷时，会导致 tn-s 部分 pe 线上 会带电，因此为了保证 pe 线与 pe 线分开的部分完全具备 tn-s 系统的特点，往 往在 pe 线和 n 线分开处作重复接地处理，使分开后的 pe 线始终保持零电位。 这种系统一般用于由于城市公用低压线路供电的工业企业与民用建筑，也可用 于电子设备用电机房的供电。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 21 tt 系统电源有一点直接接地，装置的外露可导电部分接至电气上与电源接 地点无关的接地极。如果设备的外露可导电部分未接地，则当设备发生一相接 地故障时外露可导电部分就要带上危险的相电压。其各自的 pe 线间无电磁联系， 因此适于对数据处理、精密检测装置等的供电；同时，tt 系统与 tn 系统一样 三相四线制系统，接用相电压的单相设备十分方便，如果装设灵敏的触电保护 装置，能够保证人身安全。因此这种系统在国外应用较为广泛，在我国也得到 推广，这种系统使用于负荷小且分散的乡村低压电网。 it 系统的中性点不接地或经大电阻接地，正常运行时不带电部分必须单独 接地，成组接地，或集中接地。属于小电流接地系统，该系统的一个突出优点 就在于当发生单相接地故障时，其三相电压仍维持不变，三相用电设备仍可暂 时继续运行，但同时另两相的对地电压将由相电压升高到线电压，此时若再有 一相发生单相接地故障时，将发展为两相接地短路，导致供电中断。因而该系 统要装设绝缘监测装置或接地保护装置。 本工程主要采用 tn-c-s 型接地保护系统，采用三相五线制配电，强电设备 接地及避雷接地共用接地装置，接地电阻不大于 1 欧姆，接地体利用结构基础 钢筋网；电源进线处设总等电位联结端子箱；凡进出建筑物的金属管道均应在 进出处与接地网可靠联结。下列导体应进行等电位联结: 1)接地装置及接地干 线，2)pe 干线，3)水管.燃气管等金属管道，4)结构主筋及金属构件，5)金属 桥架、金属线槽等。 安徽建筑工业学院毕业设计（论文） 22 结束语 本论文遵循建筑电气设计的一般规律和原则，着重于建筑电气的安全可靠 性研究。限于篇幅，论文对建筑电气设计的适用性和经济性涉及偏少。本论文 在学习的基础上，汲取前人的经验和积累，力求贴近实际。但由于建筑电气内 容广泛，无法兼顾，许多方面涉及尚浅，设计制图还有很多不足之处。 建筑电气的设计与研究需要丰富的实践经验，更由于其行业的综合性，需 要多专业的通力合作，才能设计出实用、经济的方案。建筑电气一般包含强电 和弱电两大部分，论文侧重对强电部分的电气设计进行详述。 建筑电气设计的基础和依据就是对建筑物负荷的计算和估测。计算的准确 与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。论文详细介 绍