设备管理_建筑电气工程概述

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 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 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 2建筑电气系统的分类 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 220V 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 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 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 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 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 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 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 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 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 1用电负荷的计算 长期连续工作制 短时运行工作制 豆浆机 断续运行工作制 电梯 电焊机 负荷暂载率 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 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 起重吊车电动机 要求统 换算到 25 换算见下式 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 2 计算负荷的计算 1 需要系数见教材表4 3 2 有功计算负荷 3 无功计算负荷 4 视在计算负荷 或 3 计算电流 4 用电设备计算负荷计算步骤 3 单位面积估算法 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 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 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 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 3 剩余电流 漏电 断路器 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 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 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 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4mm 6mm 10mm 16mm 25mm 35mm 50mm 70mm 95mm 120mm 150mm 185mm 240mm 等 35kV及以下电力电缆型号及产品表示方法 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 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 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 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 标称截面积50mm 的电力电缆 用于户外 用于户内 相较于铜芯载流量低 不耐高温 较少采用 铜芯塑料绝缘导线 如果 标注为 BVV 则表示铜芯导线包裹两层塑料外皮 绝缘导线 橡皮绝缘导线 塑料绝缘导线 铜芯 铝芯 BV常用 BLV 建筑电气系统 导线线路 PVC线管 金属线管 金属线槽 塑料线槽 常用导线截面规格有 1 0mm 1 5mm 2 5mm 4mm 6mm 10mm 16mm 25mm 35mm 50mm 70mm 95mm 120mm 150mm 185mm 240mm 等 导线材料 相线数 相线截面 中线截面 地线截面 穿管截面 敷设方式 BV 3X25 1X16 SC32 WC FBV 2X2 5 1X2 5 MT20 CC WCBV 3X25 2X16 PR25X12 5 CE BV 铜芯导线 3根25mm 的相线 1根16mm 的导线 穿DN32焊接钢管 沿墙和地板暗敷 BV 铜芯导线 1根2 5mm 的相线 1根2 5mm 的中线和1根2 5mm 的地线 穿DN20的电线管 沿天花和墙暗敷 BV 铜芯导线 3根25mm 的相线 1根16mm 的中线和1根16mm 的地线 穿25X12 5mm塑料线槽 沿天花明敷 导线标注 1 机械强度满足最小截面 配电线路导线截面选择 2 按导线允许载流量选择 导线允许载流量大小是根据导线的用途 材料 绝缘种类 允许温升和表面散热条件决定的 根据导线的安全载流量选择导线截面的原则是 导线的安全载流量要满足 大于等于 导线计算电流的要求 3 按允许电压损失选择为了保证供电质量 配电导线上的电压损失应低于其最大允许值 当给定的线路输送电功率P kW 送电距离 单程线路长度 L m 允许相对电压损失 就可根据下面工程计算中的简化公式计算出相应导线截面S mm2 根据机械强度 允许载流量 允许电压损失三个方向选择导线截面积时 应取其中最大的截面积作为依据 再根据电线的产品目录中选用等于或稍大于所求的截面积等级的导线 4 2 4配电变压器的选用 1 三相电力变压器的结构和符号 1 三相电力变压器的种类油浸式变压器环氧树脂干式变压器 2 三相油浸式变压器的结构 3 三相电力变压器型号和主要技术数据 干式变压器型号的意义 油浸变压器的型号的意义 一次绕组额定电压 主要技术数据 二次绕组额定电压 变压器的额定容量 变压器一次绕组额定电流 二次绕组额定电流 变压器的空载电流 变压器的阻抗电压 变压器的空载损耗 变压器的短路损耗 2 三相电力变压器额定容量的选择 1 采用一台主变压器供电的电力负荷变压器的选择 电力变压器的额定容量按电力用户的计算容量选择 即 2 采用两台主变压器供电的电力用户变压器的选择 两台主变压器若采用一用一备的供电方式 每台主变压器的额定容量可按电力用户的计算容量选择 即 两台主变压器若采用互为备用的供电方式 每台主变压器的额定容量可按电力用户的计算容量的70 选择 即 1 配电箱 盘 柜 建筑配电系统需要各种配电装置 建筑配电装置有照明电箱 盘 柜和动力配电箱 盘 柜构成 建筑供电系统需要将高压供电变为低压供电 以满足建筑配电系统电力负荷需要 1 低压配电系统的主接线1 低压配电系统电源的接线方式 低压配电系统的电源是指为其供电的变电所的电力变压器 一般分为单电源供电和双电源供电两种方式 4 2 5配电箱 盘 和变电室 2 低压配电系统的接线方式 放射式接线 在每处配电点一般均采用这种方式 放射式接线供电可靠性高 各配电回路之间互不影响 故障停电范围小 树干式接线 这种接线方式简单 配电设备少 但可靠性差 停电范围大 链式接线 适用电设备距电源较远而彼此相距很近 且用电设备容量较小的配电场所 链式接线配电箱或用电设备 一般不超过5台或总容量不超过10kW 2 低压配电系统的电压 动力配电系统的电压采用380V 220V三相电压 以满足三相动力用电设备的额定电压 照明配电系统的电压采用220V单相电压 以满足单相220V照明设备的需要 照明系统配电干线多采用三相四线制 因此仍需采用380V 220V三相电压供电 3 低压配电系统的控制装置与保护装置1 控制装置低压配电系统的控制装置指的是各种开关 负荷开关 空气自动断路器等 在配电箱 柜内应设置干线总开关和各分路开关 以实现对配电线路停 送电控制 2 保护装置低压配电系统的保护装置指的是实现短路保护 过负荷保护和漏电保护的各种保护电器 2 变配电室 1 变配电所的基本组成变配电所的主要设备有电力变压器和高 低压配电装置 根据变配电所的布置要求 应设置变压器室 高压配电室 低压配电室 分别安装电力变压器 高压配电装置 低压配电装置 为了值班的需要 还应设置值班室和卫生间 2 变配电所的类型 变配电室按整体结构分为屋内式 屋外式和组合式三种形式 按变电所的位置分为独立式 附设式 地下室和户外杆上或台上式 大型公共建筑物 一般可设置地下变配电室向大型建筑物供电 1 2 3 3 一般要求1 各室之间及各室内部应合理布