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9 2节建筑电气实务知识 1 9 2 1用电负荷等级划分 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 用电负荷分为一级负荷 二级负荷及三级负荷 同一个建筑物内的不同负荷 用电负荷等级可能不同 见表9 1所示 2 9 2 1用电负荷等级划分 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 用电负荷分为一级 二级及三级负荷 1 一级负荷 1 中断供电将造成人身伤亡时 2 中断供电将在政治 经济上造成重大影响或损失时 3 中断供电将影响有重大政治 经济意义的用电单位的正常工作 或造成公共场所秩序严重混乱时 在一级负荷中 当中断供电后将影响实时处理重要的计算机及计算机网络正常工作以及特别重要场所中不允许中断供电的负荷 为特别重要的负荷 3 9 2 1用电负荷等级划分 2 二级负荷符合下列情况之一时 应为二级负荷 1 中断供电将造成较大政治影响时 2 中断供电将造成较大经济损失时 3 中断供电将影响重要用电单位的正常工作 或造成公共场所秩序混乱时 3 三级负荷不属于一级负荷和二级负荷的用电负荷应为三级负荷 4 9 2 1用电负荷等级划分 5 6 9 2 1用电负荷等级划分 不同负荷等级的电气线路对电源 控制和保护等要求不同 在相同条件下 如果按更高一级的负荷进行供电 则线路就越复杂 工程造价就越高 7 9 2 2常用电工材料 导线 绝缘导线 电缆 母线 安装材料 金属材料 非金属材料 8 单芯单股线 单芯多股线 单芯多股线 双芯多股线 9 10 11 绝缘导线的型号 BLV 500 25表示铝芯塑料绝缘导线 额定电压为500V 线芯截面为25 2 12 电缆的结构 13 14 电缆的型号 VV22为铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套双钢带铠装电力电缆 15 母线 1 作用 用于变压器连接各种高低压电器 起汇集 分配和输送电能的作用 2 类型 软母线 用于35KV以上户外配电 硬母线 用于20KV以下户内外配电 3 硬母线 铜 铝 钢等 形状有矩形 圆形 管形等 型号举例 TMY 40 5T 铜M 母线Y 硬质40 5 宽 厚 硬母线 软母线 16 常用安装材料 线管 分为金属材料和非金属材料两类 金属材料常用的有钢材及铝材 常用的金属管有水煤气管 薄壁钢管 金属软管等 非金属材料中常用的有塑料管 瓷管等 水煤气管壁厚3 左右 适合在内线工程中有机械外力或有轻微腐蚀气体的场所作明线敷设和暗线敷设 分为镀锌管和非镀锌管 按管壁厚度分为普通钢管和加厚钢管 薄壁钢管壁厚约1 5 左右 又称电线管 适用于干燥场所的线路敷设 17 18 常用安装材料 线管 金属软管又称蛇皮管 由厚度为0 5 以上的双面镀锌薄钢带加工压边卷制而成 金属软管既有相当的机械强度 又有很好的弯曲性 常用于需要弯曲部位较多的场所及设备的出线口处等 19 塑料管有硬塑料管 半硬型塑料管 软型塑料管等 按材质有聚氯乙烯 聚乙烯 聚丙烯管 其特点是常温下抗冲击性能好 耐碱 耐酸 耐油性能好 但易变形老化 机械强度不如钢管 硬型管适合在腐蚀性较强的场所作明线敷设和暗线敷设 半硬型塑料管韧性大 不易破碎 耐腐蚀 质轻 钢柔结合易于施工 使用于一般民用建筑的照明工程暗配敷设 软型管质轻 刚柔适中 适于作电气软管 常用安装材料 线管 20 21 常用安装材料 钢材料 1 圆钢 d 用于制作螺栓 钢索 接地线 避雷针 规格 8号直径8mm 2 扁钢 a 用于制作支架 吊架 避雷带 接地线 规格 50 宽mm 5 厚mm 3 角钢 b c 用于制作支架 吊架 避雷装置等 规格 L50 长边mm 50 短边mm 6 厚mm 22 常用安装材料 钢材料 4 槽钢 e 用于制作底座 支撑和导轨等 规格 槽钢120 腹板高度mm 53 翼宽mm 5 腹板厚度mm 其型号是以腹高 数表示 如 20号 即腹高为200mm 5 工字钢 f 用于电气设备的固定底座 变压器台架等 规格 腹板高度 h 毫米 腹板厚度 d 毫米 其型号是以腹高 数表示 如10号工字钢 表示其腹高为10 100 23 9 2 3变 配 电所主要设备 变 配 电所是建筑供配电系统中的重要组成部分 其主要作用是变换与分配电能 中小型民用建筑变配电所主要为10KV级 变 配 电所主要设备分高压设备和低压设备 高压一次设备有高压负荷开关 高压断路器 高压熔断器 高压隔离开关 高压开关柜和避雷器等 低压一次设备有刀开关 低压断路器 低压熔断器和低压配电柜等 只介绍低压设备 24 变 配 电所主要设备 1 刀开关 用于分断电流不大的电路 刀开关由手柄 动触头 静触头 底座等组成 25 刀开关 HD11系列单投三刀单掷 投 26 单投开关 27 刀开关 刀开关的操作顺序是 合闸送电时应先合刀开关 再合断路器 分闸断电时应先分断断路器 再分断刀开关 28 低压断路器是一种能通断负荷电流 并能对电气设备进行过载 短路 失压 欠压等保护的低压开关电器 断路器主要有塑壳式断路器和框架式断路器 低压断路器 29 框架式断路器为敝开式结构 广泛应用于工业企业变电所及其它变电场所 其产品有DW15 DW16 ME等系列 额定电流可高达4000A 30 塑料外壳式断路器为封闭结构 广泛用于变 配 电 建筑照明线路中 其产品有DZ10 DZ12 DZ15 DZ20 CM1 M 31 低压断路器 微型塑壳式断路器常用于建筑照明线路中 其产品系列有C65N DZ47 S500 NC等 32 熔断器俗称保险 其结构简单 安装方便 常在低压电路中作短路和过载保护 常用的低压断路器有瓷插式 螺旋式 无填料管式 有填料管式 快速式熔断器等 熔断器 33 RL1系列螺旋式熔断器 熔断器 34 熔断器 35 熔断器 36 熔断器 37 9 2 4建筑电气照明系统 一 照明方式与种类二 照明光源及照明灯具三 室内照明线路 38 一 照明方式与种类 照明方式 一般照明 只要求照亮整个场所 如办公室 教室 仓库等 分区一般照明 加强特定区域的一般照明方式 如专用柜台 商品陈列处 局部照明 为满足某些部位的特殊需要而设置的照明方式 如工作台 教室的黑板 混合照明 以上照明方式的混合形式 39 一 照明方式与种类 40 二 照明光源及照明灯具 41 二 照明光源及照明灯具 42 二 照明光源 一 照明常用电光源1 白炽灯热辐射发光光源 结构简单 成本低 显色性好 使用方便 但发光效率低 寿命短 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 如开关频繁场所 需要调光场所 要求防止电磁波干扰的场所 需采用时 其额定功率不应超过100W 43 二 照明光源 其发光电流流过钨制灯丝 产生大量热量 使灯丝温升达2400 2900K成白炽状而发光 凡40W以下的灯泡 玻璃内抽成真空 60W以上的大功率灯泡先抽成真空 再充以氩气等惰性气体 以降低钨丝的蒸发速度 但由于输入白炽灯的电能只有20 以下转化为光能 80 以上转化为红外线辐射能和热能 发光效率不高 44 二 照明光源 一 照明常用电光源2 卤钨灯 泡壳多采用石英玻璃 灯管内充入适量的氩气和微量卤素碘或溴 常用的卤钨灯有碘钨灯和溴钨灯 白炽灯点燃时的高温使其钨丝不断蒸发 不仅使灯泡的透明度变坏 同时也使灯丝寿命缩短 卤钨灯是对白炽灯的改进 也属于第一代电光源 45 46 二 照明光源 一 照明常用电光源卤钨灯的工作原理 在适当的温度条件下 由灯丝蒸发的钨 一部分向泡壳扩散 并在灯丝与泡壳之间的区域与卤素形成卤化钨 卤化钨在高温灯丝附近又被分解 使一部分钨重新附着在灯丝上 补偿钨的蒸发损失 而卤素又参加下一次循环反应 如此周而始的循环过程 称为卤钨的再生循环 由于这个循环的存在 可以提高灯丝的工作温度和寿命 47 二 照明光源 一 照明常用电光源卤钨灯的工作原理 又因为这种灯管管径细 空气压力高 可抑制钨的蒸发 减少对流损失 这样就使得卤钨灯比普通白炽灯光效高 寿命长 同时可有效地防止泡壳发黑 光能量维持性好 卤钨灯适用于电视转播照明 并用于绘画 摄影和建筑物投光照明等 它的缺点是对电压波动比较敏感 耐振性较差 48 二 照明光源 一 照明常用电光源3 荧光灯 为提高发光效率 在20世纪的30年代 有一种新型电光源问世 称为荧光灯 它是第二代电光源的代表 由荧光灯管 镇流器和启辉器组成 玻璃管在抽真空后充入气压很低的汞蒸气和惰性气体氩 管内壁涂上不同配比的荧光粉 则可制成日光色 白色 暖白色等品种 49 二 照明光源 启辉器主要由一个U形双金属片动触片和一个静触片组成 它们装在一个充满惰性气体的玻璃泡内 并用金属外壳作保护 镇流器实际上是一个铁芯线圈 50 51 二 照明光源 一 照明常用电光源4 荧光高压汞灯因其内管的工作气压为1 5个大气压而得名 其发光原理和荧光灯一样 只是构造上增加一个内管 外形和金属卤化物灯一样 它是一种功率大 发光效率高的光源 常用于空间高大的建筑物中 悬挂高度一般在5m以上 在室内照明中可与白炽灯 碘钨灯等光源混合使用 52 53 二 照明光源 一 照明常用电光源5 高压钠灯是近些年来新发展起来的高光效电光源 利用高压钠蒸汽放电 其辐射光的波长集中在人眼较灵敏的区域 光效约为高压汞灯的2倍 透雾性强 寿命可达10000h以上 广泛应用于道路 机场 码头 车站 广场及工矿企业照明 54 55 二 照明光源 一 照明常用电光源6 发光二极管 LED LED是一种半导体发光二极管 LED灯供电电压低 具有结构简单 可控性好 色彩丰富 高亮点 防潮 防振 节能环保等优点 常作为指示灯 带色彩的装饰照明等 56 57 二 照明光源 一 照明常用电光源7 氙灯利用高压氙气放电产生很强的白光 和太阳光十分相似 俗称 人造小太阳 宜用于模拟自然光条件下的科研 生产和实验场合 58 灯具 1 灯具的定义 是透光 分配和改变光源分布的器具 2 灯具的主要作用固定光源 对光源提供机械保护 控制光源发出光线的扩散程度 达到配光要求 防止眩光 保证特殊场所的照明安全 如防尘 防水等 装饰和美化环境 59 灯具 2 灯具的分类 1 按配光分类 配光是指光源的光通量向上与向下的发射部分之间的分配 60 61 灯具 62 63 灯具 64 65 66 67 68 69 三 室内照明线路 照明线路主要由进户线 总配电箱 干线 分配电箱 支线 用户配电箱 或照明设备 等组成 70 电源进线 供电电源与形式 照明的不同负荷等级 一级负荷 一类高层建筑的应急照明 走廊照明 值班照明 障碍照明等 二级负荷 二类高层建筑的应急照明 走廊照明等为二级负荷 负荷等级不同 对供电电源的要求就会不同 71 电源进线 供电电源与形式 不同负荷等级对电源要求不同 一级负荷 应采用两路独立电源供电 电源线路取自不同的变电站 为保证供电的可靠性 工程常多设一路电源 作为应急 常用的应急电源有蓄电池 发电机 不间断电源UPS或EPS等 72 电源进户线 供电电源与形式 不同负荷等级对电源要求不同 二级负荷 采用两个回路供电 电源线路取自同一变电所的不同的母线 但一般也设置蓄电池等应急电源 三级负荷 对电源无特殊要求 73 按工作零线 即接地的中性线 与保护零线的组合情况 电源系统有以下三种形式 TN S系统 见图13 2 整个系统的工作零线和保护零线是分开的 TN C系统 见图13 3 整个系统的工作零线和保护零线是合一的 TN C S系统 见图13 4 系统中有一部分工作零线和保护零线是合一的 电源进户线 供电电源与形式 74 图13 2TN S系统 三相五线制系统 电源进户线 供电电源与形式 75 图13 3TN C系统 三相四线制系统 电源进户线 供电电源与形式 76 图13 4TN C S系统 电源进户线 供电电源与形式 77 照明线路设备 照明线路的设备主要有配电箱 灯具 开关 插座 风扇等 78 配电箱 电气照明线路的配电级数一般不超过三级 即总配电箱 分配电箱和用户配电箱 配电级数过多 线路过于复杂 不便于维护 配电箱的作用 配电箱是将断路器 刀开关 熔断器 电度表等设备 仪表集中设置在一个箱体内的成套电气设备 配电箱在电气工程中主要起电能的分配 线路的控制等作用 79 配电箱 PE端子板 N端子板 断路器 卡轨 箱门 箱体 电度表 80 开关和插座 1 所谓 位 又称为 联 就是指在一个面板上 有几个开关功能模块或几个插头接口 单联 就是有一个开关 双联 就是有两个开关 能分别控制两个用电设备 2 所谓 控 即一个开关选择性地控制几条电路 如双控开关 以字母a b表示电路 即开关的过程就是接通a断开b 或接通b断开a的过程 两条线路不会同时开启 也不会同时断开 在家庭中 可以使用两个双控开关 通过一定排线规则 实现在两个地方控制一个电器的功能 而这种功能较多地应用于在客厅 卧室的照明上 81 82 83 单相三孔插座与三相四孔插座的接线 84 9 2 5建筑防雷 雷电现象是自然界大气层中在特定条件下形成的 雷云对地面泄放电荷的现象 称为雷击 雷击产生的破坏力极大 它对地面上的建筑物 电气线路 电气设备和人身都可能造成直接或间接的危害 因此必须采取适当的防范措施 雷击的危害方式主要有直击雷 雷电感应和雷电波侵入 85 防雷装置 作用是将雷云电荷或建筑物感应电荷迅速引导入地 以保护建筑物 电气设备及人身不受损害 主要由接闪器 引下线和接地装置组成 1 接闪器接闪器是引导雷电流的装置 接闪器的类型主要有避雷针 避雷线 避雷带 避雷网和避雷器等 避雷器主要防范雷电波侵入 86 87 避雷针 88 防雷装置 1 避雷针常用在屋面较小建筑物 构筑物上 有些室外低矮的大型设备附近 一般在地面上设置独立的避雷针 避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌钢管制成 89 避雷带 90 91 92 93 94 防雷装置 2 避雷带 网 常设置在屋面较大的建筑物上 沿建筑物易受雷击的部位 如屋脊 屋角等 装设成闭合的环形 网格形状 导体 避雷带 网 常用镀锌圆钢制作 3 避雷线一般采用截面不小于35 的镀锌钢绞线 架设在架空线路之上 以保护架空线路免受雷击 95 避雷线 96 97 2 引下线是将雷电流引入大地的通道 引下线的材料多采用镀锌扁钢或圆钢 图为利用柱筋作为引下线时 在柱筋上设置的测试点做法 98 2 引下线高层建筑的外墙有大量的金属门窗等金属导体 易遭受雷击 称侧雷击 为防止侧雷击 将建筑物外墙圈梁内敷设圆钢与引下线连接成环形导体 称均压环 外墙的金属导体与附近的均压环连接 可以有效防止侧雷击 防雷装置 99 接地装置可迅速使雷电流在大地中流散 接地装置按安装形式分为垂直接地体和水平接地体 一般垂直接地体长度在2 5m 3 0m之间 常用镀锌圆钢 角钢 钢管 扁钢等材料