刘如意最毕业设计报告

兰州交通大学毕业设计（论文）摘 要本工程设计的题目为明珠小区住宅小区的电气系统设计。本设计中选取住宅楼的负荷等级为3级，进线电压为380/220V，根据规范标准的每户的负荷按6kW计算。设计内容大的模块分为强电设计和弱电设计两部分。强电设计有7个模块，即室内照明和插座设计、负荷计算、低压配电系统、导线电缆的截面选择、防雷接地系统以及等电位联结；弱电模块分为有线电视系统、通信网络系统、可视对讲系统。本工程设计的照度计算用单位容量法，负荷计算用需用系数法，并按照计算电流选择截面，根据计算电流得到最大电流从而选择断路器。照明回路和插座回路应设置单独回路。防雷等级为3级，接地采用TN-C-S系统。需要设计等电位联接以保证住户安全。本工程设计遵循电气设计规范和要求，保证住户安全、可靠、经济的使用要求。关键词：电气设计；照明；防雷接地；配电系统 I AbstractThe title of this engineering design is the electrical system design of MINGZHU residential area. The level of lighting protection and load power are level 3. The voltage of the main line is 380 or 220V and every load is calculated to the 6kW specification standard. The design modules are divided into two parts: heavy current and weak current. Heavy current system design is divided into the lighting design, load calculation, power distribution system design, equipment selection, the selection of wire cable, the lighting protection grounding system, and equal potential connection. Weak current system design is divided into the cable TV system, communication network, and fire control system design. The design adopts the method of unit capacity for illumination calculation. Load calculation uses demand factor method, the section of the lines is selected to the calculated current and the circuit breakers are selected by the biggest current that is made by the calculation. Lighting circuit and electrical outlet loop should be set up separately. Lighting protection level is level 3 and the TN-C-S system is used for the grounding. And the equipotential connection should be designed to ensure the safety of residents. The engineering design follows the specifications and requirements of the electrical design and ensures the safety of residents, and the reliablility and economy of requirements.Key Words: Architectural design, Lighting design, Lightning protection grounding, Power distributionI目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 工程背景11.2 设计范围11.3 设计依据11.4 设计目标11.5 设计目标12 照明平面图32.1 单元照明平面图设计32.1.1 照度值32.1.2 光源和灯具的选择32.1.3 单位容量法计算室内负荷32.1.4 开关的选择92.2 插座平面图的设计92.2.1 各房间插座的数量92.2.2 插座的选择103 照明配电系统图113.1 照明负荷计算113.1.1 需用系数法113.1.2 导线电缆截面积的选择144 配电箱的选择164.1 配电箱的结构164.2 配电箱的主要技术参数164.3 配电箱的安装方式164.4 配电箱的分布和保护165 防雷接地系统与等电位联结安装185.1 防雷接地系统185.2 等电位联结系统185.2.1 总等电位联结185.2.2 局部等电位联结186 弱电系统设计196.1 有线电视196.2 通信网络196.3 可视对讲系统19结 论20致 谢21参考文献22附录A 明珠小区住宅小区电气设计施工图23 III 1 绪论1.1 工程背景工程设计的题目为明珠小区住宅小区的电气系统设计。本住宅楼共6层，一层带有地下室，六层带有阁楼，二五层结构一样。该住宅楼共3个单元，每个单元包含12户，总共36户，且有两种户型。1.2 设计范围本设计的主要内容包括强电设计中的照明插座回路设计、负荷计算、低压配电系统、电缆导线截面选择和断路器选型、线路的敷设方式、防雷接地系统、等电位联结系统的设计，和弱电系统中的有线电视、通信网络、可视对讲系统。1.3 设计依据 本设计的主要参照设计依据有：(1) 设计任务书、建筑平面图以及水暖等专业提供的资料。(2) 目前国家所用的标准图。(3) 建筑电气设计规范。 1.4 设计目标本设计以天正电气和AutoCAD为设计平台，进行明珠小区住宅小区的电气系统设计。其主要设计要求有：第一，设备设计要合理且要符合实际情况，要保证用电安全可靠；第二，设计不能违背国家的相关政策和法律，要遵循现行的行业规范标准；第三，在建筑方经济实力范围内，要使用先进的设备设施，应用的技术要经相关部门的认可。1.5 设计目标(1) 照明平面图 照明平面图完成的主要内容有各个房间的灯具的布置，各灯对应的开关的设计，各个房间插座的布置，以及插座回路的确定，照明回路和插座回路的导线型号的确定。(2) 配电系统图 本工程设计中总电缆进入住宅楼后，以单元为单位馈出6条干线，每条干线接每单元的集中表箱，再从集中表箱引出6条导线接至每户。本设计中，确定出每户的计算负荷可以确定出每单元的负荷，然后根据每单元的负荷确定出总的进线负荷。最后根据负荷选择对应断路器的型号。(3) 防雷接地系统 本住宅楼防雷等级为3级，需在女儿墙上安装避雷带，且支架的距离为1000mm，利用楼房主体柱内的四根主筋与避雷带可靠焊接作为引下线，并在1.0m处设断接卡，以供测量接地电阻用。(4) 等电位联结安装 等电位联结包括总等电位联结和局部等电位联结，总联结箱子MEB装配在住宅楼地下室中，局部联结箱子LEB装设在卫生间中。(5) 弱电系统 住宅楼弱电系统包括有线电视、通信网络、可视对讲三个部分。设计要求在相应的地方预留插孔，并设计住宅楼有线电视和通信网络的分布图。2 照明平面图本住宅楼包括六层，每层都要进行照明平面图的绘制。一层带地下室，六层带阁楼，地下室和阁楼必须分别绘制，二到五层结构一样。设计过程：(1) 确定照度。(2) 选择光源和灯具的型号。(3) 确定各个房间的灯具数量和控制开关的布置。(4) 确定插座的容量及数量，并绘制平面图。(5) 最后根据负荷计算结构设计配电系统图，选取相应配电箱。2.1 单元照明平面图设计2.1.1 照度值 根据规范要求，住宅楼每个房间照度标准值如表2.11。表2.1 照度标准表房间（参考水平面）照度标准值(lx)客厅0.75米100 卧室0.75米75餐厅0.75米150厨房0.75米100卫生间0.75米1002.1.2 光源和灯具的选择户型1和户型2的光源选择如下：各房间及阳台选用荧光灯，公用楼梯选用白炽灯。2.1.3 单位容量法计算室内负荷单位容量法主要用于计算每单位被照面积所需的灯具的安装容量，该方法适用于一般照明计算中，参考的公式见式2.1和式2.2。 (2.1) (2.2)其中，P为总安装功率(W)；P为安装功率(W)；N为灯具数量（套）；A为房间面积(m2)；为单位容量(W/m2)1。 根据设计规范，本设计中选取=7(W/m2)。根据实际操作，本设计选取普通直管荧光灯，型号为YZ40RL，光源功率为36W。 (1) 户型1各房间的照度计算和灯具选择 卧室1计算面积：(m2)安装功率：(W)则灯具数量：所以选用的灯具数是2盏。 卧室2计算面积为： (m2)安装功率为： (W) 则灯具数量： 所以选用的灯具数是2盏。 卫生间1计算面积为： (m2)安装功率为： (W) 则灯具数量：所以选用的灯具数是1盏。 卧室走廊计算面积为：(m2) 安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用的灯具数是1盏。 卧室3计算面积为：(m2) 安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是3盏。 厨房计算面积为：(m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是2盏。 餐厅计算面积为：(m2) 安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是3盏。 客厅计算面积为： (m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是4盏。 主卫生间计算面积为：(m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是1盏。(2) 户型2各房间的照度计算 卧室1房间面积为：(m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用该型号荧光灯2盏。 卧室2计算面积为：(m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是2盏。 储藏室计算面积为：(m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是1盏。 餐厅计算面积为：(m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是2盏。 卫生间计算面积为：(m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是1盏。 卧室2计算面积为：(m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是3盏。 客厅计算面积为：(m2)安装功率为：(W) 则灯具数量：所以选用灯具数量是6盏。照明平面图见电施-1和电施-2。 2.1.4 开关的选择根据计算结果，本设计选用开关的额定电压和额定电流分别为250V和10A，距地面1.5米处装设。其中，卫生间应该选用防水型开关。根据规范，建筑照明导线应选则的型号为：。2.2 插座平面图的设计2.2.1 各房间插座的数量 住宅楼各房间插座的数量见表。2.2 房间插座统计表房间名称插座位置数量卧室床头两边各1个（床头灯）2电脑（三孔带开关）1预留12客厅电视2空调（三孔带开关）1沙发两侧各12预留12卫生间热水器（三孔带开关）1洗衣机（三孔带开关）1镜边（吹风机）1马桶边（电话）1预留12餐厅电冰箱（三孔带开关）1餐桌边12预留12阳台预留12 续表 2.2房间名称插座位置数量厨房排烟机（三孔带开关）1炉灶下（以防以后换为电器灶）1水槽下（可以装小厨宝、小型容积壁挂式电热水器、垃圾粉碎器）1水台边1操作台（用于小电器/带开关）23微波炉（三孔带开关）1消毒柜（三孔带开关）12.2.2 插座的选择(1) 客厅插座客厅中同时存在强电设备和弱电设备，为了防止电磁干扰，影响各设备间的正常运行，强电和弱电插座间的距离应该不小于0.5m。电视旁边应设置1组电源插座，一般空调插座的位置是根据其预留管的位置确定，在墙面上应该设有备用插座。(2) 卧室插座卧室的床头两边应设1组电源插座，供台灯、电热毯等设备使用，此外还应设备用插座。(3) 厨房和餐厅插座厨房应根据各家用电器的位置相应布置插座，选用防溅保护型插座，并设置独立回路。(4) 卫生间插座卫生间插座距地面应为1.0m，插座与淋浴器之间保持一定的距离，采用放溅型保护插座，并设置独立回路。综上所述，本设计中选用插座的型号为：F01S防水型、86型厨房电源插座、E386型插座。插座回路应选用导线型号为：。插座平面图见附图电施-3。3 照明配电系统图 该小区的负荷等级属于3级，进线电源电压为380/220V。根据住宅楼负荷规定标准，每户的负荷容量为6kW。总电缆进入小区后，以单元为单位馈出6条干线，每条干线接集中表箱，再从集中表箱引出6条导线接至每户。此外，电度表装设在地下室的单元入口处。3.1 照明负荷计算3.1.1 需用系数法(1) 负荷计算公式 有功功率： (3.1) 单相计算电流： (3.2) 三相计算电流： (3.3)(2) 负荷计算过程 照明回路住宅楼各房间采用荧光灯照明，需用系数，考虑无功补偿，功率因数，根据式3.1和式3.3可得户型1的负荷：(W)(W)计算电流为：(A)同理，户型2的负荷为：(W)(W)计算电流为：(A) 插座回路单个插座的计算功率为200W，功率因数取，其需用系数如表3.13：表3.1 插座回路的需用系数插座数量45678910KX10.90.80.70.650.60.6厨房插座回路包含2个单相五孔插座2个单相三孔插座，所以：(W)(W)考虑无功补偿后，计算电流为：(A)卫生间回路包含2个单相五孔插座和3个单相三孔插座，所以：(W)(W)考虑无功功率后，计算电流为：(A)电源插座回路1包含6个单相五孔插座和1个单相3孔插座，所以：(W)(W)考虑无功功率补偿后，计算电流为：(A)电源插座回路2包含7个单相五孔插座，所以：(W)(W)考虑无功功率补偿后，计算电流为：(A)空调插座回路包含一个插座，空调功率为2000W，功率因数，所以：(W)考虑无功功率补偿后，计算电流为：(A) 分户箱 每户进线功率为6kW，同时系数，功率因数，所以：(A) 公共照明 楼梯间照明的需用系数，且无需考虑无功补偿，所以：(W)(W) 则计算电流为(A) 每单元的负荷计算该住宅楼的进线电压是三相的，每个单元有12户，楼梯照明每层的功率为60W，因此总功率为360W，选取需用系数，同时系数，根据式3.3得出计算电流：(A) 住宅楼总负荷计算该住宅楼有3个单元，选取需用系数，同时系数，得出：(A)3.1.2 导线电缆截面积的选择(1) 根据负荷计算的结果，查阅相关的手册和规范要求，进户线选用交联聚乙烯电力电缆，干线及支线均选用塑料铜芯导线，干线管材全部选用热镀锌钢管(SC)，支线、保护线选用PVC型阻燃塑料管分沿棚(CC)、沿墙(WC)、沿地(FC)敷设4。截面选择条件是导线的计算电流Ij不小于额定电流IN，各回路的计算电流、导线截面、断路器选择、电缆敷设方式及保护穿管如表3.1所示。表3.1 截面选择表回路及导线名称计算电流(A)截面选择条件导线型号断路器型号敷设方式保护穿管照明回路3.32BV-22.5TIM1N-6/1P-6AWCPVC室内插座回路厨房插座回路5.17BV-34TIM1N-6/3P-6AWCPVC电源插座回路8.48BV-34TIM1N-10/2P-10AWCPVC空调插座回路10.10BV-34TIM1N-16/2P-16AWCPVC公共照明回路1.32BV-31.5TIM1N-6/2P-6AWCPVC分支线导线24.24BV-310TIM1N-32/3P-32AWCPVC馈线导线59.26YJV-325+216TIM1N-125/3P-100AWCSC干线导线197.90YJV23-3150+270TIL1N-250/4P-250AFCSC (2) 电线电缆的敷设方式见表3.2所示。表3.2 电线电缆敷设方式统计表敷设代号敷设名称敷设代号敷设名称SC穿焊接钢管敷设CR混凝土排管敷设MT穿电线管敷设AB沿或跨梁（屋架）敷设PC穿硬塑料管敷设BC暗敷在梁内FPC穿阻燃半硬聚氯乙烯管敷设AC沿或跨梁（屋架）敷设CT电缆桥架敷设CLC暗敷在柱内MR金属线槽敷设WE沿墙面敷设PR塑料线槽敷设WC暗敷在墙内M钢索敷设CE沿天棚或顶板面敷设KPC穿聚氯乙烯塑料波纹电线管敷设CC暗敷在屋面或顶板内CP穿金属软管敷设SCE吊顶内敷设DB直接埋设ACC暗敷在不能上人的吊顶内TC电缆沟敷设ACE在能进人的吊顶内敷设FC地板或地面下敷设 配电系统图见附图电施-4，设计说明和设备材料表见附图电施-5。4 配电箱的选择4.1 配电箱的结构照明配电箱结构上按安装方式分为封闭悬挂式（明装）和嵌入式（暗装）两种。主要结构分为箱壳、面板、安装支架、中性母线排、接地母线排等部件。在面板上有操作主开关和分路开关的开启孔，若不需要安装全数分路开关时，可以使用封口板将开启孔部分封闭。进出线敲落孔置于箱壳上、下两面5。配电箱内部主要由断路器组成，根据断路器的绝缘距离和设计尺寸，对总断路器和分断路器进行排版，从而得到配电箱的尺寸，厚度则由总断路器的厚度决定。4.2 配电箱的主要技术参数 根据建筑规范，本工程选择的配电箱的技术参数如下：(1) 额定工作电压：380V/220V；(2) 额定工作频率：50Hz；(3) 额定工作电流：60A-250A；(4) 短路关合电流：30kA；(5) 外壳防护等级：IP55。4.3 配电箱的安装方式实际工程中，照明配电箱一般设置在电源的进口处，同样应考虑便于操作、不妨碍交通，应尽量避免安装在有水或有易燃易爆物品的场所；照明配电箱应尽可能设置在负荷的中心，以节约用线和减少线路的电压损失。根据本住宅楼的结构以及设计要求，总配电箱应该安装在地下室储藏室的侧墙上，距地1.4m安装，土建时应在相应位置上预留孔洞，便于安装。根据设计要求并考虑经济问题，本设计中选择的进户配电箱型号为PDX，电表箱的型号为DBX，用户配电箱型号为TIX1S。4.4 配电箱的分布和保护在电源进线配电箱内装第一级浪涌保护器，用户配电箱内装第二级浪涌保护器。住宅楼的总进线引入总配电箱，进入配电箱时经过TIL1N-250/4P-250A-500mmA型断路器。总配电箱引出6个端子，端子处设有TIM1N-125/3P-100A型断路器，端子引出的支路接入单元的集中箱表，每个单元由两个集中表箱，每个集中表箱中装有6个住户的电 度表，且引出6路分别接住户的刀开关配电照明箱。照明配电箱分有照明回路和插座回路，出线处分别配有TIM型低压电路器。本设计中选用的断路器主要进行过电压保护和短路保护，其中的总开关选用TIL1N型断路器带有短路过载功能，插座、照明回路选用TIM型低压断路器带过压保护功能。5 防雷接地系统与等电位联结安装5.1 防雷接地系统根据规范要求，本住宅楼的防雷等级为3级，建筑物的防雷装置满足防直击雷和雷电波入侵。由于本工程设计防雷等级较低，因此不需要用避雷针，只需要在屋顶设置避雷带作为接闪器。避雷带采用直径为12mm的镀锌圆钢明设；接地采用柱内四根主筋可靠焊接，上端与避雷带焊接，下端与桩基础及承合梁内四根主筋焊接作为接地体，在距离水平面1.51.8米处设置断接卡，以供测试接地电阻使用。接地网的接地电阻必须小于4。本工程接地采用TN-C-S接地系统，该供电接地系统在建筑总配电处将零线(N)和保护接地线(PE)重复接地，之后PE线和N线严格分离，不混接。优点是PE线在正常情况下没有电流通过，因此不会对接在PE线上的其他设备产生电磁干扰。此外，由于PE线与N线分开，N线断线也不会影响PE线的保护作用6。5.2 等电位联结系统等电位联结是将建筑物中各电气装置和其他装置外漏的金属及可导电部分或自然接地体用导线联结起来，以达到减少电位差的目的。工程设计中的等电位包括住宅楼总等电位联结和卫生间局部等电位联结。5.2.1 总等电位联结本工程设计采用承台梁内主筋与各种进出金属管路连通做总等电位联结。在地下室电缆进线配电引出箱处设MEB箱和MEB线，MEB箱子要设置等电位联结端子排。MEB线采用404mm的镀锌扁钢在墙内暗敷，总等电位箱子需经MEB线接地梁。5.2.2 局部等电位联结局部等电位联结主要是消除卫生间的电位差，做法是将卫生间内的金属端子、建筑物钢筋网通过LEB线和局部等电位联结箱子(LEB)连通。根据规范，LEB线选用：。且LEB箱要通过MEB线与MEB箱联接。屋顶防雷平面图见附图电施-6，等电位联结平面图见附图电施-7。6 弱电系统设计本设计中弱电包括楼宇设备系统中的有线电视、网络信息服务系统中的通信网络和安全防范系统中的可视对讲三部分。6.1 有线电视电视信号由市政有限电视信号引来，总进线从住宅楼地下室引进，放大器嵌墙安装再地下室单元入口处，通过引上线引至每层。一楼的接线盒设在单元入口处，每户设置两个有线电视接口，客厅卧室各一个。有线电视配线进线预留管型号为：SC50-FC，进户的预留管型号为：PVC50-WC。6.2 通信网络通信网络主要是包括座机和网络宽带系统。本设计中，通信网络系统进线从住宅楼地下室引进，一楼的接线盒设在单元入口处，每户设置两个宽带端口，客厅和卧室各一个。网络的配线进线预留管为：2SC50-FC，15进户的预留管型号：PVC25-WC。6.3 可视对讲系统可视对讲系统是小区安全系统的一个重要子系统，可以很好的防止外来人员随便进入，防止盗窃案件的发生，而且也使得住户出入方便。本工程可视对讲系统在一层单元入口处设置单元对讲主机，主机与电锁相连，住宅内每户户内设置可是对讲分机，对讲接线盒距地2m，对讲机距地1.4m。室外主机可通过层间分配器与室内分机相连，来访者可通过对讲主机直接与住户对话，住户可通过室内分机控制对讲门的开启。一层弱电预留管平面图见附图电施-8，弱电进线分配图见电施-9，电话宽带系统示意图见附图电施-10。结 论本设计为明珠小区住宅小区的电气系统设计