工厂供电课程设计某商住楼锅炉房动力与照明课程设计

1、 河北建筑工程学院课程设计任务书课设名称： 工厂供电课程设计 系： 电气工程系 专 业： 电控 班 级： 电控10 学 号： 学生姓名： 指导教师： 彪 职 称： 教授 2012年 9月 7日目录1概述1.1设计任务书1.2设计的意义和技术经济分析2负荷计算与电缆的选择2.1负荷计算2.1.1按需用系数法确定计算负荷2.2无功功率的补偿2.2.1补偿设备放置2.2.2平均功率因数的计算2.2.3并联电容器的选取2.3导线和电缆的选择2.3.1电缆的种类2.3.2按环境条件选择导线材质2.3.3导电线芯2.3.4电缆截面选择的原则2.3.5电线及电缆的载流量2.3.6影响载流量的因素2.4导线与

2、电缆的敷设2.4.1桥架的适用范围2.4.2桥架及其类型2.4.3桥架选择与安装2.4.4导线的敷设方式3 配电柜设计3.1低压配电柜概述3.2电器设计的规格选择3.2.1隔离开关3.2.2塑壳断路器3.2.3交流接触器3.2.4热继电器3.3保护措施3.3.1短路保护3.3.2负载保护3.3.3接地故障保护4避雷保护及保护接地4.1工业建筑物的防雷分类4.2防雷设计的基本原则4.2.1 外部防雷装置和内部防雷装置4.3避雷针保护范围的计算5电气照明设计5.1照明设计5.1.1照明方式的选择5.1.2电光源的选择5.1.3照度标准5.1.4照明器的选择与布置5.1.5电光源的安装功率6结论参考

3、文献1概述 1.1设计任务书 设计目的：该课程设计是工厂供电课程学习的实践性质的教学内容，是一个重要的实践性教学环节。其目的是培养学生照明、动力或变电所等实际工程的设计能力，学习cad画图能力。具体如下：1、 通过课程设计加深对本课程基本知识的理解,提高综合利用本课程知识的能力； 2、 掌握本课程工程设计的主要内容、步骤和方法； 3、 提高制图能力，学会应用有关设计资料进行设计计算的方法； 4、 提高独立分析问题，解决问题的能力，逐步增强对实际工程的认识和理解。设计题目：某锅炉房配电设计设计内容：1、确定锅炉房计算负荷,编制负荷总表。2、拟定供配电方案拟定配电箱接线方案,并选择元件和设备的型号

4、规格。3、选择各线路的导线型号规格及敷设方式。4、进行动力工程和照明工程的必要计算。5、绘制系统图和平面图等必要的图纸。设计要求：1、按照国家标准gb50052-95供配电系统设计规范,及gb50054-95低压配电设计规范及相关锅炉房设计的规范,进行供配电设计.做到安全,可靠,优质,经济的基本要求.并处理好局部与全局,当前与长远利益的关系,以便适应今后发展的需要,同时还要注意电能和有色金属的节约等问题.2、设计说明书应包括设计题目,方案论证,负荷计算,设备及导线的选择等.3、设计说明书要求方案可行,计算方法正确,图纸规范无误,条理清楚,语言通顺.4、图纸内容为锅炉房配电系统图和平面图.有关说

5、明: 1、某地一商住楼，需设置两台2.8mw和2.1mw的锅炉取暖，本工程是给锅炉房 的动力，照明工程配电。具体内容如下： 锅炉房是30*6*5m（各房间大小如建筑底图），其内放置两台常压锅炉和三台循环水泵，其中，两台锅炉根据工艺要求各配置一台5.5kw的电动机拖动鼓风机，三台循环水泵各配置一台37kw的电动机，两台盐泵各配置一台4kw的电动机。2、已知条件（1）该工程所用变压器容量足够。（2）该工程为三级负荷。（3）该工程拟用非标配电箱2台实现三台水泵的控制。（4）设置轴流风机与维护电动工具所用的电源，其他房间需要的电源按规范要求自行考虑。（5）在12轴线间有架空线路可提供380v电源。（6

6、）工艺决定配置的电动机均是低压380v额定电压。（7）建筑物雨篷高度设为3.5米。3、负荷等级: 全部负荷为三级负荷。参考文献：1、供配电系统设计规范 gb50052-952、锅炉房设计的相关规范3、低压配电设计规范 gb50054-954、工厂供电 刘介才 主编5、供配电技术应用 赵德申 编6、民用建筑变配电设计 朱林根 编7、相关设计图集1.2 设计意义和技术经济分析节约能源是加速我国经济发展的一项重要政策，建筑设计部门的各级领导和设计人员都应高度重视。在建筑电气设计中，应把电能消耗指标作为全面技术经济分心的重要组成部分。 建筑电气设计强电部分的设计主要包括高压配电系统、低压配电系统、动力

7、照明干线系统、配电箱系统和导线电缆的敷设等，这一部分设计的基本要求是可靠性、灵活性、安全性。可靠性：根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性，力求可靠供电。灵活性：主接线力求简单、明显、没有多余的电气设备；投入或切除某些设备或线路的操作方便。这样就可以避免误操作，又能提高运行的可靠性，处理事故也能简单迅速。灵活性还表现在具有适应发展的可能性。安全性：保证在进行一切操作切换时工作人员和设备的安全，以及能在安全条件下进行维护检修工作。 一个设计的好坏直接影响电气设备的成本，上面还只是分析了较大系统方面的影响，而在实际的细部设计中还有许多值得探讨的关于节约成本的问题，只有经过仔细的研

8、究，根据实际情况，才能真证的节省投资。本设计考虑到工厂的发展前景，留有裕度，以便以后的发展过程中，随着建筑智能化水平的提高，电量并没有大幅上升，因为楼宇自控的调节、节能产品的选用、电能浪费的减少以及智能化水平的提高大部分是由计算机来实现的，对用电量的需要很低，因此我们在设计中尽量取低一点的系数。2负荷计算与电缆的选择2.1 负荷计算2.1.1 按需用系数法确定计算负荷本设计共16台设备，其名称及容量如表1-1所示。表1-1 设备一览表设备序号设备名称设备容量/kw1m1#循环水泵372m2#循环水泵373m3#循环水泵374m1#盐泵45m2#盐泵46m1#炉引风机757m1#炉鼓风机5.58

9、m2#炉引风机759m2#炉鼓风机5.510m给煤机5.511m给煤机5.512m1#除渣机1.513m1#除渣机1.514m1#炉排机5.515m1#炉排机5.5由于在实际工作中配电线路上的用电设备组的多台设备不可能都同时运转，而且即使运行的设备又不可能都是满负荷，因此对工业用电设备组负荷计算，可采用需要系数法计算。见表2-1所示。将全厂用电设备的总容量（不计备用设备容量）乘上一个需用系数就得到全厂的计算负荷，按需用系数法确定三相用电设备的有功计算负荷时，就是将三相用电设备的总容量乘以一个需用系数，即： （2-1）式中 设备总容量（不计备用的容量），kw； 需用系数，它与用电设备的工作性能、

10、设备台数、设备效率和线路损耗等因素有关。当设备台数较多时，需用系数值一般比较低；如果设备台数较少时，则需用系数值就应该适当地取大。如果只有一两台设备，则需用系数可取1，即有功计算负荷可认为等于设备容量。相应地，在设备台数较少时，功率因数也应该适当地取大。利用公式（2-1）确定了三相用电设备组有功计算负荷以后，必要时可按下式确定无功计算负荷： 按下式确定视在计算负荷： 按下式确定计算电流： 式中 三相用电设备的额定电压（kv）；和用电设备组的平均功率因数及对应的正切值。表2-1 用电设备组的需要系数及功率因数值用电设备组名称需用系数kx最大容量设备台数n通风机、水泵、空压机及电动发电机组电动机0

11、.750.8550.80.75锅炉房和机修、机加、装配等类车间的吊车（）0.10.1530.51.73电弧熔炉0.9-0.870.57自动弧焊变压器0.5-0.42.29生产厂房及办公室、实验室照明0.81-10变电所、仓库照明0.50.1-10宿舍（生活区）照明0.60.8-10室外照明1-10事故照明1-10利用以上公式具体计算过程如下： 此处3台循环水泵，2台补水泵。查表2-1得 取 又 可得 下面进行分组负荷计算：以下设备需用系数均取1，即有功计算负荷可以认为等于设备容量，此处是经过补偿后的功率因数，具体见无功功率的补偿，以下均同。1、2、3、循环水泵 =97% 1、2补水机 =98%

12、 1、2鼓风机 =97% 1、2引风机 =97% 1、2给煤机 =97% 1、2除渣机 =95% 1、2炉排机 =98% 2.2 无功功率的补偿一般工业电气设备，由于采用大量感应电动机及变压器，电源除供给有功功率外尚需要供给大量的无功功率。由于无功电流通过线路系统，导致配电设备未能得到充分利用，为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的 成本，节约电能，通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。2.2.1 补偿设备放置设电容器的位置时，需综合考虑开关装置、建设投资、功率因数、控制、管理等因素。并联接在电动机端

13、子侧的电容器，应采取与电动机同时启动与停止的控制方式，当电容器容量较大时，对电动机控制具有发电过电压作用，对再次投入时的发生过渡扭矩应充分注意。电容器的操作有手动控制和自动控制的两种方式。自动控制是按检测无功功率的大小顺次投入的方法采取自动程序控制器进行控制，手动控制是按负荷按电流的变化程序范围采取阶段投入或切除电容组的方法。2.2.2 平均功率因数的计算设计中的或刚投产不久的工厂，由于无法得知其有功功率和无功功率电能消耗量，因此只有按工厂的计算负荷来估算。因 故 式中 和 工厂的有功功率计算负荷（kw）和无功计算负荷（kvar） 和 有功和无功负荷系数（平均负荷与计算负荷之比值），一般按负荷

14、情况选取： 0.70.8；0.750.85 具体计算过程如下：取 ，则 2.2.3 并联电容器的选取 在算出出工厂的平均功率因数以后，就可确定是否要人工补偿。则按供电规则规定采取人工补偿措施。要使功率因数由提高到时所需的补偿电容器为：式中 所需电容器组的总电容量，kvar； 平均负荷率，计算时取0.70.85； 计算有用功负荷（最大有用负荷），kw； 补偿前、后功率因数的正切值。在三相系统中，当单个电容器的额定电压与电网电压相同时，电容器应按三角形接法；当低于电网电压时，应将若干单个电容器串联接成三角形3。按三角形联接时，单相电容器总台数为每相电容器的台数为式中 三相所需总电容器的容量,kva

15、r； 单个电容器的容量,kvar； 电网工作电压，v； 电容额定电压，v。按照功率因数由0.75提高到0.92时得需要电容器的容量可求得 式中，。按照电网电压，查电气建筑设备手册选额定电压0.4kv，额定容量11kvaryyth型单相油浸移相电容器。每相电容器的台数为2.3 导线和电缆的选择2.3.1 电缆的种类电缆的种类很多，随着电缆的结构和用途不同，施工方法也不同。在电力系统中最常见的电缆有两大类:即电力电缆和控制电缆。1) 电力电缆电力电缆是用来输送和分配大功率电能的，按其所采用的绝缘材料不同，可分为三类：油浸纸绝缘电力电缆；橡皮绝缘电力电缆；聚氯乙烯绝缘电力电缆。2）控制电缆控制电缆是

16、配电装置中传导操作电流、连接电气仪表、继电保护和自动控制回路用的电缆。它属于低压电力电缆，运行电压一般在交流500v或直流1000v以下，电流不大，而且是间断性负荷，所以导电线芯截面较小。控制电缆的绝缘层有油浸纸绝缘、橡皮绝缘和聚氯乙烯绝缘三种。2.3.2 按环境条件选择导线材质1）导线材料的选择电线、电缆一般采用铝线芯。濒临海边及有严重盐雾地区的架空线路可采用防腐型钢铝敷线。下面场合易采用铜芯电线及电缆。重要的操作回路及二次回路；移动设备的线路及剧烈震动场合的线路；对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀轻微的场合；爆炸危险场所有特殊要求者。2）电缆外护层的选择在大型建筑物、构筑物附近，土壤可能发生位移的地

17、段直接埋地敷设电缆时，应选用能承受机械外力的钢丝铠装电缆，或采取预留长度、用板桩或排桩加固土壤等措施，以减少或消除因土壤位移而作用在电缆上的应力。2.3.3 导线线芯导电线芯通常是采用高导电率的铜或铝制成的，按照电缆线芯的芯数，有单芯、双芯、三芯和四芯等几种。单芯电缆一般用来输送直流电，单相交流电引出线。双芯电缆用于输送直流电和单相交流电。三芯电缆用于三相交流电网中，是应用最广的一种。电压为1kv和0.5kv的电缆是四芯的，四芯电缆用于中性点接地的三相系统中，可作为电气设备的供电接线和保护接地线。四芯电缆的第四芯（称中性线芯），主要通过不平衡电流，因此截面仅为一根主线芯的40%60%。电缆线芯

18、的形状很多，有圆形、半圆形、扇形和椭圆形等。当线芯截面大于25mm2时，通常是采用多股导线绞合并经过压紧而成，这样可增加电缆的柔软性和结构稳定性。安装时，可在一定程度内弯曲而不受损伤。2.3.4 电缆截面选择的原则在生产中，为了供电系统的安全可靠，经济合理的运行，应以安全，经济，质量和动态作为选择导体截面的一般的指导原则，并应满足下列条件：1）发热条件：导线和电缆长期通过最大恒定电流（计算电流）使导体工作的温度不应超过产品标准中规定的允许最高工作温度。2）电压损失：导线和电缆长期通过最大恒定电流时线路中的电压损失不应超过有关规定的正常运行时的电压损失。3）经济运行：对于高电压线路和特大电流的低

19、压线路应按规定的经济电流密度选择导线截面，以使电能损耗最小。4）机械强度：导线和电网的截面不应小于某一敷设条件下规定的最小截面，以满足机械强度的要求。5）热稳定性，电缆发生故障时按热稳定性校验选择的截面应大于热稳定性最小截面。本设计中由于工作条件及其特殊的工作环境，需要用到比较特殊的电缆绝缘。在设计中需要用到电缆的场合只有启动设备，而橡胶绝缘及对应的护套完全能够满足本设计的要求，所以本设计选用聚氯乙烯作为本设计中电缆的护套或外护层，根据实际需要本设计电缆芯均采用铜芯，采用四芯进行供电，所以所采用的都是bv0.4kv。2.3.5 电线及电缆的载流量根据2.1节计算的电流值，查建筑电气手册如图2-

20、2所示可以找到相应的主芯和中性线的截面积。表2-2聚氯乙烯绝缘电线明敷设的载流量（a） 主线芯截面/mm2中性线截面/mm2 0.4kv(四芯)25303540铜芯1.01.0191716151.51.0242220182.51.03229272541.54239363362.55551474310475706459166105989083251013812911910935161701581471345025215201185170照明电源的计算电流半小时最大值是26.2a，所以选bv34+11.5；1、2、3循环水泵的计算电流是63a，所以选bv316+16；1、2补水泵的计算电流是6.9

21、a，所以选bv31+11；1、2炉鼓风机的计算电流是9.5a，所以选bv31+11；1、2炉引风机的计算电流是130a，所以选bv335+116；1、2给煤机的计算电流是9.5a，所以选bv31+11；1、2除渣机的计算电流是2.73a，所以选bv31+11；1、2炉排机计算电流是9.5a，所以选bv31+11；电缆规格选择vv22(4240).2.3.6 影响载流量的因素1）绝缘材料的最高运行温度电线、电缆载流量与绝缘材料的最高运行温度有关，导体的负荷在正常持续运行中产生的温升不应超过表2-3规定的温度极限。表2-3各类绝缘最高运行温度绝 缘 类 型温度限值（）聚氯乙烯（pvc）70（导体）

22、交联聚乙烯（xlpe）90（导体）乙丙橡胶（epr）90（导体）矿物绝缘（pvc护套或可触及的裸护套）电缆70（护套）矿物绝缘（不允许触及和不与可燃物相接触的裸护套电缆）105（护套）表2-3列出的是额定电压不超过交流1kv或直流1.5kv无铠装电缆和绝缘导线的最高运行温度。对电线的最高运行温度，是指导体的温度，不是绝缘材料表面的温度，绝缘材料表面的温度低于导体的温度，而且和通风条件有关，通风越好，绝缘材料表面的温度越低。电缆的最高运行温度与电线不同，是指护套的温度，护套主要是起保护绝缘作用，因此电缆绝缘护套材料的最高运行温度比电线的绝缘材料高。电线电缆的温升与施加在电线电缆上的电压无关，只与

23、通过的电流有关。在相同的截面下，通过的电流越大，电线电缆的温升越高。电缆所处的环境温度应以一年中温度最高的月份计算。当整根电缆各段所处的环境温度不同时，应以最高处的温度计算。在大楼内敷设电缆，电缆所处的环境温度通常比人活动的场所温度高得多，而且通风条件也差，作为物业管理人员发现某区域电缆普遍温升较高时，必须立即采取通风措施；若个别电缆温升特别高，则对此电缆要减少负荷。2）电缆敷设方式校正系数电缆敷设方式非常多，以桥架为例，可敷设在无孔托盘内、有孔托盘内、托架上、梯架上，有盖或无盖。敷设方式不同，校正系数也不同，这里不再列举。工程中发现大量采用有盖无孔托盘式桥架，这对电缆散热是不利的。在不需要电

24、磁屏蔽、不需要防小动物的场所，建议采用无盖有孔托盘式桥架；当电缆垂直敷设时，则应采用梯架式桥架。2.4 电缆的敷设随着现代化的飞速发展，电缆敷设达到了标准化、系列化，通用化水平。电缆敷设的配线方式有明设，穿管明设、穿管暗设、导线直埋和电缆桥架配线。穿管明设缺点：由于锅炉房内管道多，即不美观又不方便容易撞车：导线直埋缺点：一旦发生技术变更，会造成人力，资源的浪费；电缆沟缺点：锅炉房内有积水电缆使长期浸泡在水中容易发生漏电触电事故。桥架虽然成本贵了些，但是施工方便不存在撞车技术变更维修方便，所以本设计主要采用桥架配线。2.4.1 桥架的适用范围电缆桥架配线是配线的新型构件，广泛应用于炼油、化工、轻

25、工、纺织、机械、冶金、电力等单位，而且为广播、电视、国防、医学、船舶等单位普遍使用。为了进一步满足国家建设需要和根据设计部门的要求还供有关设计、科研部门和工厂的选用。2.4.2 桥架及其类型桥架是由托盘、梯架的直线段、弯通、附件以及支、吊架等构成，用以支撑电缆具有连续的刚性结构系统的总称。桥架可包括下列结构类型：1）有孔托盘：是由带孔眼的底板和侧边所构成的槽形部件，或由整块钢板冲孔后弯制成的部件。2）无空托盘：是由底板与与侧边构成的或由整块钢板弯制成的槽形部件。3）梯架：是由侧边与若干个横挡构成的梯形部件。4）组装式托盘：适于工程现场任意组合的有孔部件用螺栓或插接方式连接成托盘2.4.3 桥架

26、选择与安装xqj系列电缆桥架使用于电压在10kv以下的电力电缆，以及控制电缆，照明配线等室内，室外架空电缆沟、隧道的敷设。本设计选用托盘式直通桥架xqjp01，托盘式水平弯通xqjp02和托盘式水平三通xqjp03。1） 结构特点与安装：xqj系列电缆桥架具有品种全、应用广、强度大、结构轻、造价低，施工简单、配线灵活、安装标准、外形美观的特点。xqj系列电缆桥架的安装可因地制宜。可随工艺管道架空敷设；楼板、梁下吊装：室内外墙壁，柱壁、隧道、电缆沟壁上的侧装，还可在露天立柱或支墩上安装，大型多层桥架吊装或者立装饰，应尽量采用工字钢立柱对称敷设。xqj系列电缆桥架可水平，垂直敷设，可转角、字形、十

27、字形分支，可调宽、调高变径。2）注意事项: xqj型电缆桥架装置的最大载荷，支撑间距应小于允许载荷和支撑跨距。 选择电缆桥架宽度时应留有一定的备用空位，以便今后增添电缆用。 当电力电缆和控制电缆较少时，可同一电缆桥架安装，但中间要用隔板将电力电缆可控制电缆隔开敷设。 电缆桥架水平架敷设时桥架之间的连接头应尽量设置在跨距的1/4左右处。水平走向的电缆每隔1.5米左右固定一下。 电缆桥架装置应可靠接地，如利用桥架作为接地干线，将每层桥架的端部用16mm2软铜线连接（并联）起来，与总接地干线相通，长距离电缆桥架每隔3050米接地一次。电缆桥架装置除需屏蔽保护罩外，在室内安装时应在其顶层加装保护罩防止

28、日晒、雨淋。对如需焊接安装时，焊件四周的焊缝厚度不得小于木材的厚度，焊口必须防腐处理。2.4.4导线敷设方式在本次设计中，照明部分大部分是室内照明。室内照明线路按布线方式又分为：明敷导线直接或穿管（或其他保护体）敷设于墙壁、顶棚的表面、支架等处；暗敷导线穿管敷设于墙壁，顶棚，地坪等处的内部，或在混凝土板孔敷线等。此外，照明线路的回路、分支干线和干线敷设方式也有不同。3 配电柜设计 3.1 低压配电柜概述利用隔离开关、接触器、继电器电机的运作进行控制，达到简便快捷的效果。方案适应工厂机台操作需求，方便工人进行手动与自动操作。配电柜主电路：隔离开关一次侧与进线端，二次侧下接铜排，塑壳空气开关一次侧

29、与铜排相连，二次侧通过电缆与三相交流接触器一次侧相连，接触器主触头接线端子与电机相连。在正常情况下主电路受控制电路控制使接触器线圈通电或断电，达到控制负载的目的。控制电路主要是控制接触器的通断。常见的启动方式：降压启动柜是上个世纪六十年代的控制技术，可实现70-300kw电机的启动控制。设计说明： 该锅炉房相关低压配电系统属三级负荷，采用由厂方提供的380/220v三相四线制电源tn-c系统配电。考虑到启动锅炉的负荷较大,故设置专用低压配电室。采用动力设备与照明系统共用母线的接线方式。锅炉辅助设备放射式配电，其他如照明系统树干式配电。配电柜选用xl-21非标低压配电柜，锅炉辅助设备按照功能类别

30、及功率大小由不同的配电柜配电，采用落地安装。3.2 电器设计的规格选择3.2.1 隔离开关 一、隔离开关的原理与作用隔离电源:将需要检修的电气设备用隔离开关与电网的带电部分可靠的隔离，使被检修的电气设备与电源有明显的断开点，以保证检修工作的安全。作用就是开断电路，断开两点的电气连接，但它不能开断短路电流，只能开断额定电流，一般都和断路器配合使用，在断路器开断以后，为了让电路有明显的电气分界点，或者是检修断路器，都必须要装隔离开关。原理：一般里面都会有灭弧室，还有动触头，其它的就是动作机构了，当受到外力就会通过动作机构把和在一起的触头断开，达到断电的作用。2、 规格的选择 在电路中隔离开关起着断

31、开电源与负载的作用，其规格选择主要是能承电路中的短路电流，在设计中配电柜的短路电流为 所以有隔离开关的规格选择为hr3-500/34熔断式隔离开关“-500”-为约定发热电流(a)；“/3”中的3为3极，4为带灭弧室。3.2.2 塑壳断路器一、塑壳断路器的原理与作用空气断路器、塑壳断路器，俗称空气开关，指具有保护自动分断功能并在空气介质中完成分断灭弧作用的自动断路器，一般常用的多具有过负荷热脱扣和短路瞬间电磁脱扣作用，脱扣后可以重新合闸。 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

32、和限流能力。具有复式脱扣器。反时限动作是双金属片受热弯曲使脱扣器动作，瞬时动作是铁芯街铁机构带动脱扣器动作。脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣3种。当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定电流值，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断电源。当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁扣脱开，将主触头分断，切断电源主触点通过操作机构(手动或电动)使之闭合的，其触点系统由于装有灭弧装置因而不仅能接通或切断正常的工作电

33、流，还能在发生故障时迅速切断比正常工作电流大好几倍的故障电流，从而能有效地保护电路中的电气设备开关的脱扣机构是一套连杆装置。当主触点通过操作机构闭合后，就被锁钩锁在合闸的位置。如果电路中发生故障，则有关的脱扣器将产生作用使脱扣机构中的锁钩脱开，于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。按照保护作用的不同，脱扣器可以分为过电流脱扣器及失压脱扣器等类型。 在正常情况下，过电流脱扣器的衔铁是释放着的；一旦发生严重过载或路故障时，与主电路串联的线圈就将产生较强的电磁吸力把街铁往下吸引而顶开锁钩，使主触点断开。欠压脱扣器的工作恰恰相反，在电压正常时，电磁吸力吸住衔铁，主触点才得以闭合。一旦电压严重下降或断电

34、时，衔铁就被释放而使主触点断开。当电源电压恢复正常时，必须重新合闸后才能工作，实现了失压。二、塑壳断路器规格选择 电动机在起动瞬间有一个1020s的启动尖峰电流是额定电流的47倍。避开电动机起动时所引起的这个尖峰电流，保护单台电动机的断路器，要有个7倍额定电流下的可返回时间电动机实际起动时间的考核指标。对于接有几台电动机的配电线路上的断路器，要考虑3倍额定电流下的可返回时间线路中最大起动电流的电动机的起动时间。可返回时间一般有l15s数档，在设计时可按电动机实际起动时间选用其中的一档。因为断路器瞬时动作时间为全分断时间，约20ms左右，而电动机启动电流有周期分量和非周期分量，其峰值约为电动机启

35、动电流的1.82.0倍，持续时间约为30ms左右，所以选用a类mccb瞬时脱扣器动作电流时，要注意为a、b类断路器的瞬时脱扣器，因为上级的动作电流已大于下级断路器保护范围的最大短路电流的1.1倍，故也不需要配合，当上、下级均为a类mccb的瞬时脱扣器时，由于脱扣器均按躲过本线路上的尖峰电流原则整定动作电流，而上下两段线路的尖峰电流一般相差较小，若上一级不大于下一级瞬时动作电流1.2倍以上，有可能在发生短路时，上下级同时动作，破坏了选择性，因此在这种情况下必须配合。作为支线上使用的断路器，可以仅满足额定极限短路分断能力即可。现在出现的较普遍的偏颇是宁取大，不取正合适，认为取大保险。但取得过大，会

36、造成不必要的浪费（同类型断路器，其高分断型，比普通型的价格要贵出许多)。因此支线上的断路器没有必要一味追求它的运行短路分断能力指标。3.2.3 交流接触器一、交流接触器的原理与作用交流接触器主要有四部分组成:1.电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯；2.触头系统,包括三组主触头和一至两组常闭、常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的；3.灭弧装置,一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头；4.绝缘外壳及附件,各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,

37、触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。 永磁交流接触器是利用磁极的同性相斥、异性相吸的原理，用永磁驱动机构取代传统的电磁铁驱动机构而形成的一种微功耗接触器。安装在接触器联动机构上极性固定不变的永磁铁，与固化在接触器底座上的可变极性软磁铁相互作用，从而达到吸合、保持与释放的目的。软磁铁的可变极性是通过与其固化

38、在一起的电子模块产生十几到二十几毫秒的正反向脉冲电流，而使其产生不同的极性。根据现场需要，用控制电子模块来控制设定的释放电压值，也可延迟一段时间再发出反向脉冲电流，以达到低电压延时释放或断电延时释放的目的，使其控制的电机免受电网晃电而跳停，从而保持生产系统的稳定。 二、交流接触器的规格选择应注意事项1.按接触器的控制对象、操作次数及使用类别选择相应类别的接触器。2.按使用位置处线路的额定电压选择。 3.按负载容量选择接触器主触头的额定电流。 4. 对于吸引线圈的电压等级和电流种类，应考虑控制电源的要求。 5.对于辅助接点的容量选择，要按联锁回路的需求数量及所连接触头的遮断电流大小考虑。 6.对

39、于接触器的接通与断开能力问题，选用时应注意一些使用类别中的负载，如电容器、钨丝灯等照明器，其接通时电流数值大，通断时间也较长，选用时应留有余量。 7.对于接触器的电寿命及机械寿命问题，由已知每小时平均操作次数和机器的使用寿命年限，计算需要的电寿命，若不能满足要求则应降容使用。 8.选用时应考虑环境温度、湿度，使用场所的振动、尘埃、化学腐蚀等，应按相应环境选用不同类型接触器。 9.对于照明装置适用接触器，还应考虑照明器的类型、起动电流大小、起动时间长短及长期工作电流。额定电压：铭牌额定电压是指主触点上的额定电压交流接触器： 380v 额定电流：铭牌额定电流是指主触点的额定电流持续运行的设备，接触

40、器按67-75%算.即100a的交流接触器，只能控制最大额定电流是67-75a以下的设备。当接触器安装在箱柜内，由于冷却条件差，电流要降低1020%使用。 综合以上所述得，三相交流接触器的选择如下：额定电压：380v额定电流：循环泵电机：63a；补水机电机：6.9a;鼓风机电机：9.5a；引风 机电机：130a；给煤机电机：9.5a；除渣机电机：2.73a；炉排机电机：9.5a。.线圈的额定电压:220v操作频率：最大600次/h辅助触头的工作电流 ：0.5ma对应型号：b105;b16;b16;b150;b16;b16;b16。3.2.4 热继电器一、热继电器作用热继电器的作用是：主要用来对

41、异步电动机进行过载保护，他的工作原理是过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车，起到过载保护的作用。鉴于双金属片受热弯曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路保护，而只能用作过载保护。热继电器是用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器。电动机在实际运行中，如拖动生产机械进行工作过程中，若机械出现不正常的情况或电路异常使电动机遇到过载，则电动机转速下降、绕组中的电流将增大，使电动机的绕组温度升高。若过载电流不大且过载的时间较短，电动机绕组不超过允许温升，这种过载是允许的。但若过载时间长，过

42、载电流大，电动机绕组的温升就会超过允许值，使电动机绕组老化，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁。所以，这种过载是电动机不能承受的。 热继电器就是利用电流热效应的原理，在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路，为电动机提供过载保护的保护电器。 二、热继电器规格选择热继电器的额定电流大于电动机额定电流。然后根据该额定电流来选择热继电器的型号。热继电器的热元件的额定电流应略大于电动机额定电流。当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过5s时，热元件的整定电流调节到等于电动机的额定电流；当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不允许停车时，热元件整定电流调节到电动机额定电流的

43、1.1-1.15倍。额定电流：循环泵电机：63a；补水机电机：6.9a;鼓风机电机：9.5a；引风 机电机：130a；给煤机电机：9.5a；除渣机电机：2.73a；炉排机电机：9.5a。对应热继电器为：t105;t16;t16;t150;t16;t16;t16。3.3 保护措施3.3.1 短路保护配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流。绝缘导体的热稳定校验应符合下列规定：一、当短路持续时间不大于5s 时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验：tks i 式中：s绝缘导体的线芯截面（）；i短路电流有效值（均方根值）；t在已达到允许最高持续工作温度

44、的导体内短路电流持续作用的时间（）；k不同绝缘的计算系数。二、短路持续时间小于0.1s 时，应计入短路电流非周期分量的影响；大于5s 时应计入散热的影响。3.3.2负载保护配电线路的过负载保护，应在过负载电流引起的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害前切断负载电流。下列配电线路可不装设过负载保护：由电源侧的过负载保护电器有效接地保护；不可能过负载的线路。负载保护电器宜采用反时限特性的保护电器，其分断能力可低于电器安装处的短路电流值，但应能承受通过的短路能量。过负载保护电器的动作特性应同时满足下列条件：ibiniz i21.45iz式中：ib线路计算负载电流（a）；in熔断器

45、熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流（a）；iz导体允许持续载流量（a）；i2保证保护电器可靠动作的电流（a）。当保护电器为低压断路器时，iz 为约定时间内的约定动作电流；当为熔断器时，iz 为约定时间内的约定熔断电流。突然断电比过负载造成的损失更大的线路，其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。多根并联导体组成的线路采用过负载保护，其线路的允许持续载流量（iz）为每根并联导体的允许持续载流量之和，且应符合下列要求：一、导体的型号、截面、长度和敷设方式均相同；二、线路全长内无分支线路引出；三、线路的布置使各并联导体的负载电流基本相等。3.3.3 接地故障保护接地故障保护的设置应能防止人

46、身间接电击以及电气火灾、线路损坏等事故。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地型式，移动式、手握式或固定式电气设备的区别，以及导体截面等因素经技术经济比较确定。采用接地故障保护时，在建筑物内应将下列导电体作总等电位联结：一、pe、pen 干线；二、电气装置接地极的接地干线；三、筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；四、许可的建筑物金属构件等导电体。上述导电体宜在进入建筑物处接向总等电位联结端子。等电位联结中金属管道连接处应可靠地连通导电。 短路保护电器应装设在低压配电线路不接地的各相（或极）上，但对于中性点不接地且n 线不引出的三三线配电系统，可只在二相（或极）上装设保护电器。4

47、 避雷保护及保护接地4.1 工业建筑物的防雷分类建筑物根据其生产性质、发生雷电事故的可能性和后果，按对放雷的要求分为三类：1）第一类工业建筑物凡建筑物中制造、使用或者储存大量爆炸物质，如炸药、火药、起爆药、火工品等，因电火花而引起爆炸，会赵成巨大破坏和人身伤亡者；q-1级或g-1级爆炸危险场所。2）第二类工业建筑物凡建筑物中制造、使用或者储存大量爆炸物质，但电火花不易引起爆炸或不致赵成巨大破坏和人身伤亡；q-2级或g-2级爆炸危险场所。3）第三类工业建筑物根据雷击对工业生产的影响，并结合当地气象、地形、地址及周围环将等因素，确定需要防雷的q-3级爆炸危险场所或h-1、h-2、h-3级火灾危险场

48、所;历史上雷害事故较多地区的较重要建筑物；高度在15m及以上的烟囱、水塔等鼓励的高耸建筑物，在年雷暴日数少于30的地区其高度为20m及以上。4.2 防雷设计的基本原则雷电电磁脉冲(lightning electromagnetic pulse)，简称lemp，是天空打雷时产生的作为干扰源的强大闪电流及其电磁场。它的感应范围很大，对建筑物、人身和各种电气设备及管线都会有不同程度的危害。这种危害就是雷电电磁脉冲所产生的干扰。建筑物内的雷电电磁脉冲干扰指以下三种情况：1）天空中雷电波的电磁辐射对建筑物内电力线路和电子设备的电磁干扰。2）建筑物的防雷装置接闪时，强大瞬间雷电流对建筑物内电力线路和电子设

49、备干扰。3) 由外部各种强、弱电架空线路和电缆线路传来电磁波对建筑物内电子设备干扰。 在低压380/220v供电系统中，应采用三相五线系统，以便于装置接地线和中心线分开，装置接地应接到各层或各段装置接地的终端地板上。为了防御雷电电磁脉冲，建筑物的电源、电话、广播等线路最好采用埋地电缆引入，所用电缆应为铠装电缆和同轴电缆及外皮两端均接地。常规防雷装置即传统上所使用的防雷装置，包括避雷针、避雷带、避雷线和避雷网。非常规防雷装置半导体消雷器、导体消雷器、优化避雷针等。4.2.1 外部防雷装置和内部防雷装置外部防雷装置（即传统的常规避雷装置）由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。接闪器有（也叫接闪装置

50、）三种形式：避雷针、引下线和避雷网，它位于建筑物的顶部，其作用是引雷或截获闪电，即把雷电流引下。引下线，上与接闪器连接，下与接地装置连接，它的作用是把接闪器截获的雷电流引至接地装置。接地装置位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。内部防雷装置的作用是减少建筑物内的雷电流和所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压的二次危害。和外部防雷装置外，所有未达到此目的所采用的设施、手段和措施均为内部防雷装置，它包括等电位连接设施、屏蔽设施、加装的避雷器以及合理布线和良好接地等措施。4.3 避雷针保护范围的计算避雷针一般用镀锌圆钢或镀锌焊接钢管制成。针长lm以下时，圆钢直径不得小于12mm .钢管直径不得小于20mm;针长在12m时，圆钢直径不得小于16mm ,钢管直径不得小于25mm;针长2m以上时，可用粗细不同的几节钢管焊接起来。 避雷针的作用是它能对雷电场产生一个附加电场（这是由于雷云对避雷针产生静电感应引起的），使雷电场畸变，因而将雷云的放电通路吸引到避雷针本身，由它及与它相连的引下线和接地体将雷电流安全导入地中，从而保护了附近的建筑物和设备免受雷击。避雷针由三部分组成：接闪器，引下线和接地体。根据工厂的设计要求，本设计选用避针作为避雷装置。.图5-1 单支避雷针的保护范围单支避雷针的保护范围计算：1） 避雷针在地面上的