毕业论文-浅谈住宅电气设计

1、闽西职业技术学院 09级建筑工程技术给排水班 钟伟泉PAGE 2PAGE 2 毕业论文（普通高等教育）论文题目 浅谈住宅电气设计 学 院 闽西职业技术学院 专业名称 09级建筑给排水 学 号 姓 名 指导教师 2012年 05 月闽西职业技术学院 09级给排水工程技术 PAGE PAGE 15目 录第一章 配电系统设计21.1 住宅配电设计要求21.2 配电回路及其保护措施方案选择21.3 电能计量方式选择51.4 负荷计算51.5 导线选择71.6 配电方式8第二章 照明系统设计9 2.1 住宅各部分照明对设计要求92.2 一般照明92.3 应急照明102.4 照度计算 .102.5 系统设

2、计 .11第三章 防雷接地系统设计123.1 接地内容123.2 防雷内容13摘要：住宅的电气设计是住宅设计的一个重要组成部分，他对于住宅建筑的美观、实现住宅建筑的使用功能、保障居住者的生命财产安全、降低住宅造价，均具有一定的影响。本论文简单阐述了住宅楼各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论。本论文共包括三章内容：低压配电系统、照明系统及防雷接地系统的设计，其中包括负荷计算、照度计算等。第一章 配电系统设计1、关于配电系统住宅设计规范第6.5.2条第1点规定住宅供电应采用TT、TNCS、TNS三种接地方式。在设计时由城市公用低压线路供电的住宅楼一般采用TT系统：住宅小区的每幢住宅

3、楼采用由小区变配电站配电时采用TNCS系统；对附设有配电所的高层电梯住宅采用TNS系统。1.1 住宅配电设计要求住宅配电设计必须满足居民的安全、方便和美观的基本条件，即应做到供电可靠并保证电源质量；尽可能做到界限简单并且有一定的灵活性；保证操作安全、维修方便。保证电源质量及保证电源电压质量和保证电源频率质量。住宅配电设计，首先要考虑住宅用电负荷等级、每户用电量和用电计量方式，然后，确定配电系统方式，合理选择线路保护电器。1.2 配电回路及其保护措施方案选择1.每套住宅进户处必须设嵌墙式住户配电箱。住户配电箱设置电源总开关，该开关能同时切断相线和中性线，且有断开标志。每套住宅应设电度表，电度表箱

4、应分层集中嵌墙暗装设在公共部位。住户配电箱内的电源总开关应采用两极开关，总开关容量选择不能太大，也不能太小；要避免出现与分开关同时跳闸的现象。配电回路少，每个回路的负荷电流增加会导致线路发热加剧，电压质量变差。电压质量变差将影响家用电器的性能和寿命。电线的使用寿命与绝缘工作温度成一定的反比关系，绝缘老化将导致电线寿命缩短，短路火灾事故增多。我国住宅内产生谐波电流的非线性负荷(如微波炉、冰箱、空调、节能灯、电视机等)和对谐波敏感的设备(如电脑)以及空调、热水器等大功率设备的日益增多，这是家用电器发展的趋势。随着家用电器的增多，以往户内一、二回路配电系统已不能满足住宅用电的需要，而且从发展的需要来

5、看，户内配电系统的一次到位十分重要，针对电炊器、空调器、电淋浴器较大用电负荷的特点，户内配电系统应采用多回路的形式，分支回路如果较多，当一线路进行检修或因故跳闸时，停电范围小，对家庭生活影响也较小。常用的系统见图1卫生间插座卫生间插座普通插座空调插座照明厨房插座照明照明厨房卫生间照明插座空调厨房卫生间照明插座空调图1-1图1-2图照明普通插座照明普通插座卫生间插座空调插座厨房插座空调2区照明空调2区照明普通插座3区照明空调插座1区照明图1-1系统，漏电保护器装在电源进线处，保护全面，经济实用，缺点是当某处发生漏电时，全户断电。图1-2系统，空调器回路没有装设漏电保护，是因为考虑了虽然空调器由插

6、座供电，但人的触电机会很少。并且因空调器室外机多于露天，下雨时因潮湿泄漏电流较大，易造成漏电保护器动作。图1-3系统，漏电全面保护，且照明回路漏电保护与插座回路分开，系统比较合理，但由于装了两个漏电保护器，造价较高，为了减低造价，也有些设计在照明回路不设漏电保护，但是值得注意的是，确实发生过照明回路由于使用不当造成电击伤亡的事故。图1-4系统，将户室分成几个区配电，比如，1区为厨房、小卧室照明插座，2区为厅、大卧室的照明、插座。3区为卫生间的照明、插座、电淋浴器。这个系统最大特点是插座与照明共回路，充分利用了导线的载流能力，无论线路明敷或暗敷，都能使管线简洁，减少交叉重叠， 缺点同图1-1。由

7、上可见，配电系统没有固定的模式。各有各的优缺点，应根据实际情况确定做到适用、安全、经济。本设计采用图1-2方案，即可以保证用电安全。可为减少每个回路的负荷电流和避免设备的相互干扰，应将这几类负荷分回路供电。(1)照明、普通电源插座、空调电源插座和电热水器电源插座应分回路设置，每个空调设置一个电源插座。(2)厨房、卫生间电源插座宜分别置回路(3)除壁挂式空调电源插座外，本设计考虑到用电安全所有电源插座回路均设漏电保护装置，一是为了防止当绝缘损坏或使用不当时发生电击伤亡事故，二是为了当发生相一零或相一地电弧短路时能及时切断电源，防止发生电气火灾。1.3电能计量方式选择住宅用电计费，采用一户一表制的

8、分户计量方式。公共用电按电能分配的形式分配至各户的计量表上，为便于查表每户的电能计量采用将户电表统一集中在首层电表箱内，表箱安装便于查表易于操作的地方。每户户内可以安装终端配电箱。为防止电气线路发生故障时零线可能带电，一般情况下每户电表后的入户线的保护电器，应安装单向双极断路器，进入户内的单相交流电源线的相线和零线从断路器的下端分至户内配电箱。从集中电表箱至各户采用放射式配电，为以后实现采用自动检查、计量、收费方式创造条件。在线路敷设方面，应重视管线的一次到位问题，特别是暗敷线路，应考虑发展的需要，留有余量，线径适当选大些。每户住宅用电负荷不超过12KW时，应采用单相电源进线。每户用电能负荷4

9、6KW（建筑面积60150平方之间）电能表选用DD862-4-10型，最大电流为40A，每户用电负荷3KW（建筑面积小于等于60平方）选用DD862-4-5型，最大电流为20A1.4负荷计算负荷计算一般采用需要系数法。照明负荷计算：采用单位面积功率法每层配电箱有功 计算电流: 用电设备组计算负荷： 配电干线计算负荷 式中 W单位面积功率（W/m2） S 供电面积（） 同时系数 需要系数 Q用电设备组无功功率（KVA） P用电设备组有功功率（W）例如对配电箱AL0-1负荷计算，地下层W=30W/m2 ,供电面积S=339.3,则总有功功率 =WS=1*30*339.9=10179W考虑到实际配电

10、箱容量多是三的倍数，故P取12KW，有较大余量，计算电流 =23A断路器整定值选32A，导线选取与断路器相配合，可选YJV5*10，其载流量大于32 A。又如,对配电箱ALO负荷计算，有功功率为分配电箱之和，P=27KW,则无功功率 =27tgarccos0.8=20.25KVA视在功率 =33.75KVA计算电流 =51A断路器整定值选63A,导线选YJV5*16，其载流量大于63A又如，对照明负荷干线3负荷计算有功功率 =1*0.8(78+69*3)=228KW无功功率 =1*（58.5+51.75*3）*0.8=171KVA视在功率 =285KVA计算电流 =433A 断路器整定值选为4

11、50A,选线YJV4*240+1*120本工程应急照明负荷主要是一些灯具，蓄电池，负荷计算依据具体所带负荷情况P=40n+350,n为所带灯数量，每盏白炽灯40W,动力部分计算负荷： P设备有功功率例如，对电梯进行负荷计算，P=36KW, cos0.5则无功功率 =62.4KVA视在功率 =72KVA计算电流 =109A断路器整定值选160A,选线NH-YJV4*70+1*35，其载流量大于160A。1.5导线选择住宅内的电气线路不同于企事业单位，它没有专业电工维护，而居民往往不懂电气安全知识，很容易发生电气事故。另外，由于经济发展水平等原因，以往住宅的电气线路设计过小，随着居民生活水平的提高

12、，愈来愈多的家用电器被广泛使用，致使一些楼房的线路不堪重负，频繁跳闸，给生活和工作带来极大的不便。更严重的是电气线路长期过载，导致绝缘下降，电气事故不断发生。据统计我国电气火灾已跃居火灾起因的第一位，为此不得不对现有住宅线路进行改造。住宅暗埋电气线路是难以更换或增加的，因此在进行住宅电气设计时，应尽量加大进线，尽可能地满足远期负荷的需要。如：照明回路选2.5铜芯导线，空调电源回路选4铜芯导线，其它插座回路选用4铜芯导线。对于用电负荷大的住宅可以增加配出分支数来解决，没有必要把各分支回路截面增加。1.5（）根据计算负荷电流选断路器整定值；（）根据断路器整定值选电缆;（）导线及断路器选择时要前后级

13、之间相互配合,前一级断路器整定值至少比下一级断路器整定值高一级;（）动力设备考虑自启动影响,断路器整定时要选高一级数值。1.6配电方式低压配电系统的确定，应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统；消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电；对各层配电间的配电宜采用下列方式之一（）工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或由首层到顶层垂直干线的方式。（）工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。（）工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。第二章 照明系统设计2.1 住宅

14、各部分照明对设计的要求随着小康生活水平目标的实现，人们对居住环境有了更高的要求，一个好的住宅照明设施可创造一个良好的住宅环境，因此住宅内应配备相应水平的照明设施。一般住宅中主要有下列不同功能的房间：客厅、餐厅、卧室(主卧室、次卧室)、厨房、卫生问等。客厅：此间为住宅中活动最多，对照明要求也最高。它的主要功能为会客、看电视、听音乐和其它娱乐活动。照度要求不高，但整个环境应比较明亮，并最好有变化。卧室：卧室主要用来睡觉或小息，有时也在桌边或床上看看书。因此照明的要求是整个环境不必太亮，但局部(如床头和书桌上)应有较高的照度。卧室整个环境应是温馨、安静。餐厅：餐厅的功能就是就餐，光应集中在餐桌上。厨

15、房：厨房的灯具应考虑防潮，除设置一般照明外，煤气罩上的排油烟机上带有局部照明。卫生间：卫生间的照明灯具应选用防水防潮灯具及瓷质防水灯头并做接地。楼梯照明采用声光控制开关。2.2 一般照明照明可分为一般照明、应急照明。2.电气照明设计的原则是安全、适用、经济、美观。即电气设计首先要考虑的是安全、运行可靠、安装和维护方便。适用是指能够提供必要的照明质量以满足工作、生活和学习的需要。经济性包括两方面：一是采用先进的科学技术充分发挥照明设备的效益，以减少费用获得较大的照明效果;照明器具具装饰房间、美化环境的作用应结合建筑设计作合理的安排。在现实生活中，常发现这样的情况：一套刚建成交付使用的住宅，经用户

16、二次装修以后，原有的电气设施基本上都被弃用，造成人力、物力的巨大浪费，这里有用户的原因也有许多是原有电气设计考虑不周，实际情况表明：用户要改变的并不是供电系统，而是供电系统末端的电气设施位置。如果我们能在设计中妥善处理好这些细节问题，必将为用户的二次装修带来极大的方便，也能有效的避免各种不必要的浪费。2.2.2 灯具选择一般原则（）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；（）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；（）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；（）限制眩光。2.3 应急照明2.3

17、.1 应急照明按照用途可分为三类：疏散照明、安全照明、备用照明设计要求（）疏散应急照明：为保证人员在发生事故时能快速而安全地离开建筑物所设立的照明。在疏散通道地面上提供的照度应达到1lx，最低不得小于0.2lx。此外，在安全出口和疏散通道的明显位置还要设有标志指示灯； （）安全应急照明：在正常照明突然熄灭时，为保证潜在危险场所(如医院手术间)的人员人身安全而设置的照明。安全照明在工作面上提供的照度不应小于正常照明系统提供照度的5，并且应在正常照明电源消失后0.5s以内提供安全照明电源； （）备用应急照明：正常照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明，备用照明往往由一部分或全部由正常照明灯具

18、提供，其应急电源主要应来自两个级别的电源：电网电源和自备电源(发电机或集中蓄电池)，照度一般为正常照度的10。2.应急照明必须选用能瞬时启动的光源，只有应急照明作为正常照明的一部分，并且应急照明和正常照明不出现同时断电时，应急照明才可选用其它光源，因为若选用不瞬时启动的光源(如气体放电灯)时，当其不在正常照明运作中一同使用，一旦发生事故，因其启动时间长而不能起到事故照明的作用。2.3.3高层建筑的下列部位应设置应急照明：（）楼梯间、防烟楼梯间前室、消防电梯间及其前室、合用前室和避难层（间）。（2）公共建筑内的疏散走道和居住建筑内走道长度超过20m的内走道。2.4 照度计算(计算所需灯具数量)2

19、.计算方法： 式中：N规定照度下所需灯具套数，套 W在某最低照度值下的单位面积安装功率,w/m2 S房间面积，m2 Z最小照度系数 P一套灯具安装容量，不包括镇流器损耗，w例如，对于制冷机房S=125.56,照度要求50lx,安装高度2.75米，则查得0米工作面上W=2.8w/，Z=1则 =8.79套设计原则：（）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（插座）数量应满足相关要求，一般可以带灯具12至13盏，插座7至8只。（）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。（）供电半径应满足要求，一般不超过30米。（）插座不宜和照明灯接

20、在同一分支回路。（）尽量使三相所带负荷平衡。2.5插座系统设计插座的位置及数量应根据电器的使用情况和室内装修的美观来确定，增加回路、插座的数量，花费投资和土建其它专业相比是有限的，但换来的却是电气安全和使用方便。所以从长远看，实际上不是多花钱而是节省钱。在一般的住宅平面电气设计中，考虑用电的安全和方便，插座的设计为：(1)卧室：卧室设置两个插座，插座距地0.3m。在有窗的墙上距地1.8m左右设置空调插座。在阳台上距地1.8m设置一组插座。(2)客厅：客厅是家庭成员的聚集场所，包括客厅、餐厅，主要家具有电视柜、沙发、茶几等。客厅是电器布置较多的地方，并且也是人们活动较多的地方，以往设计的插座往往

21、被沙发或其它的家具挡住。一般电视柜靠客厅中的一面墙设置，沙发靠另一面墙设置，这样，本设计电视插座就应在客厅中短墙的角上电话插座宜在沙发转角茶几旁的墙上，电源插座也应布置在相应的位置。其中空调插座距地2.3m.其余插座距地0.3m(3)厨房：应设置冰箱插座(距地1.8m)、抽油烟机插座(距地1.8m)(4)卫生间：应设置洗衣机插座(带开关距地1.8m)、镜箱插座(距地1.8 m)、电热水器插座(带开关距地1.(5)为防止过电压造成家用电器损坏，每个采用用电保护装置的插座回路应带过电压保护。(6)考虑厨房电器数量的日益增多，为防止插座回路过负荷，将厨房插座回路与一般插座回路分开。(7)卫生间内插座

22、回路与厨房插座、空调插座、普通插座回路分开设置，卫生间插座必须装在3区或以外地方。(8)除空调插座外，其它插座回路均须采用漏电保护装置。第三章 防雷接地系统设计3.1 接地内容等电位联结是防止间接接触电击、防雷以及保证电子设备正常工作的简单有效的措施，由于家庭住宅关系每个人的切身利益，这就要求电气设计首先要从供电系统上考虑用户的使用安全。TNS系统最能满足这一要求，但由于目前低压供电系统多采用TNC系统，作为用电者，多数情况下电源是直接引自市电或引自附近的变电所。不可能再专门引一根PE线，使其成为TNS系统。因此可在电源人户重复接地时将N线与PE线分开，建筑物内的PE线与N线实行电气绝缘，所有

23、不应带电部分均与PE线做电气联接。这样对住宅来讲，即采用了也完全满足要求的TNCS系统，PE线在正常情况下不通过电流，PE线上无电压。只有发生接地故障时才有电压，同时不应带电体通过PE线构成了等电位联结，即使出现故障电压，由于没有电位差，没有电流通过人体，因而保障了人身安全。对于防止直接触电，可采用安全型插座及加装漏电保护装置的方法，安全型插座作为防止直接触电的主保护，住户配电箱内的漏电保护装置作为后备保护。住宅中涉及人身安全的另一个重点是浴室，人体在浸湿状态下允许通过的电流为50mA，安全接触电压为25V， 因此从安全角度出发，住宅浴室(有的浴室放在卫生间内)应做局部等电位联结，在卫生间墙内

24、或地板内暗敷254的镀锌扁钢与卫生间内的水管、暖气片、洗脸盆、坐便器、金属地漏、浴盆、扶手、浴巾架、浴帘杆、毛巾架及地面、墙内钢筋网做等电位联结连通。建筑物电气装置在电源进线处，还应实施总等电位联结，并采用联合接地，宜利用建筑物基础做接地装置。为有效保证人身安全住宅内应设两级漏电保护。第一级设在用户配电箱处，在插座回路上装设，目的是保护人身安全，应选用瞬时动作、动作电流30mA的漏电开关 第二级设在住宅楼总配电箱处，在总开关上装设，目的是防止接地故障引发的火灾，应选用延时动作、动作电流为300mA500mA的漏电开关，以便与下一级保护在动作时限和动作电流上取得配台。本设计电源在总配电箱处做重复

25、接地,与防雷接地共用接地极.卫生间设等电位端子箱进行局部等电位联结,进出建筑物的金属管道应与接地极可靠连接.做总等电位接地。本工程采用联合接地形式，要求接地电阻不大于10欧,施工后实测如不符要求,需补打人工接地极。当在建筑物周边的无钢筋的闭合条形混凝土基础内敷设人工基础接地体时，接地体的规格尺寸不应小于下表的规定。 表3.1接地体规格尺寸闭合条形基础的周长(m)扁钢圆钢,根数*直径(mm)604*252*1040或604*504*10或3*1240钢材表面积总和4.24注：1.当长度相同、截面相同时，宜优先选用扁钢；2.采用多根圆钢时，其敷设净距不小于直径的2倍；3.利用闭合条形基础内的钢筋作

26、接地体时可按本表校验。除主筋外，可计入箍筋的表面积。3.2 防雷内容防雷内容一般可分为：防直击雷，防感应雷及防高电位入侵三个内容。就防直击雷而言，一般是在屋面易受雷击部位安装接闪器，然后通过引下线与接地电阻很小的接地装置可靠连接。目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网，柱主钢筋作为引下线，基础钢筋作为接地装置，这是较为实用经济的作法。为了防止感应雷和高电位入侵的危害，可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地，同时安装避雷器或其它型式的过电压保护器。按照建筑物的重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性及后果，将建筑物的防雷等级分为三类，对于住宅来说，具体分类如下：一类防雷建筑物：40层及以上或建筑高度

27、超过100m的住宅建筑；二类防雷建筑物：19层及以上或建筑高度超过50m的住宅建筑；三类防雷建筑物：雷电活动比较弱的地区为25m以上，雷电活动强烈地区高度为15m以上，建筑群边缘地带的高度为20m 以上的建筑物。预防雷电的方法有“抗”和“泄”两种，现阶段主要采用的方法是“泄”。防雷系统就是由三部分组成的泄电回路，即由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。其作用是把雷电流泄人大地，避免直接雷击造成机械破坏、电磁力破坏或热效应破坏。对于不同防雷等级的建筑物，在进行防雷设计时，对防雷系统的三部分要求是不同的。对于第一类防雷建筑物，必须采取全面的保护措施，以防直击雷和雷电波沿着管线侵入所引起的破坏性后果。对于防止直击雷，可在建筑物顶部安装架空避雷网或避雷针。避雷网的网格尺寸不应大于5m5m或4m6m。独立的避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10R。为防雷电感应，建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的排放管、风管等金属物，均应接到防雷电感应装置上。金属屋面周边每隔18 m-24 m采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜焊接成闭合回路，并应每隔1