建筑电气课后习题和期末考试答案

建筑电气课后重点习题答案/考试答案

主编：张磊

参与制作人员：王李明裴志鸿柴庆亮于乐马先锋刘洋李超朱后秀

王康王志伟感谢他们为大家的辛勤付出。

L2试简述光通量、发光强度、照度、及亮度的定义和单位？？

光通量：光源在单位时间内，向周围空间辐射出的、使人眼产生光感觉的能量，称

为光通量，用①表示，单位为Im。

发光强度：光源在某一特定方向上单位立体角dQ内（每球面度）辐射的光通量，

称为光源在该方向上的发光强度，简称光强，用I表示，单位为cd。

照度：被照面上的光通密度称为照度。它是射入单位面积的光通量，用E表示，单

位为IXo

亮度：亮度是描述发光面或反光面上的光的明亮程度的物流量。用L表示，单位为

nto

L5光源的光色有哪些含义？可分别用什么指标来说明？

光源的颜色取决于光源的光谱能量分布，即不同频率能量的组合。它主要包含色表

和显色性2方面的含义。可分别用光源的色表和光源的显色性来说明。

L6什么是色表、色温、显色性、和显色指数

色表：光源的色表是指光源的表现颜色，是人眼观看到光源所发出的光的颜色。在

照明应用方面，光源的色表可用色温或相关色温来表示。

色温：当黑体（能吸收全部光能的物体）被加热到某一温度，它所发出的光的颜色

与标准光源所发出的光的颜色相同时，这一温度就称为该光源的颜色温度，简称色

温,Ko

显色性：光源所发出的光照射到物体上。对物体颜色显示的真实程度，称为光源的

显色性。在电气照明技术中，光源的显色性一般以Ra来表示。

显色指数：是指这种光线照在有颜色的物体上的反射光，与同色温的标准照明光线

照在这有颜色的物体上反射光线的差异。没差异显色指数为100,差异越大，显色

指数越小。

2.1照明常用的电光源可分为哪几类？每类电光源又有哪些主要产

品？

答：常用的电光源按其工作原理可分为热辐射光源和气体放电光源两大类。

热辐射光源主要有：白炽灯、卤铝灯等

气体放电光源主要有：荧光灯、荧光高压汞灯、高压钠灯、金属卤花灯、管灯等。

2.4什么是电光源的全寿命、有效寿命和平均寿命？影响电光源寿

命的因素有哪些？

答：（1）全寿命是指点光源从开始使用直到不能使用为止的全部时间。

有效寿命是指点光源的光通量衰减到初始值的70%时所使用的时间。

平均寿命是指每批抽样视频有效寿命的平均值。

（2）影响电光源寿命的因素主要有：电压偏移率、启动次数、工作环境温度、

电压

波动等。

2.6选择照明用电光源的依据什么？请简述照明器的组成及其作

用。-2^

答：（1）选择照明用电光源的依据有：照明设施的目的和用途，环境要求，使

用的经济性要求。

（2）照明器室由光源及照明附件组成的装置。灯具的作用主要是固定和

保护光源并赔光和限制炫光，即将光源发出的光通量按需要重新进行合理分配，避

免引起炫光。灯具还可以起装饰和美化环境的作用。

2.9照明的效率与光源的发光效率有什么区别？其分类方法有哪

些？各有什么类型？

答：（1）照明器的效率是指灯具辐射的光通量与光源发出的总光通量的比值，即n

=①/6o

发光效率即为光源的能量转换效率，也指电光源每消耗1W电功率所发出的光通量,

简称光效。

其分类方法有：按安装方式分类，安培光曲线分类，按构造特点分类，按防触电保

护分类。

按安装方法不同可分为悬吊式、吸顶式、壁式、嵌入式、半嵌入式、落地式、台式、

庭院式、道路、广场式等。

按配光曲线可分为直接型，半直接型，漫射型，半间接型，间接型。

按构造特点可分为开启型、闭合型、密闭型、防腐型、防爆型等。

按防触电保护可分为0类、I类、II类、川类。

3.1平均照度的计算方法有哪些？

答：利用系数法，单位容量法。

3.2灯具的维护系数要考虑哪些因素？

答：光源光通量逐步衰减，灯具受污染而效率降低，室内表面由于环境污染引起反

射率下降等因素。

4.1灯具的布置方式有哪几种？它们各自的特点及使用范围如

何？

答：均匀布置和选择布置。选择布置主要是根据工作场所或房间内的设备、设施位

置来决定。其优点是能够选择最有利的光照方向和最大限度工作面上的阴影。选择

布置一般在室内设施布置不规则的情况下，或突出某一部位，或加强某个局部的照

度，或营造局部装饰效果时使用，除保证局部获得必要的照度外，还可以减少灯具

的数量，节省灯具投资和使用时的耗电量。将同类型灯具做有规则的匀称排列，布

置成单一的几何图形，以保证工作场所或房间内取得均匀的照度，这种布置方式称

为均匀布置。均匀布置只要考虑满足均匀度要求，其形式有正方形，长方形和菱形

3种。

4.2一般照明的均匀布灯应满足什么要求？

答：（1）实际采用的S/h值不大于“最大允许距高比”且接近此值；（2）线光源灯

具边行与墙距离s不宜大于500mm,一般为300-500mm。

5.4变配电所的安全要考虑哪些方面，应采取哪些安全措施？

答：（1）变配电所房屋结构应符合防火、抗震要求，变电和配电设备应单独房间安

装。门要向外开，且要耐火，中间通道门应为自由门。

（2）变配电所的墙壁、地面、线沟及门窗都不得留有孔洞，以防止小动物窜入。

变压器室、电容器室通风口的面积除满足通风要求外，必须装防雨罩。

（3）变配电所不准与具有易燃、易爆、腐蚀性物品或气体及具有导电灰尘的场所

相毗连。

（4）变配电所的房屋不得渗、漏水。缆线进口处必须用阻燃材料密封。

变配电设备

（1）变压器变压器在室内安置时，其变压器的中心应在空气对流途径最佳的位置

上。并要把变压器装有油位、温度表和气体继电器等需要经常观察的一面朝外，变

压器及铁遮栏等要可靠的接地。

（2）隔离开关无论是装在墙壁上或金属构架上，均应安装牢固可靠。断开时.，动、

静触头间距离不得小于160mm以便可靠地隔离电压。开关需要接长轴时，接轴的

一端，必须加装轴承支座。操作机构必须有相应的连锁机构，金属部分做可靠的接

地。

5.5变配电所接线形式有哪些?常用的有哪些接线方式？有何优缺

点？

答：单母线接线，单母分段接线，双母线接线，桥式接线

【单母线接线】

优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。

缺点：不够灵活可靠，任一元件（母线或母线隔离开关等）故障时检修，均

需使整个配电装置停电，单母线可用隔离开关分段，但当一段母线故障时，全部回

路仍需短时停电，在用隔离开关将故障的母线段分开后才能恢复非故障母线的供电。

适用范围：6-10KV配电装置的出线回路数不超过5回；35-63KV配电装置出

线回路数不超过3回；110-220KV配电装置的出线回路数不超过2回。

【单母线分段接线】

优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有

两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障切除，保证正常段母

线不间断供电和不致使重要用户停电。

缺点：当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检

修期间内停电。当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。扩建时需向两个

方向均衡扩建。

适用范围：6-10KV配电装置出线回路数为6回及以上时；35KV配电装置出

线回路数为4-8回时；110-220KV配电装置出线回路数为3-4回时。

【单母分段带旁路母线】

这种接线方式在进出线不多，容量不大的中小型电压等级为35-110KV的变电

所较为实用，具有足够的可靠性和灵活性。

【桥型接线】

1、内桥形接线

优点：高压断器数量少，四个回路只需三台断路器。

缺点：变压器的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，影响一回线路的暂

时停运；桥连断路器检修时:两个回路需解列运行；出线断路器检修时，线路需较

长时期停运。

适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器不经常切换或线路

较长，故障率较高的情况。

2、外桥形接线

优点：高压断路器数量少，四个回路只需三台断路器。

缺点：线路的切除和投入较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时

停运。高压侧断路器检修时，变压器较长时期停运。

适用范围：适用于较小容量的发电厂，变电所并且变压器的切换较频繁或线

路较短，故障率较少的情况。

【双母线接线】

优点：

1）供电可靠，可以轮流检修一组母线而不致使供电中断；一组母线故障时，

能迅速恢复供电；检修任一回路的母线隔离开关，只停该回路。

2）调度灵活。各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵

活地适应系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。

3）扩建方便。向双母线的左右任何的一个方向扩建，均不影响两组母线的

电源和负荷均匀分配，不会引起原有回路的停电。

4）便于试验。当个别回路需要单独进行试验时，可将该回路分开，单独接

至一组母线上。

缺点：

1）增加一组母线和使每回线路需要增加一组母线隔离开关。

2）当母线故障或检修时，隔离开关作为倒换操作电器，容易误操作。为了

避免隔离开关误操作，需在隔离开关和断路器之间装设连锁装置。

适用范围：6-10KV配电装置，当短路电流较大，出线需要带电抗器时；35KV

配电装置，当出线回路数超过8回时•，或连接的电源较多、负荷较大时；110-220KV

配电装置，出线回路数为5回及以上时，或110-220KV配电装置在系统中占重要地

位，出线回路数为4回及以上时。

【双母线分段接线】

双母线分段可以分段运行，系统构成方式的自由度大，两个元件可完全分别

接到不同的母线上，对大容量且相互联系的系统是有利的。由于这种母线接线方式

是常用传统技术的一种延伸，因此在继电保护方式和操作运行方面都不会发生问题，

而较容易实现分阶段的扩建优点。但容易受到母线故障的影响，断路器检修时需要

停运线路。占地面积较大。一般当连接的进出线回路数在11回及以下时，母线不

分段。

5.6高压开关主要有几种，它们各用于什么场合？

主要有三种分别是高压断路器高压负荷开关隔离开关

高压断路器

多用于对供电可靠性要求比较高，同时又需要频繁通断操作的场合。

高压负荷开关

无导电性尘埃、腐蚀性气体及水蒸汽体的场所，无火灾、爆炸危险的场所，无经常

性的剧烈振动的场所

隔离开关

隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，以保

证检修工作的安全。隔离开关的触头全部敞露在空气中，具有明显的断开点，隔离

开关没有灭弧装置，因此不能用来切断负荷电流或短路电流，否则在高压作用下，

断开点将产生强烈电弧，并很难自行熄灭，甚至可能造成飞弧（相对地或相间短路）,

烧损设备，危及人身安全，这就是所谓“带负荷拉隔离开关”的严重事故。隔离开

关还可以用来进行某些电路的切换操作，以改变系统的运行方式。

5.7民用建筑变压器高压等级有哪些？低压等级又有哪些？他们的

主要接线形式有哪些？如何表示接线形式？

高压等级3KV6KV10KV35KV60KV110KV220KV330KV500KV。

低压等级110V220V380V

变压器高低压侧，或者高中低压侧可分别采用三角形接线和星形接线；由此可组合

出多种接线形式如Yy、Dy、Yyn、Dyn等等

5.8变压器效率计算中要考虑那些损失?如何计算？

变压器损耗是指空载损耗P0和短路损耗Pk之和。空载损耗P0：当用额定电压施加

于变压器的一个绕组上，而其余的绕组均为开路时，变压器所吸收的有功功率叫空载

损耗。短路损耗Pk：对双绕组变压器来说，当以额定电流通过变压器的一个绕组，而

另一个绕组短接时变压器所吸收的有功功率叫做变压器的短路损耗

变压器的效率是指变压器输出的有功功率P2与输入的有功功率P1之比，用百分数

表示。即：n=（P2/PI）*100%

因为P2=P1-P（P为变压器总损耗），则有：q=[1-P/（P2+P）]*100%

假设：1。变压器的额定空载损耗为P0,并且认为其值不随负载而变

2„变压器的额定负载损耗为PK,并且认为实际负载损耗与负载系数的平方

82成正比。

3„计算P2时•，忽略了负载运行时的副边电压的变化，即P2=B*Se*cosa

根据以上假设，可得：

n=P2/P1=p2/（P2+APFe+APcU）此式即为变压器效率计算式

3：负载系数Se：变压器的额定容量cosa：负载的功率因数

6.5什么是计算负荷？在确定多组用电设备的总视在计算负荷时，

能否直接将各组的视在计算负荷相加，为什么？

负荷计算的内容主要有以下三项：

1.计算负荷（也称需用负荷）。用于合理地选择各级电压供电网络、变压器的容量

和电气设备的型号等。

2.尖峰负荷。用于计算电压波动、电压损失，选择熔断器和保护原件等。

3.平均负荷。用于计算一个大型建筑项目的电能需要量、电能损耗，和选择无功补

偿装置等。

不能。因为，实际工作中并不是所有用电设备都同时运行，即使同时运行的设备，

也不一定每台设备都达到额定值。因此，不能简单地把所有用电设备的负荷相加，

作为选择变压器容量或导线、电缆截面以及控制开关等设备的依据，而要用“计算

负荷”来衡量。

6.6计算尖峰电流的目的是什么？怎样计算多台设备的尖峰电流？

尖峰电流是持续时间为1-2S的短时最大负荷电流。为了计算电压波动，选择熔断

器和自动开关。整定继电保护装置，以及检验电动机自启动等，必须计算尖峰电流。

多台设备的尖峰电流的计算：（P103）供多台用电设备的配电线路上的尖峰电流，一

般以启动电流与额定电流之差的一台电动机的启动电流与其余电动机的正常运行电

流之和作为该线路上的尖峰电流，即：

6.7民用建筑中常用的低压电器有哪些？哪些电器可作为短路或过

截保护？

答:刀开关熔断器自动空气开关控制按钮接触器继电器漏电保护器

以上的熔断器自动空气开关接触器继电器漏电保护器可以作为短路或过载

保护。

6.10选择导线截面应遵循哪些条件？选择导线型号的依据是什

么？

选择导线截面应遵循的条件：

1、有足够的机械强度，以免因刮风、结冰或施工等原因被拉断。

2、不因长期通过负荷电流使导线过热，以避免损坏绝缘或短路失火等事故。

3、线路上电压损失不能过大。对于电力线路，电压损失一般不能超过额定电压的

10%,对于照明线路一般不能超过5%。

以上介绍的按发热条件、按机械强度、按允许电压损失、按经济电流密度来选择、

确定导线界面的方法是科学的、常用的，但要经过几个计算步骤和校验才能最后确

定导线截面。为此实践中还总结了较为简便的方法。例如:电压损失估算法、导线截

面积估算法、单位电压损失表求线路电压损失法等。

选择导线型号的依据如下：

1、对电线型号的选用，应尽量选用塑料绝缘电线。挡在建筑物表面直接敷设时，

应选用聚氯乙烯绝缘和护套电线。

2、电缆型号的选用，应考虑一合成材料代替橡胶等原则。

3、注意选用新材料、新品种的电线和电缆，不选用淘汰产品及限制使用的产品。

4、电线和电缆具体型号的选用，应根据使用环境和敷设方式而定，见表6.17.

5、在考虑经济、适用、合理和安全的前提下，尽量使用铜芯线。

7.1什么叫保护接地和保护接零，它们各在什么条件下采用，重复

接地的作用是什么？

答：所谓保护接地就是在中性点不接地的低压系统中，将电气设备在正常情况下不

带电的金属部分与接地体之间做良好的金属连接。所谓保护接零就是在中性点接地

的系统中，将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与零线作良好的金属连接。

在中性点不接地的系统中只允许采用保护接地。对于中性点接地的三相四线制系统

只能采用保护接零。如果不采用重复接地，一旦出现零线折断的情况，接在折断处

后面的用电设备相线碰壳时，保护装置就不动作，该设备以及后面的所有接零设备

外壳都存在接近于相电压的对地电压，相当于设备既没有接地又没有接零。

7.2TN-C,TN-S,TNCS,系统之间的区别是什么？

答：TN-C供电系统是工作零线兼做保护零线。线路中不能接漏电保护器。

TN6供电系统是工作零线和保护线是分开的。零线只做单相工作线。保护线可以重

复接地。也就是三相五线制。

TN-C-S是供电系统的前半部分是TN-C系统，后半部分（配电箱）是TN-S系统。

7.5常见的接地接零系统的形式有哪些？试绘出相应示意图。

答:接地系统有：（1）TT系统：三相四线供电系统，属保护接地。如电源侧中性点

接地，其接地电阻大，则较为安全，此时属小接地电流系统。（2）IT系统：三相三

线供电系统，属保护接地，电源侧个性点与地绝缘。或经大阻抗接地。接零系统有:

(1)TN—C系统：三相四线供电系统，属保护接零。电源侧中性点接地，接地电阻

很小，是大电流接地系统。(2)TN—S系统：三相五线供电系统，属保护接零，中

线N与零线PE分开。电源侧中性点同样接地，也是大电流接地系统。⑶TN—C—S

系统：是一种TN—C与TN—S系统的混合配电方式，同属保护接零。示意图见书上

P147,P148o

7.7.高层建筑防雷有什么特别要求？采取哪些特别防雷措施？

答：其防雷尤其是防直接雷，有特殊的要求和措施。第一类防雷高层建筑为例说明

其防雷措施的特殊性①建筑物的顶部全部采用避雷网②从30m以上，每三层沿建

筑物四周设置设置避雷带③从30m以上的金属栏杆、金属门窗等较大的金属物体,

应与防雷装置连接④每三层沿建筑物周边的水平方向设均压环；所有的引下线，以

及建筑物内的金属结构、金属物体都与均压环相连接⑤引下线的间距更小。接地装

置围绕建筑物构成闭合回路，其接地电阻值要求更小⑥建筑物内的电气线路全部采

用钢管配线，垂直敷设的电气线路，其带电部分与金属外壳之间应装设击穿保护装

置⑦室内的主干金属管道和电梯轨道，应与防雷装置连接。

总之，高层民用建筑为防止侧击雷，应设置多层避雷带、均压环和在外墙的转角处

设引下线。一般在高层建筑物的边缘和凸出部分，少用避雷针，多用避雷带，以防

雷电侧击。

8.1高层建筑动力配电干线主要布置方式有几种？他们各有什么

特点？

(1)配电方式高层建筑常用配电方式有放射式、树干式与混合式三种，普遍采

用的是混合式分区配电方式。

对于大型的高层建筑物，多采用放射式和树干式相结合的混合式配电系统，大用量

的用电设备应采用电缆放射式对单台设备或设备组供电，高层建筑上部各层配电有

几种方式，工作电源采用分区树干式。

8.3综合布线系统的作用是什么？与传统布线方式相比，他有那些

优势？

综合布线系统是建筑物或建筑群内部的数据信息传递网络，它提供建筑物或建筑群

内部的语音、数据通信设备、信