赵天-_第三章-建筑电气系统

第三章建筑电气工程*一、建筑电气的分类从电能的供入、分配、输送和消耗的观点来分：1、供配电系统：包括电能的产生、输送和分配、控制、消耗使用。建筑照明系统强电2、用电系统建筑动力系统建筑弱电系统 ★强电工程工程把电能引入建筑物，进行电能再分配并通过用电设备将电能转换成机械能、热能和光能等。 ★弱电工程工程是实现建筑物内部以及内部和外部间的信息交换、信息传递及信息控制等。 从电压等级上划分，强电一般是110V以上，而弱电一般是60V以下。（1）组成：1）发电厂2）输电网3）电能用户电力系统组成示意图1、供配电系统（2）电力系统的电压和频率1）电压等级：我国规定交流电网的额定电压等级有：220V、380V、3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV等。2）各种电压等级的适用范围：高压多用于远距离输送电能，三相四线制低压供电采用380/220v；3）额定电压和频率：我国规定使用的工频交流电频率为50Hz，线/相电压为380/220V。 小范围民用建筑设施的供电，只需要设一个简单的降压变电室（所），把电源进线6～10kV经过降压变压器直接变为低压380/220V三相四线制。 大型民用建筑设施的供电，一般电压选为6～10kV，经过高压配电所，再用几路高压配电线将电能分别送到各建筑物变电所，降为380/220V电压供给用电设备工作使用。（3）民用建筑供电系统根据供电中断造人身伤亡和设备安全的影响、政治影响和经济损失程度，电能用户可以分为三个等级：1）一级负荷对于一级负荷要求采用至少两个独立的电源同时供电，设置自动投入装置控制两个电源的转换。2）二级负荷二级负荷要用两个独立电源供电，只有一个电源供电时必须采用两个回路。3）三级负荷对供电没特殊要求，一般都为单回线路供电，但在可能情况下也应尽力提高供电的可靠性。（4）电力负荷的分级（1）建筑电气照明系统组成电气系统指电能的产生、输送、分配、控制和消耗使用的整个系统。照明系统指光能的产生、传播、分配(反射、折射和透射)和消耗吸收系统。2.电气照明系统BV-500-3×6-SC20FC3.建筑动力系统动力供电平面图以毫安为计量单位的称为弱电系统。建筑弱电系统主要进行信息的传递和交换，主要包括：（1）火灾自功报警与消防联动系统（2）电话通讯系统（3）建筑广播系统（4）共用电视天线（简称CATV系统）和有线电视（5）智能化建筑综合布线和安防系统4.建筑弱电系统包括外线工程、变配电工程、内线工程、动力及照明工程、防雷工程、电气接地工程等。（1）外线工程指的是室外电源供电线路，包括架空电力线路和电力电缆线路。（2）变配电工程由变压器、高低压配电装置、继电保护与电气计量等二次设备和二次接线构成的室内外变电所（站、室）。（3）内线工程包括室内动力、照明线路及其他电气线路。（4）动力及照明工程包括各种动力设备（主要是各种形式的电机）的安装及照明灯具、电扇、空调器、电热设备、插座、配电箱及其他电气装置的安装。（5）防雷工程建筑物和电气装置的防雷设施。（6）电气接地工程各种电气装置的保护接地、工作接地、防静电接地装置等。如进户装置、配电箱（盘）、配管配线、灯具、开关、插座的接地，防雷接地等。二、电气工程的组成三、电气设备及其材料（一）刀开关1）开启式负荷开关2）封闭式负荷开关（二）低压断路器低压断路器的工作原理图2）螺旋式熔断器（三）低压保护设备它有而高温的密封保护管（纤维管），内装熔片。当熔片熔化时，密封管内气压很高能起灭弧作用，还能避免相间短路，常作为大容量负载的短路保护。它有限流作用及较大的极限分断能力，瓷管内填充硅砂，起灭弧作用。（四）配电线路---导线1、导线、电缆的类型（1）导体材料铝、铜（2）类型：裸导线：TJLJ绝缘导线：塑料绝缘线BVBLV橡皮绝缘线BXBLX等电缆塑料绝缘及护套VVVLV交联聚乙烯绝缘及聚氯乙烯护套YJV、YJLV等（1）绝缘导线的型号BX型表示橡胶绝缘铜芯导线，BLX型则表示橡胶绝缘铝芯导线。BV型表示聚氯乙烯塑料（双塑）绝缘铜芯导线，BLV型表示聚氯乙烯塑料绝缘铝芯导线。常用导线截面规格有：1.0mm²、1.5mm²、2.5mm²、4mm²、6mm²、10mm²、16mm²、25mm²、35mm²、50mm²、70mm²、95mm²、120mm²、150mm²、185mm²、240mm²等。（2）电力电缆的型号电力电缆的线芯分为三芯、四芯、五芯等多种，标称截面主要有4mm²、6mm²、10mm²、16mm²、25mm²、35mm²、50mm²、70mm²、95mm²、120mm²、150mm²、185mm²、240mm²等。*电力电缆是输变电传输能量负荷的电缆，主要承担电力传输作用，高负荷！控制电缆是应用于开关控制、仪表、保护装置等方面的信号、控制导线！主要承担信号传输，机构操作，元件控制等作用！通信电缆结构示意（1）裸导线架空敷设（2）绝缘导线明敷（E）暗敷(C)直埋敷设：电缆≤8根(3)电缆穿电缆沟敷设：电缆8~18根穿排管敷设：电缆≤12根（砼管等）穿隧道敷设：电缆≥18根2、导线、电缆的敷设嵌入墙体安装明敷绝缘导线的敷设在管道井里安装金属线槽墙上安装示意图1—金属线槽2—槽盖3—塑料胀管4—8×35半圆头木螺栓线槽配线a.金属线槽配线*　地面内暗装金属线槽示意图b.地面内暗装金属线槽配线　*　塑料线槽配线示意图c.塑料线槽配线*1.导管的选择　导管的选择，应根据敷设环境和要求决定导管材质和规格。2.导管的加工　需要敷设的导管，应在敷设前进行一系列的加工，如除锈、涂漆、切割、套丝和弯曲。(1)除锈、涂漆。1)钢管明敷时，焊接钢管应刷一道防腐漆，一道面漆(若设计无规定颜色，一般用灰色漆)。2)埋入腐蚀土层中的钢管，应按设计规定进行防腐处理。(2)切割、套丝。(3)弯曲。导管配线*3.导管连接　钢管不论是明敷还是暗敷，一般都采用管箍连接，特别是潮湿场所及埋地和防爆导管。*　木模板上导管的固定方法(2)明配管。4.导管敷设　导管敷设一般从配电箱开始，逐段配至用电设备处，或者可从用电设备端开始，逐段配至配电箱处。(1)暗配管。*(1)不同回路、不同电压等级和交流与直流的电线，不应穿于同一导管内；同一交流回路的电线应穿于同一金属导管内，且管内电线不得有接头。(2)有爆炸危险的环境，照明线路的电线和电缆额定电压不得低于750V，且电线必须穿于钢导管内。(3)电线、电缆穿管前，应清除管内杂物和积水。5.扫管穿线　管内穿线工作一般应在导管全部敷设完毕及土建地坪和粉刷工程结束后进行。*电缆敷设直埋电缆引入建筑物电缆穿排管电缆沟敷设架空敷设电缆工程量＝施工图用量＋附加及预留长度L=(L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7)×(1+2.5%)式中：L1----水平长度；L2----垂直及斜长度；L3----预留（驰度）长度；L4----穿墙基及进入建筑物长度；L5----沿电杆、沿墙引上（引下）长度；L6、L7---电缆中间头及电缆终端头长度；2.5％----电缆曲折弯余系数。（驰度、波形弯度、交叉）电缆长度组成平、剖面示意图4、导线、电缆的表示方法:a-b(c×d)e-fa—线路编号或线路用途符号b—导线类型c—导线根数d—导线截面(mm2)e--配线方式或导线穿管材质及管径f—敷设部位符号如:BLV－3×2.5P20-WC导线配线方式 配线方式 旧符号 新符号 明敷 M E 暗敷 A C 瓷绝缘子 CP K 塑料线卡 VJ PL 木槽板 CB 塑料槽板 VB 塑料线槽 VXC PR 钢索敷设 S M导线穿管材质 管材 旧符号 新符号 电线管（薄壁钢管） DG TC 水煤气管 G G 焊接钢管 GG SC(或S) 塑料管 VG,SG(硬质)RVG(半硬质) P 电缆桥架 QJ CT 金属软管(蛇皮管) SPG F线路敷设部位符号 管材 旧符号 新符号 沿梁 L B 沿顶棚 P CE 沿柱 Z C 沿地板 D F 沿构架 R 沿吊顶 SC 沿墙 Q W导线的表示方法导线根数表示导线引线方式 图例 说明 向上配线 向下配线 向上和向下两个方向配线 导线连接四、配电箱(盘)/柜和变电室1.配电箱（盘）/柜建筑配电系统需要各种配电装置，建筑配电装置有照明电箱（盘）/柜和动力配电箱（盘）/柜构成，建筑供电系统需要将高压供电变为低压供电，以满足建筑配电系统电力负荷需要。低压配电系统的接线方式配电箱的安装程序成套配电箱箱体现场预埋→管与箱体连接→安装盘面→装盖板。*（2）变配电所的类型变配电室按整体结构分为屋内式、屋外式和组合式三种形式。按变电所的位置分为独立式、附设式、地下室和户外杆上或台上式。大型公共建筑物，一般可设置地下变配电室向大型建筑物供电。123（1）变配电所的基本组成变配电所的主要设备有电力变压器和高、低压配电装置。根据变配电所的布置要求，应设置变压器室、高压配电室、低压配电室，分别安装电力变压器、高压配电装置、低压配电装置。为了值班的需要，还应设置值班室和卫生间。2.变配电室低压配电室宽度一般≥800mm，屏后距离墙宜1000mm（最低600mm）；变压器室距离墙壁/大门的最小距离一般在600~1000mm（容量大距离也大）。高压开关柜外廓尺寸一般可取1250×1250×3200mm（宽×深×高），柜子离后面墙距离≥200mm；五、电气照明系统热辐射光源气体放电光源电光源按工作原理分类1.电光源及灯具热辐射光源白炽灯；卤钨灯卤素灯气体放电光源辉光放电光源种类 荧光灯 高压水银灯 高压钠灯 低压钠灯 金属卤素灯陶瓷电极荧光灯紧凑型节能荧光灯高压钠灯图9　灯具常用安装方式2.灯具常用安装方式*灯具安装方式代号灯具图例灯具表示方法吸顶灯:a--灯具数量b--灯具型号c--每盏灯具的灯泡(管)数量d--灯泡(管)容量(W)e--灯泡安装高度f--灯泡安装方式如:;或:例如：表示有5套YZ40直管型荧光灯，每套中有2个40W的荧光灯管，距地2.5m管吊式安装。　一般按钮常用在控制电路中，可应用于磁力启动器、接触器、继电器及其他电器的控制之中，带指示灯式按钮还适用于灯光信号指示的场合。开关按安装方式可分为明装开关和暗装开关两种；按操作方式分为拉线开关、扳把开关、跷板开关、声光控开关等；按控制方式分为单控开关和双控开关；按开关面板上的开关数量可分为单联开关、双联开关、三联开关和四联开关等。3.开关、按钮、插座安装图11　跷板开关通断位置*开关图例图12　插座接线a）单相双孔插座b)单相三孔插座c)三相四孔插座d)安全型插座插座的安装*接线原理图读图示意常用电气设备安装高度 1.配电箱：一般箱底距地1.5m。 2.灯具：依据设计管线一般沿顶棚敷设。 3.开关：拉线开关：一般距顶0.3m； 板式开关：一般距地1.3m~1.5m。 4.插座：一般插座安装高度距地0.3m，管线一般沿地面敷设； 其它插座：空调插座、防水插座等安装高度距地1.5m~1.8m，管线一般沿顶棚敷设。六、安全用电与建筑防雷1.安全电压国标规定：交流（50Hz）50V和直流120V是长时间事故的允许接触电压的极限值。我国《安全电压》规定：交流安全电压额定值的等级为42、36、24、12和6V（建筑行业多用36V级）。保护接地把电气设备的某部分（通常是设备可导电外壳）用金属导体与大地作良好的电气连接。保护接零在电源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。接地体埋入地中并直接与大地接触的金属导体。接地线连接设备接地部分与接地体的金属导线。接地装置接地体和接地线的总和。2.保护接地与保护接零接地电阻的要求：①工作接地通常还可分为交流工作接地(如三相电源变压器的中性点接地等)、直流工作接地(如计算机等电子设备的内部逻辑电路的直流工作接地等)，一般要求交流工作接地装置的接地电阻小于4Ω；直流工作的接地电阻应具体按设备的说明上的要求做，其电阻一般也要求4Ω以下。②电气设备的安全保护接地一般要求其接地装置的电阻小于4Ω。③重复接地要求其接地装置的电阻小于10Ω。④防雷接地一、二类建筑防直接雷的接地体电阻小于10Ω，防感应雷的接地体电阻小于5Ω，三类建筑的防雷接地电阻小于30Ω。⑤屏蔽接地一般要求其接地电阻在10Ω以下。（1）国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字代号规定3.常见保护接地方式（2）IT系统IT系统的电源中性点是对地绝缘或经高阻抗接地，而用电设备的金属外壳直接接地。（3）TT系统TT系统的电源中性点直接接地，与用电设备接地无关，设备的金属外壳也直接接地，且与电源中性点相连。系统必须同时加装漏电保护开关，才能成为较完善的保护系统。（4）TN系统在变压器或发电机中性点直接接地的380V/220V三相四线低压电网中，将正常运行时不带电的用电设备的金属外壳经公共的保护线（PE线）和电源的中性点直接进行电气连接。按其保护线的形式，TN系统又分为： TN-C系统(三相四线制)的中性线(N)和保护线(PE)是合一的，该线又称为保护中性线(PEN)线。 TN-S系统(三相五线制)的N线和PE线是分开的。 TN-C-S系统(三相四线与三相五线混合系统)中有一部分中性线和保护线是合一的，而有一部分是分开的。三相四线制:三相五线制:*图31　TN—C—S系统TN—C—S系统(三相四线与三相五线混合系统)*4.民用建筑物的防雷民用建筑的防雷分类（1）第一类防雷民用建筑物具有特别重要用途和重大政治意义的建筑物。（2）第二类防雷民用建筑重要的或人员密集的大型建筑物。（3）第三类防雷（普通）民用建筑物建筑群中高于其他建筑物或处于边缘地带的高度为20m以上的建筑物；强烈地区高度为15m以上的低层建筑物；高度超过15m的烟囱、水塔等孤立建筑物；历史上雷电事故严重地区的建筑物或雷电事故较多地区的较重要建筑物等。民用建筑防雷装置的组成1）接闪器2）引下线3）接地装置　接闪器是吸引和接受雷电流的金属导体，常见接闪器的形式有避雷针、避雷带、避雷网或金属屋面等。图25　建筑物的避雷带接闪器*屋面避雷针（带）安装图26　高层建筑笼式避雷网1—周圈式避雷带2—屋面板钢筋3—外墙板4—各层楼板钢筋5—内纵墙板6—内横墙板7—承台梁8—基柱9—内墙板连接节点10—内外墙板钢筋连接点引下线引下线的作用是将接闪器收到的雷电流引至接地装置。*图28　接地装置示意图1—接地体2—接地干线3—接地支线4—电气设备接地装置的作用是接收引下线传来的雷电流，并以最快的速度泄入大地。接地装置　*接地极的做法接地极桩基础内做法大样低压接地系统对等电位连接的要求。1)建筑物内的总等电位连接导体应与下列可导电部分互相连接：①保护线干线、接地线干线；②金属管道，包括自来水管、燃气管、空调管等；③建筑结构中的金属部分，以及来自建筑物外的可导电体；④来自建筑物外的可导电体，应在建筑物内尽量靠近入口处与等电位连接导体连接。2)建筑物内的辅助等电位连接应与下列可导电部分互相连接：①固定设备的所有能同时触及的外露可导电部分；②设备或插座内的保护导体；③装置外的可导电部分，建筑物结构主筋。5.建筑物的等电位连接*总等电位连接系统图1—避雷接闪器2—天线设备3—电信设备4—采暖管5—空调管6—建筑物金属结构7—其他需要连接的部件8—水表9—总给水管10—热水管11—煤气表12—绝缘段（煤气公司确定）13—火花放电间隙（煤气公司确定）14一总煤气管15、17、21—MEB线16—MEB端子板（接地母排）18—地下总水管19、22—PE母线20—总进线配盘23—接地24—避雷接地*卫生间局部等电位连接1—金属扶手2—浴巾架3—浴盆4—金属地漏5—浴帘杆6—便器7—毛巾环8—暖气片9—水管10—洗脸盆11—LEB端子板12—地面上预埋件13—钢筋14—采暖管15—淋浴16—给水管17—建筑物侧箍间18、19、20、21—墙须做等电位连接的情况。*钢管连接处接地接地跨接线是指接地母线遇有障碍物（如建筑物伸缩缝、沉降缝）需跨越时的连接线，或是利用金属构件作接地线时需要焊接的连接线。*七、电气照明系统施工图识读 1.识读室内电气施工图的顺序(1)首先看设计说明、图例和文字符号，掌握图例和符号的含义，电气设备规格、容量的标示方法，了解施工图的内容等。(2)再看系统图，了解配电方式和回路，以及各回路装置间的关系。(3)结合系统图看各平面图中的配电回路，各回路导线敷设走向、根数及灯具的型号、位置、数量等。 2.室内电气照明工程系统图的识读 读懂系统图，对整个电气工程就有了一个总体的认识。 电气照明工程系统图是表明照明的供电方式、配电线路的分布和相互联系情况的示意图，图上标有进户线型号、芯数、截面积以及敷设方法和所需保护管的尺寸，总电表箱和分电表箱的型号和供电线路的编号、敷设方法、容量和管线的型号规格。 3.室内电气照明工程平面图的识读 根据平面图标示的内容，识读平面图要沿着电源、引入线、配电箱、引出线、用电器具这样沿“线”来读。在识读过程中，要注意了解导线根数、敷设方式，灯具型号、数量、安装方式及高度，插座和开关安装方式、安装高度等内容。案例1案例2系统图案例3工程概况 1．工程用途及所属单位：该工程由某市饮食公司投资，一般饮食营业厅，楼上有20个床位的一般旅客住宿客房。 2．工程结构：该工程为砖混结构两层。主墙为砖墙，隔墙为加气轻质混凝土砌块；底层楼板为钢筋混凝土预应力空心板；楼面为水泥砂浆地面，地面为玻璃条分格普通水磨石；屋盖为轻型钢屋架结构。见下图。 3.电力及照明工程：因食品加工及电热水器的应用，由临街电杆架空引入380V电源，作为电力和照明用，进户线采用BV型，架空引入标高3.2m；室内一律用BV型线穿PC塑料管暗敷，配电箱4台(M0，M1、M2、M3）均为成品，一律暗装，箱底边距地1.5m；插座暗装距地1.3m；拉线开关暗装距顶棚0.3m,跷板开关距地1.4m；配电箱可靠接地保护，见电气平面布置图(图1、2)及系统图（图3)。 4.室内外高差为0.45m，一层层高3.44m，二层层高2.75m。 5.M0配电箱尺寸800×500×200，M1、M2、M3三个配电箱尺寸均为500×300×160。电气二层平面图电气系统图**电力电缆是输变电传输能量负荷的电缆，主要承担电力传输作用，高负荷！控制电缆是应用于开关控制、仪表、保护装置等方面的信号、控制导线！主要承担信号传输，机构操作，元件控制等作用！********************