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建筑设备（电）学习报告（201409136731310006王晓晓）解答：1.在单相正弦交流电路中，如何描述视在功率有功功率无功功率(表达式)以及它们之间的关系(图形)?功率因数的概念是什么又如何描述? 答：在正弦交流电路中，有功功率P、无功功率Q和视在功率S组成了一个直角三角形，其中有功功率P是这个直角三角形的邻边，无功功率Q是对边，而视在功率S是斜边。三者的关系用等式表示就是：有功功率2+无功功率2=视在功率2在交流电路中，电压与电流之间的相位差()的余弦叫做功率因数，用符号cos表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cos=P/S，功率因数是有功功率与视在功率的比值。表达式：COS=P/S。2.供电系统的低压配电系统中常用的配电方式有几种?它们分别应用于哪些常用电路系统之中?试用图形描述不同的配电方式。 答：一、路灯常用接地方式：根据IEC 规定，供电系统的接地方式分为 TT 系统、 TN 系统、 IT系统。其中 TN 系统又分为 TN-C 、 TN-S 、 TN-C-S系统。（一）TT方式供电系统。TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称 TT 系统。第一个符号 T 表示电力系统中性点直接接地；第二个符号 T 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在 TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地，这种供电系统的特点如下。 1.当电气设备的金属外壳带电 (相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电) 时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器 (自动开关) 不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。2.当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护。 3. TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。 （二）TN 方式供电系统。这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用 TN 表示。它的特点如下。 1.一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是 TT 系统的 5.3 倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。 2.TN 系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见其优点比 TT 系统多。 TN 方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为 TN-C 和 TN-S 等两种。 (1) TN-C 方式供电系统 它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，用 PEN 表示这种供电系统的特点如下：1)由于路灯配电系统三相负载很难平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。2)如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。3)如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。4)TN-C 系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断线。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。5)TN-C 方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。 (2) TN-S方式供电系统 它是把工作零线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供电系统，称作 TN-S 供电系统，其特点如下。1)系统正常运行时，专用保护线上不带电流，只是工作零线上有不平衡电流。PE 线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE 上，安全可靠。2)工作零线只用作单相照明负载回路。3)专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关。4)干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而 PE 线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。5)TN-S 方式供电系统安全可靠，适用对安全要求较高的配电线路。(3) TN-C-S 方式供电系统 在配电线路中，如果前部分是 TN-C 方式供电，而下一部分采用 TN-S 方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出 PE 线，这种系统称为 TN-C-S 供电系统。TN-C-S 系统的特点如下。1)工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通，当线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受到零线电位的影响。负载越不平衡，灯杆外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在 PE 线上应作重复接地。2)PE 线在任何情况下都不能进入漏电保护器，因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。3)对 PE 线除了在总箱处必须和 N 线相接以外，其他各分箱处均不得把 N 线和 PE 线相联，PE 线上不允许安装开关和熔断器。通过上述分析，TN-C-S 供电系统是在 TN-C 系统上临时 变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时， TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡，工地有专用的电力变压器时，必须采用 TN-S 方式供电系统。 二、TN-S系统重复接地分析：现实生活中部分电气施工人员对 TN-S 系统中重复接地的有关问题及要求不甚了解，在实际施工中出现一些问题。集中表现为：就 TN-S 系统的重复接地问题中是对N线重复接地，还是对 PE 重复接地莫衷一是，提法不明确。对于TN-S 系统，重复接地就是对 PE 线的重复接地，分析如下： 1.如不进行重复接地，当 PE 断线时，系统处于既不接零也不接地的无保护状态。而对其进行复重接地以后，当 PE 正常时，系统处于接零保护状态；当 PE 断线时，如果断线处在重复接地前侧，系统则处在接地保护状态。进行了重复接地的 TN-S 系统具有一个非常有趣的双重保护功能，即 PE 断线后由 TN-S 转变成 TT 系统的保护方式 (PE断线在重复接地前侧 ) 。 2.当相线断线与大地发生短路时，由于故障电流的存在造成 PE 线电位升高，当断线点与大地间电阻较小时， PE 线的电位很有可能远远超过安全电压。这种危险电压沿 PE 线传至灯杆设备等外壳乃至危及人身安全。而进行重复接地以后，由于重复接地电阻与电源工作接地电阻并联后的等效电阻小于电源工作接地电阻，使得相线断线接地处的接地电阻分担的电压增加，从而有效降低 PE 线对地电压，减少触电危险。 3.PE 线的重复接地可以降低当相线碰壳短路时的设备外壳对地的电压，相线碰壳时，外壳对地电压即等于故障点 P 与变压器中性点间的电压。假设相线与 PE 线规格一致，设备外壳对地电压则为 110V 。而 PE 线重复接地后，从故障点 P 起， PE 线阻抗与重复接地电阻 RE 同工作接地电阻 RA 串联后的电阻相并联。在一般情况下，由于重复接地电阻 RE 同工作接地电阻 RA 串联后的电阻远大于 PE 线本身的阻抗，因而从 P 至变压器中性点的等效阻抗，仍接近于从 P 至变压器中性点的 PE 线本身的阻抗。如果相线与 PE 线规格一致，则 P 与变压器中性点间的电压UPO仍约为110V，而此时设备外壳对地电压UP仅为故障 P 点与变压器中性点间的电压 UPO 的一部分，可表示为：UP=UPORERA+RE 。假设重复接地电阻RE为10 ，A为4 ，P=78.6V。如果只是对N线重复接地，它不具有上述第 1 项与第 3 项作用，只具有上述第 2 项的作用。对于 TN-S 系统，其用电设备外壳是与 PE 线相接的，而不是 N 线。因此，我们所关心的更主要的是 PE 线的电位，而不是 N 线的电位，TN-S 系统的重复接地不是对 N 线的重复接地。如果将 PE 线和 N 线共同接地，由于 PE 线与 N 线在重复接地处相接，重复接地前侧 ( 接近于变压器中性点一侧 ) 的 PE 线与 N 线已无区别，原由 N 线承担的全部中性线电流变为由 N 线和 PE 线共同承担 ( 一小部分通过重复接地分流 ) 。可以认为，这时重复接地前侧已不存在 PE 线，只有由原 PE 线及 N 线并联共同组成的 PEN 线，原 TN-S 系统实际上已变成了 TN-C-S 系统，原 TN-S 系统所具有的优点将丧失，故不能将 PE 线和 N 线共同接地。工程实践中，对于 TN-S 系统，很少将 N 线和 PE 线分别重复接地。其原因主要为： 一是将 N 线和 PE 线分别重复接地仅比 PE 线单独重复接地。其原因主要为：多一项作用，即可以降低当 N 线断线时产生的中性点电位的偏移作用，有利于用电设备的安全，但是这种作用并不一定十分明显，并且一旦工作零线重复接地，其前侧便不能采用漏电保护。二是如果要将 N 线和 PE 线分别重复接地，为保证 PE 线电位稳定，避免受 N 线电位的影响， N 线的重复接地必须与 PE 线的重复接地及灯杆基础钢筋保持足够的距离，最好为 20m 以上，而在路灯实际施工中很难做到这一点。 三、接地电阻值 Rd 理论上，接地电阻越小，接触电压和跨步电压就越低，对人身越安全。但要求接地电阻越小，则人工接地装置的投资也就越大，而且在土壤电阻率较高的地区不易做到。在路灯实际工作中，接地电阻值通常按下面数值考虑： 在1000V 以下中性点直接接地系统中，接地电阻 Rd 应小于或等于 4000V 以下的中性点不接地系统中，一般规定接地电阻 R 为 4d 应小于或等于 4 。3.在建筑电气照明系统中灯具的布置方法有几种，它们通常应用于哪些场合?电气照明设计的方法有几种，它们分别基于什么原理? 答：均匀布置（正方形，长方形，菱形）、线条（灯带）、艺术造型布置（根据设计需要）、组合布置（筒灯+射灯，双头+单头），主要根据装饰效果要求来设计。照明设计的方法通常一般有以下几种：（1）照明方式选择。充分利用自然光，这是节省照明能耗的重要方式之一，即在设计中电气设计人员应当尽量考虑到自然光与人工照明的充分结合，从而节省照明电能。（2）选择合理的光源。其最基本的原则就是应根据不同的场所选择不同的光源。例如一般的房间应当选用荧光灯。但是在显色性要求较高的场所应当采用稀土节能荧光灯，三基色荧光灯，小功率高显色型钠灯等光源。室外场所的照明则应当选用高压钠灯等使用时间较长的气体光源。（3）选择恰当的照明方式或装置也是一种可行的节电能的方法。根据照明使用的要求分别采用各种节能型开关，如病房、卧房可采用调光开关：室外场所和公共场所得照明则可采用光电、声控开关；走道、走廊等场所可采用节能声控开关。4.详细回答什么是屏蔽布线系统综合布线系统结构化布线系统?它们各自具有哪些特点?它们分别适用于哪些场合? 答：（1）屏蔽布线系统：普通的布线线缆 在最外层外皮内部包裹一层金属外皮，可以是金属铝箔屏蔽层或者金属网屏蔽层。主要作用是防止高频或者低频的干扰信号影响网线内部的高频信号传输，同时防止网络信号泄露。一般适用安防系统。（2）综合布线系统：综合布线系统引入我国，由于各国产品类型不同，综合布线系统的定义是有差异的。我国原邮电部于1997年9月发布的YDT 926.1-1997通信行业标准大楼通信综合布线系统第一部分：总规范中，对综合布线系统的定义为：“通信电缆、光缆、各种软电缆及有关连接硬件构成的通用布线系统，它能支持多种应用系统。即使用户尚未确定具体的应用系统，也可进行布线系统的设计和安装。综合布线系统中不包括应用的各种设备。”目前所说的建筑物与建筑群综合布线系统，简称综合布线系统。它是指一幢建筑物内（或综合性建筑物）或建筑群体中的信息传输媒质系统。它将相同或相似的缆线（如对绞线、同轴电缆或光缆）、连接硬件组合在一套标准的且通用的、按一定秩序和内部关系而集成为整体，因此，目前它是以CA为主的综合布线系统。今后随着科学技术的发展，会逐步提高和完善，形成能真正充分满足智能化建筑所需的要求。综合布线系统就是为了顺应发展需求而特别设计的一套布线系统。对于现代化的大楼来说，就如体内的神经，它采用了一系列高质量的标准材料，以模块化的组合方式，把语音、数据、图像和部分控制信号系统用统一的传输媒介进行综合，经过统一的规划设计，综合在一套标准的布线系统中，将现代建筑的三大子系统有机地连接起来，为现代建筑的系统集成提供了物理介质。可以说结构化布线系统的成功与否直接关系到现代化的大楼的成败，选择一套高品质的综合布线系统是至关重要的。建筑物与建筑群综合布线系统（generic cabling system for building and campus）是建筑物或建筑群内的传输网络，是建筑物内的“信息高速路”。它即使话音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连，又使这些设备与外界通信网络相连接。它包括建筑物到外部网络或电话局线路上的连接点与工作区的话音和数据终端之间的所有电缆及相关联的布线部件。综合布线系统是智能化办公室建设数字化信息系统基础设施，是将所有语音、数据等系统进行统一的规划设计的结构化布线系统，为办公提供信息化、智能化的物质介质，支持将来语音、数据、图文、多媒体等综合应用。相对于以往的布线，综合布线系统的特点可以概况为：实用性。实施后，布线系统将能够适应现代和未来通信技术的发展，并且实现话音、数据通信等信号的统一传输。灵活性。布线系统能满足各种应用的要求，即任一信息点能够连接不同类型的终端设备，如电话、计算机、打印机、电脑终端、电传真机、各种传感器件以及图像监控设备等。模块化。综合布线系统中除去固定于建筑物内的水平缆线外，其余所有的接插件都是基本式的标准件，可互连所有话音、数据、图像、网络和楼宇自动化设备，以方便使用、搬迁、更改、扩容和管理。扩展性。综合布线系统是可扩充的，以便将来有更大的用途时，很容易将新设备扩充进去。经济性：采用综合布线系统后可以使管理人员减少，同时，因为模块化的结构，工作难度大大降低了日后因更改或搬迁系统时的费用。通用性。对符合国际通信标准的各种计算机和网络拓扑结构均能适应，对不同传递速度的通信要求均能适应，可以支持和容纳多种计算机网络的运行。重要性。1）随着全球社会信息化与经济国际化的深入发展，信息网络系统变得越来越重要，已经成为一个国家最重要的基础设施，是一个国家经济实力的重要标志；2）网络布线是信息网络系统的“神经系”；3）网络系统规模越来越大，网络结构越来越复杂，网络功能越来越多，世纪星介绍网络管理维护越来越困难，网络故障系统的影响也越来越大；4）网络布线系统关系到网络的性能、投资、使用和维护等诸多方面，是网络信息系统补课分割的重要组成部分；5）综合布线系统是智能化建筑连接“3A”系统的基础设施。（3）结构化布线系统：是在一座办公大楼或楼群安装的传输线路，这种传输线路能连接所有的语音、数字设备，并将它们与电话交换系统连接起来。结构化布线系统是一个能够支持任何用户选择的话音、数据、图形图像应用的电信布线系统。系统应能支持话音、图形、图像、数据多媒体、安全监控、传感等各种信息的传输，支持UTP、光纤、STP、同轴电缆等各种传输载体，支持多用户多类型产品的应用，支持高速网络的应用。说得通俗点儿，就是为计算机网络和电话系统提供物理连接的系统。常见于现代智能建筑中。据VCOM综合布线-实训了解，结构化布线系统具有实用性，灵活性，经济性，模块化，扩展性，开放性等特点。5.详细描述建筑智能化系统的基本组成结构，以及它所包含的各层当中的所有子系统。(可以用框图形式描述) 答：建筑智能化工程包括：1、计算机管理系统工程；2、楼宇设备自控系统工程；3、保安监控及防盗报警系统工程；4、智能卡系统工程；5、通讯系统工程；6、卫星及共用电视系统工程；7、车库管理系统工程；8、综合布线系统工程；9、计算机网络系统工程；10、广播系统工程；11、会议系统工程；12、视频点播系统工程；13、智能化小区综合物业管理系统工程；14、可视会议系统工程；15、大屏幕显示系统工程；16、智能灯光、音响控制系统工程；17、火灾报警系统工程；18、计算机机房工程。6.常用的火灾自动报警系统有几种基本组成形式?它们分别应用于哪些场合?试画出任意一种火灾自动报警系统的组成框图。 答：常用的火灾自动报警系统由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其他辅助功能的装置组成的火灾报警系统。它包括有区域报警系统、集中报警系统和控制中心报警系统。适用场合：1.大中型电子计算机房及其控制室、记录介质库，特殊贵重或火灾危险性大的机器、仪表、仪器设备室、贵重物品库房，设有气体灭火系统的房间；2.每座占地面积大于1000m2的棉、毛、丝、麻、化纤及其织物的库房，占地面积超过500m2或总建筑面积超过1000m2 的卷烟库房；3.任一层建筑面积大于1500m2 或总建筑面积大于3000m2的制鞋、制衣、玩具等厂房；4.任一层建筑面积大于3000m2或总建筑面积大于6000m2 的商店、展览建筑、财贸金融建筑、客运和货运建筑等；5.图书、文物珍藏库，每座藏书超过100 万册的图书馆，重要的档案馆；6.地市级及以上广播电视建筑、邮政楼、电信楼，城市或区域性电力、交通和防灾救灾指挥调度等建筑；7.特等、甲等剧院或座位数超过1500个的其它等级的剧院、电影院，座位数超过2000 个的会堂或礼堂，座位数超过3000 个的体育馆；8.老年人建筑、任一楼层建筑面积大于1500m2或总建筑面积大于3000m2 的旅馆建筑、疗养院的病房楼、儿童活动场所和大于等于200床位的医院的门诊楼、病房楼、手术部等；9.建筑面积大于500m2 的地下、半地下商店；10.设置在地下、半地下或建筑的地上四层及四层以上的歌舞娱乐放映游艺场所；11.净高大于2.6m 且可燃物较多的技术夹层，净高大于0。8m 且有可燃物的闷顶或吊顶内。7.详细叙述工业建筑物与民用建筑物的防雷系统是如何进行分类的?常用的防雷装置有哪些? 答：建筑物应根据建筑物重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按防雷要求分为三类。在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第一类防雷建筑物：1)凡制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，因电火花而引起爆炸、爆轰，会造成巨大破坏和人身伤亡者。2)具有 0区或 20区爆炸危险场所的建筑物。3)具有1区或 21区爆炸危险场所的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第二类防雷建筑物：1)国家级重点文物保护的建筑物。2)国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站和飞机场、国宾馆，国家级档案馆、大型城市的重要给水泵房等特别重要的建筑物。（注：飞机场不含停放飞机的露天场所和跑道。）3)国家级计算中心、国际通信枢纽等对国民经济有重要意义的建筑物。4)国家特级和甲级大型体育馆。5)制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。6)具有 1区或 21区爆炸危险场所的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。7)具有 2区或 22区爆炸危险场所的建筑物。8)有爆炸危险的露天钢质封闭气罐。9)预计雷击次数大于 0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所。10)预计雷击次数大于 0.25次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。 在可能发生对地闪击的地区，遇下列情况之一时，应划为第三类防雷建筑物：1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。2)预计雷击次数大于或等于 0.01次/a，且小于或等于 0.05次/a 的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物，以及火灾危险场所。3)预计雷击次数大于或等于 0.05次/a，且小于或等于 0.25次/a 的住宅、办公楼等一般性民用建筑物或一般性工业建筑物。4)在平均雷暴日大于 15d/a的地区，高度在 15 m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物；在平均雷暴日小于或等于 15 d/a的地区，高度在 20 m及以上的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。常见的防雷装置有：避雷针（由金属尖端，金属导体和接地极组成。用于高大建筑物防雷保护。），避雷线（由金属导线和接地极组成。用于建筑物和电力线路防雷保护。），避雷器（一般用于电气设备保护），避雷（放电）间隙（由放电间隙和接地极组成，常见于变压器中性点防雷保护），电容器（用于吸收雷电波）等。8.高层建筑电气系统的特点是什么?详细说明高层建筑用电设备的种类有哪些? 答：高层建筑电气系统的特点是：（1）供电可靠性要求高。由于高层建筑用电户密集，供水、供电、迎风、电梯、消防等等必须依赖电力系统支持才能完成，一旦出现停电故障，将会严重影响整个建筑内人员的生活、工作和安全，甚至造成重大事故。因此，必须有效的提高建筑供电系统的可靠性和安全性，现代高层建筑至少要有两路独立的供电电源。 正常供电时，两路电源冋时供电，互为备用。此外应装设独立的应急用柴油发电机组，并按要求，须在15S内自动恢复供电，从而保证事故照明、消防设备、电梯、计算机、安防设备及其他重要设备的供电。（2）用电设备多。高层建