建筑电工1、2-基础及设备

1、第一章 建筑电气基础知识 1.1 电路的组成 1.2 基本定律 1.3 单相交流电路 1.4 功率因数及其改善的方法 1.5 三相交流电路 1.6 TT、TNC、 TNS供电系统1.1 电路的组成 本节主要讲了几个与建筑电气有关的基本概念 电路：由电源、中间环节和负载组成，是实际实际电气器件的近似模型电气器件的近似模型。 电流：带电粒子有规则的定向流动形成电流， 大小用电流强度（工程上简称电流）表示，一般用i (t)表示，直流电流用I表示，单位A。 电位：也叫电势，表电场中某点具有的电位能，用表示，单位为V。用“高度”来理解。 电压：也叫电位差，用U表示，单位V，相似于“高度差”。 电动势：表

2、示电源特性的一个概念，反映电源把其它形式的能转化为电能的本领，或者说反映电源做功的本领。用E表示，单位V，在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。 电功（电能）、电功率 电阻：用R表示，单位，其大小与长度成正比，与截面积成反比。1.2 基本定律 欧姆定律 基尔霍夫定律 1.3、单相交流电路1、交流电：电流和电压的大小、方向周期性变化的电流，实际应用最广的是正弦交流电2、正弦交流电三要素：周期与频率、最大值、相位与相位差3、正弦交流电的相量表示：箭头方向表示初相角（逆时针方向，前面的导前，后面的滞后） ，用长度表有效值。4、电阻、电感的串连时：IU/Z，Z是电路的阻抗。0sintIim5、交

3、流电路功率 瞬时功率pui 有功功率PUIcos I2RIUR 无功功率QUIsin I2XLIUL 视在功率SUI 上述公式中，其中是电流与电压的相位差，电流滞后电压角。它的余弦值cos 就称为功率因数。6、 cos P/S，功率因数等于有功功率与视在功率的比值。功率因数越大，则有功功率越大，则电路对实际对外做功功率越大，效率越高，越有利。1.5 三相交流电路1.5.1 三相交流电源三相交流电源 1、星形联结 2、线电压UL与相电压U 三个线电压大小相等，三个线电压大小相等，互成互成120120相位差，为相位差，为相电压的相电压的 倍。倍。 31.5.2三相负载两种接法 1、星形联结：A、负

4、载的三个相电压分别等于电源相电压。B、各相电流也分别等于对应线电流。C、中线电流的大小等于各相电流的相量和。 D、根据以上，当负载为对称负载对称负载时，ZAZBZC，其三个相电流相量和为零，即IN0，因此中线上没有电流通过，中线可以中线上没有电流通过，中线可以省去省去；当负载不是对称负载时，其三个相电流相量和不为零，负载不是对称负载时，其三个相电流相量和不为零，因此因此I IN N00，因此中线有电流通过，故中线不可省去或断线，因此中线有电流通过，故中线不可省去或断线（如断线，则导致负载中性点发生位移，使其电位不等于电源中点的电位，各相负荷的相电压不对称，负载大的那一相电压小，负载小的电压大）

5、。E、中线的主要作用：使星形连接的不对称负载得到相等的相电压。为了确保零线在运行中不断开，其上不允许接保险丝也不允许接刀闸。否则，相电压不相等，电气设备无法正常工作。 2、三相负载的三角形联结：当负载工作电压等于电源线电压时采用三角形联结 a 无论负载是否平衡，各线电压都恒等于相电压， ULU b 当负载平衡时，线电流是相电流的 倍，即IL I，当负载不平衡时不成立。 331.5.3 三相电功率1三相负载不平衡时：无论哪种接法，计算各种功率时都是先求出各相功率，然后再求和得三相总功率。 2 三相负载平衡时： 1.6 TT1.6 TT、TN-CTN-C及及TN-STN-S供电系统供电系统 根据国

6、际电工委员会（IEC）规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即TT、TN和IT系统，其中，第一个大写字母表示电源变压器中性点直接接地；则表示电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地）。第二个大写字母表示电气设备的外壳直接接地，但和电网的接地系统没有联系；表示电气设备的外壳与系统的接地中性线相连。 一、TN系统 电源变压器中性点接地，设备外露部分与中性线相连，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（220V）短路电流，这个电流很大，是 TT 系统的很多倍，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

7、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，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、TN-S和TN-CS三种。 1、TN-C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，可用 PEN 表示，如图所示。这种供电系统的主要特点如下： 由于实际一般三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，在线路上产生一定的电位差，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。 TN-C 方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况（无220V负载）。 如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电（对地220V！）。 2

8、、TN-S系统整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是分开的。TN-S 供电系统的特点如下：1）系统正常运行时，专用保护线上没有电流，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）专用保护线PE不许断线。否则在接零设备发生带电部分碰壳或是漏电时，就构不成单相回路，电源就不会自动切断，就会产生两个后果：一是使接零设备失去安全保护；二是使后面的其他完好的接零设备外壳带电，引起大范围的电气设备外壳带电，造成可怕的触电威胁。3）TN-S系统适用于工业企业、大型民用建筑。在工程施工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平必须采用TN

9、-S方式供电系统。 4）同一用电系统中的电器设备绝对不允许部分接地部分接零。否则当保护接地的设备发生漏电时，会使中性点接地线电位升高，造成所有采用保护接零的设备外壳带电。 3、TN-C-S系统前部分是TN-C方式供电，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 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、施工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、系统：电源变压器中性点接地，电气设备外壳采

10、用保护接地。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，困此 TT 系统不宜在380/220V供电系统中应用。 3）TT系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。 现在有的施工单位是采用 TT 系统，施工单位专门安装一组接地装置，引出一条专用接地保护线，以减少需接地装置钢材用量三、系统：电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接

11、地），而电气设备外壳电气设备外壳采用保护接地。 这种系统主要用于10KV及35KV的高压系统和矿山、井下的某些低压供电系统，不适合在施工现场应用，故在此不再分析。 作业（P21）：1、名词解释：TN-C系统 、TN-S系统 2、请回答在低压配电系统中的中线N、保护线PE及保护性中线PEN各自的功能是什么？第二章第二章 电气设备材料电气设备材料 建筑电气系统都是由相应的设备、材料组成的，因此认识这些常用设备及材料便是我们学习建筑电气的必要任务。由于我们一般只涉及低压电气（1KV），因此以后我们除特殊指出外所有的内容将仅限于低压电气相关部分，本章我们将扼要的认识一些常用的低压电气设备和器材，及其性

12、能、型号、特点等。 2.1 动力设备 2.2 常用低压控制器及设备 2.3 配电线路 2.4 导线截面的选择 2.1 2.1 动力设备动力设备常用的建筑电气动力设备主要是三相交流异步电动机。2.1.1 异步电动机转动原理： 主要利用电磁感应原理，向定子三相绕组通入三相交流电后产生旋转磁场，同时转子导体切割旋转磁场磁力线产生感应电流，感应电流受磁场力的作用而使转子旋转。 2.1.2电压对电动机工作的影响： 工程供电电压对电动机转矩影响很大，即转矩与电压的平方成正比，TNU2。例如供电电压是额定电压的90时，转矩只有额定转矩的81，功率也只有额定功率的81；如果电压偏高，则导体电流增大，其发热也会

13、烧坏电动机。因此国家规范规定相应电压波动不得超过额定电压的5。 2.1.3 电动机的起动方法1、直接起动：利用刀开关、接触器等将电动机直接接到具有额定电压的电源上。这种方法简单经济，但起动电流大。 2 降压起动：利用某些设备如自耦变压起动器，或星三角起动器变换电动机定子绕组的联结法，使电动机的端电压低于额定值，借以减小起动电流。适用于直接起动电流超过了允许值的电动机。 2.2 2.2 常用低压控制器及设备常用低压控制器及设备 低压电器指电压在1000V以下的各种控制设备、保护设备、各种继电器等，常见低压电气设备的类型和用途见下表。 分类名称品种、性能或用途配电电器低压断路器（空开）有塑料外壳式

14、、万能式、漏电保护式、限流式等多种，用作交、直流线路的过载、短路或欠电压保护；也可用于电路的不频繁通断操作。刀开关（闸刀）可分为开启式（习称胶盖刀开关）和封闭式（习称铁壳刀开关），是简单的低压开关，用作电路隔离，只能手动接通或切断电路。熔断器有瓷插式、螺旋式、封闭式、填充料式和自复熔断器，用作交、直流线路和设备的短路和过载保护。控制电器接触器按电流可分为交流接触器和直流接触器等，用作远距远距离频繁离频繁的起动或控制交、直流电动机，以及接通分断正常工作的电路。另外，它用按钮控制操作，安全可靠，同时还具有失压或欠压保护作用。起动器有电磁启动器、手动起动器、自耦减压起动器和星三角起动器等，用作交流电

15、动机的起动或正反向控制。控制继电器有电流继电器、电压继电器、温度继电器及热继电器等，用作控制其它电器或电路的保护。2.3 2.3 配电线路配电线路 配电线路有室外电力配电线路和室内配电线路。室外配电可采用架空线路架空线路或电电缆线路缆线路两种敷设方式；室内线路导线敷设方式可分为明敷设、暗敷设明敷设、暗敷设，应用最多是管内穿线暗敷管内穿线暗敷。 不同的敷设方式应该是由不同的导线材料、不同的建筑等级要求或不同的工程实际情况来决定的（除美观等要求外，应避免因外部热源、灰尘聚集基腐蚀或污染物存在对布线系统带来的影响，并防止在敷设及使用过程中因外力而带来的损伤）。 2.3.1 架空线 架空线路的特点是简

16、单、成本低；容易维修；但易受外界环境影响，供电可靠性差。其常用到的材料有电杆、导线、横担、绝缘子（瓷瓶）、拉线等。 架空导线有裸线裸线或绝缘线绝缘线。裸线主要采用铝绞线，线路长或者杆位高差大时采用钢芯铝绞线；在街道狭窄和建筑物稠密地区采用绝缘导线，绝缘导线又可分为铜芯和铝芯两种。 2.3.2 电缆1 电缆按其构造及作用不同可分为电力电缆、控制电缆、电话电缆、射频同轴电缆、移动式软电缆等。 2 电缆的基本结构主要都由三部份组成：线芯、绝缘层、保护层。 3 电缆型号含义 类别导电线芯绝缘内护套特征外护层电力电缆（省略）K：控制电缆P：信号电缆B B：绝缘：绝缘电缆电缆R R：绝缘：绝缘软缆软缆T

17、T：铜线：铜线（可省）（可省）L L：铝线：铝线Z Z：纸：纸X X：天然：天然橡胶橡胶(X)D：丁基橡胶(X)E：乙丙橡胶V V：聚氯：聚氯乙烯乙烯Y Y：聚乙：聚乙烯烯YJYJ：交联：交联聚乙烯聚乙烯Q：铅包L：铝包H：橡套(H)P：非燃性护套HF：氯丁胶V：聚氯乙烯护套Y：聚乙烯护套VF：复合物HD：耐寒橡胶D：不滴油F：分相CY：充油P：屏蔽C：滤尘用或重型G：高压见教材4 4 电缆供电的特点：电缆供电的特点： 1）不受外界的影响和损伤，供电的可靠性高； 2）材料和安装成本都高，造价约为架空线的10倍； 3）供电容量可以较大； 4）不占用地皮，有利于环境美观； 5）电缆导线的阻抗小，截

18、面相同时电缆比架空线的供电容量可以较大。 2.3.3室内配电线路（管内穿线）材料主要包括有管材、绝缘绝缘电线和电缆。1 常用管材 1）钢管：敷设符号SC，特点是抗压强度高，若是镀锌钢管还比较耐腐蚀。 2）电线管：敷设符号TC，也称薄壁铁管，抗压强度较差。 3）硬质塑料管：符号PVC，耐腐蚀、耐高温，抗酸碱能力强，要求阻燃；重量轻，施工方便；价格比钢管低。 2 常用的绝缘电线常用的绝缘电线按其绝缘材料分为两类：一类是橡皮绝缘，另一类是聚氯乙烯绝缘。按线芯性能有硬线和软线。常见的有如下几种： 1）铝芯橡皮绝缘线，型号BLX，最后的数字表示导线截面面积。 2）铜芯橡皮绝缘线，型号BX。 3）铝芯塑料绝缘线，型号BLV。 4）铜芯塑料绝缘线，型号BV。 5）铝芯氯丁橡皮绝缘线，型号BLXF。 2.4 2.4 导线截面的选择导线截面的选择 2.4.1选择导线截面的三个原则 1、导线要能承受最低机械强度的要求； 2、导线满足负载长时间通过正常工作最大电流的需要； 3、导线上的电压降应不超过规定的允许电压降，一般公用电网电压降不得超过额定电压的5。 2.4.2选择导线截面的方法选择导线截面的方法 根据前述三原则，各自选出截面面积后，取最大值。 1、按机械强度选择按机械强度选择 室内导线的最低要求：1mm2