电气设计-民用建筑

1、电气设计-民用建筑供配电系统一、负荷分级（主要规范：GB50052-2009、JGJ16-2008、GB50016-2006 、 GB50045-2005 ）划分原则:供电可靠性要求、中断供电对人身安全、经济损失上所造成的影响程度。一级负荷：1）人身伤害；2）经济上重大损失；3一级负荷特别重要负荷： 1）人员伤亡；2）重大设备损坏；3）中毒、爆炸和火灾情况；二级负荷：1）经济上较大损失；2（评价：上述太过于笼统、抽象，很难理解。对于民用建筑， JGJ16-2008附录A明细了上述负荷的区别。但表中对于消防负荷的负荷分级不明确，此时对于消防负荷详见 JGJ16-2008 3.2.3条，基本上消防

2、负荷与民用建筑的最高负荷等级相同。 对于工业建筑，首先看消防负荷,参照规范GB50016-2006 11.1.1,对于其它用电负荷分级根据不同行业标准为准）难点:主要是对不同建筑不同用电负荷把握不准,缺少实际经验,解决方法就是平时多看,多留意,积累经验.这个是整个供配电系统的总纲,非常重要,不能错.二、供电要求一级负荷应由双重电源供电,当一路电源发生故障时,另一路电源不应同时受到损坏一级负荷中特别重要的负荷供电,应满足下列要求:除采用双重电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统设备的供电电源的切换时间,应满足设备允许中断供电的要求二级负荷的供电系统,宜由两回路供电。在负荷

3、较小或地区供电困难时，二级负荷可由一回6KV及以上专用架空线供电1负荷计算供电电源供配电系统电能质量电压选择2电力线路的基本概念输送电能的线路通称为电力线路电力线路分为输电线路和配电线路由发电厂向电力负荷中心输送电能的线路及电力系统之间的联络线称为输(送)电线路;由电力负荷中心向各个电能用户分配电能的线路称为配电线路电力线路由导线和杆塔及其它器件构成,将发电厂、变电站、用户互相连接，构成电力系统或电力网，用以输送电能。电力线路从其负担的输送电能的能力可分为输电线路、高压配电线路，低压配电线路。从发电厂或变电站升压，把电力输送到降压变电站的高压电力线路，叫输电线路。电压一般在35KV以上。降压变

4、电站把电力送到一般用户的线路，叫低压配电线路，电压一般为380V,220V。电力线路的类型根据电力线路的架设方式不同，电力线路分为架空电力线路和电力电缆线路架空电力线路的构造架空电力线路由导线、杆塔、绝缘子、防震锤、避雷线及金具等主要器件组成图片架空线路-1.jpg导线的结构3导线的功能是用于输送电能，是电力线路的主要组成部分，它不但要具有良好的导电性能，同时还应具备机械强度高、抗腐蚀性强、质轻价廉等特点。导线的结构可分为单股、多股和空心导线图片架空线路-2.jpg按导线使用的材料可分为：铝绞线(LJ):导电率高，质轻价廉。但机械强度差，耐腐蚀性差，多用于档距不大的10KV以下的架空线路。钢芯

5、铝绞线(LGJ):多股铝线绕在钢芯外层。由于集肤效应电流主要通过铝导线通过，而机械荷载主要由钢芯承担。因机械强度大，在架空线路中广泛应用。铝合金绞线(LHJ):机械强度大，耐腐蚀性好，导电率高，应用于一般的输电线路。铜绞线(TJ):机械强度大，耐腐蚀性好，导电率高于铝，但成本高。钢绞线(TJ):机械强度高，但导电率差，且容易生锈，集肤效应严重，只用于负荷小，年利用率低线路及避雷线。导线的型号架空线路导线的型号由导线材料、结构、载流截面三部分组成例如：LGJJ-300表示加强型钢芯铝绞线，截面积为300mm2图片架空线路-3.jpg4导线的适用输配电线路采用多股裸导线，若输送功率大，对导线的机械

6、强度要求高，应采用钢芯铝导线。220KV及以上的线路，采用分裂导线。（减少电晕和干扰，提高线路的输电能力）架空线一般采用裸露导线，低压配电线路一般采用外包绝缘导线。杆塔在架空电力线路中杆塔的作用是架设固定导线。根据杆塔在电力线路中的位置和受力情况，又分为不同类型。图片架空线路-4.jpg输电线路的的术语档距:相邻杆塔导线悬挂点之间的水平距离为档距,用字母L表示弧垂:导线上任意点到悬挂点连接之间在铅垂方向的距离,用字母f表示.限距:导线到地面的最小距离,用字母h表示耐张段:两个耐张杆塔之间的距离图片架空线路-5.jpg直线杆塔直线杆塔位于线路的直线段上,用于支撑线路的垂直荷载(如重力)和水平荷载

7、(如风荷载),因为安装在两个耐张杆塔之间的,又称中间杆塔.直线杆塔上的导线是用线夹和悬式绝缘子串挂在横担上.5直线杆塔在正常情况下,支撑线路的垂直荷载和水平荷载,当线路一侧发生断线的时候,它要承受相邻两档导线的不平衡张力.直线杆塔在架空线中用的最多,约占塔杆数的80%.图片架空线路-6.jpg耐张杆塔线路在运行中可能发生断线事故,为了防止事故的扩大,在一定距离内安装耐张杆塔。耐张杆塔上的导线是用耐张绝缘子串(或碟式绝缘子)和耐张线夹固定在杆塔上。耐张杆塔在正常情况下，承受与直线杆塔相同的荷载，承受导线和避雷线的不平衡张力。当杆塔一侧发生断线时，它要承受断线张力，防止整个杆塔顺线路方向倾倒，将线

8、路故障（如断线、倒杆）限制在一个耐张段内。图片架空线路-7.jpg转角杆塔线路所经的路径尽量走直线，在需要改变线路走向的转弯处设置的杆塔叫转角杆塔。由于两侧导线的张力不在一条直线上，因而除承受线路的垂直和水平荷载外，还有角度力图片架空线路-8.jpg6接地系统一、现状情况现在的有关接地方面的设计有如卞铠生老师说的“在电气技术领域中，接地无处不在，现在接地的叫法种类繁多，分类混乱。实际上，某些接地已超出电气装置，涉及非电设施，如防静电接地、阴极保护接地。接地问题的混乱程度，从下列五花八门的名词可见一斑：交流地、直流地、安全地、信号地、逻辑地、参考地、技术地、屏蔽地、电磁兼容性地等，甚至搞出来一个

9、“功率地”（此处power当指电源）！我们既不必拘泥学院派的种种分类，更不要理会供货商似是而非的要求。”1）按GB/T 50065-2011交流电气装置的接地设计规范，接地种类包括：系统（工作）接地、保护接地、雷电接地、静电接地.（1）系统（工作）接地：电力系统的一点或多点功能性接地（2）保护接地：为了电气安全，将系统、装置或设备中的一点或多点接地。（3）雷电保护接地：为雷电保护装置（避雷针、避雷线和避雷器等）向大地泄放雷电流而设的接地。（4）防静电接地：为防止静电对易燃油、天然气储罐和管道等的危险作用而设的接地。 （电气安全主要是是涉及到防触电，当然也涉及到防火，但是如果防触电能解决，当然防

10、火就解决了）2）按GB/T 17045-2006电击防护 装置和设备的通用部分，接地归纳为两大类：保护（防护）接地、功能接地。（1）保护（防护）接地：为了电气安全目的，将一系统、装置或设备中的一点或多点接地。（2）功能接地：为了电气安全之外的目的，将系统、装置或设备中的一点或多点接地。3）按工业与民用配电设计手册（第三版）接地分为：功能性接地 、保护接地、电磁兼容性接地（1）功能接地：用于保证设备（系统）的正常运行，或使设备（系统）可靠而正确地实现其功能。 如：系统（工作）接地：根据系统运行的需要进行的接地，如电力系统的中性点接地、电话系统中将直流电源正极接地等。 信号电路接地：设置一个等电位

11、点作为电子设备基准电位，简称信号地。（2）保护性接地：以人身和设备安全为目的的接地。 如：保护接地：电气装置的外露导电部分、配电装置的构架和线路杆塔等，由于绝缘损坏有可能带电，为防止其危及人身和设备的安全而设 的接地。 雷电防护性接地：为雷电防护装置（避雷针、避雷线和避雷器等）向大地泄放雷电流而设的接地，用以消除或减轻雷电危及人身和设备 损坏。 防静电接地：将静电导入大地防止其危害的接地。如对易燃油、天然气储罐和管道以及电子器件、设备为防止静电的危害而设的接地。 阴极保护接地：使被保护金属表面成为电化学原电池的阴极，以防止该表面腐蚀的接地。保护做法可采用牺牲阳极法和外部电流源抵消 氧化法。（3

12、）电磁兼容性接地:电磁兼容性是使器件、电路、设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰。为此目的所做的接地为电磁兼容性接地，比如屏蔽接地。4）按不同的分类法，可有不同的接地种类。二、常用接地的分块处理1）基本分类：卞铠生老师说在设计和施工中，常用的接地可归为三大类:电气装置接地、雷电保护接地、信息技术装置接地。鉴于高、低压电气装置的接地7理念、适用标准、习惯做法等方面存在很大差异，可进一步分为高压和低压两部分。我们将按上述四个板块编写手册； 在不同板块交界处，充分利用现行标准予以整合，使之兼容。所以我建议把常用的接地分为高压电气装置接地、低压电气装置接地、

13、雷电保护接地、信息技术装置接地。2）分类处理：目前我国关于接地的规范标准，政出多门，正如卞铠生老师说的“接地问题的困难程度，从规范的难产亦可佐证：GB50065-2011交流电气装置的接地设计规范的前一版是GBJ 65-1983工业与民用电力装置的接地设计规范，两版相隔28年。还应指出，该标准早在1974年即已定稿，直到1983年才颁布，技术上已跨过37年！多年来，大家都执行电力行业标准DL/T 621-1997交流电气装置的接地和IEC有关标准。 A. 高压电气装置接地GB/T 50065-2011交流电气装置的接地设计规范； 这本规范 主要是讲 GB50064-20XX交流电气装置的过电压

14、保护设计规范（现为DL/T 620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合。B. 低压（建筑物）电气装置接地 GB/T 16895.1-2008 低压电气装置 第1部分：基本原则、一般特性评估和定义； GB 16895.21-2011低压电气装置 第4-41部分：安全防护 电击防护； GB/T 17045-2006电击防护 装置和设备的通用部分 GB 16895.7/.8/.9/.13/.14/.19/.24/.25/.26等建筑物电气装置 第7部分(施工场所、狭窄可导电场所、数据处理设备、浴室、桑拿、游泳池、医疗场所、展览陈列、游乐场等)【以上是防护接地（防电击）的依据。】 GB 168

15、95.3-2004建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第54章：接地配置、保护导体和保护联结导体【接地配置的具体要求】；GB/T 16895.10-2010低压电气装置 第4-41部分：安全防护 电压骚扰和电磁骚扰防护【高、低压共用接地装置的依据】。 C. 建筑物防雷接地GB 50057-2010建筑物防雷设计规范（ GB 50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范 和GB 50689-2011 通信局（站）防雷与接地工程设计规范，与GB 50057不协调，仅供参考。） D. 信息技术装置接地GB/T 16895.10-2010低压电气装置 第4-41部分：安全防护 电压骚

16、扰和电磁骚扰防护；各信息技术系统（弱电系统）设计规范中有关接地的条款。（ GB/T 16895.17-2002建筑物电气装置 第五部分：电气设备的选择和安装 第548节：信息技术装置的接地配置和等电位联结，未明确是否被GB/T 16895.10-2010代替，仅供参考。）E. 国内外接地系统的差异接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。各种系统均有多种复杂的接地要求，而且是与系统紧密联系的组成部分。脱离所在系统论述接地，既无意义、也不现实。因此，接地问题不可能全部纳入一个标准。无论是国际标准（IEC）还是先进国家标准（如NEC），接地要求均列入所在系统的相关标准中。接地标准或章节中，

17、仅包括接地的具体配置。8按国际惯例，供电部门(发电、输电、变配电)和用电部门(工业与民用供配电或建筑物电气装置)遵循各自的标准。今后，我国的接地规范标准应向国际标准和国际惯例靠拢：接地要求与接地配置分开；供电部门与用电部门分开；宣贯IEC标准，参照IEEE标准，做到各接地系统兼容。三、概述1、基本概念（1）地：能提供或接受大量电荷可用来作为稳定良好的基准电位或参考电位的物体，一般指大地，理论上约定为零电位。而工程上通过接地极与大地作电接触的局部地，其电位不一定等于零。电子设备中的电位参考点（基准点）也称为“地”，但不一定与大地相连。（2）接地：在系统、装置或设备的给定点与局部地之间做电连接。（

18、3）接地极 为电气装置或电力系统提供至大地的低阻抗通路而埋入土壤或特定的导电介质（如混凝土或焦炭）中，与大地有电接触的可导电部分，称为接地极。兼作接地极用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道、建构筑物和设备基础的钢筋等称为自然接地体。（4）接地导体（接地线）为系统、装置或设备的给定点与接地极或接地网之间提供导电通路或部分导电通路的导体。（5）接地装置（接地极系统）由接地极、接地导体、总接地端子或接地母线组成的系统称为接地极系统（接地装置）。一般取总接地端子或接地母线为电位参考点。（6） 接地配置（接地系统）一个系统、装置或设备的接地所包含的全部电气连接和器件。2、 接地的分类根据接地的不同

19、作用，一般分为功能性接地和保护性接地两大类，概念详见第一节。另外功能和保护兼有的接地（电磁兼容接地）。电磁兼容性（EMC）接地，既有功能性接地（抗干扰）、又有保护性接地（抗损害）的含义。3、共用接地根据电气装置的要求，接地配置可以兼有或分别地承担防护和功能两种功能。对于防护目的的要求，始终应当予以优先考虑。建筑物内通常有多种接地，如电力系统接地、电气装置保护接地、电子信息设备信号电路接地、防雷接地等。如果用于不同目的的多个接地系统分开独立接地，不但受场地的限制难以实施，而且不同的地电位会带来的不安全隐患，不同系统接地导体间的耦合也会引起相互干扰。因此接地导体少、系统简单经济、便于维护、可靠性高

20、且低阻抗的共用接地系统应运而生。（1）每幢建筑物本身应采用一个接地系统，共用接地系统的构成详见13.11.3.3和12.8.1.2。（2）各个建、构筑物可分别设置本身的共用接地系统。 每个独立接闪杆或每组接闪线是单独的一个构筑物，应有各自的接地装置。（3）功能上密切联系的一组邻近建、构筑物，宜设置一套共用接地系统。（4）在一定条件下，变电所的保护接地和低压系统接地可以共用接地装置，详见12.2.9。9按国际惯例，供电部门(发电、输电、变配电)和用电部门(工业与民用供配电或建筑物电气装置)遵循各自的标准。今后，我国的接地规范标准应向国际标准和国际惯例靠拢：接地要求与接地配置分开；供电部门与用电部

21、门分开；宣贯IEC标准，参照IEEE标准，做到各接地系统兼容。三、概述1、基本概念（1）地：能提供或接受大量电荷可用来作为稳定良好的基准电位或参考电位的物体，一般指大地，理论上约定为零电位。而工程上通过接地极与大地作电接触的局部地，其电位不一定等于零。电子设备中的电位参考点（基准点）也称为“地”，但不一定与大地相连。（2）接地：在系统、装置或设备的给定点与局部地之间做电连接。（3）接地极 为电气装置或电力系统提供至大地的低阻抗通路而埋入土壤或特定的导电介质（如混凝土或焦炭）中，与大地有电接触的可导电部分，称为接地极。兼作接地极用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道、建构筑物和设备基础的钢筋

22、等称为自然接地体。（4）接地导体（接地线）为系统、装置或设备的给定点与接地极或接地网之间提供导电通路或部分导电通路的导体。（5）接地装置（接地极系统）由接地极、接地导体、总接地端子或接地母线组成的系统称为接地极系统（接地装置）。一般取总接地端子或接地母线为电位参考点。（6） 接地配置（接地系统）一个系统、装置或设备的接地所包含的全部电气连接和器件。2、 接地的分类根据接地的不同作用，一般分为功能性接地和保护性接地两大类，概念详见第一节。另外功能和保护兼有的接地（电磁兼容接地）。电磁兼容性（EMC）接地，既有功能性接地（抗干扰）、又有保护性接地（抗损害）的含义。3、共用接地根据电气装置的要求，接

23、地配置可以兼有或分别地承担防护和功能两种功能。对于防护目的的要求，始终应当予以优先考虑。建筑物内通常有多种接地，如电力系统接地、电气装置保护接地、电子信息设备信号电路接地、防雷接地等。如果用于不同目的的多个接地系统分开独立接地，不但受场地的限制难以实施，而且不同的地电位会带来的不安全隐患，不同系统接地导体间的耦合也会引起相互干扰。因此接地导体少、系统简单经济、便于维护、可靠性高且低阻抗的共用接地系统应运而生。（1）每幢建筑物本身应采用一个接地系统，共用接地系统的构成详见13.11.3.3和12.8.1.2。（2）各个建、构筑物可分别设置本身的共用接地系统。 每个独立接闪杆或每组接闪线是单独的一

24、个构筑物，应有各自的接地装置。（3）功能上密切联系的一组邻近建、构筑物，宜设置一套共用接地系统。（4）在一定条件下，变电所的保护接地和低压系统接地可以共用接地装置，详见12.2.9。1011等电位1)大地可以看做是良导体，拥有无穷负荷。2)飞机上的接地(其实飞机金属结构当做地，以机体为参考电位以机体为参考电位,其实也可以说是等电位，防电磁干扰、安全、信号地等均以机体为参考点。123) 配电系统接地(1)系统接地和保护接地目的变压器单点接地，是系统接地，但也有保护接地功能。设备处接地为保护接地，当然也可能兼顾防静电接地、防电磁干扰。(2)变压器中性点定义变压器中性点在IEC中叫starpoint,即星接绕组的公共点,此点引出PEN,而非中性线,星形结点更贴切，中性点也行。(3)系统接地的作用两句话：1相导体钳位，降低绝缘 2保护，如前述。(4)有系统接地与无系统接地的区别TN系统正常和故障时，相线对地电压不超过220V, IT系统接地故障时，非故障相线对