建筑供配电系统与照明技术完整版课件全套PPT教程最全电子教案

1、建筑供配电系统与照明技术1.供配电基础知识2.民用建筑供配电3.高层建筑供配电4.建筑电气安全技术5.电气照明基本知识6.动力照明与设计7.建筑电气工程设计实例8.课程设计指导及应用第一章 供配电基础知识第一节 电力系统简介民用建筑通常都从市电高压10 kV或低压380/220V取得电源，称其为供电，然后将电能分配到各个用电负荷，称其为配电。采用各种电气设备(如配电箱、变配电装置、开关等)和导线将电源与负荷连接起来，即组成了供配电系统。一、 电力系统电力系统是由发电厂、电力网和用电设备组成的统一整体。电力网是电力系统的一部分，它包括变电所、配电所及各种电压等级的电力线路。1.发电厂发电厂是将自

2、然界蕴 藏的诸种一次能源转 换成电能(二次能源) 的工厂，它的产品就图1-1 火电厂生产过程示意图 是电能。2.变电所和配电所3.电力线路电力线路是输送电能的通道。4.电能用户(又称电力负荷)用电设备按其用途可分为动力用电设备(如电动机等)、工艺用电设备(如电解、冶炼和电焊等)、电热用电设备(如电炉、干燥箱和空调等)、照明用电设备和试验用电设备等，可将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式，以适应生产和生活需求。 图1-2 从发电厂到用户的送电过程示意图5.电力系统(电网)建立电力系统具有如下优越性：提高供电可靠性实现经济运行提高设备利用率二、电力系统的电压和频率1.电压等级及适用范围根据我国

3、规定，交流电力系统的额定电压等级有：110，220，380 V；3，6，10，35，110，220，330，500,750,1000kV等。图1-3 电力系统示意图习惯上把1 kV以下的电压称为低压，把低于330 kV以下、1 kV及以上的电压称为高压，把330 kV及以上称为超高压。2.额定电压和频率图1-4 380/220 V三相四线制动力与照明共用1台降压变压器一般交流电力设备的额定频率（俗称工频）为50Hz三、电力系统运行的特点（1）电力系统发电与用电之间的动态平衡（2）电力系统的暂态过程十分迅速（3）电力系统的地区性特色明显（4）电力系统的影响重要四、对电力系统运行的要求 安全、可靠

4、、优质、经济第二节 民用建筑及建筑施工现场供电一、民用建筑供电二、建筑施工现场供电(一)特殊性和供 电设计的内容(二)建筑工地的 供电方式利用就近在用变 压器供电图1-5 小型民用建筑设施供电系统利用建设单位设立的变压器供电图1-6 有高压配电所的中型民用建筑设施供电系统利用附近的高压电网，建筑临时变电所供电图1-7 有总变电所的大型民用建筑设施供电系统图1-8 建筑工地供电系统(3)建筑工地自建配电变压器的选择及位置选定变压器容量的估算工地变压器的安装位置(4)建筑工地的配电线路(5)建筑工地配电导线的选择(6)绘制施工现场供电的电气平面布置图图6.9 某学校施工现场的供电平面布置图第三节

5、高压开关设备一、概述一次电路，一次设备1.变换设备2.控制设备3.保护设备4.补偿设备5.成套设备二、高压隔离开关三、高压负荷开关四、高压断路器五、高压真空接触器高压 高压断路器第四节 低压开关设备一、概述1000V及以下的电气设备二、低压熔断器三、低压断路器四、低压刀开关和负荷开关第五节 高压开关柜与低压配电屏一、高压开关柜二、低压配电屏第六节 变压器一、变压器的种类与原理1.变压器的种类变压器按相数分，有单相、三相或多相变压器；按作用分，有升压变压器、降压变压器、接地变压器；按用途分，有用于电力系统的电力变压器、用于局部动力和照明的小容量变压器以及用于传递信号的藕合和控制变压器； 根据绕组

6、数量分，有自耦变压器、两绕组变压器、三绕组变压器；根据冷却方式分，有自冷干式变压器、风冷干式变压器(为防止过温烧坏，干式变压器还设有线圈温度巡测及轴流风扇通风装置等)、自冷油浸式变压器、风冷油浸式变压器、水冷油浸式变压器。2.变压器的原理二、变压器的结构铁心和绕组两大部分。绕组又分为高压和低压或一次和二次绕组。 图1-42 变压器的构造图 图1-43 变压器的原理图图144 三相油浸式电力变压器1-温度计 2-铭牌 3-吸湿器 4-油枕(储油柜) 5-油位指示器(油标) 6-防爆管 7-瓦斯(气体)继电器 8-高压出线套管和接线端子 9-低压出线套管和接线端子 10-分接开关 11-油箱及散热

7、油管 12-铁心 13-绕组及绝缘 14-放油阀 15-小车 16-接地端子图145 环氧树脂浇注绝缘的三相干式电力变压器1-高压出线套管和接线端子 2-吊环 3-上夹件 4-低压出线套管和接线端子 5-铭牌 6-环氧树脂浇注绝缘绕组(内低压，外高压) 7-上下夹件拉杆 8-警示标牌 9-铁心 10-下夹件 11-小车 12-高压绕组间连接导杆 13-高压分接头连接片三、变压器的作用(1)电压变换(2)电流变换(3)阻抗匹配四、三相变压器图1-46 三相变压器及联接法举例五、变压器型号及参数(1)额定电压(2)额定电流(3)额定容量(4)阻抗电压(5)变压器的效率(6)变压器的型号六、变压器容

8、量选择七、变压器的损失比八、变压器在额定电流时的效率九、变压器选用时的注意事项十、变压器的安装数量十一、专用变压器的设置十二、变压器容量的确定十三、变压器的运行方式(1)明备用运行方式(2)暗备用运行方式十四、变压器的接线方式变压器的接线方式称为连接组，三相变压器常用的有,Dyn11或Yyn0。Dyn11接线比Yyn0接线的变压器具有以下优点有利于抑制高次谐波电流有利于单相接地短路故障的切除。能充分利用变压器的设备能力。十五、变压器画法图1-47 变压器画法第七节 变配电所一、变配电所的形式和位置变配电所具体可以分为变电所和配电所，也可以是二者的结合。其中，变电所内设有变压器、高压进电设备和配

9、电设备，起接受电能、变换电压等级及分配电能的作用；配电所没有变压器，只有配电设备，起接受及分配电能的作用。根据变压器的功能，变配电所分为升压变 配电所和降压变配电所。根据变配电所在系统中所处的地位，分为枢纽变配电所、中间变配电所、终端变配电所。根据变配电所所在电力网的位置，分为区域变配电所和地方变配电所。(一)变配电所的形式根据变配电所与其供电建筑的位置关系，变配电所可分为独立式、附设式(内附式及外附式)、露天式、户内式、地下式、杆上式或高台式等。根据变配电所的安装不同，分为需要现场分别安装变压器、电柜的装配式变配电所和工厂整体出厂不需现场分别安装的组装式成套变配电所。（二）变配电所的位置1)

10、变配电所选址考虑的因素2)具体要求(建筑等级)装有可燃性油浸变压器的变配电所，建筑物耐火等级应高于三级。独立变配电所，不宜设在地势低洼和可 能积水的场所。在无特殊防火要求的多层建筑中，装有可燃油的电气设备的变配电所，可设置在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的上下方、贴邻或疏散出口的两旁。高层建筑的变配电所，宜设置在地下层或首层。一类高、低层主体建筑内，严禁设置装有可燃性油的电气设备的变配电所。高层建筑地下层变配电所的位置，宜选 择在通风、散热条件较好的场所。露天或半露天变配电所，不应设置在下列场所：a.有腐蚀性气体的场所；b.挑檐为易燃体或耐火等级为四级及其以下的建筑物旁；c.附近有棉，

11、粮及其他易燃，易爆物品集中的露天堆场；d.容易沉积可燃粉尘、可燃纤维、灰尘或导电尘埃，严重影响变压器安全运行的 场所。二、变配电所的布置变配电所主要由高压配电室、变压器室、低压配电室、电容器室、值班室等组成。（一）变配电所中维修空间、通道及遮栏1)变压器室露天或半露天变电所的变压器四周应设不低于1.7 m高的固定围栏(墙)。当露天或半露天变压器供给一级负荷用电时，相邻的可燃油油浸变压器的防火净 距不应小于5 m,若小于5 m时，应设置防 火墙。变压器室的最小尺寸应根据变压器的外廓与变压器室墙壁和门的最小允许净距来决定。设置于变电所内的非封闭式干式变压器，应装设高度不低于1.7 m的固定金属网状

12、遮栏。当采用油浸式变压器时，变压器下方应设放油池。变配电所外墙通风口应设防鼠、防虫铁丝网。2)电容器室（二）变配电室的建筑类型根据与建筑物的结构关系，变配电室的建筑分为独立式和附设式。（三）变配电所的线路布置1)电源进线电源进线可分为地下进线和地上进线。2)电缆沟图1-48 独立变配电所1变压器室；2高压配电室；3低压配电室；4电容器室；5控制室或值班室；6辅助房间；7厕所图1-49 附设式变配电所1变压器室；2高压配电室；3低压配电室；4电容器室三、变配电所的主接线和设备配置（一）变配电所的主接线1)主接线的设计原则变配电所分为总变配电所和分区变配 电所。2)对主接线的技术要求(1)工作的可

13、靠性可靠性的评价标准主要有4个方面：在线路、母线、断路器进行检修或出现故障时，停运线路的回路数及停运时间的 长短。能否保证重要负荷的继续工作。变电所全面停电的可能性。用每年用户不停电天数的百分比表示 供电的可靠性。先进的指标是在999 以上。(2)运行的安全性(3)使用的灵活性评价灵活性的标准主要有以下几个方面的要求：调度要求：变压器及供电线路应能灵活地投入或切除，以保证系统在事故运行、检修、特殊运行等情况下仍能满足调度 要求。检修要求：能方便地对断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不影响用户供电。扩建要求：能满足整个建筑物的供电需要，并为可能的发展提供备用容量和接线余地，使一、二次设

14、备的改动量最小。投资的经济性：在满足上述技术要求下，占地少、能耗低，尽量减小投资。3)变配电所母线的主接线方式(1)单母线不分段接线(2)单母线分段接线(3)带有旁路母线的单母线(4)双母线接线双母线接线的运行方式有2种。一组母线工作电气柜中的母线 图1-50 单母线不分段接线 图1-51 单母线分段接线图1-52 带有旁路母线的单母线接线 图1-53 不分段式双母线接线2组母线同时工作(5)变压器线路单元接线(6)桥式接线内桥接线外桥接线（二）变配电所的设备配置1)变配电所的主要设备变配电所的设备主要有高压隔离开关、变压器、高压配电柜、低压配电柜、动力配图1-54 变压器线路单元接线 电柜。

15、大型配电柜采用小车拉出式组件，中型采用抽屉式组件，小型采用整体框架固定式组件。2)变配电所内导线选用和布置3)配电柜布置4)配电室灯具布置5)变配电所内接地设置 图1-55 内桥式接线 图1-56 外桥式接线 图1-57 抽出式低压配电柜图 图1-58 动力配电柜图5.12 框架式动力配电柜1-59 框架式动力配电柜四、组合式变电所(1)结构型式型号结构型式(2)组成(3)技术参数五、变配电所对有关专业的要求（一）变配电所对建筑的要求1)总体要求2)变配电所各房间对建筑的要求3)变电所楼(地)板的计算荷载（二）变配电所对采暖、通风、给排水、电气的要求1)总体要求表5.8 变电所楼(地)板的计算

16、荷载2)变配电所各房间的采暖、通风、给排水 要求（三）变配电所对消防的要求1)总体要求表5.9 变配电所各房间的采暖、通风、给排水要求2)最低耐火等级、最小防火间距3)有关规定表5.11 建筑物、构筑物及设备的最小防火净距单位：m案例： 10/0.4KV变配电系统1.负荷等级（1）消防控制室、安防中心、消防水泵、排烟风机、正压风机、电信机房、客梯、应急照明及疏散指示等为一级负荷；（2）扶梯等为二级负荷；（3）空调及一般照明等为三级负荷。2.负荷计算及变压器选择（1）负荷统计：对冷冻机、空调、水泵、风机、电梯等用电设备按其设备安装容量进行统计，对照明等设备的用电负荷按单位容量法进行统计；（2）用

17、电负荷统计表见附表一；（3）负荷计算一级负荷：4093kW；三级负荷： 38905kW；选用干式变压器，负载率为85.5%。3.供电电源及电压等级本工程采用三路10kV电源供电。从上级变电站引三路专线10kV电力电缆，穿管埋地引入本工程10kV开闭所，作为正常工作电源。4.变配电所本工程设置10个10kV变配电所：1）45#住宅变电所设在地下2层，内设2台1600kVA干式变压器；2) 13#住宅变电所设在地下2层，内设4台1000kVA干式变压器；3) 百货变电所设在地下2层，内设2台1600kVA干式变压器；4) 沃尔玛变电所设在地下1层，内设2台800kVA干式变压器；5）步行街及影城变

18、电所设在地下1层，内设4台1600kVA干式变压器；6）服装市场变电所设在地下1层，内设2台1600kVA干式变压器；7）百货冷站变电所设在地下2层，内设1台1600kVA干式变压器；8）沃尔玛冷站变电所设在地下1层，内设1台1250kVA干式变压器；9) 步行街及影城冷站变电所设在地下1层，内设2台1600kVA干式变压器；10) 服装市场冷站变电所设在地下1层，内设2台1600kVA干式变压器。5.高压供电系统一路10kV电源为空调专用。另两路10kV电源采用单母线分段接线，设母联开关；平时单母线分段运行，两路电源同时工作，当一路电源故障时，通过手/自操作联络开关，另一路电源负担部分重要负

19、荷；10kV断路器采用真空断路器，10kV-短路分断能力为31.5kA，在10kV出线开关柜内装设氧化锌避雷器作为真空断路器的操作过电压保护。真空断路器选用弹簧储能操作机构，采用直流220V/65AH铅酸免维护电池柜作为操作、继电保护及信号的电源 。6.继电保护及信号装置继电保护方式及信号装置的设置，进线采用过流、速断、零序；联络采用过流、速断；出线采用过流、速断、零序；变压器设高温报警，超温跳闸。7.计量采用高压集中计量，在每路10kV电源进线处设置专用计量装置。8.低压配电系统 变压器低压侧采用单母线分段方式运行，设置母联开关，联络开关设自投自复/手动转换开关。自投时应自动断开三级负荷，以

20、保证变压器正常工作；主进开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能合其中的2个开关；9.功率因数补偿采用低压集中自动补偿方式，在变配电所低压侧设功率因数自动补偿装置，要求补偿后的变压器侧功率因数在0.95以上。荧光灯就地补偿，补偿后的功率因数为0.9。建筑设计防火规范适用于多层民用建筑和部分工业建筑，常简称“低规”。另有高层民用建筑设计防火规范，适用于高层民用建筑，常简称“高规”。 “低规”将建筑物的耐火等级分为四级。 “高规” 高层建筑的耐火等级应分为一二两级。 可见多层建筑可有四个级别的耐火等级，高层建筑只有两个级别的耐火等级 返回一级耐火等级建筑是钢筋混凝土结构或砖墙与钢混凝土结构组成的混

21、合结构；二级耐火等级建筑是钢结构屋架、钢筋混凝土柱或砖墙组成的混合结构；三级耐火等级建筑物是木屋顶和砖墙组成的砖木结构；四级耐火等级是木屋顶、难燃烧体墙壁组成的可燃结构。返回返回第二章 民用建筑供配电第一节 照明供配电系统一、照明供电系统1)工业厂房的照明供电系统2)大型民用建筑照明供电系统3)普通民用建筑照明供电系统图2-1 由1台变压器供电图2-2 由2路10 kV电源供电图2-3 由1路高压电源配应急发电机供电图2-4 低压供电二、照明配电系统1)放射式2)树干式3)链式4)混合式图2-5 放射式配电图2-6 树干式配电图2-7链式配电图2-8 一般住宅的配电图2-9 大型建筑的配电三、

22、照明线路 照明线路一般由进户线、干线及支线 组成。图2-10 照明线路构成形式图2-11 照明单线图四、照明线路控制五、照明线路的敷设 配线方式有线夹配线、瓷瓶配线、槽板配线、钢管配线、塑料管配线等。1)进户线的敷设 照明进户线的引入方式有2种：一种是架空引入，另一种是电缆进线。2)钢管配线图2-12 架空进户线图2-13 电缆进户线 把电线穿在钢管内称为钢管配线。若钢管在建筑结构外表敷设叫明敷设，埋设在建筑结构内部叫做暗敷设。（紧定式JDG、扣压式KBG）3)塑料管配线4)母线槽配线图2-14 钢管配线母线槽一般由金属外壳、绝缘瓷插座及金属母线组成。图2-15 母线槽结构第二节 电力负荷分级

23、与供电要求一、负荷分级1)一级负荷 凡中断供电将造成人身伤亡，或在政治上、经济上将造成重大影响和损失，以及将造成公共场所秩序严重混乱的这类负荷称为一级负荷。2)二级负荷 凡中断供电将造成政治上、经济上的较大 影响和损失，以及将造成公共场所秩序混乱如造成主要生产设备损坏，大量产品报废，影响交通枢纽、通讯设施和重要单位正常工作，引起公共场所(如大型体育馆、影剧院等)的秩序混乱等的这类负荷称为二级负荷。3)三级负荷 凡不属于一级和二级的其他电力负荷，都属于三级负荷。二、供电要求1)一级负荷的供电要求2)二级负荷供电要求3)三级负荷供电要求一、二级负荷差别都要有两路电源，但一级负荷要求源：1.来自两个

24、发电厂2.来自两个区域变电站 二级供电要求两回路供电，供电变压器也应有两台，（这两台变压器不一定在同一变电所）在其中一回路或一台发生故障时，二级负荷应不至于中断供电，或中断后能迅速供电，只有当负荷较小或当地供电条件困难时，二级负荷可有一回路6KV及以上的专用架空线路供电。这是考虑架空线路发生故障时较之电缆线路发生故障时易于检查和修复。当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能够承担全部二级负荷。第三节 电力负荷计算一、负荷计算的内容 负荷计算的内容主要有以下3项： 计算负荷(也称需用负荷)。 尖峰电流。 平均负荷。电气设备按用电特征分为：连续运行、短时运行和重复短时运行三种情况。

25、二、负荷曲线与计算负荷1)负荷曲线 负荷曲线是用来表示一组用电设备的用电功率随时间变化的关系曲线。2)计算负荷P30 常用的实用计算方法有：需要系数法、二项式法、利用系数法、单位面积功率法和单位指标法等。图2-16 日负荷曲线三、按需要系数法确定计算负荷1)需要系数Kn的确定3)设备容量Ps的确定2)确定用电设备组计算负荷(按需要系数法)4)多组用电设备总的计算负荷的确定四、供电系统总计算负荷的确定五、变电所的变压器容量和台数的确定图2-17 确定供电系统总计算负荷图六、尖峰电流的计算1)单台用电设备尖峰电流的计算2)多台用电设备尖峰电流的计算七、照明线路的负荷计算1)支线和干线负荷计算2)照

26、明线路负荷电流的计算(1)单相二线制支线负荷电流的计算(2)二相三线制支线负荷电流的计算(3)三相四线制干线负荷电流的计算3)住宅照明线路的用电负荷计算(1)按设计标准法确定住宅照明线路用电 负荷图2-18 二相三线制功率因素不同时的负载接法对零线电流的影响2)以“户”为基准的分类法确定每户的用电 负荷4)照明用电负荷计算举例八、无功功率补偿1)无功补偿设计的基本要求在设计中应正确选择变压器的容量，减少线路感抗。高压供电的用电单位采用低压补偿时，高压侧的功率因数应满足供电部门的 要求。采用电力电容器作无功补偿装置时，宜 采用就地平衡原则。2)无功补偿装置的设置3)无功补偿容量的计算(1)补偿容

27、量(2)补偿容量表6.11 无功功率补偿率qc单位：kvar/kW4)电力电容量补偿方式的选择(1)高压或低压补偿方式(2)高低压混合补偿方式中的低压电容器经济容量5)并联电容器的选择(1)基本规定(2)并联电容器个数选择的计算计算公式：第四节 常用的控制与保护电器一、常用低压电器的结构原理 根据低压电器在电气线路中的功能，可分为开关电器和保护电器；根据低压电器在 电气线路中所处的地位和作用，可分为配电电器和控制电器；根据低压电器的动作方式和动作原理，可分为自 动切换电器和非自动 (手动) 切换电器。自动切换电器包 括自动开关、接触器、继电 器等。非自动切换电器包括 刀开关、转换开关、控制按

28、钮等。图2-21 刀开关结构图6.30 刀开关结构1)刀开关 刀开关又称闸刀开关或隔离开关 ，是一种简单的手动操作电器。(1)刀形转换开关图2-22 胶盖瓷座闸刀开关图2-23 刀开关的图形符号图6.32 刀开关的图形符号(2)胶盖闸刀开关图6.32 刀开关的图形符号(2)胶盖闸刀开关(3)铁壳开关（负荷开关QL） 可作为手动不频繁地接通分断有负载的电路，并对电路有和短路保护作用。 图2-24 铁壳开关结构图(4)熔断式刀开关（刀熔开关） 其熔断器装于刀开关的动触片中间，结构紧凑，可代替分列的刀开关和熔断器。(5)组合开关 (转换开关) QT图6.34 组合开关(转换开关)的结构、符号示意图图

29、2-25 组合开关(转换开关)的结构、符号示意图(6)新型隔离开关图2-26 PK系列隔离开关外形 2)熔断器熔断器分高压和低压2类。管式熔断器主要有RM10和RT0型2种：图2-27 熔体的安秒特性曲线图6.37 RC1A型瓷插式熔断器图2-28 RC1A型瓷插式熔断器图6.37 RC1A型瓷插式熔断器图2-29 螺旋式熔断器图6.37 RC1A型瓷插式熔断器图2-30 管式熔断器RT0型熔断器(有填料密闭管式熔断器)图6.38 螺旋式熔断器图6.35 PK系列隔离开关外形3)自动空气开关 （断路器QF） 自动空气开关是一种自动切断电路故障的保护装置。主要用于保护低压交直流电路 的线路及电气

30、设备，使它们免遭过电流、短路和欠压等不正常情况的损害。 自动空气开关主要由触头系统、灭弧系统、脱扣器和操作机构等组成。图2-31 自动空气开关的原理与结构图6.41 自动空气开关的原理与结构图2-32 单极自动空气开关外形图2-33 PX-200C系列外形图4)控制按钮 控制按钮是一种结构简单、操作方便、额定电流较小的手动控制装置，专门用来发送控制命令的，通常称这种装置为主令电器。图6.44 按钮图2-34 按钮1，2常闭触点；3，4常开触点；5动触点桥；6按钮帽；7复位弹簧5)接触器 接触器是一种用来频繁地接通或断开交直 流主电路的自动电器。接触器按其主触头和控制线圈所通过的交直电流而分为交

31、流和直流2种。 交流接触器主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置、支架和底座等几部分组成。 电磁机构是接触器的关键部件，主要由吸引线圈、动铁芯、静铁芯3部分组成。图6.45 CJ10型交流接触器图2-35 CJ10型交流接触器1吸引线圈；2静铁芯；3动铁芯；4常开辅助触点；5常闭辅助触点；6常开主触点；7恢复弹簧；8灭弧罩 6)继电器 继电器是根据电量或非电量(如电流、电压、时间、温度、压力等)的变化，来断开或接通电路的自动装置。(1)热继电器 它是用来对电动机等设备进行过载保护的一种保护装置。(2)时间继电器 时间继电器是实现时间控制的一种装置。图6.46 热继电器图2-36 热继电器1发热元件

32、；2双金属片；3绝缘导板；4温度补偿双金属片；5推杆；6动触头；7静触头；8复位按钮；9复位固定螺钉；10调节旋钮(3)电流、电压、中间 继电器电流继电器是一种 根据电流的大小起控 制和保护作用的自动 装置。它主要由电流 线圈、铁芯、衔铁、图2-37 3UA系列热继电器1主回路端头；2控制回路端头；3整定电流调节盘；4复位按钮；5测试按钮；6脱扣指示 触头及支架和释放弹簧等组成，可分为过电流继电器和欠电流继电器2类。电压继电器是反映被测电路电压变化的继电器，它的结构与电流继电器基本相同，可分为过电压、欠电压、零电压继电器等。电磁式中间继电器实质上是一个电压线圈继电器，与小型接触器相类似，可以用

33、它来增加控制回路数和放大控制信号。图6.48 空气阻尼式时间继电器图2-38 空气阻尼式时间继电器1线圈；2衔铁；3胶木块；4支撑杆；5恢复弹簧；6活塞；7气室；8进气孔；9压杆；10微动开关；11调节螺钉；12恢复弹簧；13出气孔图6.49 电磁式继电器典型结构图图2-39 电磁式继电器典型结构图1座底；2反力弹簧；3，4调节螺钉；5非磁性垫片；6衔铁；7铁芯；8极靴；9电流线圈；10触头系统7)漏电保护器 漏电保护器又称漏电开关，广泛应用于 电气照明系统中，是一种很好的防触电 装置。图2-40 漏电开关原理1主开关；2环形铁芯；3绕组；4永久磁铁；5脱扣线圈；6衔铁；7弹簧；8搭钩；9按钮

34、；10电阻试跳按钮（实验按钮）实验按钮复位按钮二、常用低压电器的选择1)选择的基本原则(1)安全原则(2)经济原则(3)选用低压电器时的注意事项2)选择和使用低压电器的基本规定3)常用低压电器的选择+(1)按钮的选择(2)低压刀开关和组合开关的选择(3)熔断器的选择照明负荷。电热负荷电动机类用电负荷。熔断器应根据电路中上、下级保护整定值的配合要求，以及被保护设备的重要性和保护动作的迅速性来选择(对于重要设备的保护可选快速型熔断器，以提高保护性能。一般设备的保护可选用RM型熔断器)。表6.15 RM10系列熔断器规格(4)自动空气开关的选择照明负荷。表6.16 计算系数Kk1，Kk3值电热负荷。

35、电动机类负荷。配电线路。自动空气开关选择的一般条件。(5)用电设备及配电线路的短路和过载保护 额定电流是在规定条件下，保证开关（比如断路器）正常工作的电流值。 整定电流是脱扣器调整到动作的电流值。 选型时，额定电流是基础，保证负载在正常工作中时，工作电流不至于烧毁开关设备。 整定电流是保护值，是保护设备的一个值，当负载超过这个值，开关设备（过电流脱扣器）动作，切断负载。第三章 高层建筑供配电第一节 高层建筑的负荷特点与级别一、高层建筑的定义 行业标准钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程(JGJ391)规定，8层及其以上的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑，民用建筑电气设计规范(JGJ162008)

36、和高层民用建筑设计防火规范(GB 5004595)中均规定，10层及其以上的住宅 建筑(包括首层设置商业服务网点的住宅) 和建筑高度超过24 m的公共建筑为高层 建筑。二、高层建筑的防火等级分类 一类高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘门、阀门等消防用电，应按一级负荷要求供电；对二类高层建筑，上述负荷按二级负荷供电。建筑设计防火规范适用于多层民用建筑和部分工业建筑，常简称“低规”。另有高层民用建筑设计防火规范，适用于高层民用建筑，常简称“高规”。 “低规”将建筑物的耐火等级分为四级。 “高规” 高层建筑

37、的耐火等级应分为一二两级。 可见多层建筑可有四个级别的耐火等级，高层建筑只有两个级别的耐火等级 按照我国国家标准建筑设计防火规范，建筑物的耐火等级分为四级。建筑物的耐火等级是由建筑构件（梁、柱、楼板、墙等）的燃烧性能和耐火极限决定的。一级耐火等级建筑是钢筋混凝土结构或砖墙与钢混凝土结构组成的混合结构； 二级耐火等级建筑是钢结构屋架、钢筋混凝土柱或砖墙组成的混合结构；三级耐火等级建筑物是木屋顶和砖墙组成的砖木结构；四级耐火等级是木屋顶、难燃烧体墙壁组成的可燃结构表8.1 高层建筑按防火等级分类表 三、高层建筑电气设备的特点 1.用电设备种类多 2.用电量大，负荷密度高 3.供电可靠性要求高 4.

38、电气系统复杂 5.电气线路多 6.电气用房多 7.设备与线路的防火要求 8.自动化程度高第二节 高层建筑供配电的网络结构一、电源二、高层建筑内的低压配电 插接式母线（封闭式母线） 预制分支电缆 绝缘穿刺线夹图3-1典型高层建筑低压配电系统示意图 绝缘穿刺线夹(Insulation Piercing Connectors)主要由绝缘壳体、穿刺刀片、防水胶垫、力矩螺栓组成。当做电缆分支连接时，将分支电缆插入支线帽并确定好主线分支位置后，用套筒扳手拧紧线夹上的力矩螺母，随着力矩螺母的拧紧，线夹上下两块暗藏有穿刺刀片的绝缘体逐渐合龙，同时，包裹在穿刺刀片周围的弧形密封胶垫逐步紧贴电缆绝缘层，穿刺刀片亦

39、开始穿刺电缆绝缘层及金属导体。当密封胶垫和绝缘油脂的密封程度和穿刺刀片与金属体的接触达到最佳效果时，力矩螺母自动脱落，此时，安装完成且接触点密封和电气效果达到最佳。 对于用电负荷较小，分支回路不是很多，供电主干线尽量采用普通电缆，分支采用绝缘穿刺线夹方式，如高层住宅，可以使供电线路具有最佳的性能价格比；对于用电负荷较大，分支回路较多，供电主干线容量在1600A以下的可以采用预分支电缆或者绝缘穿刺线夹，比如高层酒店或者办公楼；如果分支用电负荷变化比较大的则优先采用绝缘穿刺线夹分支方式，使供电方式多样化，便于增容；当供电主干线容量在1600A以上的大容量配电系统就采用密集母线槽，如大型写字楼；对于

40、1600A以上大容量配电系统，供电主干线采用母线槽其绝缘、温升、噪声及土建面积等问题都很突出，综合经济效益很差时，就采用预制分支电缆或绝缘穿刺线夹供电方式。第三节 高层建筑的动力配电系统一、高层建筑室内低压配电线路的敷设（一）供配电系统和配电方式1、电气竖井高层建筑的低压配电干线以垂直敷设 为主。电气竖井的平面位置应靠近楼层负荷中心，并考虑进出线方便，还应远离有火灾危险和高温、潮湿的场所，尽量利用建筑平面中的暗房间。电气竖井的个数与楼层的面积大小有关，一般按每600 m2设1个竖井。配电小间的层高与大厦的层高应一致， 但地坪应高于小间外地坪35 cm。变电所一般应尽可能地靠近电气竖井，以减少低

41、压线路的迂回长度。由变电所低压配电室至强电竖井的线路可采用电缆沟、电缆隧道、电缆托架、电缆托盘管方式敷设图8.2 电气竖井示意图图3-2 电气竖井示意图1配电小间；2电梯间图3-3 配电小间布置示意图1母线排；2电缆桥架；3动力配电箱；4照明配电箱；5应急照明配电箱；6空调配电箱；7电源插座 为管理方便及维修安全，条件允许时，强电与弱电管线宜分别敷设在不同的电气竖井内。电气竖井应与其他管道、电缆井、垃圾井道、排烟通道等竖向井道分开单独设置，同时应避免与房间、吊顶、壁柜等互相连通。2.供配电干线系统3.楼层低压配电箱的典型接线4.常用基本方案（二）低压配电干线的敷设方法（三）低压配电支干线和支线

42、的敷设方法图3-4 高层建筑树干式供配电方案图8.6 应急照明供电方案图3-5 应急照明供电方案图8.7 高层建筑一级负荷供电方案图3-6 高层建筑一级负荷供电方案图3-7 母线槽结构示意图1导电排；2绝缘层；3母线夹板；4上、下盖板；5螺钉；6槽板；7侧板图8.9 母线槽安装图图3-8 母线槽安装图8.10 母线槽应用示意图3-9 母线槽应用示意图图8.11 电缆桥架的应用示例图3-10 电缆桥架的应用示例图8.12 干簧水位开关装置示意图二、建筑设备的电气控制(1)单泵控制线路(2)备用泵自动投入的线路(3)计算机控制的水泵电路图3-11 干簧水位开关装置示意图图8.13 单泵控制原理图3

43、-12 单泵控制原理图8.14 备用泵自动投入控制原理图3-13 备用泵自动投入控制原理图8.15 采用计算机(BAS)控制的水泵控制电路图3-14 采用计算机(BAS)控制的水泵控制电路图8.12 干簧水位开关装置示意图三、动力配电工程设计的内容1)动力配电工程的主要内容电力设备(电动机)的型号、规格、数量、安装位置、安装标高、接线方式。配电线路的敷设方式、敷设路径、导线规格、导线根数、穿管类型及管径。电力配电箱的型号、规格、安装位置、安装标高、电力配电箱的电气系统和接线。图8.12 干簧水位开关装置示意图电气控制设备(箱、柜) 的型号、规格、安装位置及标高，电气控制原理，电气接线。2)动力

44、配电工程举例图3-15 地下二层锅炉房动力配电平面图图3-16 地下一层动力配电平面图第四节 综合布线系统一、综合布线系统的基本概念和主要范围1.综合布线的基本概念2.综合布线的主要范围二、综合布线系统的结构1.工作区子系统2.配线(水平)子系统3.干线(垂直)子系统4.管理区子系统交接设备 配线架5.设备间子系统6.进线间7.建筑群子系统信息插座 配线架 综合布线相关符号解释：符号 英文名 中文名或解释FD Floor Distributor 楼层配线设备BD Building Distributor 建筑物配线设备CD Campus Distributor 建筑群配线设备HUB HUB 集

45、线器FTTD Fiber To The Desk 光纤到桌面三、综合布线系统设计概述1.基本型 其配置： 每个工作区有 1个信息插座。 每个信息插座 的配线电缆为每 条4对双绞线。图8.18 建筑与建筑群综合布线系统结构图8.19 综合布线系统图图8.20 典型建筑物内综合布线系统结构 干线电缆的配置，对计算机网络24个信息插座配2对双绞线，或每个集线(HUB)或集线器群(HUB群)配4对双绞线；对电话至少每个信息插座配1对双绞线。 其特点为： 能支持所有语音和数据的应用。 便于技术人员管理。 采用气体放电管式过电压保护和能够自复的过电流保护。 能支持多种计算机系统数据的传输。2.增强型 其配

46、置为：每个工作区有2个或2个以上信息插座。每个信息插座的配线电缆为每条4对双 绞线。干线电缆的配置，对计算机网络24个信息插座配2对双绞线，或每个集线器(HUB)或集线器群(HUB群)配4对双绞线；对电话至少每个信息插座配1对双绞线。其系统特点为：每个工作区有2个信息插座，不仅机动灵活，而且功能齐全。任何一个信息插座都可提供语音和高速数据应用。可统一色标，按需要可利用端子板进行管理。能为多个数据制造部门服务。采用气体放电管式过电压保护和能够自复的过电流保护。(3)综合型3.综合型其配置为：以增强型配置信息插座为基础增设光缆系统，一般在建筑群间干线和配线子系统上配置62.5 m光缆。在每个增强型

47、工作区的建筑群之间线缆中至少配有2对双绞线；在每个增强型工作区的干线电缆中至少有3对双绞线。四、综合布线系统设计的依据主要的有：EIA/TIA 568商用建筑电信布线标准。 ETA/TIA 569管道和场地标准。 ETA/TIA 606管道敷设标准。 ETA/TIA TSB67非屏蔽双绞线传输性能验收规范。 欧洲标准：EN5016，EN50168，EN50169分别为水平配线缆、跳线和终端连接电缆及垂直配线电缆标准。双绞线分类：1）一类线（CAT1）：线缆最高频率带宽是750kHZ，用于报警系统，或只适用于语音传输（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不同于数据传输。2）二类线（CAT

48、2）：线缆最高频率带宽是1MHZ，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4MBPS规范令牌传递协议的旧的令牌网。3）三类线（CAT3）：指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆，该电缆的传输频率16MHz，最高传输速率为10Mbps（10Mbit/s），主要应用于语音、10Mbit/s以太网（10BASE-T）和4Mbit/s令牌环，最大网段长度为100m，采用RJ形式的连接器，目前已淡出市场。4）四类线（CAT4）：该类电缆的传输频率为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps（指的是16Mbit/s令牌环）的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10

49、BASE-T/100BASE-T。最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器，未被广泛采用。5）五类线（CAT5）：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，线缆最高频率带宽为100MHz，最高传输率为100Mbps，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100BASE-T和1000BASE-T网络，最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器。这是最常用的以太网电缆。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。通常，4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。6）超五类线（CAT5e）：超5类具有衰减小，串扰少

50、，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪比（SNR）、更小的时延误差，性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。7）六类线（CAT6）：该类电缆的传输频率为1MHz250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求的布线距离

51、为：永久链路的长度不能超过90m，信道长度不能超过100m。8）超六类或6A（CAT6A）：此类产品传输带宽介于六类和七类之间，传输频率为500MHz，传输速度为10Gbps，标准外径6mm。目前和七类产品一样，国家还没有出台正式的检测标准，只是行业中有此类产品，各厂家宣布一个测试值。9）七类线（CAT7）：传输频率为600MHz，传输速度为10Gbps，单线标准外径8mm，多芯线标准外径6mm，可能用于今后的10吉比特以太网。 目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP=UNSHILDED TWISTED PAIR）和屏蔽双绞线（STP=SHIELDED TWISTED PAIR）。屏蔽双绞线电

52、缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射，屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。五、综合布线系统设计要领（一）综合布线总体设计要点1.用户需求分析一般用户要求及要实现的功能有：电话通信系统。计算机局域网系统。计算机局域网系统与电信等公共交换网的连接，与外界建立计算机广域网系统。具有与信息高速公路相连接的接口。实现与楼宇自动化系统(包括楼宇设备监视系统、保安系统、消防报警系统、闭路电视系统)的DDC或中央工作站之间的 联网。2.系统规划系统布局。a.规划办公区信息点分布、电缆竖井位置；b.规划数据配线柜(接线间)的位置；c.程控交换机的位置；d.信息口的类型(屏蔽、

53、非屏蔽、单口、双 口插座)；e.线缆的类型(3类线、5类线、屏蔽线、非屏蔽线、光缆等)；f.与楼宇自动化系统的连接。信息点规划。a.电话信息点b.计算机信息点c.与楼宇自动化系统的接口3.系统总体设计工作区子系统设计水平子系统的设计垂直干线子系统设计管理区子系统设计设备间子系统设计建筑群子系统设计（二）设计综合管理综合布线系统能把智能化建筑物内、外的所有设备互联起来。第四章 建筑电气安全技术第一节 接地与接零一、接地概述 电气设备的某部分用金属与大地作良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体(或接地极)。兼作接地用的直接与大地接触的各种金属构件、金属井管、钢筋混

54、凝土建筑物的基础、金属管道和设备等，称为自然接 地体；而为了接地埋入地中的圆钢、角钢等接地体，称为人工接地体。连接设备接地部分与接地体的金属导线，称为接地线。接地体和接地线的总和，称为接地装置。1.电气设备接地的目的2.接地电流在大地中的流散与电位梯度3.接地电阻图4-1 接地示意图图4-2 接地体周围电场分布 接地电阻 就是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间大地的电阻或接地体到无限远处的大地电阻。接地电阻大小直接体现了电气装置与“地”接触的良好程度，也反映了接地网的规模。 一般

55、在干燥环境中，人体电阻大约在2千欧-20兆欧范围内；皮肤出汗时，约为lk左右；皮肤有伤口时，约为800左右。人体触电时，皮肤与带电体的接触面积越大，人体电阻越小。当人体接触带电体时，人体就被当作一电路元件接入回路。人体阻抗通常包括外部阻抗（与触电当时所穿衣服、鞋袜以及身体的潮湿情况有关，从几千欧几十兆欧不等）和内部阻抗（与触电者的皮肤阻抗和体内阻抗有关）。人体阻抗不是纯电阻，主要由人体电阻决定。人体电阻也不是一个固定的数值。 一般认为干燥的皮肤在低电压下具有相当高的电阻，约10万欧。当电压在5001000伏时，这一电阻便下降为1000欧。表皮具有这样高的的电阻是因为它没有毛细血管。手指某部位的

56、皮肤还有角质层，角质层的电阻值更高，而不经常摩擦部位的皮肤的电阻值是最小的。皮肤电阻还同人体与体的接触面积及压力有关。 当表皮受损暴露出真皮时，人体内因布满了输送盐溶液的血管而具有很低的电阻。二、接地类型和作用（一）接地类型 1.工作接地 能够保证电气设备在正常和事故情况下可靠地工作而进行的接地称为工作接地。例如，变压器和发电机的中性点直接接地，能起维持相线对地电压不变的作用；变压器和发电机的中性点经消弧线圈接地，能在单相碰地时消灭接地短路点的电弧，避免系统出现过电压；防雷系统的接地，可以对地泄放雷电流等。 图7.1 接地示意图2.保护接地 所谓保护接地，就是在中性点不接地的低压系统中，将电气

57、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。图43是采用保护接地情况下故障电流的示意图。 图7.3 接地保护示意图图4-3 接地保护示意图图4-4 接零保护示意图 （二）接零保护 发电机、变压器、电动机和电器的绕组中心以及带电源的串联回路中有一点，它与外部各接线端之间的电压的绝对值均相等，该点称为中性点或中点。当中性点接地时，该点称为零点。由中性点引出的导线称为中性线，由零点引出的导线称为零线。 所谓保护接零(又称接零保护)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做良好的金属连接。 （三）重复接地 重复接地就是在中性点直接接地的系统中，在零干线的

58、一处或多处用金属导线连接接地装置。在低压三相四线制中性点直接接地线路中，施工单位在安装时,应将配电线路的零干线和分支线的终端接地，零干线上每隔1千米做一次接地。对于距接地点超过50米的配电线路，接入用户处的零线仍应重复接地，重复接地电阻应不大于10欧。 在TN-S（三相五线制）系统中，零线是不允许重复接地的。零线是旧称，此处已经不准确，三相五线的各线为3根相线、一根中性线、一根接地保护线（即PE线）。不允许重复接地是因为如果中性线重复接地，三相五线制漏电保护检测就不准确，无法起到准确的保护作用。故，零线不允许重复接地，实际上是漏电检测点后不能重复接地。 PE线可以进行重复接地。（四）防雷接地

59、防雷接地一般由接闪器、引下线、接地装置组成，作用是将雷电电荷分散引入大地，避免建筑物内部电器设备及人员遭受雷电侵害。（五）屏蔽接地 为使干扰电场在金属屏蔽层感应所产生的电荷导人大地，而将金属屏蔽层接地，称为屏蔽接地，如专用电子测量设备的屏蔽接地等。 （六）专用电气设备的接地 例如，电子计算机的接地主要有直流接地(即计算机逻辑电路、运算单元、CPU等单元的直流接地，也称为逻辑接地)和安全接地；此外，还包括一般电子设备的信号接地、安全接地、功率接地(包括电子设备中所有继电器、电动机、指示灯等的接地)等。三、电气设备、电子设备的接地划分1.电气设备的分类及要求 高压电气设备；低压电气设备。 大接地短

60、路电流设备；小接地短路电流设备2.电气设备的接地要求四、接地与接零设计注意事项五、各种接地的电阻值要求 在1 kV以下的低压配电系统中各种接地的电阻值要求如下：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电阻值小于4；直流工作接地的电阻应按设备的说明书要求做，其电阻值一般为4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4。3重复接地要求其接地装置的电阻小于10。4防雷接地一、二类建筑防直接雷的接地体 电阻小于10，防感应雷的接地体电阻小于 5，三类建筑的防雷接地电