第七章 建筑电气基础

建筑设备工程中国建筑工业出版社

第七章建筑电气基础教学目的

要求了解建筑电气系统的组成，包括建筑供配电系统和建筑电气照明系统。

教学重点

1.建筑供配电系统的组成

2.供配电系统的主要设备

3.电气照明系统的组成与设计教学难点

1.供配电系统的组成

2.电气照明系统的组成第七章建筑电气基础建筑供配电系统1建筑电气照明系统23本章主要内容7.1建筑供配电系统供配电系统：指接收电源输入的电能，并进行检测、计量、变压等，然后向用户和用电设备分配电能的系统一般的建筑采用低压供电，而高层建筑通常采用10kV甚至35kV电压供电。7.1建筑供配电系统一、建筑供配电系统的组成1.供配电系统

各类建筑为了接收从电力系统送来的电能，就需要有一个内部的供配电系统。建筑供配电系统由高压及低压配电线路、变电站（包括配电站）和用电设备组成。

7.1建筑供配电系统图1电力系统示意图7.1建筑供配电系统2.电压等级电力系统的电压等级较多，目前，我国采用的电压标准有500KV、220KV、110KV、35KV、10KV、6KV和0.4KV等几种。其中，超过1KV的称之为高压，1KV以下的称之为低压。建筑物的供电电压通常为10KV，低压配电电压为380V/220V。

7.1建筑供配电系统3.负荷等级

7.1建筑供配电系统二、供配电系统主要设备

电气设备是供配电系统的主要组成部分，而电气设备的选择是供配电系统设计的主要内容之一。在选择时，应根据实际工程特点，按照相关规定，在保证供配电安全可靠的前提下，使系统技术先进、经济合理。

7.1建筑供配电系统（1）电力变压器电力变压器（powertransformer，文字符号为T或TM）。是将电力系统的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。1）分类电力变压器按变压功能分，有升压变压器和降压变压器电力变压器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列电力变压器按相数分，有单相和三相两大类电力变压器按绕组（线圈）导体材质分，有铜绕组和铝绕组两大类电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等7.1建筑供配电系统2）全型号的表示和含义

7.1建筑供配电系统2.高压电气设备1）高压断路器高压断路器（high-voltagecircuit-breaker，文字符号为QF）是变电所里最主要的设备之一，其任务是接通或断开负荷电流，在发生短路故障或严重过负荷时，借助继电保护装置迅速切断故障回路。①分类按其采用的灭弧介质分，有油断路器、真空断路器、六氟化硫（SF6）断路器以及压缩空气断路器等。按其安装地点分，有户内式、户外式和防爆式。按其操作性质分，有电磁机构、气动机构、液压机构、弹簧储能机构、手动机构。7.1建筑供配电系统②全型号的表示和含义

图2SN10-10型高压少油断路器7.1建筑供配电系统7.1建筑供配电系统2）高压隔离开关高压隔离开关(QS)的功能，主要用来隔离高压电源，以保证其它设备和线路的安全检修。其结构特点是断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的，能充分保障人身和设备的安全。隔离开关没有专门的灭弧装置，因此它不允许带负荷操作。可用来通断较小的电流。高压隔离开关按安装地点，分户内和户外两大类。

图3GN8-10/600型户内式高压隔离开关

7.1建筑供配电系统7.1建筑供配电系统3）高压熔断器熔断器（fuse，文字符号为FU）是一种在电路电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体（fuse-element，文字符号为FE）熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器，分户内和户外两种类型，其作用是切断过负荷或短路电流，防止故障扩大。7.1建筑供配电系统图4RN1、RN2型高压熔断器7.1建筑供配电系统4）高压负荷开关高压负荷开关（QL），分户内和户外两种类型，具有简单的灭弧装置，专门用于接通和断开负荷电流，但不能切断短路电流，所以，一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。

图5FN3-10RT型高压负荷开关7.1建筑供配电系统7.1建筑供配电系统5）互感器互感器有电压互感器（potentialtransformer，缩写PT，文字符号TV）和电流互感器（currenttransformer，缩写CT，文字符号TA）两种。从基本结构和原理来说，互感器是一种特殊的变压器。可用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘，也可用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。①电流互感器②电压互感器7.1建筑供配电系统图6LQJ-10型电流互感器

7.1建筑供配电系统图7JDZJ-10型电压互感器7.1建筑供配电系统6）高压开关柜高压开关柜是按一定的线路方案将同一回路的高压开关电器、母线、测量仪表、保护电器和辅助设备等都装配到封闭的金属柜中，成套供应给用户。

在一般中小型工厂中普遍采用较为经济的固定式高压开关柜。我国以往大量生产和广泛应用的固定式高压开关柜主要是GG-1A(F)型。7.1建筑供配电系统图8GG-1A(F)-07S型固定式高压开关柜（断路器柜）

7.1建筑供配电系统3.低压电气设备1）低压断路器低压断路器（QF）又称低压自动开关，它既能带负荷通断电路，又能在短路、过负荷和低电压（失压）下自动跳闸，其功能与高压断路器类似。配电用低压断路器按结构形式分，有万能式和塑料外壳式两大类。万能式低压断路器又称框架式自动开关。它是敞开地装设在金属框架上的，而其保护方案和操作方式较多，装设地点也较灵活。塑料外壳式低压断路器又称装置式自动开关，其全部机构和导电部分都装设在一个塑料外壳内，仅在壳盖中央露出操作手柄，供手动操作之用。7.1建筑供配电系统图9DW16型万能式低压断路器7.1建筑供配电系统2）低压刀开关低压刀开关（QK）的类型很多按其操作方式分，有单投和双投按其极数分，有单极、双极和三极按其灭弧结构分，有不带灭弧罩和带灭弧罩的两种不带灭弧罩的刀开关，一般只能在无负荷或小负荷下操作，作隔离开关使用。3）低压熔断器低压熔断器在线路中作短路保护，其类型很多，如插入式（RC型）、螺旋式（RL型）、无填料密封管式（RM型）、有填料密封管式（RT型）、高分断能力的NT型等。图10HD13型低压刀开关7.1建筑供配电系统7.1建筑供配电系统图11RM10型低压熔断器a)熔管b)熔片7.1建筑供配电系统4）低压负荷开关低压负荷开关（QL）是由低压刀开关和熔断器串联组合而成，外装封闭式铁壳或开启式胶盖的开关电器。低压负荷开关具有带灭弧罩刀开关和熔断器的双重功能，既可带负荷操作，又能进行短路保护，但短路熔断后需更换熔体后才能恢复供电。5）低压配电屏和配电箱低压配电屏（柜）是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种低压成套配电装置，在低压配电系统中用作动力和照明。7.2建筑电气照明系统建筑电气照明系统，就是将电能转换成光能，以保证人们在建筑物内外正常从事生产和生活活动，以及满足其他特殊需要的照明设施。在建筑物内，不同的环境，不同的场所，不同的使用功能，对照明的灯光、灯具以及对其控制等的要求各有不同。基本原则是“安全、舒适、经济、美观”。7.2建筑电气照明系统一、建筑电气照明系统的组成电气照明由照明供电和照明灯具两个部分组成。照明供电包括电能的产生、输送、分配、控制。它由电源、导线、控制和保护设备及用电设备组成。照明灯具设计包括光能的产生、传播、分配（折射、反射和投射）和消耗吸收。它由电光源、灯具、室内外空间、建筑物表面和人的工作面组成。

7.2建筑电气照明系统二、建筑电气照明系统的分类1.按照明方式分1）一般照明：灯具比较规则布置在整个场地的照明方式称为一般照明。2）分区一般照明：根据不同区域对照度要求不同的需要，采用分区一般照明的布置方式，可设置两种或以上不同照度的分区均匀分布的照明。3）局部照明：为满足某些局部的特殊需要而设置的照明，在较小范围内或有限空间内，采用辅助照明设施的布置。4）混合照明：当一般照明不能满足要求时，可在某些特定点设置局部照明，两者结合称为混合照明。选择合理的照明方式，对改善照明质量、提高经济效益和节约能源等有重要作用。7.2建筑电气照明系统2.按照明效果分1）一般照明：为生活、工作、学习提供必要照度而设置的照明。2）艺术照明：为衬托建筑物的特性、风格或显示一件艺术作品的内涵所设置的照明。在民用建筑中，有很多场合，往往是两者有机结合。7.2建筑电气照明系统3.按照明用途分1）正常照明：应按不同建筑物类型及使用功能，按照度标准，采用不同的照明方式，为工作、学习、生活需要而设置的照明2）应急照明：因正常照明电源发生故障而启用的照明①备用照明：当正常照明电源消失后，能维持正常生产、营业、交往所需要的最小照度的照明，其照度不宜低于正常照明照度的10%，当仅作事故情况短时使用的照明可为5%。②安全照明：当火灾引起正常照明中断，将会引起人身伤亡的危险场所（如医院的重要手术室、急救室等）应设置安全照明。③疏散指示照明：在电梯轿箱内、消火栓处、自动扶梯的安全出口、疏散通道、公共出口处应设置疏散指示照明。疏散指示照明只要提供足够的照度，一般取0.5lx7.2建筑电气照明系统3）值班照明：在非工作时间内，供值班人员使用的照明，一般设置在重要车间、仓库或非营业时间的大型商场、银行等。值班照明可利用正常照明中能单独控制的一部分，或利用应急照明的一部分或全部作为值班照明。4）警卫照明：根据警卫任务需要而设置的照明。在场地或库区内设置，宜尽量与厂区照明合用。5）障碍照明：装设在障碍物上作为障碍标志用的照明。如装设于飞机场等附近的高层建筑上或船舶航行的河流两岸的建筑物上，用以指示，并应执行民航和交通部门的规定。7.2建筑电气照明系统三、电光源和灯具

1.电光源的分类7.2建筑电气照明系统1）热辐射光源：热辐射光源是利用物体加热时辐射发光的原理所制成的光源，包括白炽灯和卤钨灯①白炽灯图12白炽灯构造图7.2建筑电气照明系统②卤钨灯卤钨灯有碘钨灯和溴钨灯两种。图13卤钨灯结构a)两端引入的卤钨灯管b)单端引入的卤钨灯泡7.2建筑电气照明系统2）气体放电光源：利用气体或蒸气的放电而发光的光源，如荧光灯、高压汞灯等。①荧光灯荧光灯是第二代光源，它是一种低压汞蒸气放电灯

图14