第一章1电气工程识图与施工工艺(第4版)PPT3

电气工程识图与施工工艺

主编赵宏家

主讲绪论一.为什么学为今后能进行电气工程的工程量计算而学，为电气工程计价奠定基础。二.学什么学习建筑工程中的强电工程图的识读和弱电工程图的识读与施工方法强电主要指供配电.电气照明和动力设备(电动机)等的线路施工方法.

弱电主要指电视.电话.计算机.火灾报警等的信号线路施工方法。三.怎样学要有想象力和建立立体概念.要结合实际工程学1.建筑电气工程识图基本知识1.1交流电的基本知识1.2建筑电气工程识图基本知识

1.3低压配电系统的接地及安全（用电）

基本要求:了解单相交流电的特点、交流电的相量分析法、三相交流电源的星形连接、三相交流电源的相电压和线电压关系、低压配电系统的防触电形式、接地装置和等电位联接；熟悉三相负载平衡和三相负载不平衡时中性线电流的大小、电气图的特点、电气工程图的种类、低压配电系统的接地形式；掌握照明工程图导线数量分析方法。

难点:交流电的相量分析法、三相负载平衡和三相负载不平衡时中性线的电流大小、照明工程图导线数量分析方法。

重点:三相负载平衡和三相负载不平衡时的电流大小；电气图的特点、电气工程图的种类；照明工程图导线数量分析方法。本章导读1.建筑电气工程识图基本知识

建筑电气工程的主要功能是输送和分配电能、应用电能和传递信息，为人们提供舒适、便利、安全的建筑环境。电能的应用主要是交流电（工频强电），信息传递主要是高频弱电或直流电。本章主要介绍交流电的基本知识、建筑电气工程图的特点和低压配电系统的接地及安全。

由于三相交流电在生产、输送和应用等方面有很多优点，因此交流电力系统都是采用：1.1交流电的基本知识

所谓三相四线制就是3条相线（火线）1条中性线（零线）的供电体制。

三相四线制或三相五线制配电。三相三线制供电3条相线（火线）

三相五线制：在三相四线制的基础上，再增加一条接地保护线（PE线）.3条相线的正弦交流电具有：频率相同、幅值相等、相位互差120°

而单相交流电就是三相交流电路中的一相，因此三相交流电路可视为3个特殊的单相电路组合。

这样的正弦交流电压（电流、电动势），称为三相对称电压（电流、电动势）。0uAuCuBt120o120o120o三相交流发电机工作原理示意图SNAzBxyCAxxyz+++---ABCuAuBuC0uAuCuBt120o120o120oA相线圈1）交流电的概念图1.1正弦交变电流1.1.1单相交流电表达式ImTψi=Imsin(ωt+ψ)t(ωt)i0描述正弦量变化快慢2）正弦交流电的特征量正弦量及其三要素（1）周期与频率T周期正弦量完成一个循环所需要的时间f频率正弦量一秒钟完成的循环次数。ω角频率

正弦量一秒钟走过的电角度。f=1/T,ω=2πf我国工业用电频率为50Hz、周期0.02s、角频率314rad/sIm

振幅ω(f

)角频率ψ初相角2π（2）相位和初相位ImTψt(ωt)i0i=Imsin(ωt+ψ)ψ——初相角，决定正弦量起始位置。ωt+ψ相位初相角交流电变化总的电角度。（3）同频率正弦量的相位差图1.3正弦量的相位差同相i1超前i2一个φ角反相2、交流电的有效值如果某个交流电i和某个直流电I，在相同负载、相同时间内作功相等，则I称作i的有效值。它们之间的关系为：说某照明灯两端电压为220V，电流为0.5A，均指有效值。将i=Imsin(ωt+ψ)代入上式可得：4）相量的概念与正弦量的相量表示法与三角函数表达式和波形图一样，利用复平面上的旋转向量可以完整地体现正弦量的3个特征量。例如有一个正弦量：图1.4旋转向量与正弦量的关系+j+iiωtφ

我们主要关心幅值（或有效值）相量，故相量可不必旋转。只在复平面上画出t=0时的幅值（或有效值）和初相的相量。如下图图1.5正弦量的相量图

为了与空间向量有别，把正弦电压、电流的幅值相量用，表示，有效值相量用，表示。例如：相量表示法有效值相量的复数表达式为幅值相量的复数表达式为相量表示法u1.1.2单一参数的交流电路1）纯电阻电路（1）电压与电流的关系Rui设电压则电流相位关系：电压与电流同相位数值关系（2）电阻上的功率①瞬时功率：

在电阻上任意瞬间所消耗的功率称为瞬时功率，它等于此时电压瞬时值和电流瞬时值的乘积，即：②平均功率（也称有功功率）：因纯电阻电路平均（有功）功率的计算可按直流电路进行。2）纯电感电路图1.7纯电感电路及其相量图和波形图设（1）电压与电流的关系相位关系：电压超前电流900900数值关系XL=ωL=2πfL---电感阻抗（简称感抗），单位欧姆(Ω)。f=0（直流）时，XL=0，说明电感原件相当于短路。f→∞时，XL→∞

，近乎开路，说明电感具有高频扼流作用。（2）电感线圈的功率瞬时功率有功功率无功功率（不做功功率）无功功率的单位：乏（Var）、千乏（kVar）。3）纯电容电路（1）电压与电流的关系设相位关系：电流超前电压900900图1.8纯电容电路及其相量图和波形图数值关系（2）电容上的功率瞬时功率有功功率无功功率无功功率的单位：乏（Var）、千乏（kVar）。图1.10RLC串联电路和相量图1.1.3RLC的串联交流电路1）电压与电流的关系瞬时电压相量电压

为了便于记忆，用一直角三角形表示以上各量的关系，如图1.11（a）所示。电抗R|Z|阻抗阻抗3角形

该直角三角形称为阻抗三角形。因为电阻、电抗、阻抗都不是正弦交变的电量，所以阻抗三角形不应画成相量。将电压三角形各边同除以I。U2）电路的功率（1）瞬时功率图1.12RLC交流电路的瞬时功率（2）平均功率单位：瓦、千瓦（3）无功功率和视在功率图1.12RLC交流电路的瞬时功率单位：乏（Var

）、千乏（kVar）。功率三角形无功功率有功P=URI视在S=UI功率3角形单位：伏安（VA）、千伏安（kVA

）。将电压三角形各边同乘以I。1.1.4三相交流电路三相(较单相)的优越性:发电方面——三相发电机体积小。输电方面——三相输电节省材料。

用电方面——三相电动机结构简单、体积小、运行特性好。AzBxyCSNAXBYCZ1）三相交流电源什么是三相对称电动势？大小相等频率相同相位互差120o三个条件的正弦电动势的组合，称为三相对称电动势。三相交流发电机由定子和转子（电枢）组成。满足（1）三相对称电动势的产生SNAzBxyCAx0uAuCuBt120o120o120o瞬时表达式设uA=Umsin(ωt)则uB=Umsin(ωt-120O)

uC=Umsin(ωt+120O)xyz+++---ABCuAuBuC图1.15三相电动势相量图三相电源的联接（星形Y和三角形△）1.星形连接将三个电源的末端x,y,z接在一起，由始端A,B,C向外供电的连接方式，称为星形联接方式。电源的中性点、中性线、相线；电源的零点、零线、火线。相电压(火-零)uAuBuc，其有效值UP几个有关概念线电压(火-火)uAB

uBC

uCA，其有效值Ul线-相电压的关系2.三角形连接（略）图1.17星形连接时线电压与相电压的相量图相位上线电压超前对应相电压300。数值上线电压是相电压1.732倍，相电压220V;线电压是381V2）三相负载的星形连接（1）三相不对称负载的星形连接

三相不对称负载的星形连接必须有中线。

电路的计算按单相电路进行。总的视在功率一般解：设,

中线电流比任一相电流都大，中线不能断，故中线上不能安装保险和开关解：例1.2已知Za=8+j6Ω,Zb=10Ω,Zc=3+j4Ω,Y接380/220V，3相4线制的电网中。求各线、相电流，中线电流，负载消耗的功率（设）Za=8+j6Ω=10∟36.90ΩZb=10∟00ΩZc=3+j4Ω=5∟53.10Ω三相总功率Pa=UaIacosφa=220×22cos36.90=3872WPb=UbIbcosφb=220×22cos00=4840WPc=UcIccosφc=220×44cos53.10=5812WP=Pa+Pb+Pc=14.5245812kW（2）三相对称负载的星形连接只计算一相，其他相对应写出三相总功率图1.23三相对称感性负载相量图三相对称负载的线电流、相电流对称。图1.24三相对称负载的星形连接例1.4有一Y接3相对称负载，各相Z=8+j6Ω,Zb=10Ω,Zc=3+j4Ω,Y接380V三相电源上。求各相、线电流，中线电流及负载消耗的功率（设）解：已知，则Z=8+j6Ω=10∟36.90Ω三相负载消耗的总功率作业（1.1.1~1.1.3)1)(6)、(8)、(9)、(10)2)(1)、(2)、(3)、(5)、(6)、(8)、(9)、(10)1）智能建筑的概念1.2建筑电气工程识图基本知识1.2.1建筑电气工程概述·

根据GB/T50314—2000《智能建筑设计标准》中的术语条目，智能建筑（IB—IntelligentBuilding）的定义：它是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。2）建筑电气工程的划分（1）传统的划分强电（电力）工程弱电（信息）工程特点：电压高、电流大、功率大、频率低。强电处理对象：是能源（电力）。主要考虑的问题：减小损耗、提高效率、安全用电。弱电处理对象：主要是信息，即信息的传送与控制。特点：电压低、电流小、功率小、频率高。主要考虑的问题：信息传送的效果，诸如信息传送的保真度、速度、广度和可靠性等。（2）现代的划分根据GB50300—2001《建筑工程施工质量验收统一标准》，比较大的建筑工程可分为：1.地基与基础、2.主体结构、3.建筑装饰装修、4.建筑屋面、5.建筑给排水及采暖、6.建筑电气、7.智能建筑、8.通风与空调、9.电梯等9个分部工程。建筑电气分部工程可分为：室外电气、变配电室、供电干线、电气动力、电气照明安装、备用和不间断电源安装、防雷及接地安装7个子分部工程智能建筑分部工程可分为：通信网络系统、办公自动化系统、建筑设备监控系统、火灾报警及消防联动系统、综合布线系统、安全防范系统、智能化集成系统、电源与接地、环境、住宅（小区）智能化系统10个子分部工程各个子分部工程又可分为若干个分项工程，例如：住宅（小区）智能化系统又可分为

1.火灾报警及消防联动系统、

2.安全防范系统（含电视监控系统、入侵报警系统、巡更系统、门禁系统、楼宇对讲系统、住户对讲呼救系统、停车管理系统）、

3.物业管理系统（多表现场计量及远程传输系统、建筑设备监控系统、公共广播系统、小区网络及信息服务系统、物业办公自动化系统）、

4.智能家庭信息平台。等分项工程

表格是“把数据按纵横排列的一种表达形式，用以说明系统、成套装置或设备中各组成部分的相互关系或连接关系，或者用以提供工作参数”。1.2.2电气图的特点1）电气图的表达形式（1）图（drawing）图是“图示法的各种表达形式的统称”。（2）简图（diagram）

简图是“用图形符号、带注释的围框或简化外形表示系统或设备中各组成部分之间相互关系及其连接关系的一种图”。如：曲线图、时序图。（3）表图（chart）表图是“表明两个以上变量之间关系的一种图”。（4）表格（table）20世纪60年代中期,国家第一机械工业部提出由国家科学技术委员会发布GB312：1964（电工系统图图形符号）GB313：1964（电力及照明平面图图形符号）GB314：1964（电信平面图图形符号）等系列标准。

2）电气图在中国发展的3个阶段（1）第1阶段

电气简图就是通过直观图形来传达信息的工程语言，电气信息结构文件编制规则也是电气工程的一种语言。（2）第2阶段20世纪80年代中期，由国家标准局发布的电气制图及电气图用图形符号、电气设备用图形符号和主要的相关国家标准有：即GB6988.1—86～GB6988.7—86；电气图用图形符号标准13项即GB4728.1—85～GB4728.13—85；电气设备用图形符号标准2项，即GB5465.1—85～GB5465.2—85；电气制图标准7项相关标准5项GB5094—85电气技术中的项目代号GB7159—87电气技术中的文字符号制订通则GB7356—87电气系统说明书用简图的编制GB4026—83电器接线端子的识别和用字母数字符号标志接线端子的通则GB4884—85绝缘导线的标记1997—2003年修订了第二版GB6988《电气制图》系列标准，并更名为GB/T6988《电气技术用文件的编制》（3）第3阶段20世纪90年代中后期，随着国际标准的全面更新，我国修订了

第二版GB/T4728系列标准（T的含义为推荐选用）。

GB/T4728仍由13部分组成，但符号形式、内容、数量与IEC（国际电工委员会）60617的第二版完全相同。3）电气信息结构文件的种类（1）结构结构反映以下几方面：

a.系统的信息结构，即信息在不同的文件和信息系统中如何分布；

b.每一种文件的内容结构；

c.检索代号的构成。它也反映系统或成套装置本身。电气信息结构文件种类a.功能面结构；b.产品面结构；c.位置面结构。结构：把系统及其信息分解成若干部分，每一部分又进一步细分，这些部分的组合就称为结构。（2）文件

文件是指由若干相关记录构成的集合，是能为人所感知的、作为一个整体可在用户和系统之间进行交换的结构化信息量。（3）电气信息结构文件的种类a.功能性文件功能图（用电路表述系统、设备功能的简图）概略图（旧称系统图、框图、网络图）电路图（表示系统、设备的实际电路）端子功能图（表示各端子连接和内部功能的简图）程序图功能表图（用步或转换描述系统功能表图）顺序表图（表示系统各个单元工作次序表图）时序图功能性简图功能性表图b.位置文件g.其他文件c.接线文件d.项目表f.说明文件总平面图安装平面图装配图安装简图布置图接线图（表）单元接线图（表）互连接线图（表）端子接线图（表）电缆图（表）元件设备表（零件表）备用元件表安装说明试运转说明使用说明维修说明（4）不同类型文件之间的相互关系阅读顺序与编制顺序一致。先粗再细。4）电气图用图形符号

是表示一个设备的一种图形,记号或符号,是电气技术领域中最基本的工程语言.

对于电气图用图形符号我们不仅要熟悉它,还要熟练地应用它。常用的图形符号见附录5）项目代号（代码）（1）项目代号的作用便于查找、区分各种图形符号所表示的元件、设备。（2）项目代号的组成与标注完整项目代号包括4个具有相关信息的代号段。见下表1.2（3）种类代号用以识别项目种类的代号。见附录表2。P2771.2.3建筑电气工程图的种类1）说明性文件①图纸目录。②设计说明（施工说明）。③图例。④设备材料明细表（零件表）。2）概略图（系统图）

概略图是用符号或带注释的框，概略表示系统或分系统的基本组成、相互关系及其主要特征的一种简图。其用途：为进一步编制详细的技术文件提供依据；供操作和维修时参考。见图1.263）电路图

电路图是用图形符号并按工作顺序排列，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。

目的是便于详细理解作用原理，分析和计算电路特性。

用途是：详细理解电路、设备或成套装置及其组成部分的作用原理；为测试和寻找故障提供信息；作为编制接线图的依据。4）电气平面图(位置图）

电气平面图是表示电气设备、装置与线路平面布置的图纸，是进行电气安装的主要依据。

常用的电气平面图有：

变配电所平面图、

动力平面图、

照明平面图、

接地平面图、

弱电平面图等。见图1.285）接线图6）布置图

电气平面图是以建筑平面图为依据，在图上绘出电气设备、装置的安装位置及标注线路敷设方法等。CS1.2.4建筑电气工程图的特点1）建筑电气工程图的特点①用统一的图形符号并加注文字符号绘制出来。②任何电路都必须构成闭合回路。如图1.29电路的组成③电路中的电气设备、元件等，彼此之间都是通过导线连接起来构成一个整体的。④电气工程图与建筑结构图及其他安装工程图（水、暖、通风、空调等管道）不能发生冲突。⑤对于设备的安装方法、质量要求及使用、维修方面的技术要求等不能完全反映出来。为了图面清晰，只在说明栏中说明“参照××规范”就行了。电源开关灯熔断器⑥位置简图（施工平面布置图）是用投影和图形符号代表电器绘制的，阅读时比其他工程的透视图难度大。2）阅读建筑电气工程图的一般程序

必须熟悉电气图基本知识（表达形式、通用画法、图形符号、文字符号）和建筑电气工程图的特点，同时掌握一定的阅读方法，才能比较迅速全面地读懂图纸。

具体针对一套图纸，一般可按以下顺序阅读（浏览），而后再重点阅读。①看标题栏及图纸目录。②看总说明。③看系统图。④看平面布置图。⑤看电路图。⑥看安装接线图。⑦看安装大样图。⑧看设备材料表。1.2.5建筑电气照明平面图入门分析1）平面图说明2个灯由一个开关控制，电风扇由一个调速开关控制，走廊里有1个灯和一个开关控制等。在物理实验室有2个灯和1个电风扇。CS火零

灯和电风扇均为单相用电设备，只需要接2根线就可以工作，火线（相线L）和零线（中性线N）。其中火线要经过开关后再接到用电设备上。当开关合上时，开关线才有电，灯或电风扇才可能有电流通过而工作。当开关断开时，开关线没有电，灯或电风扇也没有电，更换灯管和维修时比较安全。开关CS

想知道配线用的保护管的管长和线长？

就需要知道配管的路径如何走？管中应穿几根线？

预算者：见平面图

设计者：需要有实践经验，才能知道配管怎样布置合理，做到既省管又省线，既安全又可靠，既美观又方便等。这是本书要重点体现的内容，也是成为工程师、造价师、审计师等必备的基础知识。2）配管配线路径分析（1）有装饰吊顶时的配管配线

条件：房间高度：4m，吊顶高度：0.3m，开关安装高度：1.3m，灯吸顶安装。

吊顶内安装为明装，按横平竖直计算。K1K2K3K4K5①分支1到走廊灯开关回路分析从走廊灯到开关接线盒的管长约为0.75m（未考虑预留，单端150mm）导线数为3根（L、N、K1），长度为3×0.75m=2.25m从开关K1到顶的管长为4m-0.3m-1.3m=2.4m，线长3×2.4m=7.2m，因K1与K2隔墙安装，可共用垂直管。设K2上方吊顶内加线盒。（不考虑预留，因定额中已考虑)CS

K2上方吊顶内接线盒又有3个分支：到开关K2；到浴室灯；到男卫生间灯。

到开关K2，线数3根（L、K1、K2），管长：4m-0.3m-1.3m=2.4m，线长：3×2.4m=7.2m，从K2到K1（过墙），

管长0.2m，线长2×0.2m=0.4m。K1K2K3K4K5线数2根（N、K2），管长1.5m（图比例太小，只能估算），线长1.5m×2=3m，到浴室第一个灯，再到第2个灯，可自行分析。到男卫生间灯，线数2根（N、L），最好先配到灯，再从灯到开关K3，与先配到开关K3相比，管长、线长基本一样（错），但可以少用一个接线盒，故障的概率相对减少了。下顶棚走廊灯盒接线盒浴室灯盒开关盒开关盒LK1K2上1.3m0.3m4mNN②分支2到物理实验室开关回路分析K1K2K3K4K5在K4、K5的上方吊顶内也要加装接线盒。从走廊灯到接线盒，线数2根（L、N），管长为0.75m；线长为2×0.75m=1.5m。从接线盒到开关，3线（L、K4、K5），管长4m-0.3m-1.3m=2.4m，线长3×2.4m=7.2m。从接线盒到灯，3线（N、K4、K5），其余自行分析。注意:

如管子固定在龙骨吊杆或用自己的支架，垂直管应加距龙骨长度。每个灯也要配一段保护软管。K1K2K3K4K53通接线盒一个（2）无装饰吊顶时的配管配线现浇楼板

配合土建施工，将导管及灯位盒先固定在钢筋上，后期穿导线和接灯，俗称暗配管。预制楼板

在楼板上面有垫层时,只要垫层厚度大于配管管径加15mm,配管方式和现浇楼板方式相同.但要将导管放在上一层的楼面上.也可沿预制楼板缝配管.

遇到导线有分支时,如果允许加装接线盒,接线盒一般固定在墙上,距顶棚150-200mm.

如果不允许加装接线盒,导线要在灯位盒处进行分支