建筑供配电低压配电设备及导线的选择

低压配电设备及导线的选择了解建筑电气的基本作用与分类；了解发电、变电、输电、配电的过程；掌握电力负荷的分级和相应的设置要求；掌握低压配电系统常用的配电形式；掌握导线的选择、布置和敷设；掌握低压配电线路中常用的设备。1建筑电气的基本作用与分类建筑电气的基本含义是：建筑物及其附属建筑的各类电气系统的设计与施工以及所用产品、材料与技术的生产和开发的总称。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。1.创造环境的设备(1)创造光环境的设备；(2)创造温湿度环境的设备；(3)创造空气环境的设备；(4)创造声音环境的设备；2．追求方便性的设备(1)增加居住者和使用者的生活和工作方便的设施。(2)缩短信息传递时间的系统。3．增强安全性的设备4．提高控制性能的设备5．提供生产工艺、办公设备、日用电器的能源“智能建筑”（IB）2电能的产生、输送和分配2.1电能的产生、输送电能属于二次能源，它是在发电厂中将一次能源经转化而形成的。发电机产生的电能经过升压变压器先将电压升高，然后输送出去。为了满足用电设备对工作电压的要求，在用电地区需设置降压变电所，将电压降低供用户使用。通常，在用电地区设置降压变电所将输电电压降低到6～l0kV，然后分配到居住区等负荷中心，由变电所或配电变压器将电压降低到380/220V，给低压用电设备供电，这样就可以在房间内使用电气设备了。电源、电力网以及电能用户等组成的整体称为电力系统将同一等级电压的电力网做成环网，当个别发电机因检修或某一回路发生故障时，可以由环网中的另一电力供电回路供电，从而提高电网供电的可靠性。电力系统示意图2.2标准额定电压城市电网标准电压等级包括500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV和380／220V。2.3电能质量1.电压偏移电压偏移指供电电压偏离(高于或低于)用电设备额定电压的数值占用电设备额定电压值的百分数。2.频率

我国电力工业的标准频率为50Hz(赫兹),由电力系统保证。当偏离了规定值，将影响用电设备的正常工作。3.波形通常,要求电力系统给用户供电的电压及电流的波形应为标准的正弦波。为此，首先要求发电机发出符合标准的正弦波形电压。其次，在电能输送和分配过程中不应使波形产生畸变。3负荷的分类及配电系统的基本形式3.1电力负荷的分类

1.一级负荷中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失的用电单位的重要负荷；例如：重大设备损坏、重大产品报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。一级负荷应由两个电源独立供电。一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还应增设应急电源

2.二级负荷指中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱的用电单位的重要负荷。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复等。二级负荷的供电系统，宜由两回路供电。3.三级负荷

建筑类别建筑物名称用电设备及部位名称负荷级别住宅建筑旅馆建筑办公建筑教学建筑科研建筑一类高层建筑二类高层建筑高层普通住宅一、二级旅游旅馆高层普通旅馆省、市、自治区及部级办公楼银行高等学校教学楼高等学校重要实验室科研院所重要实验室市级（地区）及以上气象台计算中心高层建筑的消防设施客梯电力、楼梯照明经营管理用电子计算机及其外部设备电源，宴会厅、餐厅、高级客房、厨房、主要通道照明、部分客梯电力、厨房部分电力等其余客梯电力、一般客房照明客梯电力、主要通道照明客梯电力、主要办公室、会议室、总值班室、档案室及主要通道照明主要业务用电子计算机及其外部设备电源，防盗信号电源客梯电力客梯电力、主要通道照明主要业务用电子计算机及其外部设备电源，气象雷达、电报及传真收发设备、卫星云图接受机、语言广播电源、天气绘图及预报说明客梯电力主要业务用电子计算机及其外部设备电源客梯电力消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动防火门窗、卷帘、阀门等消防用电二级一级二级二级一级一级二级二级一级一级一级二级一级二级一级二级

4.负荷计算计算负荷是通过统计计算得出。若计算负荷确定过大，将使设备和导线选的过大，造成投资和有色金属的浪费；若计算负荷确定过小，将使设备和导线选的过小，影响和限制了建筑物发挥应有的功能，甚至使设备和导线烧坏，造成事故。在方案设计阶段为便于确定供电方案和选择变压器的容量及台数，常采用单位指标法。建筑类别用电指标(W／

)建筑类别用电指标(W／

)公

寓30～50医

院40～70旅

馆40～70高等学校20～40办

公30～70中小学12～20商

业一般：40～80展览馆50～80大中型：60～120体

育40～70演播室250～500剧

场50～80汽车库8～15各类建筑物的用电指标

3.2照明配电系统的一般要求照明供电电压一般采用单项220V。若电流超过30A时，应采用220V/380V电源。事故照明应有独立供电电源，并与正常照明电源分开。在触电危险较大的场所，所采用的局部照明，应采用36V及以下的安全电压。正常照明的最远一只照明灯具的电压，一般不得低于额定电压的97.5%。照明系统的每一单行回路线路长度不宜超过30m，电流不宜超过16A，灯具为单独回路时数量不宜超过25个。当灯具与插座混为一回路时，其中插座数量不宜超过5个；当插座为单独回路时，数量不宜超过10个。为改善气体放电光源的频闪效应，可将同一或不同灯具的相邻灯管分别接在不同的线路上。3.3.1变配电所变配电所担负着从电力系统受电，经过变压，然后分配电能的任务，是供电系统的中枢，占有特别重要的地位。变电所的类型很多，工业与民用建筑设施的变电所大都采用10KV进线，将10KV高压降为400/230V的低压，供用户使用。1.变配电所选址书上2092.变配电所的结构变配电所的形式主要分为独立式、杆上、附设式和箱式等。3.3.2低压配电系统一般要求（210页）3.3.3低压配电系统的配电方式

1.树干式系统特点是从供电点引出的每条配电线路可连接几个用电设备或配电箱。树干式配电系统比放射式系统线路的总长度短，可以节约有色金属，比较经济；供电点的回路数量较少，配电设备也相应减少。缺点是干线发生故障时，影响的范围大，供电可靠性较差，导线的截面面积较大。2.放射式系统

特点是配电线路故障互不影响，供电可靠性高，配电设备集中，检修比较方便，缺点是系统灵活性差，导线消耗量较多。3.混合式系统它具有放射式与树干式系统的共同特点。这种供电方式适用于用电设备多或配电箱多，容量又比较小，分布比较均匀用电设备的场合。4.链式系统它是树干式的一种特殊形式，具有树干式同样的特点。这种供电形式适用于设备距配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小的用电设备，保持干线线径不变，这种方式总容量不超过l0kW。连接照明配电箱宜为3～4个。

（a）（b）

树干式放射式混合式链式4电线、电缆的敷设4.1导线材料

用作电线电缆的导电材料，通常有铜和铝两种。下列场合不应采用铝芯线缆：①需要确保长期运行中连接可靠的回路，如重要电源、重要的操作回路及二次回路等；②移动设备的线路及振动场所的线路；③对铝有腐蚀的环境；④高温环境、潮湿环境、爆炸及火灾危险环境；⑤应急系统及消防设施的线路；⑥工业及市政工程、户外工程的布电线(分支配电线)。4.2电线、电缆截面选择的条件1.按温升选择截面电线、电缆本身是一个阻抗，当负荷电流通过时，就会发热，使温度升高，就会破坏导线的绝缘性能，影响供电线路的安全性与可靠性。2.按使用环境及敷设方式选择书上213下列情况的配电线路中应采用铜芯线缆。I.属于一、二级负荷以及三级负荷中的特别重要负荷的配电线路。II.居住建筑、幼儿园、福利院等用电设备的配电线路。III.连接移动设备和特别潮湿以及有强烈振动的场所。IV.易燃易爆场所和强地震区。

3.按短路热稳定选择截面通过短路电流时，应考虑短路可能产生的机械力不超过所允许的短路强度。

4.按电压损失选择

电流通过导体时，由于线路上有电阻和电抗存在，除产生电能损耗外，还产生电压损失。当电压损失超过一定的数值后，将使用电设备端子上的电压不足，严重地影响用电设备的正常运行。为了保证电气设备的正常运行，必须根据线路的允许电压损失来选择导线的截面。一般线路的电压损失不允许超过5%5.按机械强度要求选择，导线截面的选择必须满足机械强度的要求，因为导线本身的重量，以及自然界的风、雨、冰、雪现象，会使导线承受一定的应力，只有导线选择足够大，才能保证供电线路的安全运行。按经济电流选择截面

在经济寿命期内的总费用最少，即初始投资和经济寿命期内线路损耗费用之和最少。4.3线路的敷设4.3.1电缆线路的敷设

室外电缆架空敷设造价低，施工容易，检修方便，但美观性较差。电缆可在排管、电缆沟、电缆隧道内敷设。室内电缆通常采用金属托架或金属托盘明设。

架空明设的电缆与热力管道的净距不应小1m，否则应采取隔热措施。电缆与非热力管道的净距不应小于0.5m。电缆在室内埋地敷设、穿墙或楼板时，应穿管或采取其他保护措施，其管内径应不小于电缆外径的1.5倍4.3.2绝缘导线的敷设1.分类绝缘导线的敷设方式可分为明敷和暗敷。2.明敷方式有以下几种

(1)电线架设于绝缘支柱(绝缘子、瓷珠或线夹)上，这种配线方法除了在一些工业厂房的电力线路配线中仍有使用外，在其他民用建筑中已基本不用。(2)电线直接沿墙、天棚等建筑物结构敷设(用线卡固定)(3)导线穿金属(塑料)管或金属(塑料)线槽用支持码直接敷设在墙、天棚表面，绝缘电线水平敷设时，室外离地面高度不小于2.7m；室内离地面高度不小于2.5m。垂直敷设时，室外离地面高度不小于2.7m；室内离地面高度不小于1.8m。绝缘导线经过建筑物的伸缩缝及沉降缝时，应在跨越处的两侧将导线固定，并应留有适当余量。导线穿墙或楼板时应穿管保护。3.绝缘导线穿管敷设绝缘导线穿管敷设既可以明敷又可暗敷。金属管布线一般适用于室内、外场所。建筑物顶棚内，宜采用金属管布线。明敷和暗敷于干燥场所的金属管可采用电线管。金属管、塑料管布线的管路较长或有弯时，宜适当加装接线盒，穿金属管的交流线路，应将同一回路的所有相线和中性线穿在同一个管内。塑料管布线一般适用于室内和有酸碱腐蚀的场所，但在易受机械损伤的场所不宜明敷。

4.线槽布线金属线槽布线一般适用于正常环境的室内场所明敷。塑料线槽布线一般适用于正常环境的室内场所，在高温和易受机械损伤的场所不宜采用。

强、弱电线路不应敷设在同一塑料线槽内。塑料线槽内不得有接头，分支接头应在接线盒内进行。5供配电系统常用设备5.1变压器变压器就是用来改变电压的设备。改变后的电压如果高于改变前的电压，则称为升压变压器，反之称为降压变压器。5.2高压设备1.高压断路器高压断路器是一种开关电器，不仅能够接通和断开正常负荷的电流，还能在保护装置的作用下自动跳闸，切除故障电流。高压断路器2.高压隔离开关在设备和线路进行检修时，为了保护人员和设备的安全，需要电路中有一个明显的断开点，高压隔离开关就起这样一个作用。

3.高压负荷开关高压负荷开关是一个开关器件，主要用于高压线路中，负责接通和断开正常工作的负荷电路高压开关柜4.高压开关柜5.3低压保护装置1.刀开关

刀开关因为有明显可见的断路点，起隔离电源作用，可供通断电路用，亦可作为不频繁地接通和分断照明设备和小型电动机的电路。汉语拼音“H”为刀开关和转换开关产品的编码，HD为刀型开关，HH为封闭式负荷开关，HK为开启式负荷开关；HR为熔断式刀开关；HS为刀型转换开关；HZ为组合开关。铁壳封闭式开关2.熔断器

熔断器是一种保护电器。当电流超过规定值并经过足够时间后，使熔体熔化，把其所接入的电路断开，对电路和设备起短路和过负荷保护。汉语拼音“R”为熔断器的型号编码3.低压断路器低压断路器也称空气开关或自动空气开关，它是一种用于低压线路的开关设备，具有良好的灭弧装置，能够在电流或电压超过额定值时自动切断线路，起到保护线路和设备的作用低压断路器在使用时要垂直安装，不要倾斜，以避免其内部机械部件运动不够灵活。接线时，要上端接电源线，下端接负载线。有些空气开关自动跳闸后，须将手柄向下扳，然后再向上推才能合闸，若直接向上推则不能合闸。4.漏电保护器漏电保护器装有检漏元件联动执行元件自动分断发生故障的线路。漏电保护器能迅速断开发生人身触电、漏电和单相接地故障的低压线路。

在民用建筑中下列配电线路或设备终端线路宜装设漏电保护器：①民用建筑的低压进线处应设有漏电保护器，以防因电气故障引起的火灾；②客房的照明和插座，以及住宅、办公、学校、实验室、幼儿园、敬老院、医院病房、福利院、美容院、游泳池、浴室、厨房、卧室等插座回路；③室外照明、广告照明等室外电气设施；④医疗用浴缸、按摩理疗等康复设施；⑤夜间用电设备的工作电压超过150V的配电线路；⑥装有隔离变压器的二次侧电压超过30V的配电线路；⑦TT系统供电的用电设备。下列场所不应装设漏电保护电器，但可以装设漏电报警信号：①室内一般照明、应急照明、警卫照明、障碍标志灯；②通信设备、安全防范设备、消防报警设备等；③消防泵类、送风排烟风机、排污泵等；④厨房的电冰箱及消防电梯等；⑤医院手术室插座等。5.4其他设备1.互感器在高压线路中直接测量电压或电流值是非常危险的。实际测量时，是通过一种设备将较大的电压和电流转换成较小的电压和电流后测量的。这种设备就称为互感器。分为电压互感器和电流互感器。

2.接触器要断开高压线路，如果人员亲手断开，高压电产生的电弧足以致命，这样就需要借助一种设备，就是接触器。接触器中的线圈在通电时可以改变其配套开关的状态，这样就可以控制开