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1、第九章建筑电气工程 一 建筑电气概述 建筑电气工程是研究电能和电信号在建筑物中输送 分配和应用的科学 如 通信系统 火灾自动报警系统 CATV系统 安全防范系统 概述 1 建筑电气工程 2 建筑电气工程的意义 1 电能和电信号易产生 输送和分配 易于转换和应用 如 配电柜 配电箱 控制箱 照明电器 动力设备控制等 2 能为人们提供舒适 便利 安全的建筑环境 一 建筑电气概述 建筑电气工程是研究电能和电信号在建筑物中输送 分配和应用的科学 第一节概述 1 建筑电气工程 2 建筑电气工程的意义 二 强电和弱电基本概念 强电工程 工程把电能引入建筑物 进行电能再分配并通过用电设备将电能转换成机械能
2、热能和光能等 弱电工程 工程是实现建筑物内部以及内部和外部间的信息交换 信息传递及信息控制等 从电压等级上划分 强电一般是110V以上 而弱电一般是60V以下 三 强电工程和弱电工程涉及范围 强电 动力工程 照明工程 变配电工程 防雷接地工程 及其他用电力工程 弱电 通信与计算机网络 CATV电视与卫星电视 闭路电视和监控系统 安全防范系统 电话通信系统 火灾自动报警系统 公共广播系统 本章主要内容 9 1建筑电气系统基础知识9 2建筑供配电系统9 3建筑电气照明系统9 4建筑防雷与接地9 5建筑电气施工图识图 学习目标 了解建筑电气工程有关概念 了解建筑供配电系统的组成 了解室外配电线路的组
3、成与施工方法 熟悉电气工程常用的电工材料 熟悉室内照明线路的组成及施工方法 熟悉建筑防雷系统的组成及施工方法 掌握电气工程图纸的阅读方法 9 1建筑电气工程基础知识 一 供配电统组成电力系统由发电厂 电力网和电力用户组成的统一整体 发电厂 发电厂是将一次能源 水力 火力 风力 原子能等 转换成电能的场所 火力发电厂 水力发电厂 原子能发电厂 地热发电厂 潮夕发电厂 风力发电厂和太阳能发电厂等 电力网 电力网是电力系统中重要组成部分 是电力系统中输送 交换和分配电能的中间环节 电力网由变电所 配电所和各种电压等级的电力线路所组成 电力网的作用是将发电厂生产的电能变换 输送和分配到电能用户 我国电
4、力网的电压等级主要有0 22KV 0 38KV 3KV 6KV 10KV 35KV 110KV 220KV 330KV 550KV等 其中35KV及以上的电力线路为输电线路 10KV及以下电力线路为配电线路 电力用户 电力用户是所有用电设备的总称 又称电力负荷 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 电焊设备等 电热用电设备 如电炉等 照明用电设备等 如灯具等 二 电力负荷等级 根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度 用电负荷分为一级负荷 二级负荷及三级负荷 同一个建筑物内的不同负荷 用电负荷等级可能不同 不同负荷等级的电气线路对电源 控制和保护等要求不同 在
5、相同条件下 如果按更高一级的负荷进行供电 则线路就越复杂 工程造价就越高 三 供电电压等级 国际电工委员会标准IEC439 1规定 高压 AC 交流 1KV DC 直流 1 5KV 低压 AC 1KV DC 1 5KV 工业与民用建筑供电方式一般采用三相四线制 可得到380 220V两种电压 380V电压用于工业生产设备或建筑物内部供电 220V电压多用于建筑物照明设施供电 四 电路基本知识 1 电路组成 火线L 零线N 灯开关 中间环节 由开关 导线等组成 起传递 分配和控制电能的作用 电源 负载 电源产生电能 负载消耗电能 2 电路的作用 1 电能的传输和分配如电力 照明线路 2 信息的传
6、递和处理如电话 电视 消防 安防线路 3 三相交流电路 建筑电气工程的主要功能之一是输送电能 分配电能和应用电能 而电能的应用形式主要是交流电 交流电是指大小和方向随时间周期性 正弦规律 变化的电压或电流 以交流电的形式产生电能或供给电能的设备称为交流电源 由交流电源 用电设备和连接导线组成的电流流通路径称为交流电路 在工业生产及日常生活中 广泛使用的是三相交流电路 交流电具有容易生产 运输经济 易于变化电压等优点 三相交流电路与单相交流电路相比 有节省输电线用量 输电距离远 输电功率大等优点 目前电力系统广泛采用三相交流电路 三相交流电由三相交流发电机产生 4 三相交流电源 发动机三相定子绕
7、组是在内部采用星形 Y形 或三角形 形 两种连接方式向外输电 三相电源的星形 Y形 连接的比较多 优点是可以同时得到两种不同等级的电压向三相用电设备和单相用电设备供电 1 三相电源的星形连接 提示 连接点N称为中性点 自该点引出的导线叫中性线 中性线通常与大地相连 此时又称零线 5 三相交流电的负载 三相负载指使用三相交流电源的用电设备 三相负载也必须采用一定的连接方式接入三相电源 才能体现三相电源供电的优越性 三相负载也有两种连接方法 即星形连接和三角形连接 1 三相不对称负载的星形连接 在三相负载中 如每一相负载的大小相等 性质相同 则称其为三相对称负载 否则 就为三相不对称负载 三相不对
8、称负载使得三根相线上的电流不相等 因此要使多余的电流往中线上流 故一定要有中线 对于三相四线制供电 三相负载作星形连接有中线时 各相负载两端的电压分别等于电源的相电压 由于有中线 各相负载与电源独自构成回路 互不干扰 负载额定电压为220V 需用星形连接 2 三相对称负载的星形连接 三相对称负载使得三根相线上的电流相等 无多余的电流往中线上流 故不需要有中线 1 三相负载的三角形连接 负载额定电压为380V 需要三角形连接 9 2建筑供配电系统 一 建筑供配电形式二 变 配 电所三 室外配电线路 9 2建筑供配电形式 一 各类民用建筑的供电形式小型民用建筑的供电 一般只需要一个简单的6 10K
9、V的降压变电所 用电设备容量在250KW及以下或需用变压器容量在160KVA及以下时 不必单独设置变压器 可以用220 380V低压供电 中型民用建筑的供电 电源进线一般为6 10KV 经高压配电所 将高压配线连至各建筑物变电所 降为220 380V 大型民用建筑的供电 由于用电负荷大 电源进线一般为35KV 需经两次降压 第一次由35KV降为10KV 再将10KV高压配线连至各建筑物变电所 降为220 380V 特别提示 民用建筑的供电电压根据用电容量 用电设备特性 供电距离 供电线路的回路数 当地公共电网现状及其发展规划等因素 经技术经济比较确定 用电设备容量在250kW或需用变压器容量在
10、160kVA以上者宜以高压方式供电 用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kVA及以下者宜以低压方式供电 特殊情况以高压方式供电 二 民用建筑常用的配电形式 低压配电系统的配电方式主要有放射式和树干式 由这两种方式组合派生出来供电方式的还有链接式 混合式等 放射式 树干式 链接式 混合式 多层建筑配线 高层建筑配线 三 变 配 电所 变 配 电所是建筑供配电系统中的重要组成部分 其主要作用是变换与分配电能 中小型民用建筑变配电所主要为10KV级 变 配 电所的位置应尽量避开有腐蚀性污染位场所 以免设备被腐蚀损坏 接近负荷中心 可以节省有色金属 设置在进出线方便场所 有利于大型设备 变
11、压器 配电柜等 的运输和安装 不宜设置在积水 低洼场所和厕所 浴室紧邻场所等 变 配 电所主要设备 低压设备 1 刀开关 刀开关用于分断电流不大的电路 在低压配电柜内有时也起隔离电压的作用 HD12系列 HD11系列单投和双投刀开关 刀开关型号含义 低压断路器是一种能通断负荷电流 并能对电气设备进行过载 短路 矢压 欠压等保护的低压开关电器 断路器主要由主触头系统 灭弧系统 储能弹簧 脱扣系统 保护系统及辅助触头等组成 其型式主要有塑壳式断路器和框架式断路器 a DW15系列万能断路器 b DZ20系列塑壳式断路器 c DZ47系列微型塑壳式断路器 刀开关型号含义 断路器型号含义 熔断器俗称保
12、险 其结构简单 安装方便 常在低压电路中作短路和过载保护 常用的低压断路器有瓷插式 螺旋式 无填料管式 有填料管式 快速式熔断器等 RL1系列螺旋式熔断器 RT18系列熔断器 断路器型号含义 熔断器型号含义 4 低压配电柜 低压配电柜是由低压一次设备为主 配合二次设备 如接触器 继电器 按钮开关 信号指示灯 测量仪表等 以一定方式组合成一个或一组柜体的电气成套设备 GGD低压固定式配电柜 GCK低压抽屉式配电柜 四 室外配电线路及施工 室外线路是指建筑物以外的供配电线路 包括架空线路和电缆线路 架空线路是采用电杆 横担将导线悬空架设 向用户传送电能的配电线路 其特点是 设备简单 投资少 设备明
13、设 维护方便 但易受自然环境和人为因素影响 供电可靠性低 且易造成人身安全事故 影响美观 架空线路由导线 绝缘子 横担 电杆 拉线及线路金具组成 架空线路的施工 架空线路的施工按如下程序进行 1 测量定位 根据施工图 通过测量 确定电杆的位置 并在杆位上打定位桩 2 竖立电杆 按照定位桩位置 首先挖坑 做防沉底基 然后立杆 最后回填土 立杆时 通常借助起重机 电工配合 协调工作 3 安装横担 根据施工图要求的横担的形式 数量 位置 在电杆上用抱箍等金具进行安装 横担安装完后 即可安装绝缘子 4 架设导线 首先将导线放置在电杆下的地面上 然后将导线拉上电杆 用紧线器将导线在两根电杆间的弧垂度调整
14、到规定范围后 再固定导线于绝缘子上 5 安装拉线 根据图纸要求 确定拉线形式 数量 方位 在现场制作拉线 安装拉线盘 上把 下把 9 3建筑电气照明系统 一 照明方式与种类二 照明光源及照明灯具三 室内照明线路及施工 一 照明方式与种类 照明方式 一般照明 分区一般照明 局部照明 混合照明 照明种类 正常照明 应急照明 警卫照明 值班照明 景观照明 障碍照明 备用照明 安全照明 疏散照明 二 常用电工材料 导线 绝缘导线 电缆 母线 安装材料 金属材料 非金属材料 一 常用的绝缘导线 绝缘导线的型号 BLV 500 25表示铝芯塑料绝缘塑料导线 额定电压为500V 线芯截面为25 2 二 电缆
15、 1 电缆的种类 4 按用途分 可分为电力电缆 控制电缆 通信电缆 2 电力电缆的基本结构 3 电缆的型号 电缆的型号 VV22为铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套双钢带铠装电力电缆 线路 电缆 的文字标注 基本格式 a b c d e f式中 a 回路编号b 导线或电缆型号c 导线根数或电缆的线芯数d 每根导线标称截面积mm2e 线路敷设方式f 线路敷设部位例 WL1 VV 3 120 21 50 SC50 FC 4 电缆线路特点 5 电缆线路敷设 电缆工程的敷设方式的选择应根据工程条件 环境特点和电缆类型 数量等因素确定 且按运行可便于维护的要求和经济技术合理的原则来选择 电缆线路多为暗敷设 电
16、缆线路的敷设方式主要有直埋式 电缆沟式 桥架式 排管式 隧道式等 电缆线路的施工按如下程序进行 1 测量定位 根据施工图要求和实际现场环境测量确定电缆沟及排管敷设位置 2 开挖电缆沟 直埋式电缆沟结构较为简单 一般挖成截面为倒梯形的形状 沟底铲平 铺上100mm的软土或细沙 再将电缆敷设放置在上面 具体做法详见图9 19所示 普通电缆沟由砖砌或混凝土浇注而成 侧壁装有电缆支架 做法见图9 20所示 电缆线路的施工 直埋地敷设 电缆沟敷设 3 电缆敷设 电缆一般借助放线架 滚轮等敷设 在沟内不宜拉得很直 应略成波浪形 以适应环境温度造成的热胀冷缩 多根电缆不应相互盘绕敷设 应保持至少一个电缆直径的间距 以满足散热的要求 电缆较长中间有接头时 必须采用专用的电缆接头盒 若电缆有分支 常采用电缆分支箱分线 4 电缆连接设备 电缆与设备连接 其终端要做电缆终端头 简称电缆头 电缆头的制作主要有热缩法 冷缩法和干包法等 热缩式电缆头制作如下图所示 3 母线 1 作用 用于变压器连接各种高低压电器 起汇集 分配和输送电能的作用 2 类型 软母线 用于35KV以上户外配电 硬母线 用于20KV以下户
