电气照明设计一二节

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1、照明电气设计,概述 照明供电 照明线路计算 照明线路保护 导线、电缆的敷设与选择,概述,一、电气设计的基本要求 安全 可靠 经济 便利 美观 发展,二、电气设计的主要任务 （1）正确选择供电电压，配电方式 （2）进行负荷计算 （3）控制方式的选择 （4）保护方法的选择 （5）投资和运营费,三、电气设计步骤 （1）收集原始资料：电源、负荷 （2）负荷性质确定电源 （3）确定照明配电系统 （4）确定开关控制方式以及数量和位置 （5）确定保护设备，接地形式及安全措施 （6）进行负荷计算、电压损失计算等 （7）选择导线 （8）确定电能计量方式,照明供电,一、照明对供电质量的要求 1。照明对供电质量要求

2、 (1)允许的电压偏移 用电设备处电压偏移的允许值 电动机 5； 照明灯 一般工作场所 5； 视觉要求高的场所 5； 2.5%等,(2)允许的电压波动 电网电压的短时快速变动。,（3）改善电压质量的措施 1）与冲击符合分开供电 2）公用配电电路时供电,3）电压质量要求高的场所采用有载自动调压变压器 4）合理采用无功补偿 5）尽量做到三相平衡,2。照明负荷对供电可靠性的要求 （1）照明负荷分级 1）一级负荷 符合下列条件之一的，为一级负荷。 中断供电将造成人身伤亡的负荷。如医院急诊室、监护病房、手术室等处的负荷。 中断供电将在政治、经济上造成重大损失的负荷。 中断供电将影响有重大政治、经济意义的

3、用电单位的正常工作的负荷，如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要负荷。,2）二级负荷 符合下列条件之一的，为二级负荷。 中断供电将在政治、经济上造成较大损失的负荷。 中断供电将影响重要用电单位的正常工作的负荷。,3）三级负荷 不属于一、二级负荷者为三级负荷。 在一个工业企业或民用建筑中，并不一定所有用电设备都属于同一等级的负荷，因此在进行系统设计时应根据其负荷级别分别考虑。,属于一级负荷的设备有:消防控制室、消防水泵、消防电梯、防 排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾事故照明、疏 散指示标志和电动的防火门窗、卷帘

4、、阀门等消防用电设备:保 安设备;主要业务用的计算机及外设、管理用的计算机及外设， 通信设备;重要场所的应急照明。 属于二级负荷的设备有:客梯、生活供水泵房等。 属于三级负荷的设备有：空调、照明等。 一级负荷应由两个独立电源供电。 二级负荷一般应由上一级变电所的两段母线上引来双回路进行 供电，也可以由一条专用架空线路供电。 三级负荷可由单电源供电,1）一级负荷 一级负荷中有普通一级负荷和特别重要的一级负荷之分。 普通一级负荷应由两个电源供电，且当其中一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。 特别重要的一级负荷，除由满足上述条件的两个电源供电外，尚应增设应急电源专门对此类负荷供电。,2）

5、二级负荷 宜由两回线路供电，当电源来自于同一区域变电站的不同变压器时，即可认为满足要求。 在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆线路供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，且每根电缆应能承受100的二级负荷。,3）三级负荷对电源的要求 三级负荷对电源无特殊要求，一般以单电源供电即可。,二、照明供电方式,1、负荷按三类分组方案,优点：可靠性高 缺点：结构复杂、造价高,2、负荷按二类分组方案（一）,优点：可靠性高、造价较低 缺点：保证负荷无备用电源,K3-K4、自投互锁,3、负荷按二类分组方案（二）,优点：可靠性高

6、、造价低 要求：保证负荷应火灾自动跳闸,1) 供电时间 应急照明的供电时间因其功能不同略有差异，用于继续工作的备用照明，其供电时间应保证连续性，如消防控制中心、配电室等应至少满足消防要求的8h以上。而用于暂时继续工作的备用照明则应保证1h以上。疏散照明和安全照明应保证不少于20min供电，高度超过100m的建筑则不应少于30min。,4、 应急照明的供电,2) 供电系统 应急照明的供电应按其负荷等级要求来确定。应急照明在一类防火等级的高层建筑中为一级负荷，在二类高层建筑中为二级负荷，因此应急照明应由专用的双电源回路供电。并采用专用的应急照明配电箱(双电源自动切换箱)。 (1) 应急照明配电箱的

7、设置 一个应急配电箱供电区域主要考虑回路电压降的大小，电压偏移范围为10，因为通常情况下应急照明的安装负荷较小。, 考虑管理上的方便，通常可与正常照明配电箱设在同一处。 若每层面积不大(不超过1000m2)，且负荷较小，也可多层应急照明设一个配电箱，如每二至三层设一个。 对于特别场所，应单独设置配电箱以提高其可靠性和管理上的方便。 考虑建筑防火分区的划分，以满足联动控制系统的要求。,(2) 供电方式 应急照明配电箱的供电方式常用下列三种形式： 链式供电，如图4.13所示。 放射式供电。 树干式供电。,(3) 备用电源的选用 应急照明的备用电源可按负荷等级、供电时间要求等选择下列相应的电源： 柴

8、油发电站低压配电回路； 变电所不同低压母线段专用配电回路(无柴油发电站时)； 蓄电池组。,图4.13 应急电源的链式供电,三、照明供电网络,1。照明供电网络的组成 照明配电系统一般由进照,照明配电系统一般由进户线、总配电箱、干线、分配电箱、支线和用电设备（灯具、插座等）组成。,照明配电系统一般由进户线、总配电箱、干线、分配电箱、支线和用电设备（灯具、插座等）组成。,第三节 照明配电系统,一、照明配电系统的组成,1.进户线（馈电线） 它是由建筑物外引至总配电箱的一段线路。,2.干线 它是从总配电箱到分配电箱的线路。,3.支线 它是由分配电箱引到各用电设备的线路。,总配电箱：建筑物总的接受和分配电

9、能的装置 分配电箱：用户端接受和分配电能的装置。,2、照明供电网络的接线形式,一、放射式,优 点：可靠性高 缺 点：投资大 适用范围：大型用电设备供电 电缆供电线路,二、树干式,优 点：投资省 缺 点：可靠性较低 适用范围： 多用于一般负荷 电力架空线路 户外 绝缘导线供电 多层 单芯电缆供电 高层大容量 多芯电缆供电 配电箱内设,三、混合式,结构特点：PM1、PM2配电箱 为电缆分支箱 优 点：投资较省、可靠性高 适用范围：照明网络比较普遍 多芯电缆供电,3。照明网络的电压选择,（1）正常环境 （2）危险环境 自己看书上介绍,(1) TN系统 电力系统有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分

10、通过保护线与接地点连接。 TN-S系统：整个系统的中性线（N）与保护线(PE)是分开的，见图。 TN-C系统：整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是合一的，见图。 TN-C-S系统：系统的前一部分线路的中性线(N)与保护线(PE)是合一的，而系统的后一部分线路的中性线(N)与保护线(PE)则是分开的，见图。,4。照明供电网络的接地形式,(2) TT系统 电力系统有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极。见图5.5。 (3) IT系统 电力系统的带电部分与大地无直接连接（或有一点经足够大的阻抗接地），受电设备的外露可导电部分通过保护线接至接地极。

11、见图5.6。,图 TN-S系统,图 TN-C系统,图 TN-C-S系统,图 TT系统,图 IT系统,(1) 保护接地将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳用电阻很小的导线与接地体可靠地连接起来，这种接地方式称为保护接地。 保护接地适用于中性点不接地的供电系统，根据规定在电压低于1000V而中性点不接地的电力网中， 或电压高于1000V的电力网中均须采用保护接地。 图所示为保护接地的作用。,保护接地与保护接零,(2) 保护接零 在三相四线制中，电源中性点接地的低压供电系统，如果仍然采用保护接地的方法不能有效地防止人身触电的事故。 如所示的中性点接地系统，当采用保护接地而绝缘损坏使一相线碰壳短路时

12、，短路电流Ik为：,设R0、Rd为4，电源相电压为220V。 Ik=220/（4+4）=27.5A 设备外壳对地电压为： U=IkRd27.54110V 所以人体将承受110V的对地电压，会非常危险。 在1000V以下电源中性点接地的三相四线制供电系统中应采用保护接零的方法，如图所示,(3) 重复接地 在中性点接地的供电系统中，除将电源中性点接地外，沿中线走向，每隔一定距离再次将中线接地，叫重复接地。 如图所示。经过重复接地处理后，即使零线发生断裂，也能使故障程度减轻。在照明线路中，也可以避免因零线断裂三相电压不平衡而造成的某些电气设备的损坏。,图 保护接地的作用,图 中性点接地系统采用保护接

13、地的情况,图 保护接零,图 重复接地,等电位联接,等电位联接可分为总等电位联接和辅助(或局部)等电位联接。 所谓总等电位联接就是将建筑物内的下列导电部分汇集到进线配电箱近旁的接地母排上而互相联接：进线配电箱的保护线干线；自电气装置接地极引来的接地干线；建筑物内水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；条件许可的建筑物金属构件等导电体。,等电位联接的作用,辅助等电位联接是将上述导电部分在局部范围内再作一次联接，或将人体可同时触及的有可能出现危险电位差的不同导电部分互相直接联接。 图所示为总等电位联接示意图。 根据有关规范(如低压配电设计规范GB50054-95)的规定，采用接地故障保护时，应在建筑

14、物内作总等电位联接。需要联接的部分如前所述，所需联接的各导电体应尽量在进入建筑物处接向总等电位联接端子，如图所示。,图 总等电位联接示意图,图 卫生间局部等电位联接示意图,5。照明供电网络的设计原则,（1）各相平衡 （2）照明配电箱位置 （3）分支回路电流限制 （4）确保安全，装设保护设备 （5）应急照明注意事项 （6）重要照明注意事项,6。室内照明灯具控制方式的选择,基本原则见教材P138P139,这是一种最简单的照明控制线路，其平面图上的多线表示如下页图 (a)所示。图 (b)为一只开关控制多盏灯。,照明控制主要满足安全、节能、便于管理和维护等要求。熟悉掌握照明基本控制线路是提高读图效率的

15、基本手段。常用照明基本控制线路见下页图。,（1）一只开关控制一盏灯或多盏灯。,开关必须接在相线上，零线不进开关，直接接灯座。,图 (c)，控制开关装在相线上，控制灯的亮灭，而插座不受开关控制。线路中间不能有接头，接头要在接线端子处。,一只开关控制多盏灯时，几盏灯均应并联接线，而不是串联接线。,（2）一只开关控制一盏灯并与插座相连,（3）一组双控开关控制一盏灯,图 (d)是用2只双控开关控制一盏灯的线路。从图中看出双控开关比普通开关多了一个接点，开关上要接3根线，所以也有人称双控开关为三线开关，通常用于楼梯、走廊等处。,四、照明配电设备,1。照明配电箱,照明配电箱的安装高度应符合施工图纸要求。若

16、无要求时，一般底边距地面为1.5 m，安装垂直偏差不应大于3mm。配电箱上应注明用电回路名称。,照明配电箱有标准型和非标准型两种。标准配电箱可按设计要求直接向生产厂家购买，非标准配电箱可自行制作。照明配电箱型号繁多，但其安装方式有悬挂式明装和嵌入式暗装两种。,配电箱（盘） 是在配电系统中实现配电和控制与保护功能的装置。它主要 包括电源配电箱（柜）、动力与照明配电箱（柜）、电度表箱、 插座箱等。 （1）标准电力配电箱 （2）标准照明配电箱 （3）系列配电箱 （4）其他,配电箱的选择 根据负荷性质和用途，确定是照明配电箱还是电力配电箱， 或是计量箱、插座箱等； 根据控制对象负荷电流的大小、电压等级以及保护要求， 确定配电箱内主回路和各支路的开关电器、保护电器的容 量和电压等级； 从使用环