建筑供配電低壓配電設備及導線的選擇

低壓配電設備及導線的選擇了解建筑電氣的基本作用與分類；了解發(fā)電、變電、輸電、配電的過程；掌握電力負荷的分級和相應的設置要求；掌握低壓配電系統(tǒng)常用的配電形式；掌握導線的選擇、布置和敷設；掌握低壓配電線路中常用的設備。1建筑電氣的基本作用與分類建筑電氣的基本含義是：建筑物及其附屬建筑的各類電氣系統(tǒng)的設計與施工以及所用產(chǎn)品、材料與技術的生產(chǎn)和開發(fā)的總稱。建筑電氣工程的主要功能是輸送和分配電能、應用電能和傳遞信息，為人們提供舒適、便利、安全的建筑環(huán)境。1.創(chuàng)造環(huán)境的設備(1)創(chuàng)造光環(huán)境的設備；(2)創(chuàng)造溫濕度環(huán)境的設備；(3)創(chuàng)造空氣環(huán)境的設備；(4)創(chuàng)造聲音環(huán)境的設備；2．追求方便性的設備(1)增加居住者和使用者的生活和工作方便的設施。(2)縮短信息傳遞時間的系統(tǒng)。3．增強安全性的設備4．提高控制性能的設備5．提供生產(chǎn)工藝、辦公設備、日用電器的能源“智能建筑”（IB）2電能的產(chǎn)生、輸送和分配2.1電能的產(chǎn)生、輸送電能屬于二次能源，它是在發(fā)電廠中將一次能源經(jīng)轉化而形成的。發(fā)電機產(chǎn)生的電能經(jīng)過升壓變壓器先將電壓升高，然后輸送出去。為了滿足用電設備對工作電壓的要求，在用電地區(qū)需設置降壓變電所，將電壓降低供用戶使用。通常，在用電地區(qū)設置降壓變電所將輸電電壓降低到6～l0kV，然后分配到居住區(qū)等負荷中心，由變電所或配電變壓器將電壓降低到380/220V，給低壓用電設備供電，這樣就可以在房間內使用電氣設備了。電源、電力網(wǎng)以及電能用戶等組成的整體稱為電力系統(tǒng)將同一等級電壓的電力網(wǎng)做成環(huán)網(wǎng)，當個別發(fā)電機因檢修或某一回路發(fā)生故障時，可以由環(huán)網(wǎng)中的另一電力供電回路供電，從而提高電網(wǎng)供電的可靠性。電力系統(tǒng)示意圖2.2標準額定電壓城市電網(wǎng)標準電壓等級包括500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV和380／220V。2.3電能質量1.電壓偏移電壓偏移指供電電壓偏離(高于或低于)用電設備額定電壓的數(shù)值占用電設備額定電壓值的百分數(shù)。2.頻率

我國電力工業(yè)的標準頻率為50Hz(赫茲),由電力系統(tǒng)保證。當偏離了規(guī)定值，將影響用電設備的正常工作。3.波形通常,要求電力系統(tǒng)給用戶供電的電壓及電流的波形應為標準的正弦波。為此，首先要求發(fā)電機發(fā)出符合標準的正弦波形電壓。其次，在電能輸送和分配過程中不應使波形產(chǎn)生畸變。3負荷的分類及配電系統(tǒng)的基本形式3.1電力負荷的分類

1.一級負荷中斷供電將造成人身傷亡、重大政治影響、重大經(jīng)濟損失的用電單位的重要負荷；例如：重大設備損壞、重大產(chǎn)品報廢、國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時間才能恢復等。一級負荷應由兩個電源獨立供電。一級負荷中的特別重要負荷，除上述兩個電源外，還應增設應急電源

2.二級負荷指中斷供電將造成較大政治影響、較大經(jīng)濟損失、公共場所秩序混亂的用電單位的重要負荷。例如：主要設備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復等。二級負荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回路供電。3.三級負荷

建筑類別建筑物名稱用電設備及部位名稱負荷級別住宅建筑旅館建筑辦公建筑教學建筑科研建筑一類高層建筑二類高層建筑高層普通住宅一、二級旅游旅館高層普通旅館省、市、自治區(qū)及部級辦公樓銀行高等學校教學樓高等學校重要實驗室科研院所重要實驗室市級（地區(qū)）及以上氣象臺計算中心高層建筑的消防設施客梯電力、樓梯照明經(jīng)營管理用電子計算機及其外部設備電源，宴會廳、餐廳、高級客房、廚房、主要通道照明、部分客梯電力、廚房部分電力等其余客梯電力、一般客房照明客梯電力、主要通道照明客梯電力、主要辦公室、會議室、總值班室、檔案室及主要通道照明主要業(yè)務用電子計算機及其外部設備電源，防盜信號電源客梯電力客梯電力、主要通道照明主要業(yè)務用電子計算機及其外部設備電源，氣象雷達、電報及傳真收發(fā)設備、衛(wèi)星云圖接受機、語言廣播電源、天氣繪圖及預報說明客梯電力主要業(yè)務用電子計算機及其外部設備電源客梯電力消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設施、火災自動報警、自動滅火裝置、火災事故照明、疏散指示標志和電動防火門窗、卷簾、閥門等消防用電二級一級二級二級一級一級二級二級一級一級一級二級一級二級一級二級

4.負荷計算計算負荷是通過統(tǒng)計計算得出。若計算負荷確定過大，將使設備和導線選的過大，造成投資和有色金屬的浪費；若計算負荷確定過小，將使設備和導線選的過小，影響和限制了建筑物發(fā)揮應有的功能，甚至使設備和導線燒壞，造成事故。在方案設計階段為便于確定供電方案和選擇變壓器的容量及臺數(shù)，常采用單位指標法。建筑類別用電指標(W／

)建筑類別用電指標(W／

)公

寓30～50醫(yī)

院40～70旅

館40～70高等學校20～40辦

公30～70中小學12～20商

業(yè)一般：40～80展覽館50～80大中型：60～120體

育40～70演播室250～500劇

場50～80汽車庫8～15各類建筑物的用電指標

3.2照明配電系統(tǒng)的一般要求照明供電電壓一般采用單項220V。若電流超過30A時，應采用220V/380V電源。事故照明應有獨立供電電源，并與正常照明電源分開。在觸電危險較大的場所，所采用的局部照明，應采用36V及以下的安全電壓。正常照明的最遠一只照明燈具的電壓，一般不得低于額定電壓的97.5%。照明系統(tǒng)的每一單行回路線路長度不宜超過30m，電流不宜超過16A，燈具為單獨回路時數(shù)量不宜超過25個。當燈具與插座混為一回路時，其中插座數(shù)量不宜超過5個；當插座為單獨回路時，數(shù)量不宜超過10個。為改善氣體放電光源的頻閃效應，可將同一或不同燈具的相鄰燈管分別接在不同的線路上。3.3.1變配電所變配電所擔負著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，然后分配電能的任務，是供電系統(tǒng)的中樞，占有特別重要的地位。變電所的類型很多，工業(yè)與民用建筑設施的變電所大都采用10KV進線，將10KV高壓降為400/230V的低壓，供用戶使用。1.變配電所選址書上2092.變配電所的結構變配電所的形式主要分為獨立式、桿上、附設式和箱式等。3.3.2低壓配電系統(tǒng)一般要求（210頁）3.3.3低壓配電系統(tǒng)的配電方式

1.樹干式系統(tǒng)特點是從供電點引出的每條配電線路可連接幾個用電設備或配電箱。樹干式配電系統(tǒng)比放射式系統(tǒng)線路的總長度短，可以節(jié)約有色金屬，比較經(jīng)濟；供電點的回路數(shù)量較少，配電設備也相應減少。缺點是干線發(fā)生故障時，影響的范圍大，供電可靠性較差，導線的截面面積較大。2.放射式系統(tǒng)

特點是配電線路故障互不影響，供電可靠性高，配電設備集中，檢修比較方便，缺點是系統(tǒng)靈活性差，導線消耗量較多。3.混合式系統(tǒng)它具有放射式與樹干式系統(tǒng)的共同特點。這種供電方式適用于用電設備多或配電箱多，容量又比較小，分布比較均勻用電設備的場合。4.鏈式系統(tǒng)它是樹干式的一種特殊形式，具有樹干式同樣的特點。這種供電形式適用于設備距配電柜較遠而彼此相距又較近的不重要的容量較小的用電設備，保持干線線徑不變，這種方式總容量不超過l0kW。連接照明配電箱宜為3～4個。

（a）（b）

樹干式放射式混合式鏈式4電線、電纜的敷設4.1導線材料

用作電線電纜的導電材料，通常有銅和鋁兩種。下列場合不應采用鋁芯線纜：①需要確保長期運行中連接可靠的回路，如重要電源、重要的操作回路及二次回路等；②移動設備的線路及振動場所的線路；③對鋁有腐蝕的環(huán)境；④高溫環(huán)境、潮濕環(huán)境、爆炸及火災危險環(huán)境；⑤應急系統(tǒng)及消防設施的線路；⑥工業(yè)及市政工程、戶外工程的布電線(分支配電線)。4.2電線、電纜截面選擇的條件1.按溫升選擇截面電線、電纜本身是一個阻抗，當負荷電流通過時，就會發(fā)熱，使溫度升高，就會破壞導線的絕緣性能，影響供電線路的安全性與可靠性。2.按使用環(huán)境及敷設方式選擇書上213下列情況的配電線路中應采用銅芯線纜。I.屬于一、二級負荷以及三級負荷中的特別重要負荷的配電線路。II.居住建筑、幼兒園、福利院等用電設備的配電線路。III.連接移動設備和特別潮濕以及有強烈振動的場所。IV.易燃易爆場所和強地震區(qū)。

3.按短路熱穩(wěn)定選擇截面通過短路電流時，應考慮短路可能產(chǎn)生的機械力不超過所允許的短路強度。

4.按電壓損失選擇

電流通過導體時，由于線路上有電阻和電抗存在，除產(chǎn)生電能損耗外，還產(chǎn)生電壓損失。當電壓損失超過一定的數(shù)值后，將使用電設備端子上的電壓不足，嚴重地影響用電設備的正常運行。為了保證電氣設備的正常運行，必須根據(jù)線路的允許電壓損失來選擇導線的截面。一般線路的電壓損失不允許超過5%5.按機械強度要求選擇，導線截面的選擇必須滿足機械強度的要求，因為導線本身的重量，以及自然界的風、雨、冰、雪現(xiàn)象，會使導線承受一定的應力，只有導線選擇足夠大，才能保證供電線路的安全運行。按經(jīng)濟電流選擇截面

在經(jīng)濟壽命期內的總費用最少，即初始投資和經(jīng)濟壽命期內線路損耗費用之和最少。4.3線路的敷設4.3.1電纜線路的敷設

室外電纜架空敷設造價低，施工容易，檢修方便，但美觀性較差。電纜可在排管、電纜溝、電纜隧道內敷設。室內電纜通常采用金屬托架或金屬托盤明設。

架空明設的電纜與熱力管道的凈距不應小1m，否則應采取隔熱措施。電纜與非熱力管道的凈距不應小于0.5m。電纜在室內埋地敷設、穿墻或樓板時，應穿管或采取其他保護措施，其管內徑應不小于電纜外徑的1.5倍4.3.2絕緣導線的敷設1.分類絕緣導線的敷設方式可分為明敷和暗敷。2.明敷方式有以下幾種

(1)電線架設于絕緣支柱(絕緣子、瓷珠或線夾)上，這種配線方法除了在一些工業(yè)廠房的電力線路配線中仍有使用外，在其他民用建筑中已基本不用。(2)電線直接沿墻、天棚等建筑物結構敷設(用線卡固定)(3)導線穿金屬(塑料)管或金屬(塑料)線槽用支持碼直接敷設在墻、天棚表面，絕緣電線水平敷設時，室外離地面高度不小于2.7m；室內離地面高度不小于2.5m。垂直敷設時，室外離地面高度不小于2.7m；室內離地面高度不小于1.8m。絕緣導線經(jīng)過建筑物的伸縮縫及沉降縫時，應在跨越處的兩側將導線固定，并應留有適當余量。導線穿墻或樓板時應穿管保護。3.絕緣導線穿管敷設絕緣導線穿管敷設既可以明敷又可暗敷。金屬管布線一般適用于室內、外場所。建筑物頂棚內，宜采用金屬管布線。明敷和暗敷于干燥場所的金屬管可采用電線管。金屬管、塑料管布線的管路較長或有彎時，宜適當加裝接線盒，穿金屬管的交流線路，應將同一回路的所有相線和中性線穿在同一個管內。塑料管布線一般適用于室內和有酸堿腐蝕的場所，但在易受機械損傷的場所不宜明敷。

4.線槽布線金屬線槽布線一般適用于正常環(huán)境的室內場所明敷。塑料線槽布線一般適用于正常環(huán)境的室內場所，在高溫和易受機械損傷的場所不宜采用。

強、弱電線路不應敷設在同一塑料線槽內。塑料線槽內不得有接頭，分支接頭應在接線盒內進行。5供配電系統(tǒng)常用設備5.1變壓器變壓器就是用來改變電壓的設備。改變后的電壓如果高于改變前的電壓，則稱為升壓變壓器，反之稱為降壓變壓器。5.2高壓設備1.高壓斷路器高壓斷路器是一種開關電器，不僅能夠接通和斷開正常負荷的電流，還能在保護裝置的作用下自動跳閘，切除故障電流。高壓斷路器2.高壓隔離開關在設備和線路進行檢修時，為了保護人員和設備的安全，需要電路中有一個明顯的斷開點，高壓隔離開關就起這樣一個作用。

3.高壓負荷開關高壓負荷開關是一個開關器件，主要用于高壓線路中，負責接通和斷開正常工作的負荷電路高壓開關柜4.高壓開關柜5.3低壓保護裝置1.刀開關

刀開關因為有明顯可見的斷路點，起隔離電源作用，可供通斷電路用，亦可作為不頻繁地接通和分斷照明設備和小型電動機的電路。漢語拼音“H”為刀開關和轉換開關產(chǎn)品的編碼，HD為刀型開關，HH為封閉式負荷開關，HK為開啟式負荷開關；HR為熔斷式刀開關；HS為刀型轉換開關；HZ為組合開關。鐵殼封閉式開關2.熔斷器

熔斷器是一種保護電器。當電流超過規(guī)定值并經(jīng)過足夠時間后，使熔體熔化，把其所接入的電路斷開，對電路和設備起短路和過負荷保護。漢語拼音“R”為熔斷器的型號編碼3.低壓斷路器低壓斷路器也稱空氣開關或自動空氣開關，它是一種用于低壓線路的開關設備，具有良好的滅弧裝置，能夠在電流或電壓超過額定值時自動切斷線路，起到保護線路和設備的作用低壓斷路器在使用時要垂直安裝，不要傾斜，以避免其內部機械部件運動不夠靈活。接線時，要上端接電源線，下端接負載線。有些空氣開關自動跳閘后，須將手柄向下扳，然后再向上推才能合閘，若直接向上推則不能合閘。4.漏電保護器漏電保護器裝有檢漏元件聯(lián)動執(zhí)行元件自動分斷發(fā)生故障的線路。漏電保護器能迅速斷開發(fā)生人身觸電、漏電和單相接地故障的低壓線路。

在民用建筑中下列配電線路或設備終端線路宜裝設漏電保護器：①民用建筑的低壓進線處應設有漏電保護器，以防因電氣故障引起的火災；②客房的照明和插座，以及住宅、辦公、學校、實驗室、幼兒園、敬老院、醫(yī)院病房、福利院、美容院、游泳池、浴室、廚房、臥室等插座回路；③室外照明、廣告照明等室外電氣設施；④醫(yī)療用浴缸、按摩理療等康復設施；⑤夜間用電設備的工作電壓超過150V的配電線路；⑥裝有隔離變壓器的二次側電壓超過30V的配電線路；⑦TT系統(tǒng)供電的用電設備。下列場所不應裝設漏電保護電器，但可以裝設漏電報警信號：①室內一般照明、應急照明、警衛(wèi)照明、障礙標志燈；②通信設備、安全防范設備、消防報警設備等；③消防泵類、送風排煙風機、排污泵等；④廚房的電冰箱及消防電梯等；⑤醫(yī)院手術室插座等。5.4其他設備1.互感器在高壓線路中直接測量電壓或電流值是非常危險的。實際測量時，是通過一種設備將較大的電壓和電流轉換成較小的電壓和電流后測量的。這種設備就稱為互感器。分為電壓互感器和電流互感器。

2.接觸器要斷開高壓線路，如果人員親手斷開，高壓電產(chǎn)生的電弧足以致命，這樣就需要借助一種設備，就是接觸器。接觸器中的線圈在通電時可以改變其配套開關的狀態(tài)，這樣就可以控制開