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第九章建筑电气【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；熟悉电气工程常用的电工材料；了解建筑供配电系统的组成；了解室外配电线路的组成与施工方法；熟悉室内照明线路的组成及施工方法；了解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建筑电气系统基础知识9.1.1电路基本知识9.1.2电力系统9.1.3用电负荷等级划分9.1.4常用电工材料9.1.1电路基本知识1．电路组成及作用火线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电路是由电源、负载、中间环节组成的。电源：产生电能，如发电机、蓄电池、电力变压器等。负载：消耗电能，将电能转化为机械能、热能等。中间环节：传递、分配和控制电能，主要包括导线、开关、熔断器等设备。1．电路组成及作用电路的作用：（1）电能的传输和分配,包括发电、变电、输电、配电、用电等环节。这种以电能的传输、分配和使用为主的工程系统常称为强电工程。如电力、照明线路。（2）信息的传递和处理,如电话、电视、楼宇对讲系统、消防报警系统、广播系统、网络系统、安全防范系统等。这种以信号的传输为主的工程成为弱电工程。如电话、电视、消防、安防线路。9.1.1电路基本知识2．交流电路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。9.1.1电路基本知识1）三相交流电路的电源三相电源：三相交流发电机、三相电力变压器三相电源的星形连接相线（L1）相线（L2）相线（L3）中线（N）PE保护线（PE）1）三相交流电路的电源把三相绕组的末端X、Y、Z连接在一起成为公共点（称为中性点N），从中性点引出一根导线称为中线（俗称零线）；由三相绕组的始端A、B、C分别引出三根导线，称为相线（俗称火线），这就是三相电源的星形连接。也称为三相四线制。为防止设备因漏电对人造成伤害，工程中常从中性点接地处另外引出一条导线，与设备外壳连接，这条导线称为保护线（PE）。在建筑内配线，中线（N）一般用蓝色导线，A、B、C相线分别用黄、绿、红导线，保护线(PE)用黄绿双色导线。（2）三相电源为电路提供的电压。相电压相线与中线之间的电压称为相电压，用UA、UB、UC表示。线电压不同两个相线之间的电压称为线电压，用UAB、UBC、UCA表示。线电压与相电压有效值之间的关系PLUU32）三相交流电路的负载常用三相四线制供电系统中，相电压为220V，线电压为380V，一般称为380V/220V三线四线只供电系统。负载有两类：一类是必须接上三相电源才能正常工作的三相用电设备，如三相异步电动机等；另一类是额定电压为220V或380V，只需接两根电源线的单相用电设备，如单相电动机、白炽灯、荧光灯、单相电焊机等。9.1.2电力系统电力系统是由发电厂、电力网和电力用户组成的统一整体。3.15～15.7kv35～330kv6～10kv380/220v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）。9.1.3用电负荷等级划分根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上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。见表9-1所示。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。9.1.4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9.1.4常用的绝缘导线1.导电材料常用导线可分为普通导线、电缆和母线。普通导线分裸导线和绝缘导线。电缆是一种多芯导线，主要是用来输送和分配大功率电能。母线（汇流排）是用来汇集和分配高容量电流的导体，有硬母线和软母线之分。35KV以下的高低压配电装置一般用硬母线。(1)裸电线裸电线一般为架空线路的主体，担负着输送电流的作用。它不仅要具有良好的导电性，而且还要有一定的机械强度和耐腐蚀性。裸电线的材料有铜、铝和钢，形状有圆单线、扁线和绞线。绞线的种类比较多，有铝绞线(LJ)、硬铜绞线(TJ)、铝合金绞线(LHj)、钢芯铝绞线(LGJ)、钢芯铝合金绞线(LHGJ)等。导线按线芯材料分为有铜芯和铝芯；按线芯股数分为单股和多股；按线芯结构分为单芯、双芯和多芯；按绝缘材料和用途可分为聚氯乙烯绝缘电线、聚氯乙烯绝缘屏蔽电线、橡皮绝缘电线等。如：BV-500-25mm2(2)绝缘电线(2)绝缘电线绝缘导线绝缘导线的型号额定电压（V）标称截面（㎜2）绝缘材料：X-橡皮；V-塑料线芯材料：L-铝；T-铜（省略）；R-软质；Y-硬质外护层材料：B-玻璃丝编织线、棉纱编织线等产品用途：B-布线用绝缘导线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。2）电缆电缆是一种多芯导线，一般埋设于土壤中或敷设于沟道、隧道中，不用杆塔，占地少且传输稳定，安全性能高，它在电路中起着输送和分配电能的作用。在电力系统中最常见电缆有：电力电缆、控制电缆、通信电缆等。电缆按绝缘材料的不同，有油浸纸绝缘电力电缆和交联聚乙烯绝缘电力电缆。油浸纸工作电压有lkV、3kV、6kV、l0kV、20kV和35kV六种；橡皮绝缘电力电缆额定电压有0.5kV和6kV两种；聚氯乙烯绝缘电力电缆额定工作电压有lkV和6kV等。任何一种电缆都是由导线线芯、绝缘层及保护层三部分组成。电缆的结构电力电缆电力电缆控制电缆通信电缆(1)导电线芯通常采用高电导率的油浸纸绝缘电力电缆线芯的截面分为2.5mm2、4mm2、6mm2、l0mm2、16mm2、25mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2等19种规格。电缆线芯数有单芯、双芯、三芯和多芯等几种。控制电缆芯数由2芯到40芯不等。线芯的形状很多，有圆形、半圆形、椭圆形等。当线芯面积大于25mm2时，通常采用多股导线绞合并压紧而成，这样可以增加电缆的柔软性并使结构稳定。2）电缆(2)绝缘层通常采用纸绝缘、橡皮绝缘、塑料绝缘等材料作绝缘层。塑料绝缘电缆具有抗酸碱、腐蚀和质量轻等特点，适用于有化学腐蚀及高度差较大的场所。目前塑料电缆有两种：一种是聚氯乙烯绝缘及护套电缆；另一种是交联聚乙烯绝缘护套电缆。2）电缆（3）保护层纸绝缘电力电缆的保护层分内层和外层两部分。2）电缆3）母线母线主要用于工业配电线路的主干导线，或用作大型电气设备的绕组线及连接线。母线分为硬母线和软母线两种。形状有圆形、管型、矩形。材质有铜、铝、钢。如，TMY-125×10为硬铜母线，宽度为125mm，厚度为10mm.封闭式母线2.常用安装材料——线管1）常用导管⑴焊接钢管，适用于内线工程中有机械外力或有轻微腐蚀性气体的场所配管。分为镀锌管和普通管。⑵薄壁钢管（电线管），内外壁涂有绝缘层，适用于干燥场所的线路敷设。如扣接式（KBG管）、紧定式（JDG管）镀锌钢管，都属于薄壁钢管。⑶金属软管（蛇皮管），常用于需要弯曲部位较多的场所及设备的出线口处等。焊接钢管镀锌钢管金属软管（蛇皮管）⑷塑料管常用的塑料管有硬塑料管、半硬型塑料管、软型塑料管等。按材质主要有聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管等。其特点是常温下抗冲击性能好，耐碱、耐酸、耐油性能好，但易变形老化，机械强度不如钢管。阻燃塑料软管常用安装材料——线管常用安装材料——型材（1）圆钢(d)：用于制作螺栓、钢索、接地线、避雷针等。规格：8号直径8mm（2）扁钢(a)：用于制作支架、吊架、避雷带、接地线等。规格：-50×5（3）角钢(b、c)：用于制作支架、吊架、避雷装置等。规格：L50×50×6（4）槽钢(e)：用于制作配电屏支座等。规格：20号H为200mm（5）工字钢(f)：常用于各种电气设备的固定底座、变压器台架等。规格：腹板高度（h）×腹板厚度（d）其型号是以腹高（㎝）数表示。如10号工字钢，表示其腹高为10㎝（100㎜）。钢板工字钢槽钢3)常用紧固件膨胀螺栓预埋螺栓六角头螺栓双头螺栓木螺钉机螺钉2.安装材料3)常用紧固件9.2建筑供配电系统9.2.1建筑供配电形式9.2.2变（配）电所9.2.3室外配电线路及施工9.2.1建筑供配电形式各类民用建筑的供电形式1)小型民用建筑的供电，一般只需要一个简单的6～10KV的降压变电所，供电形式如图9.6所示。6~10kv380/220v2）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380/220V，6~10kv380/220v6~10kv380/220v380/220v9.2.1建筑供配电形式3）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380/220V，6~10kv380/220v6~10kv380/220v380/220v35kv9.2.1建筑供配电形式2.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混合式、链接式等。1)放射式放射式配线如图9-9所示，其特点是：供电可靠性高；便于计量和经济核算；使用的开关设备也较多，投资费用高。当用电设备为大容量时，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜采用放射式配电。2)树干式树干式配线如图9-10所示。其特点是：配电形式灵活；总投资少；但当干线发生故障时，影响范围较大，故其可靠性较低。在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，以及施工现场临时用电等宜采用树干式配电。3)链接式链接式配线是树干式的一种形式，如图9-11所示，与树干式不同的是其线路分支点设在配电箱内，由配电箱内的总开关上端引至下一配电箱。链接式的优点：线路上无分支点，适合穿管敷设。缺点：供电可靠性差。适用于暗敷设线路，供电可靠性要求不高的小容量设备，一般链接的设备不宜超过3～4台，总容量不宜超过10kW。混合式多层建筑配线高层建筑配线实际工程中的配电形式多为以上形式的混合，一般民用建筑的配电形式如图9-12所示.高层建筑的配电形式如图9-13所示。9.2.2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。1.变配电所位置的选择变（配）电所的位置应尽量避开有腐蚀性污染的场所，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。2.变（配）电所主要设备（低压设备）变(配)电所中常用的设备分高压设备和低压设备。高