第七章 建筑電氣基礎(chǔ)

建筑設(shè)備工程中國(guó)建筑工業(yè)出版社

第七章建筑電氣基礎(chǔ)教學(xué)目的

要求了解建筑電氣系統(tǒng)的組成，包括建筑供配電系統(tǒng)和建筑電氣照明系統(tǒng)。

教學(xué)重點(diǎn)

1.建筑供配電系統(tǒng)的組成

2.供配電系統(tǒng)的主要設(shè)備

3.電氣照明系統(tǒng)的組成與設(shè)計(jì)教學(xué)難點(diǎn)

1.供配電系統(tǒng)的組成

2.電氣照明系統(tǒng)的組成第七章建筑電氣基礎(chǔ)建筑供配電系統(tǒng)1建筑電氣照明系統(tǒng)23本章主要內(nèi)容7.1建筑供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)：指接收電源輸入的電能，并進(jìn)行檢測(cè)、計(jì)量、變壓等，然后向用戶和用電設(shè)備分配電能的系統(tǒng)一般的建筑采用低壓供電，而高層建筑通常采用10kV甚至35kV電壓供電。7.1建筑供配電系統(tǒng)一、建筑供配電系統(tǒng)的組成1.供配電系統(tǒng)

各類建筑為了接收從電力系統(tǒng)送來(lái)的電能，就需要有一個(gè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)。建筑供配電系統(tǒng)由高壓及低壓配電線路、變電站（包括配電站）和用電設(shè)備組成。

7.1建筑供配電系統(tǒng)圖1電力系統(tǒng)示意圖7.1建筑供配電系統(tǒng)2.電壓等級(jí)電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)較多，目前，我國(guó)采用的電壓標(biāo)準(zhǔn)有500KV、220KV、110KV、35KV、10KV、6KV和0.4KV等幾種。其中，超過(guò)1KV的稱之為高壓，1KV以下的稱之為低壓。建筑物的供電電壓通常為10KV，低壓配電電壓為380V/220V。

7.1建筑供配電系統(tǒng)3.負(fù)荷等級(jí)

7.1建筑供配電系統(tǒng)二、供配電系統(tǒng)主要設(shè)備

電氣設(shè)備是供配電系統(tǒng)的主要組成部分，而電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程特點(diǎn)，按照相關(guān)規(guī)定，在保證供配電安全可靠的前提下，使系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。

7.1建筑供配電系統(tǒng)（1）電力變壓器電力變壓器（powertransformer，文字符號(hào)為T或TM）。是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。1）分類電力變壓器按變壓功能分，有升壓變壓器和降壓變壓器電力變壓器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列電力變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩大類電力變壓器按繞組（線圈）導(dǎo)體材質(zhì)分，有銅繞組和鋁繞組兩大類電力變壓器按繞組絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式（SF6）等7.1建筑供配電系統(tǒng)2）全型號(hào)的表示和含義

7.1建筑供配電系統(tǒng)2.高壓電氣設(shè)備1）高壓斷路器高壓斷路器（high-voltagecircuit-breaker，文字符號(hào)為QF）是變電所里最主要的設(shè)備之一，其任務(wù)是接通或斷開(kāi)負(fù)荷電流，在發(fā)生短路故障或嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷時(shí)，借助繼電保護(hù)裝置迅速切斷故障回路。①分類按其采用的滅弧介質(zhì)分，有油斷路器、真空斷路器、六氟化硫（SF6）斷路器以及壓縮空氣斷路器等。按其安裝地點(diǎn)分，有戶內(nèi)式、戶外式和防爆式。按其操作性質(zhì)分，有電磁機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)、彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)、手動(dòng)機(jī)構(gòu)。7.1建筑供配電系統(tǒng)②全型號(hào)的表示和含義

圖2SN10-10型高壓少油斷路器7.1建筑供配電系統(tǒng)7.1建筑供配電系統(tǒng)2）高壓隔離開(kāi)關(guān)高壓隔離開(kāi)關(guān)(QS)的功能，主要用來(lái)隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是斷開(kāi)后有明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙，而且斷開(kāi)間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保障人身和設(shè)備的安全。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專門的滅弧裝置，因此它不允許帶負(fù)荷操作?？捎脕?lái)通斷較小的電流。高壓隔離開(kāi)關(guān)按安裝地點(diǎn)，分戶內(nèi)和戶外兩大類。

圖3GN8-10/600型戶內(nèi)式高壓隔離開(kāi)關(guān)

7.1建筑供配電系統(tǒng)7.1建筑供配電系統(tǒng)3）高壓熔斷器熔斷器（fuse，文字符號(hào)為FU）是一種在電路電流超過(guò)規(guī)定值并經(jīng)一定時(shí)間后，使其熔體（fuse-element，文字符號(hào)為FE）熔化而分?jǐn)嚯娏?、斷開(kāi)電路的一種保護(hù)電器，分戶內(nèi)和戶外兩種類型，其作用是切斷過(guò)負(fù)荷或短路電流，防止故障擴(kuò)大。7.1建筑供配電系統(tǒng)圖4RN1、RN2型高壓熔斷器7.1建筑供配電系統(tǒng)4）高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)（QL），分戶內(nèi)和戶外兩種類型，具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，專門用于接通和斷開(kāi)負(fù)荷電流，但不能切斷短路電流，所以，一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來(lái)進(jìn)行短路保護(hù)。

圖5FN3-10RT型高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)7.1建筑供配電系統(tǒng)7.1建筑供配電系統(tǒng)5）互感器互感器有電壓互感器（potentialtransformer，縮寫PT，文字符號(hào)TV）和電流互感器（currenttransformer，縮寫CT，文字符號(hào)TA）兩種。從基本結(jié)構(gòu)和原理來(lái)說(shuō)，互感器是一種特殊的變壓器?？捎脕?lái)使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣，也可用來(lái)擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。①電流互感器②電壓互感器7.1建筑供配電系統(tǒng)圖6LQJ-10型電流互感器

7.1建筑供配電系統(tǒng)圖7JDZJ-10型電壓互感器7.1建筑供配電系統(tǒng)6）高壓開(kāi)關(guān)柜高壓開(kāi)關(guān)柜是按一定的線路方案將同一回路的高壓開(kāi)關(guān)電器、母線、測(cè)量?jī)x表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備等都裝配到封閉的金屬柜中，成套供應(yīng)給用戶。

在一般中小型工廠中普遍采用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開(kāi)關(guān)柜。我國(guó)以往大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用的固定式高壓開(kāi)關(guān)柜主要是GG-1A(F)型。7.1建筑供配電系統(tǒng)圖8GG-1A(F)-07S型固定式高壓開(kāi)關(guān)柜（斷路器柜）

7.1建筑供配電系統(tǒng)3.低壓電氣設(shè)備1）低壓斷路器低壓斷路器（QF）又稱低壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)，它既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過(guò)負(fù)荷和低電壓（失壓）下自動(dòng)跳閘，其功能與高壓斷路器類似。配電用低壓斷路器按結(jié)構(gòu)形式分，有萬(wàn)能式和塑料外殼式兩大類。萬(wàn)能式低壓斷路器又稱框架式自動(dòng)開(kāi)關(guān)。它是敞開(kāi)地裝設(shè)在金屬框架上的，而其保護(hù)方案和操作方式較多，裝設(shè)地點(diǎn)也較靈活。塑料外殼式低壓斷路器又稱裝置式自動(dòng)開(kāi)關(guān)，其全部機(jī)構(gòu)和導(dǎo)電部分都裝設(shè)在一個(gè)塑料外殼內(nèi)，僅在殼蓋中央露出操作手柄，供手動(dòng)操作之用。7.1建筑供配電系統(tǒng)圖9DW16型萬(wàn)能式低壓斷路器7.1建筑供配電系統(tǒng)2）低壓刀開(kāi)關(guān)低壓刀開(kāi)關(guān)（QK）的類型很多按其操作方式分，有單投和雙投按其極數(shù)分，有單極、雙極和三極按其滅弧結(jié)構(gòu)分，有不帶滅弧罩和帶滅弧罩的兩種不帶滅弧罩的刀開(kāi)關(guān)，一般只能在無(wú)負(fù)荷或小負(fù)荷下操作，作隔離開(kāi)關(guān)使用。3）低壓熔斷器低壓熔斷器在線路中作短路保護(hù)，其類型很多，如插入式（RC型）、螺旋式（RL型）、無(wú)填料密封管式（RM型）、有填料密封管式（RT型）、高分?jǐn)嗄芰Φ腘T型等。圖10HD13型低壓刀開(kāi)關(guān)7.1建筑供配電系統(tǒng)7.1建筑供配電系統(tǒng)圖11RM10型低壓熔斷器a)熔管b)熔片7.1建筑供配電系統(tǒng)4）低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)（QL）是由低壓刀開(kāi)關(guān)和熔斷器串聯(lián)組合而成，外裝封閉式鐵殼或開(kāi)啟式膠蓋的開(kāi)關(guān)電器。低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)具有帶滅弧罩刀開(kāi)關(guān)和熔斷器的雙重功能，既可帶負(fù)荷操作，又能進(jìn)行短路保護(hù)，但短路熔斷后需更換熔體后才能恢復(fù)供電。5）低壓配電屏和配電箱低壓配電屏（柜）是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種低壓成套配電裝置，在低壓配電系統(tǒng)中用作動(dòng)力和照明。7.2建筑電氣照明系統(tǒng)建筑電氣照明系統(tǒng)，就是將電能轉(zhuǎn)換成光能，以保證人們?cè)诮ㄖ飪?nèi)外正常從事生產(chǎn)和生活活動(dòng)，以及滿足其他特殊需要的照明設(shè)施。在建筑物內(nèi)，不同的環(huán)境，不同的場(chǎng)所，不同的使用功能，對(duì)照明的燈光、燈具以及對(duì)其控制等的要求各有不同?；驹瓌t是“安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、美觀”。7.2建筑電氣照明系統(tǒng)一、建筑電氣照明系統(tǒng)的組成電氣照明由照明供電和照明燈具兩個(gè)部分組成。照明供電包括電能的產(chǎn)生、輸送、分配、控制。它由電源、導(dǎo)線、控制和保護(hù)設(shè)備及用電設(shè)備組成。照明燈具設(shè)計(jì)包括光能的產(chǎn)生、傳播、分配（折射、反射和投射）和消耗吸收。它由電光源、燈具、室內(nèi)外空間、建筑物表面和人的工作面組成。

7.2建筑電氣照明系統(tǒng)二、建筑電氣照明系統(tǒng)的分類1.按照明方式分1）一般照明：燈具比較規(guī)則布置在整個(gè)場(chǎng)地的照明方式稱為一般照明。2）分區(qū)一般照明：根據(jù)不同區(qū)域?qū)φ斩纫蟛煌男枰?，采用分區(qū)一般照明的布置方式，可設(shè)置兩種或以上不同照度的分區(qū)均勻分布的照明。3）局部照明：為滿足某些局部的特殊需要而設(shè)置的照明，在較小范圍內(nèi)或有限空間內(nèi)，采用輔助照明設(shè)施的布置。4）混合照明：當(dāng)一般照明不能滿足要求時(shí)，可在某些特定點(diǎn)設(shè)置局部照明，兩者結(jié)合稱為混合照明。選擇合理的照明方式，對(duì)改善照明質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)約能源等有重要作用。7.2建筑電氣照明系統(tǒng)2.按照明效果分1）一般照明：為生活、工作、學(xué)習(xí)提供必要照度而設(shè)置的照明。2）藝術(shù)照明：為襯托建筑物的特性、風(fēng)格或顯示一件藝術(shù)作品的內(nèi)涵所設(shè)置的照明。在民用建筑中，有很多場(chǎng)合，往往是兩者有機(jī)結(jié)合。7.2建筑電氣照明系統(tǒng)3.按照明用途分1）正常照明：應(yīng)按不同建筑物類型及使用功能，按照度標(biāo)準(zhǔn)，采用不同的照明方式，為工作、學(xué)習(xí)、生活需要而設(shè)置的照明2）應(yīng)急照明：因正常照明電源發(fā)生故障而啟用的照明①備用照明：當(dāng)正常照明電源消失后，能維持正常生產(chǎn)、營(yíng)業(yè)、交往所需要的最小照度的照明，其照度不宜低于正常照明照度的10%，當(dāng)僅作事故情況短時(shí)使用的照明可為5%。②安全照明：當(dāng)火災(zāi)引起正常照明中斷，將會(huì)引起人身傷亡的危險(xiǎn)場(chǎng)所（如醫(yī)院的重要手術(shù)室、急救室等）應(yīng)設(shè)置安全照明。③疏散指示照明：在電梯轎箱內(nèi)、消火栓處、自動(dòng)扶梯的安全出口、疏散通道、公共出口處應(yīng)設(shè)置疏散指示照明。疏散指示照明只要提供足夠的照度，一般取0.5lx7.2建筑電氣照明系統(tǒng)3）值班照明：在非工作時(shí)間內(nèi)，供值班人員使用的照明，一般設(shè)置在重要車間、倉(cāng)庫(kù)或非營(yíng)業(yè)時(shí)間的大型商場(chǎng)、銀行等。值班照明可利用正常照明中能單獨(dú)控制的一部分，或利用應(yīng)急照明的一部分或全部作為值班照明。4）警衛(wèi)照明：根據(jù)警衛(wèi)任務(wù)需要而設(shè)置的照明。在場(chǎng)地或庫(kù)區(qū)內(nèi)設(shè)置，宜盡量與廠區(qū)照明合用。5）障礙照明：裝設(shè)在障礙物上作為障礙標(biāo)志用的照明。如裝設(shè)于飛機(jī)場(chǎng)等附近的高層建筑上或船舶航行的河流兩岸的建筑物上，用以指示，并應(yīng)執(zhí)行民航和交通部門的規(guī)定。7.2建筑電氣照明系統(tǒng)三、電光源和燈具

1.電光源的分類7.2建筑電氣照明系統(tǒng)1）熱輻射光源：熱輻射光源是利用物體加熱時(shí)輻射發(fā)光的原理所制成的光源，包括白熾燈和鹵鎢燈①白熾燈圖12白熾燈構(gòu)造圖7.2建筑電氣照明系統(tǒng)②鹵鎢燈鹵鎢燈有碘鎢燈和溴鎢燈兩種。圖13鹵鎢燈結(jié)構(gòu)a)兩端引入的鹵鎢燈管b)單端引入的鹵鎢燈泡7.2建筑電氣照明系統(tǒng)2）氣體放電光源：利用氣體或蒸氣的放電而發(fā)光的光源，如熒光燈、高壓汞燈等。①熒光燈熒光燈是第二代光源，它是一種低壓汞蒸氣放電燈

圖14