建筑電氣x課件

第3章建筑供電與配電

一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成

發(fā)電廠發(fā)電機電力網(wǎng)變電設(shè)備（升壓及降壓）電力線路（各種電壓等級）電能用戶用電設(shè)備

2．電力網(wǎng)

功能變換電壓分配電能

輸送電能 組成變電所（升壓和降壓）配電所

電力線路

電網(wǎng)的電壓低壓：0.22/0.38

高壓：3、6、10、35、（60）、110、（154）

超高壓：220、330和500KV

劃分高低壓的界線：1kV變電所功能接受電能變化電壓分配電能分類升壓降壓樞紐區(qū)域用戶組成變壓器配電裝置配電所功能接受電能分配電能組成配電裝置升壓變電所降壓變電所降壓變電所降壓變電所3．電力用戶（用電設(shè)備）

消耗電能的場所，將電能通過用電設(shè)備轉(zhuǎn)換為滿足用戶需求的其他形式的能量

70%是電動機類設(shè)備20%是照明用電設(shè)備 高壓用電設(shè)備：額定電壓在1kV以上

低壓用電設(shè)備：額定電壓在1kV以下

二、負荷分級與供電要求

電力負荷應(yīng)根據(jù)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。

1．一級負荷

屬下列情況之一者均為一級負荷： （1）中斷供電將造成人身傷亡者。 （2）中斷供電將造成重大政治影響者。 （3）中斷供電將造成重大經(jīng)濟損失者。（4）中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。

對于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通訊樞紐、國賓館、國家級及承擔(dān)重大國事活動的大量人員集中的公共場所等的一級負荷為特別重要負荷。中斷供電將影響實時處理計算機及計算機網(wǎng)絡(luò)正常工作或中斷供電后將發(fā)生爆炸、火災(zāi)以及嚴重中毒的一級負荷亦為特別重要負荷。 2．二級負荷

屬下列情況者均為二級負荷： （1）中斷供電將造成較大政治影響者。 （2）中斷供電將造成較大經(jīng)濟損失者。 （3）中斷供電將造成公共場所秩序混亂者。

3．三級負荷

不屬于一級和二級的電力負荷。

供電要求

1．一級負荷的供電要求

（1）應(yīng)由兩個獨立電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞。

供給一級負荷的兩個電源應(yīng)在最末一級配電盤（箱）處切換。

（2）一級負荷中的特別重要負荷，除上述兩個電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。（3）常用的應(yīng)急電源有下列幾種：

1）獨立于正常電源的發(fā)電機組。

2）供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路。

3）蓄電池。

（4）根據(jù)允許的中斷時間可分別選擇下列應(yīng)急電源：

1）靜態(tài)交流不間斷電源裝置適用于允許中斷供電時間為毫秒級的供電。

2）帶有自動投入裝置的獨立于正常電源的專門饋電線路，適用于允許中斷供電時間為1.5s以上的供電。

3）快速自起動的柴油發(fā)電機組，適用于允許中斷供電時間為15s以上的供電。2．二級負荷的供電要求

應(yīng)采用兩個電源供電或用兩回路送到適宜的配電點。

3．三級負荷的供電要求

對供電無特殊要求。三、電壓選擇和電能質(zhì)量用電設(shè)備容量在250kW或需要變壓器容量在160kVA以上者，應(yīng)以高壓方式供電；以下者，應(yīng)以低壓方式供電，特殊情況下也可以高壓方式供電。

電能質(zhì)量電壓、頻率和波形。常用的指標(biāo)電壓偏移、頻率偏差電壓偏差：指用電設(shè)備的實際端電壓偏離其額定電壓的百分數(shù)。

用電設(shè)備端子處電壓偏移允許值（1）一般電動機

5%，特殊情況下-10%～+5%。 （2）電梯電動機

7%。（3）照明：在一般工作場所為

5%；在視覺要求較高的屋內(nèi)場所為-2.5%～+5%；遠離變電所的小面積一般工作場所,可為-5%～+10%；應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為-10%～+5%。 （4）其他用電設(shè)備，當(dāng)無特殊要求時為

5%。第二節(jié)變電所和配電所2.1供配電系統(tǒng)常用電氣設(shè)備電力變壓器（powertransformer）是變電所的核心設(shè)備，通過它將一種電壓的交流電能轉(zhuǎn)換成另一種電壓的交流電能，以滿足輸電、供電、配電或用電的需要。

干式變壓器油浸式變壓器2.常用變壓器的容量系列

我國目前的變壓器產(chǎn)品容量系列為：100kVA、125kVA、160kVA、200kVA、250kVA、315kVA、500kVA、630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA、1600kVA等。2.1.2高壓開關(guān)設(shè)備1.高壓斷路器2.高壓隔離開關(guān)4.高壓負荷開關(guān)5.高壓熔斷器

高壓斷路器（circuit-breaker）是帶有強力滅弧裝置的高壓開關(guān)設(shè)備，是供配電系統(tǒng)中重要的開關(guān)設(shè)備，它能夠開斷和閉合正常線路與故障線路，主要用于供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時與保護裝置配合自動切斷系統(tǒng)的短路電流。 高壓斷路器通常按照滅弧介質(zhì)分類，主要有:少油斷路器（已基本淘汰）真空斷路器SF6（六氟化硫）斷路器高壓斷路器的型號含義SN10-10型斷路器ZN28-12型ZN28A-12型VD4型瓷柱式落地罐式

隔離開關(guān)的主要功能是隔離電源，當(dāng)它處于分閘狀態(tài)時，有著明顯的斷口，使處于其后的高壓母線、斷路器等電力設(shè)備與電源或帶電高壓母線隔離，以保障檢修工作的安全。由于不設(shè)滅弧裝置，隔離開關(guān)一般不允許帶負荷操作，即不允許接通和分斷負荷電流（和斷路器配合使用時，要嚴格遵守操作順序，即停電時，應(yīng)先使斷路器跳閘，后拉開隔離開關(guān)；送電時，應(yīng)先合隔離開關(guān)，再閉合斷路器）。 但可用來分合一定的小電流，如勵磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器等。

高壓負荷開關(guān)是一種介乎隔離開關(guān)與斷路器之間的結(jié)構(gòu)簡單的高壓電器，具有簡單的滅弧裝置，常用來分合負荷電流和較小的過負荷電流，但不能分斷短路電流。此外，負荷開關(guān)還大多數(shù)具有明顯的斷口，具有隔離開關(guān)的作用。

負荷開關(guān)常與熔斷器聯(lián)合使用，由負荷開關(guān)分斷負荷電流，利用熔斷器切斷故障電流。因此在容量不是很大、同時對保護性能的要求也不是很高時，負荷開關(guān)與熔斷器組合起來便可取代斷路器，從而降低設(shè)備投資和運行費用。這種形式廣泛應(yīng)用于城網(wǎng)改造和農(nóng)村電網(wǎng)。真空式SF6式油浸式壓氣式

高壓熔斷器（fuse）是供配電網(wǎng)絡(luò)中人為設(shè)置的最薄弱的元件。當(dāng)其所在電路發(fā)生短路或長期過載時，它便因過熱而熔斷，并通過滅弧介質(zhì)將熔斷時產(chǎn)生的電弧熄滅，最終開斷電路，以保護電力電路及其他的電氣設(shè)備。跌落式熔斷器限流式熔斷器低壓斷路器刀開關(guān)低壓負荷開關(guān)2.1.3低壓開關(guān)設(shè)備播放動畫2.1.4互感器

電壓互感器（potentialtransformer）和電流互感器（currenttransformer）常統(tǒng)稱為互感器，從基本結(jié)構(gòu)和原理來說，互感器是一種特殊的變壓器。電力系統(tǒng)中的電壓及電流，數(shù)值相差范圍極大。為了減少測量儀表的規(guī)格，簡化其生產(chǎn)過程，保證測量人員的安全操作，對于高電壓、大電流均采用互感器降壓、變流后再進行測量。同時互感器也可以作為繼電保護和信號裝置的電源，以使控制和保護裝置與高壓回路隔開。

電壓互感器可以擴大測量范圍，相當(dāng)于是一種降壓變壓器。它是由兩個或者三個互相絕緣的線圈繞在同一個鐵芯上構(gòu)成的，二次側(cè)額定電壓為100V。電壓互感器的使用注意事項①電壓互感器在使用時，二次側(cè)不能短路。②為了安全起見，電壓互感器二次側(cè)必須有一端接地。

電流互感器將主回路的大電流變換成小電流，供計量和繼電保護用。電流互感器二次側(cè)額定電流通常為5A或1A。電流互感器的使用注意事項①電流互感器二次側(cè)不允許開路；②電流互感器二次側(cè)必須一點接地；③注意電流互感器二次繞組的極性。2.預(yù)裝式變電站

預(yù)裝式變電站（prefabricatedsubstation）俗稱箱式變電站。預(yù)裝式變電站就是一種把高壓開關(guān)設(shè)備，配電變壓器和低壓配電裝置按一定線路方案排布成一體的預(yù)制型戶內(nèi)、戶外緊湊式配電設(shè)備。

特別適用于城網(wǎng)建設(shè)與改造，具有成套性強，體積小，占地少，能深入負荷中心，提高供電質(zhì)量，減少損耗，送電周期短，選址靈活，對環(huán)境適應(yīng)性強，安裝方便，運行安全可靠及投資少，見效快等一系列優(yōu)點。

預(yù)裝式變電站三個主要部分（高壓配電裝置，變壓器及低壓配電裝置）的布置方式一般有兩種：

“目”字形和

“品”字形。

“目”字形布置接線方便，而

“品”字形布置接線緊湊。

3．高壓開關(guān)柜

開關(guān)柜是金屬封閉式開關(guān)設(shè)備的俗稱。按照國標(biāo)GB3906的定義，金屬封閉開關(guān)設(shè)備是指除進出線外，完全被金屬外殼包住的開關(guān)設(shè)備。

高壓開關(guān)柜（highvoltageswitchgear）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝工作量小，使用和維修方便，且有多種接線方案以供選擇，故用戶使用極為便利。

（1）空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（開關(guān)柜）1）分類鎧裝式各室間用金屬板隔離且接地，如KYN1-10型間隔式各室間是用一個或多個非金屬板隔離，如JYN2-10型箱式

具有金屬外殼，但間隔數(shù)目少于鎧裝式或隔離式，如XGN2-10型2）型式高壓斷路器的置放有兩種型式：落地式斷路器手車本身落地，推入柜內(nèi)。如KYN1-10型和JYN2-10型。中置式手車裝于柜子中部，如KYN18型中置柜，手車的裝卸需要裝卸車。目前中置式開關(guān)柜越來越多。4．低壓開關(guān)柜

低壓開關(guān)柜又叫低壓配電屏。是按一定的線路方案將有關(guān)低壓設(shè)備組裝在一起的成套配電裝置。其結(jié)構(gòu)形式主要有固定式、抽屜式兩大類。固定式開關(guān)柜常見的型號有GGD等。抽出式開關(guān)柜常見的型號有GCK、GCL、DOMINO、MNS、SIVACON等。

返回目錄2.3變電所的結(jié)構(gòu)與布置2.3.1變電所的分類及位置的確定1．變電所的分類（1）在供配電系統(tǒng)中，一般將110kV/10（6）kV或35kV/10（6）kV的變電所稱為區(qū)域變電所或總降壓變電所。（2）10（6）kV/0.4kV的變配電所稱為用戶變電所，在工業(yè)企業(yè)中則稱為車間變電所。（3）10kV配電站又稱開閉所，在城市電網(wǎng)中使用較為普遍。2．變電所位置的確定

變電所位置的確定遵循以下原則：（1）接近負荷中心（2）進出線方便（3）靠近電源側(cè)（4）滿足供電半徑的要求（5）運輸設(shè)備方便（6）避免設(shè)在有劇烈震動和高溫的場所（7）避免設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所（8）避免設(shè)在潮濕或易積水場所（9）避免設(shè)在有爆炸危險的區(qū)域或有火災(zāi)危險區(qū)域的正上面或正下面2.3.2成套配電裝置

配電裝置就是根據(jù)主接線的要求連接起來，用來接受和分配電能的若干電氣設(shè)備的組合。其目的是滿足主接線的電氣要求。 構(gòu)成配電裝置的電氣設(shè)備除了主接線圖中所表達的一次回路電氣設(shè)備之外，還包括為使主接線得以正常工作所需的二次回路電氣設(shè)備，如控制電器、保護電器和測量電器等。

目前變電所3~10kV配電設(shè)備及低壓配電設(shè)備多采用成套配電裝置。成套配電裝置按主接線要求，將一、二次回路中電氣元件按順序連接組裝在有金屬框架構(gòu)成的柜體中。成套配電裝置可分為高壓成套配電裝置（即高壓開關(guān)柜）及低壓成套配電裝置（含配電屏、柜、箱）兩大類。1．高壓成套配電裝置的使用

同一系列不同規(guī)格的開關(guān)柜內(nèi)有不同的元件組合方案。如KYN系列開關(guān)柜規(guī)格有KYN-10-01，KYN-10-02，KYN-10-03等，其對應(yīng)的柜內(nèi)接線方案如圖所示。

將不同規(guī)格的開關(guān)柜作適當(dāng)?shù)慕M合就可構(gòu)成一種主接線形式。圖（a）所示為一般形式的主接線圖，圖（b）所示是經(jīng)過適當(dāng)變換，由開關(guān)柜組合起來的主接線圖，又叫做主接線配置圖或開關(guān)柜排列圖。2．低壓成套配電裝置的使用

每種類型開關(guān)柜（或配電屏或配電箱）不同規(guī)格內(nèi)有不同的元件組合，同高壓開關(guān)柜一樣，將它們作適當(dāng)?shù)慕M合就可構(gòu)成一種主接線方案。2.3.3變電所的總體布置

變電所的總體布置主要是指變壓器室、高壓配電室、低壓配電室、電容器室、控制室(值班室)、休息室、工具間等布置方案，對露天變電所來講，變壓器是放置在室外的，不設(shè)變壓器室。這里主要介紹室內(nèi)變電所的總體布置方案。變電所總體布置方案應(yīng)滿足下列要求:

(1)35kV戶內(nèi)變電所宜采用雙層布置，6~10kV變電所宜采用單層布置。采用雙層布置時，變壓器應(yīng)設(shè)在底層；采用單層布置時，變壓器宜露天或半露天安裝。(2)變電所各室的布置應(yīng)當(dāng)緊湊合理，便于進出線設(shè)備的連接，便于設(shè)備的操作、搬運、檢修、試驗和巡視，還要考慮發(fā)展的可能性。(3)高低壓配電室的位置應(yīng)便于進出線，變壓器室的位置應(yīng)便于運輸、安裝和維護。低壓配電室應(yīng)靠近變壓器室，電容器室宜與變壓器室及相應(yīng)電壓等級的配電室相連。變壓器室和電容器室應(yīng)盡量避免西曬，并盡可能利用自然采光和自然通風(fēng)。(4)當(dāng)有兩臺變壓器時，每臺油量為100kg及以上的三相變壓器，應(yīng)設(shè)在單獨的變壓器室內(nèi)。干式變壓器和不帶可燃油的高低壓配電裝置，可設(shè)在同一房間內(nèi)。(5)從安全角度考慮，配電室、變壓器室、電容器室的門應(yīng)向外開，相鄰配電室之間有門時，該門應(yīng)雙向開啟或向低壓室方向開啟。但變電所的門窗不宜直接通向相鄰的酸、堿、蒸汽、粉塵和噪聲嚴重的場所。(6)控制室、值班室應(yīng)盡量靠近高低壓配電室，且有門直通，控制室、值班室的大門應(yīng)朝外開?？刂剖摇⒅蛋嗍液洼o助房間的位置應(yīng)便于運行人員工作和管理。有些工廠變電所的控制室、值班室是合在一起的，為了值班人員的方便，應(yīng)設(shè)置廁所和上、下水設(shè)施。(7)配電室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150～300mm。當(dāng)附設(shè)于車間內(nèi)時，則可與車間的地面相平。第三節(jié)民用建筑的配電系統(tǒng)

一、放射式接線

1.定義：從電源點用專用開關(guān)及專用線路直接送到戶或設(shè)備的受電端，沿線沒有其他負荷分支的接線稱為放射式接線，也稱專用線供電。

2．使用場合：用電設(shè)備容量大、負荷性質(zhì)重要、潮濕及腐蝕性環(huán)境的場所供電。

3．分類：單電源單回路放射式、雙回路放射式接線。

二、樹干式接線

1．定義：樹干式接線是指由高壓電源母線上引出的每路出線，沿線要分別連到若干個負荷點或用電設(shè)備的接線方式。

2．特點：一般情況下,其有色金屬消耗量較少，采用的開關(guān)設(shè)備較少。其干線發(fā)生故障時,影響范圍大,供電可靠性較差;3.這種接線多用于用電設(shè)備容量小而分布較均勻的用電設(shè)備。放射式樹干式環(huán)式

供電可靠性較高，所用開關(guān)設(shè)備及配電線路也較多。多用于用電設(shè)備容量大，負荷性質(zhì)重要，車間內(nèi)負荷排列不整齊及車間為有爆炸危險的廠房等情況。

引出的配電干線較少，采用的開關(guān)設(shè)備較少，干線出現(xiàn)故障就會使所連接的用電設(shè)備均受到影響，供電可靠性較差。

供電可靠性高，一般線路故障或檢修只是引起短時停電或不停電，經(jīng)切換操作后就可恢復(fù)供電。保護裝置整定配合比較復(fù)雜，所以低壓環(huán)形供電多采用開環(huán)運行。

低壓配電線路的聯(lián)接方式主要是放射式和樹干式兩種。變電所配電室放射式配電線路變電所配電室樹干式配電線路某校實驗樓樹形供電線路示意圖去教學(xué)樓去宿舍食堂干線干線干線2#生活區(qū)配電柜1#教學(xué)區(qū)配電柜3#實驗區(qū)配電柜實驗樓總配電箱……X房間配電箱X房間配電箱分支線分支線分支線2層配電箱11層配電箱1層配電箱1#主配電柜10kV去報告廳實驗樓配電變壓器配電柜低壓配電系統(tǒng)的接線方式低壓配電電壓應(yīng)采用220~380V。帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式宜采用單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量，且無特殊要求時，宜采用樹干式配電。用電設(shè)備為大容量，或負荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求的車間、建筑物內(nèi)，宜采用放射式配電。

當(dāng)部分用電設(shè)備距供電點較遠，而彼此相距很近、容量很小的次要用電設(shè)備，可采用鏈?zhǔn)脚潆?，但每一回路環(huán)鏈設(shè)備不宜超過5臺，其總?cè)萘坎灰顺^10KW。平行的生產(chǎn)流水線或互為備用的生產(chǎn)機組，根據(jù)生產(chǎn)要求，宜由不同的回路配電；同一生產(chǎn)流水線的各用電設(shè)備，宜由同一回路配電。

高層建筑低壓配電高層建筑低壓配電系統(tǒng)應(yīng)將照明與電力負荷分成不同的配電系統(tǒng)；消防及其他防災(zāi)用電設(shè)施的配電宜自成體系。對于容量較大的集中負荷或重要負荷宜從配電室以放射式配電；對各層配電間的配電宜采用下列方式之一：

(1)采用樹干式；

(2)采用分區(qū)樹干式。

高層建筑內(nèi)的消防及其他防災(zāi)用電設(shè)施的工作電源與備用電源應(yīng)在末端一級配電箱自動切換。

3.4負荷計算及無功補償3.4.1負荷曲線與計算負荷3.4.2用電設(shè)備額定容量的確定3.4.3負荷計算的方法3.4.4功率損耗與電能損耗3.4.5變電所中變壓器臺數(shù)與容量的選擇3.4.6功率因數(shù)與無功功率補償3.4.1負荷曲線與計算負荷3.4.1.1負荷曲線

負荷曲線（loadcurve）是指用于表達電力負荷隨時間變化情況的函數(shù)曲線。在直角坐標(biāo)系中，縱坐標(biāo)表示負荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時間（一般以小時為單位）。

1．負荷曲線的分類按負荷的功率性質(zhì)分：

可分為有功負荷曲線和無功負荷曲線；按所表示的負荷變動的時間分：

可分為日負荷、月負荷和年負荷曲線。2．年最大負荷和年最大負荷利用小時數(shù)（1）年最大負荷Pmax

年最大負荷Pmax就是全年中負荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最大的半小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷P30。（2）年最大負荷利用小時數(shù)Tmax

年最大負荷利用小時數(shù)又稱為年最大負荷使用時間Tmax，它是一個假想時間，在此時間內(nèi)，電力負荷按年最大負荷Pmax(或P30)持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能。

下圖為某廠年有功負荷曲線，此曲線上最大負荷Pmax就是年最大負荷，Tmax為年最大負荷利用小時數(shù)。3.平均負荷Pav

平均負荷Pav，就是電力負荷在一定時間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間內(nèi)消耗的電能W除以時間t的值，即Pav=W/t

年平均負荷為Pav=Wa/8760

3.4.1.2計算負荷（calculatedload）

通常將以半小時平均負荷為依據(jù)所繪制的負荷曲線上的“最大負荷”稱為計算負荷，并把它作為按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，用Pca(Qca、Sca、Ica)或P30(Q30、S30、I30)表示。

規(guī)定取“半小時平均負荷”的原因： 一般中小截面導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)τ為10min以上，根據(jù)經(jīng)驗表明，中小截面導(dǎo)線達到穩(wěn)定溫升所需時間約為3τ=3×10＝30（min），如果導(dǎo)線負載為短暫尖峰負荷，顯然不可能使導(dǎo)線溫升達到最高值，只有持續(xù)時間在30min以上的負荷時，才有可能構(gòu)成導(dǎo)線的最高溫升。3.4.1.3負荷計算的意義和目的

負荷計算主要是確定計算負荷，如前所述，若根據(jù)計算負荷選擇導(dǎo)體及電器，則在實際運行中導(dǎo)體及電器的最高溫升不會超過允許值。計算負荷是設(shè)計時作為選擇工廠供配電系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)。正確確定計算負荷意義重大，是供電設(shè)計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。返回目錄3.4.2用電設(shè)備額定容量的確定3.4.2.1用電設(shè)備的工作方式用電設(shè)備按其工作方式可分為三種：

（1）連續(xù)運行工作制（長期工作制）（2）短時運行工作制（短暫工作制）（3）斷續(xù)運行工作制（重復(fù)短暫工作制）連續(xù)運行工作制（長期工作制）

在規(guī)定的環(huán)境溫度下連續(xù)運行，設(shè)備任何部分溫升均不超過最高允許值，負荷比較穩(wěn)定。如通風(fēng)機水泵、空氣壓縮機、皮帶輸送機、破碎機、球磨機、攪拌機、電機車等機械的拖動電動機，以及電爐、電解設(shè)備、照明燈具等，均屬連續(xù)運行工作制的用電設(shè)備。短時運行工作制（短暫工作制）

用電設(shè)備的運行時間短而停歇時間長，在工作時間內(nèi)，用電設(shè)備的溫升尚未達到該負荷下的穩(wěn)定值即停歇冷卻，在停歇時間內(nèi)其溫度又降低為周圍介質(zhì)的溫度，這是短暫工作的特點。如機床上的某些輔助電動機（如橫梁升降、刀架快速移動裝置的拖動電動機）及水閘用電動機等設(shè)備。這類設(shè)備的數(shù)量不多。斷續(xù)運行工作制（重復(fù)短暫工作制）

用電設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)進行工作，其工作時間（t）與停歇時間（t0）相互交替。工作時間內(nèi)設(shè)備溫度升高，停歇時間溫度又下降，若干周期后，達到一個穩(wěn)定的波動狀態(tài)。如電焊機和吊車電動機等。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，通常用暫載率ε表征其工作特征，取一個工作周期內(nèi)的工作時間與工作周期的百分比值，即為ε，即：式中t，t0——工作時間與停歇時間，兩者之和為工作周期T。3.2.2用電設(shè)備額定容量的計算 在每臺用電設(shè)備的銘牌上都有“額定功率”PN，但由于各用電設(shè)備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須先將其換算為同一工作制下的額定功率，然后才能相加。經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為“設(shè)備額定容量”，用Pe表示。（1）長期工作制和短時工作制的設(shè)備容量

Pe=PN（2）重復(fù)短暫工作制的設(shè)備容量①吊車機組用電動機（包括電葫蘆、起重機、行車等）的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到ε=25%時的額定功率（kW），若其εN不等于25%時應(yīng)進行換算，公式為:②電焊機及電焊變壓器的設(shè)備容量統(tǒng)一換算到ε＝100%時的額定功率（kW）。若其銘牌暫載率εN不等于100%時，應(yīng)進行換算，公式為:（3）電爐變壓器的設(shè)備容量

電爐變壓器的設(shè)備容量是指在額定功率因數(shù)下的額定功率（kW），即：Pe=PN=SN·cos

Ｎ

（4）照明設(shè)備的設(shè)備容量①白熾燈、碘鎢燈設(shè)備容量就等于燈泡上標(biāo)注的額定功率（kW）；②熒光燈還要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈管功率的20%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈管額定功率的1.2倍（kW）；③高壓水銀熒光燈亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）；④金屬鹵化物燈：采用鎮(zhèn)流器時亦要考慮鎮(zhèn)流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），故其設(shè)備容量應(yīng)為燈泡額定功率的1.1倍（kW）。

（5）不對稱單相負荷的設(shè)備容量

當(dāng)有多臺單相用電設(shè)備時，應(yīng)將它們均勻地分接到三相上，力求減少三相負載不對稱情況。設(shè)計規(guī)程規(guī)定，在計算范圍內(nèi)，單相用電設(shè)備的總?cè)萘咳绮怀^三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時，可按三相對稱分配考慮，如單相用電設(shè)備不對稱容量大于三相用電設(shè)備總?cè)萘康?5%時，則設(shè)備容量Pe應(yīng)按三倍最大相負荷的原則進行換算。設(shè)備接于相電壓或線電壓時，設(shè)備容量Pe的計算如下：單相設(shè)備接于相電壓時

Pe＝3Pe·m

式中Pe——等效三相設(shè)備容量；

Pe·m

——最大負荷所接的單相設(shè)備容量。單相設(shè)備接于線電壓時

式中Pe·l——接于同一線電壓的單相設(shè)備容量。返回目錄3.3負荷計算的方法負荷計算的方法有： 需要系數(shù)法、二項式法、利用系數(shù)法、形狀系數(shù)法、附加系數(shù)法.

需要系數(shù)法比較簡便因而廣泛使用。這里僅介紹需要系數(shù)法。需要系數(shù) 需要系數(shù)考慮了以下的主要因素：式中K

——同時使用系數(shù)，為在最大負荷工作班某組工作著的用電設(shè)備容量與接于線路中全部用電設(shè)備總額定容量之比；

KL——負荷系數(shù)，用電設(shè)備不一定滿負荷運行，此系數(shù)表示工作著的用電設(shè)備實際所需功率與其額定容量之比；

ηwl——線路供電效率；

η——用電設(shè)備組在實際運行功率時的平均效率。

實際上，上述系數(shù)對于成組用電設(shè)備是很難確定的，而且對一個生產(chǎn)企業(yè)或車間來說，生產(chǎn)性質(zhì),工藝特點，加工條件，技術(shù)管理和勞動組織以及工人操作水平等因素，都對Kd有影響。所以Kd只能靠測量統(tǒng)計確定,見附錄表3~5。上述各種因素可供設(shè)計人員在變動的系數(shù)范圍內(nèi)選用時參考。3.3.1需要系數(shù)法

由負荷端逐級向電源端進行計算1．單臺用電設(shè)備的計算負荷（1）有功計算負荷：

考慮到單臺用電設(shè)備總會有滿載運行的時候，其計算負荷Pca·1為式中Pe—換算到統(tǒng)一暫載率下的電動機的額定容量；

η—用電設(shè)備在額定負載下的的效率。

（2）無功計算負荷：Qca·1=Pca·1tan

式中

—用電設(shè)備功率因數(shù)角。

計算目的：用于選擇分支線導(dǎo)線及其上的開關(guān)設(shè)備。2.用電設(shè)備組的計算負荷（1）有功計算負荷：Pca·2=Kd∑Pe

Kd—用電設(shè)備組的需要系數(shù)，見附錄表3；∑Pe—用電設(shè)備組的設(shè)備額定容量之和，但不包括備用設(shè)備容量。（2）無功計算負荷：Qca·2=Pca·2tan

wm

tan

wm值見附錄表3。（3）視在計算負荷：計算目的：用于選擇各組配電干線及其上的開關(guān)設(shè)備。

當(dāng)Kd值有一定變動范圍時，取值要作具體分析。如臺數(shù)多時，一般取用較小值，臺數(shù)少時取用較大值；設(shè)備使用率高時，取用較大值，使用率低時取用較小值。當(dāng)一條線路內(nèi)的用電設(shè)備的臺數(shù)較?。╪<3臺）時，一般是將用電設(shè)備額定容量的總和作為計算負荷，或者采用較大的Kd值(0.85~1)。3．確定車間配電干線或車間變電所低壓母線上的計算負荷（1）總有功計算負荷：Pca·3＝Ｋ∑ΣPca·2（2）總無功計算負荷：Qca·3＝Ｋ∑ΣQca·2（3）總視在計算負荷：Pca·3、Qca·3、Sca·3－車間變電所低壓母線上的有功、無功及視在計算負荷；ΣPca·2、ΣQca·2－各用電設(shè)備組的有功、無功計算負荷的總和Ｋ∑－最大負荷時的同時系數(shù)?？紤]各用電設(shè)備組的最大計算負荷不會同時出現(xiàn)而引入的系數(shù)。Ｋ∑的范圍值見附錄表6。注意：當(dāng)變電所的低壓母線上裝有無功補償用的靜電電容器組，其容量為Qc3,則當(dāng)計算Qca·3時，要減去無功補償容量，即Qca·3＝Ｋ

·ΣQca·2－Qc3

計算目的：用于選擇車間配電干線及其上的開關(guān)設(shè)備，或者用于低壓母線的選擇及車間變電所電力變壓器容量的選擇。例3.3.1一機修車間的380V線路上，接有金屬切削機床電動機20臺共50kW；另接通風(fēng)機3臺共5kW；電葫蘆4個共6kW（FCN=40%）試求計算負荷。解：冷加工電動機組：查附錄表3可得Kd=0.16~0.2（取0.2），cos

=0.5，tan

=1.73，因此Pca(1)=Kd∑Pe=0.2×50=10(kW)Qca(1)=Pca(1)tan

wm=10×1.73=17.3(kvar)Sca(1)=Pca(1)/cos

wm=10/0.5=20(kVA)通風(fēng)機組：查附錄表3可得Kd=0.7~0.8（取0.8），cos

=0.8，tan

=0.75，因此

Pca(2)=Kd∑Pe=0.8×5=4(kW) Qca(2)=Pca(2)tan

wm=4×0.75=3(kvar) Sca(2)=Pca(2)/cos

wm=4/0.8=5(kVA)電葫蘆：由于是單臺設(shè)備，可取Kd=1，查附錄表3可得cos

=0.5，tan

=1.73，因此Pca(3)=Pe=3.79=3.79(kW)Qca(3)=Pca(3)tan

wm=3.79×1.73=6.56(kvar)Sca(3)=Pca(3)/cos

wm=3.79/0.5=7.58(kVA)取同時系數(shù)Ｋ∑為0.9，因此總計算負荷為

Pca(∑)＝Ｋ∑ΣPca=0.9×（10+4+3.79）=16.01(kW)

Qca(∑)＝Ｋ∑ΣQca=0.9×（17.3+3+6.56=24.17(kW)

為了使人一目了然，便于審核，實際工程設(shè)計中常采用計算表格形式，如下表所示。28.9924.1716.01——?。恕?0.9—26.8617.79————24負荷總計7.586.563.791.730.513.79（ε=25%）1電葫蘆35340.750.80.853通風(fēng)機組22017.3101.730.50.25020機床組1Sca(kVA)Qca(kVar)Pca(kW)計算負荷tan

cos

Kd設(shè)備容量（kW）臺數(shù)用電設(shè)備組名稱序號返回目錄6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則設(shè)備名稱額定電壓(V)額定電流(A)短路電流開斷能力(kA)熱穩(wěn)定動穩(wěn)定低壓斷路器√√（√）（√）√低壓負荷開關(guān)√√（√）（√）√低壓刀開關(guān)√√（√）（√）√低壓熔斷器√√√返回6.2低壓開關(guān)設(shè)備的選擇6.2.3低壓熔斷器的選擇1．額定電壓選擇

對于—般的高壓熔斷器，其額定電壓必須大于或等于電網(wǎng)的額定電壓。對于充填石英砂具有限流作用的熔斷器，則只能用在等于其額定電壓的電網(wǎng)中，因為這種類型的熔斷器能在電流達最大值之前就將電流截斷，致使熔斷器熔斷時產(chǎn)生過電壓。6.2低壓開關(guān)電器選擇

6.2.1低壓斷路器的選擇1.低壓斷路器的種類和類型按用途常分為：①配電用斷路器；②電動機保護用斷路器;③照明用斷路器;④漏電保護用斷路器。按結(jié)構(gòu)型式分有塑殼式和框架式兩大類。6.2

低壓開關(guān)電器選擇2.低壓斷路器脫扣電流的整定（1)低壓斷路器過流脫扣器額定電流的選擇過流脫扣器額定電流應(yīng)大于或等于線路的計算電流，即：

式中：—過流脫扣器額定電流；

—線路的計算電流。第四節(jié)配電線路導(dǎo)線截面選擇的條件一、四個條件按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜的截面按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面按機械強度選擇導(dǎo)線和電纜截面電力線路的類型允許載流量允許電壓損失經(jīng)濟電流密度機械強度35kV及以上電源進線△△★△無調(diào)壓設(shè)備的6～10kV較長線路△★△6～10kV較短線路★△△低壓線路照明線路★△△動力線路★△△電力線路截面的選擇和校驗項目

△——校驗的項目，★——選擇的依據(jù)二、按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜的截面

導(dǎo)體的溫升

按允許載流量選擇導(dǎo)體截面中性線（N線）截面的選擇①一般要求中性線截面應(yīng)不小于相線截面的一半，即

②對三相系統(tǒng)分出的單相線路或兩相線路，中性線電流與相線電流相等。因此，S0與S

相等。

③對三次諧波電流突出的線路，中性線電流可能會超過相線電流，因此中性線截面應(yīng)不小于相線截面。三相相線截面的選擇中性線和保護線截面的選擇按允許載流量選擇導(dǎo)體截面保護線（PE線）截面的選擇

①當(dāng)≤16mm2時②當(dāng)16mm2＜≤35mm2時 ≥16mm2

③當(dāng)＞35mm2時保護中性線（PEN線）截面的選擇

對三相四線制系統(tǒng)中，保護中性線兼有中性線和保護線的雙重功能，截面選擇應(yīng)同時滿足上述二者的要求，并取其中較大者作為保護中性線截面。

按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面

（1）先取導(dǎo)線或電纜的電抗平均值，求出無功負荷在電抗上引起的電壓損失：（2）根據(jù) 出此時的。

——有功負荷在電阻上引起的電壓損失，

——線路的允許電壓損失。（3）由，將（式中為導(dǎo)線的電導(dǎo)率）代入，可計算出導(dǎo)線或電纜的截面為：

并根據(jù)此值選出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)截面。（4）根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)截面及敷設(shè)方式，查出r0和x0，計算線路實際的電壓損失，與允許電壓損失比較。如不大于允許電壓損失則滿足要求，否則加大導(dǎo)線或電纜截面，重新校驗，直到所選截面滿足允許電壓損失的要求為止。

5.4按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面

經(jīng)濟電流密度Jec與年最大負荷利用小時數(shù)有關(guān)，年最大負荷利用小時數(shù)越大，負荷越平穩(wěn)，損耗越大，經(jīng)濟截面因而也就越大，經(jīng)濟電流密度就會變小。按經(jīng)濟電流密度計算經(jīng)濟截面的公式為:根據(jù)上式計算出截面后，從手冊或附錄表中選取一種與該值最接近（可稍小）的標(biāo)準(zhǔn)截面，再校驗其他條件即可。線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè)2.5.1架空線

架空線路是用桿塔將導(dǎo)線懸掛在空中，導(dǎo)線利用絕緣瓷瓶支持在桿塔的橫擔(dān)上。架空線路主要由導(dǎo)線（一般為鋼芯鋁絞線）、桿塔、絕緣瓷瓶和線路金具等基本元件組成。優(yōu)點：1）設(shè)備簡單，造價低。2）露置空中，易于檢修和維護。3）利用空氣絕緣，建造比較容易。缺點：1）侵占地面位置，有礙交通。2）易受環(huán)境影響、安全可靠性較差。3）影響廠區(qū)美化。2.5.2電纜線路

電纜線路與架空線路相比，具有運行可靠，不易受外界影響，不占地面的優(yōu)點，但同時也具有投資大，敷設(shè)維修困難，難于發(fā)現(xiàn)和排除故障的缺點。1.電纜的結(jié)構(gòu) 電纜主要由導(dǎo)體、絕緣層、護套層和鎧裝層組成。2.電纜敷設(shè)

電纜的敷設(shè)路徑要求盡量最短，轉(zhuǎn)彎最少，盡量避免與各種地下管道交叉，散熱要好。

常用的電纜敷設(shè)方式有：直接埋地敷設(shè)電纜溝電纜橋架 另外還有電纜隧道、電纜排管等方式，但較少使用。

直接埋地敷設(shè)

首先挖一深0.7～1m的壕溝，于溝底填上100mm的細砂或軟土，再鋪設(shè)電纜，然后填以沙土，加上保護板，最后回填沙土。這種方式電纜易受機械損傷，土壤化學(xué)腐蝕，可靠性差，檢修不便，多用于根數(shù)不多的線路。電纜溝

電纜溝敷設(shè)占地少，走向靈活，能容納較多電纜，但檢修維護也不方便，適用于多條電纜走向相同的情況，在容易積水的場所不宜使用。電纜橋架

電纜敷設(shè)在電纜橋架內(nèi)，電纜橋架裝置是由支架、蓋板、支臂和線槽等組成。電纜橋架敷設(shè)克服了電纜溝敷設(shè)電纜時存在的積水、積灰、易損壞電纜等多種弊病，改善了運行條件，具有占用空間少、投資省、建設(shè)周期短、便于采用全塑電纜和工廠系列化生產(chǎn)等優(yōu)點。1．絕緣導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)

絕緣導(dǎo)線按芯線材質(zhì)分，有銅芯和鋁芯兩種。除重要回路及震動場所或?qū)︿X有腐蝕的場所應(yīng)采用銅芯絕緣導(dǎo)線外，一般應(yīng)優(yōu)先選用鋁芯絕緣導(dǎo)線。 絕緣導(dǎo)線的敷設(shè)方式，分明敷和暗敷兩種。明敷是導(dǎo)線直接或在管子、線槽等保護體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁、頂棚的表面及絎架、支架等處。暗敷是導(dǎo)線在管子、線槽等保護體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁、頂棚、地坪及樓板等內(nèi)部，或者在混凝土板孔內(nèi)敷線等。

2.5.3車間線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)

車間線路，包括室內(nèi)配電線路和室外配電線路。室內(nèi)配電線路大多采用絕緣導(dǎo)線，但配電干線則采用裸導(dǎo)線（裸母線結(jié)構(gòu)），少數(shù)采用電纜。室外配電線路指沿車間外墻或屋檐敷設(shè)的低壓配電線路，都采用絕緣導(dǎo)線，也包括車間之間用絕緣導(dǎo)線敷設(shè)的短距離的低壓架空線路。2.裸導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)

車間內(nèi)的配電裸導(dǎo)線大多采取硬母線的結(jié)構(gòu)，其截面形狀有圓形、管形和矩形等，其材質(zhì)有銅、鋁和鋼。車間中以采用LMY型硬鋁母線最為普遍。現(xiàn)代化的生產(chǎn)車間，大多采用封閉式母線（亦稱母線槽）布線，封閉式母線安全、靈活、美觀，但耗用鋼材較多，投資較大。

為了識別裸導(dǎo)線相序，以利于運行維護和檢修，GB2681-81《電工成套裝置中的導(dǎo)線顏色》規(guī)定交流三相系統(tǒng)中的裸導(dǎo)線應(yīng)按表所示涂色。裸導(dǎo)線涂色不僅用來辨別相序及其用途，而且能防蝕和改善散熱條件。

交流三相系統(tǒng)中裸導(dǎo)線的涂色黃綠雙色淡藍紅綠黃涂漆顏色PE線N線和PEN線C線B線A線裸導(dǎo)線類別返回目錄電纜埋地敷設(shè)

當(dāng)沿同一路徑敷設(shè)的室外電纜根數(shù)為8根及以下且場地有條件時，宜采用直接埋地敷設(shè)。

電纜在室外直接埋地敷設(shè)的深度不應(yīng)小于0.70m，穿越農(nóng)田時不應(yīng)小于1m，并應(yīng)在電纜上下各均勻鋪設(shè)100mm厚的細砂或軟土，然后覆蓋混凝土保護板或類似的保護層，覆蓋的保護層應(yīng)超過電纜兩則各50mm。

電纜溝或隧道內(nèi)敷設(shè)

當(dāng)電纜與地下管網(wǎng)交叉不多，地下水位較低，且無高溫介質(zhì)和熔化金屬液體流入可能的地區(qū)，同一路徑的電纜根數(shù)為18根及以下時，宜采用電纜溝敷設(shè)。多于18根時，宜采用電纜隧道敷設(shè)。電纜溝在進入建筑物處應(yīng)設(shè)防火墻。電纜隧道進入建筑物處，以及在變電所圍墻處，應(yīng)設(shè)帶門的防火墻

電纜溝宜采用鋼筋混凝土蓋板，每塊蓋板的重量不宜超過50kg。電纜隧道的凈高不應(yīng)低于1.90m，有困難時局部地段可適當(dāng)降低。

隧道內(nèi)應(yīng)采取通風(fēng)措施，一般為自然通風(fēng)。

電纜隧道長度大于7m時，兩端應(yīng)設(shè)出口(包括入孔)，兩個出口間的距離超過75m時，尚應(yīng)增加出口。人孔井的直徑不應(yīng)小于0.70m。

（3）敷設(shè)在電纜溝中1—蓋板；2—電纜支架；3—預(yù)埋鐵件

電纜橋架在電纜隧道溝內(nèi)安裝

電纜在排管內(nèi)敷設(shè)電纜排管敷設(shè)方式，適用于電纜數(shù)量不多(一般不超過12根)，而道路交叉較多，路徑擁擠,又不宜采用直埋或電纜溝敷設(shè)的地段。排管可采用石棉水泥管、UPVC管或混凝土管。電纜排管安裝時應(yīng)符合下列條件：

(1)不小于0.5%的排水坡度，并在入孔井內(nèi)設(shè)集水坑，以便集中排水；

(2)排管頂部距地面不宜小于0.7m，在人行道下面的排管可不小于0.5m；

(3)排管溝底部應(yīng)墊平夯實，并應(yīng)鋪設(shè)不少于80mm厚的混凝土墊層。

電

纜

橋

架

布

線

電纜橋架水平敷設(shè)時的距地高度一般不宜低于2.50m，垂直敷設(shè)時距地1.80m以下部分應(yīng)加金屬蓋板保護。

電纜橋架多層敷設(shè)時，其層間距離一般為：控制電纜間不應(yīng)小于0.20m；電力電纜間不應(yīng)小于0.30m；弱電電纜與電力電纜間不應(yīng)小于0.50m，如有屏蔽蓋板可減少到0.30m；橋架上部距頂棚或其他障礙物不應(yīng)小于0.30m。

電纜橋架與各種管道平行或交叉

最小凈距

組合橋架沿墻壁敷設(shè)及引下安裝示意圖

豎

井

內(nèi)

布

線

選擇豎井位置時，應(yīng)考慮下列因素：

(1)宜靠近用電負荷中心，減少干線電纜溝道的長度。

(2)不得和電梯井、管道井共用同一豎井。

(3)避免鄰近煙道、熱力管道及其他散熱量大或潮濕的設(shè)施。

(4)在條件允許時宜避免與電梯井及樓梯間相鄰。豎井的井壁應(yīng)是耐火極限不低于1h的非燃燒體。豎井在每層樓應(yīng)設(shè)維護檢修門并應(yīng)開向公共走廓，其耐火等級不應(yīng)低于丙級。樓層間應(yīng)做防火密封隔離。豎井大小除滿足布線間隔及端子箱、配電箱布置所必須尺寸外，并宜在箱體前留有不小于0.80m的操作、維護距離。

四、插接式母線第四節(jié)電氣照明一、照明基本概念

光是能量的一種形態(tài)，這種能量能從一個物體傳播到另一個物體，在傳播過程中無需任何物質(zhì)作為媒介。這種能量的傳遞方式被稱為輻射。光通量

光源在單位時間內(nèi)，向周圍空間輻射出使人眼產(chǎn)生光感覺的能量稱為光通量，符號為

，單位流明（lm）。

只有可見光區(qū)的輻射功率能轉(zhuǎn)變?yōu)楣馔?。光通量的大小取決于輻射功率的大小和光譜光效率。波長為555nm的輻射通量能夠完全轉(zhuǎn)變?yōu)楣馔?。光通量與光源的輻射強度有關(guān)，還與波長有關(guān)。人眼對波長555nm的黃、綠光最敏感。40W白熾燈光通量為350lm36W熒光燈光通量為2500lm（T8）發(fā)光強度

發(fā)光強度是表征光源在給定方向上單位立體角內(nèi)輻射的光通量，稱為光源在該方向上的發(fā)光強度。符號為I，單位：坎德拉（cd）。發(fā)光強度是表征光源（物體）發(fā)光能力大小的物理量。ω0裸光源（40W）配燈具光源（40W）平均光強為28cd平均光強為70~80cd如配鏡面反射罩，光強可達數(shù)百cd光通與光強的關(guān)系：在光通量不變的情況下，隨著配置燈具的不同，發(fā)光強度可以發(fā)生變化；照度

被照物體表面單位面積接收到的光通量。用符號E表示，單位：勒克司（lx）。如果光通

（lm）均勻地投射在面積為S（m）的表面上，則該平面的照度值為：

照度是用來表達被照面上光的強弱的，判別被照物上的照明情況。

晴朗滿月夜0.2lx

白天良好采光100~500lx晴天室外太陽散射1000lx

中午太陽直射10萬lx20lx是剛能識別人臉，作為交通區(qū)域內(nèi)的最低照度。100lx是交通區(qū)能接受的照度水平，效果最好。200lx是所有工作室以及人需要在其中停留較長時間的最低照度。常見照度

當(dāng)采用某方向發(fā)光強度為I

的點狀光源照明時，被照面上某點的的照度與它至光源的距離（r）平方成反比，和入射角的余弦（I

cos

）成正比。亮度

光源在給定方向單位投影面積上的發(fā)光強度，稱為光源在該方向上的亮度。符號為L，單位尼特（nt）。亮度表示光源單位面積上的發(fā)光強度。表征發(fā)光面或被照面反射光的發(fā)光強弱的物理量。亮度與被照面的材料特性有關(guān)。

常見亮度（cd/m2）太陽表面1.6×109以上晴天的天空8000

陰天5600熒光燈（0.5~15）×104白熾燈（20~20）×106光度量的比較1.從定性的角度分析光度量的基本概念，了解其內(nèi)在關(guān)系。2.光通量、光效、光強和亮度反應(yīng)光源特性的基本量，說明的是光源的發(fā)光情況。3.照度是表征被照物接受光通強弱的物理量，有著本質(zhì)的區(qū)別。4.在應(yīng)用中，單位上比較容易混淆；在定性和定量分析中，各有所偏重。色溫某個光源所發(fā)射的光的色度與黑體在某一溫度下所發(fā)出的光的色度完全相同時，則黑體這個溫度就稱為該光源的色溫。光源與黑體（或完全輻射體）的顏色相同時，該黑體的溫度就稱為光源的色溫。黑體：800~900KR色

3000KY-W色

5000KW色電光源的光色光源的色溫

色溫用絕對溫度“K”表示，絕對溫度等于攝氏溫度加273。如正午的日光具有色溫為6500K。光源色溫（K）晴天室外光

13000全陰天室外光6500白天直射日光555045°斜射日光4800晝光色、熒光燈6500氙燈

5600炭精燈5500～6500常見光源色溫表常見光源的色溫（K）太陽（大氣外）6500鎢絲白熾燈（100W）2740太陽（在地表面）4000~5000鎢絲白熾燈（1000W）2920藍色天空18000~22000熒光燈（日光色）6500月亮4125熒光燈（冷白色）4300蠟燭1925熒光燈（暖白色）2900煤油燈1920高壓鈉燈2100色溫和色表相關(guān)色溫（K）色表大于5500冷色（B-W）3300~5500中間色（W）小于3300暖色（R-W）1、顯色系數(shù)是物體的心理色符合程度的度量。

2、基本等級：光源的顯色指數(shù)愈高，其顯色性能愈好。05080100R0很差一般優(yōu)良顯色指數(shù)顏色顯現(xiàn)類別鐳色表應(yīng)用185以上冷

紡織工業(yè)、油漆和印刷業(yè)中間

商店、醫(yī)院暖

家庭、旅館、飯店270~85冷

辦公室、學(xué)校、精細工業(yè)工作室中間暖370以下顯色性比較不重要的室內(nèi)S

特殊應(yīng)用普通金鹵燈150W高顯色金鹵燈150W

1.在視覺內(nèi)有亮度極高的物體或強烈的亮度對比，可引起不舒適感，并造成視覺降低的現(xiàn)象，稱為眩光。

2.影響眩光的因素：（1）環(huán)境較暗，眼晴的適應(yīng)亮度很低，即使亮度低的光，也會出現(xiàn)眩光。（2）亮度越高，眩光越突出。（3）光源的大小。

3.生理因素：眩光

4.眩光分為直接眩光和反射眩光。直接眩光又分為失能眩光和不舒適眩光。反射眩光產(chǎn)生于當(dāng)光源同眼晴的位置，剛好保持正反射關(guān)系。眩光的程度使人產(chǎn)生不舒適惑時，稱為不舒適眩光。能降低人眼視力的眩光。稱為礙視眩光。在有些情況下，可以利用眩光來創(chuàng)造某種必要的氣氛，例如很多數(shù)量小功率白熾燈泡組成花燈、串燈，用它來襯托富麗堂皇的環(huán)境，或者用投光燈把光投射在裝飾物上。產(chǎn)生金碧輝煌的感覺。5.降低眩光的方法利用眩光作用于式線角度的關(guān)系可以減小和消除眩光；增大背景亮度；降低眩光源的面積；降低光源的亮度。明視覺和暗視覺

1.明視覺---視覺細胞的錐狀體工作，能分辯形狀和顏色，對光的感受性能很低。

2.暗視覺---桿狀體工作，只能區(qū)分不同強弱的灰色和光的深淺；對光的感受性能比較高。錐狀體桿狀體L（cd/m2）0明視暗視10-610-2102106中間視覺

適應(yīng)——視覺環(huán)境內(nèi)亮度有較大幅度變化時，視覺對視覺環(huán)境內(nèi)亮度變化的順應(yīng)性，稱為適應(yīng)。明適應(yīng)——從暗處進入明亮環(huán)境時，由于亮度的提高而逐步順應(yīng)的過程。明適應(yīng)所需時間很短，約1min左右。暗適應(yīng)——從明亮的環(huán)境進入暗處時視覺閾限下降的過程。暗適應(yīng)一般需要30~40min，視覺閾限才能穩(wěn)定在一定的水平上。明暗適應(yīng)00510152025300510（min)

所以在空間照明設(shè)計時，要考慮到人的視覺的適用過程，加強過渡空間和過渡照明的設(shè)計才能使人的視覺達到舒適滿意的程度。明暗明!二、照明照度標(biāo)準(zhǔn)系列民用建筑照明照度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按以下系列分級：0.5、1、2、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500和2000lx。照度標(biāo)準(zhǔn)值是指工作或生活場所參考平面上的平均照度值。一般假設(shè)為0.75米。

三、照明質(zhì)量合適的照度（1）辦公室、閱覽室等工作房間一般照明照度的均勻度通常以一般照明系統(tǒng)在工作面上產(chǎn)生的最小照度與平均照度之比表示，它不應(yīng)小于0.7。（2）工作房間中非工作區(qū)的平均照度不應(yīng)低于工作區(qū)平均照度的1/5。

（3）直通的兩個相鄰的工作房間的平均照度差別也不應(yīng)大于5

1。（4）局部照明與一般照明共用時，工作面上的一般照明的照度值宜為總照度值的1/3～1/5，且不宜低于50lx。（5）交通區(qū)的照度不宜低于工作區(qū)照度的1/5。恰當(dāng)?shù)牧炼葘Ρ攘炼葘Ρ仁菦Q定物體能見度的重要因素，亮度對比過小，物體清晰度降低，亮度對比過大，容易使視覺疲勞，甚至造成眩光。在一般低空間的房間內(nèi)以及采用嵌入式照明器時，頂棚的反射系數(shù)應(yīng)不小于70％，照度高于5001x時，墻面的反射系數(shù)應(yīng)在40％~60％之間，地面反射系數(shù)在20％~30％之間。

（1）工作區(qū)的亮度與工作區(qū)相鄰環(huán)境的亮度比值不宜低于3

1；工作區(qū)亮度與視野周圍（如頂棚、墻、窗等）的平均亮度比值不宜低于10

1；燈的亮度與工作區(qū)亮度之比不應(yīng)大于40

1。（2）當(dāng)照明燈具采用暗裝時，頂棚的反射系數(shù)宜大于60%，且頂棚的照度不宜小于工作區(qū)照度的1/10。

室內(nèi)表面反射系數(shù)和照度比關(guān)系

表面名稱反射比照度比頂棚0.7～0.80.25～0.9墻面、隔斷0.5～0.70.4～0.8地面0.2～0.40.7～1.0照度比指裝修與家具設(shè)備表面的照度與工作面水平照度之比。

（3）在連續(xù)工作的房間（如辦公室、閱覽室等），室內(nèi)表面反射系數(shù)和照度比按下表選。光源的顯色性

當(dāng)使用一種光源不能滿足光色要求時，可采用兩種或兩種以上光源混光的辦法。利用每種單一光源的各自優(yōu)點，避免其缺點，以提高光效，改善光色，達到節(jié)能和擴大使用范圍的目的，可根據(jù)各單一光源的特點，選擇不同光源的混光和合理的混光光通比來滿足照明工程的要求。光源的顏色分類光源的顏色分類相關(guān)色溫（K）顏色特征適用場所I<3300暖

居室、餐廳、宴會廳、多功能廳、四季廳（室內(nèi)花園）、酒吧、咖啡廳、重點陳列廳II3300～5300中間

教室、辦公室、會議室、閱覽室、一般營業(yè)廳、普通餐廳、一般休息室、洗衣房III>5300冷

設(shè)計室、計算機房照明用燈的顯色組別

顯色分組一般顯色指數(shù)（Ra）類屬光源示例適用場所示例IRa

80白熾燈、鹵鎢燈、稀土節(jié)能熒光燈、三基色熒光燈、高顯色高壓鈉燈

美術(shù)展廳、化妝室、客廳、餐廳、宴會廳、多功能廳、酒吧、咖啡廳、高級商店營業(yè)廳、手術(shù)室II60

Ra

80熒光燈、金屬鹵化物燈

辦公室、休息室、普通餐廳、廚房、普通報告廳、教室、閱覽室、自選商場、候車室、室外比賽場地III40

Ra

60熒光高壓汞燈

行李房、庫房、室外門廊IVRa

40高壓鈉燈

辨色要求不高的庫房、室外道路照明注：金屬鹵化物燈中的鏑燈可劃在I組。

四、照明種類照明方式

1．一般照明

2．局部照明

3．混合照明混合照明中的一般照明的照度不低于混合照明總照度的5～10%，并且最低照度不低于20lx。

照明種類

1.正常照明

2.應(yīng)急照明

應(yīng)急照明光源采用瞬時點亮的白熾燈或鹵鎢燈，燈具布置在主要通道、危險地段、出入口處，在燈具上加涂紅色標(biāo)記。疏散照明的標(biāo)志安裝在疏散走道距地1m以內(nèi)的墻面上、樓梯口、安全門的頂部，底座采用非燃材料。應(yīng)急照明的照度大于工作面上的總照度的10%。

3．值班照明

重要的車間和場所設(shè)置的供值班人員使用的照明稱為值班照明。值班照明可利用正常照明中能單獨控制的一部分，或應(yīng)急照明中的一部分。

4.警衛(wèi)照明

用于有警衛(wèi)任務(wù)的場所，根據(jù)警戒范圍的需要裝設(shè)警衛(wèi)照明。

5．障礙照明

裝設(shè)在高層建筑物或構(gòu)筑物上，作為航空障礙標(biāo)志（信號）用的照明，并應(yīng)執(zhí)行民航和交通部門有關(guān)規(guī)定。障礙照明采用能穿透霧氣的紅光燈具。

(1)障礙標(biāo)志燈的水平、垂直距離不宜于45m；

(2)障礙標(biāo)志燈應(yīng)裝設(shè)在建筑物或構(gòu)筑物的最高部位。

(3)低光強障礙標(biāo)志燈(距地面60m以上裝設(shè)時采用)應(yīng)為恒定光強的紅色燈。中光強障礙標(biāo)志燈(距地面90m以上裝設(shè)時采用)應(yīng)為紅色光。高光強障礙標(biāo)志燈(距地面150m以上裝設(shè)時采用)應(yīng)為白色光。

6．標(biāo)志照明

借助照明以圖文形式告知人們通道、位置、場所、設(shè)施等信息。

7．景觀照明

裝飾照明、外觀照明、庭院照明、建筑小品照明、噴泉照明、節(jié)日照明。8路燈照明路燈照明光源宜采用高壓鈉燈、高壓汞燈、白熾燈等。路燈伸出路崖宜為0.6～1.0m，路燈的水平線上的仰角宜為5

，路面亮度不宜低于1cd/m2。交通公路照明主要采用低壓鈉燈、熒光高壓汞燈，城市內(nèi)街道照明主要采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈。五、電光源熱輻射光源氣體放電光源利用電能使物體加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光的光源利用氣體和蒸氣放電而發(fā)光的光源

白熾燈、鹵鎢燈熒光燈、躲藏光源電光源

白熾燈是根據(jù)電流的熱效應(yīng)制成的發(fā)光器件，它是將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài)，利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源，至500℃時開始發(fā)出可見光，隨溫度增加，從紅-橙黃-白逐步變化。燈頭支架發(fā)光材料玻璃外殼惰性氣體壽命光通光效U100％吾珥。。1.輻射光譜連續(xù)；

2.顯色性好，近似Ra=100；

3.色溫低，約在2500K-3200K（普通型號在2700K-2900K）；

4.光效低，約在9-34lm/W；

5.散熱量大；

6.壽命短，約在1000h。性能特點及應(yīng)用

特點有高度的集光性，便于光的再分配適合頻繁開關(guān)，點滅性能及壽命影響小顯色性能好光效較低特點白熾燈的應(yīng)用適用于家庭、賓館、飯店及藝術(shù)照明信號照明、投光照明和小型建筑物照明電影、劇院和舞臺布景照明應(yīng)用

白熾燈的鎢絲在熱輻射過程中蒸發(fā)并附著在燈泡內(nèi)壁，使燈泡射出偽光通愈來愈低。為了減緩這種進程，通常在燈泡內(nèi)充以惰性氣體以抑制鎢絲的蒸發(fā)。

鹵鎢燈

鹵鎢燈的耐震性、耐電壓波動性都比白熾燈差，但顯色性很好。經(jīng)常用于電視轉(zhuǎn)播等場合。鹵鎢燈的光效（19.5～21lm/W）和壽命（3500h）及顯色性等均較白熾燈為佳，其體積能小型化，燈具也可小型化，已被廣泛作為商業(yè)櫥窗、餐廳、會議室、博物館、展覽館照明光源。

熒光燈

熒光燈是一種預(yù)熱式低壓汞蒸氣放電燈。由放電產(chǎn)生的紫外線輻射激發(fā)熒光粉而發(fā)光。汞Are自持放電電離熒光粉紫外線可見光

熒光燈的能量轉(zhuǎn)換示圖燈管電極發(fā)熱34％紫外線63％可見光3％紫外線發(fā)熱38％熒光粉發(fā)光25％熒光燈對流傳導(dǎo)熱輻射可見光40W100％28％72％

熒光燈具有表面亮度低，表面溫度低，光效高，壽命長，顯色性較好，光通分布均勻等特點。它被廣泛用于進行精細工作、照度要求高或進行長時間緊張視力工作的場所。熒光燈的額定壽命，是指每開關(guān)一次燃點3小時而言。開關(guān)頻繁時，使燈絲所涂發(fā)射物質(zhì)很快耗盡，縮短了燈管的使用壽命，因此它不適宜用于開關(guān)頻繁的場所。熒光燈的特點及應(yīng)用月光色冷白色暖白色微弱天空光相似接近自然光日出2H以后的太陽直射光與白熾燈近似紅光成份多6500K4300K2900K壽命長光通衰減少啟動慢點燃遲發(fā)光效率高不能頻繁啟動環(huán)境要求高光色豐富顯色性能好3000h3-5S25-67Lm/W溫度濕度Ra=70-99色溫范圍廣適用于進行較精細的工作，照度要求較高或進行長時間視覺工作的場所。熒光燈的應(yīng)用光譜較連續(xù)，顯色性好，故適于需要正確識別色彩的場所。節(jié)能的場所。光色特殊，故適合于無天然采光的空間照明或要求環(huán)境較舒適的場所，但懸掛不宜太高。不宜在開關(guān)頻繁的場所和環(huán)境質(zhì)量惡劣的地方使用，瞬時啟動和調(diào)光的場所也不適合。使用注意事項1.發(fā)光效率約為白熾燈的4倍，壽命長于白熾燈，但cosФ低；

2.適宜的環(huán)境溫度為18~25o，過高或過低都會造成啟動困難和光效降低；

3.不宜頻繁啟動，電源電壓波動不宜超過

5%，否則將影響光效和壽命；

4.破損的燈管要妥善處理以防汞害；

5.不宜在機修車間使用。

利用高壓鈉蒸氣放電，其輻射光的波長集中在人眼感受較靈敏的區(qū)域內(nèi)，故其光效高，壽命長，但顯色性差。高壓鈉燈其光效（60～125lm/W）之高為各種電光源之首，它是用于交通和廣場照明的光源。近幾年研制成功的高顯色型高壓鈉燈，其色溫與白熾燈相近，提高了顯色性，在不少場所可以代替白熾燈，從而節(jié)省了電能。由于其顯色性好，在更多的場所取代了高壓汞燈。

高壓鈉燈

高壓鈉燈具有光效高、紫外線輻射小、透霧性能好、光通維持性好、可任意位置點燃、耐震等特點，但顯色性差，平均顯色指數(shù)為21。它廣泛用于道路照明，當(dāng)與其它光源混光后，可用于照度要求高的高大空間場所。

結(jié)構(gòu)與高壓汞燈相似，在其發(fā)光管內(nèi)添加金屬鹵（以碘為主）化物，利用金屬鹵化物在高溫下分解產(chǎn)生金屬蒸氣和汞蒸氣的混合物，激發(fā)放電輻射出特征光譜。選擇適當(dāng)?shù)慕饘冫u化物并控制它們的比例，就可得到白光。金屬鹵化物燈具有較高的光效（76～110lm/W），壽命長（10000h），顯色性極好，適用于繁華街道、美術(shù)館、展覽館、體育館、商場、體育場、廣場及高大廠房等。金屬鹵化物燈特點：功率大、光效高、耐震、耐熱、壽命長。常用于空間高大的建筑物中，懸掛高度一般在5m以上。由于它的光色差，故適用于不需要分辨顏色的大面積照明場所，在室內(nèi)照明中可與白熾燈、碘鎢燈等光源配合使用。第三代光源

金屬鹵化物燈發(fā)光效率高、顯色性能好、但平均壽命短。（1）鏑燈（2）鈉鉈銦燈