【《實(shí)驗(yàn)樓電氣部分設(shè)計(jì)》9900字（論文）】

蘭州交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-V1緒論1.1工程設(shè)計(jì)背景高校實(shí)驗(yàn)樓日前已經(jīng)成為高等教育教學(xué)資源配置體系中必不可少的一項(xiàng)，成為開(kāi)展日常教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力以及學(xué)生完成學(xué)業(yè)的必備要素。其每年高校都會(huì)花大量資金來(lái)投入到實(shí)驗(yàn)中，并且高校實(shí)驗(yàn)室中有重要的科研設(shè)備與教學(xué)教育資源，是其他市場(chǎng)無(wú)法達(dá)到的高度，同時(shí)使高校理論教學(xué)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐教學(xué)，同時(shí)促進(jìn)了未來(lái)科研人員對(duì)科研技術(shù)的探究。在高層實(shí)驗(yàn)樓電氣設(shè)計(jì)進(jìn)程中，不僅需要合理完成供配電設(shè)計(jì)和室內(nèi)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而且要設(shè)計(jì)出安全的防雷接地及安全系統(tǒng)，為學(xué)校師生提供一個(gè)安全、舒適、節(jié)能、健康的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。1.2工程基本情況本設(shè)計(jì)工程為某高層實(shí)驗(yàn)樓，主體6層，本建筑物東西側(cè)長(zhǎng)48m，寬19.7m，南北側(cè)長(zhǎng)19.7m，寬31.35m，總建筑面積為9520m2，建筑高度為25.65m，其中室內(nèi)外高差0.45m。該設(shè)計(jì)為某高層實(shí)驗(yàn)樓電氣設(shè)計(jì)，功能為教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓。屋頂設(shè)有水箱間、電梯機(jī)房，一層設(shè)配電室、消控室，并設(shè)電井。1.3設(shè)計(jì)規(guī)范準(zhǔn)則(1)本次設(shè)計(jì)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：《?民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范?》(JGJ16—2008)；《?建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?》(GB50034—2013)；《?供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范?》(GB50052—2009)；《?教育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范?》(GB50352—2005)；《?低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范?》(GB50054—2011)；《?建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范?》(GB50057—2010)。在設(shè)計(jì)中，參照國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，充分的理論依據(jù)及實(shí)際情況的支持下進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中必須考慮運(yùn)行穩(wěn)定性，檢修安全便捷性及突發(fā)故障的安全性等。供配電方式應(yīng)該選用環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的方式。1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容本工程設(shè)計(jì)時(shí)需要恪守國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，深入主要系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在學(xué)習(xí)和研究中完成某高層實(shí)驗(yàn)樓的電氣設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)工程主要設(shè)計(jì)包括有：照明系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、防雷接地及安全系統(tǒng)，利用AutoCAD軟件和天正電氣軟件進(jìn)行相關(guān)圖紙的設(shè)計(jì)與繪制。(1)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)閱讀有關(guān)規(guī)范，與本設(shè)計(jì)中不同房間及走廊相對(duì)照，確定照度需求，并根據(jù)此來(lái)適當(dāng)選擇合適的光源、燈具，并通過(guò)有關(guān)照度計(jì)算從而給出各個(gè)房間的燈具類(lèi)型及燈具數(shù)量，對(duì)不同房間的燈具進(jìn)行合理布置，室內(nèi)插座選擇與布置。通過(guò)軟件繪制照明系統(tǒng)電氣施工的圖紙，其中還應(yīng)該包括應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)突發(fā)情況是設(shè)置在公共區(qū)域的應(yīng)急照明燈。(2)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)樓的功能性制，確定該實(shí)驗(yàn)樓的負(fù)荷等級(jí)，根據(jù)各個(gè)負(fù)荷等級(jí)下的要求選擇其適合的供配電方式，并且布置照明配電箱要符合設(shè)計(jì)要求，完成各回路的負(fù)荷計(jì)算，相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與負(fù)荷計(jì)算相比較優(yōu)缺點(diǎn)并選擇出合適的器件，如斷路器、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)等型號(hào)，繪制出相應(yīng)的供配電系統(tǒng)圖。(3)防雷接地及安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)閱讀規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，掌握接地防雷的原理和計(jì)算年預(yù)計(jì)累計(jì)次數(shù)，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)樓的參數(shù)及所給出的資料，確定出某高層實(shí)驗(yàn)樓防雷等級(jí)，并依據(jù)計(jì)算結(jié)果確定防雷等級(jí)，找到該采取的措施，并繪制接地防雷圖。2照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用、節(jié)能環(huán)保的基本準(zhǔn)則。高校高層實(shí)驗(yàn)樓設(shè)計(jì)中電氣照明設(shè)計(jì)，應(yīng)該為實(shí)驗(yàn)者提供明亮的照明環(huán)境。能夠保證照明系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行。查閱資料和規(guī)范選擇出本工程設(shè)計(jì)所需要選擇的燈具（光源），照度計(jì)算選擇出不同房間的燈具數(shù)量，完成不同功能房間燈具、開(kāi)關(guān)、電源插座等的布置。2.2光源（照明）和燈具選擇2.2.1實(shí)驗(yàn)樓照度標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)閱讀標(biāo)準(zhǔn)資料《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013，查閱出自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)樓所需要的照度標(biāo)準(zhǔn)值。所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)樓主要工作場(chǎng)所的照度標(biāo)準(zhǔn)值查標(biāo)準(zhǔn)如下表2.1。表2.1各類(lèi)型房間照度標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)驗(yàn)樓工作場(chǎng)所照度標(biāo)準(zhǔn)值(lx)照明功率密度(W/m2)實(shí)驗(yàn)室3009研究室3009走廊504衛(wèi)生間754水箱間1005通風(fēng)設(shè)備間2007電梯機(jī)房2007配電室2007消控室2007盥洗室7542.2.2實(shí)驗(yàn)樓照明光源選擇應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)視覺(jué)要求、作業(yè)性質(zhì)和環(huán)境條件，應(yīng)使工作區(qū)域或者空間具有合理的照度、顯色性和適宜的亮度分布以及舒適的視覺(jué)環(huán)境。光源選擇則時(shí)需要研究光源的照明特點(diǎn)、可應(yīng)用場(chǎng)所、技術(shù)參數(shù)以及經(jīng)濟(jì)性[1]。通過(guò)對(duì)市場(chǎng)燈具光源的調(diào)研，對(duì)比以下幾種光源：熒光燈光：相比較于白熾燈，他在如壽命、節(jié)能、發(fā)光效率等方面更優(yōu)；(2)LED燈：是目前比較優(yōu)點(diǎn)突出的環(huán)保有效的燈具，價(jià)格相比較于其他燈具貴，同時(shí)也基本沒(méi)有輻射和炫光小。(3)金鹵燈具：除了與白熾燈而言放熱少、耗能少外，他自身體積小、壽命長(zhǎng)等也是其優(yōu)點(diǎn)，主要在一些需要色溫穩(wěn)定、光衰小、發(fā)光效率要求高的場(chǎng)所使用；2.2.3照明燈具選擇布置(1)在設(shè)計(jì)選取時(shí)局部照明與一般照明共同使用，一般照明及局部照明一般應(yīng)用高效光源；(2)明確實(shí)驗(yàn)樓各不同功能房間的特點(diǎn)，工作環(huán)境與炫光程度共同考慮，對(duì)直接炫光限制的質(zhì)量等級(jí)即統(tǒng)一眩光值UGR進(jìn)行合理恰當(dāng)?shù)拇_定，提供舒適的工作環(huán)境；(3)光源色一般分為三類(lèi)（色溫<3300暖，>3300且<5300中間，>5300冷），根據(jù)實(shí)驗(yàn)樓不同功能房間具體情況選擇光源色；(4)根據(jù)實(shí)際情況，在適當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行可以進(jìn)行混合照明的設(shè)計(jì)；(5)由光源的光效、壽命、顯色性等光電特性指標(biāo)和實(shí)際設(shè)計(jì)中的情況對(duì)燈具合理選擇，排除影響因素。在正常的照明燈具布置時(shí)，其間距應(yīng)該在燈具允許的距高比范圍之內(nèi)，并且燈具的材質(zhì)應(yīng)方便后期的更換及保養(yǎng)維護(hù)2.3照度計(jì)算2.3.1計(jì)算照度方法常見(jiàn)的照度計(jì)算有三種方法：?jiǎn)挝蝗萘糠?、利用系?shù)法和逐點(diǎn)計(jì)算法。對(duì)于我們經(jīng)常使用的利用系數(shù)法和單位容量法進(jìn)行基礎(chǔ)方法進(jìn)行初步的了解和總結(jié)，在工程中常使用利用系數(shù)法來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算，利用單位容量法來(lái)進(jìn)行大致校驗(yàn)。利用系數(shù)法利用系數(shù)法是日前來(lái)說(shuō)計(jì)算較精確的一種計(jì)算方法，其適用于墻面反射系數(shù)較高且面積較大的照明設(shè)計(jì)。其原理是利用了燈具發(fā)射的光源直接投射到實(shí)驗(yàn)室工作面上以及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)各物體表面之間相互發(fā)射光線的光通量[3]。具體計(jì)算公式如式2.1： (2.1)式中，——工作面平均照度；Φ——總光通量；N——燈具數(shù)；U——利用系數(shù)，可查表得；K——維護(hù)系數(shù)；A——工作面面積。單位容量法單位容量法相比較而言計(jì)算準(zhǔn)確度沒(méi)有利用系數(shù)法高，但比較簡(jiǎn)便，計(jì)算原理是利用光通利用系數(shù)與光損失相對(duì)固定的計(jì)算。具體計(jì)算公式如式2.2和式2.3： (2.2) (2.3)其中，——總安裝容量，單位W；——單位面積安裝容量，單位W/m2；——房間面積，單位m2；——燈具數(shù)；——燈具的安裝容量。2.3.2該實(shí)驗(yàn)樓照度計(jì)算本設(shè)計(jì)照度通過(guò)利用系數(shù)法和單位容量法分別進(jìn)行計(jì)算。由圖紙知該實(shí)驗(yàn)樓一層氣質(zhì)室長(zhǎng)12米、寬8.4米并以此實(shí)驗(yàn)室為例計(jì)算。該氣質(zhì)室面積為100.8m2，照度標(biāo)準(zhǔn)值為300lx，單位面積安裝容量為9W/m2，選用燈具的型號(hào)為NDL405-2×18W，光通量為4000lm，查表得利用系數(shù)0.8，維護(hù)系數(shù)是0.8。利用系數(shù)法：由式2.1得到燈具數(shù)的求解公式即式2.4：(2.4)將該實(shí)驗(yàn)室的具體參數(shù)代入式2.4中得:N=則可以取12，即燈具數(shù)為12盞。單位容量法：根據(jù)式2.2和式2.3得到燈具數(shù)的求解公式即式2.5：(2.5)將該實(shí)驗(yàn)室的具體參數(shù)代入式2.5中得：N=ω?A/P=9×100.8/72≈12則可以取12，即燈具數(shù)為12盞。綜兩種方法的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算出的燈具數(shù)均為12，兩種方法相比較，利用系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確有效，故選擇利用系數(shù)法計(jì)算，用單位容量法進(jìn)行效驗(yàn)。表2.2本設(shè)計(jì)燈具選擇表工作場(chǎng)所燈具數(shù)目(個(gè))計(jì)算照度值(lx)實(shí)驗(yàn)室A雙管熒光燈12281.28實(shí)驗(yàn)室B雙管熒光燈9277.81實(shí)驗(yàn)室C雙管熒光燈4296.09實(shí)驗(yàn)室D雙管熒光燈18272.43研究室A雙管熒光燈4292.67實(shí)驗(yàn)室E雙管熒光燈8281.54研究室B雙管熒光燈3275.1衛(wèi)生間吸頂燈670.54配電室雙管正常應(yīng)急兩用日光燈4183.01消控室雙管正常應(yīng)急兩用日光燈2205.88本設(shè)計(jì)所有燈具名稱(chēng)及型號(hào)規(guī)格（包括數(shù)量）如下表2.2表2.2本設(shè)計(jì)燈具選擇表名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注鏡面燈NDL405/1×18W/G/3.2cos?>0.95套12T8細(xì)管徑，距鏡面0.4米（LED光源）雙管日光燈NDL405/2×18W/G/3.0cos?>0.95套784T8細(xì)管徑，LED光源雙管正常、應(yīng)急兩用日光燈NDL405/2×18W/G/3.0cos?>0.95套5T8細(xì)管徑，配應(yīng)急組件，180MIN（LED光源）日光燈22W套62吸頂安裝（LED光源）T5環(huán)形消防應(yīng)急燈（正常、應(yīng)急兩用）1×32W配應(yīng)急組件，90MIN套106LED光源，吸頂安裝壁燈1×18W套2距地2.5米安裝（LED光源）墻上壁燈1×18W配應(yīng)急組件，90MIN套6LED光源，電井內(nèi)距地3.0米安裝井道壁燈220V，12W套6LED光源，距地2.4米安裝殘衛(wèi)閃光信號(hào)燈DTA972套1門(mén)框上100MM安裝（LED）求救呼叫開(kāi)關(guān)DTA971套1距地0.6米安裝吸頂燈1×32W配應(yīng)急組件，90MIN套8熒光燈光源，防水防潮型安全出口標(biāo)志燈5W配應(yīng)急組件，90MIN套20門(mén)框上0.1米安裝疏散誘導(dǎo)標(biāo)志燈5W配應(yīng)急組件，90MIN套26疏散樓梯口距地2.5米鏈吊安裝，走廊內(nèi)距地0.6米嵌墻安裝方格柵吸頂燈3×9W套2LED光源2.3.3開(kāi)關(guān)選型布置在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)中開(kāi)關(guān)的選擇也很重要，根據(jù)實(shí)際的環(huán)境與特殊條件，從安全、節(jié)能、舒適等不同視角來(lái)確定。如一般暗裝開(kāi)關(guān)都裝在距地1.3米，距門(mén)檻0.2米處，則確保了安全性及舒服便捷性；殘衛(wèi)的單聯(lián)單控防水開(kāi)關(guān)安裝在距地1米處，則方便殘疾人的使用及安全；黑板側(cè)的燈具的控制開(kāi)關(guān)在靠近黑板側(cè)，衛(wèi)生間的開(kāi)關(guān)在衛(wèi)生間外面等。開(kāi)關(guān)的選擇具有一般性，對(duì)特殊功能的房間開(kāi)關(guān)設(shè)置需要注意，一般性的房間按照便捷安全節(jié)能出發(fā)適當(dāng)選擇，根據(jù)具體的實(shí)際環(huán)境和燈具的數(shù)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。該實(shí)驗(yàn)樓的開(kāi)關(guān)全部為安裝單聯(lián)、雙聯(lián)、三聯(lián)的普通和防水開(kāi)關(guān)及聲光控開(kāi)關(guān)，具體型號(hào)、數(shù)量及安裝備注見(jiàn)表2.3。表2.3本設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)選擇表名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注暗裝單聯(lián)單控開(kāi)關(guān)KA86K11-10B套81距地1.3米（距門(mén)框0.2米）暗裝雙聯(lián)單控開(kāi)關(guān)KA86K21-10B套90距地1.3米（距門(mén)框0.2米）暗裝三聯(lián)單控開(kāi)關(guān)KA86K31-10B套47距地1.3米（距門(mén)框0.2米）暗裝聲光控開(kāi)關(guān)KA86KSGY套83距地1.3米（距門(mén)框0.2米）暗裝單聯(lián)單控防水開(kāi)關(guān)KA86F11-10B套6距地1.3米,殘衛(wèi)內(nèi)為1.0米暗裝雙聯(lián)單控防水開(kāi)關(guān)KA86F21-10B套13距地1.3米（距門(mén)框0.2米）暗裝三聯(lián)單控防水開(kāi)關(guān)KA86F31-10B套13距地1.3米（距門(mén)框0.2米）2.3.4插座選型布置國(guó)家相關(guān)規(guī)范準(zhǔn)則指出插座的選型及分布位置的選擇要結(jié)合不同功能性的房間的面積等因素進(jìn)行合理選擇。該工程設(shè)計(jì)為高層實(shí)驗(yàn)樓，結(jié)合該實(shí)驗(yàn)樓的不同功能房間的具體情況及試驗(yàn)臺(tái)的位置，方便使用的同時(shí)也要盡量合理，不要將插座布置在窗臺(tái)及柱子等不好布線的地方。該項(xiàng)目為高層實(shí)驗(yàn)樓，包含了各種各樣的實(shí)驗(yàn)室還有電梯，所以選型和布置時(shí)要注意，具體型號(hào)規(guī)格及數(shù)量見(jiàn)表2.4。表2.4本設(shè)計(jì)插座選擇表名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注單相二、三極帶保護(hù)門(mén)暗插座KA86Z223A10套386距地0.3米安裝，安全型（實(shí)驗(yàn)室內(nèi)距地1.5米）電梯底坑插座KA86Z223A10套1安全型單相二、三極帶開(kāi)關(guān)暗插座KA86Z223K12A10套18距地1.3米安裝，安全型帶接地插孔暗裝三相插座（五孔）AE204(25A;440V)套36距地1.5米安裝3供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1負(fù)荷等級(jí)及供電要求3.1.1負(fù)荷等級(jí)分類(lèi)與供電要求在高層實(shí)驗(yàn)樓電氣設(shè)計(jì)中的供配電設(shè)計(jì)時(shí)需明晰負(fù)荷等級(jí)。負(fù)荷等級(jí)直接就決定供電方式選擇，從低等級(jí)到高等級(jí)對(duì)應(yīng)的用電可靠性相應(yīng)也越高。根據(jù)供電可靠性程度的輕重，我國(guó)將負(fù)荷等級(jí)由高到低分為一、二、三類(lèi)：一級(jí)負(fù)荷：若中斷對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電則有可能會(huì)損害到人身安全、重大經(jīng)濟(jì)損失或重大政治影響。由于中斷一級(jí)負(fù)荷會(huì)造成極大危害，故在可靠性上需要保證，即采用雙回路供電（有備用電源）。二級(jí)負(fù)荷：若中斷對(duì)二級(jí)負(fù)荷供電則有可能會(huì)損害到負(fù)荷單位的生產(chǎn)生活、一定的政治影響。由于中斷二級(jí)負(fù)荷會(huì)有一定的危害，故根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合經(jīng)濟(jì)性選擇要不要雙回路供電。三級(jí)負(fù)荷：不屬于一、二級(jí)負(fù)荷且對(duì)供電無(wú)特殊要求的為三級(jí)負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷供電無(wú)特殊要求即采用正常的單回路供電方式。3.2配電方式3.2.1各配電方式比較工程設(shè)計(jì)中有放射式、樹(shù)干式、混合式的低壓配電方式：放射式：各個(gè)用電點(diǎn)相互獨(dú)立不干擾且事故規(guī)模小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性與穩(wěn)定性能較好。樹(shù)干式：干線引出，各個(gè)負(fù)荷直接相連形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，而且線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)性好。(3)混合式:樹(shù)干式與放射式結(jié)合的配電形式。3.2.2本設(shè)計(jì)配電方式本工程高層實(shí)驗(yàn)樓電氣設(shè)計(jì)時(shí)，明確該實(shí)驗(yàn)樓的基礎(chǔ)知識(shí)，并滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性，可靠性和維護(hù)便捷。本工程為二類(lèi)高層公共建筑，故供電負(fù)荷，走道照明、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、增壓泵、電梯、安防監(jiān)控系統(tǒng)等為二級(jí)負(fù)荷，其余為三級(jí)負(fù)荷。本工程供電主電源由中心配電室采用低壓電纜埋地分別引入一層配電室D1、D2配電柜；消防電源由中心配電室內(nèi)另一臺(tái)變壓器低壓母線段接入，照明、動(dòng)力、消防電源分別進(jìn)線，供電電壓為380/220V。本工程在一層配電室設(shè)低壓配電柜兩臺(tái)，進(jìn)線柜一臺(tái)，消防備用電源一臺(tái)，UPS一臺(tái)，供本工程配電使用。本工程低壓配電系統(tǒng)采用放射式和樹(shù)干式混合式配電。3.3計(jì)算負(fù)荷方法工程中常見(jiàn)的負(fù)荷計(jì)算方法有如下幾種，并指出其優(yōu)缺點(diǎn)：(1)單位指標(biāo)法、單位面積功率法：工程初期粗略計(jì)算時(shí)使用。(2)利用系數(shù)法：計(jì)算準(zhǔn)確但過(guò)程復(fù)雜。(3)需要系數(shù)法：計(jì)算方便且適用于設(shè)備容量差別不大時(shí)。(4)二項(xiàng)式系數(shù)法：適用于平均負(fù)荷（用電設(shè)備、其引起的）時(shí)，常用于設(shè)備容量差距較大時(shí)。3.4負(fù)荷計(jì)算3.4.1該設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算方法本次工程設(shè)計(jì)中根據(jù)已知信息，根據(jù)不同負(fù)荷計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)的比較，選出用需要系數(shù)法來(lái)合理選擇配電系統(tǒng)設(shè)備。3.4.2需要系數(shù)法計(jì)算需要系數(shù)方法來(lái)求負(fù)荷量是設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)來(lái)得出的。有功功率Pjs(單位：kW)： (3.1)無(wú)功功率Qjs(單位：kvar)： (3.2)視在功率Sjs(單位：kVA)： (3.3)計(jì)算電流Ijs(單位：A)： (3.4)其中，Pe——用電設(shè)備組的設(shè)備功率（單位：kW）; Kx——需要系數(shù);——用電設(shè)備的功率因數(shù);——功率因數(shù)的正切值; Ur——用電設(shè)備額定電壓（單位：kV）。3.4.3具體負(fù)荷計(jì)算本工程以WP1回路（一區(qū)1至6層照明）為例，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。針對(duì)回路WP1來(lái)說(shuō)，用途包括照明及插座等，照明負(fù)荷需要系數(shù)取0.8。無(wú)功功率補(bǔ)償在中心變配電室?guī)追N補(bǔ)償，在本設(shè)計(jì)中不予考慮；熒光燈就地補(bǔ)償，使補(bǔ)償后的功率因數(shù)大于0.9，這里不考慮損耗，因此不考慮無(wú)功功率，取值為1。則對(duì)WP1回路負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。(1)額定功率：WP1該回路從一層配電室的D1配電柜引出，接入該實(shí)驗(yàn)樓1區(qū)的MX1-1配電箱，再向上引到相對(duì)應(yīng)的MX6-1、MX5-1、MX2~4-1，各個(gè)配電箱管理所屬區(qū)域的各種供電，如普通照明等，其總設(shè)備容量=24.48.kW。(2)有功功率： Pjs(3)計(jì)算電流：

IWL1~WL7回路按照上述方法依次計(jì)算，本設(shè)計(jì)中D1、D2配電柜所有的回路負(fù)荷計(jì)算見(jiàn)表3.1和3.2。表3.1實(shí)驗(yàn)樓建筑低壓配電柜D1各回路回路名稱(chēng)用電設(shè)備組名稱(chēng)額定功率（KW）計(jì)算有功負(fù)荷（KW）計(jì)算電流（A）WL11區(qū)1~6層照明24.4819.5829.76WL22區(qū)1~6層照明16.3213.0519.84WL31~6層走廊照明和電梯機(jī)房照明22.714.5322.07WL4消控室電源箱1路5.04.06.07WL5配電室電源箱1路5.04.06.07WL61~6層開(kāi)水間6×937.857.44WL7屋頂電梯動(dòng)力1路141459.6WL8備用WL9備用表3.2實(shí)驗(yàn)樓建筑低壓配電柜D2各回路回路名稱(chēng)用電設(shè)備組名稱(chēng)額定功率（KW）計(jì)算有功負(fù)荷（KW）計(jì)算電流（A）WL11層動(dòng)力8837.471.03WL22層動(dòng)力14749.9894.92WL33層動(dòng)力15649.9294.81WL44層動(dòng)力31074.4141.3WL55層動(dòng)力11343.2282.09WL66層動(dòng)力1503553.18WL76層動(dòng)力1503553.18WL8備用WL9備用3.5設(shè)備選型3.5.1低壓配電柜選擇本次高層實(shí)驗(yàn)樓電氣設(shè)計(jì)中，最終低壓配電柜D1、D2選擇型號(hào)為GGD2-36（g）的配電柜，該GGD型配電柜的適用電力單位的交流50Hz，額定工作電壓380V的配電系統(tǒng)，作為電力、照明等的分配與控制，其優(yōu)點(diǎn)有分?jǐn)嗄芰Ω?、?dòng)熱穩(wěn)定性好，電氣方案靈活，防護(hù)等級(jí)高等。柜體的防護(hù)等級(jí)為IP30，可以根據(jù)具體情況選擇IP20和IP40的配電柜。3.5.2線纜材料選擇選擇電纜時(shí)，依據(jù)為所選導(dǎo)線截面允許通過(guò)的最大載流量，即設(shè)備正常的最大電流值，即如式3.4： Ij<其中，——線路的負(fù)荷電流(單位：A)；——導(dǎo)線允許通過(guò)的最大載流量(單位：A)。在工程設(shè)計(jì)中常用的導(dǎo)線有直接裸露的導(dǎo)線、橡皮絕緣導(dǎo)線、聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線三種類(lèi)型：直接裸露的導(dǎo)線：其所選用的材料一般如銅、鋁或鋼等，該原材料成本低，簡(jiǎn)單卻安全性低易誤觸。橡皮絕緣導(dǎo)線：較直接裸露導(dǎo)線外面裹上一層絕緣層，能有效防誤觸絕緣層易老化，更換頻率高且成本提高。聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線：目前最常用的，也是使用最多的導(dǎo)線，材料絕緣層結(jié)實(shí)，更換頻率低。3.5.3低壓斷路器低壓斷路器具有的功能包括短路保護(hù)、超載保護(hù)及失欠電壓保護(hù)等，對(duì)電路發(fā)生如短路、超載、故障等時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)電路從而起到相應(yīng)的保護(hù)電路作用。在斷路器選型時(shí)依據(jù)式3.5： Idn≥K式中，——計(jì)算電流(單位：A)；——?jiǎng)幼黛`敏系數(shù)（一般取1.3）；——過(guò)電流脫扣器的額定電流。3.5.4電纜及斷路器的選型在本工程高層實(shí)驗(yàn)樓電氣設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)已知的電纜及斷路器的選型原則等理論知識(shí)結(jié)合計(jì)算校驗(yàn)進(jìn)行選擇。以配電柜D1引出的回路WL1為例計(jì)算，其中已知的計(jì)算電流為：I線路負(fù)荷電流要小于導(dǎo)線允許通過(guò)最大載流量，即：I低壓斷路器的過(guò)電流脫扣器整定電流即：I結(jié)合上面的計(jì)算結(jié)果，該WL1回路查找相關(guān)資料可以選擇規(guī)格導(dǎo)線為ZR-YJV-5×16CT（SC40），選擇的低壓斷路器為T(mén)1N-160-R50A/3P，阻燃型交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套銅芯電力電纜，其銅芯為5×16mm2最大載流量符合要求。其他回路計(jì)算過(guò)程相同，在此不在贅述。布線時(shí)需要注意：室內(nèi)照明配線除注明外均選用ZR-BV-450V/750V阻燃型聚氯乙烯絕緣線穿RPE難燃電線管暗敷設(shè)（用PC表示），照明與插座回路分開(kāi)敷設(shè)，照明回路沿頂板、墻內(nèi)暗敷（CC、WC），插座回路沿地板、墻內(nèi)暗敷（FC、WC）；ZR-BV-2~3×2.5mm2時(shí)穿管PC20，ZR-BV-4~7×2.5mm2時(shí)穿管PC25，配線為ZR-BV-3×4mm2時(shí)穿管PC25，圖中未注明導(dǎo)線截面照明2.5mm2，插座為4mm2；電纜干線分支采用電纜T接箱。本設(shè)計(jì)中低壓配電柜D1、D2的各回路斷路器及進(jìn)出線電纜選型如下表3.3和3.4所示。表3.3實(shí)驗(yàn)樓建筑低壓配電柜D1各回路回路斷路器型號(hào)進(jìn)出線電纜或電線WL1T1N-160-R50A/3PZR-YJV-5×16CT（SC40）WL2T1N-160-R40A/3PZR-YJV-5×10CT（SC40）WL3T1N-160-R32A/3PNH-YJV-5×6CT（SC40）WL4T1N-160-R25A/3PNH-BV-5×6CT（SC40）WL5T1N-160-R25A/3PNH-BV-5×6CT（SC40）WL6T1N-160-R80A/3PZR-YJV-3×25+2×16CT（SC50）WL7T1N-160-R100A/3PZR-YJV-3×35+2×16CT（SC50）WL8T1N-160-R25A/3PWL9T1N-160-R80A/3P表3.4實(shí)驗(yàn)樓建筑低壓配電柜D2各回路回路斷路器型號(hào)進(jìn)出線電纜或電線WL1T1N-160-R100A/3P+N（RC221）ZR-YJV-3×35+2×16CT（SC50）WL2T1N-160-R125A/3P+N（RC221）ZR-YJV-3×50+2×25CT（SC70）WL3T1N-160-R125A/3P+N（RC221）ZR-YJV-3×50+2×25CT（SC70）WL4T1N-160-R200A/3P+N（RC221）ZR-YJV-3×95+2×50CT（SC80）WL5T1N-160-R100A/3P+N（RC221）ZR-YJV-3×35+2×16CT（SC50）WL6T1N-160-R80A/3P+N（RC221）ZR-YJV-3×25+2×16CT（SC50）WL7T1N-160-R80A/3P+N（RC221）ZR-YJV-3×25+2×16CT（SC50）WL8T1N-160-R200A/3P+N（RC221）

4防雷接地與等電位聯(lián)結(jié)4.1建筑物防雷等級(jí)我們國(guó)家將防雷等級(jí)一般分為一、二、三類(lèi)，由建筑物的使用性能，主要性，可能性等決定防雷等級(jí)，并根據(jù)相對(duì)應(yīng)的防雷等級(jí)設(shè)計(jì)防雷需要的措施。我國(guó)的防雷等級(jí)如及分類(lèi)方法如表4.1：表4.1建筑物防雷等級(jí)分類(lèi)防雷等級(jí)分類(lèi)要求第一類(lèi)防雷建筑因電火花引起爆炸造成人員傷亡或重大損失。第二類(lèi)防雷建筑年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)大于等于0.06次的省級(jí)建筑物或者大于等于0.3次的民用建筑物。第三類(lèi)防雷建筑年雷擊次數(shù)大于等于0.01次，且小于等于0.05次的人員密集建筑物4.2年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)的計(jì)算建筑預(yù)計(jì)年平均雷擊次數(shù)如式4.1： (4.1)其中，N指的是建筑物年平均預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)，單位：次/a；K——校正系數(shù)，一般取1；Ng——該地區(qū)雷擊大地年平均密度，單位：；Ae——建筑物的等效面積，單位：km2。該高層實(shí)驗(yàn)樓所屬地區(qū)雷擊大地年平均密度計(jì)算公式如式4.2： (4.2)其中，Td指的是年平均雷暴日；再有式4.3： (4.3)、W、H分別指的是建筑物的長(zhǎng)、寬、高。已知該高層實(shí)驗(yàn)樓所屬地區(qū)的年平均雷暴日為23.6d/a，則可以通過(guò)計(jì)算出該所屬地區(qū)雷擊大地年平均密度：N根據(jù)該高層實(shí)驗(yàn)樓已知的測(cè)量數(shù)據(jù)，將該高層實(shí)驗(yàn)樓的具體數(shù)據(jù)：東西側(cè)的長(zhǎng)寬高（48m、19.7m、24.9m），南北側(cè)的長(zhǎng)寬高（19.7m、31.35m、24.9m）代入式4.3得東西側(cè)和南北側(cè)的建筑物的等效面積：AeA再由式4.1得：NN=1×2.36×0.0211=0.0843次/a綜合上述結(jié)果，該高層實(shí)驗(yàn)樓年計(jì)算出的平均預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為0.0843次，即二類(lèi)防雷建筑物。4.3建筑防雷設(shè)計(jì)本工程為二類(lèi)高層公共建筑，經(jīng)分別計(jì)算：實(shí)驗(yàn)樓東西、南北側(cè)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)均為0.0843次/年，均屬于防雷建筑，要求防雷測(cè)試電阻不大于1歐姆，具體設(shè)置如下：利用建筑物結(jié)構(gòu)柱Z1~Z20內(nèi)兩根主筋作防雷引下線引下線沿周長(zhǎng)計(jì)算不大于18米，鋼筋需與筏板基礎(chǔ)等（環(huán)形接地體）可焊接。.(2)屋頂外墻部位接閃帶應(yīng)設(shè)在女兒墻外表面或屋檐邊垂直面上，也可設(shè)在女兒墻外表面或屋檐邊垂直面外側(cè)等，并在整個(gè)屋面組成不大于10m×10m或12m×8m的網(wǎng)格，卡子采用25×4的鍍鋅扁鋼，安裝高度為0.15m，其間距在直線段為1m，折線段為0.3m。不同標(biāo)高的接閃器應(yīng)用12熱鍍鋅圓鋼在變標(biāo)高處鏈接，連接部位應(yīng)可靠焊接。在屋頂外墻外表面或屋檐邊垂直面上敷設(shè)接閃帶，接閃器之間互相連接。(3)Z1~Z20做引下線的柱主筋需要伸出女兒墻200mm以便與接閃器焊接。接電與接閃帶焊接處應(yīng)采用搭接焊，并作防腐防銹處理，屋頂所有金屬構(gòu)筑物均需要與接閃帶可靠焊接。(4)本建筑防雷電波侵入措施：在電纜進(jìn)出端將電纜的金屬外皮及保護(hù)鋼管做等電位聯(lián)結(jié)，與電氣設(shè)備接地連接。4.4接地及等電位聯(lián)結(jié)4.4.1接地及等電位聯(lián)結(jié)概述接地是指電氣裝置外露部分和裝置外導(dǎo)電部分經(jīng)導(dǎo)體與大地連接，即有接地體（埋入地中釋放電流的部分）和接地線（連接電氣裝置外露導(dǎo)電部分與接地體的導(dǎo)線），兩者合起來(lái)稱(chēng)作接地裝置。等電位聯(lián)結(jié)是將高層實(shí)驗(yàn)樓中除供電系統(tǒng)外全部導(dǎo)電金屬部分可靠連接，減少電位差即個(gè)不封導(dǎo)電部分點(diǎn)位相同來(lái)降低對(duì)設(shè)備的損害及對(duì)人生安全的傷害。因此等電位聯(lián)結(jié)是該工程中必不可少的一部分。4.4.2本設(shè)計(jì)等電位聯(lián)結(jié)根據(jù)已知的知識(shí)及計(jì)算結(jié)果，可以得到該設(shè)計(jì)應(yīng)該運(yùn)用總等電位聯(lián)結(jié)，采用TN-S系統(tǒng)的接地型。自設(shè)計(jì)開(kāi)始從配電柜嚴(yán)格分開(kāi)N線與PE線自。本工程在各配電室設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)端子箱（MEB），在進(jìn)戶處作總等電位聯(lián)結(jié)，在電井、盥洗室、實(shí)驗(yàn)室等處設(shè)局部等電位聯(lián)結(jié)端子箱（LEB），上述場(chǎng)所內(nèi)PE干線、金屬管道、信息設(shè)備外殼等均與LEB焊接，且MEB線均采用—40*4鍍鋅扁鋼地面內(nèi)暗敷，LEB線采用—25×4鍍鋅扁鋼地面內(nèi)暗敷，具體詳情見(jiàn)圖紙。結(jié)論該次對(duì)某高層實(shí)驗(yàn)樓的電氣設(shè)計(jì)項(xiàng)目撰寫(xiě)了論文，認(rèn)真了解國(guó)家最新的相關(guān)規(guī)范準(zhǔn)則，并查閱和閱讀大量的有關(guān)文獻(xiàn)資料去輔助完成主要電氣設(shè)計(jì)，恪守國(guó)家有關(guān)準(zhǔn)則和相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，以環(huán)保、安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的目的來(lái)對(duì)高層實(shí)驗(yàn)樓實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)計(jì)。在本次項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)中，從已經(jīng)了解的實(shí)驗(yàn)樓建筑面積、建筑的基本尺寸、實(shí)驗(yàn)樓不同樓層不同用途房間等角度進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。在工程設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，從最基礎(chǔ)的照明方面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，查閱照明標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)的指標(biāo)，查找出不同功能房間相關(guān)照度標(biāo)準(zhǔn)值、與現(xiàn)