室內(nèi)供配電線路.ppt

建筑電氣,第 6 章 室內(nèi)供配電線路,第6章 室內(nèi)供配電線路,6.1 室內(nèi)供配電要求及配電方式 6.2 保護裝置及選擇 6.4 低壓配電箱,了解低壓配電系統(tǒng)的配電要求 。,本章要求：,理解用電設備及配電線路的保護。,掌握低壓配電系統(tǒng)的配電方式，各種低壓保護裝置的選擇。,第6章 室內(nèi)供配電線路,了解低壓箱作用與分類 。,6.1 低壓配電系統(tǒng)的配電要求及配電方式,民用建筑一般從市電高壓10kV或低380/220V取得電源，稱為供電；然后將電源分配到各個用電負荷，稱為配電；采用各種元件（如開關、導線）及設備（如配電箱）把電源與負荷連接起來，即組成了民用建筑的供配電系統(tǒng)。 室內(nèi)供配電定義：從建筑物的配電室或配電箱，至各層分配電箱或各層用戶單元開關箱之間的供配電系統(tǒng)。一般是低壓配電系統(tǒng)。,6.1.1 低壓配電系統(tǒng)的配電要求,（1）可靠性要求 低壓配電線路首先應當滿足民用建筑所必須的供電可靠性要求。供電的可靠性是由供電電源、供電方式和供電線路共同決定的。,衡量供電可靠性的指標為供電可用率。全年用戶平均可用電時間占全年時間的百分數(shù)表示，如：全年時間8760h，用戶平均全年停電時間87.65h，即停電時間占全年的1%，反映供電可靠的供電可用率為99%。,國家電力公司提出：為了提高城市電力網(wǎng)安全運行水平，增強抗御自然災害和事故的能力，要求城市供電可用率指標達99.9%，大中城市供電可用率指標要求達到99.99%。,（3）考慮發(fā)展 低壓配電線路要能適應用電負荷發(fā)展的需要。例如：居民區(qū)遠期用電負荷密度（單位面積的耗電量）,（2）用電質量要求 壓配電線路應當滿足民用建筑用電質量的要求。,（4）其他要求 民用建筑低壓配電系統(tǒng)還應滿足： 1.配電系統(tǒng)的電壓等級一般不宜超過兩級； 2.為便于維修，多層建筑宜分層設置配電箱，每套房間宜有獨立的電源開關； 3.單相用電設備應適當配置，力求達到三相負荷平衡； 4.由建筑物外引來的配電線路，應在屋內(nèi)靠近進線處便于操作維護的地方裝設開關設備； 5.應節(jié)省有色金屬的消耗，減少電能的消耗，降低運行費用等。,6.1.2 低壓配電系統(tǒng)的基本配電方式,民用建筑低壓配電線路的設計主要包括：供電線路的形式、配電方式、導線的選擇、線路敷設、線路控制和保護等幾個方面。其中配電方式的選擇對提高用電的可靠性和節(jié)省投資有著重要意義。,低壓配電方式是指低壓干線的配線方式。低壓配電干線一般是指從變電所低壓配電屏分路開關至各大型用電設備或樓層配電盤的線路。,低壓配電的結線方式可分為放射式、樹干式和混合式三大類。,圖6.1 低壓配電線路的基本配電方式 （a）放射式；（b）樹干式；（c）混合式,放射式 （如圖a） 優(yōu)點：各個負荷獨立受電，供電可靠性較高，故障時影響面較小，配電設備集中，檢修方便；電壓波動相互間影響較小。 缺點：開關設備數(shù)量多，有色金屬消耗較多，相應的投資也較大。,使用場合： 1.容量大（電梯），負荷集中或重要的用電設備（消防泵、生活水泵和中央空調制冷機組）； 2.每臺設備的負荷雖不大，但位于變電所的不同方向； 3.需要集中連鎖起動或停止的設備； 4.對于有腐蝕介質或有爆炸危險的場所，其配電及保護起動設備不宜放在現(xiàn)場，必須由與之相隔離的饋出線路。,由低壓配電屏分路開關至各大型用電設備 或各樓層配電箱的電路。,2. 樹干式 （如圖b） 優(yōu)點：配電設備及有色金屬的消耗較少。 缺點：但干線故障時影響范圍大。 一般用于用電設備的分布比較均勻、容量不大、又無特殊要求的場合。,使用場合： 樹干式配電一般只適于用電設備的布置比較均勻、容量不大、又無特殊要求的場合。 樹干式配電必須考慮干線的電壓質量，兩種情況不適合采用樹干式配電： 1.容量較大的用電設備，因為它將導致干線的電壓質量明顯下降，影響到接在同一干線上的其他用電設備的正常工作。因此容量大的用電設備必須采用放射式供電。 2.對電壓質量要求嚴格的用電設備，不宜接在樹干式界限上，也采用放射式供電。,混合式此接線方式是放射式和樹干式的綜合運用，具有兩者的優(yōu)點，是現(xiàn)代建筑中應用最為廣泛的。,6.1.3 高層民用建筑供配電,1、高層建筑的定義 在1972年在美國召開的國際高層建筑委員會上提出將9層及9層以上建筑定義為高層建筑。 美國對高層建筑的起始高度定為22-25m或7層以上。 日本規(guī)定為11層或33m。 德國規(guī)定為22層（從室內(nèi)地面起）。 法國規(guī)定住宅50m以上，其他建筑28m以上。,在我國，關于高層建筑的界限規(guī)定也未統(tǒng)一，行業(yè)標準鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規(guī)程（JGJ-91）規(guī)定，8層及8層以上的鋼筋混凝土民用建筑屬于高層建筑。 民用建筑電氣設計規(guī)范（JGJ/T16-1992）和國家標準高層民用建筑設計防火規(guī)范中規(guī)定，10層及10層以上的住宅建筑和建筑高度超過24m的公共建筑為高層建筑。其中，建筑高度為建筑物室外地面到房檐口或屋面層的高度，屋頂上的附屬建筑均不計入建筑高度和層數(shù)內(nèi)，住在的地下室和頂板高出室外地面不超過1.5m者也不計入層數(shù)內(nèi)。,公安部又把高層建筑分為兩類： 1.指樓層在19層以上或建筑高度在50m以上的高層建筑，稱為一類高層； 2.指樓層在10-18層或者建筑高度在24-50m的高層建筑，稱為二類高層。,高層建筑物按防火等級分類表,2. 負荷特征 高層建筑除較高外，其具有面積大、功能復雜、設備多、耗電量大的特點。與一般的單層與多層建筑相比，高層建筑對設備的要求很多。 高層建筑配電系統(tǒng)的特點：用電設備種類多，負荷容量大、線路較長，對電源的可靠程度要求較高，電氣系統(tǒng)多且復雜，電氣設備有較高的防火要求、電氣線路多、自動化程度高等方面。,在40層以上的高層建筑中，電梯設備較多，此類負荷大部分集中于大樓的頂部。宜將變壓器上、下層配置或者上、中、下層分別配置。供電變壓器的供電范圍大約為15-20層。如紐約的世界貿(mào)易中心共110層，變壓器配置在第7、41、75、108層，日本的新宿中心大廈共60層，變壓器配置在地下4層和地面40層，紐約的帝國大廈共102層，變壓器配置在地下2層、地面41層及84層。,負荷分布及變壓器的配置,高層民用建筑用電負荷與一般民用建筑相比有以下特征： 1.增加了特殊的用電設備。如在生活方面：生活電梯、無塔送水泵和空調機組；在消防方面：消防用水泵、電梯、消煙風機、火災報警系統(tǒng)；在照明方面：事故照明和疏散標志燈；在弱電方面：獨立的天線系統(tǒng)和電話系統(tǒng)等。 2.高層民用建筑的用電量大而集中。高層建筑其用電負荷不但有大量的照明負荷，而且還有電梯、水泵、空調等動力負荷，因此，用電量大而集中。除了電梯、水泵、空調設備外，其余設備和照明均按全部運行計算。 3.高層民用建筑用電可靠性要求很高。一類建筑的消防用電設備為一級負荷，二類建筑的消防設備、生活電梯、貨載電梯、生活水泵為二級負荷，事故照明、疏散標志燈、樓梯照明也相應地為一級負荷或二級負荷。,一級負荷應采用兩個獨立電源供電。這兩個獨立電源可取自城市電網(wǎng)，它們之間可有相互聯(lián)系，但當發(fā)生一種故障且主保護裝置失靈時，仍有一個電源不中斷供電。在大型的保護完善和運行可靠的城市電網(wǎng)條件下，這兩個獨立電源溯其源端應至少是引自35kV及以上樞紐變電站的兩段母線；也可一個取自城市電網(wǎng)，另一個設自備電源。 二級負荷應有兩個電源供電。這兩個電源端宜取自城市端電網(wǎng)的10kV負荷變電站的兩段母線；有困難時，兩個電源可引自任意兩臺變壓器的0.4kV低壓母線。,3、高層民用建筑的低壓配電方式,1.高層民用建筑中容量大的重要負荷或比較集中的負荷采用放射式供電，直接從變壓器低壓母線向用電設備直接供電； 2.對于均勻分布的負荷：如照明、風機等，采用樹干式； 3.對消防用電設備應采用單獨的供電回路； 4.事故照明配電線路也要自成系統(tǒng)。,高層建筑的配電方式可有多種形式，每種配電形式都與相應的配電裝置和敷設方式相聯(lián)系，而各有優(yōu)缺點。常用的幾種方式如圖所示。,一般性負荷多數(shù)采用分區(qū)樹干式配電。每個回路干線對1個供電區(qū)域配電，供電的可靠性較高。每個回路干線配電的樓層數(shù)量一般為56層。對一般高層住宅，可適當增加分區(qū)層數(shù)，但最多不超過10層。,圖 b 與圖 a 基本相同，只增加了一個公用的備用回路。備用回路也采用大樹干的配電方式。 增加了線路的可靠性。,圖 c 增加了中間配電箱，各分層配電箱的前端有總的保護裝置，配電的可靠性更高。,圖 d 適用于樓層數(shù)量多、負荷大的高層建筑，采用大樹干的配電方式，各層配電箱設于電氣豎井內(nèi)，通過專用插件與電氣豎井內(nèi)的接插式母線連接。可以大量減少低壓配電屏的數(shù)量，安裝維修方便，容易尋找故障。,對重要負荷及容量較大的集中性負荷，如：消防與其他防災用電設備及重要用電負荷，宜采用從低壓配電屏到配電箱之間以放射式配電，即設置專用垂直干線回路。且正?；芈放c備用回路不共管、不共線。兩回路在末端配電箱前設互投箱進行自動切換。,電氣豎井,高層建筑的低壓配電干線以垂直敷設為主。高層建筑層數(shù)多，低壓供電距離長，供電負荷大，為了減少線路電壓損失及電能損耗，干線截面都比較大，敷設在專用的電纜豎井內(nèi)，一般的電氣豎井均建樓層配電小間，層間配電箱均設在此處，層間配電箱經(jīng)插接進線開關從母線上取得電源。強電與弱電的電氣豎井應分別設置，如條件不允許，也可將強電與弱電分別設立在電氣豎井兩側。,6.2 低壓保護裝置及選擇,6.2.1 用電設備及配電線路的保護,民用建筑用電主要有：照明、家用電器、辦公電器、實驗設備、醫(yī)療機械、商業(yè)及服務業(yè)修理機械、炊事機械、影視通訊設備、建筑機械、暖通給排水設備等。 這些用電設備按其使用電能的形式可歸納為：照明；電熱器；電動機；小型變壓器等。為了使用安全，要采取相應的保護措施。,1.照明設備的保護 在民用建筑中，照明電器、風扇、小型排風機、小容量的空調器和電熱器等，一般均從照明支路取用電流，通常劃歸照明負荷用電設備范圍，所以都可由照明支路的保護裝置作為他們的保護。,照明支路的保護主要考慮對照明用電設備的短路保護。對于要求不高的場所，可用熔斷器保護；對于要求較高的場合，則采用帶短路脫扣器的自動保護開關進行保護。,2、電力用電設備的保護,電力用電設備：負載電流6A以上或容量在1.2kw以上的較大容量用電設備。 對于電力負荷，一般不允許從照明插座取用電源，需要單獨從電力配電箱或照明配電箱中分路供電。,電熱器：單獨回路裝設短路保護，可采用熔斷器或者自動開關。 電動機：單獨分路裝設短路保護、過載保護裝置。開采用熔斷器和帶過載保護的磁力啟動器進行保護，或由帶短路和過載保護的自動開關進行保護。,3、低壓配電線路的保護,1）短路保護 場合：所有的低壓配電線路 設備：采用熔斷器或自動開關 2）過負荷保護 場合：由易燃外層無保護型線路電線構成的明配線路 設備：采用熔斷器或自動開關 3）過壓保護： 配電盤上裝設帶過壓保護功能的漏電保護開關等。 4）上下級保護電器之間的配合（不要求）,膠蓋,瓷質手柄,刀式動觸頭,進線座,靜觸頭,瓷底座,熔體,出線座,膠蓋緊固螺釘,(1)結構組成,1.膠蓋閘刀開關,6.2.2刀開關、熔斷器的選擇,一、刀開關,膠蓋閘刀開關價格便宜、使用方便，在工民建筑中廣泛應用。單相雙極刀開關用在照明電路或其他單相電路上，三相膠蓋閘刀開關在小電流配電系統(tǒng)中用來接通和切斷電路，也可用于小容量三相異步電動機的全壓起動操作。,HK / 極數(shù),（2）符號及型號含義,例 HK1-30/2 HK1-60/3,型號含義：,符號：,HK系列開啟式負荷開關的主要技術數(shù)據(jù),（3）選用 HK開啟式負荷開關用于一般的照明電路和功率小于5.5kW 的電動機控制線路中， 1）用于照明和電熱負載 2）用于控制電動機的直接啟動和停止,（4）安裝與使用 1)開啟式負荷開關必須垂直安裝在控制屏或開關板上，且合閘 狀態(tài)時手柄應朝上。不允許倒裝或平裝。 2)開啟式負荷開關控制照明和電熱負載使用時，要裝接熔斷器 作短路保護和過載保護。 3)開啟式負荷開關用作電動機的控制開關時，在分閘和合閘操作時，應動作迅速，使電弧盡快熄滅。,2.封閉式負荷開關（鐵殼開關）,1-動觸刀 2-靜夾座 3-熔斷器 4-進線孔 5-出線孔 6-速斷彈簧 7-轉軸 8-手柄 9-罩蓋 10-罩蓋鎖緊螺栓,（1）結構,鐵殼開關主要由刀開關、熔斷器和鐵質外殼組成。在閘刀斷開處有滅弧罩，其斷開速度比膠蓋閘刀快，滅弧能力強，并具有短路保護功能。它適用于各種配電設備及不需要頻繁接通和分斷負荷的電路。,（2）符號及型號含義,符號：,例： HH4100/3 HH4300/3,型號含義：,（3）選用 封閉式負荷開關的額定電壓應不小于工作電路的額定電壓；額定電流應等于或稍大于電路的工作電流。,（4）安裝與使用（選學） 封閉式負荷開關必須垂直安裝； 安裝高度一般離地不低于1.31.5m； 外殼必須可靠接地； 接線要正確； 操作時，要站在開關的手柄側。,3.熔斷式刀開關,熔斷器裝于刀開關的動觸片中間，結構緊湊，可代替分裂的刀開關和熔斷器。 型號：HR3系列 適用電流100-400A,4.組合開關,1 . HZ1010/3組合開關結構與原理,1-手柄 2-轉軸 3-彈簧 4-凸輪 5-絕緣墊板 6-動觸頭 7-靜觸頭 8-接線端子 9-絕緣方軸,1,9,4,5,7,6,8,2,3,符號：,2.HZ10系列組合開關的型號、符號,HZ 10 / ,組合開關 極數(shù),設計序號 開關專門用途代號,額定電流,例： HZ10-25 HZ10-60,3.組合開關的安裝與使用（選學） （1）HZ10系列組合開關應安裝在控制箱內(nèi)。 （2）若需在箱內(nèi)操作，開關最好裝在箱內(nèi)右上方。 （3）組合開關的通斷能力較低，不能用來分斷故障電流。 （4）當操作頻率過高，應降低開關的容量使用。,熔斷器是低壓配電網(wǎng)絡和電力拖動系統(tǒng)中主要用作短路保護的電器。 熔斷器主要由熔體、安裝熔體的熔管和熔座三部分組成。 .使用時，熔斷器應串聯(lián)在被保護的電路中。正常情況下，熔斷器的熔體相當于一段導線；而當電路發(fā)生短路故障時，熔體能迅速熔斷分斷電路，起到保護線路和電氣設備的作用。,二、低壓熔斷器,1.熔斷器的結構 熔體是熔斷器的核心，常做成絲狀、片狀或柵狀，制作熔體的材料一般有鉛錫合金、鋅、銅、銀等。 熔管是熔體的保護外殼,用耐熱絕緣材料制成,在熔體熔斷時兼有滅弧作用。 熔座是熔斷器的底座，作用是固定熔管和外接引線。,2.熔斷器的主要技術參數(shù) （1）額定電壓: 熔斷器長期工作所能承受的電壓。 （2）額定電流: 保證熔斷器能長期正常工作的電流。 （3）分斷能力: 在規(guī)定的使用和性能條件下，在規(guī)定電壓下熔斷器能分斷的預期分斷電流值。,（4）時間電流特性: 在規(guī)定的條件下，表征流過熔體的電流與熔體熔斷時間的關系曲線，如右圖所示。,熔斷器的熔斷電流與熔斷時間的關系, / ,熔體額定電流（A）,熔斷器額定電流（A）,設計代號,瓷插式 螺旋式 無填料密封管式 有填料密封管式 快速式 自復式,R 熔斷器 如型號RC1A 1510 RL160/300,3.熔斷器型號及含義,4.低壓熔斷器的種類 （1）RC1A系列瓷插式熔斷器,1-熔絲 2-動觸頭 3-瓷蓋 4-空腔 5-靜觸頭 6-瓷座,（2）RL1系列螺旋式熔斷器,1-瓷套 2-熔斷管 3-下接線座 4-瓷座 5-上接線座 6-瓷帽,1,2,3,4,5,6,（3）RM10系列封閉管式熔斷器,1-夾座 2-熔斷管 3-鋼紙管 4-黃銅套管 5-黃銅帽 6-熔體 7-刀型夾頭,（4）RT0系列有填料封閉管式熔斷器,1-熔斷指示器 2-石英砂填料 3-指示器熔絲 4-夾頭 5-夾座 6-底座 7-熔體 8-熔管 9-錫橋,（5）NG30系列有填料封閉管式圓筒帽形熔斷器,（6）RS0、RS3系列有填料快速熔斷器,（7）自復式熔斷器,常見低壓熔斷器的主要技術參數(shù),常見低壓熔斷器的主要技術參數(shù),5.熔斷器的選用,（1）熔斷器類型的選用 根據(jù)使用環(huán)境、負載性質和短路電流的大小選用適當類型的熔斷器。 （2）熔斷器額定電壓和額定電流的選用 熔斷器的額定電壓必須等于或大于線路的額定電壓。 熔斷器的額定電流必須等于或大于所裝熔體的額定電流。,（3）熔體額定電流的選用 a.對照明和電熱等的短路保護，熔體的額定電流應等于或稍大于負載的額定電流。 b.對一臺不經(jīng)常啟動且啟動時間不長的電動機的短路保護，應有： IRN (1.52.5)IN c.對多臺電動機的短路保護，應有： IRN (1.52.5)INmax +IN,6、熔斷器的安裝與使用（選學）,1.用于安裝使用的熔斷器應完整無損。,2.熔斷器安裝時應保證熔體與夾頭、夾頭與夾座接觸良好。,3.熔斷器內(nèi)要安裝合格的熔體。,4.更換熔體或熔管時，必須切斷電源。,5.對RM10系列熔斷器，在切斷過三次相當于分斷能力的電流后，必須更換熔斷管。,6.熔體熔斷后，應分析原因排除故障后，再更換新的熔體。,7.熔斷器兼作隔離器件使用時，應安裝在控制開關的電源進線端。,三、低壓斷路器,.低壓斷路器的功能 低壓斷路器又叫自動空氣開關，簡稱斷路器。它集控制和多種保護功能于一體，當電路中發(fā)生短路、過載和失壓等故障時，它能自動跳閘切斷故障電路。,2.低壓斷路器的分類 按結構型式可分: 為塑殼式、萬能式 、限流式、直流快速式、滅磁式、 漏電保護式 按操作方式分: 人力操作式、動力操作式、儲能操作式 按極數(shù)分: 單極、二極、三極、四極式 按安裝方式又可分: 固定式、插入式、抽屜式 按斷路器在電路中的用途可分: 配電用斷路器、電動機保護用斷路器、其他負載用斷路器,3.低壓斷路器結構及原理,接線柱,按鈕,熱脫扣器,符號,電磁脫扣器,DZ5系列斷路器有三對主觸頭，一對常開輔助觸頭和一對常閉輔助觸頭。 按下綠色“合”按鈕時接通電路；按下紅色“分”按鈕時切斷電路； 當電路出現(xiàn)短路、過載等故障時，斷路器會自動跳閘切斷電路。,低壓斷路器工作原理,4.低壓斷路器的符號及型號含義,DZ 5 / ,塑殼式斷路器,額定電流,0無輔助觸頭,2有輔助觸頭,0無脫扣器,1熱脫扣器式,2電磁脫扣式,3復式,設計序號,極數(shù),DZ520型低壓斷路器技術數(shù)據(jù),5.低壓斷路器的選用 （1）低壓斷路器的額定電壓應不小于線路、設備的正常工作電壓，額定電流應不小于線路、設備的正常工作電流。 （2）熱脫扣器的整定電流應等于所控制負載的額定電流。,6.低壓斷路器的安裝與使用 （1）低壓斷路器應垂直安裝，電源線應接在上端，負載接在下端。 （2）低壓斷路器用作電源總開關或電動機的控制開關時，在電源進線側必須加裝刀開關或熔斷器等，以形成明顯的斷開點。 （3）低壓斷路器使用前應將脫扣器工作面上的防銹油脂擦凈，以免影響其正常工作。同時應定期檢修，清除斷路器上的積塵，給操作機構添加潤滑劑。 （4）各脫扣器的動作值調整好后，不允許隨意變動，并應定期檢查各脫扣器的動作值是否滿足要求。 （5）斷路器的觸頭使用一定次數(shù)或分斷短路電流后，應及時檢查觸頭系統(tǒng)，如果觸頭表面有毛刺、顆粒等，應及時維修或更換。,6.4.1 配電箱的作用及分類,配電箱內(nèi)設有配電盤，它的作用是為下一級配電點或各個用電點進行配電，即將電能按要求分配于各個用電線路。 配電箱的種類很多，可按不同的方法分類。 按用途可分為：照明配電箱、動力配電箱、計量電表箱、插座箱和控制箱； 按結構可分為：板式、箱式和落地式； 按安裝方式可分：明裝、暗裝和半暗裝等不同形式； 按使用場所可分為：戶內(nèi)式和戶外式。 同時，國內(nèi)生產(chǎn)的照明配電箱、動力配電箱還分為：標準式和非標準式兩種。其中標準式已成為定型產(chǎn)品，有許多廠家生產(chǎn)這種設備。,1、照明配電箱,照明配電箱內(nèi)元件分為線路及電器兩部分：線路部分包括干線的引入引出、支路線的引出以及干線與支路開關間的聯(lián)結線等；電器部分包括開關、零線端子板等。民用建筑內(nèi)的照明配電箱要求線路部分盡量隱蔽，電器部分可以露在外面便于操作，因此形成“盤面”部分和“二層底”部分。,室內(nèi)照明配電箱分為明裝、暗裝和半暗裝三種型式。 采用半暗裝是由于箱的厚度超過墻的厚度，而又要求操作方便。暗裝或半暗裝配電箱的下端距地一般為1.4M，布置電器時箱內(nèi)須操作的電器手柄距地不宜大1.8M。明裝照明配電箱下端距地一般為1.8M以上，以減少被碰撞的可能，但操作電器較困難，故盡量不采用。,2.動