建筑供配電系統(tǒng)

1、第2章 建筑供配電系統(tǒng)內(nèi)容提要及學(xué)習(xí)要求:現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)及整個(gè)社會(huì)生活中電力應(yīng)用非常廣泛，一般建筑采用低壓供電，高層建筑通常10kV電壓供電。建筑供配電是建筑電氣的重要內(nèi)容，為更好的理解建筑供配電系統(tǒng)，本章著重介紹了電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)、高低壓供電配電系統(tǒng)、電力負(fù)荷計(jì)算。通過學(xué)習(xí)要求掌握高低壓供配電系統(tǒng)的主要設(shè)備、電力負(fù)荷計(jì)算、導(dǎo)線和供配電設(shè)備的選擇等主要內(nèi)容。2.1 電力系統(tǒng)及電力負(fù)荷電力是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防及民用建筑中的主要?jiǎng)恿?，在現(xiàn)代社會(huì)中得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于從事建筑工程的技術(shù)人員了解如何安全可靠地獲得電力資源，合理、經(jīng)濟(jì)地利用國家的電力資源是十分必要的。2.1.1電力系統(tǒng)概念在電力系統(tǒng)中，如果

2、每個(gè)發(fā)電廠孤立地向用戶供電，其可靠性不高。如當(dāng)某個(gè)電廠發(fā)生故障或停機(jī)檢修時(shí)，該地區(qū)將被迫停電，因此為了提高供電的安全性、可靠性、連續(xù)性、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，并提高設(shè)備的利用率，減少整個(gè)地區(qū)的總備用容量，常將許多的發(fā)電廠、電力網(wǎng)和電力用戶連成一個(gè)整體。這里由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和電力用戶組成的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。典型電力系統(tǒng)示意圖如圖2.1所示。圖2.1電力系統(tǒng)示意圖1發(fā)電廠發(fā)電廠是將一次能源（如水力、火力、風(fēng)力、原子能等）轉(zhuǎn)換成二次能源（電能）的場所。我國目前主要以火力和水力發(fā)電為主，近年來在原子能發(fā)電能力上也有很大提高，相繼建成了廣東大亞灣、浙江秦山等核電站。2電力網(wǎng)電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，它

3、包括變電所、配電所及各種電壓等級(jí)的電力線路。變電所與配電所是為了實(shí)現(xiàn)電能的經(jīng)濟(jì)輸送和滿足用電設(shè)備對(duì)供電質(zhì)量的要求，需要對(duì)發(fā)電機(jī)的端電壓進(jìn)行多次變換。變電所是接受電能、變換電壓和分配電能的場所，可分為升壓變電所和降壓變電所兩大類。配電所不具有電壓變換能力。電力線路是輸送電能的通道。由于發(fā)電廠與電能用戶相距較遠(yuǎn)，所以要用各種不同電壓等級(jí)的電力線路將發(fā)電廠、變電所與電能用戶之間聯(lián)系起來，使電能輸送到用戶。一般將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能直接分配給用戶或由降壓變電所分配給用戶的10kV及以下的電力線路稱為配電線路，而把電壓在35kV及以上的高壓電力線路稱為送電線路。3電力用戶電力用戶也稱電力負(fù)荷。在電力系統(tǒng)中，

4、一切消費(fèi)電能的用電設(shè)備均稱為電力用戶。電力用戶按其用途可分為：動(dòng)力用電設(shè)備、工藝用電設(shè)備、電熱用電設(shè)備、照明用電設(shè)備等，它們分別將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、熱能和光能等不同形式，適應(yīng)生產(chǎn)和生活的需要。2.1.2我國電網(wǎng)電壓等級(jí)電力網(wǎng)的電壓等級(jí)比較多，從輸電的角度來講，電壓越高則輸送的距離就越遠(yuǎn)，傳輸?shù)娜萘吭酱螅妷涸礁?，要求絕緣水平也相應(yīng)提高，因而造價(jià)也越高。目前，我國根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的合理性及電機(jī)電器制造工業(yè)的水平等因素，由國家頒布制定了我國電力網(wǎng)的電壓等級(jí)主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10級(jí)。其中電網(wǎng)電壓在1kV及以上的稱為高

5、壓，1kV以下的電壓稱為低壓。2.1.3電力負(fù)荷分級(jí)及供電要求在電力系統(tǒng)上的用電設(shè)備所消耗的功率稱為用電負(fù)荷或電力負(fù)荷。根據(jù)電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響的程度，分為三級(jí)。1一級(jí)負(fù)荷指中斷供電將造成人身傷亡者，造成重大政治影響和經(jīng)濟(jì)損失，或造成公共場所秩序嚴(yán)重混亂的電力負(fù)荷，屬于一級(jí)負(fù)荷。如國家級(jí)的大會(huì)堂、國際候機(jī)廳、醫(yī)院手術(shù)室、省級(jí)以上體育場（館）等建筑的電力負(fù)荷。對(duì)于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國賓館、國家級(jí)及承擔(dān)重大國事活動(dòng)的會(huì)堂、國家級(jí)大型體育中心，以及經(jīng)常用于重要國際活動(dòng)的大量人員集中的公共場所等的一級(jí)負(fù)荷，為特別重要負(fù)荷。一

6、級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電，一用一備，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，除上述兩個(gè)電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，禁止將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。常用的應(yīng)急電源可有以下幾種：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組、供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)立于正常電源的專門饋電線路、蓄電池。2二級(jí)負(fù)荷當(dāng)中斷供電將造成較大政治影響、較大經(jīng)濟(jì)損失或?qū)⒃斐晒矆鏊刃蚧靵y的電力負(fù)荷，屬于二級(jí)負(fù)荷。如省部級(jí)的辦公樓、甲等電影院、市級(jí)體育場館、高層普通住宅、高層宿舍等建筑的照明負(fù)荷。對(duì)于二級(jí)負(fù)荷，要求采用兩個(gè)電源供電，一用一備，兩個(gè)電源應(yīng)做到當(dāng)發(fā)生電力變壓器故障或線路常見故障時(shí)

7、不致中斷供電（或中斷供電后能迅速恢復(fù)）。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一路6KV及以上的專用架空線供電。3三級(jí)負(fù)荷不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的一般電力負(fù)荷，均屬于三級(jí)負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源無要求，一般為一路電源供電即可，但在可能的情況下，也應(yīng)提高其供電的可靠性。2.2 10kV變（配）電所及高壓設(shè)備變（配）電所是聯(lián)系發(fā)電廠與用戶的中間環(huán)節(jié)，它起著變換與分配電能的作用。本節(jié)僅介紹常見的10k變電所。10k變電所主要由變壓器、高壓開關(guān)柜（斷路器）、低壓開關(guān)柜（隔離開關(guān)、空氣開關(guān)、電流互感器、計(jì)量儀表）、母線等組成。2.2.1變（配）電所位置的選擇原則 一般來講，變（配）電所位置選擇應(yīng)考慮

8、下列條件來綜合確定：（1）接近負(fù)荷中心，這樣可降低電能損耗，節(jié)約輸電線用量。（2）進(jìn)出線方便。（3）接近電源側(cè)。（4）設(shè)備吊裝、運(yùn)輸方便。（5）不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)的場所。（6）不宜設(shè)在多塵、水霧（如大型冷卻塔）或有腐蝕性氣體的場所，如無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。（7）不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方或貼鄰。（8）變（配）電所為獨(dú)立建筑物時(shí)，不宜設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。（9）高層建筑地下層變（配）電所的位置，宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場所。（10）變（配）電所位于高層（或其他地下建筑）的地下室時(shí)，不宜設(shè)在最底層。當(dāng)?shù)叵聝H有一層時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面等防水措施。并應(yīng)

9、避免洪水或積水從其他渠道淹漬變（配）電所的可能性。2.2.2主結(jié)線的方式及特點(diǎn)變（配）電所的主結(jié)線（ 一次接線）是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣設(shè)備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設(shè)備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據(jù)，也是運(yùn)行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。用圖形符號(hào)表示主要電氣設(shè)備在電路中連接的相互關(guān)系，稱為電氣主結(jié)線圖。電氣主結(jié)線圖通常以單線圖形式表示。主結(jié)線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種，本書只介紹建筑電氣中常見的單母線接線。1單母線不分段主結(jié)線這種接線的優(yōu)點(diǎn)是線路簡單，使用設(shè)備少，造價(jià)低；缺點(diǎn)是供電的可

10、靠性和靈活性差，母線故障檢修時(shí)將造成所有用戶停電。因此，它適應(yīng)于容量較小、對(duì)供電可靠性要求不高的場合。單母線不分段主結(jié)線如圖2.2所示。圖2.2 單母線不分段主接線2單母線分段主結(jié)線它在每一段接一個(gè)或兩個(gè)電源，在母線中間用隔離開關(guān)或斷路器來分段。引出的各支路分別接到各段母線上。這種接線的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性較高，靈活性增強(qiáng)，可以分段檢修。缺點(diǎn)是線路相對(duì)復(fù)雜，當(dāng)母線故障時(shí)，該段母線的用戶停電。采用斷路器連接分段的單母線，可適用于一、二級(jí)負(fù)荷。采用這種供電方式注意保證兩路電源不并聯(lián)運(yùn)行。單母線分段主結(jié)線如圖2.3所示。圖2.3 單母線分段主接線2.2.3變電所的形式和布置1.變電所的形式變電所的形式有

11、獨(dú)立式、附設(shè)式、桿上式或高臺(tái)式、成套式變電所。附設(shè)式又分為內(nèi)附式和外附式。2.變電所的布置10kV變電所一般由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室三部分組成。（1）高壓配電室高壓配電室內(nèi)設(shè)置高壓開關(guān)柜，柜內(nèi)設(shè)置斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器、母線等。高壓配電室的面積取決于高壓開關(guān)的數(shù)量和柜的尺寸。高壓配電一般設(shè)有高壓進(jìn)線柜、計(jì)量柜、電容補(bǔ)償柜、饋線柜等。高壓柜前留有巡檢操作通道，應(yīng)大于1.8m。柜后及兩端應(yīng)留有檢修通道，應(yīng)大于1m。高壓配電室的高度應(yīng)大于2.5m。高壓配電室的門應(yīng)大于設(shè)備的寬度，應(yīng)向外開。（2）變壓器室當(dāng)采用油浸變壓器時(shí)，為使變壓器與高、低壓開關(guān)柜等設(shè)備隔離應(yīng)單獨(dú)設(shè)置變壓器室。變壓器

12、室要求通風(fēng)良好，進(jìn)出風(fēng)口面積應(yīng)達(dá)到0.50.6m2。對(duì)于設(shè)在地下室內(nèi)的變電所，可采用機(jī)械通風(fēng)。變壓器室的面積取決于變壓器臺(tái)數(shù)、體積，還要考慮周圍的維護(hù)通道。10kV以下的高壓裸導(dǎo)線距地高度大于2.5m。而低壓裸導(dǎo)線要求距地高度大于2.2m。（3）低壓配電室低壓配電室應(yīng)靠近變壓器室，低壓裸導(dǎo)線（銅母排）架空穿墻引入。低壓配電室有進(jìn)線柜、儀表柜、配出柜、低壓補(bǔ)償柜（采用高壓電容補(bǔ)償?shù)目刹辉O(shè)）等。低壓配出回路多，低壓開關(guān)數(shù)量也多。低壓配電室的面積取決于低壓開關(guān)柜數(shù)量，柜前應(yīng)留有巡檢通道（大于1.8m），柜后維修通道（大于0.8m）。低壓開關(guān)柜有單列布置和雙列布置（柜數(shù)量較多時(shí)采用）等。變電所的建設(shè)還

13、應(yīng)滿足以下條件：變電所應(yīng)保持室內(nèi)干燥、嚴(yán)防雨水進(jìn)入。變電所應(yīng)考慮通風(fēng)良好，使電氣設(shè)備正常工作。變電所的高度應(yīng)大于4m，應(yīng)設(shè)置便于大型設(shè)備進(jìn)出的大門和人員出入的門，且所有的門應(yīng)向外開。變電所的容量較大時(shí)，應(yīng)單設(shè)值班室、設(shè)備維修室、設(shè)備庫房等。變電所的平面布置如圖2.4所示。圖2.4 變電所平面布置圖2.2.4常用高壓設(shè)備常用的高壓一次電氣設(shè)備有：高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器、高壓開關(guān)柜、高壓避雷器和互感器等。1.高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān)的作用主要是隔斷高壓電源，并造成明顯的斷開點(diǎn)，以保證其他電氣設(shè)備安全進(jìn)行檢修。因?yàn)楦邏焊綦x開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，所以不允許帶負(fù)荷分閘和合閘

14、。但是激磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路及電壓互感器和避雷器等，可以用高壓隔離開關(guān)切斷。按安裝地點(diǎn)高壓隔離開關(guān)分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類。GN1910/600型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)的外型如圖2.5所示。它的型號(hào)含義如下：G隔離開關(guān)；N戶內(nèi)式；19設(shè)計(jì)序號(hào)；10額定電壓（kV）；600額定電流（A）。圖2.5 GN19-10/600型高壓隔離開關(guān)1連接板；2靜觸頭；3接觸條；4夾緊彈簧；5支持瓷瓶；6鍍鋅鋼片；7拉杠絕緣子；8支持瓷瓶；9傳動(dòng)主軸；10底架2.高壓斷路器具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力。它的作用是接通和切斷高壓負(fù)荷電流，并在嚴(yán)重的過載和短路時(shí)自動(dòng)跳閘，切

15、斷過載電流和短路電流。按高壓斷路器采用的滅弧介質(zhì)不同，分為油斷器、氣體斷路器（如SF6）和真空斷路器等。常用的高壓油斷路器，按用油量分類，又有高壓少油斷路器和高壓多油斷路器兩類。少油斷路器的油量很少，只有幾公斤，它的油只用來滅弧，不是用來絕緣的，所以外殼一般是帶電的；多油斷路器的油量多，它的油除了用來滅弧外，還要用作相對(duì)地（外殼）甚至相與相之間的絕緣的，外殼是不帶電的。一般610kV的戶內(nèi)高壓配電裝置中都采用少油斷路器。SN1010型高壓少油斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖如圖2.6所示。SN1010/1000型號(hào)含義如下：S少油斷路器；N戶內(nèi)式；10設(shè)計(jì)序號(hào)；10額定電壓（kV）；1000額定電流(A)。

16、圖2.6 SN10-10型高壓少油斷路器1上帽；2上出線座；3油標(biāo)；4絕緣筒；5下出線座；6基座；7主軸；8框架；9斷路彈簧3.高壓負(fù)荷開關(guān)是專門用在高壓裝置中通斷負(fù)荷電流，如裝有熱脫扣器時(shí)，也可在過負(fù)荷情況下自動(dòng)跳閘切斷過負(fù)荷電流。高壓負(fù)荷開關(guān)只具有簡單的滅弧裝置，只能通過一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流，它的斷流能力不大，不能用它來切斷短路電流。它必須和高壓熔斷器串聯(lián)使用，短路電流靠熔斷器切斷。高壓負(fù)荷開關(guān)也分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類。我國自行設(shè)計(jì)的FN310RT型戶內(nèi)高壓負(fù)荷開關(guān)如圖2.7所示。它同一般戶內(nèi)式高壓隔離開關(guān)很相似，斷路時(shí)也具有明顯的斷開間隙，因此它也能起隔離電源的作用。但負(fù)荷開關(guān)與

17、隔離開關(guān)有原則區(qū)別，即隔離開關(guān)不能帶負(fù)荷操作，而負(fù)荷開關(guān)是能帶負(fù)荷操作的。它的型號(hào)含義如下：F負(fù)荷開關(guān)；N戶內(nèi)式；3設(shè)計(jì)序號(hào)；10額定電壓（kV）；R帶熔斷器；T帶熱脫扣器。圖2.7 FN3-10RT型戶內(nèi)壓氣式高壓負(fù)荷開關(guān)1主軸；2上絕緣子兼氣缸；3連桿；4下絕緣子；5框架；6高壓熔斷器；7下觸座；8閘刀；9弧動(dòng)觸頭；10滅弧噴嘴；11主靜觸頭；12上觸座；13斷路彈簧；14絕緣拉桿；15熱脫扣器4.高壓熔斷器高壓熔斷器是電網(wǎng)中廣泛使用的電器，它是在電網(wǎng)中人為地設(shè)置的一個(gè)最薄弱的通流元件，當(dāng)流過過電流時(shí)，元件本身發(fā)熱而熔斷，借滅弧介質(zhì)的作用使電路斷開，達(dá)到保護(hù)電網(wǎng)線路和電氣設(shè)備的目的。高壓熔

18、斷一般可分為管式和跌落式兩類。戶內(nèi)廣泛采用管式，戶外采用跌落式。由于管式熔斷器在開斷電路時(shí)，無游離氣體排出，因此戶內(nèi)廣泛采用RN1、RN2型管式熔斷器，而在戶外則廣泛采用RW4型跌落式熔斷器。RN2型戶內(nèi)高壓管式熔斷器的外形如圖2.8所示，二者結(jié)構(gòu)基本相同。在其密封瓷管內(nèi)有并行的幾根低熔點(diǎn)的工作熔體，熔體四周充滿了石英砂。當(dāng)短路電流或過負(fù)荷電流通過熔管時(shí)，熔體熔斷，石英砂對(duì)熔絲熔斷時(shí)的電弧起到冷卻和去游離作用，使電弧很快熄滅，并且指示熔體熔斷的指示器彈出。這種管式熔斷器的滅弧能力強(qiáng)，能在短路電流未達(dá)到最大值之前將電弧熄滅，因而可限制短路電流數(shù)值。圖2.8 RN2型高壓管式熔斷器1瓷熔管；2金屬

19、管帽；3彈性觸座；4熔斷指示器；5接線端子；6瓷絕緣子；7底座RW4型戶外高壓跌落式熔斷器的外形結(jié)構(gòu)如圖2.9所示。這種熔斷器的熔管由保護(hù)管（由酚醛紙制成）和消弧管（由產(chǎn)氣材料制成）組成，里面密封著熔絲。正常運(yùn)行時(shí)該熔斷器串聯(lián)在線路上，利用熔管上的活動(dòng)關(guān)節(jié)拉緊，使熔斷器保持在合閘狀態(tài)。當(dāng)線路發(fā)生過電流等故障時(shí)，過電流使熔絲迅速熔斷，消弧管產(chǎn)生大量氣體將電弧吹滅。熔絲熔斷后，熔管下部觸頭因失去張力而下翻，在熔管自重作用下跌落，形成明顯的斷開間隙。這種熔斷器使用于周圍沒有急劇震動(dòng)的場所。既可作610kV交流電力線路和電力變壓器的短路保護(hù)，又可在一定條件下直接用絕緣鉤棒操作熔管的開合，以斷開或接通小

20、容量的空載變壓器、空載線路和小負(fù)荷電流。圖2.9 RW4-10型戶外跌落式熔斷器1熔管；2熔絲元件；3上觸頭；4絕緣瓷套管；5下觸頭；6端部螺栓；7緊固板。5.高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜是一種柜式的成套配電設(shè)備，它是按一定的接線方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組成成套的高壓配電裝置，在變電所中作為控制和保護(hù)電力變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和保護(hù)之用。高壓開關(guān)柜中安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)測儀表和母線、絕緣子等。我國現(xiàn)在大量生產(chǎn)和廣泛使用的固定式高壓開關(guān)柜主要有GG-10型。這種開關(guān)柜采用新型開關(guān)器，柜內(nèi)空間較大，便于檢修而且技術(shù)性能成熟。GG-10-07S型高壓開關(guān)柜的外形結(jié)構(gòu)

21、圖如圖2.10所示。其符號(hào)含義為：G高壓開關(guān)柜；G固定式；10設(shè)計(jì)序號(hào)；07一次線路方案編號(hào)；S手動(dòng)主開關(guān)操作機(jī)構(gòu)（D電磁式，I彈簧式）。圖2.10 GG-1A-07S型高壓開關(guān)柜（已抽出右面的防護(hù)板）1匯流排；2高壓隔離開關(guān)；3高壓斷路器；4電流互感器；5高壓隔離開關(guān)；6電纜頭；7檢修門；8觀察窗；9操作面板；10高壓斷路器操作機(jī)構(gòu)；11高壓隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)；12儀表、繼電器板（兼檢修門）6避雷器在打雷時(shí)，架空線上會(huì)臨時(shí)產(chǎn)生一個(gè)非常高的電壓，時(shí)間雖然短，但也足夠把油開關(guān)、變壓器等電氣設(shè)備的絕緣破壞。避雷器就是用來防止架空線引進(jìn)的雷電對(duì)變配電裝置所起的破壞作用。閥型避雷器是由火花間隙和可變電阻

22、兩部分組成，密封于一個(gè)瓷質(zhì)套筒里面，上面出線與線路連接，下面出線與地連接。當(dāng)雷電突然出現(xiàn)時(shí)，高壓火花間隙被擊穿，避雷器有電流通過，使雷電電流引向大地，避免了變配電裝置受到雷電的破壞?？勺冸娮璧淖饔檬钱?dāng)電壓高、電流大時(shí)電阻值很小，可使雷電的電流很快通過。當(dāng)放電將近結(jié)束時(shí)，電壓低、電流小，電阻就增加，逐漸阻止線路上的高壓電流通過，當(dāng)電壓降到不足以擊穿火花間隙時(shí)，避雷器就不再通過電流，恢復(fù)原狀。避雷器的外形結(jié)構(gòu)圖如圖2.11所示。圖2.11 閥式避雷器1接線端；2瓷套筒；3火花間隙；4閥型電阻片；5安裝卡子7互感器互感器是電工測量和自動(dòng)保護(hù)裝置使用的特殊變壓器。使用互感器的目的一是把測量回路和高壓電

23、網(wǎng)隔離，以利于確保工作人員的安全；二是擴(kuò)大測量儀表的量程，可以使用小量程電流表測量大電流，用低量程電壓表測量高電壓，或者為高壓電路的控制及保護(hù)裝置提供所需的低電壓或小電流。互感器按用途可分為電壓互感器和電流互感器兩類。（1）電壓互感器電壓互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)多，而二次繞組匝數(shù)少，相當(dāng)于降壓變壓器。它接入電路的方式是：將一次繞組并聯(lián)在一次電路中；而將二次繞組并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈，電壓互感器構(gòu)造原理圖如圖2.12所示。由于二次儀表、繼電器等的電壓線圈阻抗很大，所以電壓互感器工作時(shí)二次回路接近于空載狀態(tài)。二次繞組的額定電壓一般為100V。圖2.12 電壓互感器構(gòu)造原理圖圖2.13

24、電流互感器構(gòu)造原理圖電壓互感器在使用中要注意以下幾點(diǎn)：一次、二次側(cè)必須加熔斷器保護(hù)，二次側(cè)不能短路，防止發(fā)生短路燒毀互感器或影響一次電路正常運(yùn)行；電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地，防止一次、二次繞組絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全；二次側(cè)并接的電壓線圈不能太多，避免超過電壓互感器的額定容量，引起互感器繞組發(fā)熱，并降低互感器的準(zhǔn)確度。（2）電流互感器電流互感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：一次繞組匝數(shù)少（有的只有一匝，利用一次導(dǎo)體穿過其鐵心），導(dǎo)體相當(dāng)粗；而二次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)體較細(xì)。它接入電路的方式是：將一次繞組串聯(lián)接入一次電路；而將二次繞組與儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)，形成一個(gè)閉合

25、回路，電流互感器構(gòu)造原理圖如圖2.13所示。由于二次儀表、繼電器等的電流線圈阻抗很小，所以電流互感器工作時(shí)二次回路接近短路狀態(tài)。二次繞組的額定電流一般為5A。電流互感器在使用中要注意以下幾點(diǎn)：電流互感器在工作時(shí)其二次不得開路，二次側(cè)不允許串接熔斷器和開關(guān)；電流互感器二次側(cè)有一端必須接地，防止一次、二次繞組絕緣擊穿時(shí)，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全。2.3 低壓配電系統(tǒng)及低壓設(shè)備2.3.1低壓配電方式低壓配電系統(tǒng)是由配電裝置和配電線路組成。低壓配電方式是指低壓干線的配電方式。低壓配電方式有放射式、樹干式、鏈?zhǔn)饺N形式，低壓配電方式如圖2.14所示。1.放射式由總配電箱直接供電給分

26、配電箱或負(fù)載的配電方式。優(yōu)點(diǎn)是各負(fù)荷獨(dú)立受電，一旦發(fā)生故障只局限于本身而不影響其他回路，供電可靠性高，控制靈活，易于實(shí)現(xiàn)集中控制。缺點(diǎn)是線路多，有色金屬消耗量大，系統(tǒng)靈活性較差。這種配電方式適用于設(shè)備容量大、要求集中控制的設(shè)備、要求供電可靠性高的重要設(shè)備配電回路，以及有腐蝕性介質(zhì)和爆炸危險(xiǎn)等場所不宜將配電及保護(hù)起動(dòng)設(shè)備放在現(xiàn)場者。a) 放射式b) 樹干式c) 鏈?zhǔn)綀D2.14 低壓配電方式2.樹干式是指由總配電箱至各分配電箱之間采用一條干線連接的配電方式。優(yōu)點(diǎn)是投資費(fèi)用低、施工方便，易于擴(kuò)展。缺點(diǎn)是干線發(fā)生故障時(shí)，影響范圍大，供電可靠性較差。這種配電方式常用于明敷設(shè)回路，設(shè)備容量較小，對(duì)供電可靠

27、性要求不高的設(shè)備。3.鏈?zhǔn)揭彩窃谝粭l供電干線上帶多個(gè)用電設(shè)備或分配電箱，與樹干式不同的是其線路的分支點(diǎn)在用電設(shè)備上或分配電箱內(nèi)，即后面設(shè)備的電源引自前面設(shè)備的端子。優(yōu)點(diǎn)是線路上無分支點(diǎn)，適合穿管敷設(shè)或電纜線路，節(jié)省有色金屬。缺點(diǎn)是線路或設(shè)備檢修以及線路發(fā)生故障時(shí)，相連設(shè)備全部停電，供電的可靠性差。這種配電方式適用于暗敷設(shè)線路，供電可靠性要求不高的小容量設(shè)備，一般串聯(lián)的設(shè)備不宜超過34臺(tái)，總?cè)萘坎灰顺^10kW。在實(shí)際工程中，照明配電系統(tǒng)不是單獨(dú)采用某一種形式的低壓配電方式，多數(shù)是綜合形式，如在一般民用住宅所采用的配電形式多數(shù)為放射式與鏈?zhǔn)降慕Y(jié)合。一般民用住宅低壓配電形式如圖2.15所示。總配電

28、箱向每個(gè)樓梯間配電為放射式，樓梯間內(nèi)不同樓層間的配電箱為鏈?zhǔn)脚潆?。圖2.15 一般民用住宅低壓配電形式2.3.2常用低壓設(shè)備特點(diǎn)及用途低壓電氣設(shè)備通常是指電壓在1000V以下的電氣設(shè)備，在建筑工程常見的低壓電氣設(shè)備有刀開關(guān)、熔斷器、自動(dòng)空氣開關(guān)、接觸器、低壓配電柜等。1刀開關(guān)刀開關(guān)是一種簡單的手動(dòng)操作電器，用于非頻繁接通和切斷容量不大的低壓供電線路，并兼作電源隔離開關(guān)。刀開關(guān)的型號(hào)一般以H字母打頭，種類規(guī)格繁多，并有多種衍生產(chǎn)品。按工作原理和結(jié)構(gòu)，刀開關(guān)可分為低壓刀開關(guān)、膠蓋閘刀開關(guān)、刀形轉(zhuǎn)換開關(guān)、鐵殼開關(guān)、熔斷式刀開關(guān)、組合開關(guān)等。低壓刀開關(guān)的最大特點(diǎn)是有一個(gè)刀形動(dòng)觸頭，基本組成部分是閘刀（

29、動(dòng)觸頭）、刀座（靜觸頭）和底板，刀開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖2.16所示。低壓刀開關(guān)按操作方式分有單投和雙投開關(guān)；按極數(shù)分有單極、雙極和三極開關(guān)；按滅弧結(jié)構(gòu)分，有帶滅弧罩的和不帶滅弧罩的等。低壓刀開關(guān)常用于不頻繁地接通和切斷交流和直流電路，刀開關(guān)裝有滅弧罩時(shí)可以切斷負(fù)荷電流。常用型號(hào)有HD和HS系列。低壓刀開關(guān)的技術(shù)參數(shù)如表2.1所示。圖2.16 HD11、11B-100400刀開關(guān)表2.1 低壓刀開關(guān)的技術(shù)參數(shù)額定電壓/VAC380、DC220、440額定電流/A1002004006001000通斷能力/AAC380V、COS=0.720.81002004006001000DCT=0.010.011s22

30、0V1002004006001000440V50100200300500機(jī)械壽命/次100005000電壽命/次10005001s熱穩(wěn)定電流/kA61020253040動(dòng)穩(wěn)定電流峰值/kA杠桿操作式203040506080手柄式1520304050操作力/N353535354545低壓刀開關(guān)型號(hào)含義如下：膠蓋閘刀開關(guān)是普通使用的一種刀開關(guān)，又稱開啟式負(fù)荷開關(guān)。閘刀裝在瓷質(zhì)底板上，每相附有保險(xiǎn)絲、接線柱，用膠木罩殼蓋住閘刀，以防止切斷電源時(shí)電弧燒傷操作者。膠蓋閘刀開關(guān)價(jià)格便宜、使用方便，在建筑中廣泛使用。三相膠蓋閘刀開關(guān)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(dòng)機(jī)的全壓起動(dòng)

31、操作，單相雙極刀開關(guān)用在照明電路或其他單相電路上，其中熔絲提供短路保護(hù)。膠蓋閘刀開關(guān)外形如圖2.17所示。常用的有HK1、HK2兩種型號(hào)，技術(shù)資料見表2.2。圖2.17 開啟式負(fù)荷開關(guān)表2.2 HK1、HK2型閘刀開關(guān)規(guī)格型號(hào)額定電壓（V）額定電流（A）可控制的電動(dòng)機(jī)功率（kW）級(jí)數(shù)HK12202202203803803801530601530601.53.04.52.24.05.5222333HK22202202203803803801530601530601.11.53.02.24.05.5222333鐵殼開關(guān)主要由刀開關(guān)、熔斷器和鐵制外殼組成，又稱封閉式負(fù)荷開關(guān)。在刀閘斷開處有滅弧罩，斷

32、開速度比膠蓋閘刀快，滅弧能力強(qiáng)，并具有短路保護(hù)。它適用于各種配電設(shè)備，供不頻繁手動(dòng)接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電路之用，包括用作感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的不頻繁起動(dòng)和分?jǐn)?。鐵殼開關(guān)的型號(hào)主要有HH3、HH4、HH12等系列，鐵殼開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖2.18所示，規(guī)格如表2.3所示。圖2.18 鐵殼開關(guān)結(jié)構(gòu)圖表2.3 鐵殼開關(guān)常用規(guī)格型號(hào)額定電壓（V）額定電流（A）級(jí)數(shù)HH325044010、15、20、30、60、100、2002、3或3+中性線座HH438015、30、602、3或3+中性線座熔斷式刀開關(guān)也稱刀熔開關(guān)，熔斷器裝于刀開關(guān)的動(dòng)觸片中間。它的結(jié)構(gòu)緊湊，可代替分列的刀開關(guān)和熔斷器，通常裝于開關(guān)柜及電力配電箱內(nèi)，主要型號(hào)

33、有HR3、HR5、HR6、HR11系列。組合開關(guān)是一種多功能開關(guān)，可用來接通或分?jǐn)嚯娐?，切換電源或負(fù)載，測量三相電壓，控制小容量電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)等，但不能用作頻繁操作的手動(dòng)開關(guān)，主要型號(hào)有HZ10系列等。除上述所介紹的各種形式的手動(dòng)開關(guān)外，近幾年來國內(nèi)已有廠家從國外引進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)出較為先進(jìn)的新型隔離開關(guān)，如PK系列可拼裝式隔離開關(guān)和PG系列熔斷器多極開關(guān)兩種。它的外殼采用陶瓷等材料制成，耐高溫、抗老化、絕緣性能好。該產(chǎn)品體積小、重量輕，可采用導(dǎo)軌進(jìn)行拼裝，電壽命和機(jī)械壽命都較長。它可代替前述的小型刀開關(guān)，廣泛用于工礦企業(yè)、民用建筑等場所的低壓配電電路和控制電路中。PG型熔斷器式隔離器是一種帶熔斷

34、器的隔離開關(guān)，外形結(jié)構(gòu)大致與PK型相同，也分為單極和多極兩種，可用導(dǎo)軌進(jìn)行拼裝，主要技術(shù)資料見表2.4所示。表2.4 新型隔離開關(guān)主要技術(shù)資料PK系列額定電流（A）1632，63，100額定電壓（V）220380極數(shù)p1，2，3，4PG系列（熔斷器式）額定電流（A）10162032配用熔斷器額定電流（A）2，4，6，706，10，160.5，2，4，6，8，10，12，16，2025，32額定電壓（V）220380額定熔斷短路電流（A）800020000極數(shù)p1，2，3，42低壓斷路器 又稱低壓空氣開關(guān)，或自動(dòng)空氣開關(guān)。斷路器具有良好的滅弧性能，它能帶負(fù)荷通斷電路，可以用于電路的不頻繁操作，同

35、時(shí)它又能提供短路、過負(fù)荷和失壓保護(hù)，是低壓供配電線路中重要的開關(guān)設(shè)備。斷路器主要由觸頭系統(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、脫扣器和操作機(jī)構(gòu)等部分組成。它的操作機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，主觸頭的通斷可以手動(dòng)，也可以電動(dòng)。斷路器的結(jié)構(gòu)原理如圖2.19所示。圖2.19 斷路器原理圖1觸頭；2跳鉤；3鎖扣；4分勵(lì)脫扣器；5欠電壓脫扣器；6過電流脫扣器；7雙金屬片；8熱元件；9常閉按鈕；10常開按鈕當(dāng)手動(dòng)合閘后，跳鉤2和鎖扣3扣住，開關(guān)的觸頭閉合，當(dāng)電路出現(xiàn)短路故障時(shí)，過電流脫扣器6中線圈的電流會(huì)增加許多倍，其上部的銜鐵逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)鎖扣向上，使其跳鉤2脫鉤，在彈簧彈力的作用下，開關(guān)自動(dòng)打開，斷開線路；當(dāng)線路過負(fù)荷時(shí)，熱元件8的發(fā)

36、熱量會(huì)增加，使雙金屬片兒向上彎曲程度加大，托起鎖扣3，最終使開關(guān)跳閘；當(dāng)線路電壓不足時(shí)，失壓脫扣器5中線圈的電流會(huì)下降，鐵心的電磁力下降，不能克服銜鐵上彈簧的彈力，使銜鐵上跳，鎖扣3上跳，與跳鉤2脫離，致使開關(guān)打開。按鈕9和10起分勵(lì)脫扣作用，當(dāng)按下按鈕時(shí)，開關(guān)的動(dòng)作過程與線路失壓時(shí)是相同的；按下按鈕10時(shí)，使分勵(lì)脫扣器線圈通電，最終使開關(guān)打開。低壓空氣斷路器有許多新的種類，結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理也不完全相同，前面所述的只是其中的一種?？諝鈹嗦菲骶哂袃啥伪Ｗo(hù)特性或三段保護(hù)特性，兩段保護(hù)特性曲線如圖2.20所示，ab段是過載時(shí)開關(guān)動(dòng)作的特性曲線，其特點(diǎn)是反時(shí)限，即電流大，動(dòng)作時(shí)間短；電流小，動(dòng)作時(shí)間長；

37、當(dāng)電流大到一定值時(shí)，開關(guān)在極短時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，即進(jìn)入曲線的cd段，是瞬時(shí)動(dòng)作特性，在這段中，開關(guān)動(dòng)作時(shí)間與電流大小無關(guān)，是固定的，叫定時(shí)限特性。圖2.20 保護(hù)特性曲線一般低壓空氣斷路器在使用時(shí)要垂直安裝，不要傾斜，以避免其內(nèi)部機(jī)械部件運(yùn)動(dòng)不夠靈活。接線時(shí)要上端接電源線，下端接負(fù)載線。有些空氣開關(guān)自動(dòng)跳閘后，需將手柄向下扳，然后再向上推才能合閘，若直接向上推則不能合閘。低壓空氣斷路器按照用途可分為：配電用斷路器、電機(jī)保護(hù)用斷路器、直流保護(hù)用斷路器、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路用的滅磁斷路器、照明用斷路器、漏電保護(hù)斷路器等。按照分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰煞譃椋航?jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)型、高分?jǐn)嘈?、限流型、超高分?jǐn)嘈偷?。低壓空氣斷?/p>

38、器的代號(hào)含義如下：萬能式空氣斷路器又稱框架式自動(dòng)空氣開關(guān)，它可以帶多種脫扣器和輔助觸頭，操作方式多樣，裝設(shè)地點(diǎn)靈活。目前常用的型號(hào)有AE（日本三菱）、DW12、DW15、ME（德國AEG）等系列。塑料外殼式斷路器又稱裝置式自動(dòng)空氣開關(guān)，它的全部元件都封裝在一個(gè)塑料外殼內(nèi)，在殼蓋中央露出操作手柄，用于手動(dòng)操作，在民用低壓配電中用量很大。常見的型號(hào)有DZ13、DZ15、 DZ20、 C45、 C65等系列，其種類繁多。漏電斷路器是在斷路器上加裝漏電保護(hù)器件，當(dāng)?shù)蛪壕€路或電氣設(shè)備上發(fā)生人身觸電、漏電和單相接地故障時(shí)，漏電斷路器便快速自動(dòng)切斷電源，保護(hù)人身和電氣設(shè)備的安全，避免事故擴(kuò)大。按照動(dòng)作原理，

39、漏電斷路器可分為電壓型、電流型和脈沖型。按照結(jié)構(gòu)，可分為電磁式和電子式。所謂漏電，一般是指電網(wǎng)或電氣設(shè)備對(duì)地的泄漏電流。對(duì)交流電網(wǎng)而言，由于各相輸電線對(duì)地都存在著分布電容C和絕緣電阻R。這兩者合起來叫做每相輸電線對(duì)地的絕緣阻抗Z。流過這些阻抗的電流叫做電網(wǎng)對(duì)地漏電電流，而觸電是指當(dāng)人體不慎觸及電網(wǎng)或電氣設(shè)備的帶電部位，此時(shí)流經(jīng)人體的電流稱為觸電電流?，F(xiàn)以常用的電流型漏電保護(hù)斷路器為例，說明其工作原理。電流型漏電保護(hù)斷路器有單相和三相之分。單相電流型漏電保護(hù)斷路器原理結(jié)構(gòu)圖如圖2.21所示。在正常情況下，相線對(duì)地漏電電流為零，則流過環(huán)形鐵心中的電流矢量和為零，因此在環(huán)形鐵心中產(chǎn)生的合成磁通也等于

40、零，故在環(huán)形鐵心的次極繞組中無信號(hào)輸出，脫扣器的銜鐵被由永久磁鐵產(chǎn)生的磁通所吸引。當(dāng)被保護(hù)的電路上發(fā)生觸電或漏電，或接地故障時(shí)，則流過環(huán)形鐵心中的電流矢量和不再為零，因此在環(huán)形鐵心的次極繞組中感應(yīng)出一交變磁通，并在次極繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，由于環(huán)形鐵心的次極繞組與去磁線圈串聯(lián)，則二次感應(yīng)電流流過去磁線圈，在某半周波，交變磁通的方向與永久磁鐵磁通反向時(shí)，就很大程度上減弱鐵心的吸力，在反作用彈簧的拉動(dòng)下，銜鐵釋放，搭扣脫扣，使斷路器跳閘。圖2.21 電流型漏電保護(hù)斷路器原理結(jié)構(gòu)圖1主開關(guān)；2環(huán)形鐵心；3繞組；4永久磁鐵；5去磁線圈；6銜鐵；7彈簧；8搭鉤；9按鈕；10電阻。漏電保護(hù)型的空氣斷路器在

41、原有代號(hào)上再加上字母L，表示是漏電保護(hù)型的。如DZ15L-60系列漏電斷路器。漏電保護(hù)斷路器的保護(hù)方式一般分為低壓電網(wǎng)的總保護(hù)和低壓電網(wǎng)的分級(jí)保護(hù)兩種。3、交流接觸器接觸器的工作原理是利用電磁吸力來使觸頭動(dòng)作的開關(guān)，它可以用于需要頻繁通斷操作的場合。接觸器按電流類型不同可分為直流接觸器和交流接觸器。在建筑工程中常用的是交流接觸器。接觸器的結(jié)構(gòu)原理如圖2.22所示。當(dāng)線圈通電后，鐵芯被磁化為電磁鐵，產(chǎn)生吸力，當(dāng)吸力大于彈簧反彈力時(shí)銜鐵吸合，帶動(dòng)拉桿移動(dòng)將所有常開觸頭閉合、常閉觸頭打開。線圈失電后，銜鐵隨即釋放并利用彈簧的拉力將拉桿和動(dòng)觸頭恢復(fù)至初始狀態(tài)。接觸器的觸頭分兩類，一類用于通斷主電路的，

42、稱主觸頭，有滅弧罩，可以通過較大電流。另一類用于控制回路中，可以通過小電流，稱輔助觸頭。輔助觸頭主要有常開和常閉兩類。目前常見的交流接觸器型號(hào)有CJ12、 CJ20、B、LC1-D 等系列。圖2.22 接觸器的結(jié)構(gòu)原理4.低壓熔斷器低壓熔斷器是常用的一種簡單的保護(hù)電器。與高壓熔斷器一樣，主要作為短路保護(hù)用，在一定條件下也可能起過負(fù)荷保護(hù)的作用。熔斷器工作原理同高壓熔斷器一樣，當(dāng)線路中出現(xiàn)故障時(shí)，通過的電流大于規(guī)定值，熔體產(chǎn)生過量的熱而被熔斷，電路由此被分?jǐn)?。低壓熔斷器常用的有瓷插式（RC1A）、密閉管式(RM10)、螺旋式(RL7)、填充料式(RT20)、等多種類型。常用的低壓熔斷器外形圖如圖

43、2.23所示 。b) 瓷插式熔斷器b) 螺旋式熔斷器圖2.23 低壓熔斷器瓷插式滅弧能力差，只適用于故障電流較小的線路未端使用。其他幾種類型的熔斷器均有滅弧措施，分?jǐn)嚯娏髂芰Ρ容^強(qiáng)，密閉管式結(jié)構(gòu)簡單，螺旋式更換熔管時(shí)比較安全，填充料式的斷流能力更強(qiáng)。5.插座插座是移動(dòng)用電設(shè)備、家用電器和小功率設(shè)備的供電電源，一般插座是長期帶電的，在設(shè)計(jì)和使用時(shí)要注意。插座根據(jù)線路的明敷設(shè)和暗敷設(shè)的要求，也有明裝式和暗裝式兩種。插座按所接電源相數(shù)分三相和單相兩類。單相插座按孔數(shù)可分二孔、三孔。兩孔插座的左邊是零線、右邊是相線；三孔也一樣，只是中間孔接保護(hù)線。6.燈開關(guān)照明燈具控制開關(guān)用于對(duì)單個(gè)或多個(gè)燈進(jìn)行控制，

44、工作電壓為250V，額定電流有6A、10A等，有拉線式和蹺板式等多種形式，蹺板式又分明裝和暗裝式，有單極和多極、單控和雙控之分。7.電能表電能表在用電管理中是不可缺少的，凡是計(jì)量用電的地方均應(yīng)設(shè)電能表，目前應(yīng)用較多的是感應(yīng)式電能表，它是利用固定的交流磁場與由該磁場在可動(dòng)部分的導(dǎo)體中所感應(yīng)的電流之間的作用力而工作的，其結(jié)構(gòu)如圖2.24所示。主要由驅(qū)動(dòng)元件（電壓元件、電流元件）、轉(zhuǎn)動(dòng)元件（鋁盤）、制動(dòng)元件（制動(dòng)磁鐵）和積算元件等組成。圖2.24 電能表結(jié)構(gòu)1電壓線圈；2電流線圈；3永久磁鐵；4鋁盤；5蝸輪；6蝸桿；7轉(zhuǎn)軸。圖2.25 電能表接線當(dāng)電能表接入電路時(shí)，電壓線圈的兩端加上電源電壓，電流線

45、圈通過負(fù)載電流，此時(shí)電壓線圈和電流線圈產(chǎn)生的主磁通穿過鋁盤，在鋁盤上便有三個(gè)磁通的作用（一個(gè)電壓主磁通，兩個(gè)大小相等、方向相反的電流主磁通），在鋁盤上共產(chǎn)生三個(gè)渦流，這三個(gè)渦流與三個(gè)主磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)鋁盤開始旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)算電量。電能表接線圖如圖2.25所示。鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與通入電流線圈中的電流成正比。電流愈大，鋁盤旋轉(zhuǎn)愈快。鋁盤的轉(zhuǎn)速稱為變換系數(shù)，變換系數(shù)的倒數(shù)稱為標(biāo)稱常數(shù)，即鋁盤轉(zhuǎn)一圈所需要的電度數(shù)。因此，只要知道鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)就能知道用電量的大小。8.低壓配電柜低壓配電柜是按一定的接線方案將低壓開關(guān)電器組合起來的一種低壓成套配電裝置，用在500V以下的供配電系統(tǒng)中，作動(dòng)力和照

46、明配電之用。低壓配電柜按維護(hù)的方式分有單面維護(hù)式和雙面維護(hù)式兩種。單面維護(hù)式基本上靠墻安裝（實(shí)際離墻0.5m左右），維護(hù)檢修一般都在前面。雙面維護(hù)式是離墻安裝，柜后留有維護(hù)通道，可在前后兩面進(jìn)行維修。國內(nèi)生產(chǎn)的雙面維護(hù)的低壓配電屏主要系列型號(hào)有GGD、GDL、GHL、JK、MNS、GCS等。GGD型低壓配電柜外形示意如圖2.26所示圖2.26 GGD型低壓配電柜外形示意圖2.3.3低壓配電線路1.架空線路主要由導(dǎo)線、電桿、橫擔(dān)、絕緣子和線路金具等組成，如圖2.27所示。其特點(diǎn)是設(shè)備材料簡單，成本低；容易發(fā)現(xiàn)故障，維護(hù)方便；缺點(diǎn)是易受外界環(huán)境的影響，供電可靠性較差；影響環(huán)境的整潔美觀等。圖2.2

47、7 架空線路結(jié)構(gòu)1電桿；2橫擔(dān)；3導(dǎo)線；4避雷線；絕緣子導(dǎo)線的主要任務(wù)是輸送電能。主要分絕緣線和裸線兩類，市區(qū)或居民區(qū)盡量采用絕緣線。絕緣線又分銅芯和鋁芯兩種。電桿主要作用是支撐導(dǎo)線，同時(shí)保持導(dǎo)線的相間距離和對(duì)地距離。電桿按材質(zhì)分有木桿、水泥桿和鐵塔三種。電桿按其功能分直線桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿、跨越桿、耐張桿、分支桿等。橫擔(dān)主要用來安裝絕緣子以固定導(dǎo)線。從材料來分，有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)。低壓架空線常用鍍鋅角鐵橫擔(dān)。橫擔(dān)固定在電桿的頂部，距頂部一般為300mm。絕緣子主要作用是固定在橫擔(dān)上，用來使導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與橫擔(dān)之間保持絕緣的，同時(shí)也承受導(dǎo)線的垂直荷重的水平拉力。低壓架空線路絕緣子主要有針

48、式和蝶式兩種。金具是指架空線路上所使用的各種金屬部件的統(tǒng)稱，其作用是連接導(dǎo)線、組裝絕緣子、安裝橫擔(dān)和拉線等，即主要起連接或緊固作用。常用的金具有固定橫擔(dān)的抱箍和螺栓，用來連接導(dǎo)線的接線管，固定導(dǎo)線的線夾以及做拉線用的金具等。為了防止金具銹蝕，一般都采用鍍鋅鐵件或鋁制零件。架空線路敷設(shè)是注意事項(xiàng)有：（1）路徑選擇應(yīng)不妨礙交通及起重機(jī)的折裝、進(jìn)出和運(yùn)行，且力求路徑短直、轉(zhuǎn)角??；（2）架空導(dǎo)線與鄰近線路或設(shè)施的距離應(yīng)符合表2.5要求；表2.5 架空線路與鄰近線路或設(shè)施的距離項(xiàng)目鄰近線路或設(shè)施的類別最小凈空距離m引線、拉下線與鄰線架空線與拉線電桿外緣樹梢擺最大時(shí)0.130.650.5最小垂直距離m同桿

49、架設(shè)下的廣播線路通信線路最大弧垂與地面最大弧垂與工程頂端與鄰近線路交叉施工現(xiàn)場機(jī)動(dòng)車道鐵路軌道1kV以下110kV1.04.06.07.52.51.22.5最小水平距離m電桿至路基邊緣電桿至鐵路軌道邊緣邊線與建筑物突出部分1.0桿高+3.01.0（3）電桿采用水泥桿時(shí)，不得露筋、不得有環(huán)向裂紋，其梢徑不得小于130mm。電桿的埋設(shè)深度宜為桿長的1/10加上0.6m，但在松軟土地上應(yīng)當(dāng)加大埋設(shè)深度或采用卡盤固定。（4）檔距、線距、橫擔(dān)長度及間距要求：檔距是指兩桿之間的水平距離，施工現(xiàn)場架空線檔距不得大于35m。線距是指同一電桿各線間的水平距離，一般不得小于0.3m。橫擔(dān)長度應(yīng)為：兩線時(shí)取0.7m

50、，三線或四線取1.5m，五線取1.8m。橫擔(dān)間的最小垂直距離不得小于表2.6要求。表2.6 橫擔(dān)間的最小垂直距離排列方式直線桿分支或轉(zhuǎn)角桿高壓與低壓1.21.0低壓與低壓0.60.3（5）導(dǎo)線的形式選擇及敷設(shè)要求：施工現(xiàn)場必須采用絕緣線，架空線必須設(shè)在專用桿上，嚴(yán)禁架設(shè)在樹木及腳手架上。為提高供電可靠性，在一個(gè)檔距內(nèi)每一層架空線的接頭數(shù)不得超過該層線條數(shù)的50%，且一根導(dǎo)線只允許有一個(gè)接頭。（6）絕緣子及拉線的選擇及要求：架空線的絕緣子直線桿采用針式絕緣子，耐張桿采用蝶式絕緣子。拉線應(yīng)選用鍍鋅鐵線，其截面不小于34mm，拉線與電桿夾的角應(yīng)在4590之間，拉線埋設(shè)深度不得小于1m，水泥桿上的拉線

51、應(yīng)在高于地面2.5m處裝設(shè)拉線絕緣子。2.電纜線路電纜線路的優(yōu)點(diǎn)是不受外界環(huán)境影響，供電可靠性高，不占用土地，有利于環(huán)境美觀；缺點(diǎn)是材料和安裝成本高。在低壓配電線路中廣泛采用電纜線路。電纜主要由線芯、絕緣層、外護(hù)套三部分組成。根據(jù)電纜的用途不同，可分為電力電纜、控制電纜、通信電纜等，按電壓不同可分為低壓電纜、高壓電纜兩種。電纜的型號(hào)中包含其用途類別、絕緣材料、導(dǎo)體材料、保護(hù)層等信息。目前在低壓配電系統(tǒng)中常用的電力電纜有YJV交聯(lián)聚乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套電力電纜和VV聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套電力電纜兩種，一般優(yōu)選YJV電力電纜。電纜敷設(shè)有直埋、電纜溝、排管、架空等方式，直埋電纜必需采用有鎧裝保

52、護(hù)的電纜、埋設(shè)深度不小于0.7m；電纜敷設(shè)應(yīng)選擇路徑最短、轉(zhuǎn)彎最少、少受外界因素影響的路線。地面上在電纜拐彎處或進(jìn)建筑物處要埋設(shè)標(biāo)示樁，以備日后施工維護(hù)時(shí)參考。2.4 低壓線路及控制保護(hù)設(shè)備選擇2.4.1負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算的目的是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是合理地進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?shù)闹匾罁?jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燒毀，同樣要

53、造成損失。由此可見，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，要考慮環(huán)境及社會(huì)因素的影響，并應(yīng)為將來的發(fā)展留有適當(dāng)余量。目前負(fù)荷計(jì)算常用的方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法等。在建筑供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算中常用的是需要系數(shù)法。1用電設(shè)備的工作制建筑用電設(shè)備種類繁多，用途各異，工作方式不同，按其工作制可分為以下三類。長期工作制（連續(xù)運(yùn)行工作制）：是指電氣設(shè)備在運(yùn)行工作中能夠達(dá)到穩(wěn)定的溫升，能在規(guī)定環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行，設(shè)備任何部分的溫度和溫升均不超過允許值。例如通風(fēng)機(jī)、水泵、電動(dòng)發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)、照明燈具、電熱設(shè)備等負(fù)荷比較穩(wěn)定，它們?cè)诠ぷ髦袝r(shí)間較長，溫度穩(wěn)定。短時(shí)工作制（短時(shí)運(yùn)行工作制）：

54、是指運(yùn)行時(shí)間短而停歇時(shí)間長，設(shè)備在工作時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量不足以達(dá)到穩(wěn)定溫升，而在間歇時(shí)間內(nèi)能夠冷卻到環(huán)境溫度，例如車床上的進(jìn)給電動(dòng)機(jī)等。電動(dòng)機(jī)在停車時(shí)間內(nèi)，溫度能降回到環(huán)境溫度。反復(fù)短時(shí)工作制（繼續(xù)運(yùn)行工作制）：該設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)進(jìn)行工作，工作時(shí)間與停歇時(shí)間相互代替，周期性地工作或是經(jīng)常停歇、反復(fù)運(yùn)行。一個(gè)同期一般不超過10min，例如起重電動(dòng)機(jī)。反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備用暫載率（或負(fù)荷持續(xù)率）來表示其工作特性，計(jì)算公式如下：=t/T*100%=t/(t+t0)*100% （2.1）式中 暫載率； t工作周期內(nèi)的工作時(shí)間； T工作周期； t0工作周期內(nèi)的間歇時(shí)間。工作時(shí)間加停歇時(shí)間稱為工作周期。根據(jù)我國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工作周期以10min為計(jì)算依據(jù)。起重機(jī)電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)暫載率分為15%、25%、40%、60%四種；電焊機(jī)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)暫載率分別50%、65%、75%、100%四種。2設(shè)備容量的確定1）長期工作制的設(shè)備容量設(shè)備容量等于銘牌標(biāo)明的“額定容量”。計(jì)算的設(shè)備容量不打折扣，即設(shè)備容量Pe與設(shè)備額定容量PN相等。對(duì)于照明：白熾燈的設(shè)備容量是指燈泡上標(biāo)出的額定容量；熒光燈及高壓汞燈必須考慮其鎮(zhèn)流器的損耗，一般熒光燈的設(shè)備容量為燈管額定容量的1.1