低壓配電設(shè)備及導線的選擇

1、第七章 低壓配電設(shè)備及導線的選擇第一節(jié) 建筑電氣的基本作用與分類本課程從第七章直到第十章是屬于建筑電氣的內(nèi)容。建筑電氣是以電能、電氣設(shè)備和電氣技術(shù)為手段，創(chuàng)造、維持與改善室內(nèi)的電、光、熱、聲環(huán)境的一門科學。隨著建筑技術(shù)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代化建筑的出現(xiàn)，建筑電氣所涉及的范圍已由原來的單一的供配電、照明、防雷和接地，發(fā)展成為以近代物理學、電磁學、無線電電子學、光學、聲學等理論為基礎(chǔ)，應用于建筑工程領(lǐng)域內(nèi)的一門新興學科。由于計算機和自動控制技術(shù)的發(fā)展與應用，對建筑物內(nèi)部的給排水系統(tǒng)、空調(diào)制冷系統(tǒng)、自動消防系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、通訊、廣播及共用電視天線系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)等實行最佳控制和最佳管理，因此建筑電氣

2、已成為現(xiàn)代化建筑的一個重要標志。根據(jù)使用功能的不同，可將建筑電氣大致分為五類：一. 創(chuàng)造光、溫度、空氣和聲音等理想環(huán)境的設(shè)備（如照明、空調(diào)機、廣播系統(tǒng)等）。二. 追求快捷、高效工作方式的設(shè)備（電梯、電話、電視、信息通訊等）。三. 加強防災、減災能力的設(shè)備（火災自動報警及聯(lián)動設(shè)備、電視監(jiān)控、建筑防雷等）。四. 自動控制和優(yōu)化設(shè)備性能的設(shè)備（利用計算機等技術(shù)，控制設(shè)備的經(jīng)濟運行、遠程監(jiān)控、遙控等）。五. 提供生產(chǎn)工藝、辦公設(shè)備、日用電器的能源。在日常生活中，人們根據(jù)安全電壓的習慣，通常將建筑電氣分成強電與弱電兩大類。強電部分包括：供電，配電，照明，自動控制與調(diào)節(jié)，建筑防雷保護；弱電部分包括：通信，

3、電視，電腦管理系統(tǒng)，有線廣播，呼叫信號，公共顯示及時鐘系統(tǒng)，火災自動報警及消防系統(tǒng)，保安系統(tǒng)等。第二節(jié) 電能的產(chǎn)生、輸送與分配自然界中蘊藏的能量是極其豐富的。各種非電形式的能源，都可以方便的通過發(fā)電廠轉(zhuǎn)換成電能。按所利用的能源的不同，有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠、風力發(fā)電等。一、 電能的產(chǎn)生、輸送與分配為了充分而合理地利用自然資源，大、中型發(fā)電廠，一般都建在能源蘊藏地，例如水力發(fā)電廠建在江河、峽谷及水庫等水力資源豐富的地方；火力發(fā)電廠建在燃料產(chǎn)地及交通方便的地方。而用電地區(qū)則可能離發(fā)電廠很遠，所以需要將產(chǎn)生的電能進行遠距離輸送?？紤]到經(jīng)濟性，采用較高電壓輸送更經(jīng)濟（當輸送功率一定時

4、，電壓 越高，則線路中電流就會越小，需要的有色金屬就會減少)。發(fā)電廠受絕緣處理水平的限制，發(fā)出的電壓不能太高，目前發(fā)電機通常采用的電壓等級為6、10kV，所以在輸電時，除供給發(fā)電廠附近的用戶外，大部分經(jīng)過升壓變壓器先將電壓升高，然后輸送出。一般輸出距離越遠、輸送功率越大，則輸電電壓就需要越高。目前國內(nèi)輸電電壓有110 kV、220 kV、500 kV等。線路電壓等級與輸送容量及輸送距離的關(guān)系，見表7-1。 線路電壓等級與輸送容量及輸送距離的關(guān)系 表7-1線路額定電壓(kV)輸送容量（MW）輸送距離（km）線路額定電壓(kV)輸送容量（MW）輸送距離（km）0.380.10.611010.050

5、.01505030.11.031220100.0300.030010060.11.2154330200.01000.0600200100.22.0206500800.02000.01000400352.010.05020750我國正在建設(shè)中的長江三峽電廠，總裝機容量為1820萬kw，年發(fā)電量847億度/年，是世界之最。為了滿足用電設(shè)備對工作電壓的要求，在用電地區(qū)需設(shè)置降壓變電所，將電壓降低。通常，在用電地區(qū)設(shè)置降壓變電所，將輸電電壓降低到610kV，然后分配到居住區(qū)等負荷中心，由變電所或配電變壓器，將電壓降低到380/220V，給低壓用電設(shè)備供電。供電電源電壓主要是根據(jù)負荷大小，供電距離以及該

6、地區(qū)可能提供的電源電壓，與電力部門協(xié)商確定。由電源、電力網(wǎng)以及電能用戶等組成的整體，稱為電力系統(tǒng)，如圖7-1所示。各種類型的發(fā)電廠，通過電力網(wǎng)將電能輸送和分配給用戶。電力網(wǎng)做成環(huán)網(wǎng)，這樣可以避免由于個別發(fā)電機因檢修或發(fā)生故障，而造成用電地區(qū)大面積停電，從而提高供電的可靠性。此外，還可以根據(jù)季節(jié)的不同，以及電網(wǎng)的總負荷，來調(diào)配水力發(fā)電廠和火力發(fā)電廠的負荷，以達到總供電與總負荷基本平衡，節(jié)省能源，提高效率，保證電網(wǎng)運行的安全性和經(jīng)濟性。 發(fā)電廠區(qū)域變電所 用戶圖7-1 從發(fā)電廠至用戶的輸配電過程示意圖 二、 標準額定電壓 國家對發(fā)電、輸電、用電及所有用電設(shè)備的額定電壓均有統(tǒng)一的規(guī)定,按照不同電壓分

7、成若干個標準電壓等級。標準電壓等級是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展需要,考慮技術(shù)經(jīng)濟上的合理性以及電機、電器的制造水平等因素，經(jīng)全面分析研究而確定的。目前執(zhí)行的交流單相、三相標準額定電壓，見表7-2。 我國標準規(guī)定的三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓 表7-2分 類電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓（kV）發(fā)電機額定電壓（kV）電力變壓器額定電壓（kV）一 次 繞 組二 次 繞 組低 壓0.220.230.220.230.380.400.380.400.660.690.660.69高 壓33.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11-13.8,15.75,1

8、8.2013.8,15.75,18.20-35-3538.563-6369110-110121220-220242330-330363500-500550此外,還有100V以下的額室電壓:12V,24V,36V主要用于安全照明。由于用電設(shè)備接在電力線路上，在傳輸電能時有負荷電流通過，線路上會產(chǎn)生相應的電壓損失。為保證用戶設(shè)備端的實際電壓等于或接近于額定電壓，必須使網(wǎng)絡首端電壓高于電網(wǎng)的額定電壓，用以補償網(wǎng)絡上的電壓損失。因此發(fā)電機額定電壓必須比相應電力網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓高5%；變壓器二次線圈的額定電壓高于用電設(shè)備額定電壓的5%或10%。三、電能質(zhì)量（一）電壓偏移電壓偏移指供電電壓偏離（高于或

9、低于）用電設(shè)備額定電壓的數(shù)值占用設(shè)備額定電壓值的百分數(shù)，即（7-1）式中 電壓偏離額定電壓的百分數(shù)；設(shè)備的端電壓（V）；設(shè)備的額定電壓（V）。1.正常運行情況下，用電設(shè)備受電端的電壓允許偏離值（以額定電壓的百分數(shù)表示）要求如下：（1）一般電動機 5%。（2）電梯電動機 7%。（3）一般照明 5%。在視覺要求較高的室內(nèi)場所為 5%，-2.5%。（4）無特殊要求的用電設(shè)備為 5%。2.電子計算機供電電源的電能質(zhì)量應滿足表7-3所列數(shù)值。 計算機性能允許的電能參數(shù)變動范圍 表7-3A 級B 級C 級電壓波動（%）25+7+13頻率變動（Hz）0.20.51波形失真率（%）3558810允許斷電時間（

10、ms）0442002001500注:此表要求摘自GB50174-93。3.醫(yī)用 光診斷機的允許電壓波動范圍為額定電壓的-10%10（二）頻率我國電力工業(yè)的標準頻率為50赫茲，由電力系統(tǒng)保證。當偏離了規(guī)定值，將影響用電設(shè)備的正常工作。第三節(jié) 負荷的分類及計算一、 負荷的分類民用建筑負荷，根據(jù)建筑物的重要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，將民用建筑用電負荷分為三級。（一）一級負荷指中斷供電將造成人身傷亡、重大政治影響、重大經(jīng)濟損失、公共場所秩序嚴重混亂的用電單位的重要負荷。對于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國賓館、國家級及承擔重大國事活動的會堂、國家級大型體育中

11、心、以及經(jīng)常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等一級負荷，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)絡正常工作，或中斷供電將發(fā)生爆炸、火災以及嚴重中毒的一級負荷，亦為特別重要負荷。（二）二級負荷指中斷供電將造成較大政治影響、較大經(jīng)濟損失、公共場所秩序混亂的用電單位的重要負荷。如地、市級政府辦公大樓、地市級圖書館、博物館、文物珍品庫、科研機構(gòu)、體育場館、氣象臺站、金融支行、地區(qū)郵電局、中小型劇場、三星級旅館、建筑面積在13萬平方米有局部空調(diào)的商廈等。（三）三級負荷不屬于一級和二級的負荷。具體建筑物的負荷分級，應參閱現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范、規(guī)程。按照負荷要求的可靠性等級，采取相應的供電方

12、式，區(qū)別對待，以達到提高投資的經(jīng)濟效益、社會效益、環(huán)境效益的目的。一級負荷應由兩個電源獨立供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞。一級負荷容量較大或有高壓用電設(shè)備時，應采用兩路高壓電源。一級負荷中的特別重負荷，除上述兩個電源外，還應增設(shè)應急電源。為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統(tǒng)。二級負荷的供電系統(tǒng)，應做到當發(fā)生電力變壓器故障或線路常見故障時，不至于中斷供電（或中斷的后能迅速恢復）。在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負荷可由一路6kV及以上專用架空線供電。三級負荷對供電無特殊要求。二、負荷的計算所謂負荷是指建筑物內(nèi)用電設(shè)備所取用的功率或線路中的電流。

13、負荷的計算是選擇配電變壓器、導線及用電設(shè)備的依據(jù)。為什么一定要討論負荷的計算呢？因為若負荷確定過大，將使設(shè)備和導線選得過大，造成投資和有色金屬的浪費；若計算負荷確定過小，將使設(shè)備和導線選得過小，將因過載而使設(shè)備和導線發(fā)熱嚴重而燒毀，造成事故，從而帶來更大的損失。為此，要進行負荷的計算，以便我們正確選擇配電設(shè)備、導線和變壓器等是很有意義的。負荷計算方法有單位指標法和需要系數(shù)法等。初步設(shè)計采用單位指標法，施工圖設(shè)計則采用需要系數(shù)法?，F(xiàn)分述如下。（一）單位指標法設(shè)計初期，為便于確定供電方案和選擇變壓器的容量和臺數(shù)，可采用單位指標法：單位指標法的計算公式如下：（7-2）式中 計算的視在功率（KVA）單

14、位指標（VA/m ）建筑面積（m ）根據(jù)目前的用電水平和裝備標準，其指標見表7-4。 變壓器裝置指標 表7-4建 筑 類 別裝置指標（VA/m2）建 筑 類 別裝置指標（VA/m2）住宅建筑3040劇場建筑80120公寓建筑5070醫(yī)療建筑60100旅館建筑60100教學建筑大專院校：4060中小學校：2030辦公建筑80120展覽建筑100120商業(yè)建筑一般：60120大中型：100200演播室600800W/m2體育建筑60100汽車停車庫10W/m2（二）需要系數(shù)法施工圖設(shè)計階段，宜采用需要系數(shù)法。按需要系數(shù)法，確定用電設(shè)備的有功計算負荷Pj時，就是將用電設(shè)備的容量乘以一個適當?shù)男枰禂?shù)

15、，即(7-3)式中 用電設(shè)備組的計算有功功率（KW）；需要系數(shù)（三臺以下 =1）；用電設(shè)備組的設(shè)備容量（KW）；需要系數(shù) 的確定，是考慮了用電設(shè)備組（不只是一臺用電設(shè)備）的運行情況、工作條件、工人操作水平等各種因素，根據(jù)實際統(tǒng)計而綜合成小于1的系數(shù)。有關(guān)用電設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)推薦值，見表7-5。 需要系數(shù)及功率因數(shù)推薦值 表7-5用電設(shè)備組名稱需要系數(shù)（ ）功率因數(shù)( )備 注照明0.70.80.90.95(就地補償后)冷凍機房0.650.750.8鍋爐房、熱力站0.650.750.75水泵房0.60.70.8通風機0.60.70.8電梯0.180.220.8交流梯廚房0.350.45

16、0.85洗衣房0.30.350.85窗式空調(diào)器0.350.450.8舞臺照明100200kW200kW以上0.610.51在進行用電設(shè)備的分組計算時，同類用電設(shè)備的總?cè)萘?，按照算?shù)相加。不同類用電設(shè)備的總?cè)萘浚瑧从泄β屎蜔o功功率負荷分別相加。即（7-4）借助電工學中電路理論知識，我們可以計算出用電設(shè)備組的視在功率及線路中的電流（也叫計算電流）。視在功率為（KVA）（7-5）單相負荷線路中的電流（相電流）或 （7-6）式中 相電壓（V）（或單相用電設(shè)備組的額室電壓）；用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。三相負荷線路中電流的計算或 （7-7）式中 是線電流（A）；是線路的線電壓（v)?？紤]接到同一干線（

17、或變配電所）的各組用電設(shè)備的最大負荷并不是同時出現(xiàn)的，在確定干線或變電所的總負荷時，引入一個同時系數(shù)K。這時總的有功計算負荷用下式計算。（7-8）式中 總的有功計算負荷（KW）；同時系數(shù)；各組用電設(shè)備的有功計算負荷之和（KW）?？偟臒o功計算負荷為（7-9）式中 總的無功計算負荷（KVar）;同時系數(shù)；各組用電設(shè)備的無功計算負荷之和（KVar）;總的視在功率和計算電流的計算式分別為（7-10）式中 總的視在功率（KVA）；總的計算電流（A）；線路的額定電壓（V）（線電壓）同時系數(shù) 可查表，一般為 =0.80.9, =0.930.97.三相負荷應盡量做到均勻分配,若三相負荷不平衡，為保證安全供電，

18、應以最大負荷相的相電流確定為三相計算負荷。最后，我們來討論用電設(shè)備容量 的確定。（三）設(shè)備容量 的確定在進行建筑電氣動力、照明等初步設(shè)計及施工圖設(shè)計階段時，應首先確定電氣設(shè)備的容量 。在計算負荷時，設(shè)備容量 不包括備用設(shè)備。 與用電設(shè)備的工作方式有關(guān)，其對于用電負荷的大小有直接影響，按照工作制的不同，將用電設(shè)備分為三類。1. 長期工作制的設(shè)備 指長期連續(xù)運行，可以達到穩(wěn)定溫升，負荷比較平穩(wěn)的用電設(shè)備。如照明燈具、鍋爐用風機、通風機、生產(chǎn)生活水泵等，其設(shè)備容量就是其銘牌標注的額定功率 。2. 短時工作制的設(shè)備 指工作時間較短，而停歇時間相當長的用電設(shè)備。如房間換氣扇、鍋爐補水泵、地下室排水泵等，

19、其設(shè)備容量就是其銘牌標注的額定功率 。3. 斷續(xù)工作制的設(shè)備 指時而工作，時而停用，如此反復交替，工作時間很短，常常達不到穩(wěn)定溫升，停用時間也很短，常冷卻不到環(huán)境溫度，工作周期一般不超過10分鐘，運行一段時期后，溫升穩(wěn)定在某一穩(wěn)定范圍內(nèi)的用電設(shè)備。如電梯、電焊機、起重機等。描述斷續(xù)工作制設(shè)備的狀態(tài)用暫載率 表征。暫載率 是在一個工作周期內(nèi)工作時間 與工作周期 的比值，工作周期等于工作時間與停歇時間之和，用公式表示（7-11）式中 工作周期；工作周期內(nèi)的工作時間；工作周期內(nèi)的停歇時間；暫載率。同一設(shè)備，以不同的暫載率工作時，其輸出功率是不同的。例如某設(shè)備在 時的設(shè)備容量為 ，那么該設(shè)備在 時的容

20、量 為多少？這就需要進行“等效”換算。由于用電設(shè)備的使用壽命主要決定于絕緣的老化程度，而發(fā)熱情況直接影響絕緣老化，所以“等效”換算實際上可看成是等效發(fā)熱換算。我們知道，電流 通過電阻為 的設(shè)備，在 時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量 。因此，在 不變且產(chǎn)生的熱量又相等的條件下， 。又電壓相同時，因此 。而由式（7-11）可知，同一周期的暫載率 。因此可得 ，設(shè)備容量與負荷暫載率的平方根值成反比關(guān)系。即（7-12）在采用需要系數(shù)法計算設(shè)備容量時，通常應統(tǒng)一換算到暫載率 =25%下的有功功率，其公式為：（7-13）例如，某臺起重設(shè)備銘牌額定有功功率為 （KW），額定暫載率為 ，要換算到規(guī)定暫率 下的有功功率，其公式

21、為式中 規(guī)定暫載率，對電焊機為100%，起重設(shè)備為25%。4. 照明裝置的設(shè)備容量(1) 白熾燈、碘鎢燈(2) 熒光燈、高壓水銀燈，考慮到鎮(zhèn)流器的功率損耗，對于熒光燈的額定功率增加20%，高壓汞燈的額定功率應增加8%。第四節(jié) 配電系統(tǒng)的基本形式配電系統(tǒng)的設(shè)計應滿足供電可靠性、安全性及電壓質(zhì)量的要求。貫徹“適用、先進、安全、經(jīng)濟、美觀”的設(shè)計原則，采用的技術(shù)標準和裝備水平應與工程性質(zhì)、規(guī)模、功能要求以及建筑環(huán)境設(shè)計相適應。系統(tǒng)接線不宜復雜，在操作安全、檢修方便的前提下，應有一定的靈活性，配電系統(tǒng)不宜超過三級。一、變配電所選址變配電室應滿足進出線方便、便于設(shè)備的裝卸和搬運、避開有劇烈振動、接近負荷

22、中心、靠近電源側(cè)的場所，不應設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，不宜設(shè)在多塵、霧或有腐蝕性氣體的場合。高層建筑的配變電所，宜設(shè)在地下一層（當?shù)叵聦佣嘤谝粚樱┗蚴讓?。一般情況下，低壓供電半徑不宜超過250m。二、配電系統(tǒng)的基本形式配電系統(tǒng)的形式有多種，應根據(jù)具體情況選擇使用，常用的有下面幾種形式。（一）樹干式系統(tǒng)樹干式系統(tǒng)見圖7-2（ ），特點是從供電點引出的每條配電線路，可連接幾個用電設(shè)備或配電箱。樹干式配電系統(tǒng)比放射式系統(tǒng)線路的總長度短，可以節(jié)約有色金屬，比較經(jīng)濟；供電點的回路數(shù)量較少，配電設(shè)備也相應減少；配電線路安裝費用也相應減少；缺點是干線發(fā)生故障時，影響的范圍大，供電可靠性較差，

23、導線的截面面積較大。這種配電方式在用電設(shè)備較少，且供電線路較長時經(jīng)常采用。（二）放射式系統(tǒng)放射式系統(tǒng)見圖7-2（ ），特點是配電線路發(fā)生故障時互不影響，供電可靠性高，配電設(shè)備集中，檢修比較方便；缺點是系統(tǒng)靈活性差，導線消耗量較多。這種配電方式經(jīng)常用于用電設(shè)備容量較大，負荷集中或重要的用電設(shè)備；需要集中聯(lián)鎖起動、停車的設(shè)備；以及有腐蝕性介質(zhì)和爆炸危險等，不宜將配電及保護設(shè)備放在現(xiàn)場的場所。（三）變壓器干線式系統(tǒng)變壓器干線式系統(tǒng)見圖7-2（ ），特點是除了具有樹干式系統(tǒng)的優(yōu)點外，接線更簡單，能大量減少低壓配電設(shè)備。為了提高母干線的供電可靠性，應當減少接出的分支回路數(shù)，一般不宜超過10個。對于頻繁起

24、動、容量較大的沖擊負荷，以及對電壓質(zhì)量要求嚴格的用電設(shè)備，不宜采用此方式供電。（e）（d）（ ）樹干式；（ ）放射式；（ ）變壓器-干線式；（ ）鏈式；（ ）混合式 圖7-2 配電系統(tǒng)的基本形式示意圖（四）鏈式系統(tǒng)鏈式系統(tǒng)如圖7-2（ ）所示，它除了具有與樹干式相似的特點外，這種供電形式適用于設(shè)備距配電柜較遠，而彼此相距又較近的不重要的容量較小的用電設(shè)備，這種方式連接的用電設(shè)備組在五臺以下，連接照明配電箱宜為三四個。（五）混合式系統(tǒng)混合式系統(tǒng)見圖7-2（ ），它具有放射式與樹干式系統(tǒng)的共同特點。這種供電方式適用于用電設(shè)備多或配電箱多，容量又比較小，分布比較均勻用電設(shè)備的場合。第六節(jié) 低壓配電線

25、路保護及保護裝置選擇一、低壓配電線路保護我們知道，當電流通過導體時，會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，當通過的電流過大時，由于導線溫升過高，其絕緣將迅速老化，縮短使用期限，嚴重時還可能引起著火。因此線路應具備一定的保護裝置。線路的過電流保護裝置一般采用熔斷器或斷路器。這種保護裝置在線路的電流超過整室值時，自動將故障線路切斷，從而達到保護線路的目的。引起線路過電流的主要原因是短路或過負荷。短路現(xiàn)象是由于電流不經(jīng)過用電負荷，電源兩端直接相連的結(jié)果。短路電流通常比負荷電流大許多倍，會產(chǎn)生電弧及聲響，是線路的嚴重故障。過負荷則主要是由于負荷計算不當或盲目增加負荷所引起的。低壓配電線路的保護有短路保護、過負荷保護、接地故

26、障保護、中性線斷線故障保護等。二、保護裝置選擇低壓配電線路的保護和控制裝置有很多，這里我們主要介紹刀開關(guān)、斷路器、熔斷器、漏電保護裝置等。（一）刀開關(guān)又稱刀閘，一般在低壓（不超過500V）電路中，用于通、斷交直流電源。刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)主要由固定刀夾座和可動的刀閘所組成，他們通常用紫銅或黃銅制作，如圖7-8所示。（a）實例（b）圖例圖7-8刀開關(guān)刀開關(guān)的種類很多,按極數(shù)(刀閘)分有單極、雙極、三極與多極等。雙極開關(guān)用于單相電路，三極開關(guān)用于三相電路。刀開關(guān)的型號有： HD為刀型開關(guān)，HH分封閉式負荷開關(guān)，HK為開啟式負荷開關(guān)，HR為熔斷式刀開關(guān)，HS為刀型轉(zhuǎn)換開關(guān)，HZ為組合開關(guān)。其額定電壓是：雙極

27、有250 V，三極有380V、500V等。開關(guān)的額定電流可以從產(chǎn)品樣本中查找，其最大等級為1500A。圖7-9所示為低壓電路中常用的開啟式負荷開關(guān)，由刀開關(guān)、熔體（保險絲）、接線座、膠蓋和瓷質(zhì)板等組合而成（又叫膠蓋開關(guān)）。合閘時，膠蓋可以把帶電部分遮住，使手不能觸及帶電導體。膠蓋的內(nèi)表面有絕緣間隔把各相隔開。開啟式負荷開關(guān)的額定電流有15、30、60A。這種開關(guān)用于一般照明、電熱等回路的控制開關(guān)或分支線路的配電開關(guān)。 (a) (b) 圖7-9開啟式負荷開關(guān)的外形和接線刀開關(guān)的選擇主要是根據(jù)額定電流。對于照明回路，可按下式選擇； (7-14)式中 刀開關(guān)的額定電流（A）；線路中的計算電流（A）；

28、（二）熔斷器俗稱保險絲，是廣泛用于供配系統(tǒng)中的保護電器。熔斷器串接于被保護的電路中，當發(fā)生短路或嚴重過載時，自動熔斷，從而切斷電路，使用電設(shè)備得以保護。熔斷器中主要是熔體部分，是由熔點低、導電性能好的合金材料制成。小電流電路中常用鉛錫合金作熔體材料，大電流電路中常用銅作熔體材料。類型有插入式、旋塞式和管式等。RC為插入式，RH為匯源排式，RL為螺旋式，RM封閉管式，RS為快速式，RT為填料管式，RX為限流式熔斷器。熔斷器的選擇主要是熔體額定電流的選擇。由于照明負荷與動力負荷的特點不同，故熔斷器的選擇也不同。1.照明負荷線路為保證線路正常工作時，熔體不應熔斷，即（7-15）式中 熔體的額定電流（

29、A）；線路的計算電流（A）；2.電動機配電線路考慮到電動機在正常工作時額定電流較小，而在起動時起動電流較大（是其額定電流的47倍）。熔體額定電流的選擇，應同時滿足正常工作電流和起動尖峰電流兩個條件。為此，（1）單臺電動機線路要求 （7-16）式中 熔體額定電流（A）；電動機起動電流(A);安全系數(shù)（一般情況取 =2.5）。決定于起動狀況及熔斷器特性，具體見表7-10。（2）多臺電機的配電干線（電動機在五臺以上），按下式進行熔體的選擇 （7-17）式中 熔體額定電流（A）；回路中最大一臺電動機的起動電流（A）；除去一臺容量最大的電動機之外，其余電動機額定電流之和（A）；b電動機同時工作系數(shù)，當線

30、路中接有58臺電動機時取b=0.95，當接有2030臺時取b= 0.8。 系 數(shù) 表7-10熔斷器型號熔體材料熔體電流值電動機輕載啟動電動機重載啟動RTO銅50A及以下60200A200A以上2.53.54233RM10鋅60A及以上80200A200A以上2.533.522.53RL1銅、銀60A及以下80100A2.5322.5RC1A鉛、銅10200A32.5(三)自動空氣開關(guān)也叫低壓斷路器,是一種能自動切斷故障電路的控制兼保護作用電器。通常應用在500V以下的交直流電路中。其動作情況是手動合閘，自動跳閘，同時可用作線路的故障（過載、短路、欠壓、失壓等）保護。它的分斷能力較強，用途極為廣

31、泛，是低壓線路中非常重要的一種保護電器。其用途分類見表7-11。低壓斷路器用途分類 表7-11斷路器類型電流范圍（A）保護特性主要用途配電用低壓斷路器200400選擇型B類二段保護瞬時、短延時電源總開關(guān)和靠近變壓器近端支路開關(guān)三段保護瞬時、短延時、長延時靠近變壓器近端支路開關(guān)非選擇型A類限流型瞬時、長延時支路末端開關(guān)一般型電動機保護用低壓斷路器63630直接起動一般型過電流脫扣器瞬時整定電流815IN.OR保護籠型電動機限流型過電流脫扣器瞬時整定電流812IN.OR用于靠近變壓器近端電動機照明用微型斷路器663間接起動過電流脫扣器瞬時整定電流38IN.OR保護籠型和繞線轉(zhuǎn)子電動機過載長延時,短

32、路瞬時用于照明線路和信號二次回路剩余電流保護器20200電磁式動作電流分為15、30、50、75、100mA0.ls接地故障保護集成電路式續(xù)表注：IN.OR表示過電流脫扣器額定電流，對可調(diào)式脫扣器可長期通過的最大電流（A）。1.基本構(gòu)造和工作原理自動空氣開關(guān)的基本構(gòu)造如圖7-10所示。電路中電流正常時，電磁鐵5中的吸力小，不能將搭扣4吸上，使動接觸刀片1保持在閉合位置。當過載或短路，電流增大到一定數(shù)值，電磁鐵5的吸力增大到能吸動搭扣4上的銜鐵6，使搭扣脫扣，在彈簧2的作用下，接觸刀片1跳開，將電路切斷，完成過載或短路保護。欠壓（失壓）自動空氣開關(guān)的構(gòu)造如圖7-11所示。電磁線圈接在線電壓上。電

33、壓正常時，電磁吸力可以將搭扣吸住，使線路保持接通。當欠壓（或失壓）時，電磁吸力變小，在彈簧6作用下，搭扣被拉開，在彈簧2的作用下，接角刀片迅速被拉開，切斷電路。圖7-10過載自動空氣開關(guān) 圖7-11欠壓自動空氣開關(guān)1-接觸刀片；2-彈簧；3-搭扣支點；4-搭扣； 1-接觸刀片；2-彈簧；3-搭扣支點；4-搭扣；5-電磁鐵；6-銜鐵5-電磁鐵；6-銜鐵圖7-12為典型自動開關(guān)動作原理圖。主觸頭、輔助觸頭被傳動桿邊動，當反時針方向失去操作手柄時，閉合力經(jīng)自由脫扣機構(gòu)傳遞給傳動桿，使觸頭閉合。最后鎖扣將自由脫扣機構(gòu)鎖住，保持電路接近。為了實現(xiàn)過載和短路保護，三相主電路內(nèi)串聯(lián)有電磁式過流脫扣器，必需時

34、在輔助觸頭電路內(nèi)可串聯(lián)失壓脫扣器。當任何一相主電路的電流超過一定數(shù)值時，過電流脫扣器產(chǎn)生的電磁力克服了彈簧的反作用力將銜鐵向上吸引，銜鐵上市部的頂板推動脫扣杠，使用脫扣串軸反時針方向轉(zhuǎn)動，從而是使自由脫扣，在斷開彈簧的作用下，觸頭斷開易將電路分斷。圖7-12 典型自動開關(guān)動作原理圖其它方面的功能這里不贅述，請有關(guān)電器產(chǎn)品介紹。自動開關(guān)的外形圖見圖713。DZ12-60開關(guān)外形DZ15-40.60(三極)開關(guān)外形圖7-13自動開關(guān)外形2.選擇應考慮如下幾個方面的因素：（1）按工作條件選擇自動開關(guān)的型號和結(jié)構(gòu)。在低壓配電、電機控制和照明線路中常采用框架式和塑料外殼式。對于 宋體整流裝置，宜采用快速

35、自動開關(guān)。（2）按線路額定以參數(shù)選擇自動開關(guān)的額定電壓和額定電流。其額定電壓應大于或等于線路的額定電壓，額定電流應大于或等京廣線路的額定電流。（3）根據(jù)不同使用場合選用脫扣器的類型。如控制電動機時，應有欠壓、失壓保護，故需失壓脫機器。為使電機起動時不跳閘又防止電機過載和徑路，應該有熱脫扣器或有延時的過電流脫扣器。（四）漏電保護器又稱漏電斷路器，當發(fā)生漏電時，自動分斷發(fā)生故障的線路。漏電保護器能迅速斷開發(fā)生人身觸電、漏電和單相接地故障的低壓線路。漏電保護器，按其動作原理分為電壓動作型和電流動作型兩種，但通過的為電流動作型。圖7-14為電流動作型漏電保護器的工作原理示意圖。它由零序電流互感器TAN

36、、放大器A和低壓斷路器（低壓自動開關(guān)）QF等3部分組成。設(shè)備正常運動時，電路三相電流對稱，三相電流相量和為零，因此零序電流互感器TAN的鐵心中沒有磁通，其二次側(cè)沒有電壓。如果設(shè)備發(fā)生漏電或單相接地故障時，由于主電路三相電流的相量和不為零，零序電流互感器TAN的鐵心中就有零序磁通，其二次側(cè)就有電流，經(jīng)放大器A放在后，通入自動開關(guān)脫扣器線圖，使低壓斷路器QF跳閘，切除故障電路，避免發(fā)生觸電事故。圖7-14電流動作型漏電保護器工作原理示意圖第五節(jié) 電線、電纜的選擇與敷設(shè)一、電線、電纜的種類、基本特征與型號在配電線路中，使用的導線主要有電線與電纜。為便于選擇使用，這里簡介電線、電纜的種類、基本特征與型

37、號。（一）電線按絕緣材料不同，電線可分橡皮絕緣線和塑料絕緣線；按芯線材料不同，可分為銅芯與鋁芯線；按芯線構(gòu)造不同，可分為單芯、多芯與軟線。1. 聚氯乙烯絕緣線（通稱塑料絕緣線）這類電線絕緣性能良好，制造工藝簡便，價格便宜，大量生產(chǎn)，應用廣泛。缺點是對氣溫適應性能較差，低溫時易變硬發(fā)脆，高溫或日光下絕緣老化較快，不宜室外敷設(shè)。主要型號有：BLV 、BV、BVR、BLVV、BVV。上述型號中有字母“L”的為鋁芯線，無此字母為銅芯線。字母為“V”表示塑料絕緣護套，只有1個字母V的為單層，有2個字母V的為雙層。2. 橡皮絕緣線這類電線彎曲性能較好，對氣溫適應性較廣，有棉紗編織和玻璃絲編織兩種。后一種可

38、用于室外架空線或進戶線，棉紗編織有延燃易霉的缺點。主要型號有：BLX、BX（棉紗編織），以及BBLX、BBX（玻璃絲編織）。3.（氯?。┫鹌そ^緣線這類電線具有前兩類電線的優(yōu)點，且耐油性能好，不易霉，不延燃，適應氣溫性能好，老化較慢，適宜作室外架空線或進戶線用，缺點是絕緣層機械強度比橡皮線低。主要型號有BLXF、BXF。（二）電纜電纜的結(jié)構(gòu)包括導電芯、絕緣層、鉛包或鋁包和保護層幾個部分。從導電芯來看，有銅芯和鋁芯電纜；按芯數(shù)又可分為單芯、雙芯、三芯及四芯等。種類有1. 油浸紙絕緣電力電纜該電纜有鉛包的鋁包兩種護套，其特點是耐熱性能強，耐電壓強度高，介質(zhì)損耗低，使用壽命長。但彎曲性較差，絕緣層內(nèi)有

39、油介質(zhì)，不能在過低溫度和兩端高度差過大的情況下敷設(shè)。鉛包護套質(zhì)軟，韌性好，化學性能穩(wěn)定，但價格較貴；鋁包護套輕，成本低，但加工較難。油浸紙絕緣電纜構(gòu)造如圖7-3所示。主要型號有ZQ、ZLQ（鉛包）和ZL、ZLL（鋁包）2. 聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜（全塑料電纜）電纜的絕緣性能、彎曲性、抗腐蝕性能均較好，且護套輕，耐油、耐酸、堿腐蝕，不延燃，接頭制作簡便，價格便宜。缺點是絕緣電阻率較油浸紙低，介質(zhì)損耗大，某些場合，如含有三氯 圖7-3 油浸紙絕緣電力電纜 乙烯等化學物質(zhì)的情況下不適用。 主要型號有VV、VLV此外，還有鋼帶或鋼絲鎧裝的VV29、VV30、VLV29、VLV30型塑料電纜等

40、多種。二、電線、電纜的選擇在配電線路中，電線、電纜的選擇，要考慮線路敷設(shè)及導線截面的選擇。線路敷設(shè)包括室內(nèi)外布線、電纜布線和架空布線等。電線、電纜截面積的選擇應滿足允許溫升、電壓損失、機械強度等要求，電線、電纜的絕緣額定電壓要大于線路的工作電壓，并應符合線路安裝方式和敷設(shè)環(huán)境的要求。電線、電纜的導線截面應不小于與保護裝置配合要求的最小截面。（一）按使用環(huán)境及敷設(shè)方式1.電力電纜的選擇要求（1） 電力電纜一般應采用鋁芯電纜，但輸送電流大或振動劇烈，防火要求高的重要建筑宜用銅芯電力電纜。（2） 埋地敷設(shè)的電纜，一般采用有外護層的鎧裝電纜。當沿同一路徑敷設(shè)電纜根數(shù)在8根及以下、且場地有條件時，宜采用

41、直接埋地敷設(shè)，深度一般不小于0.7m。（3） 在可能發(fā)生位移的土壤中（如流沙、大型建筑物附近）埋地敷設(shè)電纜時，應采用鋼絲鎧裝電纜或采取措施（如預留電纜長度等）消除因電纜位移時作用在電纜上的應力。（4） 在有化學腐蝕或雜散電流腐蝕的土壤中，不宜采用埋地敷設(shè)電纜，如必須直埋時，應采用防腐型電纜或有防止雜散電流腐蝕電纜的措施。（5） 敷設(shè)在管內(nèi)或排管內(nèi)的電纜，宜采用塑料護套電纜。（6） 在電纜溝或電纜隧道內(nèi)敷設(shè)的電纜，不應采用有易燃和延燃的外護層。宜采用阻燃塑料護套電纜。（7） 架空電纜宜采用全塑電纜。（8） 三相四線線路中使用的電力電纜，應選用四芯電纜。各種電纜外護層及鎧裝的適應敷設(shè)場合見表7-6

42、各種電纜外護層及鎧裝的適應敷設(shè)場合 表7-6護套或外護層鎧 裝代號敷 設(shè) 方 式環(huán) 境 條 件備 注室內(nèi)電纜溝隧道管道豎井埋地水下易燃移動多礫石一般腐蝕嚴重腐蝕裸鋁護套（鋁包）無L裸鉛護套（鉛包）無Q一般橡套無不延燃橡套無F耐油聚氯乙烯護套無V聚乙烯護套無Y普通外護層（僅用于鉛護套）裸 鋼 帶20鋼 帶2裸細鋼絲30細 鋼 絲3裸粗鋼絲50粗 鋼 絲5一級防腐外護層裸 鋼 帶120鋼 帶12裸細鋼絲130細 鋼 絲13裸粗鋼絲150粗 鋼 絲15二級防腐外護層鋼 帶22細 鋼 絲23粗 鋼 絲25內(nèi)鎧裝塑料外護層（全塑電纜）鋼 帶29細 鋼 絲39粗 鋼 絲59注：1.“”表示適用; “”表示

43、外被層為玻璃纖維時適用,無標記者不推薦采用。2.裸金屬護套一級防腐外護層由瀝青復合物加聚氯乙烯護套組成。3.鎧裝一級防腐外護層由襯墊層、鎧裝層和外被層組成。襯墊層由兩個瀝青復合物、聚氯乙烯帶和浸漬皺紙帶的防水組合層組成。外被層由瀝青復合物、浸清電纜麻（或浸漬玻璃纖維）和防止粘合的涂料組成。4裸鎧裝一級防腐外層的襯墊層與鎧裝一級外護層的襯墊層相同，但沒有外被層。5.鎧裝二級防腐外護層的襯墊層與鎧裝一級外護層的襯墊層相同，鋼帶及細鋼絲鎧裝的外被層由瀝青復合物和聚氯乙烯護套組成。粗鋼絲鎧裝的鍍鈄鋼絲外面擠包一層聚氯乙烯護套或其他同等效能的防腐涂層，以保護鋼絲免受外界腐蝕。6.如需要用于濕熱帶地區(qū)的防

44、霉特種護層可在型號規(guī)格后加代號“TH”。7單芯鋼帶鎧裝電纜不適用于交流線路。2.導線型號選擇與要求（1）低壓配電線路應采用絕緣導線。（2）在下列情況的配電線路應采用銅芯線纜。1）屬于一、二級負荷以及一級負荷中的特別重要負荷的配電線路；2）居住建筑、幼兒園、福利院等用電設(shè)備的配電線路；3）連接移動設(shè)備和特別潮濕（如浴室、游泳池等）和有強烈振動的場所；4）易燃易爆場所（如商店、娛樂廳、油庫等）和強地震區(qū)；5）室外的配電線路。（二）按溫升選擇截面電線、電纜本身是一個阻抗，當負荷電流通過時，就會發(fā)熱、使溫度升高。當所流過的電流超過其允許電流時，就會破壞導線的絕緣性能，影響供電線路的安全性與可靠性。為了

45、保證電線、電纜的實際工作溫度不超過允許值，電線、電纜按發(fā)熱條件允許的長期工作電流 大于或等于線路的計算電流 ，即 ，選擇截面。（三）按電壓損失校驗截面電流通過導體時，由于線路上有電阻和電抗存在，除產(chǎn)生電能損耗外，還產(chǎn)生電壓損失。當電壓損失超過一定的數(shù)值后，將使用電設(shè)備端子上的電壓不足，嚴重地影響用電設(shè)備的正常運行。為了保證電氣設(shè)備的正常運行，必須根據(jù)線路的允許電壓損失來選擇導線的截面。當達不到其允許電壓損失條件時，應適當放大電纜或電線的截面。（四）按機械強度要求選擇導線截面的選擇必須滿足機械強度的要求，因為導線本身的重量，以及自然界的風、雨、冰、雪現(xiàn)象，會使導線承受一定的應力，只有導線選擇足夠

46、大，才能保證供電線路的安全運行。導線按機械強度要求的最小截面列于表7-7。對架空線路而言，其線路的截面按機械強度要求不應小于表7-8所列數(shù)值。絕緣導線最小允許截面（mm）2 表7-7序號用途及敷設(shè)方式線 芯 的 最 小 截 面銅芯軟線銅 線鋁 線1照明用燈頭線（1）屋內(nèi)（2）屋外0.41.01.01.02.52.52移動式用電設(shè)備（1）生活用（2）生產(chǎn)用0.751.03架設(shè)在絕緣支持件上的絕緣線其支持點間距（1）2m及以下，屋內(nèi)（2）2m及以下，屋外（3）6m及以下，（4）15m及以下（5）25m及以下1.01.52.5462.52.546104穿管敷設(shè)的絕緣導線1.01.02.55塑料護套線

47、沿墻明敷設(shè)1.02.56板孔穿線敷設(shè)的導線1.52.5三、配電線路的敷設(shè)電線、電纜的敷設(shè)應根據(jù)建筑物的功能，室內(nèi)裝飾的要求和使用環(huán)境等因素，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟比較后確定。特別是按環(huán)境條件確定導線的型號及敷設(shè)方式。 導線最小截面（mm）2 表7-8線路導線種類高壓線路低壓線路居民區(qū)非居民區(qū)鋁絞線及鋁合金絞線352516鋼芯鋁絞線251616銅絞線1616（直徑3.2 mm）（一）電纜線路的敷設(shè)敷設(shè)電纜常用方式有直接埋地（圖7-4）；電纜溝（圖7-5）；沿墻、梁、支架等架空敷設(shè)（7-6）和穿管敷設(shè)。 圖7-4直埋電纜圖7-5 電纜溝（戶內(nèi)）圖7-6電纜沿墻敷設(shè) 1-保護板（磚） 2-砂 3-電纜 1-蓋板 2-電纜支架 3-預埋鐵件1-電纜 2-電纜支架 3-預 埋鐵件在如下情況下，電纜應穿鋼管保護：從電纜溝引出到電桿或墻外地面的電纜，并距地面2m高以下及埋入地下小于0.25m深度的一段；電纜引入及引出建筑物、構(gòu)筑物，穿過樓板主要墻壁處；當電纜與道路、鐵路交叉時。鋼管內(nèi)徑應不小于電纜外徑的1.5倍。為了不使電纜損害，電纜敷設(shè)的最