11建筑電氣基本知識(shí)

1、首先介紹建筑電氣根本概念、建筑電氣范圍及強(qiáng)電和弱電的根本概念。介紹交流電、正弦交流電、交流電的三要素等根本概念，闡述正弦交流電的表示方法，介紹交流電路組成元件及各元件性能，介紹交流電路功率因素含意及提高功率因素的方法。內(nèi)容提要：第一章建筑電氣根本知識(shí)1一、建筑電氣概述建筑電氣工程是研究電能和電信號(hào)在建筑物中輸送、分配和應(yīng)用的科學(xué)。如：配電柜、配電箱、控制箱照明電器、動(dòng)力設(shè)備控制等如：通信系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)CATV系統(tǒng)、平安防范系統(tǒng)第一節(jié)概述1.建筑電氣工程2.建筑電氣工程的意義（1）電能和電信號(hào)易產(chǎn)生、輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換和應(yīng)用；（2）能為人們提供舒適、便利、平安的建筑環(huán)境。2二、強(qiáng)電和弱

2、電根本概念強(qiáng)電工程工程把電能引入建筑物，進(jìn)行電能再分配并通過用電設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、熱能和光能等。弱電工程工程是實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)部以及內(nèi)部和外部間的信息交換、信息傳遞及信息控制等。從電壓等級(jí)上劃分，強(qiáng)電一般是110V以上，而弱電一般是60V以下。3三、強(qiáng)電工程和弱電工程涉及范圍強(qiáng)電動(dòng)力工程照明工程變配電工程防雷接地工程及其他用電力工程弱電通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)CATV電視與衛(wèi)星電視閉路電視和監(jiān)控系統(tǒng)平安防范系統(tǒng)電話通信系統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)公共播送系統(tǒng)4四、本課程學(xué)習(xí)方法1、以課堂聽課為主， 參考資料為輔；有些內(nèi)容需記筆記2、以識(shí)讀建筑電氣施工圖為主，從平面到系統(tǒng)；3、實(shí)用為主，理論和原理為輔；4、自

3、覺、自助學(xué)習(xí)為主，教師指導(dǎo)為輔；5、自助完成作業(yè)；6、充分討論，加深理解，掌握要點(diǎn)。5第二節(jié)交流電根本概念 建筑電氣工程的主要功能之一是輸送電能、分配電能和應(yīng)用電能，而電能的應(yīng)用形式主要是交流電。一、交流電交流電是指大小和方向隨時(shí)間周期性（正弦規(guī)律）變化的電壓或電流。以交流電的形式產(chǎn)生電能或供給電能的設(shè)備稱為交流電源。由交流電源、用電設(shè)備和連接導(dǎo)線組成的電流流通路徑稱為交流電路。6二、三相交流電路由于三相交流電在生產(chǎn)、輸送和應(yīng)用等方面有很多優(yōu)點(diǎn)，因此建筑物中的供電、配電和用電均是組成三相交流電路來進(jìn)行。三相交流電路中的電源有三個(gè)，每一個(gè)電源稱為一相電源，一般稱為A、B、C三相電源。三相電源向外

4、供電是采用三相三線制、三相四線制或三相五線(增加一條接地保護(hù)線)的形式。所謂三相四線制就是三根相線(火線)一條中性線（零線）的供電體制。7三、三相交流電源1.三相交流電的產(chǎn)生三相交流電由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。發(fā)電原理動(dòng)畫8三相發(fā)電機(jī)的每一相繞組都可以看做是一個(gè)獨(dú)立的單相電源分別向負(fù)載供電。這種供電方式需用六根輸電線，既不經(jīng)濟(jì)也表達(dá)不出三相交流電的優(yōu)點(diǎn)。因此，發(fā)電機(jī)三相定子繞組都是在內(nèi)部采用星形(Y形)或三角形(形)兩種連接方式向外輸電。2.三相電源的星形連接如下頁所示，將發(fā)電機(jī)三個(gè)線圈的末端X、Y、Z連接在一起，這個(gè)連接點(diǎn)N稱為中性點(diǎn)，自該點(diǎn)引出的導(dǎo)線叫中性線，中性線通常與大地相連，此時(shí)又稱零線

5、。9從三相線圈的首端A、B、C分別引出三根導(dǎo)線統(tǒng)稱為相線(俗稱火線)。這種具有中線的三相供電方式稱為三相四線制，而無中線只引出3根相線的供電方式稱為三相三線制10三相四線制供電的特點(diǎn)是可以提供給用電設(shè)備（負(fù)載）兩種電壓。一種稱為相電壓，即相(火)線與零線之間的電壓，共有三個(gè)，分別用uA、uB、uC表示。另一種稱為線電壓，即相線與相線之間的電壓，也有三個(gè)，分別用uAB，uBC，uCA表示。由于發(fā)電機(jī)三個(gè)線圈中產(chǎn)生的三個(gè)相電動(dòng)勢(shì)為對(duì)稱的，因此，三個(gè)相電壓、三個(gè)線電壓也是對(duì)稱的，可以證明U線U相。三相電源的星形(Y形)連接的比較多，優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)得到兩種不同等級(jí)的電壓向三相用電設(shè)備和單相用電設(shè)備供電

6、。11四、三相負(fù)載的星形連接三相負(fù)載指使用三相交流電源的用電設(shè)備，例如三相電動(dòng)機(jī)、三相電熱爐，也可以是幾個(gè)使用單相電源的用電設(shè)備的組合，例如三個(gè)或四個(gè)燈泡等。但是對(duì)于眾多的單相用電設(shè)備的組合，往往要求盡量均衡地分配在三根相線上。三相負(fù)載也必須采用一定的連接方式接入三相電源，才能表達(dá)三相電源供電的優(yōu)越性。三相負(fù)載也有兩種連接方法，即星形連接和三角形連接。建筑物中的大量用電設(shè)備是采用星形連接的方式接入三相電源的。121.三相不對(duì)稱負(fù)載的星形連接在三相負(fù)載中，如每一相負(fù)載的大小相等、性質(zhì)相同，則稱其為三相對(duì)稱負(fù)載；否則，就為三相不對(duì)稱負(fù)載。三相不對(duì)稱負(fù)載使得三根相線上的電流不相等。因此要使多余的電流

7、往中線上流，故一定要有中線。13對(duì)于三相四線制供電，三相負(fù)載作星形連接有中線時(shí)，各相負(fù)載兩端的電壓分別等于電源的相電壓。由于有中線，各相負(fù)載與電源單獨(dú)構(gòu)成回路，互不干擾。2.三相對(duì)稱負(fù)載的星形連接三相對(duì)稱負(fù)載使得三根相線上的電流相等，無多余的電流往中線上流，故不需要有中線。14第三節(jié)交流電路負(fù)載及負(fù)載性能 交流電路負(fù)載有阻性負(fù)載、感性負(fù)載和容性負(fù)載等。一、理想負(fù)載1電阻元件電阻元件是一種消耗電能的元件。歐姆定律:關(guān)聯(lián)方向：u =Ri非關(guān)聯(lián)方向時(shí)：u =Ri功率：152電感元件電感元件是一種能夠貯存磁場(chǎng)能量的元件。如右圖所示：特點(diǎn)：只有電感上的電流變化時(shí)，電感兩端才有電壓。在直流電路中，電感上即

8、使有電流通過，但，相當(dāng)于短路。在交流電路中的阻值：存儲(chǔ)能量：163電容元件電容元件是一種能夠貯存電場(chǎng)能量的元件。如右圖所示：特點(diǎn)：只有電容上的電壓變化時(shí)，電容兩端才有電流。在直流電路中，電容上即使有電壓，但，相當(dāng)于開路，即 電容具有隔直作用。在交流電路中的阻值：存儲(chǔ)能量：17二、實(shí)際負(fù)載實(shí)際電路中理想負(fù)載根本不存在，而往往是在負(fù)載性質(zhì)展現(xiàn)出呈阻性負(fù)載、呈感性負(fù)載和呈容性負(fù)載，我們統(tǒng)一稱這些負(fù)載為阻抗，用“Z表示，具體如下：1、阻性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)電阻性質(zhì)如：白熾燈2、感性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)感性性質(zhì)如：日光燈、電扇等183、感性負(fù)載負(fù)載在電路中呈現(xiàn)容性性質(zhì)如：電容器、同步電動(dòng)機(jī)等實(shí)際電路中

9、，是多種特性的負(fù)載串、并聯(lián)而成，我們稱之為：阻性、感性和容性只對(duì)負(fù)載的兩端在電路中呈現(xiàn)的性質(zhì)而言。例如：日光燈用電路來表示，實(shí)際是電阻和電感的串聯(lián)電路。RL電阻R代表燈管線圈L代表鎮(zhèn)流器19第四節(jié)建筑電氣工程圖根本知識(shí)一、建筑電氣工程圖概述建筑電氣工程圖是用于工程建設(shè)的電氣圖，它是建筑電氣工程安裝施工的主要依據(jù)，也是電氣安裝工程預(yù)算計(jì)價(jià)的主要依據(jù)。建筑電氣工程圖必須按照國家制訂和公布的電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)來繪制。1.電氣圖的表達(dá)形式國標(biāo)GB 6988電氣制圖規(guī)定電氣圖的表達(dá)形式分為4種：20（1）圖圖是用圖示法的各種表達(dá)形式的統(tǒng)稱。圖示法的常見表達(dá)形式為：投影法圖形符號(hào)表格建筑施工圖采用的是投影法電氣

10、施工圖中的設(shè)備采用的是圖形法各種施工圖中的各類表格（2）簡圖簡圖是“用圖形符號(hào)、帶注釋的圍框或簡化外形表示系統(tǒng)或設(shè)備中各組成局部之間相互系及其連接關(guān)系的一種圖。在不致引起混淆時(shí)，簡圖也可簡稱為“圖。21應(yīng)該說明的是，“簡圖是技術(shù)術(shù)語，簡圖是電氣圖的主要表達(dá)形式。在電氣圖中的大多數(shù)圖種，如系統(tǒng)圖、電路圖和接線圖等都屬于簡圖。（3）表圖表圖是表示兩個(gè)以上變量之間關(guān)系的一種圖。表圖所表示的內(nèi)容和方法都不同于簡圖。例如經(jīng)常碰到的電流波形圖、電壓時(shí)序圖都屬于表圖之列。（4）表格22表格是“把數(shù)據(jù)按縱橫排列的一種表達(dá)形式，用以說明系統(tǒng)、成套裝置或設(shè)備中各組成局部的相互關(guān)系或連接關(guān)系，或者用以提供工作參數(shù)。

11、表格也可簡稱“表。表格可以作為圖的補(bǔ)充，也可以用來代替某種圖。例如主要設(shè)備材料表、接線表等。2.電氣圖的種類及用途(1)種類GB 6988電氣制圖規(guī)定電氣圖的種類經(jīng)過綜合和統(tǒng)一，按照用途劃分為15種。即：23數(shù)據(jù)單、系統(tǒng)圖或框圖、功能圖、邏輯圖、功能表圖、電路圖、等效電路圖、端子功能圖、程序圖、設(shè)備元件表、接線圖或接線表、單元接線圖或單元接線表、互連接線圖或互連接線表；位置簡圖或位置圖、端子接線圖或端子接線表。后來又增加電纜配置圖或電纜配置表，故現(xiàn)在實(shí)際分為16種。建筑電氣工程中常見的只是其中的局部種類。24(2)系統(tǒng)圖或框圖用符號(hào)或帶注釋的框概略表示系統(tǒng)或分系統(tǒng)的根本組成、相互關(guān)系及其主要特

12、征的一種簡圖。其用途是：為進(jìn)一步繪制其他種類的電氣圖或編制詳細(xì)的技術(shù)文件提供依據(jù)；供操作和維修時(shí)參考。系統(tǒng)圖的規(guī)模有大有小，一個(gè)變配電所的系圖規(guī)模一般都比較大，一個(gè)住宅樓的系統(tǒng)圖就比較簡單。如下頁圖是某住宅樓照明配電系統(tǒng)圖。從系統(tǒng)圖中所表達(dá)的內(nèi)容，可以了解到A棟2單2526元3層樓的電度表箱共有2戶，電表箱的進(jìn)線為3相5線，其中的L1（A）相與電度表連接，經(jīng)過1個(gè)40 A的漏電保護(hù)自動(dòng)開關(guān)再通過3根(相線L1、零線N和接地保護(hù)線PE)1Omm2的BV型號(hào)導(dǎo)線進(jìn)入戶內(nèi)，戶內(nèi)也有一個(gè)配電箱，又分成5個(gè)回路經(jīng)自動(dòng)開關(guān)向用戶的電氣設(shè)備配電。(3)位置簡圖或位置圖表示成套裝置、設(shè)備或裝置中各個(gè)工程的位置

13、的一種簡圖或圖。位置簡圖是用圖形符號(hào)繪制的圖。27其作用是表示一個(gè)區(qū)域或一個(gè)建筑物內(nèi)成套電氣裝置中的元件和連接布線。而位置圖則是用投影法繪制的圖，根據(jù)描述對(duì)象的不同，它可以用來表示一個(gè)地理區(qū)域、一個(gè)建筑物或一個(gè)設(shè)備中的各個(gè)工程的位置。在建筑電氣工程中所常見的“照明平面布置圖或“動(dòng)力平面布置圖等均屬于位置簡圖或位置圖。例如下頁圖就是某住戶照明配電平面布置圖。照明配電平面布置圖中所表達(dá)以下內(nèi)容：用戶的配電情況，燈具、開關(guān)、插座的安裝位置情況2829配電導(dǎo)線的走向等平面布置圖能反映安裝位置，但不能反映安裝高度，安裝高度一般通過說明或文字標(biāo)注進(jìn)行了解，還需了解建筑結(jié)構(gòu)，因?qū)Ь€的走向和布置與建筑結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。平面布置圖的識(shí)讀方法是課程的重點(diǎn)之一，將在后面詳細(xì)介紹。(4)電路圖用圖形符號(hào)按工作順序排列，表述電路、設(shè)備或成套裝置的根本組成和連接關(guān)系，不考慮其實(shí)際位置的一種簡圖。30作用是：理解電路、設(shè)備或成套裝置及其組成局部的工作原理；分析和計(jì)算電路特性；為測(cè)試和尋找故障提供信息；作為編制接線圖的依據(jù)。電路圖形式如下頁。在建筑電氣工程中，這種電路圖常用于說明某種設(shè)備的控制原理。3.電氣圖用圖形符號(hào)圖形符號(hào)是用于電氣圖或其他文件中表示一個(gè)設(shè)備或概念的一種圖形、記號(hào)或符號(hào)，是電氣技術(shù)領(lǐng)域中最根本的工程語言。簡圖主要是用圖形符號(hào)繪制的，因此，對(duì)于圖形符號(hào)，我們不僅要熟悉它，還