電氣設計論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇電氣設計論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1概述

電梯電氣控制設備由制造廠成套供應，電氣控制設備的電源進線及控制和配電出線由安裝單位配套。電氣設計只需為下列用電設備提供電源、選配斷路器和配電線路。

電梯主電源；轎廂、機房和滑輪間的照明和通風；轎頂和底坑的電源插座；機房和滑輪間的電源插座；電梯井道的照明；報警裝置。

2配電設計

2.1電梯的負荷分級和供電要求，應與建筑的重要性和對電梯可靠性的要求相一致，并符合國家標準《供配電系統設計規范》的規定。高層建筑和重要公建的電梯為二級，重要的為一級；一般載貨電梯、醫用電梯為三級，重要的為二級；多層住宅和普通公建的電梯為三級。高層建筑中的消防電梯，應符合國家標準《高層民用建筑設計防火規范》的規定。

2.2電梯的供電，宜從變壓器低壓出口(或低壓配電屏)處分開自成供電系統。

一級負荷電梯的供電電源應有兩個電源，供電采用兩個電源送至最末一級配電裝置處，并自動切換，為一級負荷供電的回路應專用，不應接入其它級別的負荷；

二級負荷電梯的供電電源宜有兩個電源（或兩個回路），供電可采用兩個回路送至最末一級配電裝置處，并自動切換。當變電系統低壓側為單母線分段且母聯斷路器采用自動投入方式時，可采用線路可靠獨立出線的單回路供電。亦可由應急母線或區域雙電源自動互投配電裝置出線的、可靠的單回路供電。

消防電梯的供電，應采用兩個電源（或兩個回路）送至最末一級配電裝置處，并自動切換。

三級負荷電梯的供電，宜采用專用回路供電。

2.3每臺電梯應裝設單獨的隔離電器和保護裝置，并設置在機房內便于操作和維修的地點，應能從機房入口處方便、迅速地接近。如果機房為幾臺電梯共用，各臺電梯的隔離電器應易于識別。隔離電器應具有切斷電梯正常使用情況下最大電流的能力但不應切斷下列設備的供電：轎廂、機房和滑輪間的照明和通風；轎頂和底坑的電源插座；機房和滑輪間的電源插座；

電梯井道的照明；報警裝置。

上述照明、通風裝置和插座的電源，可以從電梯的主電源開關前取得，由機房內電源配電箱（柜）供電或單設照明配電箱，或另引照明供電回路并單設照明配電箱。

2.4主開關選擇

電梯電源設備的饋電開關宜采用低壓斷路器。低壓斷路器的額定電流應根據持續負荷電流和拖動電動機的起動電流來確定。過電流保護裝置的負載－時間特性應設備負載－時間特性曲線相配合。

2.5照明、通風裝置和插座的供電回路，根據設備所在部位和工作特點劃分，至少應分為兩個供電回路并分別設置隔離電器和保護裝置：

轎廂用電設備（照明、通風、插座和報警裝置）供電回路和保護斷路器（如同機房中有幾臺電梯驅動主機，每個轎廂均應設置一個），此斷路器應設置在相應的主開關旁。

機房、井道和底坑用電設備（照明、通風和插座）供電回路和保護斷路器，此斷路器應設置在機房內，靠近其入口處。

3電氣照明、通風裝置和插座設置及控制

3.1電梯井道照明

封閉式電梯井道應設置永久性的電氣照明，在維護修理期間，即使門全部關上，井道亦能被照亮。井道最高和最低點0.5米以內，各裝設一盞燈，中間最大每間隔7m設一盞燈，照度應不小于50lx，分別在機房和底坑設置一控制開關。

3.2電梯機房照明和電源插座

機房應設有固定式電氣照明，地板表面上照度應不小于200lx。在機房內靠近入口（或幾個入口）的適當高度處設有一個開關，以便進入時能控制機房照明。機房內應設置一個或多個電源插座。

3.3轎廂照明和電源插座

轎廂應裝備永久性的電氣照明，控制裝置上的照度應不小于50lx，轎廂地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白熾燈，至少要有兩只并聯的燈泡。

要有可自動再充電的緊急電源，在正常照明電源被中斷的情況下，它能至少供1W燈泡用電1h。在正常照明電源一旦發生故障情況下，應自動接通照明電源。轎頂應設置一個或多個電源插座。

3.4底坑插座

底坑距底0.5m處應設置一個電源插座。插座需有防護措施和有一定的防水能力，宜至少達到IP21。

4線路敷設

4.1線纜選擇

選擇電梯供電導線時，應按電動機銘牌電流及其相應的工作制確定，導線的連續工作載流量應不小于計算電流，線路較長時，還應校驗其電壓損失（直流電梯電源電壓波動范圍應不大于±3％，交流電梯±5％）。4.2配線選型

根據不同用途，配線可選用導線、硬電纜和軟電纜，應有不同的保護方式和敷設方式.

5防災及報警裝置

5.1消防電梯和平時兼作普通電梯的消防電梯，在撤離層靠近層門的候梯處增設消防專用開關及優先呼梯開關，供火災時消防隊員使用。

5.2為使乘客在需要時能有效地向轎廂外求援，應在轎廂內裝設乘客易于識別和觸及的報警裝置。該裝置應采用警鈴，對講系統，外部電話或類似形式的裝置。

5.3超高層建筑和級別高的公建，在防災控制中心宜設置電梯運行狀態指示盤。

5.4消防電梯轎廂內應設消防專用固定電話，根據需要可以設閉路監視攝像機。

6防雷等電位聯結

二類防雷建筑物超過45m和三類防雷建筑物超過60m的建筑，應采取防雷等電位連接措施，電梯導軌的底端和頂端分別與防雷裝置連接（接閃器、引下線、接地裝置和其它連接導體等）。

7電梯機房、井道和轎廂中電器裝置的間接接觸保護

7.1低壓配電系統零線和接地線應始終分開。

7.2整個電梯裝置的金屬件，應采取等電位聯結措施。接地支線應分別接至接地干線接線柱上，不得互相連接后再接地。

在各個底坑和各機房均設置等電位連接端子盒，并與防雷裝置連接。端子盒分別單獨用接地線接至等電位聯結端子板，以便于檢查和維護。采用銅芯導體，芯線截面不得小于6mm2，當兼用作防雷等電位聯結時，采用銅芯導體，芯線截面不得小于16mm2。

轎廂接地線如利用電纜芯線時，不得少于兩根，采用銅芯導體，每根芯線截面不得小于2.5mm2。

篇（2）

在我國，每年都會有許多因用電而發生的事故，對社會也造成了極大的影響，同時也引起了相關部門的高度重視，雖然我國頒布了一些相關法律法規，但是，在日常生活中，還是有很多常見的事故發生，導致這些問題的發生原因大多數是一些設計問題，解決相關問題還要從本質上入手，對設計進行完善，減少相應的漏洞，避免事故的發生。

1.2電氣在設計上無法滿足用戶要求

在設計過程中，許多的電氣設計從理論上來講是不符合標準的，并沒有解決就開始進行施工，從而導致事故的發生。在進行施工時，最主要的是看工程師的影響，如果工程師的能力不強或存在缺陷，是無法達到設計要求的，從另一個方面來說，建設者為了追求更高更多的經濟利益，在材料上進行減材減料，在材料選擇上，選擇一些標準低而且投資量相對少的設計，當設計投資生產過后，電氣系統沒辦法達到客戶的需求，在使用過程中，經常出現一些故障，使用戶苦不堪言。

1.3在消防系統上不夠完善

在沒有發生事故之前，消防系統是沒有太多的用途，但是一旦發生事故時，則會發揮著重要的作用，它涉及到住戶的生命安全以及財產安全上的問題。可是我國的消防系統并不是非常的完善，在驗收標準上，也沒有嚴格要求，房地產商也不是很愿意做太大的投資，電氣工程師也不專心踏實去做。不完善的消防系統存在著大量的弊端，所以在現代建筑電氣設計中應該需要進行大量人力和物力的投放。

2建筑電氣設計的主要任務是提高安全性

建筑電氣安全性和可靠性相當重要，只有保障這兩者才能使系統正常運行，才能做到安全用電。在現實生活中，相關部門對其重視度越來越高，但效果并不明顯，用電事故常有發生。這就要求各個部門更加重視，并采取強有力的措施進行防范，避免發生電氣事故。

2.1對絕緣材料進行進場檢查

在電氣中一些電氣設備絕緣性不好，因此，導致了很多安全事故，所以要求相關人員必須嚴格檢測絕緣材料是否達標，并根據要求使用絕緣體材料。另外還要保證電線的質量，在現場需進行仔細確認，保證電線的完整性，一旦發現有缺損的電線應立即停止使用。

2.2對過載、短路的設計進行保護

在實際中一旦發現電氣線路出現短路或過載，應立即切斷電源，因為此時，電流倍數會呈現出快速增長模式。因此，要對其進行保護是十分必要的。在設計的過程中我們要確保過載的安全性和合理性。除此之外，還要觀察熔斷電流的合理性，注意其額定電流和熔斷器額定電壓。

2.3需對漏電進行保護設計

漏電現象是造成安全事故的主要原因，因此要引起重視，因為人一旦觸碰到就會受到電流帶來的傷害，對生命安全造成威脅。根據目前現狀和國家規定的要求來看，一般將參數都選擇在30mA.s來進行設計。根據以往設計經驗顯示，此參數較為合理，且能夠達到預期的效果。但是漏點問題不能小覷，關系著人的生命安全，因此，在進行設計保護時應注意兩點：（1）相關人員需仔細閱讀檢測部門文件報告；（2）嚴格遵照規定，達到國家標準《漏電電流動作保護器》的需求，對CCEE人員進行認證。

2.4對接地設計進行保護

對接地保進行護是在建筑安全電氣設計中最重要的實施，是針對人身安全來設計的，防止受到電擊，與此同時，能防止接地引起的火災。在電氣系統中，回路中有相當大的接地故障電流，導致開關自動轉動，所以應該及時切斷電源，從而起到保護措施，如果電源不能快速的切斷，也能對電位進行很好的保護，從而起到保護人身安全的作用。

3完善的現代建筑電氣設計

3.1電氣安全隱患

隨著時代科技的不斷發展，建筑的安全重視問題也得到了更多的關注。建筑電氣在設計過程中，需要有很好的安全性，才能以防事故的發生。在傳統建筑過程中，常有設計失誤從而導致電氣漏洞的現象。在現代建筑電氣中，需要從設計入手，從本質上避免事故的發生。在電路中，需要對建筑設計合理的保護，防止用戶受到誤傷。所有的電線都需要選取有質量保證的絕緣材料，確保在使用過程中建筑物不會產生漏電的情況。

3.2建筑電氣設計需要基于用戶提出的要求

用戶的需求，簡單的來說就是設計的用途，建筑電氣在設計過程中，需要滿足用戶的需求，同時還需創造更多的經濟體系。如果在使用過程中出現斷電跡象，電氣設計系統是失敗的。因為優秀的電氣工程師會考慮到綜合因素，會對用戶在使用過程中做初步的評估，為負載量留出富余的空間，并設計合理的電氣系統。

3.3在建設中加強建筑消防系統

好的建筑電氣設計應該盡最大的能力來對消防系統進行完善，來提高在建筑設計上的安全性，對用戶的財產安全和生命安全進行保障。現代建筑消防系統體現在火警撲滅一體化，要求在建筑物中建有報警控制系統、火災探測系統、自動噴水撲滅系統。系統的供電線路需要進行從新設置，其目的是在發生火災時，可以進行電線輸電，保障建筑重要環節，消防系統也是智能化水平最高的鋪設。

3.4設計環境友好的電氣系統

我國屬于資源大國，在消耗能源方面，到處可以看見浪費資源的跡象，如果我國想變成資源節約型國家，必須按現代建筑電氣設計發展的方向走下去，在不降低建筑質量情況下，盡量做到節約能源。在電氣設計上，將電量安置在供電邊上，盡量減少對線路消耗的功率；需要選擇面積較大的導線，因為能減輕電路中的損耗。一般來說，想要實現節能設計的環保，就需要有相對應地系統投資。

篇（3）

工程設計是基本建設的龍頭，設計文件是工程建設的主要依據，設計質量是決定工程質量的首要環節。我國工程質量事故統計資料顯示，由設計原因導致的工程質量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因(如設備材料質量問題等)引起的占30.6％。可見對工程質量實施三控的關鍵在于設計質量控制。電氣工程也不例外。合格的建筑設計應滿足七個質量特性規定的要求，即功能性、安全性、經濟性、可信性、可實施性、適應性及時間性。設計單位本應將通過了設計評審的合格的設計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質量特性要求的缺陷。對電氣工程質量造成影響的設計問題又主要表現在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實施性的缺失或偏離。

1高層建筑電氣設計過程中應注意的問題

1.1高層建筑由于照明及空調負荷多，電梯等運輸設備多，給排水設備多，所以用電量特別大，且供電的可靠性要求很高。

1.2在高層建筑中，照明與動力基本上不共用干線。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則多采用母線槽配電，與動力分開。

1.3由于在結構上多數采用大柱距，形成大空間，使墻面安裝的設備增多，必然使地面管道增多。

1.4由于建筑構件的預制裝配化及干法施工；縮短了施工周期，而且頂棚一般采用標準化、系統化的吊頂。

1.5電氣設備的管線應采取防火措施。

1.6空調設備等主要用電設備分散，多數要求集中管理，即要求采用電腦管理和監控系統。

1.7采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設備的防震；管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。

1.8消防要求高。因為高層建筑高度高，體量大，人員密集，設備多，裝飾豪華，建筑本身火災隱患多，故對消防要求很高。

1.9節省能源是我國經濟建設中的一項重大政策，節約用電又是節省能源工作中的一個重要方面，它直接關系到企業的經濟效益和人們的日常生活。在高層建筑的電氣設計中，要把電能消耗指標作為全面技術經濟分析的重要組成部分。節電的設計方案，應根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則確定。采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機和照明光源、無功功率補償裝置和設備監控電腦系統等措施，減少電能損耗，節約用電。采用壁燈時需將容量提高一級或增加盞數。

2照明要求

2.1混合照明

它是由一般照明和局部照明共同組成的照明方式。混合照明中一般照明的照度應不低于混合照明總照度的5-10％，并且其最低照度不低于201x。否則，過低的一般照明和過高的局部照明所形成的照度對比度過大，亮度分布不適當而產生不應有的眩光。

2.2事故照明

當工作照明因故障全部熄滅后，供暫時繼續工作或供人員疏散用的照明稱為事故照明.

2.2.1應設置事故照明場所

a，在正常工作照明熄滅后，由于工作中斷或誤操作，將引起爆炸、火災等嚴重危險的廠房或場所；

b．在無照明的情況下，由于設備繼續運轉或人員的通行，將造成設備、人身事故的場所；

c．高層建筑中的疏散樓梯間(包括防煙樓梯前室)、疏散走道、消防電梯室、消防控制中心、消防水泵間；公共建筑中的旅館、禮堂、影劇院、展覽廳、百貨商店、體育館等人員出入的走廊、樓梯、太平門等處。

2.2.2事故照明應采用能瞬時點燃的照明光源，一般采用白熾燈或鹵鎢燈。當事故照明作為工作照明的一部分而經常點燃時，又在發生故障不得切換電源的條件下，也可采用其它照明光源。

2.2.3事故照明的燈具應布置在可能引起事故的設備、材料周圍和主要通道、危險地段、出入口等處，還應在事故照明燈具上明顯位置涂以紅色標記，以資區別。疏散指示標志可設在疏散走道距地面高度1m以內的墻面上，以及樓梯口和太平門的頂部，并要安裝在非燃燒結構或裝修上。

2.2.4事故照明的照度要求

用于暫時繼續工作的事故照明其工作面上的照度不應低于工作照明總照度的10％。但標準較高的賓館等建筑，其事故照明所占工作照明的比例應當為：出口指示燈為100％；樓梯照明為50％；公共場所照明為20％；客房走道照明為50％;一般走道照明為20％;總服務臺、收款出納、外幣兌換等照明為100％。用于人員疏散的事故照明，其照度不應低于0．51x。

2.3警衛值班照明

在重要的車間和場所或有重要關鍵設備的廠房、重要的倉庫等處設置作為值班時一般觀察用的照明稱為值班照明。值班照明宜利用工作照明中能單獨控制的一部分，或者利用事故照明中的一部分或全部。

警衛照明是用于警衛地區周界附近的照明。是否設置警衛照明，應根據單位的重要性和當地保衛部門的要求來決定。警衛照明應盡量與室內或廠區的照明結合。

2.4障礙照明

裝設在高層建筑物尖頂上作為飛行障礙標志用的或者有船舶通行的兩側建筑物上作為障礙標志的照明稱為障礙照明。障礙照明應按民航和交通部門有關規定裝設。障礙照明應采用能透霧的紅光燈具。裝設障礙燈時，應符合下列要求：一般高層建筑物只在頂端裝設。水平面較大的高層建筑物或群集高層建筑物，除在其最高頂端裝設障礙燈外，還應在其外側轉角的頂端裝設障礙燈。煙囪的高度在100m以上者，除在頂端裝設障礙燈外還應在其三分之一和二分之一的高度處裝設障礙燈。為了減少煙囪頂端的障礙燈污染程度，可在低于煙囪口4-5m處裝設。為了保證障礙燈有一盞損壞時仍能從前進方向看到燈光，應裝設排成等邊三角形的三盞障礙燈。

2.5高層住宅室內照明要求

廁所及廚房應采用瓷質燈頭或其它防水燈頭；有條件時居室燈等可采用節電開關或節電燈頭；樓梯間、電梯廳、公用走廊、配電室、消防控制室、消防泵房電梯機房等應設置供繼續工作和疏散的事故照明。十九層及以上的高層住宅的疏散走廊、樓梯和出口應設置供疏散使用的標志燈，其安裝距離為10.20m及各轉角處；供電繼續時間：作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄電池作為事故照明或疏散標志燈的電源時，其連續供電時間不少于20分鐘，事故照明的最低照度不應低0.51x，但配電室、消防控制室和消防泵房必須仍保持正常的照度水平；事故照明及疏散標志一般采用白熾燈，應具有玻璃或金屬燈罩，并安裝在非燃燒體結構上；大居室宜設置插座兩組(其中一組為-個單相二極插座及一個單相帶地三極插座；另一組為一個單相二極插座)。小居室、大廳宜設置插座-組(一個單相工極插座及一個單相帶地三極插座)。廚房、衛生間根據需要設置-個單相帶地三極插座；二極插座需采用扁、圓插孔兩用型；有條件時宜采用二極加三極的連體式插座；供洗衣機的單相二極帶地插座，宜帶電源開關；插座的高度一般為距地0.3-0.5m(暗裝安全型)或1.4－1.8m(明、暗裝普通型)；樓梯及公用廊道宜采用自動熄燈開關，但需在火警時能保持長明。每層的電梯前室燈應采用一般開關。

參考文獻

[1]《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008年版

[2]《供配電系統設計規范》GB50052－95年版

篇（4）

一般使用中要求交流接觸器裝置結構緊湊，使用方便，動靜觸頭的磁吹裝置良好，滅弧效果好，最好達到零飛弧，溫升小。按照滅弧方式分為空氣式和真空式，按照操動方式分為電磁式、氣動式和電磁氣動式。

接觸器額定電壓參數分為高壓和低壓，低壓一般為380V，500V，660V，1140V等。

電流按型式分為交流、直流。電流參數有額定工作電流、約定發熱電流、接通電流及分斷電流、輔助觸頭的約定發熱電流及接觸器的短時耐受電流等。一般接觸器型號參數給出的是約定發熱電流，約定發熱電流對應的額定工作電流有好幾個。比如CJ20-63，主觸頭的額定工作電流分為63A，40A，型號參數中63指的是約定發熱電流，它和接觸器的外殼絕緣結構有關，而額定工作電流和選定的負載電流、電壓等級有關。

交流接觸器線圈按照電壓分為36、127、220、380V等。接觸器的極數分為2、3、4、5極等。輔助觸頭根據常開常閉各有幾對，根據控制需要選擇。

其他參數還有接通、分斷次數、機械壽命、電壽命、最大允許操作頻率、最大允許接線線徑以及外形尺寸和安裝尺寸等。接觸器的分類見表1

表1常用接觸器類型

使用類別代號適用典型負載舉例典型設備

AC－1無感或微感負載，電阻性負載電阻爐，加熱器等

AC－2繞線式感應電動機的啟動、分斷起重機，壓縮機，提升機等

AC－3籠型感應電動機的啟動、分斷風機，泵等

AC－4籠型感應電動機的啟動、反接制動或密接通斷電動機風機，泵，機床等

AC－5a放電燈的通斷高壓氣體放電燈如汞燈、鹵素燈等

AC－5b白熾燈的通斷白熾燈

AC－6a變壓器的通斷電焊機

AC－6b電容器的通斷電容器

AC－7a家用電器和類似用途的低感負載微波爐、烘手機等

AC－7b家用的電動機負載電冰箱、洗衣機等電源通斷

AC－8a具有手動復位過載脫扣器的密封制冷壓縮機的電動機壓縮機

AC－8b具有手動復位過載脫扣器的密封制冷壓縮機的電動機壓縮機

2、交流接觸器的選用原則

接觸器作為通斷負載電源的設備，接觸器的選用應按滿足被控制設備的要求進行，除額定工作電壓與被控設備的額定工作電壓相同外，被控設備的負載功率、使用類別、控制方式、操作頻率、工作壽命、安裝方式、安裝尺寸以及經濟性是選擇的依據。選用原則如下：

（1）交流接觸器的電壓等級要和負載相同，選用的接觸器類型要和負載相適應。

（2）負載的計算電流要符合接觸器的容量等級，即計算電流小于等于接觸器的額定工作電流。接觸器的接通電流大于負載的啟動電流，分斷電流大于負載運行時分斷需要電流，負載的計算電流要考慮實際工作環境和工況，對于啟動時間長的負載，半小時峰值電流不能超過約定發熱電流。

（3）按短時的動、熱穩定校驗。線路的三相短路電流不應超過接觸器允許的動、熱穩定電流，當使用接觸器斷開短路電流時，還應校驗接觸器的分斷能力。

（4）接觸器吸引線圈的額定電壓、電流及輔助觸頭的數量、電流容量應滿足控制回路接線要求。要考慮接在接觸器控制回路的線路長度，一般推薦的操作電壓值，接觸器要能夠在85～110％的額定電壓值下工作。如果線路過長，由于電壓降太大，接觸器線圈對合閘指令有可能不起反映；由于線路電容太大，可能對跳閘指令不起作用。

（5）根據操作次數校驗接觸器所允許的操作頻率。如果操作頻率超過規定值，額定電流應該加大一倍。

（6）短路保護元件參數應該和接觸器參數配合選用。選用時可參見樣本手冊，樣本手冊一般給出的是接觸器和熔斷器的配合表。

接觸器和空氣斷路器的配合要根據空氣斷路器的過載系數和短路保護電流系數來決定。接觸器的約定發熱電流應小于空氣斷路器的過載電流，接觸器的接通、斷開電流應小于斷路器的短路保護電流，這樣斷路器才能保護接觸器。實際中接觸器在一個電壓等級下約定發熱電流和額定工作電流比值在1～1.38之間，而斷路器的反時限過載系數參數比較多，不同類型斷路器不一樣，所以兩者間配合很難有一個標準，不能形成配合表，需要實際核算。

（7）接觸器和其它元器件的安裝距離要符合相關國標、規范，要考慮維修和走線距離。

3、不同負載下交流接觸器的選用

為了使接觸器不會發生觸頭粘連燒蝕，延長接觸器壽命，接觸器要躲過負載啟動最大電流，還要考慮到啟動時間的長短等不利因數，因此要對接觸器通斷運行的負載進行分析，根據負載電氣特點和此電力系統的實際情況，對不同的負載啟停電流進行計算校合。

3.1控制電熱設備用交流接觸器的選用

這類設備有電阻爐、調溫設備等，其電熱元件負載中用的繞線電阻元件，接通電流可達額定電流的1.4倍，如果考慮到電源電壓升高等，電流還會變大。此類負載的電流波動范圍很小，按使用類別屬于AC-1，操作也不頻繁，選用接觸器時只要按照接觸器的額定工作電流Ith等于或大于電熱設備的工作電流1.2倍即可。

3.2控制照明設備用的接觸器的選用

照明設備的種類很多，不同類型的照明設備、啟動電流和啟動時間也不一樣。此類負載使用類別為AC-5a或AC-5b.如果啟動時間很短，可選擇其發熱電流Ith等于照明設備工作電流1.1倍。啟動時間較長以及功率因數較低，可選擇其發熱電流Ith比照明設備工作電流大一些。表2為不同照明設備用接觸器選用原則。

3.3控制電焊變壓器用接觸器的選用

當接通低壓變壓器負載時，變壓器因為二次側的電極短路而出現短時的陡峭大電流，在一次側出現較大電流，可達額定電流的15～20倍，它與變壓器的繞組布置及鐵心特性有關。當電焊機頻繁地產生突發性的強電流，從而使變壓器的初級側的開關承受巨大的應力和電流，所以必須按照變壓器的額定功率下電極短路時一次側的短路電流及焊接頻率來選擇接觸器，即接通電流大于二次側短路時一次側電流。此類負載使用類別為AC-6a.

3.4電動機用接觸器的選用

電動機用接觸器根據電動機使用情況及電動機類別可分別選用AC-2～4，對于啟動電流在6倍額定電流，分斷電流為額定電流下可選用AC-3，如風機水泵等，可采用查表法及選用曲線法，根據樣本及手冊選用，不用再計算。

繞線式電動機接通電流及分斷電流都是2.5倍額定電流，一般啟動時在轉子中串入電阻以限制啟動電流，增加啟動轉矩，使用類別AC-2，可選用轉動式接觸器。

當電動機處于點動、需反向運轉及制動時，接通電流為6Ie，使用類別為AC-4，它比AC-3嚴酷的多。可根據使用類別AC-4下列出電流大小計算電動機的功率。公式如下：

Pe=3UeIeCOS￠η,

Ue：電動機額定電流，Ie：電動機額定電壓，COS￠：功率因數，η：電動機效率。

如果允許觸頭壽命短，AC-4電流可適當加大，在很低的通斷頻率下改為AC-3類。

根據電動機保護配合的要求，堵轉電流以下電流應該由控制電器接通和分斷。大多數Y系列電動機的堵轉電流≤7Ie，因此選擇接觸器時要考慮分、合堵轉電流。規范規定：電動機運行在AC-3下，接觸器額定電流不大于630A時，接觸器應當能承受8倍額定電流至少10秒。

對于一般設備用電動機，工作電流小于額定電流，啟動電流雖然達到額定電流的4～7倍，但時間短，對接觸器的觸頭損傷不大，接觸器在設計時已考慮此因數，一般選用觸頭容量大于電動機額定容量的1.25倍即可。對于在特殊情況下工作的電動機要根據實際工況考慮。如電動葫蘆屬于沖擊性負載，重載啟停頻繁，反接制動等，所以計算工作電流要乘以相應倍數，由于重載啟停頻繁，選用4倍電動機額定電流，通常重載下反接制動電流為啟動電流2倍，所以對于此工況要選用8倍額定電流。

3.5電容器用接觸器選用

電容器接通時電容器產生瞬態充電過程，出現很大的合閘涌流，同時伴隨著很高的電流頻率振蕩，此電流由電網電壓、電容器的容量和電路中的電抗決定（即與此饋電變壓器和連接導線有關），因此觸頭閉合過程中可能燒蝕嚴重，應當按計算出的電容器電路中最大穩態電流和實際電力系統中接通時可能產生的最大涌流峰值進行選擇，這樣才能保證正確安全的操作使用。

選用普通型交流接觸器要考慮接通電容器組時的涌流倍數、電網容量、變壓器、回路及開關設備的阻抗、并聯電容器組放電狀態以及合閘相角等，一般達到50至100額定電流，計算時比較煩瑣，可以參見文獻1.

如果電容器組沒有放電裝置，可選用帶強制泄放電阻電路的專用接觸器，如ABB公司的B25C、B275C系列。國產的CJ19系列切換電容器接觸器專為電容器而設計，也采用了串聯電阻抑制涌流的措施。

選用時參見樣本，而且還要考慮無功補償裝置標準中的規定。電容器投入瞬間產生的涌流峰值應限制在電容器組額定電流的20倍以下（JB7113－1993低壓并聯電容器裝置規定）；還應考慮最大穩態電流下電容器運行，電容器組運行時的諧波電壓加上高達1.1倍額定工作時的工頻過電壓，會產生較大的電流。電容器組電路中的設備器件應能在額定頻率、額定正弦電壓所產生的均方根值不超過1.3倍額定電流下連續運行，由于實際電容器的電容值可能達到額定電容值1.1倍，故此電流可達1.43倍額定電流，因此選擇接觸器的額定發熱電流應不小于此最大穩態電流。

4、有特殊要求情況下交流接觸器的選用

4.1、防晃電型交流接觸器

電力系統由于雷擊、短路后重合閘以及單相人為短時故障接地后自動恢復等原因使供電系統晃電，晃電時間一般在幾秒以下。

在有連續性生產要求的情況下，工藝上不允許設備在電源短時中斷（晃電）就造成設備跳閘停電，可以采用新型電控設備：FS系列防晃電交流接觸器。

FS系列防晃電接觸器不依賴輔助工作電源，不依賴輔助機械裝置，具有體積小、可靠性高，它采用強力吸合裝置，雙繞組線圈，接觸器在吸合釋放時無有害抖動，避免了電網失壓時觸頭抖動引起的燃弧熔焊，因此減少了觸頭磨損。接觸器線圈帶有儲能機構，當晃電發生時，接觸器線圈延遲釋放，其輔助觸點延遲發出斷開的控制信號，由此躲開晃電時間，晃電時間由負載性質和斷電長短決定，接觸器延時時間可調。

4.2、節能型交流接觸器

交流接觸器的節電是指采用各種節電技術來降低操作電磁系統吸持時所消耗的有功、無功功率。交流接觸器的操作電磁系統一般采用交流控制電源，我國現有63A以上交流接觸器，在吸持時所消耗的有功功率在數十瓦至幾百瓦之間，無功功率在數十乏至幾百乏之間，一般所耗有功功率鐵芯約占65～75％，短路環約占25～30％，線圈約占3～5％，所以可以將交流吸持電流改為直流吸持，或者采用機械結構吸持、限電流吸持等方法，可以節省鐵芯及短路環中所占的大部分功率損耗，還可消除、降低噪聲，改善環境。

根據原理一般分為三大類：節電器、節點線圈、節電型交流接觸器。

電磁系統采用節電裝置，使電磁無噪聲及溫升低，并解決了使用節電裝置有釋放延時的缺點，如國產的CJ40系列。

4.3帶有附加功能的交流接觸器

電子技術的應用可以很方便的在接觸器中增添主電路保護功能，如欠、過電壓保護，斷相保護、漏電保護等。電動機燒毀事故中，接觸器一相接觸不良的占11％，所以選擇帶有斷相保護的斷路器、接觸器等電氣器件也是十分必要的。

接觸器加輔助模塊可以滿足一些特殊要求。加機械連鎖可以構成可逆接觸器，實現電動機正反可逆旋轉，或者兩個接觸器加機械連鎖實現主電路電氣互鎖，可用于變頻器的變頻/工頻切換；加氣延時頭和輔助觸頭組可以實現電動機星－三角啟動；加空氣延時頭可以構成延時接觸器。

可以選用交流接觸器的電磁線圈做電動機的低電壓保護，其控制回路宜由電動機主回路供電，如由其他電源供電，則主回路失壓時，應自動斷開控制電源。

5、交流接觸器的安裝

篇（5）

2、影響工程質量的幾個建筑電氣設計問題

合格的建筑設計應滿足七個質量特性規定的要求，即功能性、安全性、經濟性、可信性、可實施性、適應性及時間性。設計單位本應將通過了設計評審的合格的設計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質量特性要求的缺陷。對電氣工程質量造成影響的設計問題又主要表現在安全性、可信性（包括可用性、可靠性、維修性等）及可實施性的缺失或偏離。以下就幾個最常見的方面進行探討。

2.1設計違背或偏離設計規范的規定，安全性、可信性方面不執行設計規范的現象相當普遍。

例如某市政府大樓前花園廣場（包括廣場綠化庭院照明、草坪照明及廣場中心聲光噴泉）工程提交施工酌電氣施工圖存在以下問題：未作電氣保護接地及等電位聯結設計；錯誤地采用TN-C低壓配電系統；噴水池未按規定選用應有防護等級的電氣設備及電纜。這樣的設計完全違背了規范規定的安全性要求，按圖施工必將留下嚴重的安全隱患。此前的1999年8月青島市某噴水池曾發生數人，嬉水時被電擊致死的傷亡事故，正是由于設計失誤，水下燈具及潛水泵漏電而又未能及時斷電所致。監理于施工前審圖時及發現了上述問題，通過業主要求設計單位嚴格按設計規范要求修改了設計。正確的作法是：戶外庭院及噴水池配電應采用局部TT系統或TN-S系統、并設置漏電保護（動作電流應不大于30mA），而不允許采用TN-C制；應設置完善的接地裝置，噴水池應做等電位聯結設計，而不能僅靠從大樓內引出的一根PE干線接地；潛水泵及水下燈具應采用潛水電纜配電；0區電器設備應采用1Px8防護等級，1區應為1Px5等等。

又如民用建筑低壓配電線路截面選擇問題。由于民用建筑用電負荷絕大多數為單相負荷，三相負荷不平衡必然導致中線通過不平衡電流；隨著電腦及各種家用電器設備的發展與普及，低壓電網高次諧波污染日益加劇，3次及其奇倍數諧波均構成中性電流。中線過電流并由此引發電氣火災的現象也日漸增多。為此，相關設計規范已規定“三相四線或二相三線的配電線路中，當用電負荷大部分為單相負荷時，其N線或PEN線截面不宜小于相線截面；以氣體放電燈為主要負荷的回路中，N線截面不應小于相線截面……”，可見，民用建筑配電系統的干線，支干線及支線的導線截面原則上均應選擇N或PEN線截面與相線截面相同。然而監理審圖發現當前仍有為數不少的民用建筑配電設計中仍沿用80年代前曾采用過的作法，選用的N或PEN線截面仍為相線的1／2甚至1／4～1／3.這也是最常見的電氣設計安全問題之一。

再如，關于變配電所位置的選擇，相關設計規范都明確提出應考慮“設備吊裝及運輸方便”，這是保證可用性及維修性的基本要求。近年來我們負責監理的不少高層建筑工程項目，其設置在地下層的變配！電所及柴油發電機房的配置多違背了這個要求。比如某高層商住樓地下變配電所及發電機房，其運輸通路完全被冷水機組及地下水箱阻擋。施工安裝順序只能是先將變、配電設備及發電組安裝就位后再安裝冷水機組及水箱，而根本未考慮運行之后發變電設備檢修、更換的運輸問題；又如某高層辦公綜合樓地下變配電所與發機房，設置在一層某會議廳底部，地下層既未考慮必要的運輸檢修通道，也未設足夠寬度能運進設備的門框。當監理審圖發現并提出這一問題時，設計單位的解答竟然是：原設計意圖是從一層會議廳處將變配電及發電設備吊裝就位后再澆筑該廳地板。這種意圖顯然是錯誤的，即使不考慮土建施工可能對已就位的電氣設備造成的損害，大樓投入運行后電氣設備的維修更換運輸是否只得撬開一層會議廳地板來解決呢！須知鋼筋混凝土框架結構建筑的合理使用壽命可達50年以上，而變配電設備的使用壽命僅為20年左右或更短，定期或故障維修周期就更短了。故電氣設計必須妥善考慮其運輸及維修吊裝通道問題。

2.2設計深度不夠目前施工圖設計深度達不到建設部《建設工程設計文件編制深度規定》要求的現象相當普遍，主要是設計文件可實施性方面的缺陷，將直接導致施工安裝困難或錯誤。也可能導致可用性的欠缺。由于不按規定的深度進行必要的計算與標注、也往往造成設計文件本身出現原則錯誤而難于及時發現，將影響項目建成的使用功能。

例如按深度規定電力及照明系統圖及相應設備材料表中應詳細標明選用的電氣設備及材料的型號、名稱、規格參數及數量。改革開改以來，我國電工產品市場異彩紛呈，國內外各種型號規格的產品琳瑯滿目，國家不可能對各類電氣設備及材料規定統一的型號。設計標明各種設備材料的型號規格參數便顯得尤為重要，這是業主或施工單位進行設備訂貨及采購的依據。然而近年來電氣設計文件中普遍習慣于只在系統圖的設備符號旁標注該設備的型號或廠家產品編號，使設備訂貨無所適從，并往往造成錯誤。比如某項目電氣照明設計，設計者在系統圖斷路器符號旁僅標注了“A063M20A”，設備表中亦然，而未注明名稱及詳細參數，施工單位理解為20A普通斷路器，因找不到該編號的產品而另行采購了另一種斷路器。后在設備材料報驗時經監理人員查對，原“A063M”乃是海格公司的一種電磁式漏電斷路器的產品編號，額定電流20A，額定漏電動作電流值30mA.可見原設計中這些回路是應設漏電保護的。但因設計標注不清而引起訂貨錯誤。只得重新采購更換。又如許多電氣施工圖中對電纜溝只標注尺寸及走向，對電纜支架及蓋板不作任何規定，或僅注明“參照XX圖集XX頁”，實際上國標圖集中對任一種尺寸的電纜溝，其電纜支架及蓋板的作法都提供了多個方案供設計時選擇，設計不選定則施工方難于抉擇，常按最低價方案施工。往往并不能滿足實際需要，甚至可能引起結算糾紛。

再如電氣照明圖中按規定主要房間及場所應標注照度標準值，當然也就要求設計者進行照度計算并按計算進行燈具配置。然而當前民用建筑電氣照明設計中能標注照度標準值并進行照度計算的極為罕見，絕大多數是按房屋開間及功能憑經驗布燈。大多偏離了國家規定的照度標準，影響使用功能。比如經監理審圖的某學校電氣施工圖，經核算設計達到的照度值實驗室和教室僅為50～701x，不及國家標準（150LX）的一半；某局綜合辦公大樓中辦公室及會議室設計照度僅達70～80LX，計算機房僅達約100h左右。也不及國家規定照度標準值（分別為150h及200k）的一半。

2.3相關專業設計文件銜接不清，不按規定協調配合的問題普遍存在，極易導致施工錯誤

例如目前普遍利用建筑物結構鋼筋作為防雷接閃器、引下線及接地與等電位聯結裝置，按規定應在電氣施工圖中標出聯接點、預埋件，說明敷設方式及技術措施（如焊接要求等）；并在土建施工圖中有相關的預埋件詳圖及相關的標注與說明。而實際上多數施工圖僅在電氣圖中有防雷接地圖，且標注與說明相當簡略，土建施工圖中則常無任何相關的說明與標注。這給工程監理及施工都帶來很大困難，若施工單位經驗不足則極易因工種（序）配合不當而造成施工錯漏。最常見的是接地鋼筋網的連接點的錯、漏焊和作為外引接地聯結點或檢測點預埋件的漏設。尤其是建筑結構轉換層，因柱（墻）內主鋼筋調整、防雷引下線鋼筋錯接錯焊的情況更易發生。

篇（6）

l汽車工業

l通用機械制造

l專用機械制造

l各種類型的專用機床OEM

l塑料加工

l包裝工業

l食品和飲料工業

l工藝過程工程（例如，供水、排水、建筑服務設施等）

S7-300具有以下顯著特點：

l循環周期短、處理速度高

l指令集功能強大、可用于空間有限的場合

l模塊化結構、適合密集安裝

l有不同檔次的CPU、各種各樣的功能模塊和I/O模塊可供選擇

l100%免維護

l已檢定合格的、可在惡劣氣候條件下露天使用的模塊類型

S7-300是由各種模塊部件所組成，各模塊能以各種不同方式組合在一起。這表明可將控制系統設計成完全符合應用的需要。

除了模塊之外，用戶其他所需要的就是一種DIN標準導軌。各模塊安裝在導軌上，并用螺絲固定。這種結構形式既可靠又電磁兼容。

背板總線集成在各模塊上，通過將總線連接器插在模塊機殼的背后，使背板總線聯成一體。最多8個模板可一起裝在一個機架上（中央控制器/擴展單元）。

4.3PLC模塊簡介

（1）CPU模塊

CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲器組成。在PLC控制系統中，CPU模塊相當于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號，執行用戶程序，刷新系統的輸出；存儲器用來儲存程序和數據。S7-300/400將CPU模塊簡稱為CPU。

（2）信號模塊

輸入（INPUT）模塊和輸出（Output）模塊簡稱為I/O模塊，開關量輸入、輸出模塊簡稱為DI模塊和DO模塊，模擬量輸入、輸出模塊簡稱為AI模塊和AO模塊，它們統稱為信號模塊。信號模塊是系統的眼、耳、手、腳，是聯系外部現場設備和CPU模塊的橋梁。

輸入模塊用來接收和采集輸入信號，開關量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關、數字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓力繼電器等來的開關量輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發電動機和各種變送器提供的連續變化的模擬量電流電壓信號。

開關量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數字顯示裝置和報警裝置等輸出設備，模擬量輸出模塊用來控制電動調節閥、變頻器等執行器。

CPU模塊內部的工作電壓一般是DC5V，而PLC的輸入/輸出信號電壓一般較高，例如DC24V或AC220V。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊的元器件，或使PLC不能正常工作。在信號模塊中，用光耦合器、光敏晶閘管、小型繼電器等器件來隔離PLC的內部電路和外部的輸入、輸出電路。信號模塊除了傳遞信號外，還有電平轉換與隔離的作用。

（3）功能模塊

為了增強PLC的功能，擴大其應用領域，減輕CPU的負擔，PLC廠家開發了各種各樣的功能模塊。它們主要用于完成某些對實時性和存儲容量要求很高的控制任務。

（4）接口模塊

CPU模塊所在的機架稱為中央機架，如果一個機架不能容納全部模塊，可以增設一個或多個擴展機架。接口模塊用來實現中央機架與擴展機架之間的通信，有的接口模塊還可以為擴展機架供電。

（5）通信處理器

通信處理器用語PLC之間、PLC與遠程I/O之間、PLC與計算機和其他智能設備之間的通信，可以將PLC接入MPI、PROFIBUS-DP、AS-i和工業以太網，或者用于實現點對點通信等。CPU模塊集成有MPI通信接口，有的還集成了其他通信接口。

（6）電源模塊

PLC一般使用AC220V電源或DC24V電源，電源模塊用于將輸入電壓轉換為DC24V電壓和背板總線上的DC5V電壓，供其他模塊使用。

（7）編程設備

S7-300/400使用安裝了編程軟件STEP7的個人計算機作為編程設備，在計算機屏幕上直接生成和編輯各種文本程序或圖形程序，可以實現不同編程語言之間的相互轉換。程序被編譯后下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印，通過網絡，可以實現遠程編程和傳送。編程軟件還具有對網絡和硬件組態、參數設置、監控和故障診斷等功能。

4.4電源模塊的選擇

PS307電源模塊（5A）具有以下顯著特性：

l輸出電流5A

l輸出電壓24VDC；防短路和開路保護

l連接單相交流系統（輸入電壓120/230VAC，50/60HZ）

l可靠的隔離特性，符合EN60950

l可用作負載電源

4．5數字量輸入模塊的選擇

表4-2數字量輸入模塊特性

SM321；DI32×24VDC數字量輸入模塊具有以下顯著特性：

l32個輸入點，帶隔離，16點為一組

l額定輸入電壓24VDC

l適用于開關和2/3/4線BERO（接近開關）

4．6數字量輸出模塊的選擇

表4-3數字量輸出模塊特性

數字量輸出模塊SM322；DO32×24VDC/0.5A（6ES7322-1BL00-0AA0）具有以下顯著特性：

l32個輸出點，帶隔離，8點為一組

l0.5A輸出電流

l24VDC額定負載電壓

l適用于電磁閥、直流接觸器和指示燈

4．7數字量輸入輸出模塊的選擇

表4-4數字量輸入輸出模塊特性

數字量輸入/輸出模塊SM323；DI8/DO8×24VDC/0.5A（6ES7323-1BH×1-0AA0）具有以下顯著特性：

l8個輸入點，帶隔離，8點為一組

l8個輸出點，帶隔離，8點為一組

l額定輸入電壓24VDC

l額定負載電壓24VDC

l輸入適用于開關和2/3/4線接近開關（BERO）

l適用于電磁閥、直流接觸器和指示燈

4．8接口模塊的選擇

表4-5接口模塊的特性

（1）接口模板IM360具有以下特性

l用于S7-300機架0的接口

l通過連接電纜368將數據從IM360傳送到IM361

lIM360與IM361之間的最大距離為10米。

（2）接口模板IM361具有以下特性

l24VDC電源

l用作S7-300機架1到機架3的接口

l通過S7-300背板總線的最大電流輸出為0.8A

l通過368連接電纜將數據從IM360傳送到IM361或從IM361傳送到IM361

lIM360和IM361之間的最大長度為10米

lIM361和IM361之間的最大長度為10米

5低壓電氣元件的選擇

5．1選擇原則

電器元件選擇的基本原則如下：

（1）按對電器元件的功能要求確定電器元件的類型。

（2）確定電器元件承載能力的臨界值及使用壽命。根據電器控制的電壓、電流及功率的大小確定電器元件的規格。

（3）確定電器元件預期的工作環境及供應情況，如防油、防塵、防水、防爆及貨源情況。

（4）確定電器元件在應用中所要求的可靠性進行選擇。

（5）確定電器元件的使用類型。

5．2按鈕的選擇

按鈕主要根據所需要的觸點數、使用場合、顏色標注以及額定電壓、額定電流進行選擇。

按鈕顏色及其含義。國標GB5226-85《機床電氣設備通用技術條件》對按鈕的顏色做了如下規定。

（1）“停止”和急停按鈕必須是紅色。當按下紅色按鈕時，必須使設備停止工作或斷電。

（2）“啟動”按鈕的顏色是綠色。

（3）“啟動”與“停止”交替動作的按鈕必須是黑色、白色或灰色，不得用紅色和綠色。

（4）點動按鈕必須是黑色。

（5）復位按鈕（如保護繼電器的復位按鈕）必須是藍色。當復位按鈕還有停止的作用時，則必須是紅色。

5．3限位開關的選擇

當生產機械運動速度不是太快時，通常選用一般用途的行程開關；而當生產機械行程通過的路徑不宜裝設直動式行程開關時，應選用凸輪軸轉動式的行程開關；而在工作效率很高、對可靠性及精度要求也很高時，應選用接近開關。

接近開關又稱無觸點接近開關，是理想的電子開關量傳感器。當金屬檢測體接近開關的感應區域，開關就能無接觸，無壓力、無火花、迅速發出電氣指令，準確反應出運動機構的位置和行程，即使用于一般的行程控制，其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調整的方便性和對惡劣環境的適用能力，是一般機械式行程開關所不能相比的。它廣泛地應用于機床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業。在自動控制系統中可作為限位、計數、定位控制和自動保護環節。接近開關具有使用壽命長、工作可靠、重復定位精度高、無機械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強等特點。

行程開關分PNP和NPN兩種

PNP輸出行程開關一般應用在PLC或計算機作為控制指令較多，NPN輸出行程開關用于控制直流繼電器較多，在實際應用中要根據控制電路的特性進行選擇其輸出形式。

現選擇如下：

夾緊臂張開位行程開關（原位、PNP二線制）

切槍限位接近開關（終位、PNP二線制）

小車行程開關（原位、前位、PNP二線制）

5．4交流接觸器的選擇

接觸器分交流與直流兩種。應用最多的是交流接觸器。

當線圈通電后，線圈中因有電流通過而產生磁場，靜鐵心在電磁力的作用下，克服彈簧的反作用力，將動鐵心吸合，從而使動、靜觸頭接觸，主電路接通；而當線圈斷電時，靜鐵心的電磁吸力消失，動鐵心在彈簧的反作用力下復位，從而使動觸頭與靜觸頭分離，切斷主電路。

選擇時主要考慮主觸點的額定電壓與額定電流、輔助電流觸點的數量、吸引線圈的電壓等級、使用類別、操作頻率等。選擇交流接觸器，其主觸點的額定電流應等于或大于負載或電動機的額定電流。

式中

—接觸器的額定電壓；

—負載的額定線電壓；

—接觸器的額定電流；

—接觸器主觸點電流；

—電動機功率；

—電動機額定線電壓；

K—經驗常數，K=1～1.4。

故選施耐德交流接觸器

LC1-D0910N5C9A220V

N5—電壓編號C—合資產品

5．5繼電器的選擇

繼電器是一種利用各種物理量的變化，將電量或非電量信號轉化為電磁力（有觸頭式）或使輸出狀態發生階躍變化（無觸頭式），從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或另一電路中的其它器件或裝置動作的一種控制元件。根據轉化的物理量的不同，可以構成各種各樣的不同功能的繼電器，以用于各種控制電路中進行信號傳遞、放大、轉換、聯鎖等，從而控制主電路和輔助電路中的器件或設備按預定的動作程序進行工作，實現自動控制和保護的目的。

被轉化或施加于繼電器的電量或非電量稱為檢點器的激勵量（輸入量），當繼電器被激勵，從一個起始位置達到預定的工作位置，并完成電路的切換動作，稱為繼電器的工作特性，包括吸合、不吸合、保持與釋放狀態。施加于繼電器的激勵量或高于它的吸合值或低于它的釋放值，可以是電量如交流或直流電的電流、電壓等，也可以是非電量如位置、時間、溫度、速度、壓力等。當輸入量變化到高于它的吸合值或低于它的釋放值時，繼電器動作，對于有觸頭式繼電器其觸頭閉合或斷開，對于無觸頭式繼電器其輸出發生階躍變化，以此提供一定的邏輯變量。

繼電器的用途很多，一般可以歸納如下：

（1）輸入與輸出電路之間和隔離；

（2）信號轉換（從斷開到接通）；

（3）增加輸出電路（即切換幾個負載或切換不同電源負載）；

（4）重復信號；

（5）切換不同電壓或電源負載；

（6）保留輸出信號；

（7）閉鎖電路；

（8）提供遙控。

因此，繼電器選擇如下：

歐姆龍G2A-432A-N1型

歐姆龍G2AK-232A型

5．6控制變壓器的選擇

控制變壓器用來降低輔助電路的電壓，以滿足一些電器元件的電壓要求，保證控制電路安全可靠地工作。控制變壓器的選擇原則如下：

（1）控制變壓器一、二次側電壓應與交流電源電壓、控制電路和輔助電路電壓相等。

（2）應能保證接于變壓器二次側的交流電磁器件在啟動時可靠地吸合。

（3）電路正常運行時，變壓器溫升不應超過允許值。

控制變壓器容量的近似計算公式為

式中，—變壓器容量的儲備系數，=1.1～1.25

1.1×6×220≈1452KVA

所以選擇額定容量為1500KVA的JBK3-1500變壓器

5．7自動開關的選擇

低壓斷路器俗稱自動空氣開關，是低壓配電網中的主要電器開關之一，它不僅可以接通和分斷正常負載電流、電動機工作電流和過載電流，而且可以接通和分斷短路電流。主要用在不頻繁操作的低壓配電線路或開關柜（箱）中作為電源開關使用，并對線路、電器設備及電動機等實行保護，當它們發生嚴重過電流、過載、短路、斷相、漏電等故障時，能自動切斷線路，起到保護作用，應用十分廣泛。較高性能型萬能式斷路器帶有三段式保護特性，并具有選擇性保護功能。高性能萬能式斷路器帶有各種保護功能脫扣器，包括智能化脫扣器，可實現計算機網絡通信。低壓斷路器具有的多種功能，是以脫扣器或附件的形式實現的，根據用途不同，斷路器可配備不同的脫扣器或繼電器。脫扣器是斷路器本身的一個組成部分，而繼電器（包括熱敏電阻保護單元）則通過與斷路器操作機構相連的欠電壓脫扣器或分勵脫扣器的動作控制斷路器。

5．8直流穩壓電源

5.8.1穩壓電源的作用

電子設備一般是由整流器供電的。當交流電網電壓或負載電流變化時，整流器輸出電壓也會隨之發生變化。但是，許多電子設備，比如精密的電子測試儀器、自動控制裝置和電子計算機等，都要求直流電源電壓穩定不變，否則，將造成測量和計算誤差，或引用自動控制裝置工作不穩，甚至根本無法工作。為了供給穩定的直流電壓，必須采用直流穩壓電路。直流穩壓電路與整流器和濾波器合在一起，構成直流穩壓電源，其方框圖如圖3.7所示。

圖5.2直流穩壓電源方框圖

5.8.2直流穩壓電源的種類及選用

直流穩壓電源按習慣可分為化學電源，線性穩壓電源和開關型穩壓電源，它們又分別具有各種不同類型：

開關型直流穩壓電源

它的電路形式主要有單端反激式、端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和及截止區即開關狀態；開關電源因此而得名。

開關電源的優點是體積小，重量輕，穩定可靠；缺點相對于線性電源來說波紋較大（一般≤1%VO（P-P），好的可做到十幾mV（P-P）或更小）。它的功率可自幾瓦-幾千瓦均有產品。價位為3元-十幾萬元/瓦，下面就一般習慣分類介紹幾種開關電源：

（1）AC/DC電源

該類電源也稱一次電源，它自電網取得能量，經過高壓整流濾波得到一個直流高壓，供DC/DC變換器在輸出端獲得一個或幾個穩定的直流電壓，功率從幾瓦-幾千瓦均有產品，用于不同場合。屬此類產品的規格型號繁多，據用戶需要而定通信電源中的一次電源（AC220輸入，DC48V或24V輸出）也屬次類。

（2）DC/DC電源

在通信系統中也稱二次電源，它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓，經DC/DC變換以后在輸出端獲一個或幾個直流電壓。

（3）通信電源

通信電源其實質上就是DC/DC變換器式電源，只是它一般以直流-48V或-24V供電，并用后備電池作DC供電的備份，將DC的供電電壓變換成電路的工作電壓，一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種，以后者可靠性最高。

（4）電臺電源

電臺電源輸入AC220V/110V，輸出DC13.8V，功率由所供電臺功率而定，幾安幾百安均有產品。為防止AC電網斷電影響電臺工作，而需要有電池組作為備份，所以此類電源輸出一個13.8直流電壓外，還具有對電池充電自動轉換功能。

（5）模塊電源

隨著科學技術飛速發展，對電源可靠性、容量/體積比要求越來越高，模塊電源越來越顯示起優越性，它工作頻率高、體積小、可靠性高，便于安裝和組合擴容，所以越來越被廣泛采用。目前，國內雖有相應模塊生產，但因生產工藝未能趕上國際水平，故障率較高。

DC/DC模塊電源目前雖然成本較高，但從產品的漫長的應用周期的整體成本來看，特別是因系統故障而導致的高昂的維修成本及商譽損失來看，選用該電源模塊還是合算的。

（6）特種電源

高電壓小電流電源、大電流電源、400HZ輸入的AC/DC電源等，可歸于此類，可根據特殊需要選用。

根據需要，選用模塊電源

西門子6EP1436-1SH01

5.9電氣元器件目錄清單

6線路裝置

線路裝置主要由導線及支持物件所組成，它起著傳輸電能的作用。線路裝置種類很多，按其電壓等級分，有特低電壓線路、低壓線路、高壓線路及超高壓線路；按供電性質分，有單相線路、三相線路和直流輸電線路；按安裝方式分，有架空線路、電纜線路及戶內外配電線路等。

線路裝置必須按規程裝設，并符合安全技術要求，否則，就極易發生觸電、電氣火災及其他各種電氣事故。對線路裝置的基本要求是：安全可靠、布線合理、安裝牢固、便于維護、美觀整齊。低壓線路裝置嚴禁利用大地或與大地連接的保護導線（PE線）作中性線（N線）。

導線截面選擇

導線截面的選擇，必須同時滿足：導線的安全載流量（即導線允許載流量）、導線允許的電壓降、導線的機械強度和導線與熔體的額定電流（或低壓斷路器的整定電流）相配合。

6.1導線安全載流量

導線和電纜在通過電流時會發熱，當通過正常最大負荷電流時產生發熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。如果符合太大，導線將會過熱，可能造成停電或火災事故。

6.1.1電力負荷

（1）單臺電動機

（A）

式中：—電動機的額定電流

（2）多臺電動機

式中：—功率最大一臺電動機的額定電流

—其余各臺電動機的計算負荷電流

計算負荷電流在工程中的常用的計算方法

（1）統計所有裝接設備的額定功率之和（KW）；

（2）把全部功率換算成電流；

（3）考慮同一時間內的最大需用量（即需用系數）；

（4）考慮發展因數，一般加20%左右寬裕度（即發展系數）。

在三相四線或二相三線的配電線路中，當用電負荷大部分分為單相用電設備時，其N線或PEN線的截面不宜小于相線截面；以氣體放電燈為主要負荷的回路中，N線截面不應小于相線截面；采用可控硅調光的三相四線或二相三線配電線路，其N線或PEN線的截面不應小于相線截面的2倍。單相線路中性線的截面應與相線截面相同。

在采用多相供電時，同一建筑物、構筑物的導線絕緣層顏色選擇應一致，即保護導線（PE）應為綠/黃雙色線，中性線（N）線為淡藍色；相線應為—黃色，—綠色、—紅色。

我國電纜產品型號采用漢語拼音字母和阿拉伯數字組成，其含義見表6-1

如型電纜，表示鋁芯紙絕緣鉛包鋼帶鎧裝電力電纜。

型電纜，表示鋁芯紙絕緣分相鉛包裸鋼帶鎧裝電力電纜。

參考文獻

［1］王雅貞,張巖,劉術國.新編連續鑄鋼工藝及設備.冶金工業出版社.2005

［2］蔡開科,潘毓淳,趙家貴.連續鑄鋼500問.冶金工業出版社.2004

［3］陳雷.連續鑄鋼.冶金工業出版社.2004

［4］馮捷,史學紅.連續鑄鋼生產.冶金工業出版社.2005

［5］鄭沛然.連續鑄鋼工藝及設備.冶金工業出版社.1991

［6］許賢澤,葉小蒲.小車式火焰切割機控制系統研制.機電產品開發與創新.2003年第4期

［7］汪興富.國內外全連鑄發展概況.重型機械.1994

［8］薛立軍,崔玥.趙克華.PLC控制技術再HW-LHG型連鑄火焰切割機中的應用研究.焊接與切割.2003年第3期

［9］肖躍奇.小方坯連鑄機高效化改造.湖南冶金.2005年1月

［10］黃義東,朱鍵富.火焰切割機控制系統的改進.南方金屬.2001年8月

［11］吳艷娟,劉春青.連鑄火焰切割機技術改造.設備管理與維修2005NO8

［12］石正喜,張崢.方坯連鑄機的自動化控制.安徽冶金科技職業學院學報.第15卷第2期.

［13］余蓉.連鑄技術的最新趨勢.上海鋼研.2005年第3期.

［14］高澤平.合金鋼的方坯連鑄技術.湖南冶金.2001年9月,第5期.

［15］蔡常青.小方坯高效連鑄技術在三明鋼廠的應用.煉鋼.2003年2月.

［16］張淘.新臨鋼2#小方坯連鑄機自動控制系統.冶金設備.2004年8月第4期

［17］黃倫文,曾慶亮,翟金生,李慶川,付曉東.中厚板火焰切割機電氣系統改造.寬厚板.第8卷第5期.

［18］明興祖,劉金華.多功能大型數控火焰切割機設計.現代制造工程.2005(1)

［19］朱展宇,謝崇軍,李晶.六機六流小方坯連鑄機液面控制系統.冶金動力.2004年第2期.

［20］大濱莊司.電氣控制線路入門.科學出版社.2005年2月

［21］王樹.變頻調速系統設計與應用.機械工程出版社.2005年6月

［22］王仁祥.常用低壓電器原理及其控制技術.機械工程出版社.2001年8月

［23］熊幸明.工廠電氣控制技術.清華大學出版社.2005年10月

［24］閆和平.常用低壓電器應用手冊.機械工業出版社.2005年2月

［25］張海根.機電傳動控制.高等教育出版社.2001年12月

［26］宋林香.電工作業安全技術.上海市勞動保護科學研究所.2005年3月

［27］廖常初.S7-300/400PLC應用技術.機械工業出版社.2006年4月

［28］宋德玉.可編程序控制器原理及應用系統設計技術.冶金工業出版社.1999年7月

篇（7）

隨著社會的進步和人類生活水平的提高，住宅的作用越來越重要，并且隨著我國住房制度的改革，住房將全部作為商品推向市場。作為商品的住宅，其質量以及其布局是否合理將直接影響住戶的使用和開發商的利益，因此住宅的設計也就更應引起設計人員的注意。

二、每戶住宅內計算負荷的確定及電度表、主開關、進戶導線的確定：

“計算負荷”是按發熱條件選擇電氣設備的一個假定負荷，“計算負荷”產生的熱效應和實際變動負荷產生的最大熱效應相等。因為我們所選用的導線達到穩定溫升的時間為：30分鐘，故只有持續時間在30分鐘以上的負荷值，才有可能構成導體的最高溫升。我們將一年中最大需用電力設定為：Pj1。根據歷史資料，一年中最大需用電力一般出現在夏季的7、8、9月份。再依據人們的生活習慣，在滿足人們最大限度方便的前提下，可能同時使用的電器設備有：燈具…200W，音響…300W，冰柜…200W，空調…1300W，電冰箱…150W，微波爐或電飯煲…1000W，電視機…90W，飲水機（臺式制冷）…100W，抽油煙機…50W，洗衣機…200W，其它未知設備（我們假定一個“功率因子”）…500W。

根據所列設備容量可知，能夠同時使用的設備容量為：4090W。

我們可以采用“負荷分析法”來確定住宅的需用系數：

由上面分析可知：Pj1=4.09kW；Pe=17.35kW

故可得：Kx1=Pj1/Pe=4.09/17.35=0.2357，取Kx=0.24

則：Pj=PexKx=17.35x0.24=4.164kW，取Pj=4.2kW

隨著國家對節約能源的宣傳，人們的節電意識會明顯增強。根據人們生活水平的現狀，該容量在10－15年內不會突破。也許會有少數住戶在使用時偶而會出現負荷過大開關跳闡的情況，從而限制了其過負荷的情況。這雖然會給住戶帶來一點麻煩，但總的算起來我們沒有必要為了滿足偶而出現的大負荷用電而將整個住宅設計的標準提高，與之比較起來顯然很不合算，因此我們將負荷定為4.2kW考慮的是一種普遍現象，是能夠滿足大多數人的需要的。如果偶爾遇到過大的負荷，只要切除一部分用電設備就可以了，況且該種情況并不多見。

對于普通的居民來說，三居室是可以滿足使用的，也是當今住宅的一種主流，雖然四居室和兩居室的面積與三居室的面積有區別，但用電設備并不一定相差太大，故不一一區別，全以此類推計算，對于高級公寓和別墅的容量應根據情況適當增加，取6－10kW。

我們可以看到家用電器的功率因數為：0.6－1，故我們可以將總的功率因數設定為：0.8，則計算電流為：23.86A，因此，主進線開關的整定值可以定為25A。根據計算電流值和開關整定值可以選定進戶線為：3x（BV－500－1x6），電度表為：10（40）A。

三、住宅支線回路的劃分：

前面我們將住宅的計算負荷以及電度表、主開關和進戶線規格進行了討論，下面我們來討論一下各支線回路的情況。

目前，我們設計的住宅中的電氣管線有：照明、插座、空調、電視、電話，有的還提議將廚房、衛生間的插座再單設管線，這樣就共有七路管線進入居室，其中這七路管線中除照明是在頂板敷設外，其余管線均敷設在地面墊層內，彼此交叉是不可避免的（地面墊層內管線彼此交叉的現象在施工中屢次發生），并且有的管線（如空調）往往是長距離的敷設，且每年中空調的利用大數并不是太多，尤其是北方地區均裝有暖氣，空調只是在夏季的三個月中可以使用，其它的時間均處于閑置狀態，無形中就造成了浪費。同時居室中照明的用電時間是最長的，但同其它家用電器比較起來其容量卻是較小的一部分，并且隨著節能型燈具的開發及推廣，照明支路的負荷越來越小；同時一直沿用下來的設計中燈具回路沒有保護接地（按規定，只有燈具高度小于2.4米時才加裝保護線，但在實際執行中不加保護線的也大有人在）；另外一點也必須引起我們的重視，那就是隨著住房制度的改革，人們對房子的更換時間會相對較長，有些可能一套三居室要住十幾年甚至幾十年，故對房子的裝修是不可避免的。雖然我們在設計中已經根據建筑專業提供的家具布置圖來布置電器設備插座，但是在實際的使用中，有相當一部分并不符合住戶的使用要求。每個人有每個人的審美觀，每個住戶對自己居室的布置有自己的一套方案，從而對自己的房子就要進行二次裝修改造，這必將會造成線路混亂，有些時候，我們沒有設計插座的地方住戶卻需要，有些在裝修過程中就直接由頂部的燈具引接插座，使插座沒有接地保護，造成事故隱患，況且裝修中有些住戶需要安裝壁燈來美化居室，有些安裝高度低于2.4米，由于照明回路沒有接地保護也就留下了事故隱患，因此在照明回路中增加保護地線也是必要的。

下面我們再來關注一下每間房間里可能擁有的電器設備；臥室：燈具，電視，空調，計算機，醫療器械等；起居室：燈具，電視，音響，飲水機，空調，醫療器械等；廚房：燈具，排煙機，冰箱，電飯煲，微波爐等；衛生間：燈具，排氣扇，洗衣機，電熱水器，電吹風，衛生設備；（上面房間的電器設備只是按人們現在的生活狀況大致列舉一下）通過上面的分析我們可以看出，容量較大的電器大致平均分布于每一個房間，因此我們可以將住宅的支路分配作一些相應的調整。

即將住宅內的支路管線按功能區設置，并且每一支路均裝設漏電保護器，同一功能區內的所有電器均接于該功能區內的支路上。以一套三居室的閉職單元為例，其所需的回路數為：南面兩臥室；起居室；廚房和北小臥室；衛生間。在劃分功能區時我們也可以承接重墻來劃分，因為居民在裝修時承重墻是不能動的，而非承重墻有可能被拆掉，這樣就可以保證住戶在同一功能內隨意改裝，對其它功能區均無影響。按功能區劃分支路有以下優點：

1、每一支路的所有電器均在漏電保護范圍之內，用電更安全；

2、可以采用頂板布線，避免地面墊層敷設中的管路交叉；

3、方便住戶將來的改造；

4、可以減少管線的用量，避免浪費；

我們的設計不僅要保證住戶的用電安全，更應當為住戶提供更大的方便，有時安全與方便會互相制約，我們往往會側重考慮用電的安全性而將方便用戶的概念淡化了，而按功能區劃分支路管線則很好地將兩者結合起來。如果面積增大可以考慮適當增加分支回路。

四、配電箱的布置

我們在住宅電氣的設計中，通常是將兩戶（普通多層住宅）的戶表箱置于樓梯間，而隨著每戶配電線路的增加，必然造成樓梯間管線增多，給施工帶來麻煩，因此我們可以考慮在戶表箱內只放置電度表、燃氣和冷熱水的室外計量表，將每戶的分支回路開關置于戶內配電箱，戶內配電箱安裝于室內易操作的地方。這樣做首先是可以將集中于樓梯間的管線分散來布置；其次是可以使入戶的管線簡單，其余的管線則完全在室內布置；再次是為住戶的操作帶來方便。二表出戶的問題已經提出了很久，并且已經有產品投入市場，有的住宅小區已經使用，只是質量和技術還有待于提高。我們在設計中可以考慮在冷熱水表和煤氣表對應位置的墻上預留86型接線盒，然后再預埋管線至室外戶表箱，如果用戶需要安裝只要接上線就可以了。

五、室內燈具、插座及開關的布置

燈具、開關的布置：燈具、開關基本上按傳統的布置方法，但有條件的地方應設置夜燈，起居室的開關采用雙位單控開關或采用調光開關。

插座的布置：插座在住宅中起著非常重要的作用，我們通常布置插座是參照建筑專業提供的家具布置圖，但是，將來的住戶并不一定按照建筑師給他安排的方案來布置家具，因此，有些插座設計時是合理的，而使用時卻很不方便。筆者認為我們不要單以建筑專業提供的圖紙來安排插座，而是盡量的多安排一些插座，由于現在插座的價格相對來說比較便宜，總的造價增加不了太多，卻給住戶帶來了很大的方便。同時住宅內的插座應全部設置為安全型二眼三眼插座，在比較潮濕的地方應加上防潮蓋。

①臥室：臥室除有窗戶外的三面墻上均設置插座，插座距地0.3米。在有窗的墻上距地2.3米設置空調插座。在陽臺上距地1.8米設置一插座。

②起居室：起居室是電器布置較多的地方，并且也是人們活動較多的地方，我們所設計的插座往往被沙發或其它的家具擋住，故起居室中應在每一面墻上均設置插座，在面積較大的墻上應設置兩組插座。

③廚房：應設置冰箱插座（距地1.8米）、抽油煙機插座（距地1.8米）、燃氣熱水器排氣扇插座（帶開關距地1.8米）、電飯煲插座（帶開關距地1.0米）、其中燃氣熱水器排氣扇插座為以前未考慮到的均加裝防潮蓋。

④衛生間：應設置洗衣機插座（帶開關距地18米）、鏡箱插座（距地1.8米）、視情況安裝電熱水器插座（帶開關距地1.8米）。均加裝防潮蓋。

六、電視、電話出線口的設置

伴隨電視技術的發展和光纖的使用，其進入家庭已經非常普遍，并且現在一臺電視已經不能滿足需要，有的家庭有兩臺或三臺電視，而且現在圖文電視也已經開始進入家庭，因此在起居室及每個臥室均應設置電視出線口。

電話已經成了人們生活中不可缺少的一部分，現在一般的家庭需要1～2部電話，并且每個房間均要設置電話。因為住宅電話為同一個號，住戶一般需要自己并機，因此我們應將電話線引入居室后，再分引至各個房間的電話出線口，由用戶自己來完成內部電話的連接。同時在工程設計中每戶預留兩對電話線。

七、保安系統

保安系統一般包括：門禁系統和安全報警系統。門禁系統又分為：來訪應答系統和電子鎖系統。門禁系統目前正逐漸的被大家接受和使用，并且生產的廠家也已經很多，但產品基本上大同小異。設計中可以同甲方協商來確定是否安裝，同時我們可以參照廠家樣本預留出管路以備將來安裝。

篇（8）

所謂電氣主接線主要指電廠或發電站在參考設計要求的基礎上，用于連接一次設備的電路。實際設計過程中確定電氣主接線形式時需要考慮變電站性能、電力系統、經濟等諸多因素，一般要求在主接線可靠及靈活性的基礎上，最大的減少投入。具體而言設計電氣主接線時需充分考慮以下基本要求：一方面，花費最少的費用，確保變電站能夠提供穩定、可靠的電能。另一方面，確保接線的靈活性及方便性，降低后期維護的難度，為變電站的安全運行奠定堅實的基礎。

2選擇合理的主接線方式

設計主接線方式時應根據實際使用雙母線、單母線及旁路，其中當線路中負荷比較大時，35kV~60kV出線多于8回、110kV~220kV線路不少于5回時應設計使用雙母線，而當負荷小且回路較少時應考慮使用單母線。當220kV出現超過4回，110kV出線超過6回時應考慮設計旁路。設計220kV側的接線時應綜合考慮經濟性、靈活性以及可靠性等內容，設計為雙母線接線。原因在于從可靠性方面講雙母線可實現不同重要客戶的引入，確保供電的穩定性。而且當1回線發生故障時斷路器可實現故障母線的自動隔離，確保重要客戶不間斷的供電，具有更強的靈活性。盡管投入費用稍微高點，但接線比較方便，綜合起來分析具有較好的經濟性。另外，對電力系統而言，110kV~500kV系統屬于大電流接地系統，因此，變電站主變的220kV側中性點應設計為中性點直接接地方式，而且設計無功補償容量時按照主變量的37%進行設計。

二、短路電流的計算

變電站電氣設計時短路電流的計算是極其重要的內容，設計不合理不僅會影響變電站的正常工作，甚至會燒毀變電站相關電氣設備。因此，需要對短路電流進行準確的計算，一般情況下可借助曲線對任意時刻的短路電流進行計算，即根據統計獲得的汽輪發電機或系統的相關參數，對阻抗條件不同狀態下某一時刻短路電流進行計算，而后使用短路電流的平均值制作成運行曲線，在此基礎上計算得出電抗以及某一時刻短路電流值。

三、變電站電氣設計方案選擇

電氣設備是支撐變電站穩定運行的基礎，因此，進行變電站電氣設計時應將電氣設備的設計當做重點，以充分發揮變電站工作潛能。變電站電氣設備包括很多內容，如導線、220kV母線、220kV側主變引線等，接下來對其進行探討。

1導線的選擇

導線是連接變電站電氣設備、承載電流的主要介質，一般包括各電壓級絕緣子、出線、主變引下線、不同電壓級匯流母線等。對導線進行設計時應確保所能承載的最高工作電壓高于回路運行電壓。導線中允許通過的最大電流，可采用以下方法進行計算：計算220kV主母線電流時應參考實際功率分配情況進行計算；旁路母線回路中的最大電流即為旁路回路的最大額定電流；主變引下線最大電流應為對應電壓側電流的1.5倍；出線單回線最大電流的值與最大負荷電流的值相等，雙回線最大電流約為單回線最大負荷電流的1.2~2倍；分段回路電流為變壓器額定電流的1.05K倍，其中K值在0.5~0.8范圍內。

2220kV母線的選擇

設計220kV母線時不僅需要考慮其截面，而且還應進行熱穩定性校驗。設計220kV母線截面時利用公式Imax≤KImax進行確定，其中K=0.94。對其進行熱穩定性校驗時需要利用導線短路持續時間計算出短路的發熱量以及導線發熱的最小導體截面，在參考《電力工程電氣設計手冊》加以確定。另外，還應進行動穩定性的校驗，如果設計采用軟母線，則可省略動穩定校驗。

3220kV側主變引下線的選擇

設計220kV側主變引下線時室外通常使用鋼芯鋁絞線LGJ。經過計算得出其最大電流為316A。同時，考慮到母線不僅具有較大傳輸容量，而且距離較長設計截面時應依據經濟電流密度加以確定。例如可考慮使用LGJ-300，當導線溫度達到70℃時允許電流值為770A。另外，仍需對其進行熱穩定性校驗，以確保熱穩定性滿足設計目標要求。至于是否進行電暈校驗，需要參考相關規范標準加以確定。例如，如果是220kV，LGJ-300的軟導型號可省略電暈校驗。

4斷路器的選擇

在選擇短路器時《電力工程電氣設計手冊》中有相關規定，即當不超過35kV時應在考慮經濟性前提下，使用少油、真空的多油斷路器。電壓在35~220kV時可考慮使用是、少油空氣斷路器。另外，考慮到后期維護的便捷性以及通過國家鑒定的產品可使用SW6-220/1200型斷路器。

5隔離開關的選擇

市場上隔離開關類型比較多，依據安裝地點有屋內與屋外之分，依據絕緣支柱數目可被分為單住式、雙柱式。隔離開關會給配電裝置占地面積產生直接影響，因此，確定隔離開關時應在綜合考慮實際的基礎，選擇經濟性較高的隔離開關。

6電壓互感器的選擇

互感器由電壓互感、電流互感之分，通過向測量儀表電壓、電流線圈以及繼電器供電，以判斷電氣設備的運行狀態。在選擇電壓互感器時可依據一次、二次回路電壓進行選擇。其中對一次回路電壓而言，為確保互感器在預定的安全級下正常工作，其一次繞組能承受的電網電壓應在0.9~1.1Ve范圍內。對二次回路電壓進行設計時，二次側額定電壓的確定可參考表1內容進行選擇。總之，電壓互感器設計時應綜合考慮實際情況以及安裝地點，當準確級、容量滿足設計目標時通常可使用電容式電壓互感器。

7電流互感器的選擇

調查發現，電力系統中應用率比較高的電流互感器為電磁式電流互感器，而且《電力工程電氣設計手冊》明確規定了電流互感器的安裝，要求斷路器的回路中均應安裝電流互感器。設計電力互感器時應根據不同線路設計合理的電流互感器，例如在主變引下線可使用LCW2-200W電流互感器。

8穿墻套管及絕緣子的選擇

設計穿墻套管及絕緣子需考慮型式、電壓以及動熱穩定校驗等方面的內容。首先，選擇型式時應認真分析安裝環境及地點，以選擇合適的產品型式。一般情況下，屋內倒裝時可考慮使用懸掛式絕緣子，屋外使用聯合膠裝多棱式絕緣子；其次，確定額定電壓時應按照按照電氣規范標準進行；最后，進行穩定性校驗時，應注意：校驗穿墻套管時其熱穩定性能力應不小于短路電流經過產生的熱效應。而母線型穿墻套管可不進行熱穩定性校驗。另外，絕緣子與套管均應檢驗動穩定性。處于相同平面中的三相導體出現短路現象時，支持絕緣子或套管受到的力為此絕緣子相鄰夸導體上點動力的平均值。其中支持絕緣子抗彎破壞強度Fde與作用在絕緣子高度H相關，而電動力Fmax的作用位置為導線截面中心線上，兩者關系應滿足H1/HFmax≤0.6Fde，其中0.6為裕度系數。

篇（9）

一、分支電纜的結構與性能

1、產生與技術標準分支電纜是在普通塑力纜基礎上發展而來。由于現代文明的發展，都市的高層建筑越來越普及，在高層建筑配電系統電氣設計中，供電可*性、工程經濟性和施工便利性越來越重要，采用普通電力電纜供電，三者的矛盾總難完全統一，只能根據不同工程而有所側重。按傳統方法，在樓層配電設計中，通常采用的辦法有三種：

（1）放射式，由地下配電間分別對各個樓層引電纜直接供電，卻需要大量的電纜、橋架和較大的電纜井，造價高，經濟性最差。

（2）鏈接法，由配電間引出電纜至底層配電箱，再由底層逐層向上鏈接供電，此法經濟性最佳，但由于層數越多，安全系數越低（安全系數是逐級相乘）。

（3）分區樹干式，把一座高層建筑劃分成n個單元區，每個單元采用電纜接從配電室供電，然后再分配至單元區內各個樓層。經濟性都比較好，經常被采用。

（4）干線電纜分支法，從配電室引出一根（或數根）主干電纜，每個樓層在干線電纜上供頭分支，此法經濟性最好，但施工卻是最麻煩的，更麻煩的是在主電纜上做樓層分支頭時，受電纜的結構和現場施工條件以及人員素質的影響，接頭質量參差不齊，但這種方法卻促使人們想到把接頭與電纜一同制造，由此誕生了新一代的建筑配電電纜——分支電纜。

分支電纜是把經過專門工藝處理的單芯電力電纜作為建筑主干電纜，根據各具體建筑的結構特點和尺寸量體裁衣，預先把分支接頭與分支線、主干電纜一同設計制造。是把上面第（4）種方法中現場施工和管理的工作由專業制造廠完成，而且工藝一致性也帶來了質量一致。

分支電纜較早出現于英國和日本，在技術標準方面，1980年，日本電線工業協會頒布了第一部行業性標準JCS376（1980），隨著技術的發展與進步，在1992年對該標準進行了修訂，放寬了對產品結構材料方面的要求，提高了成品技術指標，目前，國內正規的分支電纜生產廠的產品標準主要是以該標準為基礎。

2、結構分支電纜在結構上，分為單芯型和多芯絞合型兩種，每根單芯分支電纜又可分為三部分：

（1）主干電纜；（2）支線電纜；（3）分支連接體。

目前，因單芯型分支電纜結構簡單，便于生產和施工，已獲得大量應用。按照日本標準的規定，多芯型分支電纜實質上是多個單芯電纜的絞合體，而不是傳統概念多芯電纜的結構，多芯型分支電纜的每項導體外面都有單獨的絕緣和護套，每根線芯有獨立的分支連接體。多芯型分支電纜具備一般多芯電纜的運行性能，國內只有為數極少的大型綜合性電纜廠才具備生產能力，目前也已在推廣應用中。

3、性能分支電纜是一種新型的電力配送電纜，其關鍵性能有兩項：首先，一根具備良好品質的分支電纜，必須是性能優良的電力電纜，對于國內產品，其導體性能、絕緣性能、材料的機械物理性能均應符合GB12706-91標準——電纜的性能是分支電纜產品的基礎指標。

第二，分支連接體的性能至關重要，這是分支電纜的關鍵性能。分支連接體把干線電纜與支線電纜的導體連為一體，并作絕緣防潮處理。從外觀上看，無法知道內部接頭質量，有兩項重要的試驗能夠檢測接頭性能，即機械拉力試驗和電熱循環試驗。對機械拉力試驗而言，分支連接體（含干線與支線導體）的拉斷力應保持在連接前的80%以上，對電熱循環試驗而言，在125次一定時間間隔的額定載荷與空載循環后，分支連接體的溫度不得大于電纜表面溫度的8℃。決定分支連接體的機械與電氣性能的關鍵在于分支連接體的材料和工藝。對廣大用戶而言，應充分關心分支電纜的電纜質量、接頭的材料選擇和生產工藝工裝。

我們講，分支電纜更適合于現代建筑的配電系統，為什么？要分析這個問題，我們必須首先弄清楚相關電氣設計規范中對配電線路的要求。

二、相關規范對建筑電氣系統中配電線路的設計要求

1、建筑電氣相關的設計規范目前與建筑電氣低壓配電系統設計有關的規范主要有：

（1）GB50052-1995供配電系統設計規范

（2）GB50054-1995低壓配電設計規范

（3）JGJ/T16-92民用建筑電氣設計規范

（4）GBJ16-87建筑設計防火規范（1997年版本）

（5）GB50045-1995高層民用建筑設計防火規范其中：《供配電系統設計規范》和《低壓配電設計規范》是兩項基礎規范，主要內容參照采用了IEC標準。民用建筑電氣設計規范》中供電系統和低壓配電部分與其規定基本一致，但由于這是一個建筑行業的專業標準，建筑相關的部分規定更具體，如供電系統的負荷簡等級，除規定分級原則外，更規定了各類具體建筑名稱的負荷級別。

由于上述規范在頒布實施時，分支電纜產品在國內還沒有應用先例，因此在規范中并未提及分支電纜，但在眾多條款中體現了設計指導方向，總的說來，有三種觀點：

1、關于配電級數——越少越好；

2、關于配電方式，從高到低依次為放射式>樹干式>分區樹干式>鏈接式；

3、關于安裝敷設方式，應與環境、建筑特征、機電應力等多種因素相適應。

（一）、關于配電級數：對配電級數而言，GB50052-95第3.07條規定：供電系統應簡單可*，同一電壓供電系統的變配電級數不宜多于兩級，JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》中8.14條規定：“自變壓器一次側至用設備之間的低壓配電級數不宜超過三級，但對非重要負荷供電時，可超過三級。”上述規范體現了一個要領，那就是配電級數越少越好，越少可*性越高，技術越先進。

（二）、關于配電方式，GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05條中提出：“在正常環境的車間或建筑物內，當大部分用電設備為中小容量，但無特殊要求時，宜采用樹干式配電”，“當用電設備為大容量，或負荷性質重要，或在有特殊要求的車間、建筑物內，宜采用放射式配電”，“當部分用電設備離供電點較遠，而彼此相距很近、容量很少的用電設備，可采用鏈式配電，但每一回路環鏈設備不超過5臺，其總容量不宜超過10kW”：“在高層建筑物內，當向樓層各配電點供電時，宜采用分區樹干式配電，但部分較大容量的集中負荷或重要負荷，應從低壓配電室以放射式配電”。

（三）、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》中對配電方式有更為詳細的規定，如：“8.2.15居住小區的高層建筑，宜采用放射式配電”“8.2.2.4除多層民用住宅外的其他民用建筑，對于較大的集中負荷或較重要的負荷應從配電室以放射式配電；對于向多層配電間或配電箱配電，宜采用樹干式和分區樹干式的方式”“由層間配電間或層配電箱至各分配電箱的配電，宜采用放射式與樹干式結合的方式”，“8.2.3.2對于容量較大的集中負荷或重要負荷，宜從配電室以放射式配電對各層配電間的配電宜采用下列方式之一：

（1）工作電源采用分區樹干式，備用電源也采用分區樹干式或首層至頂層垂直干線的方式。

（2）工作電源和多用電源都采用由首層到頂層垂直干線方式。

（3）工作電源采用分區樹干式，多用電源取自應急照明等電源干線。

上述規定，是限于制定規范時，分支電纜尚未在國內推廣應用，供電線路主要依賴普通電力電纜和母線。筆者認為，在應用分支電纜配電后，上述規定應該可以簡化。放射式高于樹干式，又高于鏈接式的觀點。

（四）、關于電纜和母線安裝敷設方式。

GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都規定“封閉母線宜用于干燥和無腐蝕性的屋內場所。”

GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5規定“豎井垂直布線時應考慮下列因素：……。垂直干線與分支線的連接方法。”

GB50054-94中5.7.3豎井內垂直布線采用大容量單芯電纜大容量線線作干線時，應滿足下列條件：

1、載流量要留有一定的裕度；2、安裝及維修方便和經濟。

GBJ16-87《建筑設計防火規范》中10.1.4規定：“消防用電設備的配電線路應穿管保護。當暗敷時應敷時應敷設在非燃燒體結構內，其保護層厚度不應小于3cm，明敷時必須穿金屬管，并采取防火措施。采用絕緣和護套為非延續燃性材料的電纜時，可不采取穿金屬管保護，但應敷設在電纜井溝內。

GB50045-95《高層民用建筑設計防火規范》中對消防電源及其配電，9.1.4條也規定了相同內容。

上述規范說明：電纜配電比母線具有更好的環境適應性，安裝敷設更便利。

在熟悉電氣規范的相關規定后，讓我們來分析分支電纜配電方法與規范的符合性與技術先進性．

三、分支電纜配電的技術先進性

1、分支電纜的配電方式分支電纜配電系統一般如圖所示，在一個n層的大樓中，垂直豎井干線和各樓層供電由一根整預制的分支電纜完成，PG是總配電柜，PX是樓層配電箱，ZJX是轉接箱，當PG與ZJX之間距離不遠時，（滿足載流量與起動運行壓降要求）一般不予選用，這樣可減少一個連接點，節約投資。

2、分支電纜配電的技術先進性從上述配電系統的分析中，可以知道分支電纜可以使樓層配電簡化成二級配電，每個樓層都可以達到最簡單的二級配電，符合規范中配電級數越少越好的原則，這是先進性之一。

分支電纜配電系統的實質是一種放射式配電系統，適用于各種重要場合甚至是特別重要場合的配電，這是先進性之二。

分支電纜是一種經過預制的電力電纜，其外形和結構特征仍然具備電纜特性，而且接頭經過密封絕緣處理，在出廠時經受過水中耐壓和絕緣電阻試驗，因此對環境要求低，能適用于潮濕、鹽霧酸堿等環境，而母線在規范中明確不能應用于這些環境，比母線適用范圍廣。而且，其安裝方式簡便，施工工期短，工費低，符合規范中設計應注重經濟性的觀點，這是其技術先進性之三。

篇（10）

工程設計是基本建設的龍頭，設計文件是工程建設的主要依據，設計質量是決定工程質量的首要環節。我國工程質量事故統計資料顯示，由設計原因導致的工程質量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因(如設備材料質量問題等)引起的占30.6％。可見對工程質量實施三控的關鍵在于設計質量控制。電氣工程也不例外。合格的建筑設計應滿足七個質量特性規定的要求，即功能性、安全性、經濟性、可信性、可實施性、適應性及時間性。設計單位本應將通過了設計評審的合格的設計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質量特性要求的缺陷。對電氣工程質量造成影響的設計問題又主要表現在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實施性的缺失或偏離。

1高層建筑電氣設計過程中應注意的問題

1.1高層建筑由于照明及空調負荷多，電梯等運輸設備多，給排水設備多，所以用電量特別大，且供電的可靠性要求很高。

1.2在高層建筑中，照明與動力基本上不共用干線。動力負荷多采用放射式供電，照明負荷則多采用母線槽配電，與動力分開。

1.3由于在結構上多數采用大柱距，形成大空間，使墻面安裝的設備增多，必然使地面管道增多。

1.4由于建筑構件的預制裝配化及干法施工；縮短了施工周期，而且頂棚一般采用標準化、系統化的吊頂。

1.5電氣設備的管線應采取防火措施。

1.6空調設備等主要用電設備分散，多數要求集中管理，即要求采用電腦管理和監控系統。

1.7采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設備的防震；管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。

1.8消防要求高。因為高層建筑高度高，體量大，人員密集，設備多，裝飾豪華，建筑本身火災隱患多，故對消防要求很高。

1.9節省能源是我國經濟建設中的一項重大政策，節約用電又是節省能源工作中的一個重要方面，它直接關系到企業的經濟效益和人們的日常生活。在高層建筑的電氣設計中，要把電能消耗指標作為全面技術經濟分析的重要組成部分。節電的設計方案，應根據技術先進、安全適用、經濟合理、節約能源和保護環境的原則確定。采用合理的配電方式，采用高效率變壓器、電動機和照明光源、無功功率補償裝置和設備監控電腦系統等措施，減少電能損耗，節約用電。采用壁燈時需將容量提高一級或增加盞數。

2照明要求

2.1混合照明

它是由一般照明和局部照明共同組成的照明方式。混合照明中一般照明的照度應不低于混合照明總照度的5-10％，并且其最低照度不低于201x。否則，過低的一般照明和過高的局部照明所形成的照度對比度過大，亮度分布不適當而產生不應有的眩光。

2.2事故照明

當工作照明因故障全部熄滅后，供暫時繼續工作或供人員疏散用的照明稱為事故照明.

2.2.1應設置事故照明場所

a，在正常工作照明熄滅后，由于工作中斷或誤操作，將引起爆炸、火災等嚴重危險的廠房或場所；

b．在無照明的情況下，由于設備繼續運轉或人員的通行，將造成設備、人身事故的場所；

c．高層建筑中的疏散樓梯間(包括防煙樓梯前室)、疏散走道、消防電梯室、消防控制中心、消防水泵間；公共建筑中的旅館、禮堂、影劇院、展覽廳、百貨商店、體育館等人員出入的走廊、樓梯、太平門等處。

2.2.2事故照明應采用能瞬時點燃的照明光源，一般采用白熾燈或鹵鎢燈。當事故照明作為工作照明的一部分而經常點燃時，又在發生故障不得切換電源的條件下，也可采用其它照明光源。

2.2.3事故照明的燈具應布置在可能引起事故的設備、材料周圍和主要通道、危險地段、出入口等處，還應在事故照明燈具上明顯位置涂以紅色標記，以資區別。疏散指示標志可設在疏散走道距地面高度1m以內的墻面上，以及樓梯口和太平門的頂部，并要安裝在非燃燒結構或裝修上。

2.2.4事故照明的照度要求

用于暫時繼續工作的事故照明其工作面上的照度不應低于工作照明總照度的10％。但標準較高的賓館等建筑，其事故照明所占工作照明的比例應當為：出口指示燈為100％；樓梯照明為50％；公共場所照明為20％；客房走道照明為50％;一般走道照明為20％;總服務臺、收款出納、外幣兌換等照明為100％。用于人員疏散的事故照明，其照度不應低于0．51x。

2.3警衛值班照明

在重要的車間和場所或有重要關鍵設備的廠房、重要的倉庫等處設置作為值班時一般觀察用的照明稱為值班照明。值班照明宜利用工作照明中能單獨控制的一部分，或者利用事故照明中的一部分或全部。

警衛照明是用于警衛地區周界附近的照明。是否設置警衛照明，應根據單位的重要性和當地保衛部門的要求來決定。警衛照明應盡量與室內或廠區的照明結合。2.4障礙照明

裝設在高層建筑物尖頂上作為飛行障礙標志用的或者有船舶通行的兩側建筑物上作為障礙標志的照明稱為障礙照明。障礙照明應按民航和交通部門有關規定裝設。障礙照明應采用能透霧的紅光燈具。裝設障礙燈時，應符合下列要求：一般高層建筑物只在頂端裝設。水平面較大的高層建筑物或群集高層建筑物，除在其最高頂端裝設障礙燈外，還應在其外側轉角的頂端裝設障礙燈。煙囪的高度在100m以上者，除在頂端裝設障礙燈外還應在其三分之一和二分之一的高度處裝設障礙燈。為了減少煙囪頂端的障礙燈污染程度，可在低于煙囪口4-5m處裝設。為了保證障礙燈有一盞損壞時仍能從前進方向看到燈光，應裝設排成等邊三角形的三盞障礙燈。

2.5高層住宅室內照明要求

廁所及廚房應采用瓷質燈頭或其它防水燈頭；有條件時居室燈等可采用節電開關或節電燈頭；樓梯間、電梯廳、公用走廊、配電室、消防控制室、消防泵房電梯機房等應設置供繼續工作和疏散的事故照明。十九層及以上的高層住宅的疏散走廊、樓梯和出口應設置供疏散使用的標志燈，其安裝距離為10.20m及各轉角處；供電繼續時間：作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄電池作為事故照明或疏散標志燈的電源時，其連續供電時間不少于20分鐘，事故照明的最低照度不應低0.51x，但配電室、消防控制室和消防泵房必須仍保持正常的照度水平；事故照明及疏散標志一般采用白熾燈，應具有玻璃或金屬燈罩，并安裝在非燃燒體結構上；大居室宜設置插座兩組(其中一組為-個單相二極插座及一個單相帶地三極插座；另一組為一個單相二極插座)。小居室、大廳宜設置插座-組(一個單相工極插座及一個單相帶地三極插座)。廚房、衛生間根據需要設置-個單相帶地三極插座；二極插座需采用扁、圓插孔兩用型；有條件時宜采用二極加三極的連體式插座；供洗衣機的單相二極帶地插座，宜帶電源開關；插座的高度一般為距地0.3-0.5m(暗裝安全型)或1.4－1.8m(明、暗裝普通型)；樓梯及公用廊道宜采用自動熄燈開關，但需在火警時能保持長明。每層的電梯前室燈應采用一般開關。

參考文獻

[1]《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008年版

[2]《供配電系統設計規范》GB50052－95年版