一、 電氣識圖的基礎知識
根據最新國家标準電氣圖形符号繪制的各種電氣工程圖是各類電氣工程技術人員進行溝通、交流的共同語言。在設計、安裝、調試和維修管理電氣設備時,通過識圖,可以了解各電器元件之間的相互關系以及電路工作原理,為正确安裝、調試、維修及管理提供可靠的保證。
要做到會看圖和看懂圖,首先應掌握識圖的基本知識,即應當了解電氣圖的構成、種類、特點等,同時應掌握電氣工程中常用的最新國家标準圖形符号,了解這些符号的意義。其次,還應掌握識圖的基本方法和步驟等相關知識。
電氣施工圖的特點1. 建築電氣工程圖大多是采用統一的圖形符号并加注文字符号繪制而成的;
2. 電氣線路都必須構成閉合回路;
3. 線路中的各種設備、元件都是通過導線連接成為一個整體的;
4. 在進行建築電氣工程圖識讀時應閱讀相應的土建工程圖及其他安裝工程圖,以了解相互間的配合關系;
5. 建築電氣工程圖對于設備的安裝方法、質量要求以及使用維修方面的技術要求等往往不能完全反映出來,所以在閱讀圖紙時有關安裝方法、技術要求等問題,要參照相關圖集和規範。
電氣施工圖的組成1. 圖紙目錄與設計說明
包括圖紙内容、數量、工程概況、設計依據以及圖中未能表達清楚的各有關事項。如供電電源的來源、供電方式、電壓等級、線路敷設方式、防雷接地、設備安裝高度及安裝方式、工程主要技術數據、施工注意事項等。
2. 主要材料設備表
包括工程中所使用的各種設備和材料的名稱、型号、規格、數量等,它是編制購置設備、材料計劃的重要依據之一。
3. 系統圖
如變配電工程的供配電系統圖、照明工程的照明系統圖、電纜電視系統圖等。系統圖反映了系統的基本組成、主要電氣設備、元件之間的連接情況以及它們的規格、型号、參數等。
4. 平面布置圖
平面布置圖是電氣施工圖中的重要圖紙之一,如變、配電所電氣設備安裝平面圖、照明平面圖、防雷接地平面圖等,用來表示電氣設備的編号、名稱、型号及安裝位置、線路的起始點、敷設部位、敷設方式及所用導線型号、規格、根數、管徑大小等。通過閱讀系統圖,了解系統基本組成之後,就可以依據平面圖編制工程預算和施工方案,然後組織施工。
5. 控制原理圖
包括系統中各所用電氣設備的電氣控制原理,用以指導電氣設備的安裝和控制系統的調試運行工作。
6. 安裝接線圖
包括電氣設備的布置與接線,應與控制原理圖對照閱讀,進行系統的配線和調校。
7. 安裝大樣圖(詳圖)
安裝大樣圖是詳細表示電氣設備安裝方法的圖紙,對安裝部件的各部位注有具體圖形和詳細尺寸,是進行安裝施工和編制工程材料計劃時的重要參考。
電氣施工圖的閱讀方法1. 熟悉電氣圖例符号,弄清圖例、符号所代表的内容。
電氣符号主要包括文字符号、圖形符号、項目代号和回路标号等。在繪制電氣圖時,所有電氣設備和電氣元件都應使用國家統一标準符号,當沒有國際标準符号時,可采用國家标準或行業标準符号。要想看懂電氣圖,就應了解各種電氣符号的含義、标準原則和使用方法,充分掌握由圖形符号和文字符号所提供的信息,才能正确地識圖。
電氣技術文字符号在電氣圖中一般标注在電氣設備、裝置和元器件圖形符号上或者其近旁,以表明設備、裝置和元器件的名稱、功能、狀态和特征。
單字母符号用拉丁字母将各種電氣設備、裝置和元器件分為23類,每大類用 一個大寫字母表示。如用"V"表示半導體器件和電真空器件,用"K"表示繼電器、接觸器類等。
雙字母符号是由一個表示種類的字單母符号與另一個表示用途、功能、狀态和特征的字母組成,種類字母在前,功能名稱字母在後。如"T"表示變壓器類,則"TA"表示電流互感器,"TV"表示電壓互感器,"TM"表示電力變壓器等。
輔助文字符号基本上是英文詞語的縮寫,表示電氣設備、裝置和元件的功能、狀态和特征。例如,"起動"采用"START"的前兩位字母"ST"作為輔助文字符号,另外輔助文字符号也可單獨使用,如"N"表示交流電源的中性線,"OFF"表示斷開,"DC"表示直流等。
常見的線路敷設方式上表所示。更多常用的電氣工程圖例及文字符号可參見國家頒布的《電氣圖形符号标準》。
2. 針對一套電氣施工圖,一般應先按以下順序閱讀,然後再對某部分内容進行重點識讀
①看标題欄及圖紙目錄
了解工程名稱、項目内容、設計日期及圖紙内容、數量等。
②看設計說明
了解工程概況、設計依據等,了解圖紙中未能表達清楚的各有關事項。
③看設備材料表
了解工程中所使用的設備、材料的型号、規格和數量。
④看系統圖
了解系統基本組成,主要電氣設備、元件之間的連接關系以及它們的規格、型号、參數等,掌握該系統的組成概況。
⑤ 看平面布置圖
如照明平面圖、插座平面圖、防雷接地平面圖等。了解電氣設備的規格、型号、數量及線路的起始點、敷設部位、敷設方式和導線根數等。平面圖的閱讀可按照以下順序進行:電源進線--總配電箱幹線--支線--分配電箱--電氣設備。
⑥ 看控制原理圖
了解系統中電氣設備的電氣自動控制原理,以指導設備安裝調試工作。
⑦ 看安裝接線圖
了解電氣設備的布置與接線。
⑧ 看安裝大樣圖
了解電氣設備的具體安裝方法、安裝部件的具體尺寸等。
3. 抓住電氣施工圖要點進行識讀
在識圖時,應抓住要點進行識讀,如:
① 在明确負荷等級的基礎上,了解供電電源的來源、引入方式及路數;
② 了解電源的進戶方式是由室外低壓架空引入還是電纜直埋引入;
③ 明确各配電回路的相序、路徑、管線敷設部位、敷設方式以及導線的型号和根數;
④ 明确電氣設備、器件的平面安裝位置。
4. 結合土建施工圖進行閱讀
電氣施工與土建施工結合得非常緊密,施工中常常涉及各工種之間的配合問題。電氣施工平面圖隻反映了電氣設備的平面布置情況,結合土建施工圖的閱讀還可以了解電氣設備的立體布設情況。
5. 熟悉施工順序,便于閱讀電氣施工圖。如識讀配電系統圖、照明與插座平面圖時,就應首先了解室内配線的施工順序。
① 根據電氣施工圖确定設備安裝位置、導線敷設方式、敷設路徑及導線穿牆或樓闆的位置;
② 結合土建施工進行各種預埋件、線管、接線盒、保護管的預埋;
③ 裝設絕緣支持物、線夾等,敷設導線;
④ 安裝燈具、開關、插座及電氣設備;
⑤ 進行導線絕緣測試、檢查及通電試驗;
⑥ 工程驗收。
6. 識讀時,施工圖中各圖紙應協調配合閱讀
對于具體工程來說,為說明配電關系時需要有配電系統圖;為說明電氣設備、器件的具體安裝位置時需要有平面布置圖;為說明設備工作原理時需要有控制原理圖;為表示元件連接關系時需要有安裝接線圖;為說明設備、材料的特性、參數時需要有設備材料表等。這些圖紙各自的用途不同,但相互之間是有聯系并協調一緻的。在識讀時應根據需要,将各圖紙結合起來識讀,以達到對整個工程或分部項目全面了解的目的。
二、 建築電氣專業施工圖識讀
建築電氣施工圖一般由設計說明、平面圖、系統圖及安裝詳圖等組成。工程上的電氣施工圖按工程規模的大小、難易程度等的差異而有所不同,在建築物内一般用平面圖來表示。圖中用符号和線條表示出電路的路徑和電器的位置,上下樓層間的電路一般用向上或向下的專用符号來表示。再看電氣施工圖時,應有一個整體的概念,這樣才能掌握好工程進度、質量和組織施工,一面影響工程材料的計算和施工進度。
閱圖注意事項1. 接受圖紙必須按圖紙目錄清點數量是否齊全;
2. 圖紙内容變更手續是否齊全;
3. 圖紙審批手續是否齊全;
4. 設計引用規範是否有效;
5. 技術參數、标準、型号是否齊全正确;
6. 閱圖發現錯誤、疑問時應通過技術聯系單同甲方或設計單位确認。
上述注意事項可以在擴初設計或施工交底的會議上一并解決。
圖紙識讀1. 設計說明
對一個讀圖者來說,首先要看清楚圖紙的設計說明,了解施工方法及要求。圖紙和說明是電氣設計工程師表達設計意圖的兩種工程語言,在電氣施工中起指導作用。
設計說明主要标注圖中交代不清,不能表達或沒有必要用圖表示的要求、标準、規範、方法等,一般說明在電氣施工圖紙的第一張上,常與材料表繪制在一起。
在本教材所提供的某綜合樓建築的電氣專業施工圖當中,第一張圖紙就是設計說明。說明中通常指出本土施工中的如下一些問題:
(1)工程土建概況;
圖8.2 工程概況
(2)設計内容;
(3)供電情況;
(4)電力負荷級别及設計容量;
供電及電力負荷情況
5)線路敷設方法及要求;
線路敷設
安全保護措施(防雷、防火、接地或接零種類);
8)典型房間的電氣安裝要求等。
知識拓展:電力負荷分級及供電要求
在電力系統上的用電設備所消耗的功率稱為用電負荷或電力負荷。根據電力負荷對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響的程度,分為三級。
① 一級負荷
指中斷供電将造成人身傷亡者,造成重大政治影響和經濟損失,或造成公共場所秩序嚴重混亂的電力負荷,屬于一級負荷。如國家級的大會堂、國際候機廳、醫院手術室、省級以上體育場(館)等建築的電力負荷。對于某些特等建築,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、國家級大型體育中心,以及經常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等的一級負荷,為特别重要負荷。一級負荷應由兩個電源供電,一用一備,當一個電源發生故障時,另一個電源應不緻同時受到損壞。一級負荷中的特别重要負荷,除上述兩個電源外,還必須增設應急電源。為保證對特别重要負荷的供電,禁止将其他負荷接入應急供電系統。
常用的應急電源可有以下幾種:獨立于正常電源的發電機組、供電網絡中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路、蓄電池。
② 二級負荷
當中斷供電将造成較大政治影響、較大經濟損失或将造成公共場所秩序混亂的電力負荷,屬于二級負荷。如省部級的辦公樓、甲等電影院、市級體育場館、高層普通住宅、高層宿舍等建築的照明負荷。對于二級負荷,要求采用兩個電源供電,一用一備,兩個電源應做到當發生電力變壓器故障或線路常見故障時不緻中斷供電(或中斷供電後能迅速恢複)。在負荷較小或地區供電條件困難時,二級負荷可由一路6KV及以上的專用架空線供電。
③ 三級負荷
不屬于一級和二級負荷的一般電力負荷,均屬于三級負荷。三級負荷對供電電源無要求,一般為一路電源供電即可,但在可能的情況下,也應提高其供電的可靠性。
2. 設備材料表
一般工程中,電氣部分的設備表和材料表會統一作為一張表格出現,附在說明的旁邊。設備材料表是以表格形式列出工程所需的材料、設備名稱、規格、型号、數量、要求等。以某綜合樓電氣專業施工圖為例,其組成主要有:設備序号、設備圖例、設備名稱、設備型号(規格)、設備單位、設備數量以及備注(對設備主要用途和特殊要求的補充),如圖8.7所示。
① 圖例:圖例是用表格形式列出圖紙中使用的圖形符号或文字符号的含義,以使讀圖者讀懂圖紙。
除統一圖例外,專業圖例各有不同表示,讀圖時應注意圖例及說明,最好能夠記憶圖例所代表的設備,以便後期閱讀圖紙時,能夠更加快捷、高效,同時也利于後期閱讀圖紙時,能夠順利根據圖例查找到該設備的名稱及參數。
② 名稱:應采用國家本行業通用術語表示,一般都比較精準,不易混淆,閱讀時要注意每個字眼,一字之差就變為另外一種設備了。
③ 設備型号(規格):一般都标明了設備的主要參數,例如燈具的功耗,電線電纜的截面積,開關的大小等。
④ 備注(設備主要用途及特殊要求):标明該設備用在何處、作何用途,有些設備還必須增補文字來更加明确的指向其特殊要求。
3. 配電系統圖
(1)電氣主線圖
變(配)電所是聯系發電廠與用戶的中間環節,它起着變換與分配電能的作用。主要由變壓器、高壓開關櫃(斷路器)、低壓開關櫃(隔離開關、空氣開關、電流互感器、計量儀表)、母線等組成。
變(配)電所的主結線( 一次接線)是指由各種開關電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯電容器等電氣設備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設備選擇及确定配電裝置安裝方式的依據,也是運行人員進行各種倒閘操作和事故處理的重要依據。用圖形符号表示主要電氣設備在電路中連接的相互關系,稱為電氣主結線圖。電氣主結線圖通常以單線圖形式表示。
主結線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種,本節配合例圖隻介紹建築電氣中常見的單母線接線。
a. 單母線不分段主結線
這種接線的優點是線路簡單,使用設備少,造價低;缺點是供電的可靠性和靈活性差,母線故障檢修時将造成所有用戶停電。因此,它适應于容量較小、對供電可靠性要求不高的場合。
b. 單母線分段主結線
它在每一段接一個或兩個電源,在母線中間用隔離開關或斷路器來分段。引出的各支路分别接到各段母線上。這種接線的優點是供電可靠性較高,靈活性增強,可以分段檢修。缺點是線路相對複雜,當母線故障時,該段母線的用戶停電。采用斷路器連接分段的單母線,可适用于一、二級負荷。采用這種供電方式注意保證兩路電源不并聯運行。
下部分為上部分線路所對應的配電屏回路的參數表,如下圖8.11所示。
例圖中低壓配電系統選用GCS型抽屜式配電櫃,配電櫃内水平及垂直母線均為五線制,主進線斷路器具三段保護過流脫扣器。配電屏的進線和出線方式要根據擺放位置的實際情況來選定。配電屏要求設有專用接地銅母排。
知識拓展:防護等級、無功功率補償和電湧保護器
防護等級:IP防護等級是由兩個數字所組成,第一個數字表示防塵、防止外物侵入的等級;第二個數字表示防濕氣、防水侵入的密閉程度。數字越大,表示其防護等級越高。
無功功率補償:無功功率補償器的使用是為了提高供配電系統功率因數(COSφ)。提高功率因數(COSφ)主要有以下作用:
① 提高供電設備的利用率。在供電設備視在功率S一定的情況下,越大,該供電設備可以帶更多的有功負載(P=S*COSφ )。
② 提高輸電效率。當有功負載(P)一定時,因為(P=UI*COSφ),U不變化,COSφ越大,則I越小,I在線路中的損耗就越小。
③ 改善供電質量。I越小,線路中電壓損耗就越小,線路末端電壓就可以得到更好的保證。
④ 提高輸電安全性。I小,線路發熱降低,提高輸電線路的安全性。
電湧保護器:電湧保護器(Surge protection Device)是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置,過去常稱為"避雷器"或"過電壓保護器"英文簡寫為SPD。
電湧保護器的工作原理是把竄入電力線、信号傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓範圍内,或将強大的雷電流洩流入地,保護被保護的設備或系統不受沖擊而損壞!
電流互感器:電流互感器是裝入斷路器内,做電流、電能測量及繼電保護作用。
由變壓器、高壓開關櫃(斷路器)、低壓開關櫃(隔離開關、空氣開關、電流互感器、計量儀表)、母線等就構成了變(配)電所。
變(配)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。
(a)高壓配電室
高壓配電室内設置高壓開關櫃,櫃内設置斷路器、隔離開關、電壓互感器、母線等。高壓配電室的面積取決于高壓開關的數量和櫃的尺寸。高壓配電一般設有高壓進線櫃、計量櫃、電容補償櫃、饋線櫃等。高壓櫃前留有巡檢操作通道,應大于1.8m。櫃後及兩端應留有檢修通道,應大于1m。高壓配電室的高度應大于2.5m。高壓配電室的門應大于設備的寬度,應向外開。
(b)變壓器室
當采用油浸變壓器時,為使變壓器與高、低壓開關櫃等設備隔離應單獨設置變壓器室。變壓器室要求通風良好,進出風口面積應達到0.5~0.6m2。對于設在地下室内的變電所,可采用機械通風。變壓器室的面積取決于變壓器台數、體積,還要考慮周圍的維護通道。
10kV以下的高壓裸導線距地高度大于2.5m。而低壓裸導線要求距地高度大于2.2m。
(c)低壓配電室
低壓配電室應靠近變壓器室,低壓裸導線(銅母排)架空穿牆引入。低壓配電室有進線櫃、儀表櫃、配出櫃、低壓補償櫃(采用高壓電容補償的可不設)等。低壓配出回路多,低壓開關數量也多。低壓配電室的面積取決于低壓開關櫃數量,櫃前應留有巡檢通道(大于1.8m),櫃後維修通道(大于0.8m)。低壓開關櫃有單列布置和雙列布置(櫃數量較多時采用)等。
選用的圖例中,變(配)電所的平面布置如圖8.12所示。
圖8.12 變電所平面布置圖
變壓器外廓(防護外殼)與變壓器室牆壁和門的最小淨距(m)不得低于下表要求的數值。
表8.4 變壓器外廓(防護外殼)與變壓器室牆壁和門的最小淨距(m)
變壓器容量(kVA)項 目100~10001250~2500油浸變壓器外廓與後壁、側壁淨距0.60.8油浸變壓器外廓與門淨距0.81.0幹式變壓器帶有IP2X及以上防護等級金屬外殼與後壁、側壁淨距0.60.8幹式變壓器帶有IP2X及以上防護等級金屬外殼與門淨距0.81.0
注:表中各值不适用于制造廠的成套産品。
如果多台幹式變壓器布置在同一房間内時,變壓器防護外殼間的淨距不應小于表8.4與圖8.13-1和圖8.13-2的規定。
表8.4 變壓器防護外殼間的最小淨距(m)
注:①當變壓器外殼的門為不可拆卸式時,其B值應是門扇的寬度C加變壓器寬度b之和再加0.3m。
圖8.13-1 多台幹式變壓器之間A值
圖8.13-2 多台幹式變壓器之間B值
配電裝置室内各種通道的淨寬不應小于表8.5的規定。
表8.5 配電裝置室内各種通道的最小淨寬(m)
注:1 固定式開關櫃為靠牆布置時,櫃後與牆淨距應大于0.05m,側面與牆淨距應大于0.2m;
2 通道寬度在建設物的牆面遇有柱類局部突出時,突出部位的通道寬度可以減少0.2m。
當成排布置的配電屏長度大于6m時,屏後面的通道應設有兩個出口。當兩出口之間的距離大于15m時,應增加出口。
成排布置的配電屏,其屏前和屏後的通道淨寬不應小于表8.6的規定。
表8.6 配電屏前後的通道淨寬(m)
注:1. 當建築物牆面遇有柱類局部突出時,突出部位的通道寬度可減少0.2m;
2. 各種布置方式,屏端通道不應小于0.8m。
一般來講,變(配)電所位置選擇應考慮下列條件來綜合确定:
① 接近負荷中心,這樣可降低電能損耗,節約輸電線用量。
② 進出線方便。
③ 接近電源側。
④ 設備吊裝、運輸方便。
⑤ 不應設在有劇烈振動的場所。
⑥ 不宜設在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場所,如無法遠離時,不應設在污染源的下風側。
⑦ 不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方或貼鄰。
⑧ 變(配)電所為獨立建築物時,不宜設在地勢低窪和可能積水的場所。
⑨ 高層建築地下層變(配)電所的位置,宜選擇在通風、散熱條件較好的場所。
⑩ 變(配)電所位于高層(或其他地下建築)的地下室時,不宜設在最底層。當地下僅有一層時,應采取适當擡高該所地面等防水措施。并應避免洪水或積水從其他渠道淹漬變(配)電所的可能性。
變(配)電所的建設還應滿足以下條件:
① 變(配)電所應保持室内幹燥、嚴防雨水進入。
② 變(配)電所應考慮通風良好,使電氣設備正常工作。
③ 變(配)電所的高度應大于4m,應設置便于大型設備進出的大門和人員出入的門,且所有的門應向外開。
④ 變(配)電所的容量較大時,應單設值班室、設備維修室、設備庫房等。
(2)配電箱系統圖
配電箱系統圖是示意性地把整個工程的供電線路用單線連接形式準确、概括的電路圖,它不表示相互的空間位置關系。
以圖8.14為例,照明配電箱系統圖的主要内容包括:
①電源進戶線、各級照明配電箱和供電回路,表示其相互連接形式;
② 配電箱型号或編号,總照明配電箱及分照明配電箱所選用計量裝置、開關和熔斷器等器件的型号、規格;
③各供電回路的編号,導線型号、根數、截面和線管直徑,以及敷設導線長度等;
④照明器具等用電設備或供電回路的型号、名稱、計算容量和計算電流等。
圖8.14 照明配電箱系統圖
例圖中所選建築屬于高層建築,其低壓配電系統的确定應滿足計量、維護管理、供電安全及可靠性的要求。應将照明與電力負荷分成不同的配電系統;消防及其他消防用電設施的配電亦自成體系。因此,我們在教材提供的圖例中還可以看到其他動力設備及消防設備的配電系統圖。我們以圖8.15的屋頂層消防動力配電系統為例,主要對其與普通照明配電系統的不同之處加以說明。
圖8.15 屋頂層消防動力配電系統圖
首先,由于消防系統的負荷等級高于普通照明系統,所以要求采用兩個電源供電,一用一備,兩個電源應做到當發生電力變壓器故障或線路常見故障時不緻中斷供電(或中斷供電後能迅速恢複)。其次,開關處與消防進行了聯動,從圖上可以看到每個開關有兩路線控制,這是因為設有手動及自動兩種控制方式;手動控制為機旁按鈕,自動控制根據消防控制中心的火災信号自動啟停,泵的工作信号返回消防中心。
不同的廠家的開關表示方式不太一樣,一般都包括型号、額定電流和極數。常見的開關種類如圖8.16所示.
圖8.16 常見開關類型
線路的标注格式:a-b-c (d*e f*g)i-j h
其中:a--線纜編号
b--型号(不需要可以省略)
c--線纜根數
d--電纜線芯數
e--線芯截面(mm2)
f--PE(保護線)、N(中性線)線芯數
g--線芯截面(mm2)
h--線纜敷設安裝高度
i--線纜輻射方式
j--線纜輻射部位
上述字母無内容則可省略該部分。如圖中BV-2x2.5,MT16,WC(CC)表示線路是銅芯塑料絕緣導線,2根2.5 mm2,穿管徑為16mm的電線管暗敷設在牆内(暗敷設在屋面或頂闆内)。由系統圖中我們可以看出,一般配電箱的主進線都為電纜,而支線為電線。
電纜通常是由幾根或幾組導線(每組至少兩根)絞合而成的類似繩索的電纜,每組導線之間相互絕緣,并常圍繞着一根中心扭成,整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。電線電纜是指用于電力、通信及相關傳輸用途的材料。"電線"和"電纜"并沒有嚴格的界限。通常将芯數少、産品直徑小、結構簡單的産品稱為電線,沒有絕緣的稱為裸電線,其他的稱為電纜;導體截面積較大的(大于6平方毫米)稱為大電線,較小的(小于或等于6平方毫米)稱為小電線,絕緣電線又稱為布電線。電線電纜主要包括裸線、電磁線及電機電器用絕緣電線、電力電纜、通信電纜與光纜。
電線電纜的完整命名通常較為複雜,所以人們有時用一個簡單的名稱(通常是一個類别的名稱)結合型号規格來代替完整的名稱,如"低壓電纜"代表0.6/1kV級的所有塑料絕緣類電力電纜,建築電氣中用到的電纜大多為低壓電纜。電線電纜的型譜較為完善,可以說,隻要寫出電線電纜的标準型号規格,就能明确具體的産品。
電線電纜産品的名稱中包括一般包括:産品應用場合或大小類名稱,産品結構材料或型式;産品的重要特征或附加特征。有時為了強調重要或附加特征,将特征寫到前面或相應的結構描述前。
配電箱的計算容量是所有負荷回路的容量的總和,即所有三相回路的容量與最大單相負荷容量的三倍之和。計算電流由計算容量得到。
知識拓展:避雷器
避雷器的作用是用來保護電力系統中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫态過電壓沖擊而損壞的一個電器。避雷器能釋放雷電或兼能釋放電力系統操作過電壓能量,保護電工設備免受瞬時過電壓危害,又能截斷續流,不緻引起系統接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導線與地之間,與被保護設備并聯。當過電壓值達到規定的動作電壓時,避雷器立即動作,流過電荷,限制過電壓幅值,保護設備絕緣;電壓值正常後,避雷器又迅速恢複原狀,以保證系統正常供電。
避雷器有管式和閥式兩大類。閥式避雷器分為碳化矽避雷器和金屬氧化物避雷器(又稱氧化鋅避雷器)。管式避雷器主要用于變電所、發電廠的進線保護和線路絕緣弱點的保護。碳化矽避雷器廣泛應用于交、直流系統,保護發電、變電設備的絕緣。氧化鋅避雷器由于保護性能優于碳化矽避雷器,正在逐步取代後者,廣泛應用于交、直流系統,保護發電、變電設備的絕緣,尤其适用于中性點有效接地的 110千伏及以上電網。圖例中選用的就是氧化鋅避雷器。
4. 平面圖
在建築電氣施工圖中,平面圖通常是将建築物的地理位置和主體結構進行宏觀描述,将牆體、門窗、梁柱等淡化,而電氣線路突出重點描述。其他管線,如水暖、煤氣等線路則不出現在電氣施工圖上。
電氣平面圖是表示假想經建築物門、窗沿水平方向将建築物切開,移去上面部分,從上面向下面看,所看到的建築物平面形狀、大小,牆柱的位置、厚度,門窗的類型以及建築物内配電設備、照明設備等平面布置、線路走向等情況。根據平面圖表示的内容,識讀平面圖要沿着電源、引入線、配電箱、引出線、用電器這樣一個"線"來讀。在識讀過程中,要注意了解電源進戶裝置、照明配電箱、燈具、插座、開關等電氣設備的數量、型号規格、安裝位置、安裝高度,表示照明線路的敷設位置、敷設方式、敷設路徑、導線的型号規格等。
閱讀時按下列順序進行:
① 看建築物概況,樓層、每層房間數目、牆體厚度、門窗位置、承重梁柱的平面結構。
② 看各支路用電器的種類、功率及布置
圖中燈具标注的--般内容有:燈具數量;燈具類型;每盞燈的燈泡數;每個燈泡的功率及燈泡的安裝高度等。
③ 看導線的根數和走向
各條線路導線的根數和走向,是電氣平面圖主要表現的内容。比較好的閱讀方法是:
首先了解各用電器的控制接線方式,然後再按配線回路情況将建築物分成若幹單元,按"電源一導線一照明及其它電氣設備"的順序将回路連通。
④ 看電氣設備的安裝位置
由定位軸線和圖上标注的有關尺寸可直接确定用電設備、線路管線的安裝位置,并可計算管線長度。
(1)照明平面圖
以某綜合樓二層照明平面圖為例,見附圖二層照明平面圖。
根據設計說明中的要求,圖中管線均采用電線管沿牆或樓闆内敷設,管徑為16mm,導線采用塑料絕緣銅導線,截面積為2.5mm2,管内導線的根數按圖中标注,在黑實線(表示管線)上沒有标注的表示敷設兩根導線,在黑實線上的短斜線上标注的數字則表示導線根數,如有斜線上标注"4"即為四根導線。在圖中辦公室裡,開關到燈具間的導線即為四根(如下圖所示),以此類推。
大廳、中廳上空和邊廳上空的電源是由大廳照明配電箱2AL引入的,分為WL1、WL2、WL3、WL4、WL5、WL6六個照明回路;左側區域的電源是從走道靠左側樓梯間的電井中的照明配電箱2AL-1引入的,分為WL1、WL2照明回路和2WE1、2WE2應急照明回路;右側辦公區域的電源是從消防前室的照明配電箱引來的,隻有WL1一個照明回路;右側公共區域的應急照明電源是從一樓1AT-1箱引來的,共1AT-1,2WE1和1AT-1,2WE2兩回路。在配電箱内一般由自動開關控制,不經過漏電保護器。所有進門處安裝開關,安裝高度為1.4米,距離門框150mm~200mm。
圖8.17 照明平面圖(一)
在進行照明設計時,應根據視覺要求、作業性質和環境條件,通過對光源、燈具的選擇和配置,使工作區或空間具備合理的照度、顯色性和适宜的亮度分布及舒适的視覺環境。燈具的選擇是根據具體房間和區域的功能而定的,在确定照明方案時,應考慮不同類型建築隊照明的特殊要求,并處理好電氣照明與天然采光的關系。室内一般照明采用同一種類型的光源,當有裝飾性或功能性要求時,亦可采用不同種類的光源。圖中辦公室采用直管熒光燈,公共走道、走廊、樓梯間設人工照明,此建築為高層建築,所以還設置了自帶電源的應急照明燈、疏散指示燈和安全出口指示燈(如圖8.18所示)。疏散指示燈為嵌入式安裝,底邊距地0.3米,安全出口指示燈為杆吊式安裝,底邊距地3.0m,熒光燈為吸頂式安裝。
照明燈具的标注格式:
其中:---燈數
b--型号或編号(無則省略)
c--每盞照明燈具的燈泡數
d--燈泡安裝容量
e--燈泡安裝高度(m),"-"表示吸頂安裝
f--安裝方式
L--光源種類
例如:表示5盞BYS80型燈具,燈管為二根40W熒光燈管,燈具鍊吊安裝,安裝高度為3.5m。在同一房間内的多盞相同型号、相同安裝方式和相同安裝高度的燈具,可以标注一處。
常見的燈具安裝方式如表8.7所示。
表8.7 燈具安裝方式的标注
常見光源的種類及代号如表8.8所示.
表8.8 燈具安裝方式的标注
知識拓展:照明系統容易忽視的問題
三相照明線路各相負荷的分配宜保持平衡,最大相負荷電流不宜超過三相負荷平均值的115%,最小相負荷電流不宜小于三相負荷平均值的85%。
照明系統中的每一單相分支回路電流不宜超過16A,光源數量不宜超過25個;大型建築組合燈具每一單相回路電流不宜超過25A,光源數量不宜超過60個(當采用LED光源時除外)。
(2)插座平面圖
以某綜合樓二層插座平面圖為例,見附圖二層插座平面圖。
根據設計說明中的要求,圖中管線均采用電線管沿牆或地闆内敷設,管徑為20mm,導線采用3根塑料絕緣銅導線,截面積為4mm2。
中間和左側的插座電源是由走道靠左側樓梯間的電井中的照明配電箱2AL-1引入的,分為WP1、WP2、WP3、WP4、WP5五個回路;右側區域的插座電源是從消防前室的照明配電箱引來的,分為WP1、WP2兩個回路。插座回路在配電箱内一般由漏電開關控制。附圖中所有插座均為單相二、三極插座,安裝高度為插座底邊距地0.3米。插座的數量一般按建築的開間或根據辦公室的基本單元進行布置,一個房間内的插座宜由同一回路配電,如下圖所示。
圖8.19 插座平面圖
知識拓展:配置插座時易忽視的問題
當插座為單獨回路時,每一回路插座數量不宜超過10個(組);用于計算機電源的插座數量不宜超過5個(組),并應采用A型剩餘電流動作保護裝置。
(3)動力平面圖
以某綜合樓二層空調配電平面圖為例,見附圖二層空調配電平面圖。
動力系統的電氣施工方式,有明敷設和暗敷設兩種。一般随土建同步施工的電氣安裝均為暗敷設,隻有對原建築物内電氣線路進行更新改造時,才有可能采用明敷設。附圖為暗敷設的空調配電平面圖。
本層樓共有3個配電箱,2AL,2AL-1和2AL-2,暗裝于牆上,底邊距地高度為1.4米。2AL的電源由低壓配電屏用3根25mm2和2根15mm2的電力電纜穿50mm2焊接鋼管引來,而2AL-1和2AL-2的電源由2AL的三相回路分别用5根10mm2的電力電纜穿40mm2焊接鋼管和5根6mm2的電力電纜穿32mm2焊接鋼管引來。
此大樓安裝的為中央空調,根據風機盤管電源單三相的不同情況,管徑大小和導線根數會不同。圖中單相空調管線均采用電線管沿吊頂内敷設,管徑為20mm,導線采用3根塑料絕緣銅導線,截面積為4mm2;三相空調管線也采用電線管沿吊頂内敷設,但管徑為32mm,導線采用5根塑料絕緣銅導線,截面積為6mm2。
電源是由走道靠左側樓梯間的電井中的照明配電箱2AL引入的,分為F1、F2、F3、F4、F5五個回路,其中F1、F2、F4為單相回路,F3、F5為三相回路。
注意:所有電氣平面圖中所有箱體及回路的編号,應與系統圖中的箱體及回路的編号一一對應。
5. 防雷接地圖
防雷接地是為了瀉掉雷電電流,而對建築物、電氣設備和設施采取的保護措施。對建築物、電氣設備和設施的安全使用是十分必要的。建築物的防雷接地系列,一般分為避雷針和避雷線兩種方式。電力系統的接地一般與防雷接地系統分别進行安裝和使用,以免造成雷電對電氣設備的損害。對于高層建築,除屋頂防雷外,還有防側雷擊的避雷帶以及接地裝置等,通常是将樓頂的避雷針、避雷線與建築物的主鋼筋焊接為一體,再與地面上的接地體相連接,構成建築物的防雷裝置,即自然接地體與人工接地體相結合,以達到最好的防雷效果。
(1)防雷的基本原理
雷電是自然界中的一種放電現象。大氣中飽和水蒸氣由于氣候的變化,發生上升和下降的對流,在對流過程中由于強烈的摩擦和碰撞,大量的水滴聚集成帶有不同電荷的雷雲,大地就會感應出與雷雲極性相反的電荷。當帶電雲塊對地電場強度達到25~30kVcm時,周圍的空氣會被擊穿,雷雲對大地發生擊穿放電,這就是平時我們看到的閃電,放電時間一般為30~50µs。因為壁壘設備上的避雷針等處于地面上建築物的最高處,所以比較容易使雷電經避雷針和與之連接的引下線将雷電電流瀉到大地中去,從而使被保護的建築物等免受直接雷擊。
① 避雷針
避雷針是用來防護電氣設備和較高建築物使其避免遭受直接雷擊的裝置,避雷針實際上是起引雷(接閃器)作用。因為避雷針的高度超過被保護的建築物,所以在雷雲籠罩下,它的尖端有較大的電能場,能首先将空氣中的雷電電流引向尖端而洩入大地,從而避免了該處的雷雲向被保護物體放電。
避雷針一般使用鍍鋅圓鋼或使用鍍鋅鋼管加工制成。圓鋼的直徑一般不小于8mm,鋼管的直徑一般不小于25mm。它通常安裝在電杆或構架、煙囪、建築物上,下端經引下線與接地裝置焊接。避雷針的長度一般不大于5m。
避雷針引下線的安裝一般采用圓鋼或扁鋼,其規格要求為圓鋼直徑不小于8mm,扁鋼厚度為4mm、截面積不小于48mm2。
安裝在煙囪上的避雷針引下線其規格要求為圓鋼直徑不小于12mm,扁鋼厚度為4mm、截面積不小于100mm2。
所有避雷針引下線均要鍍鋅或塗漆,在腐蝕性較強的場所,還應加大截面積或采取其他防腐措施。
避雷針引下線的固定支持點間隔不得大于1.5~2m,引下線的敷設應保持一定的松緊度。從接口到接地體,引下線的敷設越短越好。距離地面2m以内的引下線,應有良好的保護覆蓋物,可穿塑料管進行保護,避免人員觸及。
避雷針的引下線應安裝在人不易碰到的隐蔽處,以免受到機械損壞或接觸電壓對人員造成傷害。牆壁較厚的建築物可将引下線抹在牆壁裡,也可以放在伸縮縫中。但圓鋼規格直徑應大于12mm,若采用扁鋼,其截面積應大于100mm2。
為了便于檢查和搖測避雷針設施的導電情況及接地電阻,應在引下線距地面2m處留有斷口。暗裝引下線也應在相應的地方做斷接卡子接線盒,斷接卡子必須鍍鋅,卡接螺栓直徑應大于8mm,使用時應配有平墊和彈簧墊。
在現代建築施工中,常利用建築物的金屬鋼筋作為避雷引下線,實踐證明,這種方法有很多優點。因為雷電電流流入鋼筋後将與通過梁、樓闆等鋼筋網連接,盡管大多數為綁紮,卻也基本連接成網,雷電流能分散到各部分,成為一個良好的散流網,有利于使整座建築物處于等電位狀态,避免建築物各部分之間的反擊,這樣就增加了安全系數。使用主鋼筋作為引下線,人們往往擔心雷電電流通過鋼筋是否會使鋼筋過熱而影響鋼筋的強度,實際上當雷電電流流入鋼筋網後,很快便會分散,各部分流過的電流并不是很大的(尤其是多柱的大樓),至于與接閃器連接處的柱子的主鋼筋,由于通過綁紮或焊接(施工中已經考慮到其應用)達到多條鋼筋并聯,所以也不至因溫度升高而影響鋼筋的強度。這種做法成本低、可靠性好,所以得到了廣泛的應用。
② 避雷線
避雷線用途有兩種,一種用于架空電力線路,以保護電力線路防止遭受雷電侵害,确保架空電力線路的正常運行;另一種用于高層建築物的防雷,即在建築物的最高處,沿屋頂邊,用直徑不小于8mm的鍍鋅鋼筋敷設,鋼筋距離建築物的垂直距離不小于100mm,以防建築物遭受雷擊。
(2)防雷接地平面圖
建築物的防雷接地平面圖通常表示出該建築防雷接地系統的構成情況及安裝要求,一般由屋頂防雷平面圖、基礎接地平面圖等組成。
①屋頂防雷平面圖見附圖防雷平面圖。
該圖例利用熱鍍鋅圓鋼Ф12作避雷帶,水平敷設時,支架間距為1.0米,轉彎處為0.5米。垂直敷設時,支架間距為1.5米,支架為12mm×4mm扁鋼,L=150mm。不在同一平面的避雷帶應該做好垂直連接,引下線距地1.8米處設斷接卡,一共設兩處,供遙測使用。屋頂的金屬構件通過Ф10的熱鍍鋅圓鋼與避雷帶就近焊接連通;避雷帶在各連接點與主筋引下線通長焊接,每個柱筋在深處箍筋與每根主筋通長焊接。建築物外牆金屬構件應與建築物接閃器、引下線連接為一個等電位體。
② 基礎接地平面圖見附圖接地平面圖。
該建築按二類防雷建築考慮,接地體利用建築物基礎部分混凝土内兩根主鋼筋和建築物四周按網格尺寸不大于10m×10m敷設的環形接地體相互焊接為一體,網格交叉點及鋼筋自身鍊接均應焊牢靠。防雷裝置引下線利用大樓結構外側主鋼筋(不少于兩根),鋼筋自身上下連接點采用搭接焊,且其上端應與房頂避雷裝置,下端應與地網,中間應與各均壓帶焊接,大樓的總電阻應不大于1歐姆。
此工程采用聯合接地,如圖8.20所示。聯合接地是将設備的工作接地、保護接地以及建築物防雷接地共同合用一組接地體的接地方式,由接地體、接地引入線、接地彙集線和接地極四部分組成。在負一樓低壓配電室設接地總彙集排(MEB)一處,防止無關人員觸動,各層接地分彙集排設在電纜井内,各層彙集排之間用40×4的熱鍍鋅扁鋼連接。到接地分彙集排的水平接地分彙集線用VV-1X35mm2連接,到金屬管道和設備金屬外殼的水平分彙集線用BV-1X25mm2連接。接地極按每隔5m打L50×50×2500的熱鍍鋅角鋼,埋深0.8m。
知識拓展:民用建築物的防雷等級
① 一類防雷建築物
具有特别重要用途的建築物;
國家級文物保護的建築物及構築物;
超高層建築物,如40層及以上的住宅建築、高度超過100m的其它建築。
② 二類防雷建築物
重要的或人員密集的大型建築;
省級文物保護的建築物及構築物;
19層及以上的住宅建築和高度超過50m的其它建築;
省級及以上的大型計算中心和裝有重要電子設備的建築物。
③ 三類防雷建築物
10至18層的普通住宅;
高度不超過50 m的教學樓、普通旅館、辦公樓、圖書館等建築。
均壓帶
圍繞建築物形成一個回路的導體,他與建築物雷電引導體間相互連接,并且使雷電流在各引下導體間分布比較均勻。
通過閱讀建築電氣工程圖,可以了解建築電氣工程所采用設備和材料的型号、規格、安裝敷設方法、各裝置之間的連接方式等情況,在閱讀的同時還應結合相關的數據手冊、工藝标準以及施工規範,從而對該建築物的電氣系統有一個全面的了解和掌握。
1. 電氣施工圖的特點
建築電氣工程圖大多是采用統一的圖形符号并加注文字符号繪制而成的;電氣線路都必須構成閉合回路;線路中的各種設備、元件都是通過導線連接成為一個整體的;建築電氣工程圖對于設備的安裝方法、質量要求以及使用維修方面的技術要求等往往不能完全反映出來,所以要參照相關圖集和規範。
2. 電氣施工圖的組成
建築電氣施工由:圖紙目錄與設計說明;主要材料設備表;系統圖;平面布置圖;控制原理圖;安裝接線圖;安裝大樣圖(詳圖)組成。
3. 電氣施工圖的閱讀方法
熟悉電氣圖例符号,弄清圖例、符号所代表的内容;針對一套電氣施工圖,一般應先按以下順序閱讀,然後再對某部分内容進行重點識讀;抓住電氣施工圖要點進行識讀;結合土建施工圖進行閱讀;熟悉施工順序,便于閱讀電氣施工圖。如識讀配電系統圖、照明與插座平面圖時,就應首先了解室内配線的施工順序;識讀時,施工圖中各圖紙應協調配合閱讀。
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