時(shí)間:2023-03-28 15:08:09
導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇電氣設(shè)計(jì)論文,它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1.家庭電氣設(shè)計(jì)原則
家庭電氣設(shè)計(jì)是在裝潢設(shè)計(jì)(這里是指家具、電器設(shè)備的布局以及房頂?shù)脑O(shè)計(jì))完成后再進(jìn)行的。由于每個(gè)家庭的裝潢設(shè)計(jì)各有千秋,家用電器的配置也不盡相同,因此,這里只能談一些電氣設(shè)計(jì)原則供讀者參考。
(1)照明、插座回路分開(kāi)把照明與插座回路分開(kāi)的好處是:如果插座回路的電氣設(shè)備發(fā)生故障,僅此回路的電源中斷,不會(huì)影響照明回路的工作,從而便于對(duì)故障回路進(jìn)行檢修;反之,若照明回路出現(xiàn)短路故障,此時(shí)就可利用插座回路的電源,接上臺(tái)燈,進(jìn)行檢修。
(2)照明應(yīng)分成幾個(gè)回路這樣,一旦某一回路的照明燈出現(xiàn)短路故障,也不會(huì)影響到其它回路的照明,就不會(huì)使整個(gè)家庭處于黑暗中。
(3)對(duì)空調(diào)、電熱水器等大容量電器設(shè)備,宜一個(gè)設(shè)備設(shè)置一個(gè)回路如果合用一個(gè)回路,當(dāng)它們同時(shí)使用時(shí),導(dǎo)線(xiàn)易發(fā)熱,即使不超過(guò)導(dǎo)線(xiàn)允許的工作溫度,也會(huì)降低導(dǎo)線(xiàn)絕緣的壽命。此外,加大導(dǎo)線(xiàn)的截面可大大降低電能在導(dǎo)線(xiàn)上的損耗。
(4)插座及浴室燈具回路必須采取接地保護(hù)措施浴室插座除采用隔離變壓器供電(如電須刀插座)可以不要接地外,其它插座則必須用三極插座。浴室燈具的金屬外殼必須接地。
(5)接地措施
①不能用自來(lái)水管作為接地線(xiàn)。新建住宅樓都配置了可靠的接地線(xiàn),而老式住宅往往無(wú)接地線(xiàn),不少老式住宅用戶(hù)就以自來(lái)水管作為接地線(xiàn)。這是不正確的做法。曾有因觸及帶電的自來(lái)水龍頭而電擊身亡的事故報(bào)道。
②浴室如采用等電位聯(lián)結(jié)則更安全。浴室是潮濕環(huán)境,人即使觸及50V以下的安全電壓,也有遭電擊的可能。所謂等電位聯(lián)結(jié),就是把浴室內(nèi)所有金屬物體(包括金屬毛巾架、鑄鐵浴缸、自來(lái)水管等)用接地線(xiàn)連成一體,且可靠接地。
③接地制式應(yīng)和電源系統(tǒng)相符。電氣設(shè)計(jì)前,必須先了解用戶(hù)電源來(lái)自何處,以及該電源的接地制式。接地保護(hù)措施應(yīng)與電源系統(tǒng)一致。
④每個(gè)回路應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的接地線(xiàn)。有些人認(rèn)為:接地線(xiàn)中的電流很小,幾個(gè)回路合用一根接地線(xiàn)可節(jié)約裝潢費(fèi)用。這是錯(cuò)誤的。因?yàn)樵谡9ぷ鲿r(shí),接地線(xiàn)中的電流的確很小,但在發(fā)生短路故障時(shí),接地線(xiàn)中流過(guò)的電流大大超過(guò)相線(xiàn)正常工作時(shí)的電流。其次,從可靠性角度考慮,——個(gè)回路一根接地線(xiàn)更可靠。
⑤有了漏電保護(hù),也應(yīng)有接地保護(hù)。任何一種電氣產(chǎn)品,都有出現(xiàn)故障的可能,漏電開(kāi)關(guān)也有出現(xiàn)故障的可能。有了接地保護(hù),當(dāng)漏電開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障時(shí),接地保護(hù)仍能起到保護(hù)作用。但漏電開(kāi)關(guān)的輸出中性線(xiàn)不準(zhǔn)碰地,否則,漏電開(kāi)關(guān)無(wú)法合閘。
⑧有了良好的接地裝置,每戶(hù)仍應(yīng)配置漏電開(kāi)關(guān)。當(dāng)發(fā)生電氣設(shè)備外殼帶電時(shí),接地裝置的接地電阻再小,在故障未解除前,設(shè)備外殼對(duì)地電位是存在的,有電擊可能。若采用漏電開(kāi)關(guān),只要漏電電流大于30mA,在0.1s時(shí)間內(nèi)就可使電源斷開(kāi)。插座所接的電氣設(shè)備,人體隨時(shí)有接觸的可能,因此,插座要有漏電保護(hù)。掛壁式空調(diào)因人手難以碰到,故可不帶漏電保護(hù)。
(6)每戶(hù)用電容量要和設(shè)計(jì)能力相符,不要盲目裝接大功率電氣設(shè)備為此,每戶(hù)居民在電氣裝潢前,應(yīng)初步估計(jì)室內(nèi)負(fù)荷總?cè)萘?,避免超過(guò)該戶(hù)的設(shè)計(jì)負(fù)荷。具體數(shù)字可向當(dāng)?shù)匚飿I(yè)管理部門(mén)咨詢(xún)。
(7)電氣安全設(shè)計(jì)是重點(diǎn)每個(gè)家庭中的家用電氣設(shè)備總有好幾件,天天要接觸。家中既有不醫(yī)事的小孩,也有略懂電氣知識(shí)而不懂電氣安全知識(shí)的大人,會(huì)玩弄電氣設(shè)備,為了確保用電安全,電氣安全設(shè)計(jì)必須作為重點(diǎn)。對(duì)小孩能觸及的插座,應(yīng)選擇帶保護(hù)板的插座,避免小孩把金屬物體塞進(jìn)插座內(nèi)造成電擊。
(8)不要選用“三無(wú)”產(chǎn)品因使用劣質(zhì)的電加熱器淋浴而發(fā)生電擊死亡的事故,報(bào)紙刊載已有多起。因此,家庭裝潢中不要選用“三無(wú)”產(chǎn)品,尤其是插座,“三無(wú)”產(chǎn)品充斥市場(chǎng),應(yīng)注意鑒別。不要盲目追求進(jìn)口貨,建議購(gòu)買(mǎi)國(guó)產(chǎn)的名牌貨。
2.家庭電氣裝潢設(shè)計(jì)中常用的圖形符號(hào)和文字代號(hào)
(1)建筑平面圖例
(2)常用電氣圖形符號(hào)見(jiàn)附表。
(3)線(xiàn)路與燈具安裝方式代號(hào)
⑦線(xiàn)路敷設(shè)方式代號(hào)
PVC——用阻燃塑料管敷設(shè)
DGL——用電工鋼管敷設(shè)
VXG——用塑制線(xiàn)槽敷設(shè)
GXG——用金屬線(xiàn)槽敷設(shè)
KRG——用可撓型塑制管敷設(shè)
⑦線(xiàn)路明敷部位代號(hào)
LM—沿屋架或屋架下弦敷設(shè)
ZM——沿柱敷設(shè)
QM——沿墻敷設(shè)
PL——沿天棚敷設(shè)
③線(xiàn)路暗敷部位代號(hào)
LA——暗設(shè)在梁內(nèi)
ZA—暗設(shè)在柱內(nèi)
QA—暗設(shè)在墻內(nèi)
PA——暗設(shè)在屋面內(nèi)或頂棚內(nèi)
DA——暗設(shè)在地面或地板內(nèi)
PNA—暗設(shè)在不能進(jìn)入的吊頂內(nèi)
④照明燈具安裝方式代號(hào)
D——吸頂式
L——鏈吊式
G———管吊式
B——壁裝式
R———嵌入式
BR———墻壁內(nèi)安裝
(4)設(shè)備標(biāo)注方法’
⑦配電線(xiàn)路的標(biāo)注方法
a——b(c×d)e——f其中:a--回路編號(hào)
b--導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)
c--導(dǎo)線(xiàn)根數(shù)
d--導(dǎo)線(xiàn)截面
e--敷設(shè)方式及穿管管徑
f--敷設(shè)部位
表示2根導(dǎo)線(xiàn)
表示3根導(dǎo)線(xiàn)
表示n根導(dǎo)線(xiàn)
⑦照明燈具標(biāo)注方法
燈具吸頂安裝標(biāo)注方法:
其中:a--燈數(shù)
b--型號(hào)或編號(hào)
c--每盞照明燈具的燈泡個(gè)數(shù)
d--燈泡容量,W
電氣設(shè)備的選擇與布置
1995年以前的中小型水電站,由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平和建設(shè)資金的限制,電氣設(shè)備存在性能較差、安全性不符合現(xiàn)要求、維護(hù)工作量大以及備品備件難以購(gòu)買(mǎi)等問(wèn)題。例如,低壓開(kāi)關(guān)柜多為GGD型或更老的BSL型等,開(kāi)關(guān)和保護(hù)設(shè)備為DW系列或DZ10系列,而更多的是采用熔斷器保護(hù);10kV設(shè)備采用GG-1A開(kāi)關(guān)柜配SN10少油斷路器,或早期的真空斷路器;35kV設(shè)備采用DW6、DW8等系列的多油斷路器,或GBC戶(hù)內(nèi)型高壓開(kāi)關(guān)柜;110kV設(shè)備采用SW3、SW6及SW7少油型斷路器;變壓器采用SLJ1或SF7型等。這些設(shè)備是目前國(guó)家已明令禁止使用的產(chǎn)品,開(kāi)斷電流小,損耗大,不環(huán)保,由于諸多原因長(zhǎng)期帶病運(yùn)行,嚴(yán)重影響電站和電網(wǎng)的安全,因此對(duì)這些電氣設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代是十分必要的。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、維護(hù)簡(jiǎn)單方便和經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行,并應(yīng)適應(yīng)農(nóng)村水電站的特點(diǎn)。對(duì)電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)增效擴(kuò)容后的參數(shù)和短路電流計(jì)算結(jié)果來(lái)選取,而不應(yīng)延用舊設(shè)備的參數(shù)來(lái)確定新設(shè)備的參數(shù),這樣可保證更換的電氣設(shè)備能適應(yīng)目前和將來(lái)系統(tǒng)發(fā)展的要求。由于設(shè)備基礎(chǔ)、支架、房間的尺寸和開(kāi)關(guān)站的位置均保持不變,因此在選擇電氣設(shè)備型式時(shí)還應(yīng)考慮這些因素,盡可能多地利用已有基礎(chǔ)或僅做小改動(dòng)。
接地系統(tǒng)的檢查與修復(fù)
工程設(shè)計(jì)是基本建設(shè)的龍頭,設(shè)計(jì)文件是工程建設(shè)的主要依據(jù),設(shè)計(jì)質(zhì)量是決定工程質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)。我國(guó)工程質(zhì)量事故統(tǒng)計(jì)資料顯示,由設(shè)計(jì)原因?qū)е碌墓こ藤|(zhì)量事故占40.1%;工程施工原因引起的占29.3%;其它原因(如設(shè)備材料質(zhì)量問(wèn)題等)引起的占30.6%??梢?jiàn)對(duì)工程質(zhì)量實(shí)施三控的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)質(zhì)量控制。電氣工程也不例外。合格的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足七個(gè)質(zhì)量特性規(guī)定的要求,即功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可信性、可實(shí)施性、適應(yīng)性及時(shí)間性。設(shè)計(jì)單位本應(yīng)將通過(guò)了設(shè)計(jì)評(píng)審的合格的設(shè)計(jì)文件交付施工。而實(shí)際上不少交付施工的設(shè)計(jì)文件都存在缺少或偏離質(zhì)量特性要求的缺陷。對(duì)電氣工程質(zhì)量造成影響的設(shè)計(jì)問(wèn)題又主要表現(xiàn)在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實(shí)施性的缺失或偏離。
1高層建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題
1.1高層建筑由于照明及空調(diào)負(fù)荷多,電梯等運(yùn)輸設(shè)備多,給排水設(shè)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(dòng)力基本上不共用干線(xiàn)。動(dòng)力負(fù)荷多采用放射式供電,照明負(fù)荷則多采用母線(xiàn)槽配電,與動(dòng)力分開(kāi)。
1.3由于在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用大柱距,形成大空間,使墻面安裝的設(shè)備增多,必然使地面管道增多。
1.4由于建筑構(gòu)件的預(yù)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(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的吊頂。
1.5電氣設(shè)備的管線(xiàn)應(yīng)采取防火措施。
1.6空調(diào)設(shè)備等主要用電設(shè)備分散,多數(shù)要求集中管理,即要求采用電腦管理和監(jiān)控系統(tǒng)。
1.7采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設(shè)備的防震;管線(xiàn)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?yàn)楦邔咏ㄖ叨雀撸w量大,人員密集,設(shè)備多,裝飾豪華,建筑本身火災(zāi)隱患多,故對(duì)消防要求很高。
1.9節(jié)省能源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重大政策,節(jié)約用電又是節(jié)省能源工作中的一個(gè)重要方面,它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和人們的日常生活。在高層建筑的電氣設(shè)計(jì)中,要把電能消耗指標(biāo)作為全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的重要組成部分。節(jié)電的設(shè)計(jì)方案,應(yīng)根據(jù)技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)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(dòng)機(jī)和照明光源、無(wú)功功率補(bǔ)償裝置和設(shè)備監(jiān)控電腦系統(tǒng)等措施,減少電能損耗,節(jié)約用電。采用壁燈時(shí)需將容量提高一級(jí)或增加盞數(shù)。
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?;旌险彰髦幸话阏彰鞯恼斩葢?yīng)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(guò)低的一般照明和過(guò)高的局部照明所形成的照度對(duì)比度過(guò)大,亮度分布不適當(dāng)而產(chǎn)生不應(yīng)有的眩光。
2.2事故照明
當(dāng)工作照明因故障全部熄滅后,供暫時(shí)繼續(xù)工作或供人員疏散用的照明稱(chēng)為事故照明.
2.2.1應(yīng)設(shè)置事故照明場(chǎng)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(zāi)等嚴(yán)重危險(xiǎn)的廠(chǎng)房或場(chǎng)所;
b.在無(wú)照明的情況下,由于設(shè)備繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或人員的通行,將造成設(shè)備、人身事故的場(chǎng)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(mén)等處。
2.2.2事故照明應(yīng)采用能瞬時(shí)點(diǎn)燃的照明光源,一般采用白熾燈或鹵鎢燈。當(dāng)事故照明作為工作照明的一部分而經(jīng)常點(diǎn)燃時(shí),又在發(fā)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(yīng)布置在可能引起事故的設(shè)備、材料周?chē)椭饕ǖ?、危險(xiǎn)地段、出入口等處,還應(yīng)在事故照明燈具上明顯位置涂以紅色標(biāo)記,以資區(qū)別。疏散指示標(biāo)志可設(shè)在疏散走道距地面高度1m以?xún)?nèi)的墻面上,以及樓梯口和太平門(mén)的頂部,并要安裝在非燃燒結(jié)構(gòu)或裝修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暫時(shí)繼續(xù)工作的事故照明其工作面上的照度不應(yīng)低于工作照明總照度的10%。但標(biāo)準(zhǔn)較高的賓館等建筑,其事故照明所占工作照明的比例應(yīng)當(dāng)為:出口指示燈為100%;樓梯照明為50%;公共場(chǎng)所照明為20%;客房走道照明為50%;一般走道照明為20%;總服務(wù)臺(tái)、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(yīng)低于0.51x。
2.3警衛(wèi)值班照明
在重要的車(chē)間和場(chǎng)所或有重要關(guān)鍵設(shè)備的廠(chǎng)房、重要的倉(cāng)庫(kù)等處設(shè)置作為值班時(shí)一般觀(guān)察用的照明稱(chēng)為值班照明。值班照明宜利用工作照明中能單獨(dú)控制的一部分,或者利用事故照明中的一部分或全部。
警衛(wèi)照明是用于警衛(wèi)地區(qū)周界附近的照明。是否設(shè)置警衛(wèi)照明,應(yīng)根據(jù)單位的重要性和當(dāng)?shù)乇Pl(wèi)部門(mén)的要求來(lái)決定。警衛(wèi)照明應(yīng)盡量與室內(nèi)或廠(chǎng)區(qū)的照明結(jié)合。
2.4障礙照明
裝設(shè)在高層建筑物尖頂上作為飛行障礙標(biāo)志用的或者有船舶通行的兩側(cè)建筑物上作為障礙標(biāo)志的照明稱(chēng)為障礙照明。障礙照明應(yīng)按民航和交通部門(mén)有關(guān)規(guī)定裝設(shè)。障礙照明應(yīng)采用能透霧的紅光燈具。裝設(shè)障礙燈時(shí),應(yīng)符合下列要求:一般高層建筑物只在頂端裝設(shè)。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(shè)障礙燈外,還應(yīng)在其外側(cè)轉(zhuǎn)角的頂端裝設(shè)障礙燈。煙囪的高度在100m以上者,除在頂端裝設(shè)障礙燈外還應(yīng)在其三分之一和二分之一的高度處裝設(shè)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(shè)。為了保證障礙燈有一盞損壞時(shí)仍能從前進(jìn)方向看到燈光,應(yīng)裝設(shè)排成等邊三角形的三盞障礙燈。
2.5高層住宅室內(nèi)照明要求
廁所及廚房應(yīng)采用瓷質(zhì)燈頭或其它防水燈頭;有條件時(shí)居室燈等可采用節(jié)電開(kāi)關(guān)或節(jié)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(jī)房等應(yīng)設(shè)置供繼續(xù)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(yīng)設(shè)置供疏散使用的標(biāo)志燈,其安裝距離為10.20m及各轉(zhuǎn)角處;供電繼續(xù)時(shí)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(biāo)志燈的電源時(shí),其連續(xù)供電時(shí)間不少于20分鐘,事故照明的最低照度不應(yīng)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(biāo)志一般采用白熾燈,應(yīng)具有玻璃或金屬燈罩,并安裝在非燃燒體結(jié)構(gòu)上;大居室宜設(shè)置插座兩組(其中一組為-個(gè)單相二極插座及一個(gè)單相帶地三極插座;另一組為一個(gè)單相二極插座)。小居室、大廳宜設(shè)置插座-組(一個(gè)單相工極插座及一個(gè)單相帶地三極插座)。廚房、衛(wèi)生間根據(jù)需要設(shè)置-個(gè)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(shí)宜采用二極加三極的連體式插座;供洗衣機(jī)的單相二極帶地插座,宜帶電源開(kāi)關(guān);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(dòng)熄燈開(kāi)關(guān),但需在火警時(shí)能保持長(zhǎng)明。每層的電梯前室燈應(yīng)采用一般開(kāi)關(guān)。
參考文獻(xiàn)
[1]《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008年版
[2]《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-95年版
(2)某些舊住宅在進(jìn)行配電改造設(shè)計(jì)時(shí),采用直敷布線(xiàn),當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)垂直敷設(shè)時(shí),未經(jīng)任何保護(hù)就進(jìn)入距地14m的明裝照明開(kāi)關(guān)。不符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95的第521條第3款"當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)垂直敷設(shè)至地面低于18m時(shí),應(yīng)穿管保護(hù)"的規(guī)定。
(3)暗敷線(xiàn)路按最近路線(xiàn)敷設(shè)時(shí),由于住宅的面層比較薄,線(xiàn)路管線(xiàn)交叉不易處理;另外照明線(xiàn)路通常利用頂棚燈的接線(xiàn)盒進(jìn)線(xiàn)分線(xiàn),在住戶(hù)鋪設(shè)木地板時(shí),往往將敷設(shè)在地坪內(nèi)的管線(xiàn)打斷,造成電氣不安全和使用的不方便。暗敷線(xiàn)路沿板孔、墻縫垂直或平行于地面敷設(shè),就可以避免上述問(wèn)題的發(fā)生,因?yàn)楣芫€(xiàn)交叉可以在墻縫中解決,而照明線(xiàn)路則在墻的拐彎處利用接線(xiàn)盒進(jìn)行分線(xiàn),而非頂棚燈的接線(xiàn)盒,這樣住戶(hù)也可根據(jù)《住宅使用說(shuō)明書(shū)》中的配電平面圖,了解進(jìn)入燈具線(xiàn)路的具體方向和位置,從而避免在鋪設(shè)木地板時(shí)將管線(xiàn)打斷。
(4)由于住戶(hù)搬進(jìn)住宅后一般會(huì)裝修,為避免浪費(fèi),只在燈位處布置燈座。我國(guó)正在大力推廣實(shí)施綠色照明工程,對(duì)于家庭來(lái)說(shuō),緊湊型熒光燈是取代白熾燈的最好選擇。但是由于種種原因,卡口燈座在更換光源時(shí),稍不注意,就會(huì)電著人,加之緊湊型熒光燈的燈頭是螺口,不能用卡口燈座,所以在住宅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用螺口燈座,以確保住戶(hù)使用安全和方便住戶(hù)更換光源。
(5)忽視浴室的電氣安全措施在浴室發(fā)生電擊事故的危險(xiǎn)機(jī)遇特別大,因?yàn)槌睗袢梭w的接觸電阻大都非常小,所以很小的接觸電壓也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的電擊事故與死亡事故。由于這一緣故,浴室被稱(chēng)為電氣安全的特殊場(chǎng)所,但我國(guó)卻至今沒(méi)有特殊場(chǎng)所的國(guó)家電氣標(biāo)準(zhǔn),僅在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ/T16-92)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《民規(guī)》)有一些電氣安全措施的規(guī)定。
1:配電箱與浴室不應(yīng)共用一個(gè)墻體。因?yàn)榕潆娤渌趬Φ牧硪幻?,往往是浴室?、1和2區(qū),住戶(hù)在洗澡時(shí),水分會(huì)滲透墻體而進(jìn)入配電箱內(nèi),從而會(huì)造成電氣事故。另外采用國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)(IEC)規(guī)定,由西門(mén)子出版的《電氣安裝技術(shù)》一書(shū)的第963頁(yè),規(guī)定"區(qū)域0、1和2除了為區(qū)域1和2中的固定安裝電器敷設(shè)深入墻內(nèi)不超過(guò)5cm的導(dǎo)線(xiàn)外,不得在墻灰底部和墻灰中以及護(hù)墻板的后面敷設(shè)導(dǎo)線(xiàn)"。根據(jù)筆者的理解,此條規(guī)定0、1和2區(qū)所在墻的另一面不能敷設(shè)導(dǎo)線(xiàn),那就更不能布置配電箱了。
另外,配電箱與浴室共用一個(gè)墻體,就會(huì)有其他房間的線(xiàn)路經(jīng)過(guò)浴室內(nèi)的0、1、2和3區(qū),而這樣又違背了《民規(guī)》14828條"在0、1及2區(qū)內(nèi),不允許非本區(qū)的配電線(xiàn)路通過(guò);也不允許在該區(qū)內(nèi)裝設(shè)接線(xiàn)盒"的規(guī)定。而《電氣安裝技術(shù)》的第963頁(yè)的規(guī)定更加嚴(yán)格"區(qū)域0、1、2和3區(qū)不允許有通向其他房間或地段的作饋電用的電纜和電線(xiàn)",第965頁(yè)則寫(xiě)著"從安全角度考慮,這一規(guī)定原則上應(yīng)適應(yīng)裝有浴缸或淋浴裝置的整個(gè)浴室"。
隨著《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》的實(shí)施,和廣大設(shè)計(jì)人員的不斷努力,住宅供電系統(tǒng)日漸合理,供電容量充足,用電安全可靠。但每當(dāng)一幢新樓交付使用,用戶(hù)入住裝修時(shí),總能見(jiàn)到對(duì)原有電氣設(shè)施改、拆,甚至干脆廢棄不用,造成巨大的人力,財(cái)物浪費(fèi)。細(xì)加分析用戶(hù)主要改變的是,供電末端設(shè)施的位置和數(shù)量,并非供電系統(tǒng)本身。
電氣設(shè)施的布置要求,是由住宅的布局,現(xiàn)階段室內(nèi)布置的方式,以及擁有的家電數(shù)量決定的,當(dāng)然也有地域、年齡、職業(yè)的差異。具體到室內(nèi)某一部分是由其功能所決定的,下面就室內(nèi)幾大功能區(qū)常見(jiàn)布置,電氣設(shè)施設(shè)計(jì)談一些個(gè)人的體會(huì):
一、臥室臥室是人休息的地方是室內(nèi)最重要的場(chǎng)所。臥室的家具主要有:床、床頭柜、衣柜等。電氣設(shè)計(jì)包括:照明、電源插座和電話(huà)、電視插座,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的是:燈具應(yīng)設(shè)在除去衣柜位置的中央,否則家具一就位燈位就顯偏了;燈具宜采用組合式吸頂安裝(由于室內(nèi)凈高一般在2.6以下)雙聯(lián)開(kāi)關(guān)控制,供不同使用功能選用不同照度。
電源插座應(yīng)避開(kāi)衣柜和床頭位置,在兩則墻上安裝,距地0.4米為宜。電話(huà)插座設(shè)于床與床頭柜之間,電視插座設(shè)于相對(duì)的墻面上,與電源插座平行安裝。臥室空間較小宜采用窗式空調(diào),空調(diào)插座應(yīng)設(shè)于避開(kāi)衣柜一側(cè)窗戶(hù)旁墻面上高度宜為2米。
二、起居室起居室是家人聚集,招待客人的場(chǎng)所。主要家具包括:沙發(fā),茶幾,桌椅等。電氣設(shè)計(jì)包括:照明,各種插座,室內(nèi)配電箱等。
一般起居室兩面為墻,一面為窗。電視一般布置在較短的一面墻中部,沙發(fā)依較長(zhǎng)一面墻布置,電話(huà)機(jī)布置在沙發(fā)轉(zhuǎn)角的小茶幾上。這樣電視插座就應(yīng)設(shè)在較短一面墻中部,電話(huà)插座應(yīng)在沙發(fā)轉(zhuǎn)角茶幾旁的墻上,電源插座也布置相應(yīng)的位置即可,高度0.4米為宜。
起居室應(yīng)采用組合式燈具,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用多聯(lián)開(kāi)關(guān),燈具宜設(shè)于沙發(fā)合圍的中央上方。
起居室根據(jù)其面積大小可采用窗式或柜式空調(diào),在外窗附近的某一墻面上設(shè)一組插座,底邊距地2米,以便為窗式空調(diào)提供電源,并在此插座垂直下方距地0.4米處設(shè)一組插座,以備將來(lái)使用柜式空調(diào)。
戶(hù)內(nèi)配電箱可安裝在入戶(hù)門(mén)附近的墻上,此箱僅在檢修或故障時(shí)使用,故可安裝在較高位置,考慮到住宅層高級(jí)結(jié)構(gòu)梁的影響,此箱底邊距地2米暗裝比較合適。
三、廚房廚房?jī)?nèi)的用電設(shè)備比較多有:微波爐,電飯煲,冰箱,抽油煙機(jī)等。因此在廚房?jī)?nèi)應(yīng)布置足夠多的電源插座。
新裝修的廚房一般做一排廚柜和吊柜,廚柜高度約為0.7米,厚0.5米,吊柜在其上方底邊距地為1.6米,厚度為0.3~0.4米。電源插座宜設(shè)在廚柜與吊柜之間的墻面上,距地高度宜為1.5米設(shè)兩組以上。抽油煙機(jī)一般嵌于吊框內(nèi)安裝,其插座宜設(shè)于吊柜內(nèi)側(cè)墻上,高度2米左右為宜。冰箱插座宜設(shè)于廚房角部。
廚房燈具設(shè)于房間中央采用吊線(xiàn)罩燈,普通蹺板開(kāi)關(guān)門(mén)外控制。
四、衛(wèi)生間衛(wèi)生間的電氣設(shè)計(jì)一般包括:頂燈、鏡前壁燈、排氣扇,近一段時(shí)間按摩浴缸,暖風(fēng)機(jī),浴霸等較大負(fù)荷設(shè)備也逐漸進(jìn)入衛(wèi)生間。
l汽車(chē)工業(yè)
l通用機(jī)械制造
l專(zhuān)用機(jī)械制造
l各種類(lèi)型的專(zhuān)用機(jī)床OEM
l塑料加工
l包裝工業(yè)
l食品和飲料工業(yè)
l工藝過(guò)程工程(例如,供水、排水、建筑服務(wù)設(shè)施等)
S7-300具有以下顯著特點(diǎn):
l循環(huán)周期短、處理速度高
l指令集功能強(qiáng)大、可用于空間有限的場(chǎng)合
l模塊化結(jié)構(gòu)、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(hù)
l已檢定合格的、可在惡劣氣候條件下露天使用的模塊類(lèi)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(tǒng)設(shè)計(jì)成完全符合應(yīng)用的需要。
除了模塊之外,用戶(hù)其他所需要的就是一種DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌。各模塊安裝在導(dǎo)軌上,并用螺絲固定。這種結(jié)構(gòu)形式既可靠又電磁兼容。
背板總線(xiàn)集成在各模塊上,通過(guò)將總線(xiàn)連接器插在模塊機(jī)殼的背后,使背板總線(xiàn)聯(lián)成一體。最多8個(gè)模板可一起裝在一個(gè)機(jī)架上(中央控制器/擴(kuò)展單元)。
4.3PLC模塊簡(jiǎn)介
(1)CPU模塊
CPU模塊主要由微處理器(CPU芯片)和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中,CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟,它不斷地采集輸入信號(hào),執(zhí)行用戶(hù)程序,刷新系統(tǒng)的輸出;存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。S7-300/400將CPU模塊簡(jiǎn)稱(chēng)為CPU。
(2)信號(hào)模塊
輸入(INPUT)模塊和輸出(Output)模塊簡(jiǎn)稱(chēng)為I/O模塊,開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊簡(jiǎn)稱(chēng)為DI模塊和DO模塊,模擬量輸入、輸出模塊簡(jiǎn)稱(chēng)為AI模塊和AO模塊,它們統(tǒng)稱(chēng)為信號(hào)模塊。信號(hào)模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳,是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。
輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào),開(kāi)關(guān)量輸入模塊用來(lái)接收從按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào);模擬量輸入模塊用來(lái)接收電位器、測(cè)速發(fā)電動(dòng)機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號(hào)。
開(kāi)關(guān)量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等輸出設(shè)備,模擬量輸出模塊用來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行器。
CPU模塊內(nèi)部的工作電壓一般是DC5V,而PLC的輸入/輸出信號(hào)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(hào)模塊中,用光耦合器、光敏晶閘管、小型繼電器等器件來(lái)隔離PLC的內(nèi)部電路和外部的輸入、輸出電路。信號(hào)模塊除了傳遞信號(hào)外,還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。
(3)功能模塊
為了增強(qiáng)PLC的功能,擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域,減輕CPU的負(fù)擔(dān),PLC廠(chǎng)家開(kāi)發(fā)了各種各樣的功能模塊。它們主要用于完成某些對(duì)實(shí)時(shí)性和存儲(chǔ)容量要求很高的控制任務(wù)。
(4)接口模塊
CPU模塊所在的機(jī)架稱(chēng)為中央機(jī)架,如果一個(gè)機(jī)架不能容納全部模塊,可以增設(shè)一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展機(jī)架。接口模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)中央機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間的通信,有的接口模塊還可以為擴(kuò)展機(jī)架供電。
(5)通信處理器
通信處理器用語(yǔ)PLC之間、PLC與遠(yuǎn)程I/O之間、PLC與計(jì)算機(jī)和其他智能設(shè)備之間的通信,可以將PLC接入MPI、PROFIBUS-DP、AS-i和工業(yè)以太網(wǎng),或者用于實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(zhuǎn)換為DC24V電壓和背板總線(xiàn)上的DC5V電壓,供其他模塊使用。
(7)編程設(shè)備
S7-300/400使用安裝了編程軟件STEP7的個(gè)人計(jì)算機(jī)作為編程設(shè)備,在計(jì)算機(jī)屏幕上直接生成和編輯各種文本程序或圖形程序,可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言之間的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到PLC,也可以將PLC中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。程序可以存盤(pán)或打印,通過(guò)網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。編程軟件還具有對(duì)網(wǎng)絡(luò)和硬件組態(tài)、參數(shù)設(shè)置、監(jiān)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(kāi)路保護(hù)
l連接單相交流系統(tǒng)(輸入電壓120/230VAC,50/60HZ)
l可靠的隔離特性,符合EN60950
l可用作負(fù)載電源
4.5數(shù)字量輸入模塊的選擇
表4-2數(shù)字量輸入模塊特性
SM321;DI32×24VDC數(shù)字量輸入模塊具有以下顯著特性:
l32個(gè)輸入點(diǎn),帶隔離,16點(diǎn)為一組
l額定輸入電壓24VDC
l適用于開(kāi)關(guān)和2/3/4線(xiàn)BERO(接近開(kāi)關(guān))
4.6數(shù)字量輸出模塊的選擇
表4-3數(shù)字量輸出模塊特性
數(shù)字量輸出模塊SM322;DO32×24VDC/0.5A(6ES7322-1BL00-0AA0)具有以下顯著特性:
l32個(gè)輸出點(diǎn),帶隔離,8點(diǎn)為一組
l0.5A輸出電流
l24VDC額定負(fù)載電壓
l適用于電磁閥、直流接觸器和指示燈
4.7數(shù)字量輸入輸出模塊的選擇
表4-4數(shù)字量輸入輸出模塊特性
數(shù)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(gè)輸入點(diǎn),帶隔離,8點(diǎn)為一組
l8個(gè)輸出點(diǎn),帶隔離,8點(diǎn)為一組
l額定輸入電壓24VDC
l額定負(fù)載電壓24VDC
l輸入適用于開(kāi)關(guān)和2/3/4線(xiàn)接近開(kāi)關(guān)(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(jī)架0的接口
l通過(guò)連接電纜368將數(shù)據(jù)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(jī)架1到機(jī)架3的接口
l通過(guò)S7-300背板總線(xiàn)的最大電流輸出為0.8A
l通過(guò)368連接電纜將數(shù)據(jù)從IM360傳送到IM361或從IM361傳送到IM361
lIM360和IM361之間的最大長(zhǎng)度為10米
lIM361和IM361之間的最大長(zhǎng)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(duì)電器元件的功能要求確定電器元件的類(lèi)型。
(2)確定電器元件承載能力的臨界值及使用壽命。根據(jù)電器控制的電壓、電流及功率的大小確定電器元件的規(guī)格。
(3)確定電器元件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)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(yīng)用中所要求的可靠性進(jìn)行選擇。
(5)確定電器元件的使用類(lèi)型。
5.2按鈕的選擇
按鈕主要根據(jù)所需要的觸點(diǎn)數(shù)、使用場(chǎng)合、顏色標(biāo)注以及額定電壓、額定電流進(jìn)行選擇。
按鈕顏色及其含義。國(guó)標(biāo)GB5226-85《機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件》對(duì)按鈕的顏色做了如下規(guī)定。
(1)“停止”和急停按鈕必須是紅色。當(dāng)按下紅色按鈕時(shí),必須使設(shè)備停止工作或斷電。
(2)“啟動(dòng)”按鈕的顏色是綠色。
(3)“啟動(dòng)”與“停止”交替動(dòng)作的按鈕必須是黑色、白色或灰色,不得用紅色和綠色。
(4)點(diǎn)動(dòng)按鈕必須是黑色。
(5)復(fù)位按鈕(如保護(hù)繼電器的復(fù)位按鈕)必須是藍(lán)色。當(dāng)復(fù)位按鈕還有停止的作用時(shí),則必須是紅色。
5.3限位開(kāi)關(guān)的選擇
當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度不是太快時(shí),通常選用一般用途的行程開(kāi)關(guān);而當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械行程通過(guò)的路徑不宜裝設(shè)直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)時(shí),應(yīng)選用凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)式的行程開(kāi)關(guān);而在工作效率很高、對(duì)可靠性及精度要求也很高時(shí),應(yīng)選用接近開(kāi)關(guān)。
接近開(kāi)關(guān)又稱(chēng)無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān),是理想的電子開(kāi)關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測(cè)體接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)域,開(kāi)關(guān)就能無(wú)接觸,無(wú)壓力、無(wú)火花、迅速發(fā)出電氣指令,準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)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(diào)整的方便性和對(duì)惡劣環(huán)境的適用能力,是一般機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中可作為限位、計(jì)數(shù)、定位控制和自動(dòng)保護(hù)環(huán)節(jié)。接近開(kāi)關(guān)具有使用壽命長(zhǎng)、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無(wú)機(jī)械磨損、無(wú)火花、無(wú)噪音、抗振能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
行程開(kāi)關(guān)分PNP和NPN兩種
PNP輸出行程開(kāi)關(guān)一般應(yīng)用在PLC或計(jì)算機(jī)作為控制指令較多,NPN輸出行程開(kāi)關(guān)用于控制直流繼電器較多,在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)控制電路的特性進(jìn)行選擇其輸出形式。
現(xiàn)選擇如下:
夾緊臂張開(kāi)位行程開(kāi)關(guān)(原位、PNP二線(xiàn)制)
切槍限位接近開(kāi)關(guān)(終位、PNP二線(xiàn)制)
小車(chē)行程開(kāi)關(guān)(原位、前位、PNP二線(xiàn)制)
5.4交流接觸器的選擇
接觸器分交流與直流兩種。應(yīng)用最多的是交流接觸器。
當(dāng)線(xiàn)圈通電后,線(xiàn)圈中因有電流通過(guò)而產(chǎn)生磁場(chǎng),靜鐵心在電磁力的作用下,克服彈簧的反作用力,將動(dòng)鐵心吸合,從而使動(dòng)、靜觸頭接觸,主電路接通;而當(dāng)線(xiàn)圈斷電時(shí),靜鐵心的電磁吸力消失,動(dòng)鐵心在彈簧的反作用力下復(fù)位,從而使動(dòng)觸頭與靜觸頭分離,切斷主電路。
選擇時(shí)主要考慮主觸點(diǎn)的額定電壓與額定電流、輔助電流觸點(diǎn)的數(shù)量、吸引線(xiàn)圈的電壓等級(jí)、使用類(lèi)別、操作頻率等。選擇交流接觸器,其主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)等于或大于負(fù)載或電動(dòng)機(jī)的額定電流。
式中
—接觸器的額定電壓;
—負(fù)載的額定線(xiàn)電壓;
—接觸器的額定電流;
—接觸器主觸點(diǎn)電流;
—電動(dòng)機(jī)功率;
—電動(dòng)機(jī)額定線(xiàn)電壓;
K—經(jīng)驗(yàn)常數(shù),K=1~1.4。
故選施耐德交流接觸器
LC1-D0910N5C9A220V
N5—電壓編號(hào)C—合資產(chǎn)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(hào)轉(zhuǎn)化為電磁力(有觸頭式)或使輸出狀態(tài)發(fā)生階躍變化(無(wú)觸頭式),從而通過(guò)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(dòng)作的一種控制元件。根據(jù)轉(zhuǎn)化的物理量的不同,可以構(gòu)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(jìn)行信號(hào)傳遞、放大、轉(zhuǎn)換、聯(lián)鎖等,從而控制主電路和輔助電路中的器件或設(shè)備按預(yù)定的動(dòng)作程序進(jìn)行工作,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)的目的。
被轉(zhuǎn)化或施加于繼電器的電量或非電量稱(chēng)為檢點(diǎn)器的激勵(lì)量(輸入量),當(dāng)繼電器被激勵(lì),從一個(gè)起始位置達(dá)到預(yù)定的工作位置,并完成電路的切換動(dòng)作,稱(chēng)為繼電器的工作特性,包括吸合、不吸合、保持與釋放狀態(tài)。施加于繼電器的激勵(lì)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(shí)間、溫度、速度、壓力等。當(dāng)輸入量變化到高于它的吸合值或低于它的釋放值時(shí),繼電器動(dòng)作,對(duì)于有觸頭式繼電器其觸頭閉合或斷開(kāi),對(duì)于無(wú)觸頭式繼電器其輸出發(fā)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(hào)轉(zhuǎn)換(從斷開(kāi)到接通);
(3)增加輸出電路(即切換幾個(gè)負(fù)載或切換不同電源負(fù)載);
(4)重復(fù)信號(hào);
(5)切換不同電壓或電源負(fù)載;
(6)保留輸出信號(hào);
(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(lái)降低輔助電路的電壓,以滿(mǎn)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??刂谱儔浩鞯倪x擇原則如下:
(1)控制變壓器一、二次側(cè)電壓應(yīng)與交流電源電壓、控制電路和輔助電路電壓相等。
(2)應(yīng)能保證接于變壓器二次側(cè)的交流電磁器件在啟動(dòng)時(shí)可靠地吸合。
(3)電路正常運(yùn)行時(shí),變壓器溫升不應(yīng)超過(guò)允許值。
控制變壓器容量的近似計(jì)算公式為
式中,—變壓器容量的儲(chǔ)備系數(shù),=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(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇
低壓斷路器俗稱(chēng)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān),是低壓配電網(wǎng)中的主要電器開(kāi)關(guān)之一,它不僅可以接通和分?jǐn)嗾X?fù)載電流、電動(dòng)機(jī)工作電流和過(guò)載電流,而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏?。主要用在不頻繁操作的低壓配電線(xiàn)路或開(kāi)關(guān)柜(箱)中作為電源開(kāi)關(guān)使用,并對(duì)線(xiàn)路、電器設(shè)備及電動(dòng)機(jī)等實(shí)行保護(hù),當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重過(guò)電流、過(guò)載、短路、斷相、漏電等故障時(shí),能自動(dòng)切斷線(xiàn)路,起到保護(hù)作用,應(yīng)用十分廣泛。較高性能型萬(wàn)能式斷路器帶有三段式保護(hù)特性,并具有選擇性保護(hù)功能。高性能萬(wàn)能式斷路器帶有各種保護(hù)功能脫扣器,包括智能化脫扣器,可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)的,根據(jù)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(gè)組成部分,而繼電器(包括熱敏電阻保護(hù)單元)則通過(guò)與斷路器操作機(jī)構(gòu)相連的欠電壓脫扣器或分勵(lì)脫扣器的動(dòng)作控制斷路器。
5.8直流穩(wěn)壓電源
5.8.1穩(wěn)壓電源的作用
電子設(shè)備一般是由整流器供電的。當(dāng)交流電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流變化時(shí),整流器輸出電壓也會(huì)隨之發(fā)生變化。但是,許多電子設(shè)備,比如精密的電子測(cè)試儀器、自動(dòng)控制裝置和電子計(jì)算機(jī)等,都要求直流電源電壓穩(wěn)定不變,否則,將造成測(cè)量和計(jì)算誤差,或引用自動(dòng)控制裝置工作不穩(wěn),甚至根本無(wú)法工作。為了供給穩(wěn)定的直流電壓,必須采用直流穩(wěn)壓電路。直流穩(wěn)壓電路與整流器和濾波器合在一起,構(gòu)成直流穩(wěn)壓電源,其方框圖如圖3.7所示。
圖5.2直流穩(wěn)壓電源方框圖
5.8.2直流穩(wěn)壓電源的種類(lèi)及選用
直流穩(wěn)壓電源按習(xí)慣可分為化學(xué)電源,線(xiàn)性穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源,它們又分別具有各種不同類(lèi)型:
開(kāi)關(guān)型直流穩(wěn)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(xiàn)性電源的根本區(qū)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(qū)即開(kāi)關(guān)狀態(tài);開(kāi)關(guān)電源因此而得名。
開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是體積小,重量輕,穩(wěn)定可靠;缺點(diǎn)相對(duì)于線(xiàn)性電源來(lái)說(shuō)波紋較大(一般≤1%VO(P-P),好的可做到十幾mV(P-P)或更?。?。它的功率可自幾瓦-幾千瓦均有產(chǎn)品。價(jià)位為3元-十幾萬(wàn)元/瓦,下面就一般習(xí)慣分類(lèi)介紹幾種開(kāi)關(guān)電源:
(1)AC/DC電源
該類(lèi)電源也稱(chēng)一次電源,它自電網(wǎng)取得能量,經(jīng)過(guò)高壓整流濾波得到一個(gè)直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個(gè)或幾個(gè)穩(wěn)定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有產(chǎn)品,用于不同場(chǎng)合。屬此類(lèi)產(chǎn)品的規(guī)格型號(hào)繁多,據(jù)用戶(hù)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(lèi)。
(2)DC/DC電源
在通信系統(tǒng)中也稱(chēng)二次電源,它是由一次電源或直流電池組提供一個(gè)直流輸入電壓,經(jīng)DC/DC變換以后在輸出端獲一個(gè)或幾個(gè)直流電壓。
(3)通信電源
通信電源其實(shí)質(zhì)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(tái)電源
電臺(tái)電源輸入AC220V/110V,輸出DC13.8V,功率由所供電臺(tái)功率而定,幾安幾百安均有產(chǎn)品。為防止AC電網(wǎng)斷電影響電臺(tái)工作,而需要有電池組作為備份,所以此類(lèi)電源輸出一個(gè)13.8直流電壓外,還具有對(duì)電池充電自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能。
(5)模塊電源
隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,對(duì)電源可靠性、容量/體積比要求越來(lái)越高,模塊電源越來(lái)越顯示起優(yōu)越性,它工作頻率高、體積小、可靠性高,便于安裝和組合擴(kuò)容,所以越來(lái)越被廣泛采用。目前,國(guó)內(nèi)雖有相應(yīng)模塊生產(chǎn),但因生產(chǎn)工藝未能趕上國(guó)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(chǎn)品的漫長(zhǎng)的應(yīng)用周期的整體成本來(lái)看,特別是因系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的高昂的維修成本及商譽(yù)損失來(lái)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(lèi),可根據(jù)特殊需要選用。
根據(jù)需要,選用模塊電源
西門(mén)子6EP1436-1SH01
5.9電氣元器件目錄清單
6線(xiàn)路裝置
線(xiàn)路裝置主要由導(dǎo)線(xiàn)及支持物件所組成,它起著傳輸電能的作用。線(xiàn)路裝置種類(lèi)很多,按其電壓等級(jí)分,有特低電壓線(xiàn)路、低壓線(xiàn)路、高壓線(xiàn)路及超高壓線(xiàn)路;按供電性質(zhì)分,有單相線(xiàn)路、三相線(xiàn)路和直流輸電線(xiàn)路;按安裝方式分,有架空線(xiàn)路、電纜線(xiàn)路及戶(hù)內(nèi)外配電線(xiàn)路等。
線(xiàn)路裝置必須按規(guī)程裝設(shè),并符合安全技術(shù)要求,否則,就極易發(fā)生觸電、電氣火災(zāi)及其他各種電氣事故。對(duì)線(xiàn)路裝置的基本要求是:安全可靠、布線(xiàn)合理、安裝牢固、便于維護(hù)、美觀(guān)整齊。低壓線(xiàn)路裝置嚴(yán)禁利用大地或與大地連接的保護(hù)導(dǎo)線(xiàn)(PE線(xiàn))作中性線(xiàn)(N線(xiàn))。
導(dǎo)線(xiàn)截面選擇
導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇,必須同時(shí)滿(mǎn)足:導(dǎo)線(xiàn)的安全載流量(即導(dǎo)線(xiàn)允許載流量)、導(dǎo)線(xiàn)允許的電壓降、導(dǎo)線(xiàn)的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)線(xiàn)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(dǎo)線(xiàn)安全載流量
導(dǎo)線(xiàn)和電纜在通過(guò)電流時(shí)會(huì)發(fā)熱,當(dāng)通過(guò)正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生發(fā)熱溫度,不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。如果符合太大,導(dǎo)線(xiàn)將會(huì)過(guò)熱,可能造成停電或火災(zāi)事故。
6.1.1電力負(fù)荷
(1)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)
(A)
式中:—電動(dòng)機(jī)的額定電流
(2)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)
式中:—功率最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流
—其余各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷電流
計(jì)算負(fù)荷電流在工程中的常用的計(jì)算方法
(1)統(tǒng)計(jì)所有裝接設(shè)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(shí)間內(nèi)的最大需用量(即需用系數(shù));
(4)考慮發(fā)展因數(shù),一般加20%左右寬裕度(即發(fā)展系數(shù))。
在三相四線(xiàn)或二相三線(xiàn)的配電線(xiàn)路中,當(dāng)用電負(fù)荷大部分分為單相用電設(shè)備時(shí),其N(xiāo)線(xiàn)或PEN線(xiàn)的截面不宜小于相線(xiàn)截面;以氣體放電燈為主要負(fù)荷的回路中,N線(xiàn)截面不應(yīng)小于相線(xiàn)截面;采用可控硅調(diào)光的三相四線(xiàn)或二相三線(xiàn)配電線(xiàn)路,其N(xiāo)線(xiàn)或PEN線(xiàn)的截面不應(yīng)小于相線(xiàn)截面的2倍。單相線(xiàn)路中性線(xiàn)的截面應(yīng)與相線(xiàn)截面相同。
在采用多相供電時(shí),同一建筑物、構(gòu)筑物的導(dǎo)線(xiàn)絕緣層顏色選擇應(yīng)一致,即保護(hù)導(dǎo)線(xiàn)(PE)應(yīng)為綠/黃雙色線(xiàn),中性線(xiàn)(N)線(xiàn)為淡藍(lán)色;相線(xiàn)應(yīng)為—黃色,—綠色、—紅色。
我國(guó)電纜產(chǎn)品型號(hào)采用漢語(yǔ)拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成,其含義見(jiàn)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。
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2配電室
變、配電室的位置應(yīng)接近負(fù)荷中心,這樣可以縮短各設(shè)備供電半徑,降低輸送電能時(shí)電纜所產(chǎn)生的損耗。此損耗因與電纜電阻及負(fù)荷大小有關(guān),因此,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選用電纜品種及規(guī)格,合理車(chē)間布線(xiàn),縮短供電半徑。以185mm2的銅芯聚氯乙烯絕緣及護(hù)套電纜為例,在20℃滿(mǎn)負(fù)荷時(shí),長(zhǎng)度每增加1km,電阻增加0.099Ω,每小時(shí)耗電增加11.44kW•h。
3中央控制室
中央控制室顧名思義,是整個(gè)飼料廠(chǎng)的核心所在。在中央控制室內(nèi)可以完成對(duì)整個(gè)飼料廠(chǎng)95%的設(shè)備控制,而在飼料生產(chǎn)的過(guò)程中,這些設(shè)備的負(fù)荷情況,決定了這些設(shè)備功率因數(shù)的高低﹑單位能耗的高低。為了確保這些設(shè)備能夠始終運(yùn)行在滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài),可以通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng),自動(dòng)跟蹤設(shè)備的負(fù)載情況,自動(dòng)控制設(shè)備輸出與運(yùn)行,避免電能的無(wú)謂浪費(fèi)。
3.1原料接收與初清工段
這一工段負(fù)責(zé)飼料廠(chǎng)生產(chǎn)所需原料的接受和清理工作。一個(gè)處理量30t/h的簡(jiǎn)單原料接受清理工段,一般由3kW除塵風(fēng)機(jī),5.5kW提升機(jī),0.75kW清理篩設(shè)備組成。就這個(gè)簡(jiǎn)單的原料接受清理工段,每小時(shí)耗電就達(dá)9.25kW•h。至于大產(chǎn)量復(fù)雜的原料接受清理工段,耗電就更多了。因此做電氣設(shè)計(jì)時(shí),要對(duì)接收原料的第一臺(tái)設(shè)備負(fù)載情況,進(jìn)行跟蹤監(jiān)控,確保整個(gè)工段設(shè)備能夠在滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。料滿(mǎn)后自動(dòng)提醒并停止整個(gè)工段的設(shè)備,或設(shè)備空載運(yùn)行一段時(shí)間后,自動(dòng)提醒并停止整個(gè)工段的設(shè)備,以達(dá)到避免電能的無(wú)謂浪費(fèi)。
3.2粉碎工段
粉碎,是飼料生產(chǎn)過(guò)程中重要工序之一,粉碎效果的好壞對(duì)飼料產(chǎn)品的適口性、飼喂效果及后續(xù)工序的加工有著重要影響。一般飼料中需粉碎的原料占全部配方原料的50%~80%,粉碎工序的電耗占飼料廠(chǎng)生產(chǎn)車(chē)間總電耗的30%~70%[2];這表明原料粉碎成本的控制對(duì)整個(gè)飼料生產(chǎn)成本的控制有著舉足輕重的作用,因此在做電氣設(shè)計(jì)時(shí),首先對(duì)粉碎機(jī)應(yīng)采用降壓?jiǎn)?dòng)或軟啟動(dòng)的方式,降低電機(jī)啟停對(duì)電網(wǎng)的影響,并可以采用就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)姆绞教岣吖β室驍?shù)。用于粉碎機(jī)控制回路中的大型交流接觸器,也可選用“交流吸合,直流保持”或永磁式微功耗接觸器,其吸合瞬間功耗小,靠永磁體維持吸合,運(yùn)行中無(wú)需工作電流,僅有0.8~1.5mA電子模塊的工作電流,節(jié)能效果顯著,與普通CJ20系列接觸器相比可節(jié)電97.6%。以132kW的SFSP112×50F冠軍粉碎機(jī)為例,采用正反轉(zhuǎn)Y-Δ啟動(dòng),啟動(dòng)時(shí)普通CJ20系列接觸器有3420W的吸合功率,工作時(shí)每小時(shí)需要耗電0.237kW•h。而換成“交流吸合,直流保持”或永磁式微功耗接觸器后,啟動(dòng)時(shí)吸合功率為82.08W,工作時(shí)每小時(shí)需要耗電0.00066kW•h。
3.2.1粉碎喂料器粉碎
喂料器控制著粉碎機(jī)的物料給入量,換而言之,它決定了粉碎機(jī)的效能。粉碎機(jī)在粉碎物料的過(guò)程中,由于飼料廠(chǎng)需粉碎不同的物料,而不同的物料粉碎機(jī)的給入量是不同的,喂料速度過(guò)快容易造成粉碎機(jī)超載甚至堵機(jī);而喂料速度過(guò)低又會(huì)造成粉碎機(jī)效能偏低。因此,電氣設(shè)計(jì)時(shí),粉碎喂料器應(yīng)用變頻器控制,即實(shí)現(xiàn)了根據(jù)不同的物料調(diào)節(jié)給入量,同時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤監(jiān)控粉碎機(jī)的負(fù)荷狀態(tài),根據(jù)粉碎機(jī)的負(fù)荷狀態(tài),自動(dòng)調(diào)整粉碎喂料器的電機(jī)轉(zhuǎn)速,確保粉碎機(jī)是在滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)后,生產(chǎn)能力可提高0.2t/h以上,同時(shí)噸料電耗為5.0(kW•h)/t(2.5篩孔機(jī)械式出料);以時(shí)產(chǎn)10t的水產(chǎn)料生產(chǎn)線(xiàn)為例,粉碎效率提高25%,尤其是細(xì)粉碎效率能提高58%~71%,每小時(shí)就提升2.5t產(chǎn)能,每天設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)10h就提升25t產(chǎn)能,每月開(kāi)機(jī)30d就提升750t,6個(gè)月就提升4500t,以粉碎加工成本7元/t計(jì)算,半年可為公司節(jié)省4500t×7元/t=31000元的成本。
3.2.2粉碎脈沖風(fēng)機(jī)
粉碎機(jī)停止后,需讓粉碎脈沖風(fēng)機(jī)延時(shí)停止,以保證脈沖布袋的清潔。粉碎機(jī)空氣輔助系統(tǒng)的負(fù)壓狀態(tài)良好,提高風(fēng)機(jī)效率,延長(zhǎng)布袋使用時(shí)間。粉碎機(jī)合理的輔助吸風(fēng),可使粉碎機(jī)產(chǎn)量提高15%~35%。
3.3制粒工段
制粒工段的核心是制粒機(jī),用于將粉碎混合了的物料壓制成顆粒。在整個(gè)飼料加工生產(chǎn)過(guò)程中,約有30%~50%的電耗是用于制粒。制粒是飼料生產(chǎn)中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié),同時(shí)也是一個(gè)很復(fù)雜的環(huán)節(jié)。之所以說(shuō)復(fù)雜,是因?yàn)樵闲誀?、進(jìn)料量、蒸汽量、生產(chǎn)操作、環(huán)模這些因素將制約著制粒的效率。同時(shí)粉碎粒度,調(diào)質(zhì)效果,制粒過(guò)程控制,冷卻條件等因素都將影響制粒的質(zhì)量。無(wú)論是制粒的效率還是制粒的質(zhì)量,都將對(duì)制粒機(jī)的生產(chǎn)效益產(chǎn)生影響,因此在做電氣設(shè)計(jì)時(shí),首先對(duì)制粒機(jī)應(yīng)采用降壓?jiǎn)?dòng)或軟啟動(dòng)的方式﹑就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)姆绞剑岣吖β室驍?shù)。用于制粒機(jī)控制回路中的大型交流接觸器選用“交流吸合,直流保持”或永磁式微功耗接觸器,降低制粒機(jī)能耗。
3.3.1制粒喂料器
制粒喂料器的作用與粉碎喂料器相同,制粒喂料器采用變頻器控制,實(shí)現(xiàn)制粒機(jī)物料給入量的調(diào)節(jié)。通過(guò)制粒機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng),自動(dòng)跟蹤監(jiān)控制粒機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)﹑調(diào)質(zhì)器內(nèi)溫度﹑水分的變化。根據(jù)制粒機(jī)的負(fù)荷﹑調(diào)質(zhì)器內(nèi)溫度﹑水分,自動(dòng)調(diào)整制粒喂料器電機(jī)轉(zhuǎn)速,確保制粒機(jī)是在滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。使制粒機(jī)單位產(chǎn)量的能耗降低。
3.3.2制粒調(diào)質(zhì)器
制粒調(diào)質(zhì)器也應(yīng)采用變頻器控制,通過(guò)制粒機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng),自動(dòng)調(diào)節(jié)制粒調(diào)質(zhì)器的攪拌速度,使其與制粒喂料器物料給入量相匹配;自動(dòng)調(diào)節(jié)制粒調(diào)質(zhì)器內(nèi)蒸汽和水分的給入量,使原料中的淀粉獲得充分糊化,提高制粒的效率,降低制粒機(jī)制粒時(shí)的能耗。
3.3.3冷卻器風(fēng)機(jī)
正確調(diào)節(jié)與控制冷卻器內(nèi)的風(fēng)量與溫度,避免過(guò)度冷卻,可提高飼料的質(zhì)量和降低能耗。因此冷卻器風(fēng)機(jī)也需采用變頻器控制,由自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)飼料顆粒的大小,環(huán)境溫度﹑濕度的高低,自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻器風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,冷卻器內(nèi)飼料得到適當(dāng)冷卻。
一概述
電鍋爐是一種高效、節(jié)能、安全可靠、減少環(huán)境污染的新型電加熱設(shè)備。利用它可以將電網(wǎng)夜間低谷電力用于加熱水并保溫儲(chǔ)存,供白天使用或供熱。對(duì)于充分利用電網(wǎng)低谷電力,增加電力有效供給,提高電網(wǎng)的負(fù)荷率是一種非常有效的手段。
電鍋爐突出優(yōu)點(diǎn)如下:
1電鍋爐全套設(shè)備占地面積小,不需煙囪、燃料渣堆放場(chǎng)所。產(chǎn)品成套組裝出廠(chǎng),在現(xiàn)場(chǎng)只需接上電源,水管,即可投入運(yùn)行,可大大節(jié)省基建投資及安裝費(fèi)用。
2熱效率高,輸送方便,損失很小。電鍋爐運(yùn)行熱效率在95%以上。啟停調(diào)節(jié)方便,比煤鍋爐、油鍋爐更能節(jié)約能源。電熱鍋爐與其它鍋爐運(yùn)行費(fèi)用比較。
注:供曖面積以10000M2,采曖以每天10小時(shí)計(jì)算,采曖季為4個(gè)月。因各地區(qū)電價(jià)參數(shù)不同,此表數(shù)據(jù)僅供參考。
3自動(dòng)化程度高、運(yùn)行安全可靠
一般電鍋爐都采用自動(dòng)控制,快速平穩(wěn)地控制電加熱管組的循環(huán)投切。并且具有漏電保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、壓力超限保護(hù)、水位過(guò)低保護(hù)等多項(xiàng)保護(hù)功能。產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化,不需專(zhuān)職鍋爐運(yùn)行工、節(jié)省費(fèi)用,避免了人為因素的影響而發(fā)生事故。
4保護(hù)環(huán)境、造福大眾
電鍋爐不會(huì)排出如二氧化硫、二氧化碳等有害氣體,無(wú)黑煙、灰塵,沒(méi)有廢物需要處理,無(wú)噪聲、無(wú)污染,從環(huán)境保護(hù)角度來(lái)看,最為優(yōu)越。
5適用范圍廣
電鍋爐產(chǎn)品規(guī)格品種多,可滿(mǎn)足各種用途、各種環(huán)境和各種條件下的需要。還可根據(jù)用戶(hù)的特殊要求進(jìn)行加工訂貨。
二電鍋爐房的主要設(shè)備
電鍋爐房的主要設(shè)備有:電鍋爐本體,電鍋爐電控柜,蓄熱水箱、蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵及其控制箱,軟水器等。
電鍋爐本體主要由鋼制殼體、電加熱管、進(jìn)出水管及檢測(cè)儀表等組成。電鍋爐的加熱方式有電磁感應(yīng)加熱方式和電阻加熱方式兩種。由于電磁感應(yīng)加熱方式為間接加熱,因而熱效率較低,約為96%。而電阻加熱方式熱效率高,可達(dá)98%。電阻加熱方式即采用電阻式管狀電熱元件加熱,在結(jié)構(gòu)上易于疊加組合,控制靈活,更換方便。目前電鍋爐基本上都采用電阻式管狀電熱元件加熱。
采用電阻式管狀電熱元件加熱方式,其電氣特點(diǎn)是鍋爐中的水不帶電。但當(dāng)電熱元件漏水或爆裂時(shí),也會(huì)使鍋爐中的水帶電,即稱(chēng)之為漏電。另外,受電熱元件絕緣導(dǎo)熱層的絕緣程度的影響,電熱管也存在著一定的漏電電流。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),漏漏電流應(yīng)不大于0.5mA。因此,電氣線(xiàn)路上都應(yīng)設(shè)漏電保護(hù)。
電加熱管是電鍋爐的心臟,其性能好壞直接關(guān)系到電鍋爐性能的好壞。電加熱管一般選用管狀形式,由金屬管、電熱絲、引出棒、連接座和填料等組成。一般情況下,電加熱管使用壽命在10000-30000小時(shí)。電加熱管的使用壽命主要取決于電加熱管的材料,表面熱負(fù)荷和用戶(hù)的運(yùn)行管理水平。電加熱管為鎳鉻不銹鋼管材,表面熱負(fù)荷為6-9W/cm2。此外,電加熱管的額定電功率也是一個(gè)非常重要的性能指標(biāo)。在額定工況下,根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定,電功率偏差絕對(duì)值不應(yīng)大于5%。
電加熱管的連接方式,一般采用三相,對(duì)稱(chēng)地接成星形(Y)或三角形()。根據(jù)容量大小分成兩組或多組。圖1為750kW電鍋爐主接線(xiàn)原理圖。
電鍋爐的控制技術(shù)。從電氣角度來(lái)講,電鍋爐是一臺(tái)大功率的電力調(diào)功設(shè)備,鍋爐的輸出功率越高,電功率的輸出也就越大。電功率的輸出調(diào)節(jié)分有級(jí)功率調(diào)節(jié)和無(wú)級(jí)功率調(diào)節(jié)兩種。無(wú)級(jí)功率調(diào)節(jié)適用于調(diào)節(jié)精度較高的場(chǎng)合,而有級(jí)功率調(diào)節(jié)則適用于調(diào)節(jié)精度要求較低的場(chǎng)合。由于對(duì)電鍋爐的輸出熱功率調(diào)節(jié)精確度一般要求都不很高,因此國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)電熱鍋爐均采用有級(jí)功率調(diào)節(jié)方式。
有級(jí)功率調(diào)節(jié)采用交流接觸器控制,無(wú)級(jí)功率調(diào)節(jié)則采用可控硅控制。可控硅也可用于有級(jí)功率調(diào)節(jié),其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)機(jī)械動(dòng)作噪聲,壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)是主回路不能完全關(guān)斷,過(guò)電流和過(guò)電壓能力差,自身耗電量大,需要強(qiáng)迫散熱,價(jià)格較高。而交流接觸器的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)主回路電氣完全隔離,過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng),自身耗電量小,發(fā)熱量小,價(jià)格便宜。因此,一般電鍋爐均采用交流接觸器作為控制器件。
電鍋爐的加熱控制是超大電流的控制,這是與燃油、燃?xì)忮仩t和燃煤鍋爐控制上的最大差別。電鍋爐在控制技術(shù)方面有以下幾方面特點(diǎn):
1.為了減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊影響,采取電加熱管組逐級(jí)投切方式。各組加熱器投切之間
間隔時(shí)間叫做逐級(jí)投切間隔時(shí)間。每組的功率越大,間隔時(shí)間越長(zhǎng)。因此間隔時(shí)間因應(yīng)根據(jù)需要可以任意設(shè)定。
2.為了延長(zhǎng)電加熱管的使用壽命,盡量使電加熱管使用均衡,避免過(guò)多地使用管某一組或某幾組電加熱,。同時(shí)由于交流接觸器在大電流下工作,也應(yīng)均衡使用。因此,控制原則是保證每組電加熱管總使用時(shí)間相同??刂品绞讲捎枚嗉?jí)控制,循環(huán)投切。即先投者先切,后投者后切,先停的先啟動(dòng),后停的后啟動(dòng)。這樣就可以保證交流接觸器的動(dòng)作次數(shù)完全相同,電加熱管的工作時(shí)間也大致相同。大大延長(zhǎng)電鍋爐的使用壽命。
3.容量大的電鍋爐電流將達(dá)到幾百安培甚至幾千安培,這么大的強(qiáng)大電流將對(duì)電鍋爐控制裝置產(chǎn)生干擾。因此,需要采取可靠的抗電磁干擾措施。
4.電鍋爐的加熱控制系統(tǒng)是一個(gè)大滯后的二階慣性系統(tǒng),采用一般的控制裝置很難達(dá)到最佳的控制效果,往往產(chǎn)生交流接觸器動(dòng)作頻繁,甚至反復(fù)振蕩。國(guó)內(nèi)已根據(jù)這一特點(diǎn)開(kāi)發(fā)研制出了電鍋爐電腦控制器。
國(guó)內(nèi)電鍋爐的控制方式有四種:(1)手動(dòng)+溫度顯示控制儀表控制并溫度顯示;(2)順序控制器或PLC控制+溫度顯示控制儀表控制并溫度顯示;(3)完全用PLC控制,包括溫度輸入模塊和顯示單元(液晶顯示或觸摸屏顯示);(4)專(zhuān)用電鍋爐電腦控制器控制并溫度顯示。由于其控制性能好,功能全,性?xún)r(jià)比高,得到了普遍應(yīng)用。
專(zhuān)用電鍋爐電腦控制器為一體化機(jī)箱,觸摸屏操作。觸摸屏可實(shí)時(shí)動(dòng)感地顯示電加熱管的運(yùn)行狀態(tài)和鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行模擬圖。還可用數(shù)碼方式顯示溫度、壓力等參數(shù)值,并設(shè)有全方位的在線(xiàn)幫助,多級(jí)中文彈出式菜單和故障維修指南,適合任何層次的操作人員使用。采用了現(xiàn)代先進(jìn)的模糊控制技術(shù),能夠快速平穩(wěn)地控制加熱組循環(huán)投切,提高加熱管使用壽命。電加熱管組投切動(dòng)作采取間隔控制,降低對(duì)電網(wǎng)的干擾。間隔時(shí)間可任意設(shè)定。取得了很好的控制效果。
電熱鍋爐控制柜與電熱鍋爐配套供應(yīng),作為電熱鍋爐的控制裝置。控制柜主要由柜體、低壓斷路器、交流接觸器、電腦控制器、測(cè)量?jī)x表等組成,與電鍋爐配套的蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等的控制裝置一般單設(shè)電控柜(箱),根據(jù)用戶(hù)要求也可裝在電鍋爐控制柜中。小型電熱鍋爐可與控制柜作成一體,以減小電鍋爐房建筑面積。
三電鍋爐房的電氣設(shè)計(jì)
一般電鍋爐房的電氣設(shè)計(jì)包括電源設(shè)計(jì)、配電系統(tǒng)線(xiàn)路設(shè)計(jì)、熱工檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及照明設(shè)計(jì)等。照明設(shè)計(jì)與一般鍋爐房設(shè)計(jì)相同,這里不作介紹。主要對(duì)電源設(shè)計(jì)、電鍋爐房的線(xiàn)路設(shè)計(jì)作一介紹。
1電源設(shè)計(jì)
(1)變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇
對(duì)于較大容量電鍋爐房的應(yīng)專(zhuān)設(shè)變配電所。為減少電能損耗、便于接線(xiàn)和節(jié)省投資,變配電所應(yīng)鄰近電鍋爐房。容量較小的電鍋爐房可由原有的公用變電所供電。專(zhuān)用變壓器容量或由公用變電所提供的容量應(yīng)滿(mǎn)足電鍋爐、蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等設(shè)備的總用電量要求,并應(yīng)考慮10%-20%的富裕量。多臺(tái)電鍋爐可共用一臺(tái)變壓器,但不允許多臺(tái)變壓器供一臺(tái)電鍋爐。如電鍋爐房設(shè)置兩臺(tái)700KW電鍋爐,則應(yīng)配置兩臺(tái)800KW變壓器。
(2)變配電所低壓配電柜配電開(kāi)關(guān)及線(xiàn)路要求
變配電所低壓配電柜配電開(kāi)關(guān)及線(xiàn)路應(yīng)與電鍋爐房的用電負(fù)荷容量相匹配。如有兩臺(tái)700KW電鍋爐,變配電所低壓配電柜應(yīng)設(shè)置兩個(gè)1500A的低壓斷路器和兩條配電線(xiàn)路引至電鍋爐房。配電線(xiàn)路可采用帶N線(xiàn)和PE線(xiàn)的五芯電纜,如變配電所鄰近電鍋爐房,可采用封閉式母線(xiàn)槽。如蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等附屬設(shè)備單設(shè)控制箱,但用電量與電鍋爐相比很小,供電電源線(xiàn)路可由電鍋爐控制柜引接。
2電鍋爐房的線(xiàn)路設(shè)計(jì)
電鍋爐房的線(xiàn)路包括電力線(xiàn)路和熱工檢測(cè)信號(hào)和控制線(xiàn)路。
(1)電力線(xiàn)路設(shè)計(jì)
電鍋爐控制柜至電鍋爐電加熱管的電力線(xiàn)路一般采用四芯YJV交聯(lián)聚氯乙烯銅芯電纜或四根BV銅芯塑料電線(xiàn),其中一根為PE線(xiàn)。電纜規(guī)格及根數(shù)見(jiàn)表2。電纜或電線(xiàn)敷設(shè)方式一般采用穿鋼管埋地敷設(shè),也可采用電纜橋架敷設(shè)或地溝敷設(shè)。
(2)熱工檢測(cè)信號(hào)和控制線(xiàn)路
熱工檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)路包括溫度、壓力和水位檢測(cè)線(xiàn)路,分別由裝在電鍋爐本體上的溫度、壓力和水位傳感器接到電鍋爐控制柜中的電腦控制器上。為避免干擾、確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性,檢測(cè)信號(hào)線(xiàn)應(yīng)采用屏蔽線(xiàn),并與電力線(xiàn)路分開(kāi)敷設(shè)。敷設(shè)方式可在地坪下穿鋼管暗埋或架空明敷設(shè)。
控制線(xiàn)路主要是蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等附屬設(shè)備單設(shè)控制箱時(shí),電鍋爐控制柜與附屬設(shè)備控制箱之間的控制及聯(lián)鎖線(xiàn)路,一般采用1.5平方毫米的BV銅芯塑料電線(xiàn)。敷設(shè)方式可采用在地坪下穿鋼管暗埋。
一般鍋爐房設(shè)有軟化水裝置,其用電量不大,在軟化水裝置附近墻上設(shè)置一個(gè)三孔電源插座即可。
(3)電鍋爐控制柜布置設(shè)計(jì)
電鍋爐容量較大、臺(tái)數(shù)較多的電鍋爐房,電鍋爐控制柜、水泵控制柜及自動(dòng)化控制臺(tái)等應(yīng)設(shè)在控制室內(nèi)。如改造工程由于條件限制,單獨(dú)設(shè)置控制室有困難,或電鍋爐容量較小、臺(tái)數(shù)又很少時(shí),電鍋爐控制柜和水泵控制箱也可設(shè)在電鍋爐房?jī)?nèi),但應(yīng)遠(yuǎn)離水泵和水處理設(shè)備,并設(shè)置50-100mm的基礎(chǔ)。
容量大的電鍋爐控制柜一般為離墻安裝,單面(正面)操作,雙面開(kāi)門(mén)維修。根據(jù)《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50053-94規(guī)定,背面離墻距離應(yīng)不小于1000mm,正面操作距離應(yīng)不小于1500mm。容量較小的電鍋爐控制柜控制柜可靠墻安裝,正面操作距離也不應(yīng)小于1500mm。
(4)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)
接地系統(tǒng)型式應(yīng)采用TN-S系統(tǒng)。電源進(jìn)線(xiàn)N線(xiàn)應(yīng)作重復(fù)接地。電鍋爐控制柜、水泵控制箱、電鍋爐、水泵及其它電氣設(shè)備的金屬外殼、電纜電線(xiàn)穿線(xiàn)管等均應(yīng)可靠接地。接地電阻要求小于1Ω。并按《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95要求做好等電位聯(lián)結(jié)。
四電鍋爐房電氣設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的重視,最近幾年電鍋爐的生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展非常迅速。但由于電鍋爐在我國(guó)起步較晚,相關(guān)電鍋爐技術(shù)方面的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善,各生產(chǎn)廠(chǎng)家各自為戰(zhàn),產(chǎn)品自定型號(hào)規(guī)格,自成系列。這給設(shè)計(jì)人員對(duì)電鍋爐的選型,對(duì)電鍋爐房的布置設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的困難。特別是電鍋爐房設(shè)計(jì)以暖通、給排水專(zhuān)業(yè)為主,電鍋爐的選擇和訂貨由暖通、給排水專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé),電氣專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員對(duì)電鍋爐產(chǎn)品的技術(shù)性能和對(duì)電氣專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)要求了解不夠,使得電鍋爐房電氣設(shè)計(jì)中出現(xiàn)一些問(wèn)題。據(jù)筆者了解的情況,主要存在著以下四個(gè)問(wèn)題。
1電源容量與電鍋爐房用電負(fù)荷不匹配。主要表現(xiàn)在改造工程項(xiàng)目上,或新建電鍋爐房,但變配電所未改造,使得變配電所中變壓器容量滿(mǎn)足了電鍋爐房用電要求,或變壓器容量能滿(mǎn)足要求,但引到電鍋爐房的線(xiàn)路出線(xiàn)開(kāi)關(guān)容量不夠。希望建設(shè)單位在改建鍋爐房時(shí),應(yīng)根據(jù)電鍋爐房的負(fù)荷容量,對(duì)原變配電所增容擴(kuò)建和改造。
2電鍋爐房建筑面積偏小,使電鍋爐、電鍋爐控制柜及其它配套設(shè)備布置很困難。如有的鍋爐房,電鍋爐控制柜距電鍋爐只有500㎜,控制柜的門(mén)都打不開(kāi),更不用說(shuō)操作距離了。出現(xiàn)這一問(wèn)題的原因是利用原有的鍋爐房,或還未選擇確定電鍋爐設(shè)備,建筑設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有按設(shè)備的安裝要求設(shè)計(jì)鍋爐房幅員尺寸。結(jié)果造成了設(shè)備大,鍋爐房建筑面積明顯偏小的弊端。設(shè)計(jì)單位應(yīng)在電鍋爐及其配套設(shè)備都確定的條件下,再作電鍋爐房設(shè)計(jì)為好。
3電鍋爐與蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等附屬設(shè)備等不是由同一廠(chǎng)家,而是由幾個(gè)廠(chǎng)家配套供貨,造成水泵控制箱與電鍋爐控制柜不匹配。根據(jù)控制要求,電鍋爐與蓄熱水泵之間應(yīng)互相聯(lián)鎖,但由于蓄熱水泵控制箱沒(méi)有考慮,這給施工安裝帶來(lái)很大的麻煩。
一、分支電纜的結(jié)構(gòu)與性能
1、產(chǎn)生與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分支電纜是在普通塑力纜基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。由于現(xiàn)代文明的發(fā)展,都市的高層建筑越來(lái)越普及,在高層建筑配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中,供電可*性、工程經(jīng)濟(jì)性和施工便利性越來(lái)越重要,采用普通電力電纜供電,三者的矛盾總難完全統(tǒng)一,只能根據(jù)不同工程而有所側(cè)重。按傳統(tǒng)方法,在樓層配電設(shè)計(jì)中,通常采用的辦法有三種:
(1)放射式,由地下配電間分別對(duì)各個(gè)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(jià)高,經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)性最佳,但由于層數(shù)越多,安全系數(shù)越低(安全系數(shù)是逐級(jí)相乘)。
(3)分區(qū)樹(shù)干式,把一座高層建筑劃分成n個(gè)單元區(qū),每個(gè)單元采用電纜接從配電室供電,然后再分配至單元區(qū)內(nèi)各個(gè)樓層。經(jīng)濟(jì)性都比較好,經(jīng)常被采用。
(4)干線(xiàn)電纜分支法,從配電室引出一根(或數(shù)根)主干電纜,每個(gè)樓層在干線(xiàn)電纜上供頭分支,此法經(jīng)濟(jì)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(shí),受電纜的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)施工條件以及人員素質(zhì)的影響,接頭質(zhì)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(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)工藝處理的單芯電力電纜作為建筑主干電纜,根據(jù)各具體建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和尺寸量體裁衣,預(yù)先把分支接頭與分支線(xiàn)、主干電纜一同設(shè)計(jì)制造。是把上面第(4)種方法中現(xiàn)場(chǎng)施工和管理的工作由專(zhuān)業(yè)制造廠(chǎng)完成,而且工藝一致性也帶來(lái)了質(zhì)量一致。
分支電纜較早出現(xiàn)于英國(guó)和日本,在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面,1980年,日本電線(xiàn)工業(yè)協(xié)會(huì)頒布了第一部行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)JCS376(1980),隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,在1992年對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂,放寬了對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料方面的要求,提高了成品技術(shù)指標(biāo),目前,國(guó)內(nèi)正規(guī)的分支電纜生產(chǎn)廠(chǎng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要是以該標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。
2、結(jié)構(gòu)分支電纜在結(jié)構(gòu)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(xiàn)電纜;(3)分支連接體。
目前,因單芯型分支電纜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于生產(chǎn)和施工,已獲得大量應(yīng)用。按照日本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,多芯型分支電纜實(shí)質(zhì)上是多個(gè)單芯電纜的絞合體,而不是傳統(tǒng)概念多芯電纜的結(jié)構(gòu),多芯型分支電纜的每項(xiàng)導(dǎo)體外面都有單獨(dú)的絕緣和護(hù)套,每根線(xiàn)芯有獨(dú)立的分支連接體。多芯型分支電纜具備一般多芯電纜的運(yùn)行性能,國(guó)內(nèi)只有為數(shù)極少的大型綜合性電纜廠(chǎng)才具備生產(chǎn)能力,目前也已在推廣應(yīng)用中。
3、性能分支電纜是一種新型的電力配送電纜,其關(guān)鍵性能有兩項(xiàng):首先,一根具備良好品質(zhì)的分支電纜,必須是性能優(yōu)良的電力電纜,對(duì)于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品,其導(dǎo)體性能、絕緣性能、材料的機(jī)械物理性能均應(yīng)符合GB12706-91標(biāo)準(zhǔn)——電纜的性能是分支電纜產(chǎn)品的基礎(chǔ)指標(biāo)。
第二,分支連接體的性能至關(guān)重要,這是分支電纜的關(guān)鍵性能。分支連接體把干線(xiàn)電纜與支線(xiàn)電纜的導(dǎo)體連為一體,并作絕緣防潮處理。從外觀(guān)上看,無(wú)法知道內(nèi)部接頭質(zhì)量,有兩項(xiàng)重要的試驗(yàn)?zāi)軌驒z測(cè)接頭性能,即機(jī)械拉力試驗(yàn)和電熱循環(huán)試驗(yàn)。對(duì)機(jī)械拉力試驗(yàn)而言,分支連接體(含干線(xiàn)與支線(xiàn)導(dǎo)體)的拉斷力應(yīng)保持在連接前的80%以上,對(duì)電熱循環(huán)試驗(yàn)而言,在125次一定時(shí)間間隔的額定載荷與空載循環(huán)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(jī)械與電氣性能的關(guān)鍵在于分支連接體的材料和工藝。對(duì)廣大用戶(hù)而言,應(yīng)充分關(guān)心分支電纜的電纜質(zhì)量、接頭的材料選擇和生產(chǎn)工藝工裝。
我們講,分支電纜更適合于現(xiàn)代建筑的配電系統(tǒng),為什么?要分析這個(gè)問(wèn)題,我們必須首先弄清楚相關(guān)電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)配電線(xiàn)路的要求。
二、相關(guān)規(guī)范對(duì)建筑電氣系統(tǒng)中配電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)要求
1、建筑電氣相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范目前與建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)的規(guī)范主要有:
(1)GB50052-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范
(2)GB50054-1995低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范
(3)JGJ/T16-92民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范
(4)GBJ16-87建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(1997年版本)
(5)GB50045-1995高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范其中:《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》是兩項(xiàng)基礎(chǔ)規(guī)范,主要內(nèi)容參照采用了IEC標(biāo)準(zhǔn)。民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中供電系統(tǒng)和低壓配電部分與其規(guī)定基本一致,但由于這是一個(gè)建筑行業(yè)的專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn),建筑相關(guān)的部分規(guī)定更具體,如供電系統(tǒng)的負(fù)荷簡(jiǎn)等級(jí),除規(guī)定分級(jí)原則外,更規(guī)定了各類(lèi)具體建筑名稱(chēng)的負(fù)荷級(jí)別。
由于上述規(guī)范在頒布實(shí)施時(shí),分支電纜產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有應(yīng)用先例,因此在規(guī)范中并未提及分支電纜,但在眾多條款中體現(xiàn)了設(shè)計(jì)指導(dǎo)方向,總的說(shuō)來(lái),有三種觀(guān)點(diǎn):
1、關(guān)于配電級(jí)數(shù)——越少越好;
2、關(guān)于配電方式,從高到低依次為放射式>樹(shù)干式>分區(qū)樹(shù)干式>鏈接式;
3、關(guān)于安裝敷設(shè)方式,應(yīng)與環(huán)境、建筑特征、機(jī)電應(yīng)力等多種因素相適應(yīng)。
(一)、關(guān)于配電級(jí)數(shù):對(duì)配電級(jí)數(shù)而言,GB50052-95第3.07條規(guī)定:供電系統(tǒng)應(yīng)簡(jiǎn)單可*,同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí),JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中8.14條規(guī)定:“自變壓器一次側(cè)至用設(shè)備之間的低壓配電級(jí)數(shù)不宜超過(guò)三級(jí),但對(duì)非重要負(fù)荷供電時(shí),可超過(guò)三級(jí)?!鄙鲜鲆?guī)范體現(xiàn)了一個(gè)要領(lǐng),那就是配電級(jí)數(shù)越少越好,越少可*性越高,技術(shù)越先進(jìn)。
(二)、關(guān)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(huán)境的車(chē)間或建筑物內(nèi),當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量,但無(wú)特殊要求時(shí),宜采用樹(shù)干式配電”,“當(dāng)用電設(shè)備為大容量,或負(fù)荷性質(zhì)重要,或在有特殊要求的車(chē)間、建筑物內(nèi),宜采用放射式配電”,“當(dāng)部分用電設(shè)備離供電點(diǎn)較遠(yuǎn),而彼此相距很近、容量很少的用電設(shè)備,可采用鏈?zhǔn)脚潆?,但每一回路環(huán)鏈設(shè)備不超過(guò)5臺(tái),其總?cè)萘坎灰顺^(guò)10kW”:“在高層建筑物內(nèi),當(dāng)向樓層各配電點(diǎn)供電時(shí),宜采用分區(qū)樹(shù)干式配電,但部分較大容量的集中負(fù)荷或重要負(fù)荷,應(yīng)從低壓配電室以放射式配電”。
(三)、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)配電方式有更為詳細(xì)的規(guī)定,如:“8.2.15居住小區(qū)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(duì)于較大的集中負(fù)荷或較重要的負(fù)荷應(yīng)從配電室以放射式配電;對(duì)于向多層配電間或配電箱配電,宜采用樹(shù)干式和分區(qū)樹(shù)干式的方式”“由層間配電間或?qū)优潆娤渲粮鞣峙潆娤涞呐潆姡瞬捎梅派涫脚c樹(shù)干式結(jié)合的方式”,“8.2.3.2對(duì)于容量較大的集中負(fù)荷或重要負(fù)荷,宜從配電室以放射式配電對(duì)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(qū)樹(shù)干式,備用電源也采用分區(qū)樹(shù)干式或首層至頂層垂直干線(xiàn)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(xiàn)方式。
(3)工作電源采用分區(qū)樹(shù)干式,多用電源取自應(yīng)急照明等電源干線(xiàn)。
上述規(guī)定,是限于制定規(guī)范時(shí),分支電纜尚未在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用,供電線(xiàn)路主要依賴(lài)普通電力電纜和母線(xiàn)。筆者認(rèn)為,在應(yīng)用分支電纜配電后,上述規(guī)定應(yīng)該可以簡(jiǎn)化。放射式高于樹(shù)干式,又高于鏈接式的觀(guān)點(diǎn)。
(四)、關(guān)于電纜和母線(xiàn)安裝敷設(shè)方式。
GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都規(guī)定“封閉母線(xiàn)宜用于干燥和無(wú)腐蝕性的屋內(nèi)場(chǎng)所?!?/p>
GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5規(guī)定“豎井垂直布線(xiàn)時(shí)應(yīng)考慮下列因素:……。垂直干線(xiàn)與分支線(xiàn)的連接方法?!?/p>
GB50054-94中5.7.3豎井內(nèi)垂直布線(xiàn)采用大容量單芯電纜大容量線(xiàn)線(xiàn)作干線(xiàn)時(shí),應(yīng)滿(mǎn)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(jīng)濟(jì)。
GBJ16-87《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中10.1.4規(guī)定:“消防用電設(shè)備的配電線(xiàn)路應(yīng)穿管保護(hù)。當(dāng)暗敷時(shí)應(yīng)敷時(shí)應(yīng)敷設(shè)在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi),其保護(hù)層厚度不應(yīng)小于3cm,明敷時(shí)必須穿金屬管,并采取防火措施。采用絕緣和護(hù)套為非延續(xù)燃性材料的電纜時(shí),可不采取穿金屬管保護(hù),但應(yīng)敷設(shè)在電纜井溝內(nèi)。
GB50045-95《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對(duì)消防電源及其配電,9.1.4條也規(guī)定了相同內(nèi)容。
上述規(guī)范說(shuō)明:電纜配電比母線(xiàn)具有更好的環(huán)境適應(yīng)性,安裝敷設(shè)更便利。
在熟悉電氣規(guī)范的相關(guān)規(guī)定后,讓我們來(lái)分析分支電纜配電方法與規(guī)范的符合性與技術(shù)先進(jìn)性.
三、分支電纜配電的技術(shù)先進(jìn)性
1、分支電纜的配電方式分支電纜配電系統(tǒng)一般如圖所示,在一個(gè)n層的大樓中,垂直豎井干線(xiàn)和各樓層供電由一根整預(yù)制的分支電纜完成,PG是總配電柜,PX是樓層配電箱,ZJX是轉(zhuǎn)接箱,當(dāng)PG與ZJX之間距離不遠(yuǎn)時(shí),(滿(mǎn)足載流量與起動(dòng)運(yùn)行壓降要求)一般不予選用,這樣可減少一個(gè)連接點(diǎn),節(jié)約投資。
2、分支電纜配電的技術(shù)先進(jìn)性從上述配電系統(tǒng)的分析中,可以知道分支電纜可以使樓層配電簡(jiǎn)化成二級(jí)配電,每個(gè)樓層都可以達(dá)到最簡(jiǎn)單的二級(jí)配電,符合規(guī)范中配電級(jí)數(shù)越少越好的原則,這是先進(jìn)性之一。
分支電纜配電系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是一種放射式配電系統(tǒng),適用于各種重要場(chǎng)合甚至是特別重要場(chǎng)合的配電,這是先進(jìn)性之二。
分支電纜是一種經(jīng)過(guò)預(yù)制的電力電纜,其外形和結(jié)構(gòu)特征仍然具備電纜特性,而且接頭經(jīng)過(guò)密封絕緣處理,在出廠(chǎng)時(shí)經(jīng)受過(guò)水中耐壓和絕緣電阻試驗(yàn),因此對(duì)環(huán)境要求低,能適用于潮濕、鹽霧酸堿等環(huán)境,而母線(xiàn)在規(guī)范中明確不能應(yīng)用于這些環(huán)境,比母線(xiàn)適用范圍廣。而且,其安裝方式簡(jiǎn)便,施工工期短,工費(fèi)低,符合規(guī)范中設(shè)計(jì)應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)性的觀(guān)點(diǎn),這是其技術(shù)先進(jìn)性之三。
2、影響工程質(zhì)量的幾個(gè)建筑電氣設(shè)計(jì)問(wèn)題
合格的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足七個(gè)質(zhì)量特性規(guī)定的要求,即功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可信性、可實(shí)施性、適應(yīng)性及時(shí)間性。設(shè)計(jì)單位本應(yīng)將通過(guò)了設(shè)計(jì)評(píng)審的合格的設(shè)計(jì)文件交付施工。而實(shí)際上不少交付施工的設(shè)計(jì)文件都存在缺少或偏離質(zhì)量特性要求的缺陷。對(duì)電氣工程質(zhì)量造成影響的設(shè)計(jì)問(wèn)題又主要表現(xiàn)在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實(shí)施性的缺失或偏離。以下就幾個(gè)最常見(jiàn)的方面進(jìn)行探討。
2.1設(shè)計(jì)違背或偏離設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定,安全性、可信性方面不執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)范的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。
例如某市政府大樓前花園廣場(chǎng)(包括廣場(chǎng)綠化庭院照明、草坪照明及廣場(chǎng)中心聲光噴泉)工程提交施工酌電氣施工圖存在以下問(wèn)題:未作電氣保護(hù)接地及等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì);錯(cuò)誤地采用TN-C低壓配電系統(tǒng);噴水池未按規(guī)定選用應(yīng)有防護(hù)等級(jí)的電氣設(shè)備及電纜。這樣的設(shè)計(jì)完全違背了規(guī)范規(guī)定的安全性要求,按圖施工必將留下嚴(yán)重的安全隱患。此前的1999年8月青島市某噴水池曾發(fā)生數(shù)人,嬉水時(shí)被電擊致死的傷亡事故,正是由于設(shè)計(jì)失誤,水下燈具及潛水泵漏電而又未能及時(shí)斷電所致。監(jiān)理于施工前審圖時(shí)及發(fā)現(xiàn)了上述問(wèn)題,通過(guò)業(yè)主要求設(shè)計(jì)單位嚴(yán)格按設(shè)計(jì)規(guī)范要求修改了設(shè)計(jì)。正確的作法是:戶(hù)外庭院及噴水池配電應(yīng)采用局部TT系統(tǒng)或TN-S系統(tǒng)、并設(shè)置漏電保護(hù)(動(dòng)作電流應(yīng)不大于30mA),而不允許采用TN-C制;應(yīng)設(shè)置完善的接地裝置,噴水池應(yīng)做等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì),而不能僅靠從大樓內(nèi)引出的一根PE干線(xiàn)接地;潛水泵及水下燈具應(yīng)采用潛水電纜配電;0區(qū)電器設(shè)備應(yīng)采用1Px8防護(hù)等級(jí),1區(qū)應(yīng)為1Px5等等。
又如民用建筑低壓配電線(xiàn)路截面選擇問(wèn)題。由于民用建筑用電負(fù)荷絕大多數(shù)為單相負(fù)荷,三相負(fù)荷不平衡必然導(dǎo)致中線(xiàn)通過(guò)不平衡電流;隨著電腦及各種家用電器設(shè)備的發(fā)展與普及,低壓電網(wǎng)高次諧波污染日益加劇,3次及其奇倍數(shù)諧波均構(gòu)成中性電流。中線(xiàn)過(guò)電流并由此引發(fā)電氣火災(zāi)的現(xiàn)象也日漸增多。為此,相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范已規(guī)定“三相四線(xiàn)或二相三線(xiàn)的配電線(xiàn)路中,當(dāng)用電負(fù)荷大部分為單相負(fù)荷時(shí),其N(xiāo)線(xiàn)或PEN線(xiàn)截面不宜小于相線(xiàn)截面;以氣體放電燈為主要負(fù)荷的回路中,N線(xiàn)截面不應(yīng)小于相線(xiàn)截面……”,可見(jiàn),民用建筑配電系統(tǒng)的干線(xiàn),支干線(xiàn)及支線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)截面原則上均應(yīng)選擇N或PEN線(xiàn)截面與相線(xiàn)截面相同。然而監(jiān)理審圖發(fā)現(xiàn)當(dāng)前仍有為數(shù)不少的民用建筑配電設(shè)計(jì)中仍沿用80年代前曾采用過(guò)的作法,選用的N或PEN線(xiàn)截面仍為相線(xiàn)的1/2甚至1/4~1/3.這也是最常見(jiàn)的電氣設(shè)計(jì)安全問(wèn)題之一。
再如,關(guān)于變配電所位置的選擇,相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范都明確提出應(yīng)考慮“設(shè)備吊裝及運(yùn)輸方便”,這是保證可用性及維修性的基本要求。近年來(lái)我們負(fù)責(zé)監(jiān)理的不少高層建筑工程項(xiàng)目,其設(shè)置在地下層的變配!電所及柴油發(fā)電機(jī)房的配置多違背了這個(gè)要求。比如某高層商住樓地下變配電所及發(fā)電機(jī)房,其運(yùn)輸通路完全被冷水機(jī)組及地下水箱阻擋。施工安裝順序只能是先將變、配電設(shè)備及發(fā)電組安裝就位后再安裝冷水機(jī)組及水箱,而根本未考慮運(yùn)行之后發(fā)變電設(shè)備檢修、更換的運(yùn)輸問(wèn)題;又如某高層辦公綜合樓地下變配電所與發(fā)機(jī)房,設(shè)置在一層某會(huì)議廳底部,地下層既未考慮必要的運(yùn)輸檢修通道,也未設(shè)足夠?qū)挾饶苓\(yùn)進(jìn)設(shè)備的門(mén)框。當(dāng)監(jiān)理審圖發(fā)現(xiàn)并提出這一問(wèn)題時(shí),設(shè)計(jì)單位的解答竟然是:原設(shè)計(jì)意圖是從一層會(huì)議廳處將變配電及發(fā)電設(shè)備吊裝就位后再澆筑該廳地板。這種意圖顯然是錯(cuò)誤的,即使不考慮土建施工可能對(duì)已就位的電氣設(shè)備造成的損害,大樓投入運(yùn)行后電氣設(shè)備的維修更換運(yùn)輸是否只得撬開(kāi)一層會(huì)議廳地板來(lái)解決呢!須知鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑的合理使用壽命可達(dá)50年以上,而變配電設(shè)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(shè)計(jì)必須妥善考慮其運(yùn)輸及維修吊裝通道問(wèn)題。
2.2設(shè)計(jì)深度不夠目前施工圖設(shè)計(jì)深度達(dá)不到建設(shè)部《建設(shè)工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》要求的現(xiàn)象相當(dāng)普遍,主要是設(shè)計(jì)文件可實(shí)施性方面的缺陷,將直接導(dǎo)致施工安裝困難或錯(cuò)誤。也可能導(dǎo)致可用性的欠缺。由于不按規(guī)定的深度進(jìn)行必要的計(jì)算與標(biāo)注、也往往造成設(shè)計(jì)文件本身出現(xiàn)原則錯(cuò)誤而難于及時(shí)發(fā)現(xiàn),將影響項(xiàng)目建成的使用功能。
例如按深度規(guī)定電力及照明系統(tǒng)圖及相應(yīng)設(shè)備材料表中應(yīng)詳細(xì)標(biāo)明選用的電氣設(shè)備及材料的型號(hào)、名稱(chēng)、規(guī)格參數(shù)及數(shù)量。改革開(kāi)改以來(lái),我國(guó)電工產(chǎn)品市場(chǎng)異彩紛呈,國(guó)內(nèi)外各種型號(hào)規(guī)格的產(chǎn)品琳瑯滿(mǎn)目,國(guó)家不可能對(duì)各類(lèi)電氣設(shè)備及材料規(guī)定統(tǒng)一的型號(hào)。設(shè)計(jì)標(biāo)明各種設(shè)備材料的型號(hào)規(guī)格參數(shù)便顯得尤為重要,這是業(yè)主或施工單位進(jìn)行設(shè)備訂貨及采購(gòu)的依據(jù)。然而近年來(lái)電氣設(shè)計(jì)文件中普遍習(xí)慣于只在系統(tǒng)圖的設(shè)備符號(hào)旁標(biāo)注該設(shè)備的型號(hào)或廠(chǎng)家產(chǎn)品編號(hào),使設(shè)備訂貨無(wú)所適從,并往往造成錯(cuò)誤。比如某項(xiàng)目電氣照明設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)圖斷路器符號(hào)旁?xún)H標(biāo)注了“A063M20A”,設(shè)備表中亦然,而未注明名稱(chēng)及詳細(xì)參數(shù),施工單位理解為20A普通斷路器,因找不到該編號(hào)的產(chǎn)品而另行采購(gòu)了另一種斷路器。后在設(shè)備材料報(bào)驗(yàn)時(shí)經(jīng)監(jiān)理人員查對(duì),原“A063M”乃是海格公司的一種電磁式漏電斷路器的產(chǎn)品編號(hào),額定電流20A,額定漏電動(dòng)作電流值30mA.可見(jiàn)原設(shè)計(jì)中這些回路是應(yīng)設(shè)漏電保護(hù)的。但因設(shè)計(jì)標(biāo)注不清而引起訂貨錯(cuò)誤。只得重新采購(gòu)更換。又如許多電氣施工圖中對(duì)電纜溝只標(biāo)注尺寸及走向,對(duì)電纜支架及蓋板不作任何規(guī)定,或僅注明“參照XX圖集XX頁(yè)”,實(shí)際上國(guó)標(biāo)圖集中對(duì)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(gè)方案供設(shè)計(jì)時(shí)選擇,設(shè)計(jì)不選定則施工方難于抉擇,常按最低價(jià)方案施工。往往并不能滿(mǎn)足實(shí)際需要,甚至可能引起結(jié)算糾紛。
再如電氣照明圖中按規(guī)定主要房間及場(chǎng)所應(yīng)標(biāo)注照度標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)然也就要求設(shè)計(jì)者進(jìn)行照度計(jì)算并按計(jì)算進(jìn)行燈具配置。然而當(dāng)前民用建筑電氣照明設(shè)計(jì)中能標(biāo)注照度標(biāo)準(zhǔn)值并進(jìn)行照度計(jì)算的極為罕見(jiàn),絕大多數(shù)是按房屋開(kāi)間及功能憑經(jīng)驗(yàn)布燈。大多偏離了國(guó)家規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn),影響使用功能。比如經(jīng)監(jiān)理審圖的某學(xué)校電氣施工圖,經(jīng)核算設(shè)計(jì)達(dá)到的照度值實(shí)驗(yàn)室和教室僅為50~701x,不及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(150LX)的一半;某局綜合辦公大樓中辦公室及會(huì)議室設(shè)計(jì)照度僅達(dá)70~80LX,計(jì)算機(jī)房?jī)H達(dá)約100h左右。也不及國(guó)家規(guī)定照度標(biāo)準(zhǔn)值(分別為150h及200k)的一半。
2.3相關(guān)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)文件銜接不清,不按規(guī)定協(xié)調(diào)配合的問(wèn)題普遍存在,極易導(dǎo)致施工錯(cuò)誤
例如目前普遍利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋作為防雷接閃器、引下線(xiàn)及接地與等電位聯(lián)結(jié)裝置,按規(guī)定應(yīng)在電氣施工圖中標(biāo)出聯(lián)接點(diǎn)、預(yù)埋件,說(shuō)明敷設(shè)方式及技術(shù)措施(如焊接要求等);并在土建施工圖中有相關(guān)的預(yù)埋件詳圖及相關(guān)的標(biāo)注與說(shuō)明。而實(shí)際上多數(shù)施工圖僅在電氣圖中有防雷接地圖,且標(biāo)注與說(shuō)明相當(dāng)簡(jiǎn)略,土建施工圖中則常無(wú)任何相關(guān)的說(shuō)明與標(biāo)注。這給工程監(jiān)理及施工都帶來(lái)很大困難,若施工單位經(jīng)驗(yàn)不足則極易因工種(序)配合不當(dāng)而造成施工錯(cuò)漏。最常見(jiàn)的是接地鋼筋網(wǎng)的連接點(diǎn)的錯(cuò)、漏焊和作為外引接地聯(lián)結(jié)點(diǎn)或檢測(cè)點(diǎn)預(yù)埋件的漏設(shè)。尤其是建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,因柱(墻)內(nèi)主鋼筋調(diào)整、防雷引下線(xiàn)鋼筋錯(cuò)接錯(cuò)焊的情況更易發(fā)生。