电气工程及自动化毕业设计（论文）-某大学四号九层实验楼强电电气设计【全套图纸】

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1、毕 业 设 计（论 文） 中文题目中文题目 兰州交通大学四号实验楼兰州交通大学四号实验楼 强电电气设计强电电气设计 英文题目英文题目 Electrical Design of No.4 Laboratory Buiding of Lanzhou Jiaotong University 学学 院院 自动化与电气工程学院自动化与电气工程学院 专专 业业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 姓姓 名名 学学 号号 指导教师指导教师 20122012 年年 6 6 月月 1010 日日 兰州交通大学毕业设计（论文） - I - 摘 要 本设计为兰州交通大学四号实验楼强电电气设计。设计负荷等级为三级，

2、进线电 压为 380/220V,照明用电负荷约为 100kW。 设计的主要任务是完成兰州交通大学四号实验楼的照明平面设计、照明系统设计、 供配电系统设计。设计主要内容包括：照度计算、灯具和插座的选择和布置、照明负 荷计算、导线及其截面的选择、低压断路器电流整定、等电位联结安装及防雷与接地 系统的设计。本设计采用单位容量法进行照度计算，采用需用系数法进行负荷计算， 按导线长期允许载流量和电压损失选择导线截面，按线路最大工作电流和线路保护选 择低压断路器。 由于本实验楼的实验室不需要动力系统的动力电，所以按普通实验室配置插座。 照明回路和插座回路分别由不同回路供电，并在插座回路安装剩余电流保护器。

3、按三 类防雷建筑物进行防雷设计，接地采用具有专用保护零线的中性点直接接地系统 ， 即 TN-S 系统，并设计总等电位联结系统。 设计符合国家相关技术规程规范要求，设备选型合理，满足使用功能要求，设计 出的图纸具备可操作性和经济性，能较好地指导施工。 关键词：实验楼；照明；负荷计算；供配电系统；防雷关键词：实验楼；照明；负荷计算；供配电系统；防雷 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 兰州交通大学毕业设计（论文） - II - Abstract The design is entitled with the electrical design of No.4 laboratory bui

4、lding of Lanzhou Jiaotong University. The load level of the project is designed as the 3rd hierarchy, and input voltage level is presented by 380/220V, and electricity for lighting load is about 100kW. The main task of the design is to complete the design of the illumination plane, the illumination

5、system, and the supply and distribution system of the fourth experimental building located in Lanzhou Jiaotong University. The main design contents include illumination calculation, selection and arrangement of the lamps and switches and sockets, illumination load calculation, and the selection of c

6、ircuits and cross sections, and the current setting of low voltage breaker, and equipotential bonding, and as well as lighting protection and grounding system and so on. Firstly, unit capacity method is applied to implement illumination calculation, and the needed coefficient method is applied to im

7、plement the load calculation, and the cross sections of the circuits are selected according to long-term allowable temperature rise and voltage loss, and the low-voltage breakers are selected according to the maximum working current and line protection conditions. As the Dynamic power of the power s

8、ystem is not needed in laboratory of the experimental building, the configuration of socket according to Ordinary laboratory.Socket and lighting circuits are arranged in different supply loop, and leakage protection breaker is applied in socket loop. Lighting protection with the 3rd level is designe

9、d in accordance with specifications, and grounding system adopts with special protection of the zero line of neutral grounding system, TN-S system, and general equipotential connection, together local equipotential connection is designed. The overall design accords with the relevant national technic

10、al regulation requirements. Equipments selection is reasonable so as to better meet the applicable functions, and The designed drawings have maneuverability and economy, and be able to better guide the construction. Key Words：Laboratory building，Illumination，Load calculation，Supply and distribution

11、system，Thunder protection 兰州交通大学毕业设计（论文） - III - 目 录 摘 要.I Abstract II 目 录.III 1 绪论.1 1.1 工程背景1 1.2 设计范围1 1.3 设计依据1 1.4 设计目标1 1.5 本文的主要工作2 2. 照明平面图3 2.1 照明平面图设计3 2.1.1 照度确定 .3 2.1.2 光源和灯具的选择 .4 2.1.3 单位容量法计算室内负荷 .4 2.1.4 开关的选择 .7 2.2 插座平面图设计7 2.2.1 插座的配置 .7 2.2.2 插座的选择 .7 3 照明配电系统图.8 3.1 照明负荷计算9 3.1

12、.1 需用系数法 .9 3.1.2 负荷计算 .9 3.2 导线、电缆及低压电器的设计13 3.2.1 导线、电缆及低压电器设计原则 .13 3.2.2 导线、电缆及低压电器选择 .15 4 防雷接地系统与等电位联结安装.17 4.1 防雷接地系统设计.17 4.1.1 防直击雷 .17 4.1.2 防侧击雷 .17 4.2 等电位联结系统设计17 结 论.19 兰州交通大学毕业设计（论文） - IV - 致 谢.20 参考文献.21 附录 兰州交通大学四号实验楼强电电气设计图.22 兰州交通大学毕业设计（论文） 1 绪论 1.1 工程背景 本设计为兰州交通大学四号实验楼强电电气设计。该楼占地

13、面积约 1016 平方米， 钢筋混凝土结构，独立基础，本实验楼共 9 层，一层地下室，每层标高 3.9 米。 1.2 设计范围 包括照度计算，灯具、插座、开关的选型和布置，负荷计算、电线电缆及低压电 气设备的选择、线路敷设、配电箱选型。进行照明系统、配电系统、防雷接地系统以 及等电位联结系统的设计。 1.3 设计依据 (1) 指导老师提供的工程设计资料。 (2) 国家现行有关设计规程，规范及标准，主要包括： 供配电系统设计规范(GB 50052-2009) 建筑照明设计标准(GB 50034-2004) 建筑物防雷设计规范(GB 50057-1994) 民用建筑电气设计规范(JGJ 16-20

14、08) 建筑平面制图标准(GB/T 50103-2001) (3) 与设计相关的书籍及期刊，详见参考文献。 1.4 设计目标 安全：对任何一个强电系统，安全总是最重要的。如果设计考虑不周或者材料设 备选择不当，都可能直接造成设备和人身事故，也可能引起大面积停电或火灾等严重 后果，为此，设计要严格执行相关设计规程，力求将事故率降到最低。 可靠：供电可靠性及供电的不间断性，体现在供电电源和供电质量的可靠性。设 计时应根据负荷的等级来确定供电方式。 经济：电气系统的设计应在安全可靠的基础上考虑经济节约，尽可能降低投资和 运营费用，减少金属材料的消耗。电气设备也要根据建筑需求选择，不能盲目的只选 择昂

15、贵的或是便宜的，要能达到建筑对电气设备的要求。 便利：在符合国家有关政策和法令、符合现行的行业行规要求的前提下，合理确 定灯开关、插座和配电箱等的安装位置的高度，确保操作通道便利。 兰州交通大学毕业设计（论文） - 2 - 发展：在设备选型时考虑现有市场的产品型号，不选择淘汰落后的产品型号。也 不 能使用未经认可的技术，要充分考虑未来发展。 1.5 本文的主要工作 (1) 照明平面图设计 根据建筑照明设计标准(GB 50034-2004)规定，确定各房间以及走廊照度值， 在此基础上确定光源和灯具的形式，然后利用单位容量法计算光源的容量和每个房间 所需的数量，合理布置灯具，并选择合适的开关控制灯

16、，合理配置电源插座以及设计 接线。 (2) 照明配电系统图设计 依据照明平面图灯具和电源插座的分布情况，确定各回路的计算负荷和总计算负 荷，确定进线的电源导线截面和电缆型号，以及开关、断路器型号。在此基础上，进 行分户箱配电系统图、照明配电系统图的设计。 (3) 防雷接地系统与等电位联接安装设计 依据相关标准和规范，进行屋顶防雷装置平面图及引下线接地系统设计。设计总 等电位联结系统。 (4) 撰写设计说明书 包括设计说明和主要设备材料表的编制。 兰州交通大学毕业设计（论文） 2. 照明平面图 根据建筑照明设计标准(GB 50034-2004)规定，此实验楼的照明方式采用一般 照明。 照明平面图

17、设计内容主要包括灯具、开关、电源插座的布置，以及它们之间的接 线设计，是建筑物电气施工预留管孔的主要依据。本建筑物每层房间结构不相同，所 以本建筑物照明平面图绘制了每层的照明平面图。为了便于整体阅读，照明和插座平 面图在一张平面图上绘制。 照明平面图设计的步骤是： (1) 查建筑照明设计标准(GB 50034-2004)，确定每个房间和公共区域的照度 值。 (2) 根据建筑物各房间功能，确定光源、灯具的型号及规格。 (3) 计算建筑物各房间的面积，按单位容量法确定各个房间总的负荷功率，从而确 定各房间的灯具个数。设计灯具控制方式，绘制照明平面图。 (4) 根据各房间使用功能，确定电源插座容量及

18、个数，在照明平面图的基础上绘制 插座平面图。 (5) 依据平面图，设计配电箱配电系统图，选定配电箱的规格和型号。 2.1 照明平面图设计 2.1.1 照度确定 按照建筑照明设计标准(GB 50034-2004)，实验楼各房间照度设计标准值确定 如表 2.1 所示1。 表 2.1 实验楼建筑照度标准值 房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)UGRRa 实验室试验台桌面3001980 研究室0.75m 水平面3001980 普通办公室0.75m 水平面3001980 会议室0.75m 水平面3001980 资料、档案室0.75m 水平面200 80 泵房地面100 60 兰州交通大学毕业设计

19、（论文） - 4 - 戊类书房地面150 60 续表 2.1 房间或场所参考平面及其高度照度标准值(lx)UGRRa 门厅（普通）地面100 60 走廊（普通）地面50 60 楼梯、平台（普通）地面30 60 厕所、盥洗室（普通）地面75 60 2.1.2 光源和灯具的选择 室内一般照明宜选用同一类型的光源，办公建筑内选用的灯具效率不宜低于 70%。 综合考虑了选择灯具的光学特性、经济性、环境条件、外形与建筑物相协调等因 素，在一般实验室选用简易型控照荧光灯，有吊顶的办公室和研究室选用嵌入式格栅 荧光灯具，卫生间选用防水防尘节能灯，楼道选用半圆乳白玻璃球型的天棚灯，大厅 选用吊顶花灯。 分析光

20、源的特点、应用场所、技术参数及经济性。荧光灯光效较白炽灯高、显色 性好、寿命长、节能，因此办公室、教室、会议室、实验室研究室、机房等房间宜采 用细管径直管形荧光灯，本次设计选用 T8 标准直管荧光灯 TDL36W/54（单光源和双 光源）；白炽灯结构简单成本低、启动快、有良好的调光性能。楼道是开关次数频繁 的场所，故选用白炽灯 HD3201-1-36W；卤钨灯虽然价格昂贵，但光效高、效率集中， 因此上下楼梯自带事故照明灯选用卤钨灯 LZG36W-300；紧凑型高效节能荧光灯兼具 荧光灯和白炽灯的优点，能高效节能，故卫生间、水泵房、前厅选用紧凑型高效节能 荧光灯 JYH36；在有黑板的实验室内，

21、黑板照明不应对教师和学生产生直接眩光，根 据黑板照明特殊性的要求，黑板照明选用 40W 单管专用荧光灯，光源距黑板的距离为 0.8m。 2.1.3 单位容量法计算室内负荷 室内平均照度的计算可采用利用系数法和单位容量法2，首先介绍这二种方法。 (1) 利用系数法计算平均照度是考虑了光源直接投射到工作面上的光通量和经过室 内表面相互反射到工作面上的光通量，是比较精确的计算方法。应用利用系数法计算 平均照度的基本公式如式 2.1 所示 兰州交通大学毕业设计（论文） (2.1) A UKN E av 其中，为工作面上的平均照度(lx)； av E 为光源的光通量(lm)； 为光源的数量；N 为利用系

22、数；U 为工作面面积(m2)；A 为灯具的维护系数。K (2) 单位容量法是在各种光通利用系数和光的损失等因素相对固定的条件下，得出 的平均照度的简化计算方法。计算公式如式 2.2 和式 2.3 所示： (2.2)PA (2.3)/NP P 其中，为总安装容量，不包括镇流器的功率损耗(W)；P 为在规定照度下所需灯具数；N 为房间面积，一般指建筑面积(m2)；A 为在某最低照度值时的单位面积安装容量(W/m2)； 为每套灯具的安装容量（不包括镇流器的功率损耗）(W)。P 以实验楼一层实验室（交通信号）为例比较二种方法。 已知此实验室面积为 125.34m2，平均照度 300lx，单位面积安装容

23、量为 10W/m2， 选用灯具型号 TDL36W-2/54，光通量 2500lm，镇流器功率 9W，查表得利用系数为 0.55，维护系数 0.8。 采用利用系数法计算，由式 2.1 得： (2.4) UK AE N av 将上述数据代入式 2.4 得： （盏）09.16 8 . 055 . 0 22500 34.125300 av UK AE N 取 N=16 盏。 采用单位容量法计算，由式 2.2 和式 2.3 得： (2.5)NA P 兰州交通大学毕业设计（论文） - 6 - 将上述数据代入式 2.5 得： （盏）10 125.34 7217.41NA P 取 N=16 盏。 综上所述，二

24、种方法均能计算出需要安装的灯具数，但单位容量法更为简单，初 步 工程设计只需估算照明用电量，宜采用单位容量法计算照明负荷，在允许的误差下达 到简化计算程序的目的。 本次设计采用单位容量法计算各个房间照明负荷，得出所需要安装的灯具的个数。 具体计算过程与实验楼一层实验室（交通信号）的计算过程相同，计算结果如表 2.2 所示。 表 2.2 房间需安装灯具个数及型号统计表 房间功率密度值(W/m2) 灯具个数（盏） 编号类型面积(m2)标准值现行值计算值实际值 灯具型号 1实验室125.34111017.4116TDL36W-2/54 2实验室122.56111017.0216TDL36W-2/54

25、 3实验室95.56111013.2712TDL36W-2/54 4实验室82.00111011.3912TDL36W-2/54 5实验室64.7411108.998TDL36W-2/54 6实验室57.4011107.978TDL36W-2/54 7研究室27.8811103.874TDL36W-2/54 8研究室17.8811102.513TDL36W-2/54 9研究室8.1311101.231TDL36W-2/54 10配电室27.881164.644TDL36W-1/54 11管理室27.881164.644TDL36W-1/54 12消防控制室12.091161.011TDL36W

26、-2/54 13 防护单元（平 时戊类书房） 506.0011642.1743TDL36W-2/54 14卫生间25.401132.082YZH-36 15走廊48.401175.656HD3201-1 16楼梯23.381131.952LZG36-300 兰州交通大学毕业设计（论文） 17二楼门厅80.601135.464LZG36-300 18实验室286.96111039.8636TDL36W-2/54 19实验室60.7811108.448TDL36W-2/54 20实验室54.7811108.318TDL36W-2/54 21黑板112黑板专用 40W 2.1.4 开关的选择 合理的

27、布置了房间内灯具的个数，照明的控制也很重要。开关控制灯是最简单最 根本的控制方式，根据灯具的使用情况以及不同需求下方便开灯或关灯。 在安全的前提下考虑节能和便于操作及维护管理，本次设计选用的照明开关均选 用 86 系列翘板式开关，250V、10A，距地 1.5 米暗装，门侧布置，临窗和非临窗的灯 分别由不同开关控制。控制黑板照明的开关装在黑板靠近门一侧。开关型号有 B86K11-10、B86K21-10 和 B86K41-10，根据房间内灯具的个数及控制方式合理选择开 关的型号。具体接线及控制方式见附录各层电施图。 2.2 插座平面图设计 2.2.1 插座的配置 四号实验楼的实验室均为普通模型

28、和装配实验室，实验室内无动力电气设备，在 配置插座时只是根据其面积大小和功能选择相应的个数。研究室插座与实验室相同。 插座与照明回路要求分开设置，插座回路均设置了剩余电流动作保护装置。 2.2.2 插座的选择 (1) 实验室插座选择 各个实验室的面积、开窗位置和功能各不相同，在选择插座数量和安装位置时应 综合考虑。插座不能安装在窗户和房间内的柱子位置，应尽量安装在接近实验台的位 置。模型实验室和装配无特殊的电气要求，根据其面积大小选择 26 个单相二、三极 带保护接点暗装插座。 (2) 研究室插座选择 四号实验楼的研究室是教学研究室、教学研究室、资料室等，均无特殊的电气要 求，根据其面积大小选

29、择 26 个单相二、三极带保护接点暗装插座。 综上所述，本工程设计中所选插座的型号是：单相二、三极带保护接点暗装插座 (B86Z223-10A)，距地面 1.4 米暗装。 兰州交通大学毕业设计（论文） - 8 - 最后，根据插座回路的负荷计算结果，选择插座回路的导线截面为 32.5mm2的铜 芯导线，待所有的插座位置确定后，就可以设计插座平面图，设计中将插座平面图和 照明平面图在一个图上体现，具体见附录各层的电施图。 兰州交通大学毕业设计（论文） 3 照明配电系统图 照明配电系统设计是在照明平面设计的基础上确定系统的配电方案，主要包括： 照明负荷级别的确定、各级负荷的计算、确定配电系统、选择开

30、关、导线、电缆和其 他电气设备；选择供电电压和供电方式、汇总安装容量、绘制照明配电系统图。 照明配电系统首先必须明确配电系统的供电电压和负荷等级。依据供配电系统 设计规范(GB 50052-2009)的规定，本次设计的四号实验楼的负荷等级为三级，因此 供电线路电压选择 380/220V。供电电源按三级负荷供电要求选择，即由单电源供电即 可。照明供电方式选择照明线路与电力线路分回路供电，照明供电线路由电缆埋地引 入一层配电室。 照明供电网络主要是指照明电源从低压配电屏到用户配电箱之间的接线方式。主 要由馈电线、干线、分支线及配电盘组成。汇集支线接入干线的配电装置称为分配电 箱，汇集干线接入总进户

31、线的装置称为总配电箱。馈电线是将电能从变电所低压屏送 到总配电箱的线路；干线是将电能从总配电箱送到分配电箱的线路；分支线是将电能 从分配电箱送到用电设备的线路。 照明供电网络主要有三种接线形式，即放射式、树干式和混合式。根据照明配电 箱的布置、容量、线路走向等综合考虑，本次设计采用混合式接线形式，由总配电屏 馈出 3 个干线回路至 1 层、3 层、6 层的分配电箱，再由这三个分配电馈出的支线到其 他各层的配电箱。本次设计的四号实验楼的照明供电网络如图 3.1 所示。具体接线情况 见附录的配电系统图。 分支线 干线 馈电线 配 电 屏 低压进 线 图 3.1 照明供电网络 兰州交通大学毕业设计（

32、论文） - 10 - 3.1 照明负荷计算 照明负荷计算的目的是掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件。照明负 荷的计算通常采用需用系数法和负荷密度法。负荷密度法只作为初步设计的估算，为 了更精确计算出实验楼的照明负荷，合理选择导线、电缆等的型号，本次设计采用需 用系数法计算照明负荷。 3.1.1 需用系数法 采用需用系数法进行照明负荷计算时，应首先统计出各分支线路中的照明设备的 总安装容量，然后求出各照明分支线路的计算负荷，最后求照明干线、低压总线的计 算负荷。 计算照明支线负荷的需用系数为 1。照明干线的需用系数查照明设计手册，实验楼 取 0.853。 需用系数法的计算公式如下： (1

33、) 有功功率 (3.1) eXj PKP (2) 无功功率 (3.2) jj tanQP (3) 视在功率 (3.3) 2 j 2 jj QPS (4) 220V 单相负荷的计算电流 (3.4) j j N cos P I U (5) 220V/380V 三相负荷的计算电流 (3.5) j j N 3cos P I U 3.1.2 负荷计算 (1) 分支回路负荷计算 照明分支回路的计算负荷等于接于线路上照明设备的总容量。即 j P 兰州交通大学毕业设计（论文） (3.6) ej PP 白炽灯的设备容量等于照明器的额定功率，即 e P N P (3.7) Ne PP 荧光灯的设备容量需要考虑镇流

34、器的功率损耗，即 (3.8) Ne )1 (PP 其中，为镇流器的功率损耗系数。 对于民用建筑中的插座，无具体电气设备接入时，每个插座按 100W 计算。 四号实验楼每层配置一个配电箱，以一层配电箱 AL1 为例计算分支回路的计算负 荷。AL1 配电箱的负荷分布见表 3.1。 WL1 回路负荷为 6 个插座，依据式 3.6，计算负荷为插座的总容量，即 )W(6006100 ej PP 已知，代入式 3.4，求得计算电流为：V220 N Ucos1 j j N 600 2.73(A) cos220 1 P I U 同理得其他插座回路的计算负荷和计算电流。 WL3 回路负荷为 16 个 T8 标准

35、直管荧光灯 TDL36W2/54，镇流器的损耗系数 取 0.12，代入式 3.7 求得设备容量为： e P )W(2 .129072)12. 01 (16)1 (16 Ne PP 已知，（带电容补偿），代入式 3.4 求得计算电V220 N Ucos0.9tan0.48 流为： j j N 1290.2 6.52(A) cos220 0.9 P I U 依据式 3.2，无功负荷为： jj tan1290.2 0.480.62(kvar)QP 同理得其他荧光灯回路的计算负荷、计算电流和无功负荷。 WL10 回路负荷为 3 个 6W 的指示灯，属于荧光灯；4 个自带电源事故的卤钨灯， 兰州交通大学

36、毕业设计（论文） - 12 - LZG36-300，6 个天棚灯 HD3201-1-60W，属于白炽灯。代入式 3.6 和式 3.7 得 eNNN 3(1 )463 (1 0.2) 64 366 60525.6(W)PPPP 已知。此回路的无功负荷很小，计算中忽略不计，认为，代入V220 N Ucos1 式 3.4 求得计算电流为 j j N 525.6 2.39(A) cos220 1 P I U AL1 配电箱的分支线路计算负荷和计算电流结果见表 3.1。 表 3.1 AL1 配电箱的支路负荷计算结果 回路 编号 负荷名称 负荷功率 (W) 负荷 个数 计算负荷 (kW) 计算电流 (A)

37、 无功负荷 (kvar) 设备 相数 WL1插座10060.602.730B 双管荧光灯724 单管荧光灯364WL2 紧凑型荧光灯364 0.653.280.31B WL3双管荧光灯72161.296.520.62A WL4插座10080.803.640A WL5双管荧光灯72120.974.900.47C WL6插座10050.502.270A WL7双管荧光灯72120.974.900.47C WL8插座10080.803.640B WL9双管荧光灯72161.296.520.62B 指示灯63 白炽灯606WL10 卤钨灯364 0.532.410C WL11插座10070.703.1

38、80A 双管荧光灯729 WL12 单管荧光灯364 0.894.490.43C 其他各配电箱分支回路的计算负荷见附录电施-12。 根据表 3.1 可得，。依据式 3.2 得： j 9.99(kW)P j 2.92(kvar)Q jjjj tan2.92 9.990.29QPQP 兰州交通大学毕业设计（论文） 所以 AL1 配电箱线路的功率因数。cos0.96 (2) 干线回路负荷计算 照明负荷一般属于单相用电设备，设计时首先应当考虑尽量将他们均匀的分接到 三相线路上。但实际中做到三相负荷平衡比较困难，当照明负荷不均匀分布时，照明 干线的计算负荷应按三相中负荷最大的一相进行计算，即求出照明干线

39、的等效三相负 荷，即 e P (3.9) emXj 3PKP 其中，为最大一相的装灯容量(kW)4。 em P 根据 AL1 配电箱各回路的计算负荷，分配到三相，使三相尽量平衡。分配情况见 表 3.1。则各相的设备容量为该相设备容量的总和，即 A 相)kW(29 . 3 70 . 0 50 . 0 80 . 0 29 . 1 e P B 相)kW(34 . 3 29 . 1 80 . 0 65 . 0 60 . 0 e P C 相)kW(36 . 3 89. 053. 097 . 0 97 . 0 e P C 相的设备容量最大，则。 em 3.36(kW)P 干线回路的需用系数依据照明设计手册

40、，实验楼，依据式 3.9 得：85 . 0 X K )kW(568 . 8 36 . 3 85 . 0 33 emXj PKP 同理可得 A 相的计算电流最大，所以干线回路的计算电流为 A 相的计算电流，即 )A(92.16 j I 其余各干线回路的计算负荷如表 3.2 所示。 (3) 馈电线的负荷计算 馈电线的计算负荷是将该馈电线所连接的设备的计算负荷相加。计算结果如表 3.2 所示。已知线路的功率因数，依据式 3.5，计算电流为：cos0.96 j j N 20.87 33.07(A) 3cos3 380 0.96 P I U 同理计算出其他回路的计算电流，计算结果如表 3.2 所示。 (

41、4) 低压进线的负荷计算 考虑到各干线最大负荷不可能同时出现，在确定低压母线的计算负荷时应引入一 兰州交通大学毕业设计（论文） - 14 - 个同时工作系数。将各低压馈电线的有功、无功计算负荷相加，依据式3.10确定母线的 计算负荷为： (3.10) jte PKP 其中，为最大负荷时的同时系数5。 t K 依据图3.1的供电系统图和表3.2的计算结果可得： e 20.8729.0730.7380.67(kW)P 依据供配电系统设计规范(GB 50052-2009)，取 0.9，代入式 3.8 得： t K jte 0.9 80.6772.603(kW)PKP 已知线路的功率因数，依据式 3.

42、5，计算电流为：cos0.96 j j N 72.603 115.04(A) 3cos3 380 0.96 P I U 表 3.2 干线、馈电线回路计算负荷 配电箱编号 设备容量 (kW) 计算容量 (kW) 计算电流 (A) 配电屏回路 计算容量 (kW) 计算电流 (A) AL04.294.296.85 AL19.998.5716.92 AL29.448.0912.86 WP120.8733.07 AL310.539.2614.82 AL411.219.7015.51 AL511.6510.1116.08 WP229.0746.06 AL611.7110.2616.45 AL711.711

43、0.2916.46 AL811.8810.1816.30 WP330.7348.64 3.2 导线、电缆及低压电器的设计 3.2.1 导线、电缆及低压电器设计原则 (1) 导线及电缆的选择 导线及电缆的选择主要选择额定电压、导体的材料、绝缘材料、内外护层等。选 择时主要从工程的重要程度、环境条件、敷设方法、节约材料和经济可靠等方面考虑。 导线及电缆的选择主要有以下几种方法。 兰州交通大学毕业设计（论文） 按导线允许载流量选择导线截面 按导线允许载流量选择导线截面，就是要求导线截面满足实际运行电流的要求， 即线路的计算电流不超过导线长期允许的电流，即 (3.11) Nj II 其中，为根据计算负

44、荷求出的计算电流(A)； j I 为导线或电缆长期允许的额定电流(A)。 N I 按允许电压损失选择导体的截面 电压损失是由电阻和电抗部分引起的，但低压线路的电抗值比电阻值小很多，由 电抗影响所引起的电压损失误差很小，可以忽略不计。所以低压照明线路按允许电压 损失选择截面时认为。这样电压损失仅与有功负荷的大小和线路的长度成正比，cos1 与导体的截面成反比。按电压损失校验截面时，应使各种用电设备端电压符合电压偏 差允许值。 按机械强度要求选择导体的截面 导线的截面必须满足机械强度的要求。根据建筑照明设计标准(GB 50034- 2004) 的规定：照明分支回路的铜芯电线截面不应小于 1.5mm

45、2，而工程中常采用 2.5mm2的 铜芯绝缘电线或电缆。 (2) 低压电器的设计原则 低压断路器 低压断路器应能适合于可能的最繁重的工作制，在选择断路器时应遵循以下两点6： a. ，否则导线烧毁开关还没有动作； dn I j I b. ，否则在正常负荷下工作时，也会跳闸； dn I j KI 令 zd I j KI 其中，为线路的计算电流(A)； j I 为低压断路器动作灵敏系数，一般取 1.3；K 为低压断路器过电流脱扣器额定电流(A)。 dn I 剩余电流保护器 兰州交通大学毕业设计（论文） - 16 - 剩余电流保护器是对电气回路不平衡电流进行检测而发出信号的装置。当系统发 生接地故障时

46、，系统出现不平衡电流，剩余电流保护器就能迅速断开接地故障电路， 以防止发生间接电击伤亡和引起火灾事故。 选择剩余电流保护器的动作电流值时，应当充分考虑到被保护线路和设备可能发 生 的正常泄露电流值。当剩余电流保护器用于插座回路和末端线路，并侧重防止间接电 击 时，则应选择动作电流小于 30mA 的高灵敏度剩余电流保护动作器。 3.2.2 导线、电缆及低压电器选择 本设计中实验楼低压供配电线路、室内照明线路的导线或电缆截面的选择采用按 导线允许载流量选择导线截面。每层配电箱的负荷大致相同，按最大计算电流选择。 (1) 室内照明回路导线截面及开关的选择 依据表 3.1 的照明分支回路的负荷计算结果

47、可得分支回路最大计算电流为： )A(25 . 6 j I 按照允许载流量选择导线截面： N I j I 并且考虑机械强度选择导线，查表得出导线规格为：BV-2 2.5。 断路器长延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流为： )A(125 . 8 jzd KII 故照明回路选择 S251-C10/1P 型断路器，2 2.5mm2的聚氯乙烯绝缘铜芯导线，穿 管径为 15mm 的 PVC 管沿顶棚、墙暗敷设。 (2) 室内插座回路导线截面及开关的选择 依据表 3.1 的照明分支回路的负荷计算结果可得插座回路的最大计算电流为： )A(64 . 3 j I 按照允许载流量选择导线截面： N I

48、j I 并且考虑机械强度选择导线，查表得出导线规格为：BV-3 2.5。 断路器长延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流为： )A(732 . 4 jzd KII 兰州交通大学毕业设计（论文） 故室内插座回路选择 DS252-C10/2P 型断路器，3 2.5mm2的聚氯乙烯绝缘铜芯导 线，穿管径为 15mm 的 PVC 管沿顶棚、墙暗敷设。 (3) 照明干线导线截面及开关的选择 依据表 3.2 的计算结果可得干线导线最大计算电流为： )A(92.16 j I 按照允许载流量选择导线截面： N I j I 并且考虑机械强度选择导线，查表得出导线规格为：BV-3 10。 断路器长延时过

49、流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流为： )A(996.21 jzd KII 故配电箱进线选择 S252-C30/2P 型断路器，3 10mm2的聚氯乙烯绝缘铜芯导线， 穿管径为 32mm 的 PVC 管沿墙内暗敷设。 (4) 馈线导线截面及开关的选择 依据表 3.2 的计算结果可得馈线导线最大计算电流为： )A(64.48 j I 按照允许载流量选择导线截面： N I j I 并且考虑机械强度选择导线，查表得出导线规格为：BV-5 25。 断路器长延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流为： )A(232.63 jzd KII 配电屏馈线断路器型号选择 T2S-R125/3P，

50、导线选择 5 25mm2的聚氯乙烯绝缘铜 芯导线，穿管径为 50mm 的 PVC 管沿墙内暗敷设。 (5) 低压进线的导线截面选择 依据低压进线的负荷计算结果可得低压进线导线最大计算电流为： )A(04.115 j I 按照允许载流量选择导线截面： N I j I 并且考虑机械强度选择导线，查表得出导线规格为：YJV23-3 50+2 25。 断路器长延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流为： )A(552.149 jzd KII 兰州交通大学毕业设计（论文） - 18 - 低压进线断路器选 T4S-250-R200/4P，导线选择三芯 50mm2、两芯为 25mm2的铜 芯交联聚氯

51、乙烯绝缘、塑料护套钢带铠装五芯电力电缆，穿管径为 50mm 的钢管直埋 地暗敷设。 据此，根据选定的配电系统方案，导线电缆型号，以及断路器型号，绘制配电系 统图，见附录电施-11 和电施-12。 兰州交通大学毕业设计（论文） 4 防雷接地系统与等电位联结安装 根据建筑物防雷设计规范(GB 50057-1994)确定四号实验楼的防雷等级为三级。 系统需设总等电位联结。 4.1 防雷接地系统设计 4.1.1 防直击雷 本建筑利用建筑物金属构件作防雷装置，平屋顶女儿墙采用避雷网作接闪器。三 类防雷建筑避雷网网格应小于等于 24m 16m，本次设计采用直径为40mm 热浸镀锌 圆钢沿女儿墙敷设一周，并

52、在水平间距不大于 1000mm 的距离安装支持卡子。利用建 筑的钢筋混凝土柱内主筋作引下线，将两根钢筋绑扎或焊接在一起作为一组引下线， 引下线水平间距不大于 25m，并利用混凝土基础钢筋作自然接地体。 接地线采用-40 4mm 镀锌扁钢，垂直接地极采用管径为50mm 的镀锌钢管，其 长度为 2.5m，垂直接地极间距 5m 设立一个，接地极埋深 0.6m 以上，接地装置与实验 楼楼出入口距离为 5m。 4.1.2 防侧击雷 所有金属门窗、建筑玻璃幕墙均应与作防雷引下线的钢筋连通，钢构架和混凝土 的钢筋应互相连接，竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接，平 行敷设的金属管道如果间距小

53、于 0.1m 应跨接。电源在入楼处设置避雷器，电缆金属外 皮、金属线槽接地。 建筑防雷接地应与交流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置，采用共用接 地网。接地网的接地电阻必须小于 4。本实验楼接地采用 TN-S 系统，接地电阻不大 于 4。 本设计防雷接地平面图见附录电施-13。 4.2 等电位联结系统设计 等电位联结线的连接，包括不同部件和不同材质间的连接，联结线与端子排板的 连接和联结线之间的连接，以及联结线与建筑物钢筋及各种金属管道的连接7。 总等电位联结是指通过电源进线配电箱近旁设置一个总等电位联结端子板，并由 此端子板将电源进线配电箱的 PE 母排、公共设施的金属管道、建筑的金属结

54、构做等电 位 联结，如果有人工接地体，也包括其接地装置的接地线。 兰州交通大学毕业设计（论文） - - 18 - 本次设计的总等电位联结设 MEB 箱和 MEB 线，MEB 箱设等电位联接端子排，将 建筑物内金属材质的给排水管、采暖管、建筑物钢筋网等连接在等电位联接端子排上。 MEB 线的型号选用-40 4mm 镀锌扁钢墙内暗敷。 本建筑采用 TN-S 接地保护系统，用混凝土基础钢筋作自然接地体，不另设人工接 地体，因此等电位联结端子排直接与用作防雷及接地的金属体连通。 总等电位联结系统设计见附录电施-14。 兰州交通大学毕业设计（论文） 结 论 建筑强电电气设计在建筑中占有举足轻重的作用，在

55、保证供电安全可靠的情况下， 既要考虑到未来的发展需要、遵循技术经济合理的原则、满足环保节能的要求，又要 配合装修要求，做到舒适、美观、实用，并且还要方便检修。 兰州交通大学四号实验楼属于学校建筑，设计时首先必须执行国家的方针政策和 法规，并遵循相关的设计标准，结合规范和设计要求，本次设计利用单位容量法进行 照度计算，完成了实验楼的照明平面的设计，满足学生和教师的视觉作业要求；其次 充分考虑实验楼各个房间的功能，在安全的基础上，力求将能源消耗降到最低，设计 利用需用系数法进行负荷计算，完成了实验楼的照明系统、供配电系统的设计；按允 许载流量选择导线截面，并按允许电压降校验，在此基础上选择了低压电

56、器设备型号， 完成了实验楼的线路敷设；完成防雷接地系统、总等电位联结系统的设计。设计图纸 运用基于 AUTOCAD 的天正电气软件绘制，具备可操作性。 设计符合国家的相关规范和技术标准，满足学生和教师使用功能的要求。设计的 图纸满足施工要求。 兰州交通大学毕业设计（论文） - - 20 - 致 谢 本设计的工作是在罗映红老师的悉心指导下完成的，设计中罗映红老师为我作了 大量的辅导和答疑工作，帮我解决了设计过程中的一个个难题，使设计工作顺利完成， 她严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢罗映红 老师对我的关心和指导。此外，在三个月的毕业设计期间，李若琼老师也很辛苦，及

57、 时发现设计中出现的错误，并不厌其烦的给我指导改正，在此我表示真诚的谢意。 在实验室工作及撰写毕业设计（论文）期间，毕业设计组的所有同学相互帮助， 团结协作，使我的课题得以顺利完成，在此我感谢毕业设计组的所有同学对我设计工 作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 最后，也感谢舍友的关心、鼓励和支持，使得本次毕业设计得以顺利完成。 兰州交通大学毕业设计（论文） 参考文献 1 中国建筑科学研究院.建筑照明设计标准M.北京:中国工程建设标准委员会,1992:1-30. 2 陆地.建筑供配电系统与照明技术M.北京:中国水利水电出版社,2011:59-289. 3 谢秀颖.电气照明技术M.北京:中国电力出版社,2008:64-182. 4 北京土木建筑学会.建筑电气照明安装工程M.武汉:华中科技大学出版社,2009:171-269. 5 杨萍,陈洪. AUTOCAD 建筑电气工程制图M.北京:人民邮电出版社,2009:2-180. 6 蔺秀华.浅谈建筑电气设计J.四川建材,2011,37(4):297-298. 7 刘纵博.建筑电气照明与节能设计J.技术研发,2011,18(5):72-75. 兰州交通大学毕业设计（论文） - 24 - 附录 兰州交通大学四号实验楼强电电气设计图