某别墅的电气设计

（xxx届）

本科毕业设计

题目： 专题：

某别墅电气设计

专 业： 姓 名：

指导教师：

班 级： 学 号：

说明书 46 页，图纸 3 页，专题 页，译文 8页

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某别墅电气设计

摘要

本工程为三级负荷，供电电源均引自小区变电站，电压等级为380V/220V，采用树干式供电，供电电源引自小区内变电站。

设计内容包括强电和弱电设计两个部分。其中，强电设计包括：配电系统的设计、照明系统设计、插座系统设计及防雷与接地系统的设计；弱电设计包括：有线电视系统的设计、消防系统设计。

照明系统按环保节能标准设计，其中包括照度计算、灯具的选择、照明干线、插座导线截面积的选择以及导线的敷设方式。插座系统按高档住宅标准设计。插座回路与照明回路由不同支路供电，一般插座安装高度为0.3米，空调插座距地高度为1.8米以上，潮湿场所应装设防潮、防溅型的插座接地系统采用TN—C—S系统。防雷系统设计在屋面上装设避雷针与避雷带相结合的接闪器。弱电系统包括消防系统、有线电视系统、电话通信系统、宽带网络系统。所有设计满足用户要求。建筑物为第三类防雷建筑。

关键词：照明设计，供配电系统，防雷接地系统，消防系统。

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Electrical design of a villa

Abstract

The project is the three class load, power supply from the transformer substation, voltage level for the 380V\\/220V, the trunk type power supply, the power supply from the area of substation.

The design includes two parts of strong and weak electricity design. Among them, including: power distribution system design, lighting system design, socket system design and lighting protection and grounding system design; weak design include: the design of cable television system, fire fighting system.

Lighting design by environmental and efficiency standards, including illumination calculation, the choice of lamps, lighting line, socket wire cross-sectional area and the choice of wire laying method. Socket system design according to the high-grade residential standards. Outlet circuit and lighting back to the routing of different branch power supply socket is installed, the general height is 0.3 meters, air-conditioning outlet height of 1.8 meters, damp places should be equipped with moisture-proof, splash-proof socket type grounding system using TN - C - S system. Lightning protection system design in roof installed lightning and lightning with a combination of air-termination system. Weak current system including fire system, cable TV, telephone communication system, broadband network system. All the design to meet user requirements. For the third type of building lightning protection building.

Keywords: lighting design，power supply system，lightning protection and

grounding system，fire protection system。

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目录

1 绪 论 ........................................................................................................................ 1 1.1目的及意义 .............................................................................................................. 1 1.2研究现状分析 .......................................................................................................... 1 1.3基本任务 .................................................................................................................. 1 2 电气照明系统设计 .................................................................................................... 3 2.1电气照明概述 .......................................................................................................... 3 2.1.1照明的概述 ........................................................................................................... 3 2.1.2照明设计的要求和一些应注意的问题 ............................................................... 3 2.2照明设计的目的和原则 .......................................................................................... 3 2.2.1照明设计的目的 ................................................................................................... 3 2.2.2照明的设计原则 ................................................................................................... 4 2.3照明的方式和种类 .................................................................................................. 4 2.3.1照明方式 ............................................................................................................... 4 2.3.2照明分类 ............................................................................................................... 4 2.4照明灯具的选择 ...................................................................................................... 5 2.5照明计算 .................................................................................................................. 6 2.5.1照明计算的依据 ................................................................................................... 6 2.5.2照度的计算 ........................................................................................................... 7 3 开关和插座的选择 .................................................................................................... 9 3.1开关和插座的种类 .................................................................................................. 9 3.1.1开关的种类 ........................................................................................................... 9 3.1.2插座的种类 ........................................................................................................... 9 3.2开关和插座的安装要求 ........................................................................................ 10 3.3设计方案 ................................................................................................................ 10 4 供配电系统设计 ...................................................................................................... 12 4.1住宅配电设计要求 ................................................................................................ 12 4.2配电线路的保护 .................................................................................................... 12 4.3配电回路及其保护措施方案选择 ........................................................................ 13 4.4负荷分级 ................................................................................................................ 15

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4.4.1供电系统的负荷分级 ......................................................................................... 15 4.5负荷计算 ................................................................................................................ 16 4.5.1负荷计算的原则 ................................................................................................. 16 4.5.2负荷计算的方法 ................................................................................................. 17 4.5.3负荷计算 ............................................................................................................. 18 4.6导线及断路器的选择 ............................................................................................ 22 5 防雷接地系统设计 .................................................................................................. 30 5.1防雷与接地系统概述 ............................................................................................ 30 5.1.1建筑物的防雷等级 ............................................................................................. 30 5.1.2一般的防雷措施 ................................................................................................. 31 5.1.3三级防雷建筑物的防雷措施 ............................................................................. 31 5.2建筑物的防雷装置 ................................................................................................ 31 5.2.1引 下 线 ............................................................................................................. 32 5.2.2接地装置 ............................................................................................................. 32 5.2.3接地方式 ............................................................................................................. 32 5.3建筑物年预计雷击次数 ........................................................................................ 34 6 火灾自动报警及消防联动控制系统 ...................................................................... 35 6.1总则 ........................................................................................................................ 35 6.1.1消防系统的组成 ................................................................................................. 35 6.1.2消防系统的分类 ................................................................................................. 35 6.1.3消防系统的工作原理 ......................................................................................... 36 6.2火灾自动报警系统 ................................................................................................ 36 6.2.1火灾探测器 ......................................................................................................... 36 6.2.2探测器数目的确定 ............................................................................................. 37 6.2.3探测器与区域报警器的连接方式 ..................................................................... 37 6.2.4手动火灾报警按钮 ............................................................................................. 38 6.3消防联动控制系统 ................................................................................................ 38 6.3.1消防控制室 ......................................................................................................... 38 6.3.2消防控制设备对消防系统或设备应有以下控制显示功能 ............................. 38 6.3.3线路的敷设 ......................................................................................................... 38

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照明种类可分为：正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。 按照下列要求确定照明种类：

1、工作场所均应设置正常照明，它是在正常情况下使用的室内、外照明。 2、工作场所下列情况应设置应急照明：

(1)正常照明因故障熄灭后，需确保正常工作或活动继续进行的场所，应设置备用照明；

(2)正常照明因故障熄灭后，需确保处于潜在危险之中的人员安全的场所，应设置安全照明；

(3)正常照明因故障熄灭后，需确保人员安全疏散的出口和通道，应设置疏散照明；

3、大面积所宜设置值班照明，一般在非工作时间内供值班人员用的照明。 4、有警戒任务的场所，应根据警戒范围的要求设置警卫照明。

5、有危及航行安全的建筑物、构筑物上，应根据航行要求设置障碍照明。 2.4照明灯具的选择

灯具的选择是照明设计的基本内容之一，其选择恰当与否，直接影响到照明的质量、经济性能和耗能指标的好坏。

1、在潮湿的场所，应采用相应防护等级的防水灯具或带防水灯头的开敞式灯具。 2、在有腐蚀性气体或蒸汽的场所，宜采用防腐蚀密闭式灯具。若采用开敞式灯具，各部分应有防腐蚀或防水措施；

3、在高温场所，宜采用散热性能好、耐高温的灯具。

4、在有尘埃的场所，应按防尘的相应防护等级选择适宜的灯具。

5、在装有锻锤、大型桥式吊车等震动、摆动较大场所所使用的灯具，应有防振和防脱落措施。

6、在易受机械损伤、光源自行脱落可能造成人员伤害或财物损失的场所使用的灯具，应有防护措施；

7、在有爆炸或火灾危险场所使用的灯具，应符合国家现行相关标准和规范的有关规定。

8、在有洁净要求的场所，应采用不易积尘、易于擦拭的洁净灯具。 9、在需防止紫外线照射的场所，应采用隔紫灯具或无紫光源。

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2.5照明计算 2.5.1照明计算的依据

照明计算是照明设计的重要内容之一。照明计算的常用方法有利用系数法、单位容量法、逐点计算法，查概曲线法等。本次设计主要应用利用系数法。

平均照度计算通常采用的利用系数法，是按照光通量进行照度计算。他根据房间的几何形状，照明器的数量和类型来确定工作面平均照度的计算方法。工作面照度要同时取决于光源和照明器的光特性，以及房间的形状特性和光特性。 1.基本计算公式

?f1）利用系数U?

?s式中U——利用系数；——由照明器发出的最后落到工作界面上的光通量；每个照明器的光源额定总光通量

2）室内平均照度Eav?式中

?sKNlw?U

——工作面平均照度； N——照明器数量；A——工作面面积；

K——维护系数如表2.1

表2.1 维护系数

环境污 染特征

房间或场所举例

灯具最少擦拭次数（次/年）

清 洁

卧室、办公室、餐厅、阅览室、教室、病房、客房、仪器仪表装配间、电子元器件装配间检验室等

一 般 污染 严重

商业营业厅、候车室、影剧院、机械加工车间、机械装配车间、体育馆等

厨房、锻工车间、铸工车间、水泥车间等

3

0.60

2

0.60

2

0.80 维护 系数值

2.利用系数法 1)室内空间比 a.室内空间比计算

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室空间比 RCR?5hrcl?w lwl?whcc顶棚空间比 CCR?5hcc?RCR

lwhrc地板空间比 FCR?式中

b.等效空间反射比

hfchrcRCR

ρA?ρA?平均反射比ρ??AA?iiiisi式中

——顶棚（或地板）空间内所有表面的总面积。 等效空间反射比

=

式中 ；

2）室内平均照度的确定 a．确定房间各特征量

b．确定顶棚空间等效反射比?cc?????1????1?0.4CCR?

c．确定墙面平均反射比

d．确定利用系数U?U1?U2?U1?RCR?RCR1?

RCR2?RCR1e．确定地板空间的等效反射比?fc?????1????1?0.4FCR?

f．确定利用系数表的修正值(查表)???1?g．确定室内平均照度Eav?2.5.2照度的计算

?2??1RCR2?RCR1?RCR?RCR1?

?sKNlw?U

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1、基本参数：

hcc=0.25m, hrc=2.35m, hfc=0.75m，?c=0.8, ρw=0.7, ?f=0.2 K=0.8（厨房的利用系数K=0.6）,所有房间都选用普通直管荧光灯

表2.2 灯具的选择

房间或场所

对应照度值（lx）

一楼浴室 一楼厕所 洗衣间 厨房 饭厅 一楼健身房 佣人房 一楼储物间 配电室 客厅 会客室 车库 一楼走廊 二楼浴室 二楼厕所 二楼健身房 书房 每个次卧 主卧 棋牌室 二楼储物间 二楼走廊 总计

100 100 100 150 100 100 75 75 100 100 100 75 100 100 100 100 300 75 75 100 75 100 2200

0.8 0.8 0.8 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8

YZ100RR YZ65RR YZ100RR YZ100RR YZ100RR YZ100RR YZ65RR YZ20RR YZ40RR YZ65RR YZ100RR YZ40RR YZ40RR YZ100RR YZ65RR YZ100RR YZ100RR YZ65RR YZ100RR YZ85RR YZ65RR YZ40RR

维护系数

灯具型号

数量

功率

实际照度（lx） 95.81 99.50 94.03 141.04 94.03 94.03 73.93 78.22 120.08 99.80 92.89 71.77 98.64 95.81 99.50 94.03 282.08 74.79 78.91 111.12 97.65 98.64 2286.3

（个） （w） 1 1 1 2 1 1 1 2 1 2 1 2 6 1 1 1 3 1 1 1 1 6 38

100 65 100 200 100 100 65 40 36 130 100 72 216 100 65 100 300 65 100 85 65 216 2420

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3 开关和插座的选择

3.1开关和插座的种类 3.1.1开关的种类

（1）按结构特点分类 开关按结构特点可分为按钮开关、拨动开关、薄膜开关、水银开关、杠杆式开关、微动开关、行程开关等。

（2）按极数、位数分类 开关按极数和位数可分为单极单位开关、双极双位开关、单极多位开关、多极单位开关和多极多位开关等。

（3）按用途分类 开关按用途可分为电源开关、录放开关、波段开关、预选开关、限位开关、脚踏开关、转换开关、控制开关等。

选择时应从实用、质量、美观、价格等几个方面来考虑，其数量取决于照明支路数。选用开关时最好能选用同一系列的产品。要试试开关的手感和声音，要注意厂家承诺的开关次数等。 3.1.2插座的种类 1、电源插座

电源插座根据安装形式可以分为墙壁插座、地面插座两种类别。墙壁开关可分为三孔、四孔、五孔、组合孔插座等，一般来讲住宅的每个主要墙面至少各有一个5孔插座，电器设置集中的地方应该至少安装两个5孔插座，如：电视机摆放位置。如果要使用空调或其它大功率电器，一定要使用带开关的16A插座。地面插座可分为开启式、跳起式、螺旋式等类型。

另外，在儿童房安装电源插座时，一定要选择带有保护门的插座，这种插座孔内有绝缘片，可防止儿童触电；在卫生间和厨房因为经常用水，一定要选择防水防溅的插座，防止因溅水而发生用电事故。此外，为适应会议室、酒店、机场等公共场合的需要，还有一类地面插座，不用的时候可以隐藏在地面以下，使用的时候可以翻开来，既方便又美观。 2、功能插座

功能插座在家庭使用时一般也是安装于墙壁上的。功能插座根据连接的不同的家用设备可以分音响、电话、电视以及网络插座。这些插座在选择时因为其后端有接插模块，为保证长期使用最好要选择专业的电气插座生产厂家的产品。

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1区照明

2区照明 普通插座 3区照明 空调插座 空调 图4.3.4 分区保护

该系统，将户室分成几个区配电，比如，1区为厨房、小卧室照明插座，2区为厅、大卧室的照明、插座。3区为卫生间的照明、插座、电淋浴器。这个系统最大特点是插座与照明共回路，充分利用了导线的载流能力，无论线路明敷或暗敷，都能使管线简洁，减少交叉重叠， 缺点同图4.3.1。

由上可见，配电系统没有固定的模式。各有各的优缺点，应根据实际情况确定做到适用、安全、经济。本设计采用第二种方案，可以保证用电安全。

本设计考虑到用电安全所有电源插座回路均设漏电保护装置，一是为了防止当绝缘损坏或使用不当时发生电击伤亡事故，二是为了当发生相一零或相一地电弧短路时能及时切断电源，防止发生电气火灾 4.4负荷分级

4.4.1供电系统的负荷分级

电力负荷应不能也没有必要持续满足用电负荷的同时需要，供电设计应按照电力符合的重要性、需要程度和供电的可能性进行，针对不同的负荷等级采用不同的供电方式。在我国电力负荷根据供电可靠性及中断供电在政治上、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。 负荷分级及供电要求：

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度进行分级，并符合下列规定： 1、一级负荷

(1)中断供电将造成人身伤亡；

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(2)中断供电将在政治、经济上造成重大损失时；中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重大设备、重大产品、重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。

(3)当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。

一级负荷的供电要求：一级负荷要求两个电源供电，当一个电源不工作或出现故障是，保证另外一个备用电源不会同时损坏，继续供电，保证正常工作。 2、二级负荷

(1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失

(2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱、重点企业大量减产、交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷被损坏，以及中断供电将造成大型歌剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。这样的负荷属于二级负荷。

(3)二级负荷的供电要求：二级负荷要求两回路供电，供电变压器也有两台，当电力发生故障时能够迅速恢复；当采用电缆线路是，应采用两根电缆供电，每一根都能承受100%的二级负荷。 3、三级负荷：

不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。三级负荷对供电并没有特殊的要求。 4.5负荷计算

负荷等级不同，对电源的要求就不同，对电源变压器的容量要求也不同。为了确定电力变压器的容量，必须计算负荷的容量。 4.5.1负荷计算的原则

(1)配电系统应做到供电可靠，电能质量好，满足生产要求。对一级负荷应由两个独立电源；对二级负荷一般要有两个电源，可以手动切换，在条件很困难的情况下，允许只有一个电源。

(2)配电系统的接线力求简单灵活，便于操作维护，并能适应负荷的变化和系统的发展。同一电压的配电级数不宜多于两级。

(3)制定配电系统方案时，一般不考虑当一电源系统发生故障或检修停电时，另

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一电源进线也同时发生故障。

(4)制定配电系统方案时要充分考虑节约基建投资，降低运行费用，减少有色金属的消耗量。

(5)配电系统应考虑负荷的增长，预留必要的发展余地作出分期建设的规划。配、变电所的电源进线要有适当的富裕的供电能力。 4.5.2负荷计算的方法 计算负荷的方法：

(1)按需用系数法确定计算负荷； (2)按二项式法确定计算负荷； (3)计算负荷的估算方法； (4)民用建筑负荷计算； (5)单相负荷计算。

本次设计选用需用系数法进行负荷计算 需要系数：Kd=负荷曲线最大有功负荷/额定负荷

需要系数是一个综合系数，它标志着用电设备组投入运行时，从供电网络实际去用的功率与用电设备组设备功率之比。民用建筑则常用需要系数法。采用需要系数法时，应首先确定用电设备组的设备容量。用电设备名牌上所标示的容量为额定容量。同类型的用电设备归为一组，即用电设备组。用电设备组的总容量并不一定是这些设备的额定容量的直接相加，而是必须首先把他们换算为统一工作制下的额定容量，才进行相加。经过换算制统一规定的工作制下而定的容量称为设备容量，即为Pc。 需要系数法的计算公式如下：

Pe??PN Pc?Kd?Pe(kw)

Qc?Pc?tan?(kvar)

Sc?Pc2?Qc2(kV A)

Ic?ScUN3(A)

式中Pe——用电设备组设备容量，PN——用电设备额定容量，Kd——需要系

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数， Pc——有功计算负荷，Qc——无功计算负荷，Sc——视在计算负荷，

Ic——计算电流

需要系数值是在一定范围内按统计方法来确定的，它的准确性对负荷计算有重要的意义。但是，由于许多因素的影响，需要系数表所给出的只能是推荐值，这就要求设计者根据设计经验和具体情况从中选取一个比较恰当的值。 4.5.3负荷计算 供配电系统设计

表4.1 系数选取

系数

回路

照明回路 一般插座回路 空调插座回路 热水器回路 厨房插座回路

0.9 0.9 0.5 0.8 0.8

0.9 0.9 0.9 0.9 0.9

0.48 0.48 0.48 0.48 0.48

Kd

cos?

tan?

照明回路n1：

Pe??PN=0.551KW Pc?Kd?Pe=0.4959KW

Qc?Pc?tan?=0.238kvar

Sc?Pc2?Qc2=0.55KVA

Ic?ScUN3=1.44A

照明回路n2：

Pe??PN=0.773KW Pc?Kd?Pe=0.6957KW

Qc?Pc?tan?=0.334kvar

Sc?Pc2?Qc2?0.77KVA

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Ic?ScUN3=2.03A

照明回路n3：

Pe??PN=0.553KW Pc?Kd?Pe=0.4977KW

Qc?Pc?tan?=0.239kvar

Sc?Pc2?Qc2?0.552KVA

Ic?ScUN3=0.63A

照明回路n4：

Pe??PN=0.803KW Pc?Kd?Pe=0.7727KW

Qc?Pc?tan?=0.347kvar

Sc?Pc2?Qc2?0.847KVA

Ic?ScUN3=2.22A

插座回路n5：

该回路一共有5个插座（厨房），设其中有三个容量为3000W的插座，其他为一般插座

Pe??PN=9+0.4=9.4KW Pc?Kd?Pe=7.52KW

Qc?Pc?tan?=3.61kvar

Sc?Pc2?Qc2?8.34KVA

Ic?ScUN3=21.89A

插座回路n6：

该回路一共有四个热水器插座，设每个热水器插座容量为3000W

Pe??PN=12KW

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Pc?Kd?Pe=9.6KW

Qc?Pc?tan?=4.6kvar

Sc?Pc2?Qc2?10.65KVA

Ic?ScUN3=27.9A

插座回路n7：

该回路共有四个普通插座，设每个插座容量为200W

Pe??PN=0.8KW Pc?Kd?Pe=0.72KW

Qc?Pc?tan?=0.3456kvar

Sc?Pc2?Qc2?0.64KVA

Ic?ScUN3=1.67A

插座回路n8：

该回路一共有七个普通插座，设每个插座容量为200W

Pe??PN=1.4KW Pc?Kd?Pe=1.26KW

Qc?Pc?tan?=0.605kvar

Sc?Pc2?Qc2?1.398KVA

Ic?ScUN3=3.67A

插座回路n9：

该回路一共有四个空调插座，设每个空调插座容量为3000W

Pe??PN=12KW Pc?Kd?Pe=9.6KW

Qc?Pc?tan?=4.6kvar

Sc?Pc2?Qc2?10.65KVA

第 21 页

Ic?ScUN3=27.9A

插座回路n10：

该回路一共有8个普通插座，设每个插座容量为200W

Pe??PN=1.6KW Pc?Kd?Pe=1.44KW

Qc?Pc?tan?=0.6912kvar

Sc?Pc2?Qc2?1.60KVA

Ic?ScUN3=4.19A

插座回路n11：

该回路一共有8个普通插座，设每个插座容量为200W

Pe??PN=1.6KW Pc?Kd?Pe=1.44KW

Qc?Pc?tan?=0.6912kvar

Sc?Pc2?Qc2?1.60KVA

Ic?ScUN3=4.19A

插座回路n12：

该回路一共有七个普通插座，设每个插座容量为200W

Pe??PN=1.4KW Pc?Kd?Pe=1.26KW

Qc?Pc?tan?=0.605kvar

Sc?Pc2?Qc2?1.398KVA

Ic?ScUN3=3.67A

插座回路n13：

该回路一共有七个普通插座，设每个插座容量为200W

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Pe??PN=1.4KW Pc?Kd?Pe=1.26KW

Qc?Pc?tan?=0.605kvar

Sc?Pc2?Qc2?1.398KVA

Ic?ScUN3=3.67A

插座回路n14：

该回路一共有七个普通插座，设每个插座容量为200W

Pe??PN=1.4KW Pc?Kd?Pe=1.26KW

Qc?Pc?tan?=0.605kvar

Sc?Pc2?Qc2?1.398KVA

Ic?ScUN3=3.67A

4.6导线及断路器的选择

断路器是控制电路通断的开关电器，它既可以断开，闭合正常的负荷电流，还可以开断量值很大的短路电流，具有保护功能。是供配电系统中最重要的配电设备之一。

断路器的选择应该根据线路的计算电流，即长延时过电流脱扣器整定电流大约为计算电流的1.2~1.3倍，但要小于线路的允许载流量。一般情况下，长延时过电流脱扣器整定电流等于脱扣器的额定电流。 照明线路n1：

线路的计算电流为1.44A

查表得环境温度为25℃时三根单芯线穿硬塑料管的BV—500型截面为2.5mm2的导线允许载流量Ia=21A>Ic=1.44A

因此按发热条件，导线截面选为2.5mm2，穿线的硬塑料管的内径查表中3跟穿管管径为15mm。选择结果为：BV—500—3×2.5—PC15

断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流

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Idz?Kdz?Ic Kdz=1.2 Idz=1.728A 所以选择断路器为：C65N-C16/2P 照明线路n2：

线路的计算电流为2.03A

查表得环境温度为25℃时三根单芯线穿硬塑料管的BV—500型截面为2.5mm2的导线允许载流量Ia=21A>Ic=2. 03A

因此按发热条件，导线截面选为2.5 mm2，穿线的硬塑料管的内径查表中3跟穿管管径为15mm。选择结果表示为：BV—500—3×2.5—PC15

断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流

Idz?Kdz?Ic Kdz=1.2 Idz=2.436A 所以选择断路器为：C65N-C16/2P 照明线路n3：

线路的计算电流为0.63A

查表得环境温度为25℃时三根单芯线穿硬塑料管的BV—500型截面为2.5mm2的导线允许载流量Ia=21A>Ic=0.63A

因此按发热条件，导线截面选为2.5 mm2，穿线的硬塑料管的内径查表中3跟穿管管径为15mm。选择结果表示为：BV—500—3×2.5—PC15

断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流

Idz?Kdz?Ic Kdz=1.2 Idz=0.756A 所以选择断路器为：C65N-C16/2P 照明线路n4：

线路的计算电流为2.22A

查表得环境温度为25℃时三根单芯线穿硬塑料管的BV—500型截面为2.5mm2的导线允许载流量Ia=21A>Ic=2.22A

因此按发热条件，导线截面选为2.5 mm2，穿线的硬塑料管的内径查表中3跟穿管管径为15mm。选择结果表示为：BV—500—3×2.5—PC15

断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流

Idz?Kdz?Ic Kdz=1.2 Idz=2.664A 所以选择断路器为：C65N-C16/2P

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插座线路n5：

线路的计算电流为21.89A

查表得环境温度为25℃时3根单芯线穿硬塑料管的BV—500型截面4 mm2的导线允许载流量Ia=28A>Ic=21.89A

因此按发热条件，导线截面选为4 mm2，穿线的硬塑料管的内径查表中3跟穿管管径为20mm。选择结果表示为：BV—500—3×4—PC20

断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流

Idz?Kdz?Ic Kdz=1.2 Idz=26.268A 所以选择断路器为：C65N-C25/2P 插座线路n6：

线路的计算电流为27.9A

查表得环境温度为25℃时3根单芯线穿硬塑料管的BV—500型截面6 mm2的导线允许载流量Ia=35A>Ic=27.9A

因此按发热条件，导线截面选为6mm2，穿线的硬塑料管的内径查表中3跟穿管管径为20mm。选择结果表示为：BV—500—3×6—PC20

断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流

Idz?Kdz?Ic Kdz=1.2 Idz=33.48A 所以选择断路器为：C65N-C32/2P 插座线路n7：

线路的计算电流为1.67A

查表得环境温度为25℃时三根单芯线穿硬塑料管的BV—500型截面为2.5mm2的导线允许载流量Ia=21A>Ic=1.67A

因此按发热条件，导线截面选为2.5 mm2，穿线的硬塑料管的内径查表中3跟穿管管径为15mm。选择结果表示为：BV—500—3×2.5—PC15

断路器带延时过流脱扣器的整定电流应大于等于线路的计算电流

Idz?Kdz?Ic Kdz=1.2 Idz=2.004A 所以选择断路器为：C65N-C16/2P 插座线路n8：

线路的计算电流为3.67A

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5 防雷接地系统设计

5.1防雷与接地系统概述 5.1.1建筑物的防雷等级 一级防雷的建筑物：

(1)凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、人工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大破坏和人身伤亡者。 (2)具有0区或10区爆炸危险环境的建筑物。

(3)具有1区爆炸危险环境的建筑物，因电火花而引起爆炸，会造成巨大坡坏和人身伤亡者。

(4)超高建筑物，如40层及以上的住宅建筑，建筑高度超过100米的其他民用以及一般工业建筑物。 二级防雷的建筑物：

(1)国家级重点文物保护的建筑物。

(2)国家级的会堂、办公建筑物、大型展览和博览建筑物、大型火车站、国宾馆、国家级档案馆、大型城市的重要给水水泵房等特别重要的建筑物。

(3)国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。

(4)制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物，且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡者。

(5)高层建筑物，如19层及以上的住宅和高度超过50米的其他民用和一般工业建筑物。

三级防雷的建筑物：

(1)省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆。

(2)10至18层的普通住宅。建筑物高度不超过50米的教学楼和普通的旅馆、办公楼、

科研楼、图书馆、档案楼和省级以下的邮政楼等。

(3)预计雷击次数大于或等于0.06次/a，且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民

用建筑物。

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根据以上分类可知本建筑属三级防雷建筑物，下面就就讨论一下三级防雷建筑物的保护措施 5.1.2一般的防雷措施

第一类防雷建筑物的防雷措施:应装设独立避雷针或架空避雷线，使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。

第二类防雷建筑物的防雷措施:宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由其混合组成的接闪器。

第三类防雷建筑物防雷的措施:宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）雷针或由这两种混合组成的接闪器 5.1.3三级防雷建筑物的防雷措施 （1）防止直击雷的措施

①一般在建筑物易受雷击部位装设避雷针或避雷带。 建筑物易受雷击的部位是：

a)平面屋及坡度不大于1/10的屋面―――屋角、女儿墙、屋檐。 b)坡度大于1/10、小于1/2的屋面―――屋角、檐角、屋脊、屋檐； c)坡度不大于1/2的屋面―――屋角、屋脊、檐角。

②采用避雷带时，屋面任何一点距避雷带应不大于10米。当有3条及以上平行避雷带时，每隔30～40米处将平行的避雷带进行连接；

③当采用避雷针时，单针的保护范围可按60度计算。多支避雷针两针间的距离不宜大于30米，并应符合下列要求： D≤15h

式中 D――两针间的距离（米）；

h――避雷针的有效高度，即避雷针突出建筑物的高度（米）。 ④自30米以上，每3层沿建筑物四周设避雷带。

⑤自30米以上的金属栏杆、金属门窗等较大的金属物体，应与防雷装置连接。

⑥周长超过40米的建筑物，引下线一般不少于2根，其间距不大于24米，在技术上处理有困难时，允许放宽到34米。 5.2建筑物的防雷装置

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5.2.1引 下 线

引下线宜采用圆钢或扁钢，宜优先采用圆钢。圆钢直径不应小于8mm。扁钢截面不应小于48mm2，其厚度不应小于4mm。当烟囱上的引下线采用圆钢时，其直径不应小于12mm；采用扁钢时，其截面不应小于100mm,FML=25-31-1>，厚度不应小于4mm。引下线应沿建筑物外墙明敷，并经最短路径接地；建筑艺术要求较高者可暗敷，但其圆钢直径不应小于10mm，扁钢截面不应小于80mm。建筑物的消防梯、钢柱等金属构件宜作为引下线，但其各部件之间均应连成电气通路。采用多根引下线时，宜在各引下线上于距地面0.3m至1.8m之间装设断接卡。

5.2.2接地装置

（1）垂直埋没的接地体 （2）水平接地体和联接条

（3）对伸长形接地体，在计算冲击接地电阻时，接地体的有效长度应按下 （4）为了降低跨步电压，防直击雷的接地装置距建筑物入口及人行道不应小于3米。当小于3米时应采取下列措施之一：

①水平接地体局部埋深不小于1米。

②水平接地体局部包以绝缘物（例如50～80毫米厚的沥青层）。

③采用沥青碎石地面或在接地装置上面敷设50～80毫米厚的沥青层，其宽度应超过接地装置2米。 5.2.3接地方式 （1）TN－C系统

TN－C系统被称之为三相四线系统，该系统中性线N与保护接地PE合二为一，通称PEN线。这种接地系统虽对接地故障灵敏度高，线路经济简单，但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。智能化大楼内，单相负荷所占比重较大，难以实现三相负荷平衡，PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管(可控硅)等设备引起的高次谐波电流，在非故障情况下，会在中性线N上叠加，使中性线N带电，且电流时大时小极不稳定，造成中性点接地电位不稳定漂移。不但会使设备外壳(与PEN线连接)带电，对人身造成不安全，而且也无

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法取到一个合适的电位基准点，精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN－C接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。 （2）TN－S系统

TN－S是一个三相四线加PE线的接地系统。通常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。TN－S系统的特点是，中性线N与保护接地线PE在进户时共同接地后，不能再有任何电气连接。该系统中，中性线N常会带电，保护接地线PE没有电的来源。PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时，始终不会带电。该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。TN－S系统现在广泛应用于对安全要求较高的场所（如浴室和居民住宅等）及对抗电磁干扰要求较高的数据处理和精密检测等实验场所，也越来越多地用于住宅供电系统。

L1L2L3PENPE电力系统接地PE电力系统接地L1L2L3NPE外露可导电部分外露可导电部分

图5.1 TN-C系统 图5.2 TN-S系统

L1L2L3PENPEN电力系统接地外露可导电部分

图5.3 TN-C-S系统

（3）TN－C－S系统

TN－C－S系统由两个接地系统组成，第一部分是TN－C系统，第二部分是TN－S系统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TN－C系统，进户处做重复接地，进户后变成TN－S系统。TN－C系统和TN－S系统前面已做分析。该系统综合了TN－C系统和TN－S系统的特点，因此比较灵活，对安全要求和对抗电磁干扰采用要求较高的场所，宜采用TN—S系统，而其他一般场所则采用TN—C系

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统

这三种接线方式中，TN-S、TN-S系统适合在智能大厦中，其中尤以TN-S系统更适合智能大厦。供电回路中，应急照明及事故照明要与用电回路分开。 5.3建筑物年预计雷击次数

建筑物年预计雷击次数应按下式确定：

N?KNgAe

K——校正系数，一般取1

雷击大地的年平均密度应按下式确定：

Ng=0.024Td

Td——年平均雷暴日（本溪地区取33.7 ） Ae——建筑物的等效面积

当建筑物高度H<100 m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算确定：

D?H?200?H?

Ae?LW?2?L?W?D??D2?10?6

当建筑物高度H≥100 m时，其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高度H计算；建筑物的等效面积应按下式确定：

Ae?LW?2?L?W?D??H2?10?6

????

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