建筑工程安装电工(电)

建筑工程安装电工

目录

一、基本理论知识 (2)

二、安全电压 (4)

三、电气工程的主要项目 (10)

四、建筑工程施工现场的电力供应 (12)

（一）供电系统 (12)

（二）高、低压变配电电气系统图 (13)

五、供电系统的电力负荷计算 (14)

1、同种用电设备的计算负荷： (16)

2、照明设备的计算负荷： (16)

六、变配电设备 (18)

（一）变压器 (18)

七、低压配电线路导线的选用 (25)

1、各分支线路中额定电流的计算 (25)

2、导线的种类 (25)

八、低压架空线路施工 (28)

1、供电要求及电力负荷的分级 (28)

2、低压架空线路的组成 (28)

4、立杆 (29)

一、基本理论知识

1、电功率：UI P = 与欧姆定律结合为R I P 2

= 或R U P 2= 1马力=0.735kW 1kW=1.36马力

2、电能：Pt A = 单位为kWh （千瓦·小时）1kW ·h 为1“度”电。

3、视在功率：电源的总功率应包括电阻上的有功功率和电感上的无功功率，即“视在功率S ”单位为“V ·A ”（伏·安）

22L Q P S += 有功功率占视在功率中的比例称“功率因数”，

符号为λ，?λCOS = Z

R U U S P C O S R ===? ?C O S 的值从0到1值越大说明有功功率占视在功率的份额越大，亦说明电能的利用率越高。虽然无功功率只是与电源交换能量，而不是将电能转换为其它可用能量，但交换能量的电流在电路中流动，会在电路的电阻上转化为热能而消耗掉一部分电能，因此，无功功率越小越好。

因此，实际生产中提高功率因数的方法，是在电感性电路两端并联一个合适的电容。 有功功率R U R I I U P R R

R R 22

===（纯电阻电路） 无功功率L L L L

L L L X U X I I U Q 22===（纯电感电路） C C C C

C C C X U X I I U Q 22===（纯电容电路） X L 为感抗fL X L π2= 式中：f —频率（H Z ）L —电感量（H ） 无功功率表示一个线圈转换电能能力的大小。（返回目录）

X C 为容抗fC

X C π21= 式中：f —频率（H Z ）C —电容量（F ） 无功功率表示电容器与电源交换能量的能力。

4、三相四线制供电：可以同时提供两种6个电压，其中三个线电压大小相等，三个相电压大小也相等，但六个电压不能混淆，否则会造成短路。线电压与相电压的大小关系为：?U U L 3=即线电压=3相电压。

（1）三相电功率：三相电功率为三个单相电功率之和。 对星形接法的负载：22?????Q P I U S +==

????COS I U P =

????Sin I U Q =

22Q P S +=

321???P P P P ++=

321???Q Q Q Q ++= 对三角形的负载：22????Q P I U S L +==

???COS I U P L =

???Sin I U Q L =

22Q P S +=

321???p P P P ++=

321???Q Q Q Q ++=

三相对称负载，不论是星形连接还是三角形连接，均为：

L L I U S S 33==?

??COS I U P P L L 33==

??Sin I U Q Q L L 33==

二、安全电压

我国规定电压标准为50V 以下的，叫做安全电压。可以使用的安全电压规格有42V 、36V 、24V 、12V 、和6V 。实际中常使用的规格为：一般情况下为36V ；特殊情况下（潮湿、有导电或腐蚀性气体的场所、金属平台或金属容器内工作）为：12V 以下。

（一）保护接地或接零保护的措施

根据国际电工委员会（IEC ）的规定，低压供电系统的接地分为三类：即：TT 系统、TN 系统、IT 系统。

第一个字母表示电源侧接地状态：

T ——电源中性点直接接地；I ——电源中性点不接地，或经高阻接地。

第二个字母表示负荷侧接地状态：

T ——负荷侧设备的外露可导电部分接地，与电源侧的接地相互独立； N ——负荷侧设备的外露可导电部分，与电源侧的接地直接作电气连接，即接在系统中性线上。

系统中的电力系统中性点直接接地，叫做工作接地，接地电阻要求小于4Ω；电气设备的外露可导电部分接地，叫做保护接地，接地电阻要求小于4Ω。

电气设备采用做保护接地的保护方法叫接地保护。作用是在设备出现漏电故障，外露的金属部分带电时，人无意碰到带电部分，由于

人体电阻比接地体的电阻大得多，几乎没有电流流过人体，从而保证了人身安全。如果设备外露可导电部分没有接地，故障电流几乎全部流入人体形成通路，这是相当危险的。

TN系统的电源中性点直接接地，为常用的三相四线制，设备的外露可导电部分与电源中性线相连接，即保护接零。一般我们以大地电位为零，中性点直接接地后，电源中性线的电位即为零，这时就将中性线叫做零线，保护接零也称为保护接零线。电气设备采用保护接零线的保护方法，叫接零保护。作用是在设备出现漏电故障时，电源相线与设备金属外露部分相接，就相当于直接接在电源中性线上，会造成“相——零”短路，形成较大短路电流，使线路中的保护电器（如熔断器）迅速动作，将故障设备上的电源断开，人则不会再触及带电的设备外露金属部分，不会发生触电。

（1）TN—C系统：在系统中，保护导线（PE线）和中性线（N线）合一为PEN线。

（2）TN—S系统：在系统中，保护导线（PE线）与中性线（N线）分开，保护导线称为保护零线，中性线称为工作零线，（或叫工作零线为零线，保护零线为地线，相线为火线）所有外露可导电部分均与保护零线（PE线）相接，工作时PE线中没有电流，中性线的电流从工作零线中流通，PE线不会因通过电流的原因而被损坏，保证了PE 线的可靠，这种系统的安全可靠性高，施工现场必须使用这种系统，通常称为三相五线制。

（3）TN—C—S系统：在系统中，保护导线（PE线）和中性线（N

线）开始是合一的，从某一位置开始分开。在实际供电中，从变压器引出的往往是TN—C系统，三相四线制。进入建筑物后，从建筑物总配电箱开始变为TN—S系统，加强建筑物内的用电安全性，称为局部三相五线制。

在TN系统中，做保护用的导线，不论是PE线还是PEN线都绝不能断开，否则设备发生漏电时，线路保护电器不会动作，设备外露可导电部分就会带电而发生触电事故。

在TN系统中的设备，不准只做保护接地而不做保护接零线，否则做保护接地的设备发生漏电时，会引起做保护接零的设备外壳上不同程度的带电，而引起触电事故。

为了确保中性线安全安全可靠，在中性点直接接地的三相四线制低压供电系统中，中性线还要做重复接地，将中性线上的一点或多点与大地再次作电气连接，重复接地的接地电阻值一般小于10Ω。三相五线制（TN—S）中的PE线也要做重复接地。

一般规定：架空线路的干线和分支线的终端及沿线每1km处，电源引入车间或大型建筑物处都要做重复接地。（返回目录）

（二）使用漏电保护器

漏电保护器也称触电保安器或叫漏电开关，实际上它是一种带有漏电保护装置的空气断路器（俗称空气开关）。只要有10mA的漏电电流，开关就会动作切断电源，动作时间只有0.1s。在使用漏电保护器的电路中，无论什么原因造成对地电流，都会使开关动作。

一般现在使用的漏电保护器，都是电流型的，动作灵敏度在30mA

以上，高灵敏度型，动作灵敏度为10mA。但有时由于线路老化，导线绝缘程度下降，整个线路的正常漏电电流可能就大于30mA，这时如果使用灵敏度为30mA的漏电保护器，就会永远合不上闸，这种情况下选用灵敏度较低的（50mA或100mA）漏电保护器。

（1）在TN系统中使用漏电保护器时，应注意以下几个问题：

①严格区分N线和PE线。使用漏电保护器后，从漏电保护器起，

系统变为TN—S系统，此时N线与PE线必须严格分开。N线要通过漏电保护器，PE线不通过。N线和PE线可从漏电保护器上口接线处分开。

②单相设备接线。漏电保护器后的单相设备一定要接在N线上，不

能接在PE线上，否则会合不上闸。

③重复接地。使用漏电保护器后，PE线可以重复接地，开关后的N

线不准重复接地。如果是旧线路改造后加装漏电保护器，一定要把原N线上的重复接地拆除，否则会合不上闸。

④使用漏电保护器后，从漏电保护器起系统变为TN—S系统，后面

的接线不能再变回TN—C系统，否则会引起前级漏电保护器动作。（2）1990年劳动部颁发的《漏电保护器安全监察规定》，下列场所的用电设备必须安装漏电保护器：

①建筑施工场所、临时线路的用电设备必须安装漏电保护器；

②除Ⅲ类外的手持式电动工具、移动式生活日常电器，其它移动式

机电设备及触电危险性大的用电设备，必须安装漏电保护器；

③潮湿、高温、金属占有系数大的场所及其它导电良好的场所，如

冶金、化工、船舶制造、纺织、电子、机械、食品、酿造等行业的生产作业场所，以及锅炉房、食堂、浴室、医院等辅助场所，必须安装漏电保护器；

④对新制造的低压配电柜（箱、屏）、动力柜（箱）、开关箱（柜）、

操作台、试验台，以及机床、起重机械、各种传动机械等机电设备的动力配电箱，在考虑设备的过载、短路、失压、断相等保护的同时，必须考虑漏电保护。

⑤应采用安全电压的场所，不得用漏电保护器代替。如使用安全电

压确有困难，须经企业安全管理部门批准，方可用漏电保护器作为补充保护。

此外还有一些相关规定：

①游泳池的供电设备，喷水池的水下照明，水泵、浴室中的插座及

电气设备，住宅的家用电器和插座，试验室、宾馆、招待所客房的插座，有关的医用电气设备和插座，都应安装漏电保护器。

②环境潮湿的洗衣房、厨房操作间及其它潮湿场所的插座，宜装漏

电保护器。

③储藏重要文物和其它重财产的场所内电气线路上、主要为了防火，

宜装漏电保护器。

④连续供电要求高的场所以及其它突然停电后将危及公共安全，或

造成巨大经济损失的电气设备，消防水泵、消防电梯、事故照明及报警系统等应急用电设备，可酌情装设漏电报警装置而不自动切断电源。（返回目录）

（三）防雷措施和防雷装置组成

建筑中常用的防雷措施有下列几种：

（1）防止直接雷击的措施：由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。其中，接闪器是直接用来接受雷击部分，包括避雷针、避雷带、避雷网以及用作发闪器的金属屋面和金属构件等。避雷针是附设在建筑物顶部或独立装在地面上的针状金属杆。当采用避雷针时，应按规定的不同建筑防雷级别的滚半径h r第一级防雷建筑物为30m，第二级防雷建筑物为45m，第三级防雷建筑物为60m。

避雷针在地面上的保护半径约为避雷针高度的1.5倍。工程上多采用多支避雷针，其保护范围是几支单根避雷针保护范围的叠加。

避雷带是沿建筑物的屋脊、屋檐、屋角及女儿墙等易受雷击部位敷设的带状金属线。

避雷网是在较重要的建筑物或面积较大的屋面上，纵横敷设金属线组合成矩形平面网格，或以建筑物外形构成一个整体较密的金属大网笼，实行全面的保护。

（2）防止雷电感应的措施：为防止雷电产生火花，建筑物内的设备、管道、构架、电缆外皮、钢屋架、钢窗等较大的金属构件，以及突出屋面的放散管、风管等均应通过接地装置与大地作作可靠的连接。平行敷设的管道、构架和电缆外皮等金属物，其净距小于100mm时，应每隔20~30m用金属线跨接。

（3）防止雷电波侵入：为防止雷电波侵入，低压线路宜全线或不小于50m的一段用金属铠装电缆直接埋地引入建筑物入户端，并将电

缆金属外皮接地。在架空线路与电缆连接处或架空线入户端应装避雷器或保护间隙，并应与绝缘子铁脚连在一起接到防雷接地装置上。一般建筑物的架空线在入户处，常只要求将绝缘子铁脚接到防雷及电气设备的接地装置上。进入建筑物的埋地或架空的金属管道也应接地。

三、电气工程的主要项目

电气工程一般是指某一工程（如工厂、企业、住宅和其它设施）的供电、用电工程。包括：

（1）内线工程：室内动力、照明线路及其它电气线路。

（2）外线工程：室外电源供电线路，包括架空电力线路和电缆电力线路。

（3）动力及照明工程：各种风机、水泵、降湿机、起重机、机床等动力设备（主要是各种形式的电动机）的安装。照明工程

包括照明灯具、电扇、空调器、电热设备、插座、配电箱及

其它电气装置的安装。主要施工内容是设备安装，对电气设

备进行就位、调平、找正、固定与接线。

（4）变配电工程：由变压器、高低压配电装置、继电保护与电气计量等二次设备和二次接线构成的室内外变电所。一般指

35kV以下。

（5）发电工程：自备发电站及附属设备的电气工程。一般为400V 的柴油机发电机组。

（6）弱电工程：电话、广播、闭路电视、安全警报等系统的弱电

信号线路和设备。

（7）防雷工程：建筑物和电气装置的防雷设施。

（8）电气接地工程：各种电气装置的保护接地、工作接地、防静电接地装置等。

电气工程图的种类包括：首页、电气系统图、平面图、电路图、设备布置图、安装接线图、大样图等。

1、低压电气：是指工作在交流电压至1200V、直流电压至1500V的电路中的电器设备。产品分为十二大类：

①刀开关和转换开关：用作电路隔离、通断额定电流；两种以上电

源或负载的转换和通断电路。

②熔断器：用作线路和设备的短路和过载保护。

③自动开关：用作线路过载、短路或欠压保护，也可用作不频繁接

通和分断电路。

④控制器：用于电气控制设备中转换主回路或励磁回路的接法，以

达到电动机启动、换向和调速。

⑤接触器：用作远距离频繁地启动或控制交、直流电动机，以及接

通、分断正常工作的主电路和控制电路。

⑥启动器：用于交流电动机的启动和正反转控制。

⑦控制继电器：用于控制系统中，控制其它电路或作电路的保护。

⑧主令电器：用于接通分断控制电路，以发布命令或用作程序控制。

⑨电阻器：用作改变电路参数或变电能为热能。

⑩变阻器：用作发电机调压以及电动机的平滑启动调速。（返回目录）

?电磁铁：用于起重、操作或牵引机械装置

?调整器

根据低压电器在电气线路中的地位和作用，又可归纳为低压配电电器和低压控制电气两大类。

2、高压电器：是指额定电压3kV及以上电路中的电器设备

（1500~3000V之间的电压等级通常不使用。）包括：空气断路器、多油断路器、少油断路器、磁吹断路器、配电装置、负荷开关、隔离开关、接地开关（短路器）、熔断器、操作机构、辅助开关、接线板等。

四、建筑工程施工现场的电力供应

在开工前要对现场进行临时供电设计，其内容包括：

1、统计、核实建筑工地用电量，选择适当的电力变压器；

2、草绘施工供电平面布置图，其中包括确定变压位置，确定供

电干线的数目及平面布置，确定各主要用电配电箱的位置；

3、计算各条干线导线的截面；

4、绘制临时供电平面图，标出各条干线的导线截面、电力变压

器的型号、配电箱的编号等。

在建筑工程开工前，必须按设计完成变压器的安装、导线的架设和配电箱的布置，以保证施工的用电。（返回目录）

（一）供电系统

建筑施工用电一般采用TN—S低压供电系统，提供三相380V和

单相220V电源，采用独立的保护零线。电源取自现有低压电网，或用10/0.4kV的电力变压器取自10kV高压电网。

低压供电系统的基本形式通常采用放射式和树干式。放射式各分支线路从总配电箱引出，接各负载或分配电箱。其优点是：各分支线路相互独立，分别控制，如其中一个分支线路出现故障，不影响其它分支线路正常工作。缺点是：线路重复架设，较费材料。树干式从总配电箱引出一条干线，各个负载或分配电箱直接接在干线上。其优点是省材料，但缺点是供电可靠性差，一个负载出故障，需全线停电才能进行维修。实际供电经常采用混合式，即从总配电箱放射式引出数条干线，再在各条干线上接负载或分配电箱。（返回目录）

（二）高、低压变配电电气系统图

变、配电电气系统图也叫做一次电气系统图，系统中所使用的电气设备叫做一次设备。一次设备主要包括电源、开关及其它一次设备，如：双线圈变压器、三线圈变压器、交流发电机、直流发电机、整流器、单极开关、多极开关、断路器、负荷开关、隔离开关、接触器、熔断器、跌开式熔断器、电压互感器、电流互感器、电抗器、热继电器热元件、避雷器等。

当负荷较小时（如315kV·A及以下工地），可采用跌开式熔断器或隔离开关——熔断器，也可采用隔离开关——负荷开关，对变压器进行高压控制。

6~10kV高压经变压器降成400/230V低压后，进入低压配电室，

经低压总开关（低压刀开关Q和低压空气熔断器Q）送到低压母线，再经过低压刀开关和熔断器或其它开关送至各用电点。

高、低压侧均装有电流互感器TA及电压互感器TV，用于监测及保护。为了防止雷电波沿架空线侵入，在进线处安装有避雷器FV。

与互感器连接的测量仪表和各种保护电器，叫做二次设备。

（6~10）/0.4kV变配电所主要一次设备

五、供电系统的电力负荷计算

主要目的：为合理地选择变压器容量、各种电气设备及配电导线等。（一）额定功率的换算

先把设备的额定功率（P N）折算成计算功率（P j）

如果设备是连续运行的，称它的连续负载率（暂载率）为100%，则：P j= P N

如果设备是不连续运行的，如起重机、电焊机，它们的连续负载率不是100%，那么：起重机P j=2P N JC

电焊机P j=S N JC cosφ

式中JC是设备连续负载率的百分值，起重机的连续负载率（按40%考虑）JC=0.4，电焊机JC=0.65。连续负载率标在设备铭牌上。（二）需要系数：所有的设备一般不会同时运行，也不会都是满载运行，总用电量小于设备总容量。因此，为避免造成物资浪费，用需要系数。它是一个小于1的系数，用K X表示。

建筑施工用电设备的需要系数和功率因数

（三）用需要系数法计算负荷

电力负荷的计算方法有多种，其中需要系数法是最简单、最常用的方法，像建筑施工用电多用此法进行计算：

1、同种用电设备的计算负荷：

有功功率 连续运行 P j =K X P N

起重机 P j =2K X P N JC

电焊机 P j =K X S N JC cos φ

无功功率 Q j =P j tg φ

视在功率 S j =2

2j j Q P +

式中P N 是同种设备总功率。

2、照明设备的计算负荷：

白炽灯 P j =K X P N

荧光灯 P j =1.2K X P N

高压汞灯 P j =1.1K X P N

3、配电干线或变电所的计算负荷：

有功功率 ()∑∑=N X P j P K K P

无功功率 ()∑∑=?tg P K K Q N X Q j

视在功率 2

2j j j Q P S +=

式中K ∑P 和K ∑Q 是有功、无功功率的同时系数（考虑各组设备不同时运行），均取0.9。

4、计算举例：

某建筑工地有如下用电设备，试计算用电总容量及线电流。 ① 混凝土搅拌机4台，每台额定功率10kW

② 砂浆搅拌机1台，额定功率4.5kW

③电焊机3台，额定视在功率32kV·A（JC=65%）

④起重机1台，额定功率48kW（JC=40%）

⑤照明器、白炽灯、碘钨灯4kW，单相220V

解：（1）混凝土搅拌机

查上表取K X=0.6，cosφ=0.6，则tgφ=1.33

P j=4 K X P N =4×0.6×10=24(kW)

Q j=P j tgφ=24×1.33=32(kvar)

(2)砂浆搅拌机

取K X=0.6，cosφ=0.6，则tgφ=1.33

P j= K X P N=0.6×4.5=2.7(kW)

Q j=P j tgφ=2.7×1.33=3.6(kvar)

(3)电焊机

取K X=0.35，cosφ=0.4，则tgφ=2.29

由公式P j=K X S N JC cosφ =

.0×0.4=10.84(kW)

=3×0.35×32×65

Q j=P j tgφ=10.84×2.29=24.8 (kvar)

(4)起重机

取K X=0.2，cosφ=0.6，则tgφ=1.33

由公式P j=2K X P N JC

=2×0.2×48×4.0=12.14(kW)

Q j=P j tgφ=12.14×1.33=16.15 (kvar)

(5)照明器

取K X =0.9，cos φ=1，则tg φ=0

白炽灯 P j = K X P N =0.9×4=3.6(kW)

高压汞灯 P j =1.1 K X P N =1.1×0.9×4 = 4(kW)

Q j =P j tg φ = 0

总有功计算负荷：()∑∑=N X P j P K K P

=0.9(24+2.7+10.84+12.14+3.6+4)=51.55(kW) 总无功计算负荷：()∑∑=?tg P K K Q N X Q j

=0.9(32+3.6+24.8+16.15)=68.9(kvar) 总视在计算负荷：2

2j j j Q P S +=

=229.6855.51+=86.06(kV A) 总计算线电流：)(130380

3860603103

A U S I j j =?=?= 六、变配电设备

变配电设备包括变压器、高压配电设备和低压配电设备。

（一）变压器

常用变压器有两大类：小型单相变压器和大型电力变压器。

1、 单相变压器：容量较小，一般在1kW 以下，尤以100W 以下居多，多用来提供低压单相交流电源，供低压电器使用，或通过整流提供直流电源供直流电器使用。（返回目录）

2、

电力变压器：大多是三相变压器，小容量的和超大容量的电力

变压器也有单相的。

3、电力变压器的选用：主要依据是负荷计算。一个供电系统经过计算后，按计算负荷S选择变压器的容量。对平稳负荷供电的单台变压器，负荷率一般取80%左右，也就是说变压器的容量为计算负荷量的1.25倍左右。但是变压器的额定容量是按一定等级制造的，因此选用时，选容量相近、大于计算值的等级规格。国家标准规定的小型三相电力变压器的容量等级为：10，20，30，40，50，63，80，100，125，160，200，250，315，400，500，630，800，1000kV·A。

如前面例子中计算负荷为86.06kV·A，计算得变压器容量为86.06×1.25=108(kV·A)，按容量等级可选125kV·A的变压器。

单台变压器的容量不宜大于1000kV·A。负荷较大时，可选用几台变压器并联供电。

如果不是建筑施工临时用电，而是永久性供电系统，变压器的负荷率一般取60%~70%为宜。

4、电力变压器的安装

（一）电力变压器的安装位置。10kV/0.4kV电压等级的变配电所，电力变压器可以安装在室内，也可以安装在室外，安装在室外又分为安装在电杆上和安装在台垫上。

（1）变压器在室外安装：变压器室外安装时所用的高压配电设备较少，变压器放置在电杆上或地面上，低压配电设备放置在电杆上的配电箱内，或地面上的配电柜内。

①单杆柱上式变台：适用于50kV·A及以下的变压器，将变压器、

高压跌开式熔断器和避雷器等都安装在同一根电杆上，电杆长10m，埋深1.8~2.0m。变台对地距离一般不小于3m。变压器外壳、变压器中性点及避雷器接地共用一根接地引下线，接同一接地装置，称三点共地。

②双杆柱上式变台：适用于50~200kV·A的变压器。两层横担用来安装高压开式熔断器、避雷器、高、低压引下线和变压器。双杆柱上式变压器台分为两种结构形式，一种为使用三根电杆，两根10m杆架放变压器，另一根作为高压线引入杆，并在杆上安装跌开式熔断器。第二种为使用两根电杆，一根10m，另一根12m，12m杆作为高压引入线，同时杆上要安装跌开式熔断器。

③地台式变台：如果场地允许，一般200kV·A以上的变压器采用地台式变台，地台用砖、石、混凝土砌筑，高度不小于500mm，地台上铺基础铁轨，变压器固定在铁轨上。地台周围设置围墙或护栏，护栏距变压器间距要大于700mm，并在护栏上悬挂“止步高压危险”的警示牌。

室外型变配电所的低压配电设备可以放在配电箱或配电柜中，也可以与之配建配电室。使用配电箱时，配电箱悬挂在电杆上，要求配电箱距地大于1.5m，采用双面式加锁。使用配电柜时要采用全封闭式配电柜。

（2）变压器在室内安装：小型变压器在室内一般直接放在地坪上，容量较大的变压器考虑散热要求，一般要架高0.8~1.0m，放在轨梁上并加以固定，变压器室墙下部装通风百页窗。根据变配电室的防火要