在建筑施工中用電設備繁多,如塔式起重機、外用電梯、攪拌機、振搗器、電焊機、鋼筋加工機械、木工加工機械、照明器以及各種電動工具。這些用電設備吸收電能的用電部分中的電流或功率,統稱為用電設備的電力負荷或負載。為了使這些用電設備在正常情況下能夠安全、可靠地獲得其運行所需要的電力,而在故障情況下又能安全、可靠地得到保護,需要借助合理選擇的配電線路、配電裝置對電力進行傳輸、分配和控制。
1.負荷計算
負荷是電力負荷的簡稱,負荷計算,就是計算用電設備、配電線路、配電裝置,以及變壓器、發電機中的電流和功率。這些按照一定方法計算出來的電流或功率稱為計算電流或計算功率。
負荷計算通常是從用電設備開始的,逐級經由配電裝置和配電線路,直至電力變壓器。即首先確定用電設備的設備容量(或額定負荷)和計算負荷,繼之計算用電設備組的計算負荷,最后計算總配電箱或整個配電室的計算負荷。
2.設備容量的確定
設備容量或額定負荷,不能簡單的理解為用電設備的銘牌功率或容量,而是根據用電設備的工作性質和銘牌功率或容量經換算后得到的換算功率或容量。為了便于統一說明問題,假定每臺用電設備的銘牌額定功率和容量分別用P'e和S'e表示,經換算后的設備容量分別用Pe和Se表示。
以下將分別介紹各種用電設備容量的換算方法。
(1)長期工作制電動機的設備容量,等于其銘牌額定功率,即:
Pe=P'e
(2)反復短時工作制電動機(如吊車中的電動機)的設備容量只是指統一換算到暫載率JC=25%(或用JC25表示)時的額定功率
式中Pe——換算到JC=25%時電動機的設備容量,kW;
JC——電動機的銘牌暫載率,%;
P'e——電動機銘牌額定功率,kW。
(3)照明設備的設備容量:
①白熾燈、碘鎢燈的設備容量Pe,為燈泡上標出的額定功率(W或kW),即:
Pe=P'e
②日光燈的設備容量:當采用電磁鎮流器時,考慮到鎮流器中的功率損失,應為燈管額定功率P'e的1.2倍(W或kW),即Pe=1.2P'e。
(4)不對稱負荷的設備容量,為了維持三相線路上的負荷平衡,應盡量將單相用電設備均勻地分散接到三相線路上或各相線路間。但是絕對維持三相負荷平衡是不可能的,按照一般建筑電氣設計導則規定,當單相用電設備總容量不超過三相用電設備總容量的15%時,可近似按三相負荷平衡分配考慮,即三相用電設備總設備容量,等效為單相用電設備總設備容量的3倍,可用式子表示為:
Pe=3Pel或Pel=1/3Pe
如果單相用電設備的不對稱容量大于三相用電設備總容量的15%,則三相設備容量Pe應按3倍最大相負荷換算,然后再參與負荷計算。
(5)單臺設備的計算負荷,可以用于選擇設備的負荷線和其控制開關箱中的電器。
(6)用電設備組的計算負荷,可以用于選擇分配電箱中的電器,亦可用于選擇分配電箱至開關箱間的配電支線。
(7)配電干線或配電母線上的計算負荷。通常配電干線或配電母線上接有若干不同的用電設備組,它們的運行也不可能是同步的,所以干線或母線上的計算負荷Pj3。必然小于或等于各用電設備組計算負荷之和∑Pj2,即有:
Kp=Pj3/∑Pj2≤1或Pj3=Kp∑Pj2
上述配電干線或母線上的計算負荷實際上就是施工現場臨時用電工程的用電總計算負荷或總用電容量,也是選擇配電支干線、干線導線和總配電箱電器,以及供電變壓器容量的主要依據。
(六)施工現場的配電線路
施工現場的配電線路包括室外線路和室內線路。其敷設方式:室外線路主要有絕緣導線架空敷設(架空線路)和絕緣電纜埋地敷設(埋地電纜線路)兩種,也有電纜線路架空明敷設的;室內線路通常有絕緣導線和電纜的明敷設和暗敷設(明設線路或暗設線路)兩種。
1.架空線的選擇
架空線的選擇主要是選擇架空線路導線的種類和導線的截面,其選擇依據主要是施工現場對架空線路敷設的要求和負荷計算的計算電流。
(1)導線種類的選擇。按照施工現場對架空線路敷設的要求,架空線必須采用絕緣導線。或者為絕緣銅線,或者為絕緣鋁線,但一般應優先選擇絕緣銅線。
(2)導線截面的選擇。導線截面的選擇主要是依據負荷計算結果,按其允許溫升初選導線截面,然后按線路電壓偏移和機械強度校驗,最后確定導線截面。
2.架空線路的安全要求
(1)架空線必須采用絕緣導線;
(2)架空線的擋距與弧垂:擋距為不得大于35m,線間距不得小于30mm,還規定了架空線的最大弧垂處與地面的最小垂直距離(施工現場一般場所4m、機動車道6m、鐵路軌道7.5m);
(3)架空導線的最小截面:鋁絞線截面不得小于16mm2;銅線截面不得小于10mm2;
(4)架空導線的相序排列:
①工作零線與相線在一個橫擔架設時,導線相序排列是:面向負荷從左側起為A、(N)、B、C。
②和保護零線在同一橫擔架設時,導線相序排列是:面向負荷從左側起為A、(N)、C、(PE)。
③動力線、照明線在兩個橫擔上分別架設時,上層橫擔,面向負荷從左側起為A、B、C;下層橫擔,面向負荷從左側起為A(B、C),(N)、(PE);在兩個以上橫擔上架設時,最下層橫擔面向負荷,最右邊的導線為保護零線(PE)。
3.電纜線路的安全要求
室外電纜的敷設分為埋地和架空兩種方式,以埋地敷設為宜。
室外電纜埋地:安全可靠,人身危害大量減少;維修量大大減少;線路不易受雷電襲擊。
室內外電纜的敷設:應以經濟、方便、安全、可靠為依據;電纜直接埋地的深度應不小于0.6m,并在電纜上下各均勻鋪設不小于50mm厚的細沙,然后覆蓋磚等硬質保護層;電纜穿越易受機械損傷的場所時應加防護套管;橡皮電纜架空敷設時.應沿墻壁或電桿設置;在建高層建筑內,可采用鋁芯塑料電纜垂直敷設。
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