建筑电气技术基础期末考卷及答案

中国矿业大学全校性公共选修课程考查试卷课程名称建筑电气基础考查时间2013年7月学生姓名邓浩学号********所在院系外国语言文化学院中国矿业大学力学与建筑工程学院中国矿业大学2012～2013学年第2 学期《建筑电气技术基础》考查试卷一、名词解释。

（10分）光通量、照度、等电位联结、眩光、绿色照明光通量指人眼所能感觉到的辐射率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。

由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。

光照强度是一种物理术语，指单位面积上所接受可见光的能量。

对生物的光合作用影响很大。

可通过照度计来测量。

等电位连接（也叫联结）的定义有以下几种，但都是强调有可能带电伤人或物的导电体被连接并和大地电位相等的连接就叫等电位连接。

眩光（glare）是指视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。

绿色照明是指通过提高照明电器和系统的效率，节约能源；减少发电排放的大气污染物和温室气体，保护环境；改善生活质量，提高工作效率，营造体现现代文明的光文化。

二、二级负荷用户和设备的供电应符合哪些要求？（10分）二级负荷的供电系统应做到当电力变压器或线路发生常见故障时，不致中断供电或中断供电能及时恢复。

1.宜由两个回路供电，其第二回路可来自地区电力网或邻近单位，也可自备柴油发电机组(但必须采取防止与正常电源并联运行的措施)。

2.由同一座试域变电站的两段母线分别引来的两个回路供电。

③在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一路6KV及以上专用的架空线路供电，或采用两报电缆供电，其蓦根电缆应能承担全部二级负荷。

(2)二级负荷设备的供电应根据本单位的电源条件及负荷的重要程度，采取下列方式之一:①双电源(或双回路)供电，在最末一级配电装置内自动切换。

②双电源(或双回路)供电到适当的配电点自动互投后用专线送到用电设备或其控制装置上。

③由变电所引出可靠的专用的单回路供电;，④应急照明等分散的小容量负荷，可采用一路市电加EPS或采用一路电像与设备自带的蓄(干)电他(组〕在设备处自动切换。

三、低压配电系统的形式、特点及适用场所？（10分）现低压接地系统常用有五种形式为； TN－C、TN－S、TN－C－S、IT、TT1、TN 方式供电系统1） TN 方式供电系统是将电气设备的外露导电部分与工作中性线相接的保护系统，称作接零保护系统，用 TN 表示。

它的特点如下：1）当电气设备的相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电时，实际上就是单相对地短路故障，理想状态下电源侧熔断器会熔断，低压断路器会立即跳闸使故障设备断电，产生危险接触电压的时间较短，比较安全。

2） TN 系统节省材料、工时，应用广泛。

3）TN 方式供电系统中，国际标准IEC60364规定，根据中性线与保护线是否合并的情况，TN系统分为如下三种：□TN－C□TN－S□TN－C－STN-C 方式供电系统本系统中，保护线与中性线合二为一，称为PEN线。

保证人员生命和财产安全缺点：线路中有单相负荷，或三相负荷不平衡，及电网中有谐波电流时，由于PEN中有电流，电气设备的外壳和线路金属套管间有压降，对敏感性电子设备不利；PEN线中的电流在有爆炸危险的环境中会引起爆炸；PEN线断线或相线对地短路时，会呈现相当高的对地故障电压，可能扩大事故范围；TN-C系统电源处上使用漏电保护器时，接地点后工作中性线不得重复接地，否则无法可靠供电。

TN-S 方式供电系统本系统中，保护线（PE）和中性线（N）严格分开，称作 TN-S 供电系统。

优点：正常时即使工作中性线上有不平衡电流，专用保护线上也不会有电流。

适用于数据处理和精密电子仪器设备，也可用于爆炸危险场合；民用建筑中，家用电器大都有单独接地触点的插头，采用TN－S系统，既方便，又安全；如果回路阻抗太高或者电源短路容量较小，需采用剩余电流保护装置RCD对人身安全和设备进行保护，防止火灾危险；TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器，前提是工作中性线N线不得有重复接地。

专用保护线PE 线可重复接地，但不可接入漏电开关。

缺点：由于增加了中性线，初期投资较高；TN－S系统相对地短路时，对地故障电压较高。

TN-C-S 方式供电系统本系统是指，如果前部分是 TN-C方式供电，但为考虑安全供电，二级配电箱出口处，分别引出 PE 线及N线，即在系统后部分二级配电箱后采用 TN-S 方式供电，这种系统总称为 TN-C-S 供电系统。

优点：工作中性线 N 与专用保护线 PE 相联通，如图2-3 联通后面 PE 线上没有电流，即该段导线上正常运行不产生电压降；联通前段线路不平衡电流比较大时，在后面 PE 线上电气设备的外壳会有接触电压产生。

因此，TN-C-S 系统可以降低电气设备外露导电部分对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于联通前线路的不平衡电流及联通前线路的长度。

负载越不平衡，联通前线路越长，设备外壳对地电压偏移就越大。

所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在 PE 线上应作重复接地；一旦PE 线作了重复接地，只能在线路末端设立漏电保护器，否则供电可靠性不高；对要求PE 线除了在二级配电箱处必须和 N 线相接以外，其后各处均不得把PE 线和 N 线相联，另外在 PE 线上还不许安装开关和熔断器；民用建筑电气在二次装修后，普遍存在 N 线和 PE 线混用的情况，混用后事实上使TN-C-S系统变成TN-C系统，后果如前叙。

鉴于民用建筑的N 线和 PE 线多次开断、并联现象严重，形成危险接触电压的情况机会较多，在建筑电器的施工与验收中需重点注意。

2、IT 方式供电系统系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备的外壳可直接接地或通过保护线接至单独接地体。

优点：运用 IT 方式供电系统，由于电源中性点不接地，相对接地装置基本没有电压。

电气设备的相线碰壳或设备绝缘损坏时，单相对地漏电流较小，不会破坏电源电压的平衡，一定条件下比电源中性点接地的系统供电可靠； IT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。

一般用于不允许停电的场所，有连续供电要求的地方，例如医院的手术室、地下矿井、炼钢炉、电缆井照明等处。

缺点：如果供电距离很长时运用 IT 方式供电，从图 3-1 可见，电气设备的相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电时，由于供电线路对大地的分布电容会产生电容电流，此电流经大地可形成回路，电气设备外露导电部分也会形成危险的接触电压；TT 方式供电系统的电源接地点一旦消失，即转变为IT 方式供电系统，三相、二相负载可继续供电，但会造成单相负载中电气设备的损坏；如果消除第一次故障前，又发生第二次故障，如不同相的接地短路，故障电流很大，非常危险，因此对一次故障探测报警设备的要求较高，以便及时消除和减少出现双重故障的可能性，保证IT系统的可靠性。

3、TT 方式供电系统本系统是指，电力系统中性点直接接地，电气设备外露导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。

专用保护线（PE线）和工作中性线（N线）分开，PE线与N线没有电的联系。

正常运行时，PE线没有电流,N线可以有电流。

在 TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地，优点： TT 供电系统中当电气设备的相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电时，由于有接地保护，可以减少触电的危险性；电气设备的外壳与电源的接地无电气联系，适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备；故障时对地故障电压不会蔓延。

缺点：短路电流小，发生短路时，短路电流保护装置不会动作，易造成电击事故；受线路零序阻抗及接地处过渡电阻的影响，漏电电流可能比较小，低压断路器不一定能跳闸，会造成漏电设备的外壳对地产生高于安全电压的危险电压,一般需要设漏电保护器作后备保护；由于各用电设备均需单独接地，TT 系统接地装置分散、耗用钢材多、施工复杂较为困难； TT 供电系统在农村电网应用较多，一相一地的偷电方式，是电源出口处漏电保护器频繁动作的主要原因；如果工作中性线断线，健全相电气设备电压升高，会造成成批电器设备损坏。

因此《架空绝缘配电线路设计技术规程 DL/T 601—1996》中10.7规定：中性点直接接地的低压绝缘线的中性线，应在电源点接地。

在干线和分支线的终端处，应将中性线重复接地。

三相四线供电的低压绝缘线在引入用户处，应将中性线重复接地。

四、变配电所位置选择时，应考虑哪些因素？（10分）1.外部供电引入位置2.当地供电部门要求（地下还是地上及面积大小）3.尽可能靠近负荷中心4.方便进线（尽可能靠近外墙）和出线（尽可能靠近电气竖井），应考虑变压器维修更换的设备进出问题五、电线和电缆线的截面选择应满足的主要要求是什么？选择导线截面的步骤？（10分）使用的导线主要有电线和电缆，其截面应满足以下四个要求；1、满足导线发热条件；2、符合电压损失条件；3、导线要满足强度要求；4、导线截面在满足符合的情况下应要经济性。

导线截面选择方法一般有以下三种:(1)按发热条件来选择导线截面;(2)按机械强度条件来选择导线截面;(3)按允许电压损失选择导线截面。

最后取其中截面最大的一个作为最终选择导线的依据。

六、具体论述下照明的五种种类？（10分）照明种类按照明性质分为正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明五种。

应急照明包括三种不同的照明用途：（1）疏散照明。

疏散照明的地面水平照度不宜低于5%以满足人群疏散的要求。

（2）安全照明。

工作场所内安全照明的亮度不宜低于该场所一般眼明眼度的5％。

（3）备用照明。

备用照明亮度为一般眼明或分区一般眼明眼度的10％。

值班照明的亮度视其设置地点的重要性而定，一般情况下要求不高时，可以利用应急眼明作为值班照明七、用电设备及配电线路的短路和过载保护及上下级保护电器之间的配合有哪些？（10分）1 照明用电设备的保护在民用建筑中照叫电器、风扇、小型排风机、小容量的空调器和电热器等一般均从照明支路取用电流通常划归照明负荷用电设备范围所以都可由照明文路的保护装置作为它们的保护。

照明支路的保护主要考虑对照明用电设备的短路保护。

对于要求不高的场合可采用熔断器保护对于要求较高的场合则采用带短路脱扣器的自动保护开关进行保护这种保护装置同时可作为照明线路的短路保护和过负荷保护一般只使用其中的一种就可以了。

2 电力用电设备的保护在民用建筑小常把负载电流为6A以上或容量在1.2kW以上的较大容量用电设备划归电力用电设备。

对于电力负荷一般不允许从照明插座取用电源需要单独从电力配电箱或照明配电箱中分路供电。

除了本身单独设有保护装置的设备外其余的设备都在分路供电线路上装设单独的保护装置。

对于电热器类用电设备一般只考虑短路保护。