節點設計論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇節點設計論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1引言

CAN總線是控制器局域網（ControllerAreaNet-work）總線的簡稱，它屬于現場總線范疇，是一種能有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡，它可將掛接在現場總線上作為網絡節點的智能設備連接成網絡系統，并進一步構成自動化系統，從而實現基本的控制、補償、計算、參數修改、報警、顯示、監控、優化及控管一體化的綜合自動化功能。

CAN總線智能節點在分布式控制系統中起著承上啟下的作用。它位于傳感器和執行機構所在的現場，一方面和上位機（PC或者工控機）進行通信，以完成數據交換；另一方面又可根據系統的需要對現場的執行機構或者傳感器進行控制和數據采集。它常常將一些簡單的過程控制程序放在底層模塊中，從而減少了通信量，提高了系統控制的實時性。因此，智能化模塊設計在CAN系統中有著十分重要的作用。

本文將給出一種用MSP430單片機和MCP2510CAN控制器組成的總線智能節點的設計方案（見圖1），該方案中的單片機和CAN控制器通過標準的SPI接口進行通信，因此，該節點能夠完成對被控器件的數據采集上報，并接受上位機的命令，進而進行解析以完成對執行機構的控制。為了調試簡單，本方案作了一些改動：一是使MCP2510工作在環回模式，也就是數據由發送緩存直接發送到接收緩存，由于不經過CAN收發器和CAN總線，而只是使用了它的一個發送緩存和一個接收緩存，因而方便了調試；二是把被控器件的數據采集和對執行機構的控制部分略去，而這些功能在以后可以方便地添加，這樣，在實際使用時，只要對程序稍作修改就可應用。

2硬件設計

本設計的整個接口模塊主要由兩部分組成：CAN控制器MCP2510和微控制器MSP430。圖2所示是該智能節點的部分電路硬件原理圖。下面對主要部分功能作一介紹。

2．1MSP430F1232簡介

MSP430系列微控制器是TI公司推出的功能強大的超低功耗16位微處理器。它集成了豐富的片上資源，因而開發方式十分簡便，可以用C語言編寫出效率很高的程序。所選MSP430F1232的工作電壓為1．8～3．6V，內含8kBFLASH存儲空間。片內集成了看門狗定時器（WTD）、基本時鐘模塊、US-ART、10位ADC、和帶有3個捕獲／比較器的16位定時器，因而片上資源十分豐富，完全可以滿足一般的需要，同時減少了設計的復雜度。與其它單片機相比，MSP430的I／O端口功能更強，可實現雙向的輸入、輸出，并可完成一些特殊的功能，如A／D轉換、捕獲比較等；另外，它還可以實現I／O的各種中斷。

本設計中，MSP430的作用有兩個：一是對執行機構的控制以及對輸入模擬量或者開關量的信號采集；二是利用UART模塊通過SPI模式與MCP2510通信并控制MCP2510以實現CAN規范。

2．2MCP2510簡介

MCP25101是Microchip公司推出的功能很強的CAN控制器芯片，它支持CAN1．2、2．0A及2．0B規范；其內部結構見圖3所示。該芯片內含3個發送緩存和2個接收緩存，可以對發送優先級進行管理，可濾除無用信息，MCP2510有6個可編程濾波器，而且中斷資源十分豐富。最可貴的是，它可以通過標準的SPI接口與微控制器進行通信，從而放寬了MCU的選擇范圍使得所有單片機都有接入的可能。

MCP2510的主要功能是在MCU的控制下實現CAN規范，它內部的所有寄存器和控制寄存器都映射到一個地址表上，MCU可以使用相應的命令格式通過標準的SPI接口來完成對MCP2510的初始化、工作狀態的控制以及數據的讀寫。此外，MCP2510產生的中斷還可以反饋給MCU來處理。

2．3系統時鐘

由于MSP430的時鐘頻率決定著指令周期，因而該時鐘直接影響SPI接口的速率。MSP430F1232有兩個可選的時鐘：一是外部低速32．768kHz的時鐘晶體；二是采用內部數控DCO的可調頻率。本設計直接采用它內部的數控DCO作為它的主時鐘MCLK和SMCLK，由于直接工作在800kHz，因而免去了使用晶體。MCP2510采用標準的4MHz晶體。MSP430中USART模塊的CLK可由系統時鐘分頻得到，速率設定也十分方便。實際上，MCP2510輸出到總線的速率也可通過設置內部寄存器的控制分頻系數來調節。

此外，由于MCP2510的輸出信號驅動能力不夠，而且與CAN總線物理接口的要求存在很大的差異，所以，在實際應用中必須使用CAN收發器（如MCP2551等），它可支持的CAN速率最高可達1Mbps，而且容錯能力很強。此外，它內部還有很強的保護電路，可以防止總線的其它節點對它的影響。

3軟件設計

在進行本系統節點的軟件設計前，首先簡要說明一下MCP2510的指令格式，MCP2510的5條指令如表1所列。

表1MCP2510指令格式

指令指令格式說明

復位11000000使內部寄存器復位,進入配置模式

讀取00000011從寄存器讀取數據,指令在前,地址隨后

寫入00000010寫數據到寄存器,指令在前,地址和數據隨后

發送請求10000nnn對發送緩存發送信息進行初始化

狀態讀取10100000讀取常用狀態寄存器的某些位數據

位修改00000101對豁口的某幾件位修改

在使用時，可以把這些指令直接編寫成函數形式，這樣可使程序簡練易讀。同時，發送請求的硬件觸發只需把TXnRTS置低即可。實際上，接收緩存收到信息后也能產生硬件觸發，并在TXnRTS引腳產生低電平輸出。

本設計的主程序流程圖如圖4所示。

上電復位后，MSP430首先完成自身模塊的初始化，其任務主要是選擇時鐘模塊中的時鐘、使USART模塊工作于SPI模式、以及對看門狗定時器的配置等；然后對MCP2510進行初始化，以對寄存器進行設置。需要注意的是，MCP2510只有在配置模式下才可以對控制參數進行配置，但它在復位以后就是配置模式。

當配置MCP2510到環回模式后，MSP430將寫數據到MCP2510的發送緩存并控制其發送，此后，在接收緩存收到數據后，INT引腳將產生低電平中斷以通知MSP430，MSP430響應中斷后將讀取數據，并和發送的數據進行比較，以驗證程序的可行性。需要注意的是，無論是對MCP2510的讀還是寫，都必須使它的CS引腳處于低電平。

篇2

雙向端口操作 接口部分采用地址和數據總線復用的方式以減少所需要的端口引腳數。當傳輸數據時低位地址保持在一個鎖存器中，“Data1”用作數據輸入總線輸出總線和部分地址總線，對總線的復用需要對端口的配置進行動態改變使端口按需要設置為輸入或輸出。為了將一個端口引腳配置為輸入，必須將其相應的端口配置寄存器位（PRTnCF.x）設置為“0”使其輸出方式為“漏極開路”，寄存器鎖存位（Pn.x）必須設置為“1”，使其輸出狀態為高阻態。例如下面的代碼將端口0的所有引腳配置為輸入：movPRT0CF，#00h；漏極開路輸出方式movP0，#0ffh；高阻抗下面的代碼將端口0的所有引腳配置為推挽輸出方式：movPRT0CF，#0ffh；推挽輸出方式SRAM_Read子程序（見程序代碼部分）給出改變端口方向的一個例子，在程序執行的前一階段“DATA1”口被配置為輸出，將低字節地址輸出到端口鎖存器，在程序執行的第二階段“DATA1”口被配置為輸入，從外部SRAM讀取數據。

二、接口電路程序控制實現

該程序控制系統由初始化SRAM接口邏輯程序、讀外部SRAM程序、寫外部SRAM程序等組成，功能是通過該接口電路程序實現硬件間的有效連接，實現穩定的通信，從而實現對記錄盤的各種配置以及對記錄數據進行精確管理。程序代碼中的主程序概述了如何對該外部128KBSRAM的每一個字節進行讀寫，該程序向外部SRAM寫入一個字節，再從寫入的地址讀回，然后比較回讀的值與寫入的值是否一致，程序接著處理下一個地址，直到整個64K的存儲塊寫完，一旦低存儲塊寫完，程序將“A16位”置1（見示例代碼中“常數和聲明”一節），切換到高存儲塊。程序將接著對高存儲塊的每個字節進行同樣的讀、寫和校驗操作。

篇3

隨著電力系統容量的不斷增加，流經地網的入地短路電流也愈來愈大，因此要確保人身和設備的安全，維護系統的可靠運行，不僅要強調降低接地電阻，還要考慮地網上表面的電位分布。在以往接地設計中，接地網的均壓導體都按3m，5m，7m，10m等間距布置，由于端部和鄰近效應，地網的邊角處泄漏電流遠大于中心處，使地電位分布很不均勻，邊角網孔電勢大大高于中心網孔電勢，而且這種差值隨地網面積和網孔數的增加而加大。本文結合在建工程220kV新塘變電站的接地網設計，闡釋了接地網不等間距布置的方法及其合理性。

1接地網優化設計的合理性

1.1改善導體的泄漏電流密度分布

面積為190m×170m的新塘變電站接地網，在導體根數相同的情況下，分別按10m等間距布置和平均10m不等間距布置。沿平行導體①、②、③、④、⑤的泄漏電流密度分布曲線。從此可見，不等間距布置的接地網，邊上導體①的泄漏電流密度較等間距布置的接地網平均低15%左右；對于導體②的泄漏電流密度，這兩種布置的接地網幾乎相等(僅相差0.3%)；對于中部導體③、④、⑤，不等間距布置的接地網的泄漏電流較等間距布置的接地網分別提高了9%，14%和15%。由此可見，不等間距布置能增大中部導體的泄漏電流密度分布，相應降低了邊緣導體的泄漏電流密度，使得中部導體能得到更充分的利用。

1.2均勻土壤表面的電位分布

由表1的計算結果可知，不等間距布置的接地網能較大地改善表面電位分布，其最大與最小網孔電位的相對差值不超過0.7%，使各網孔電位大致相等，而等間距地網，其最大與最小網孔電位的相對差值在12.2%以上。同時不等間距地網的最大接觸電勢較等間距地網的最大接觸電勢降低了60.1%，極大地提高了接地網的安全水平。

表1計算結果比較

布置

最大網孔電位Vmax／kV

最小網孔電位Vmin／kV

最大接觸電勢Vjmax／kV

接地電阻

R／Ωδ／%

等間距

5.709

5.081

0.799

0.523

12.2

不等間距

5.544

5.506

0.315

0.519

0.7

注：1)δ=(Vmax-Vmin)／Vmin；

2)地網面積為190m×170m；

3)長方向導體根數n1=18，寬方向導體根數n2=20。

1.3節省大量鋼材和施工費用

如果按10m等間距布置的新塘變電站接地網，最大接觸電勢在邊角網孔，其值為0.799kV，但采用不等間距布置時，保持最大接觸電勢與該值接近，這時可節省鋼材31.2%，見表2。

2接地網優化設計的方法

在設計時采用嘗試的方法來確定均壓導體的總根數和總長度，即先對地網長和寬方向的導體根數n1和n2進行試算，對于大地網一般可采用均壓導體間距為10m左右試算，若接觸電勢滿足要求，進行技術經濟比較后再考慮增減導體的根數。當確定了n1和n2后，則地網長寬方向的分段數就確定了：長方向上導體分段為k1=n2-1，寬方向上的導體分段為k2=n1-1，然后按下式得出各分段導體的長度。

表2使用鋼材量的比較

表2使用鋼材量的比較

布置

n1

n2

Vjmax／kV

鋼材長度L／m

等間距

18

20

0.799

6860

不等間距

12

14

0.756

4700

Lik=L.Sik，

式中L——地網邊長(長方向L=L1，寬方向L=L2)，m；

Lik——第i段導體長度，m；

Sik——Lik占邊長L的百分數。

Sik與i的關系似一負指數曲線，即Sik=b1×e-b2i+b3，

式中，b1，b2，b3均為常數，其確定方法如下：

當7≤k≤14時，當k＞14時，

對于任意矩形地網，只要長、寬方向導體的布置根數一經確定，就可根據長、寬方向導體的不同分段k，分別按上述推得的公式布置導體的間距。

3結論

a)采用不等間距布置優化設計接地網，能夠使地網各網孔電位趨于一致，從而提高了變電站的安全水平。

b)在同樣安全水平下，優化設計的接地網較常規布置的接地網，一般能節省鋼材量達38%以上，同時也減少了相應的接地工程投資，在技術上、經濟上較為合理。

c)從邊緣到中心均壓導體間距采用按負指數規律增加的新方法來布置接地網，其指數公式的系數b只與某平行導體根數(或平行導體分段數k)有關。

篇4

一般使用中要求交流接觸器裝置結構緊湊，使用方便，動靜觸頭的磁吹裝置良好，滅弧效果好，最好達到零飛弧，溫升小。按照滅弧方式分為空氣式和真空式，按照操動方式分為電磁式、氣動式和電磁氣動式。

接觸器額定電壓參數分為高壓和低壓，低壓一般為380V，500V，660V，1140V等。

電流按型式分為交流、直流。電流參數有額定工作電流、約定發熱電流、接通電流及分斷電流、輔助觸頭的約定發熱電流及接觸器的短時耐受電流等。一般接觸器型號參數給出的是約定發熱電流，約定發熱電流對應的額定工作電流有好幾個。比如CJ20-63，主觸頭的額定工作電流分為63A，40A，型號參數中63指的是約定發熱電流，它和接觸器的外殼絕緣結構有關，而額定工作電流和選定的負載電流、電壓等級有關。

交流接觸器線圈按照電壓分為36、127、220、380V等。接觸器的極數分為2、3、4、5極等。輔助觸頭根據常開常閉各有幾對，根據控制需要選擇。

其他參數還有接通、分斷次數、機械壽命、電壽命、最大允許操作頻率、最大允許接線線徑以及外形尺寸和安裝尺寸等。接觸器的分類見表1

表1常用接觸器類型

使用類別代號適用典型負載舉例典型設備

AC－1無感或微感負載，電阻性負載電阻爐，加熱器等

AC－2繞線式感應電動機的啟動、分斷起重機，壓縮機，提升機等

AC－3籠型感應電動機的啟動、分斷風機，泵等

AC－4籠型感應電動機的啟動、反接制動或密接通斷電動機風機，泵，機床等

AC－5a放電燈的通斷高壓氣體放電燈如汞燈、鹵素燈等

AC－5b白熾燈的通斷白熾燈

AC－6a變壓器的通斷電焊機

AC－6b電容器的通斷電容器

AC－7a家用電器和類似用途的低感負載微波爐、烘手機等

AC－7b家用的電動機負載電冰箱、洗衣機等電源通斷

AC－8a具有手動復位過載脫扣器的密封制冷壓縮機的電動機壓縮機

AC－8b具有手動復位過載脫扣器的密封制冷壓縮機的電動機壓縮機

2、交流接觸器的選用原則

接觸器作為通斷負載電源的設備，接觸器的選用應按滿足被控制設備的要求進行，除額定工作電壓與被控設備的額定工作電壓相同外，被控設備的負載功率、使用類別、控制方式、操作頻率、工作壽命、安裝方式、安裝尺寸以及經濟性是選擇的依據。選用原則如下：

（1）交流接觸器的電壓等級要和負載相同，選用的接觸器類型要和負載相適應。

（2）負載的計算電流要符合接觸器的容量等級，即計算電流小于等于接觸器的額定工作電流。接觸器的接通電流大于負載的啟動電流，分斷電流大于負載運行時分斷需要電流，負載的計算電流要考慮實際工作環境和工況，對于啟動時間長的負載，半小時峰值電流不能超過約定發熱電流。

（3）按短時的動、熱穩定校驗。線路的三相短路電流不應超過接觸器允許的動、熱穩定電流，當使用接觸器斷開短路電流時，還應校驗接觸器的分斷能力。

（4）接觸器吸引線圈的額定電壓、電流及輔助觸頭的數量、電流容量應滿足控制回路接線要求。要考慮接在接觸器控制回路的線路長度，一般推薦的操作電壓值，接觸器要能夠在85～110％的額定電壓值下工作。如果線路過長，由于電壓降太大，接觸器線圈對合閘指令有可能不起反映；由于線路電容太大，可能對跳閘指令不起作用。

（5）根據操作次數校驗接觸器所允許的操作頻率。如果操作頻率超過規定值，額定電流應該加大一倍。

（6）短路保護元件參數應該和接觸器參數配合選用。選用時可參見樣本手冊，樣本手冊一般給出的是接觸器和熔斷器的配合表。

接觸器和空氣斷路器的配合要根據空氣斷路器的過載系數和短路保護電流系數來決定。接觸器的約定發熱電流應小于空氣斷路器的過載電流，接觸器的接通、斷開電流應小于斷路器的短路保護電流，這樣斷路器才能保護接觸器。實際中接觸器在一個電壓等級下約定發熱電流和額定工作電流比值在1～1.38之間，而斷路器的反時限過載系數參數比較多，不同類型斷路器不一樣，所以兩者間配合很難有一個標準，不能形成配合表，需要實際核算。

（7）接觸器和其它元器件的安裝距離要符合相關國標、規范，要考慮維修和走線距離。

3、不同負載下交流接觸器的選用

為了使接觸器不會發生觸頭粘連燒蝕，延長接觸器壽命，接觸器要躲過負載啟動最大電流，還要考慮到啟動時間的長短等不利因數，因此要對接觸器通斷運行的負載進行分析，根據負載電氣特點和此電力系統的實際情況，對不同的負載啟停電流進行計算校合。

3.1控制電熱設備用交流接觸器的選用

這類設備有電阻爐、調溫設備等，其電熱元件負載中用的繞線電阻元件，接通電流可達額定電流的1.4倍，如果考慮到電源電壓升高等，電流還會變大。此類負載的電流波動范圍很小，按使用類別屬于AC-1，操作也不頻繁，選用接觸器時只要按照接觸器的額定工作電流Ith等于或大于電熱設備的工作電流1.2倍即可。

3.2控制照明設備用的接觸器的選用

照明設備的種類很多，不同類型的照明設備、啟動電流和啟動時間也不一樣。此類負載使用類別為AC-5a或AC-5b.如果啟動時間很短，可選擇其發熱電流Ith等于照明設備工作電流1.1倍。啟動時間較長以及功率因數較低，可選擇其發熱電流Ith比照明設備工作電流大一些。表2為不同照明設備用接觸器選用原則。

3.3控制電焊變壓器用接觸器的選用

當接通低壓變壓器負載時，變壓器因為二次側的電極短路而出現短時的陡峭大電流，在一次側出現較大電流，可達額定電流的15～20倍，它與變壓器的繞組布置及鐵心特性有關。當電焊機頻繁地產生突發性的強電流，從而使變壓器的初級側的開關承受巨大的應力和電流，所以必須按照變壓器的額定功率下電極短路時一次側的短路電流及焊接頻率來選擇接觸器，即接通電流大于二次側短路時一次側電流。此類負載使用類別為AC-6a.

3.4電動機用接觸器的選用

電動機用接觸器根據電動機使用情況及電動機類別可分別選用AC-2～4，對于啟動電流在6倍額定電流，分斷電流為額定電流下可選用AC-3，如風機水泵等，可采用查表法及選用曲線法，根據樣本及手冊選用，不用再計算。

繞線式電動機接通電流及分斷電流都是2.5倍額定電流，一般啟動時在轉子中串入電阻以限制啟動電流，增加啟動轉矩，使用類別AC-2，可選用轉動式接觸器。

當電動機處于點動、需反向運轉及制動時，接通電流為6Ie，使用類別為AC-4，它比AC-3嚴酷的多。可根據使用類別AC-4下列出電流大小計算電動機的功率。公式如下：

Pe=3UeIeCOS￠η,

Ue：電動機額定電流，Ie：電動機額定電壓，COS￠：功率因數，η：電動機效率。

如果允許觸頭壽命短，AC-4電流可適當加大，在很低的通斷頻率下改為AC-3類。

根據電動機保護配合的要求，堵轉電流以下電流應該由控制電器接通和分斷。大多數Y系列電動機的堵轉電流≤7Ie，因此選擇接觸器時要考慮分、合堵轉電流。規范規定：電動機運行在AC-3下，接觸器額定電流不大于630A時，接觸器應當能承受8倍額定電流至少10秒。

對于一般設備用電動機，工作電流小于額定電流，啟動電流雖然達到額定電流的4～7倍，但時間短，對接觸器的觸頭損傷不大，接觸器在設計時已考慮此因數，一般選用觸頭容量大于電動機額定容量的1.25倍即可。對于在特殊情況下工作的電動機要根據實際工況考慮。如電動葫蘆屬于沖擊性負載，重載啟停頻繁，反接制動等，所以計算工作電流要乘以相應倍數，由于重載啟停頻繁，選用4倍電動機額定電流，通常重載下反接制動電流為啟動電流2倍，所以對于此工況要選用8倍額定電流。

3.5電容器用接觸器選用

電容器接通時電容器產生瞬態充電過程，出現很大的合閘涌流，同時伴隨著很高的電流頻率振蕩，此電流由電網電壓、電容器的容量和電路中的電抗決定（即與此饋電變壓器和連接導線有關），因此觸頭閉合過程中可能燒蝕嚴重，應當按計算出的電容器電路中最大穩態電流和實際電力系統中接通時可能產生的最大涌流峰值進行選擇，這樣才能保證正確安全的操作使用。

選用普通型交流接觸器要考慮接通電容器組時的涌流倍數、電網容量、變壓器、回路及開關設備的阻抗、并聯電容器組放電狀態以及合閘相角等，一般達到50至100額定電流，計算時比較煩瑣，可以參見文獻1.

如果電容器組沒有放電裝置，可選用帶強制泄放電阻電路的專用接觸器，如ABB公司的B25C、B275C系列。國產的CJ19系列切換電容器接觸器專為電容器而設計，也采用了串聯電阻抑制涌流的措施。

選用時參見樣本，而且還要考慮無功補償裝置標準中的規定。電容器投入瞬間產生的涌流峰值應限制在電容器組額定電流的20倍以下（JB7113－1993低壓并聯電容器裝置規定）；還應考慮最大穩態電流下電容器運行，電容器組運行時的諧波電壓加上高達1.1倍額定工作時的工頻過電壓，會產生較大的電流。電容器組電路中的設備器件應能在額定頻率、額定正弦電壓所產生的均方根值不超過1.3倍額定電流下連續運行，由于實際電容器的電容值可能達到額定電容值1.1倍，故此電流可達1.43倍額定電流，因此選擇接觸器的額定發熱電流應不小于此最大穩態電流。

4、有特殊要求情況下交流接觸器的選用

4.1、防晃電型交流接觸器

電力系統由于雷擊、短路后重合閘以及單相人為短時故障接地后自動恢復等原因使供電系統晃電，晃電時間一般在幾秒以下。

在有連續性生產要求的情況下，工藝上不允許設備在電源短時中斷（晃電）就造成設備跳閘停電，可以采用新型電控設備：FS系列防晃電交流接觸器。

FS系列防晃電接觸器不依賴輔助工作電源，不依賴輔助機械裝置，具有體積小、可靠性高，它采用強力吸合裝置，雙繞組線圈，接觸器在吸合釋放時無有害抖動，避免了電網失壓時觸頭抖動引起的燃弧熔焊，因此減少了觸頭磨損。接觸器線圈帶有儲能機構，當晃電發生時，接觸器線圈延遲釋放，其輔助觸點延遲發出斷開的控制信號，由此躲開晃電時間，晃電時間由負載性質和斷電長短決定，接觸器延時時間可調。

4.2、節能型交流接觸器

交流接觸器的節電是指采用各種節電技術來降低操作電磁系統吸持時所消耗的有功、無功功率。交流接觸器的操作電磁系統一般采用交流控制電源，我國現有63A以上交流接觸器，在吸持時所消耗的有功功率在數十瓦至幾百瓦之間，無功功率在數十乏至幾百乏之間，一般所耗有功功率鐵芯約占65～75％，短路環約占25～30％，線圈約占3～5％，所以可以將交流吸持電流改為直流吸持，或者采用機械結構吸持、限電流吸持等方法，可以節省鐵芯及短路環中所占的大部分功率損耗，還可消除、降低噪聲，改善環境。

根據原理一般分為三大類：節電器、節點線圈、節電型交流接觸器。

電磁系統采用節電裝置，使電磁無噪聲及溫升低，并解決了使用節電裝置有釋放延時的缺點，如國產的CJ40系列。

4.3帶有附加功能的交流接觸器

電子技術的應用可以很方便的在接觸器中增添主電路保護功能，如欠、過電壓保護，斷相保護、漏電保護等。電動機燒毀事故中，接觸器一相接觸不良的占11％，所以選擇帶有斷相保護的斷路器、接觸器等電氣器件也是十分必要的。

接觸器加輔助模塊可以滿足一些特殊要求。加機械連鎖可以構成可逆接觸器，實現電動機正反可逆旋轉，或者兩個接觸器加機械連鎖實現主電路電氣互鎖，可用于變頻器的變頻/工頻切換；加氣延時頭和輔助觸頭組可以實現電動機星－三角啟動；加空氣延時頭可以構成延時接觸器。

可以選用交流接觸器的電磁線圈做電動機的低電壓保護，其控制回路宜由電動機主回路供電，如由其他電源供電，則主回路失壓時，應自動斷開控制電源。

5、交流接觸器的安裝

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2，電氣設備的選擇

2，1照明光源的選擇

根據光源的光效、色溫、顯色指數、壽命和價格選擇高效節能型光源。現在通常使用的T5、T8熒光燈管比以往的普通熒光燈管在單位功率上的光通量要大很多，這能夠有效的節能。

在室外環境設計中，水底燈、埋地燈、臺階燈等均使用LED光源。對于氣體放電燈等功率因數較低的光源，進行就地補償，補償后的功率因數不小于0.8。

2，2燈具鎮流器的選擇

自鎮流熒光燈配電子鎮流器，直管型熒光燈配電子鎮流器或節能型電感鎮流器，高壓鈉燈、金屬鹵化物燈配節能型電感鎮流器；在大電壓偏差的場所，宜配恒功率鎮流器；功率小者可配電子鎮流器。

2，3負荷計算及變壓器的選擇

2，3，1負荷計算

a，選擇變壓器容量時，一般應使變壓器的經常性負載以在變壓器額定容量的60％為宜。選取容量和電力負荷相適應的變壓器，使變壓器設計的負荷率在80％左右。

b，根據負荷的性質和工作的情況合理分配變壓器所帶負荷的回路。如：中央空調的負荷應和照明、動力負荷分開設置在不同的變壓器。因為，空調負荷在秋冬季節會停止使用，這樣空調變壓器便可以停止使用，有利于保證變壓器的運行負荷率。

c，負荷回路需要系數的選取：本工程宿舍部分用電均為單相人戶，由于學校的宿舍和住宅性質的單身公寓不同，學生晚間在教學樓上自習的比較多，因此需要系數可以比單身公寓取的小一些，單身公寓一般需要系數取0.6～0.7，本工程學生宿舍的需要系數取值為0.5。投入使用至今沒有出現過不良狀況。

需要系數的選取對于經濟比較發達和比較熱的地區一般按照設計手冊規定的值進行選取，其他地區可以按略低于規定的值進行選取。

d，變壓器同期系數的選取：本工程在設計過程中將教學樓和宿舍樓的用電負荷盡量均勻的設置在同一變壓器內，由于一個學生不會同時出現在宿舍和教學樓內，這樣計算變壓器時的同期系數可以選擇的小一些，本工程的同期系數取值一般為0.75～0.8。

合理的選擇需要系數及同期系數能夠有效的減小變壓器的設計容量，從根本上達到節能的目的。

2，3，2變壓器的選擇

在整個供電系統中，配電變壓器所占比重最大，因此選擇低損耗的變壓器對電力系統節能具有非常重要的意義。被中國節能協會作為“新型節能產品”予以重點推廣的SGBll一R系列卷鐵芯干式變壓器比SC(B)9系列產品年耗電量平均降低10.85％。由于SGB11系列變壓器的卷鐵心結構改變了傳統的疊片式鐵芯結構，使空載損耗降低20％～35％，空載電流減少60～80％。因此，SGB11系列變壓器在減少損耗方面起到非常重要的作用。這種產品性能價格比是目前變壓器產品中最佳的，從節能的角度考慮本工程優先選擇了這種節能型變壓器。

2，4電纜的選擇

這里所指的能源并不應該單純指電能，而是自然界中存在的各種可再生和不可再生的能源的總稱，因此金屬的使用也納入了本文的討論范圍內。在建筑電氣材料中用量最大的應該是電纜和電線了。如何能夠節省電纜和電線的使用量，也是節省能源的主要方面。

電纜截面選擇的方法主要有兩種；按照持續允許電流選擇和按經濟電流密度選擇。當年最大負荷使用小時數相同的情況下，按后者選擇的電纜通常比按前者選擇的電纜截面大，這樣不利于節約金屬的使用量。

下面舉例說明。在線路較長的情況下，照明配電箱計算電流為42A，選擇配電箱上一級斷路器額定電流為63A，此時按持續允許電流選擇電纜并驗算了電纜電壓降的情況下，確定的電纜規格為YJV—1kV—5x16，而按照經濟電流密度選擇電纜規格為YJV—1kV～4x35+1x16，很明顯后者選擇的電纜截面要大很多。

因此參照樣本上電纜載流量的值。按照經濟電流選擇電纜截面的大小更能節約金屬使用量。

3，照明控制方式的設計

3，1充分利用天然光，并根據天然光的照度變化，決定電氣照明點亮的范圍。根據照明使用的特點，采取分區控制或適當增加照明開關點。如：一般辦公室和教室的燈具布置是按照平行于窗戶方向布置和控制燈具的，而書庫則是按照與書柜的水平方向布置并控制燈具的。

3，2公共走道燈具及應急照明燈均可采用聲光控開關。

本工程的綜合樓為二類高層建筑，走道照明均采用節能自熄開關，并對電梯廳和樓梯間的燈具采取了應急時能強制點亮的控制措施。圖1、圖2為應急時強制點亮控制原理圖。

3，3校區的室外環境電氣設計，根據不同的時間和不同的氣氛，設置了多種燈光場景，如：平時、節假日、重大節日等，開啟燈具的數量是不同的。平時則按后半夜和前半夜兩個時段開燈，每天進入后半夜時可關掉景觀照明，僅維持主要功能照明即可。

3，4對于大型的停車場、辦公樓、會議室和觀眾廳等場所還可以通過設置樓宇自動控制系統對燈具進行控制，從而達到節能的目的。

建筑電氣的節能措施還有很多方面，本文僅對此校園工程涉及到的方面進行了闡述。

4，結束語

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二、電子設備結構電磁兼容設計的目的

當今社會中，電子設備的正常運行，是基于電磁兼容的基礎上，電磁兼容能夠保證電子設備的運行不受電磁的干擾，就能夠很大程度上避免電子設備細節部分和個別部位的不良反應，使電子設備的性能達到最大化，提高電子設備的運行效率，提高整個行業的生產率。眾所周知，當前社會科學技術的不斷發展促進了電子設備應用的廣泛性，與各個行業各個領域息息相關，一旦運行的電子設備出現某些一時間不可解決的故障，就會影響整個行業的經濟發展，極大地威脅整個行業的安全穩定。因此，電子行業在設計電子設備的時候，首先要考慮到影響電子設備電磁兼容的條件和因素，考慮到電磁不兼容的種種跡象和表現，以盡快采用技術手段進行調整解決，以免電子設備投入使用后出現電磁不兼容的情況，影響電子設備的正常運行。電磁兼容，簡而言之就是控制電磁干擾，消除電磁干擾，使電子設備與其他的設備在特定的電磁環境中工作運行時，保證彼此的和諧穩定，保證電子設備各部分性能的正常。一個可以投入廣泛使用的電子設備不僅不會輻射有害能量，而且也不會受到不相關的輻射影響。因此，電磁兼容設計的目的是為了電子設備的正常運行和廣泛應用，是當今社會電子行業發展的整體走向和目標。

三、電子設備結構設計中保證電磁

兼容的方法和措施在電子設備結構設計中，需要通過采用特定的技術手段保證電子設備的電磁兼容性，以減少甚至消除電磁干擾，避免部件受到不良輻射反應而損壞，降低電子設備的整體性能和運行效率，影響整個行業的發展。新型電子產品研究開發之初，首先要對電磁兼容有一個概念性的把握，并在后期研發的時候充分考慮到電磁兼容的影響因素，進行相適應的電磁兼容開發設計，避免重復開發和資源浪費。在設計之初采取措施保證電磁兼容是最最經濟節約的方法，避免了后期維修調整的人力物力的浪費。現實生活中，很多已經投入使用的電子設備如果出現電磁兼容問題維護成本極高，甚至根本沒有解決辦法，因此，電子設備的結構設計要做到未雨綢繆，減少不必要的麻煩和損失。目前，最常見的電子設備電磁兼容的方法有濾波、屏蔽、接地三種，這是有效消除電磁干擾的重要舉措。

1電磁濾波

電磁濾波，是常見的影響電磁兼容性的因素，是壓縮信號回路所致，并且會對頻譜產生嚴重干擾，電磁濾波的存在不僅能影響干擾源的發射，而且會有效抑制干擾源頻譜分量對其他設備元件如敏感設備、電路、元器件的影響。簡單地講，電磁濾波通過某種特定方式過濾信號中的特定波段頻率，這種方式能夠有效抑制干擾，因此，在處理電子設備結構設計中的電磁兼容問題時可以考慮在內并加以應用實施。在電子設備的運行過程中，正在運行的電路會產生一些較強的干擾信號，這些干擾信號能夠通過電源線、信號線以及控制線等方式對整個電路產生巨大的干擾作用，因此，設置濾波電路已然成為當前公用電源線的發展走向和趨勢，這是保證電路安全穩定，減少電路干擾，提高電子設備安全穩定的重要方式。濾波電路的設置需要掌握一定的方法和技巧，鐵氧化體磁環\穿心電容、三端電容是最常見的選擇器件，是有效改善電路特征的重要元件。在濾波電路設置中，還需要保證所有的電源濾波器外殼與電子設備的接地點連接在一起。只有保證濾波電路設置的合理性，才能提高電磁濾波的效率和質量，提高電磁兼容，保證電子設備正常運行和整個電子行業的發展。

2電磁屏蔽

電磁屏蔽是目前解決電磁兼容問題的最有效方法，電磁屏蔽的優點是有效地將內部電磁輻射控制在一定范圍，即限制內部電磁越出既定的領域，與此同時，還能夠防止外部電磁輻射的入侵，切斷電磁波，減少不必要的損害。當前，電子設備出現的大多數電磁兼容問題都能夠通過電磁屏蔽這種技術解決，這種方式還能夠保證電路的正常工作。

2.1電磁屏蔽的作用

電磁屏蔽的作用是極大的，通過對兩個不同的空間區域進行金屬隔離，達到控制整個電場、磁場、電磁波的目的，使一個空間區域對另一個空間區域的輻射和感應控制在可控范圍。也就是充分發揮屏蔽物體的作用，將諸如電纜、元部件、電路、組合件甚至整個系統的干擾源包圍控制，阻斷干擾電磁場的對外擴散；與此同時，還需要充分利用屏蔽物體將系統、電路、電子設備有效包圍起來，以防止它們受到外界電磁場的影響。目前，電磁屏蔽技術是當前有效解決電磁輻射的方法，能夠有效保證電磁兼容，促進電子設備的正常運行。

2.2電磁屏蔽的注意事項

2.2.1電磁屏蔽的時候，一定要注意電磁屏蔽板的放置，一定要將其盡可能地靠近被屏蔽的機械設備，同時電磁屏蔽板要盡可能地與地面相接，這是有效發揮電磁屏蔽效果的關鍵，越靠近被屏蔽的器械元件，電磁屏蔽板所分布的電容容量就會相應地越大。

2.2.2電磁屏蔽板的時候，電磁屏蔽板的整體屏蔽效果還會相應地受到屏蔽板本身形狀的影響，實踐證明，屏蔽效果最好的的屏蔽板形狀是全封閉狀態，并且最好是金屬盒電場。

2.2.3電磁屏蔽的時候，電磁屏蔽板選擇材料的時候要求也很高，經過實踐調查研究，良性導體材料是屏蔽效果最好的屏蔽材料，常見的有銅、鐵、鋁等，與此同時，還需要注意屏蔽材料的厚度，這個需要根據實際強度靈活把握，只要屏蔽材料的厚度符合強度要求即可。

3接地技術

電子設備結構設計的電磁兼容，還會充分運用到接地技術，接地，并不是字面上理解的與土地地面相連，而是為電源和信號提供回路和基準電位。接地技術的使用有一定規則和標準，而不是隨意的。接地技術的使用必須保證接地的安全性，電子設備所使用的金屬質地的外殼一定要與地面相接，這是充分保障生命財產安全的重要舉措，還能夠確保電子設備的有效性和穩定性，保障電子電路的正常運行，杜絕靜電損壞等不良情況的出現。接地技術的使用還包括工作接地，工作接地這種方式相信大家都不陌生，主要指的是單板，母板或系統之間信號的等電位參考點或參考平面，這些參考點或參考平臺相當于信號回流的安全性通道，原則上認為這個通道的阻抗性是極低的。在使用接地技術的時候，一定要保證工作接地的正常，因為他的好壞直接影響整體的信號質量。因此電子設備結構設計中，熟練掌握工作接地的方法極為必要，不僅能夠最大限度地減少電路間的電磁干擾，而且確保了電子設備的電磁兼容，提高了電磁兼容的可能性和穩定性。以下將簡單接受接地的主要目的。電子設備接地技術的目的很明晰，就是為了最大程度上減少甚至避免電路之間的彼此干擾。通常我們提到的接地技術的目的有以下三個：

（1）接地技術的使用能夠使整個電路系統中的單元電路有一個公共的參考零電位，這是保證電路系統穩定工作必要條件。

（2）接地技術能夠有效防止外界電磁場產生的不良干擾。為了避免電荷形成的高壓引起電子設備內部起火放電產生不良干擾，可以選用機殼接地，這樣可以使大量電荷得以釋放，這些積累在機殼上的大量電荷的排放可以減少電磁干擾，保證電子設備的正常運行。此外，要想獲得較好的屏蔽效果，還需要根據線路對屏蔽物體進行挑選，并為其選擇合適的接地，這樣才能保證電子設備的有效運行。

（3）接地技術能夠有效保證工作的安全性，如果發生直接雷電的電磁感應，可以有效保護電子設備，避免電子設備的意外毀壞；如果工頻交流電源的輸入電壓由于絕緣不良的原因與機殼直接相通的時候，可以有效保護操作人員的人身安全，以免發生觸電事故。因此，接地技術也是有效防止電磁干擾的重要方法，正確使用將會大大減少電子設備使用后的故障發生頻率，保證電子設備的正常運行，促進電子行業的發展。

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1.1采用高效節能光源

白熾燈過去用得最廣泛,因為它價格低廉,安裝維護簡單,它的致命弱點是發光效率太低,因此,目前常被各種發光效率高、光色好,顯色性能優異的新光源代替。低壓鈉燈和高壓鈉燈的發光效率高,但由于色溫低,顏色偏暖,顯色指數在40~60之間,顏色失真度大,只能用在路燈或廣場照明顯色指數在60的高顯色性鈉燈可與汞燈組成混光照明燈,用于工廠或體育館的照明。發光效率很高的金屬鹵化物燈,三基色熒光燈及稀土金屬熒光燈,由于色溫范圍廣,3200K~4000K,光色選擇性好,顯色指數又高,可達80~95,顏色失真度小,尤其金屬鹵化物燈對人的皮膚顯色性特別好,因此廣泛用于商場、展廳、車站的候車室,航空港的候機樓以及舞臺的燈光照明。熒光燈是大范圍照明所普遍采用的光源。因其發光效率高、顯色性好是一種冷光源,而與之配套的電感鎮流器(如40W熒光燈)所消耗的功率竟有8W之多,而且對電壓要求高,質量稍差的電感鎮流器噪音大,功率因數只有0.5,所以在大量采用熒光燈的場所,如果不配置電容補償器,就使得配電設備的效率降低。而電子鎮流器比電感鎮流器節能20%,功率因數達0.9以上。其節約的電能是相當可觀的。但在選擇電子鎮流器時,要注意產品的性能,有的產品為了降低造價取消防電磁干擾濾波器;降低諧波含量修正電路及軟啟動電路,看似售價低,若大量集中使用這種產品,會造成相互之間由于浪涌電流的沖擊,燒壞器件。而諧波含量不合要求,會造成中性線過熱引起火災。因此絕不能選用功能不完善的產品,否則,達不到節能的效果,還增加了投資。

1.2電路控制方式節電

對于長期需要開停,但又要按人流的多少自動調整照度的場合,在增加投資不多的情況下,對熒光燈可利用調電后的方式,固定幾級調節,如北京地鐵采用澳大利亞的調光設備就是如此。對于住宅樓、辦公樓等公共樓梯間、樓道等應采用光感應延時開關,這不僅節約了電能,而且大大延長了燈泡的壽命。實踐證明,住宅樓梯間燈采用了以上開關后,更換燈泡的周期大大延長,而且燈泡容量受開關的控制也不會過大,杜絕了以往樓梯間使用大容量燈泡晝夜長明的浪費現象。

2．電力變壓器的正確選擇

變壓器的損耗包括空載損耗和負載損耗,即Pb=P0+B2Pk,式中Pb為變壓器的有功損耗,P0為變壓器的空載損耗,Pk為變壓器的有載損耗,B為變壓器的負載率。P0又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,是固定不變的部分,它的大小取決于矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝。所以變壓器應選用節能型的,如S9、SL9及SC8型等油浸變壓器及干式變壓器。Pk

是功率傳輸的損耗,即變壓器的線損,它決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,與負載率B的平方成正比。當B=50%時變壓器的能耗最小。此時,僅僅是為了節能而沒有考慮經濟價值。其實變壓器實際運行的負荷率是很不均勻的,根據《變壓器允許過負荷系數的負荷率最大負荷持續時間關系曲線》可求得變壓器的過負荷系數,所以在確定變壓器容量時,可按80%的負荷率選擇。若變壓器選擇容量過大,長期低于經濟運行的負荷率,會造成有功損耗的上升,因為其鐵損并沒有減少。相反,容量過大,鐵損增大。為減小變壓器損耗,當容量大而需要選用多臺變壓器時,在合理分配負荷的情況下,盡可能減少變壓器的臺數,選用大容量的變壓器。例如需裝機容量為2000kVA,可選二臺1000kVA,不選4臺500kVA。

3．減少線路上的電能損耗

低壓線路截面選擇的一般原則是按發熱條件、機械強度、電壓損失,并按熱穩定校核其最小截面,當線路較長時,電壓損失較大,這時主要依*電壓損失的計算選擇截面。因為線路上的電流是不能改變的,要減少線路的損耗,只有減少線路電阻。線路電阻R=LSQ,即與線路電阻電導率Q成正比,與線路截面積S成反比,與線路的長度成正比。因此,減少線路的損耗應從以下幾方面考慮。

(1)應選用電導率Q較小的材質作導線,一般選擇銅芯線。

(2)減小導線的長度,首先線路盡可能走直線,少走彎路,以減少導線長度;其次低壓線路應不走或少走回頭路,以減少來回線路上的電能損失;第三,變壓器盡量接近負荷中心,以減少供電距離。

(3)適當增大導線的截面,對于比較長的線路,除滿足載流量、熱穩定、保護的配合及電壓損失所選定的截面外,可適當再加大一級導線的截面,這樣可以延長導線的使用壽命,減少線路的損耗,減少火災危險,而且提高了供電質量,并為負荷的發展留有余地。

4．提高系統的功率因數

線路上傳輸的功率分為有功功率和無功功率,有功功率是滿足建筑物功能所必需的,因此是不可變的,系統中的用電設備如電動機、變壓器、氣體放電燈中的整流器都具有電感,會產生滯后的無功,這就需要從系統中引入超前的無功相抵消,這時無功在線路上就產生了有功損耗,怎樣使這部分損耗降到最低呢?可以采取以下措施。

(1)提高設備的自然功率因數,以減少對超前無功的需求,可采用功率因數較高的電動機,電感鎮流器的氣體放電燈加裝電容器。

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引言： 工程設計是基本建設的龍頭，設計文件是工程建設的主要依據，設計質量是決定工程質量的首要環節。我國工程質量事故統計資料顯示，由設計原因導致的工程質量事故占40.1；工程施工原因引起的占29.3；其它原因（如設備材料質量問題等）引起的占30.6。可見對工程質量實施三控的關鍵在于設計質量控制。電氣工程也不例外。現結合工程實例，對影響電氣工程質量的主要的建筑電氣設計問題與對策進行討論。

2．影響工程質量的幾個建筑電氣設計問題

合格的建筑設計應滿足七個質量特性規定的要求，即功能性、安全性、經濟性、可信性、可實施性、適應性及時間性。設計單位本應將通過了設計評審的合格的設計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設計文件都存在缺少或偏離質量特性要求的缺陷。對電氣工程質量造成影響的設計問題又主要表現在安全性、可信性（包括可用性、可靠性、維修性等）及可實施性的缺失或偏離。以下就幾個最常見的方面進行探討。

2.1設計違背或偏離設計規范的規定，安全性、可信性方面不執行設計規范的現象相當普遍

例如某市政府大樓前花園廣場（包括廣場綠化庭院照明、草坪照明及廣場中心聲光噴泉）工程提交施工的電氣施工圖存在以下問題：未作電氣保護接地及等電位聯結設計；錯誤地采用TN―C低壓配電系統；噴水池未按規定選用應有防護等級的電氣設備及電纜。這樣的設計完全違背了規范規定的安全性要求，按圖施工必將留下嚴重的安全隱患。此前的1999年8月青島市某噴水池曾發生數人嬉水時被電擊致死的傷亡事故，正是由于設計失誤，水下燈具及潛水泵漏電而又未能及時斷電所致。監理于施工前審圖時及發現了上述問題，通過業主要求設計單位嚴格按設計規范要求修改了設計。正確的作法是：戶外庭院及噴水池配電應采用局部TT系統或TN―S系統、并設置漏電保護（動作電流應不大于30mA），而不允許采用TN―C制；應設置完善的接地裝置，噴水池應做等電位聯結設計，而不能僅靠從大樓內引出的一根PE干線接地；潛水泵及水下燈具應采用潛水電纜配電；0區電器設備應采用1P×8防護等級，1區應為1P×5等等。又如民用建筑低壓配電線路截面選擇問題。由于民用建筑用電負荷絕大多數為單相負荷，三相負荷不平衡必然導致中線通過不平衡電流；隨著電腦及各種家用電器設備的發展與普及，低壓電網高次諧波污染日益加劇，3次及其奇倍數諧波均構成中性電流。中線過電流并由此引發電氣火災的現象也日漸增多。為此，相關設計規范已規定“三相四線或二相三線的配電線路中，當用電負荷大部分為單相負荷時，其N線或PEN線截面不宜小于相線截面；以氣體放電燈為主要負荷的回路中，N線截面不應小于相線截面”，可見，民用建筑配電系統的干線，支干線及支線的導線截面原則上均應選擇N或PEN線截面與相線截面相同。然而監理審圖發現當前仍有為數不少的民用建筑配電設計中仍沿用80年代前曾采用過的作法，選用的N或PEN線截面仍為相線的1/2甚至1/4～1/3。這也是最常見的電氣設計安全問題之一。再如，關于變配電所位置的選擇，相關設計規范都明確提出應考慮“設備吊裝及運輸方便”，這是保證可用性及維修性的基本要求。近年來我們負責監理的不少高層建筑工程項目，其設置在地下層的變配電所及柴油發電機房的配置多違背了這個要求。比如某高層商住樓地下變配電所及發電機房，其運輸通路完全被冷水機組及地下水箱阻擋。施工安裝順序只能是先將變、配電設備及發電組安裝就位后再安裝冷水機組及水箱，而根本未考慮運行之后發變電設備檢修、更換的運輸問題；又如某高層辦公綜合樓地下變配電所與發機房，設置在一層某會議廳底部，地下層既未考慮必要的運輸檢修通道，也未設足夠寬度能運進設備的門框。當監理審圖發現并提出這一問題時，設計單位的解答竟然是：原設計意圖是從一層會議廳處將變配電及發電設備吊裝就位后再澆筑該廳地板。這種意圖顯然是錯誤的，即使不考慮土建施工可能對已就位的電氣設備造成的損害，大樓投入運行后電氣設備的維修更換運輸是否只得撬開一層會議廳地板來解決呢！須知鋼筋混凝土框架結構建筑的合理使用壽命可達50年以上，而變配電設備的使用壽命僅為20年左右或更短，定期或故障維修周期就更短了。故電氣設計必須妥善考慮其運輸及維修吊裝通道問題。

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1．1結構設計的延性特點

在建筑物使用的過程中，由于受到地震、風力以及沉降等因素的影響，建筑會發生一定的變形，尤其是一些高層建筑。為了避免高層建筑由于變形而發生損壞甚至倒塌現象，我們在對建筑結構設計的時候，需要采取一些措施使建筑物具有一定的結構延性，從而確保建筑結構的安全性。

1．2結構設計的水平荷載問題一般來說，在對一些低矮的建筑進行設計的時候，我們主要考慮的是豎向的荷載因素，而在一些高層建筑中，雖然豎向的荷載控制非常重要，但是，水平荷載則起著主要的決定性作用。鑒于此，在對一些高層建筑結構進行設計的時候，我們不僅要考慮豎向的荷載控制，更要注重水平荷載的影響，通過提高建筑結構水平荷載能力，進而增強建筑結構的穩定性和安全性。

1．3結構設計的抗震特點近年來，由于受到多種因素的影響，地震動發生頻率增多，對建筑造成了嚴重傷害。因此，現代建筑對抗震性能的要求也比較高。在這種形勢背景下，為了順應時展潮流和滿足現實發展需要，我們在對建筑結構進行設計的時候，還要考慮抗震要求，使建筑結構的質量達到小震不壞和大震不倒的標準，通過提高建筑結構的抗震性能，從而減少地震等自然災害對建筑的毀壞。

1．4結構設計的側移變形問題目前，為了節約有限的土地資源，高層建筑已經成為現代建筑發展的一種趨勢。高層建筑的水平荷載比較大，并隨著建筑高度的增加而增加，在一些因素的作用下，高層建筑就會發生一定的變形，使建筑的安全性大大降低。因此，在建筑結構設計的時候，我們要提高建筑的強度，使它具有良好的強度和剛度，有效控制側移變形的發生。

2建筑結構設計的原則

2．1選用合理的基礎方案基礎設計是建筑結構設計中一個重要的組成部分，在對建筑進行基礎設計的時候，我們需要綜合考慮周圍的地質條件、施工條件以及分析建筑結構的類型和荷載的分布等。總之，我們要從建筑實際情況出發，依據相關要求，選用合理的基礎方案。

2．2選擇適當的計算簡圖計算簡圖是建筑結構設計中一個關鍵環節，它是建筑結構的一種簡化形式，對建筑結構的安全性具有重要影響。因此，在建筑結構設計的時候，我們要選擇適當的計算簡圖，提高建筑結構設計的安全性，避免由于計算簡圖問題引發各種安全事故。

2．3選用科學的結構方案科學的結構方案是提高建筑結構設計水平的重要保證。因此，在對建筑結構結構進行設計的時候，我們要選用一個經濟性的方案，確保建筑結構形式和結構體系的可行性。比如，在建筑結構體系方面，同一結構單元最好采用相同的結構體系，并且達到受力明確，傳力簡潔的要求。簡而言之，在對建筑結構進行設計的時候，我們要綜合考慮施工現場的地質條件、選材以及設計要求等因素，從而選用一個更加科學的結構方案。

2．4采取一定的構造措施為了提高建筑結構設計的科學合理性，保證建筑結構的安全穩定性，在進行建筑結構設計的時候，我們還要采取一定的構造措施。比如，我們要注意鋼筋瞄固的長度，要關注構件的延性，要考慮溫度的應力作用等。通過這些構造措施的應用，可以在很大程度上保證建筑結構的質量。

3建筑結構設計的安全性

安全性是建筑結構設計中一個重要的問題。為了保證建筑結構的安全性，在對其進行設計的時候，我們需要關注以下幾個問題。第一，建筑設計中超高問題的處理。正如上文所述，在土地資源緊缺狀況下，現代建筑向著高層的方向發展。但是，為了保證高層建筑的安全性，在對建筑結構進行設計的時候，我們要對建筑的高度進行嚴格控制，避免由于樓層過高影響建筑的質量和抗震性能等。第二，建筑中短肢剪力墻的問題。在建筑施工中，為了保證建筑結構的抗側力，我們需要設置一定的剪力墻，而那些墻肢截面高厚比例是5—8的剪力墻，我們稱之為短肢剪力墻。短肢體剪力墻在應用過程中會受到很多限制，因此，在建筑結構設計中，如果條件允許，我們盡量少用甚至不用短肢剪力墻，避免給建筑結構設計增添一些不必要的麻煩。第三，建筑中嵌固端的問題。在建筑結構設計中，嵌固端位置的選擇也是一個不容忽視的問題。一般來說，大多數高層建筑都會有地下室，在對嵌固端進行設計的時候，我們可以把它設置在地下室的頂板位置，不僅有利于建筑結構的后期設計的順利進行，而且也更加安全，減少了建筑結構設計中的安全隱患。第四，建筑中的規則性問題。隨著建筑業的發展，我國建筑結構規則方面發生了很大的變化。比如，建筑設計中平面規則性的信息變化、建筑結構中嵌固端中上下層的剛度比的信息變化等。在對建筑結構進行設計的時候，設計工作人員要關注這些結構規則信息變化，并遵循新的規范，避免在建筑結構設計后期由于修改而增添麻煩。

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隨著社會發展人們用電需求的不斷加大，建筑電氣的節能節能問題也逐漸進入到施工單位和用戶的視線。對于施工單位來說，采用節能材料和節能設計方案，有助于降低長期的建設成本、吸引更多的消費者；而對于用戶來講，具有節能設施的建筑物更能讓他們長期的電能，同時安全環保。

一、建筑電氣節能設計的原則與存在問題建筑電氣的節能設計是有則可循的，不能夠隨意而為。總體來說，建筑電氣節能設計應普遍遵循“貫徹實用、經濟合理、技術創新”

的原則。

電氣節能設計在我國已經受到廣泛重視，并已有眾多施工單位將前期投入著眼于節能設計的可行性和節能所能帶來的長遠利益評估上。經過實踐與總結，發現目前我國建筑在電氣節能設計方面存在著以下幾點問題，有等解決。

首先，建筑電氣節能方面的文獻和規章編寫較少，缺乏統一的規范性文件。這就致使許多施工單位在進行建筑設計時各按所需，結果建筑電氣質量良莠不齊。節能相關文件的編寫有等完整和完善，建議相關部門建立專門機構進行編寫，并根據目前市場上實際建筑物的具體操作情況進行分類和整合，以達到更好的節能控制與管理。

其次，目前仍然有少部分施工單位繼續使用國家明令禁止使用的淘汰產品，這些節能產品已經不符合國家新的節能標準，在實際運用上仍然增加著電氣運行費用。國家不僅要有相關的措施出臺和完善，還要有監察部門認真地監督和排查，要抓現形，嚴懲治，逐漸規范我國節能設備的市場運行。

再者，部分施工單位的設計人員在進行建筑物設計時，只考慮施工單位的利益和需要，卻忽略了消費者對于電氣節能方面的需求，這就導致建筑物建成以后，消費者使用的不便。

設計人員應全面熟知不同類型消費者對被設計建筑物的訴求程度，同時要知悉建筑物整體的運行過程中能源管理的相關細節和進程，設計出一套用于內部能耗核算的多層級耗能計量表，以備參考和查驗。

二、建筑電氣節能設計的措施

照明系統、動力系統、供配電系統是建筑物用電最主要的三大塊，我們根據這三大系統的各自特點來一一闡述建筑電氣節能在設計時的應對對策。

1．照明系統的節能措施。

照明系統，可謂是與消費者最為息息相關的電氣系統之一，消費者眼能看到、手能觸到、通過電表的顯示也能直接了解到電能的消耗量。同時，照明系統也是電氣設計中涉及面較廣的一個部分，它涵蓋了房屋內部、通廊過道、小區內外部等。對照明系統的節能設計，旨在保證人們可視度和視覺舒適度的要求，并且在保證照明器材質量的前提之下，盡可能降低照明系統內對光能的無謂損耗，最大限度地利用好光能。

照明系統的節能可以有以下幾種途徑：

（1）要選擇相對高效的光源來進行設計。

按照照明設計的規范文件，對各個不同場所的照度標準、照明功率密度、視覺要求等進行嚴格控制，從另一個角度來說，控制好照明規范的各個條款，就是要從單位面積上限制好安裝燈具的功率消耗。最好在保證照明質量的前提下選擇高效發光或緊湊型的熒光燈進行照明，這類燈具相比于普通白熾燈具有更好的節能效果。我們以緊湊型熒光燈為例做出比較：

表1-緊湊型節能熒光燈與白熾燈技術參數比較節能燈的功率

（W） 5 8 12 16 20 23

光通量（lm） 225 400 650 810 1100 1330

壽命（h） 6000 6000 6000 6000 6000 6000

等效的白熾燈

功率（W） 25 40 60 75 100 120

由表數據可見，緊湊型熒光燈節電率更高。再加上它自身使用方便等特點，目前已經成為建筑電氣節能設計中的首選燈具。

當然，一些大型廠房、體育場館等的照明不適用于熒光燈，一般可選用高壓鈉或金屬鹵化物等高效氣體類發光燈具。

（2）照明方式的選擇很重要，要做到合理與便捷。電氣設計人員與建筑物設計人員是緊密相關的，電氣設計人員在設計時一定要參考建筑物的整體規劃和窗體朝向等進行節能的安排，必要時候，可以對建筑物設計人員提出相關意見與建議。自然光是最為有利于身心和日常生活的可再生能源，有效利用自然光，可以幫助施工單位大大減少電氣能源的消耗。設計人員要注重自然光與室內照明的合理結合，既能保證人們的日常用光，又能有效節約照明設備的使用與供應。同時，根據自然光所能達到的光照效果，設計合理適用的燈具照度，在自然光效較好的建筑群中，可適當減小照明設備的照度，從而降低能源消耗。另外，所自然光照位置、強度等，可以適當地分區安排照明設備，不均勻布光或者使用混光照明。

（3）注意照明控制方式的設計。設計人員可以根據布光的不均勻程度，適當增加照明控制開關，減少消費者全光照明的機率，通過照明設備開關引導使用者哪里用光就點這哪里，有效減少發光設備的同時使用數量。另外，根據建筑物的不同設計不同類型的開關，以便整體控制。比如在學校、賓館、體育館等地，可以對走廊、公共活動區域的照明進行統一布控，使用同一開關進行控制，設專人根據天氣情況或時間變化進行光照控制，減少光能的浪費。

（4）電氣附件的選用也要節能。日常施工和設計過程中，相關人員更關注于照明燈具的節能減耗，卻忽略了電氣附件也是耗能過程中的一個重要環節。以小見大，電氣附件的日常耗能積累起來，也是一筆不小的數目。一般而言，熒光燈的電感鎮流器功率為燈管額定功率的20％，而相比之下，高強度氣體放電燈(HD)的電子鎮流器則僅為燈管額定功率的15％左右。更實際的是，氣體放電燈的電子鎮流器要比熒光燈的電感鎮流器更為輕巧，并且噪音小、無頻閃、升溫速度也慢。比較下來，電子鎮流器的節電能力要遠遠大于電感鎮流器，因此在選用氣體燈具的地方，選裝電子鎮流器更為實用節省。

2．動力系統的節能措施。

電動機是動力系統的動力源泉，無論是家電還是大型電力設備的使用，都離不開電動機的使用。電動機的電力消耗是相當大的，如果在電動機的運轉與用電上節約能源，則可以為建筑電氣節能提供更具成果性的幫助。要想減少電動機的耗能，最好從提高其工作效率上入手。可以考慮采用以下幾種方法：

（1）根據電動機的不同負荷特征來選擇使用型號。要根據施工環境對電動機負荷需求進行評估，避免選用負荷過大或過小的電動機型號。

（2）積極選用高效率的電動機。盡可能地減少電動機的空載和負載消耗，提高工作效率。

（3）改進電動機的控制方式，提高其在運行過程中的效率。比如交流電動機可以選用變頻調速的方式，或者是在壓縮機、電梯等機械設備上使用變頻器等。另外要注重產品質量的控制，保證電能消耗的計算與實際應用符合。

3．供配電系統的節能措施。

這主要提在運輸、轉換等過程中進行節能減耗的方法。主要有以下途徑：

（1）慎重選用供電電壓。在相同的供電情況下，電壓越高，電能的損失越少。

（2）選用簡單的供配電系統，選購時注重產品質量。

（3）變壓器容量選擇合理，變壓器使用數量據實際建筑物所需采購，不可浪費，也不可缺少。

（4）電纜電線的截面是否符合電流密度，也直接影響著節能情況。

（5）整體功率因素的把握，適當情況下可提高功率因素。