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绪论
研究的背景和意义
随着现代信息技术的飞速发展,人们对日常生活的追求也越来越高了,智能化电路控制系统在人们的日常生活中扮演了一个越来越重要的角色。用电设备已经成为人们日常生活的必须品,电器的使用也是越来越多。电器的功率也是越来越大,简单的家庭电路,功率太低了,安全性低,已经满足不了人们生活的需求,所以家庭电路的设计很重要,从电源、开关、电线、插座的简单电路变成了复杂的智能化使用简便家庭电路,智能化实用电路控制系统取代简单小功率电路控制系统,因此,对智能化实用简便电路控制系统的设计和研究就具有十分重要的意义。
现代化的生产及家用用电设备对电路都有很高的要求,电的使用越来越多,而对于人们来说,家庭电路的设计是很重要的。遵循家庭布线的原则也是很重要的。
目前,随着现代化信息技术的飞速发展,自动化在国外的发达地区已经普遍实现了,应用邻域广,各种行业基本覆盖了,而且我们国内的某些大城市也已经开始使用了,本次着重介绍的智能化控制电路系统,在国内外更是有很广的应用。作为日常生活的常用的用电设备,几乎涵盖了大部分家庭、商场、公司以及大型科研场所等等的地方。
环保节能已经成为现代技术的发展新趋势。设计既符合市场需求,又节能环保的电路就成为了现在的必然任务。随着电子元件技术,集成电路制造水平的提高,现代用电设备也越来越适应节能环保的要求。设计更加节能的设备成为现在系统设计首要任务。
智能电路系统现在应用很广泛,市场前景也是一片光明,谁能在节能环保的前提下,减低成本,安全可靠,谁就会成为赢家,事实上,现代智能化的电路系统已经趋于成熟,只是细节方面还需要提高,相信随着科技的发展,电路控制系统也会越来越好。
大功率实用电路系统都是在解决一些大功率用电设备的使用安全和方便人们日常生活的需求,希望能有效的节省能源,减少因电而引起的伤害。
总体的设计方案和原理说明
设计方案与原理
从电网在配电箱中接入交流电,选用聚***乙烯绝缘铜线(BV或BVR型)引入,其耐压值500V,经过搜索资料和计算,选用6mm2的电线作为家庭的主线,选用4mm2的电线作为各支路的导线。
然后再接入断路器,目的是为了保护家庭电路的安全使用,整个家庭电路的断路器均采用小型的,其型号为C45N和NC100H,当这只所控制的负荷超过它的脱扣电流值时,这只开关就回自动断开电源,也就是跳闸,起到保护家庭电路和人们安全的作用。等待排除故障,这时需要按一下开关,才可以合上开关,继续通电,各断路器的输出端,即接至各负载。
这次电路设计应用的元件有暗转开关、双控开关、双极暗开关、光管、壁灯、暗装插座、防水灯、吊灯等。
电能表的选择
电能表电流标示一般规格有以下几种:
单相:(6)(10)A5(20)A5(30)A10(40)A
10(60)A 15(60)A 20(80)A等
主要电器:
额定功率(单位:W)
电器
数量
额定功率(W)
电视机
2
250,110
电脑
3
300*3
冰箱
1
300
申1壶
1
1500
顶灯
9
60
壁灯
8
30*2、40*3、60*3
空调
3
760*3
电饭煲
1
500
电磁炉
1
2000
洗衣机
1
350
微波炉
1
1000
消毒柜
1
600
小风扇
3
75
排气扇
2
75
电吹风
1
600
抽油烟机
1
35
总功率
39
10995
由于
I=P/U=(250+110+900+1500+300+60+60+120+180+2280+500+2000+350+1000+600+75+75+600+35)/220=50A
所以在选择电能表时可以选10(60)A的,因为以上电器只是我们的主要用的电器,在以后的家庭电路中的电器会越来越多,而且这些大功率的电器在使用时它的电路会大于额定电流,所以选大流量是为了预留余量,防止意外。
断路器的选择
断路器又叫自动空气开关、自动开关,是终端电器之一。断路器是照明电路中非常重要的一种保护开关。当电路发生严重过载、短路故障时,它能自动断开电源,从而有效地保护了它所控制的电灯、等家庭用电设备和家庭电路。而且在正常条件下,也可以用它不频繁地接通和断开电路。
中法合资的C45N系列断路器C45型用于照明保护,用于交流50/60HZ,额定电压220V/400V及额定电流1A-63A的线路中起保护作用,防止过载、短路以及正常情况下的线路不频繁接通和断开。
选用断路器注意的事项:
额定电压:指断路器正常工作时,系统的额定(线)电压,这是断路器的标称电压,断路器应能保持在这一电压的电力系统中使用,最高工作电压可超过额定电压15%。
额定电流:指断路器在规定使用和性能条件下可以长期通过的最大电流
(有效值),当额定电流长期通过高压断路器时,其发热温度不应超过国家标准中规定的数值。
(3)额定(短路)开断电流(KA):指在额定电压下,断路器能可靠切断的最大短路电流周期分量有效值,该值表示短路器的短路能力。
(4) 额定短时耐受(热稳定)电流(KA):指在规定的使用和性能条件下,在额定短路持续时间内,断路器在合闸位置时所能承载的电流有效值。它反应设备经受短路电流引起的热效应能力。
(5) 额定峰值耐受(动稳定)电流(KA):指在规定的使用和性能条件下,断路器在合闸位置所能承受的额定短时耐受电流第一个半波达到电流峰值。它反映设备受短路电流引起的电动效应能力。
(6) 分闸时间(m):断路器分闸时间是指从接到分闸指令开始到所有极弧触头都分离瞬间的时间间隔。
(7) 额定短路关合电流(KA):指在规定的使用和性能条件下,断路器保证正常关合的最大预期峰值电流。
(8) 开断时间(ms):指断路器从分闸线圈通电起至三相电弧完全熄灭为止时间,开断时间为分闸时间和电弧燃烧时间(燃弧时间)之和。
(9) 金属短接时间(m):指断路器在合闸操作时从动、静触头刚接触到刚分离时的一段时间,这个时间如果太长,则当重合于永久故障时持续时间长,对电网稳定不利,如果太短,会影响断路器灭弧短口的恢复,而导致不能可靠地开断。
(10) 合闸时间(ms):合闸时间是指从合闸命令开始到最后一极触头接触瞬间的时间间隔。
(11) 无电流间隔时间(ms):指由短路器各各相中的电弧完全熄灭到任意相再次通过电流为止的所用时间。
所以选择断路器时除了注意稍大于负载的额定电流之外,还应注意负载的启动电流,如果控制负载较大,就不宜选择分断能力较低的断路器,因为其分断能力较低,会造成因启动电流过大而动作。
导线的选择
导线规格选择
导线的选择截面和质量很重要,家庭配线一般选用聚***乙烯绝缘铜线(BV
或BVR型),明敷设是允许载流量如下:25°C时,1mm2是20A,,
是34A,4mm2是45A,6mm2是58A,10mm2是80A,允许载流量就是允许通过的额定电流,这只是短距离时,环境温度在25°C时的一个参考数,当环境温度高于25°C或线路较长时,允许载流量就要较少,加上家电还要留有阔度等因素,1KM以上的大功率电器独立电路、插座回路或插座照明混合回路宜选用4mm2的铜线,—4mm2的铜线,,要选用6mm2的铜线,家庭暗线敷设,最大宜选用到6mm2需要再大的截面时,可以选用两根。比如需要10mm2的导线时,选用2根5mm2的比较好,导电能力一样,方便穿管和连接等。家庭用电敷设,(开关线),,插座接线和接地线,4—6mm2的主要用于所有的回路线,配线时,火线要用黄、绿、红其中一种颜色的电线,零线用蓝色电线,接地线用双色线。
大概功率表:
电器
数量
额定功率(W)
电视机
2
250,110
电脑
3
300*3
冰箱
1
300
申1壶
1
1500
顶灯
9
60
壁灯
8
30*2、40*3、60*3
空调
3
760*3
电饭煲
1
500
电磁炉
1
2000
洗衣机
1
350
微波炉
1
1000
消毒柜
1
600
小风扇
3
75
排气扇
2
75
电吹风
1
600
抽油烟机
1
35
总功率
39
10995
I=P/U=
(250+110+900+1500+300+60+60+120+180+2280+500+2000+350+1000+600+75+75
+600+35)/220=50A所以,选用6mm2的导线作为家庭电路的主线。
支路导线的选择
支路是指从总开关出线后分路后往客厅、餐厅、卧室、卫生间、阳台的电路,我能一般选用4mm2的导线作为支路线,其电路的导线选择和总线的选择方法是一样的,都是需要预留电流过大,防止家庭电路严重过载,电线短路而造成的危
害等。
线路的分布安装
客厅主要电器:
电器
数量
额定功率(W)
电视机
1
250
空调
1
1000
电脑
1
300
吊灯
1
80
电水壶
1
1500
壁灯
4
60
总功率
9
3190
I=P/U=(250+1000+300+1500+80+240)/220=15A
客厅分布的电线有:电源线、电话线、空调线、照明线、网线等,然后在电视机后面预留插座电源,在空调后面也预留一个插座电源,在电话机旁边也预留一个插座电源,在家具最左和最右边各预留一个电源插座,如果还需要其他用电设备则再预留多几个电源插座。
电路里面的电线连接插座和照明灯的安装如下(其它的安装也如图):
厨房线路的选择和设计
厨房的电线分布一般分为四支线路,电源线部分比较重要,因为厨房使用的大功率用电设备比较多,而且新型用电设备不断发展,安装时候也要预留充足的电源插座,方便日后的使用更多的电器设备,所以一般选用4mm2的导线。
在安装厨房线路的时候,特别要注意厨房是个比较湿的地方,所以我们在安装时候,电源接口距地不可以低于50cm,避免因潮湿而造成的短路或触电危险,照明开关最好安装在厨房外侧。
阳台线路的选择和设计
阳台电路的设计相对其它地方来说,是最简单的,就一盏普通的照明灯,然后安装一个插座供洗衣机使用,再有就是一个电灯的安装开关。
卫生间线路的选择和设计
卫生间是我们每天都会进进出出的一个地方,所以在卫生间安装一个自动控制的灯是一个非常好的选择,在卫生间安装一个自动控制的控制灯,白天不会亮,晚上有人的时候灯就会亮,人离开的时候灯就会熄灭,全自动控制系统灯基于红外线技术的自动控制产品,灵敏度高,可靠性强安全方便,智能节能。功能特点:
(1)当有人进入开关感应范围时,专用传感器探测到人体红外光谱的变化,开关自动接通负载,人不离开且在活动,开关持续接通,人离开后,开关延时自
动关闭负载,人到灯亮,人离灯熄灭,安全节能。
具有过零检测功能,:无触点电子开关,延长负载使用寿命。
应用光敏控制,开关自动测光,光线强的时候不感应。
饭厅线路的选择和设计
安装四盏壁灯,作为装饰灯,和装一盏普通照明灯,而开关选用安装开关,安装多几个插座,方便日后的家庭使用。
房间线路的选择和设计
房间是我们休息的地方,所以对于房间的设计,在门口进来的地方装一个双控开关,在床头的一侧再装一个双控开关,在放书桌的地方和床头安装几个插座,方便我们日常生活的使用。
楼梯线路的安装和设计
楼梯选用双控的接线方式,在楼下或楼上都可以打开和断开电路,方便可靠。
电路图如下:
线线线
火零地
家庭布线的原则
如下图:强弱电的间距要再30—50厘米,因为强电会干扰你的电视和电
话;
强弱电的线不能装在同一线槽内;
一般情况下,电线线路要和暖气、煤气道相距40厘米以上;
没有特别要求的前提下,插座安装应该离地30厘米高度;
电线互相连接必须按规定连接牢固,用电工胶布把裸露电线裹起来,使其绝缘,防止触电危险;
如果确定了火线、零线、地线的颜色,任何时候,颜色都不能掉乱,一般火线用黄色、绿色和红色,零线用蓝色,地线用黄色和青色的混合颜色或者其它的混合颜色的电线;
(7)如下图,开关、插座面对面板,应该左侧零线,右侧火线,中间地线
(8)家庭不同区域的照明、插座、空调等电路都要分开分组布线,有线路要
断电维修时,不影响其它电路的电器的正常使用;
总结
通过长时间的设计,从理论到实践,不仅巩固了大学以来所学的知识,我认识到了理论与实践结合非常重要,光有理论知识是远远不够的,从理论和实践中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。