9. Электрический расчет осветительной установки

Схемы питания осветительной установки

Питание электрического освещения осуществляется, как правило, совместно с силовыми электроприемниками от общих трехфазных силовых трансформаторов с глухозаземленной нейтралью и номинальным напряжением на низкой стороне равным 400/230 В. Номинальное напряжение в таких сетях составляет 380/220 В.

В случаях, когда характер силовой нагрузки не позволяет обеспечивать требуемое качество напряжения у ламп, применяются и самостоятельные трансформаторы для питания осветительной установки, например при питании, от совместного трансформатора мощных сварочных агрегатов и т.д.

Питание осветительных приборов ремонтного освещения с лампами накаливания должно производиться на безопасном напряжении (до 42 В)  от понижающих трансформаторов с электрически раздельными обмотками высокого и низкого напряжения. В целях электробезопасности один из выводов или нейтраль обмотки низшего напряжения трансформатора должны быть заземлены или занулены.

Сети электрического освещения разделяются на питающие и групповые. Питающие сети это линии от комплектных трансформаторных подстанций (КТП) или вводно-распределительных устройств (ВРУ) или других пунктов питания до групповых щитков. Групповые сети – линии от групповых щитков до осветительных приборов,  штепсельных розеток и понижающих трансформаторов светильников, требующих безопасного напряжения.

Питающие сети для осветительной установки и силового электрооборудования рекомендуется выполнять раздельными линиями.

В начале каждой питающей линии устанавливаются аппараты защиты и отключения. В начале групповой линии обязательно устанавливается аппарат защиты, а отключающий аппарат может не устанавливаться при наличии таких аппаратов по длине линии.

При питании внутреннего освещения от КТП нецелесообразно использовать мощные линейные автоматические выключатели для защиты линий питающей сети, так как их номинальные данные могут быть значительно выше мощности линий. Поэтому вблизи КТП устанавливаются магистральные щитки с автоматическими выключателями, от которых питаются групповые щитки.

Питание групповых щитков рабочего и аварийного освещения в производственных и общественных зданиях должны питаться от независимых источников питания. Допускается питание рабочего и аварийного освещения от разных трансформаторов одной двухтрансформаторной подстанции при питании трансформаторов от двух независимых источников.

Схемы питания электрического освещения должны обеспечивать: необходимую степень надежности электроснабжения; простоту, удобство эксплуатации и управления; экономичность осветительной установки.

Рекомендуемые материалы

Некоторые типовые схемы питания осветительных установок производственных зданий приведены на рис. 9.1…9.6.

Для электроснабжения осветительных установок третьей категории применяются схемы питания (рис. 9.1…9.2).

На рис. 9.1 приведены схемы питания электрического освещения от вводно-распределительного устройства (ВРУ) совместно с силовыми электроприемниками.

      а)                                                                         б)

Рис. 9.1. Схема питания ОУ от ВРУ

         На рис. 9.2 приведены схемы питания рабочего и аварийного освещения от одной однотрасформаторной подстанции. Осветительные щитки питаются по отдельным линиям от щита подстанции (рис. 9.2, а) или по общей линии с разделением ее на вводе в здание (рис. 9.2, б).

                                   а)                                                                   б)

Рис. 9.2. Схема питания рабочего и аварийного освещения от
однотрансформаторной подстанции

Для электрических нагрузок второй категории электроснабжения могут использоваться схемы питания освещения от двух однотрансформаторных подстанций, причем для рабочего и аварийного освещения используются разные трансформаторы (рис. 9.3).

При наличии в системе электроснабжения здания двухтрансформаторных подстанций щитки рабочего и аварийного освещения подключаются от разных трансформаторов (рис. 9.4).

                                   a)                                                                   б)

Рис. 9.3. Схема питания ОУ от двух однотрансформаторных
подстанций

Рис. 9.4. Схема питания ОУ от двухтрансформаторной подстанции

В линейных шкафах комплектных трансформаторных подстанций устанавливается определенное количество аппаратов защиты, имеющих большие значения номинальных токов, поэтому устанавливаются магистральные щитки, от которых питаются групповые щитки (рис. 9.5).

Рис. 9.5. Схема питания ОУ от магистрального щитка

Для электроустановок первой категории электроснабжения, в качестве второго источника питания аварийного освещения применяются аккумуляторные батареи, генераторы с дизельными или бензиновыми двигателями, а также используются электрические связи с ближайшими независимыми источниками (рис. 9.6).

Рис.9.6. Схема питания аварийного освещения от третьего
независимого источника

Эта схема используется и в качестве третьих независимых источников при питании электроустановок «особой» категории электроснабжения.

Определение установленной и расчетной мощности
осветительной установки

На основании выполненных светотехнических расчетов осветительной установки и выбора ламп определяется установленная

мощность осветительной нагрузки.

Распределение нагрузок между фазами сети освещения должно быть, как правило, равномерным; разница в токах наиболее и наименее нагруженных фаз не должна превышать 30 % в пределах одного щитка и 15 % – в начале питающих линий.

Установленная мощность () складывается из мощности ламп выбранных для освещения помещений. При подсчете установленной мощности ламп следует суммировать отдельно мощность ламп накаливания (), люминесцентных ламп низкого давления (), дуговых ртутных ламп высокого давления ().

Для получения расчетной мощности вводится поправочный коэффициент спроса () к установленной мощности, так как в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по разным причинам может быть не включена.

Расчетная нагрузка для ламп накаливания определяется умножением установленной мощности ламп на коэффициент спроса

,                                             (9.1)

В осветительных установках с разрядными лампами расчетная максимальная мощность включает потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) [6] и определяются:

для люминесцентных ламп низкого давления с ЭмПРА –

;

для люминесцентных ламп низкого давления с ЭПРА –

;

;                                   (9.2)

для ламп ДРЛ, ДРИ и ДНаТ с дроссельным ПРА –

;

для ламп с электронным ПРА

;

.                             (9.3)

Значение коэффициента спроса для сети рабочего освещения  производственных зданий равно:

1,0 – для мелких производственных зданий;

0,95 – для зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов;

0,85 – для зданий, состоящих из малых отдельных помещений;

0,8 – для административно-бытовых и лабораторных зданий промышленных предприятий;

0,6 – для складских зданий, состоящих из многих отдельных

помещений.

Коэффициент спроса для расчета сети освещения аварийного и эвакуационного освещения следует принимать равным 1,0 [2].

Расчетная нагрузка от понижающих трансформаторов с вторичным напряжением 12, 24, 36, 42 В складывается из осветительных приборов, установленных стационарно и нагрузки переносного освещения исходя из мощности одного ручного осветительного прибора 40 Вт с коэффициентом спроса 0,5…1,0, принимаемым в зависимости от степени использования переносного освещения.

В зависимости от нагрузки применяются однофазные понижающие трансформаторы ОСОВ-0,25; ОСО-0,25; однофазные комплектные  ЯТП-0,25; АМО-3-50 и трехфазные ТСЗ-1,5/1; ТСЗ-2,5/1.

Выбор типа, мест расположения магистральных и групповых щитков и способов прокладки электрической проводки

При выборе типов щитков учитывают условия среды в помещениях, способ установки щитка, количество и тип установленных в них аппаратов защиты.

По степени защиты от внешних воздействий щитки имеют следующие конструктивные исполнения: защищенное, закрытое, брызгонепроницаемое, пыленепроницаемое, взрывозащищенное и химически стойкое.

Конструктивно щитки изготавливаются для открытой установки на стенах (колоннах, строительных конструкциях) и для утопленной установки в нишах стен. При размещении их следует выбирать помещения с более благоприятными условиями среды.

Магистральные и групповые щитки комплектуются аппаратами защиты плавкими предохранителями или автоматическими выключателями в однополюсном или в трехполюсном исполнении.

Осветительные сети выполнят проводами и кабелями с алюминиевыми и медными жилами различными способами электрической проводки.

Способы выполнения электрической проводки должны обеспечивать:

– надежность, которая достигается соответствием условиям среды, механической прочностью жил проводов и кабелей, защитой от внешних механических повреждений;

– безопасность в отношении пожара, взрыва, поражения электрическим током;

– индустриализацию выполнения монтажных работ;

– экономию черных и цветных металлов;

– экономичность (наименьшую стоимость);

– удобство эксплуатации (доступность, ремонтопригодность);

– требование эстетики (не нарушая эстетики архитектуры помещений).

Для выполнения электрической проводки применятся провода и кабели с алюминиевыми и медными жилами.  

Для выполнения электрической проводки сети освещения широкое распространение получили провода и кабели следующих марок:

АПВ, ПВ-1 – изолированные одножильные провода в поливинилхлоридной изоляции, имеют универсальное использование и прокладываются в трубах, в коробах и на изоляторах;

АППВ, ППВ (АППВС, ППВС) – плоские двух- трехжильные провода для скрытой несменяемой проводки не применяются на основании требований изложенных в стандарте [13]. Допускается прокладывать в трубах, коробах и на изоляторах. Для скрытой прокладки под штукатуркой, в бетоне, в кирпичной кладке, в пустотах строительных конструкций, а также открыто по поверхности стен и потолков на лотках, на тросах и других конструкциях должны применяться изолированные провода с защитной оболочкой или кабели;

АПРТО, ПРТО – провода с резиновой изоляцией жил для прокладки в трубах;

АВТ, АВТУ, АВТВ, АВТВУ – тросовые трех- четырехжильные провода с поливинилхлоридной изоляцией жил, содержащие в свей конструкции несущий стальной трос;

ПРКА – нагревостойкие провода с медными жилами для зарядки светильников;

АВВГ, ВВГ – кабели с поливинилхлоридной изоляцией и оболочкой;

АВРГ, ВРГ – кабель с поливинилхлоридной оболочкой и резиновой изоляцией;

АНРГ, НРГ – с резиновой термостойкой изоляцией и резиновой (наиритовой) негорючей оболочкой.

Внутренние электрические сети сечением до 16 мм² рекомендуется выполнять проводами и кабелями с медными жилами.

Способ прокладки проводов и кабелей сети электрического освещения зависит от характеристики  помещений по условиям среды.

Для сети электрического освещения производственных, административно-бытовых, общественных и жилых зданий применяются открытые и скрытые электропроводки.

В производственных зданиях  применяются открытые электропроводки. Открытые электропроводки прокладываются по поверхностям стен, потолков, по фермам и другим строительным элементам зданий.

Открытые электропроводки в осветительных сетях выполняются следующими основными способами:

– непосредственно по строительным основаниям (с креплением скобами или с помощью монтажно-строительного пистолета пристреливаются стальные полосы, на которые бандажом закрепляются провода и кабели);

– прокладка на лотках и в коробах;

– тросовые проводки, выполняемые проводами и кабелями, закрепляемые и подвешиваемые на тросе или тросовыми проводами;

– проводки в стальных и пластмассовых трубах;

– применение осветительных шинопроводов.

Скрытые электропроводки преимущественно применяются в административно-бытовых, общественных и жилых зданиях следующими основными способами:

– прокладка проводов в каналах и пустотах строительных оснований, является наиболее дешевым способом;

– проводами в трубах, проложенных в подготовке полов, в монолитных перекрытиях, стенах и перегородках, полостях за подвесными потолками;

– плоскими проводами в подготовке полов, под слоем штукатурки стен.

В местах прохода проводов и кабелей через стены, перегородки, междуэтажные перекрытия необходимо обеспечить возможность смены электропроводки. Для этого проход должен быть выполнен в трубе, коробе или в строительных конструкциях должны быть предусмотрены отверстия. Зазоры между проводами и, кабелями и трубой или коробом следует заделывать легкоудаляемой массой из негорючего материала.

При скрытой прокладке проводов, как правило, следует применять выключатели и розетки в утопленном исполнении.

Выключатели для светильников общего освещения должны устанавливаться на высоте от 0,8 до 1,7 м от пола. Разрешается установка выключателей под потолком, управляемых с помощью шнура.

Розетки должны устанавливаться в местах удобных для их использования и с учетом проектируемой расстановки оборудования и мебели, но не выше 1 м.

Допускается установка штепсельных розеток в (или на) специально приспособленных для этого плинтусах или кабельных каналах из негорючих материалов.

В школах и детских дошкольных учреждениях в помещениях для пребывания детей выключатели и розетки должны устанавливаться на высоте 1,8 м от пола.

Розетки в сети аварийного освещения устанавливать не допускается.

Рекомендация для Вас - 18 Токсикокинетика и токсикодинамика ипритов.

Розетки для присоединения переносных светильников следует предусматривать в помещениях, имеющих технологическое оборудование, для ремонта которого недостаточно общего освещения.

В ванных комнатах квартир, в умывальных, душевых, преддушевых общественных зданий допускается установка штепсельных розеток, присоединенных к сети через разделяющий трансформатор или защищенных устройством защитного отключения (УЗО) на ток до 30 мА.

Длина проводов ответвлений от групповых линий к электроустановочным изделиям для – утопленного монтажа и к светильникам должна применяться равной:

– для закладных коробок под розетки и выключатели – 50 мм плюс глубина коробок;

– для светильников с лампами накаливания – 100 мм от потолка;

– для светильников с люминесцентными лампами – 150 мм от потолка.