4. Электротехнический  расчет

4.1. Выбор места установки осветительного щита и вода

    Осветительный щит устанавливается вблизи основного  рабочего входа в здание, в местах, недоступных для случайных повреждений его,  с учетом подхода воздушной линии. В то же время щит рекомендуется устанавливать в центре нагрузки. Рабочее освещение (осветительный щит) запитывается от отдельного ввода. Допускается питание осветительных щитов от общего с силовой нагрузкой ввода, но в этом случае к наружной питающей линии предъявляются более жесткие (по сравнению с силовыми сетями) требования осветительных сетей по качеству питающего напряжения.

    Ввод  в здание может осуществляться через  стальные трубы, проходы в стенах проводом в газовых трубах или  кабелем.

    Расстояние  от нижнего изолятора до земли  должно быть не менее 2,75 м и до любой  точки крыши при наличии стойки - 2,5 м. Ввод может быть выполнен кабелем в траншее.

    Таким образом, осветительный щит устанавливаем  возле главного входа. Ввод в здание осуществляем через стальные трубы. Осветительный щит запитывается от отдельного ввода.

4.2. Расчет групповых линий осветительной сети и выбор осветительного щита

    1. Определяем расчетную мощность группы помещений:

    

    где  N_гр – количество светильников в группе,

          N_деж.гр. – количество светильников дежурного освещения в группе, N_деж.гр. = 3;

    Р_л – мощность лампы в светильнике, Р_л = 40 Вт;

    n_с – количество ламп в светильнике, n_с = 2.

    Тогда:

    

.

    

       Для дежурной группы: .

      2. Определяем ток в группах:

      – для люминесцентных ламп,

    где U_ф – фазное напряжение, U_ф = 230 В;

          cosφ – коэффициент мощности, для светильников с люминесцентными лампами cosφ = 0,95.

    

А;

    

;

    3. Определим ток основного помещения:

    

    4. Определяем ток вспомогательных  помещений:

    

    где – суммарная мощность всех светильников с люминесцентными лампами вспомогательных помещений, Вт;

    5. Определяем общий ток проектируемого  объекта:

    

.

    6. Выбираем щит типа ЩО 31-21 с шестью  аппаратами управления.   На  вводе автомат типа А3114 (номинальный  ток теплового расцепителя 15 А), на группах автоматы типа АЕ 1031-11 с номинальным током теплового  расцепителя 6 А.

    Выбранные автоматы проверяем на селективность срабатывания в случае короткого замыкания в одной из групп в соответствии с условием:

    I_{ном.расц.(на вводе)} = 15 А ≥ I_{ном.расц.(на группах)} = 6 А.

    Проверяем автоматы на группах на селективность  срабатывания в соответствии с условием:

    I_{ном.расц.(на группах)} = 6 А ≥ max[I_гр] = 5,86 А.

    Условия выполняются.

    Окончательно  принимаем осветительный щит  типа ЩО 31-21, электрическая схема  которого представлена на рис. 3.

      
 
 
 
 

          Рис. 3. Электрическая  схема осветительного щита ЩО 31-21  

4.3. Выбор марки и  сечения проводов

    1. Выбираем марку, сечение и способ  прокладки кабеля по условию:

    I_доп ≥ I_н.расц.·К_з, где К_з – коэффициент зашиты, принимаем К_з = 1,2.

    2. На вводе в щит по таблице допустимых токов [Приложение 50, Л-1] выбираем кабель марки АПВ сечением 4 мм². Кабель прокладываем в поливинилхлоридных трубах.

    3. По таблице допустимых токов  на группах выбираем плоский двухжильный кабель марки АПВ сечением 0,5 мм² с прокладкой кабеля проложенных скрыто.

4.4. Расчет проводов  на минимум проводникового материала

    В осветительных сетях проводится расчет проводов на минимум проводникового материала. Провода на минимум проводникового материала рассчитываются по следующей формуле:

         

    где C – характерный коэффициент сети;

    U – расчетные потери напряжения в группе, %.

    Так, как общие потери напряжения, начиная  от ввода, для сетей рабочего освещения - 2,5 %, то в формулу подставляют  ∆U  = 2,3 %, оставляя 0,2 % на потери ввода;

    M – сумма электрических моментов в группе, кВт. м.

    Моменты подсчитываются от удаленной точки  с наибольшим моментом до осветительного щита. При этом нагрузки ответвлений  переносятся на основную расчетную  линию в точке ответвлений. Мощности равномерно распределенной нагрузки могут заменяться равнодействующей, приложенной в центре этих нагрузок. Провода проверяются на механическую прочность, при этом

    q ≤ q_доп  

    1. Находим характерный коэффициент  сети [Л-3, табл. 3.3]: С = 7,7.

    2. Потери напряжения принимаем ∆U  = 2,5 %.

    3. Определяем электрический момент:

    Максимальный  электрический момент будет приложен в группе 1, т.к. равнодействующая в  этой группе наиболее удалена от осветительного щита. В группе нагрузка на линии  распределена равномерно, поэтому равнодействующая приложена в центре нагрузок

кВт·м²,

    где Р – суммарная мощность группы, кВт;

    В – расстояние от щита до крайнего ряда;

    Тогда – условие выполняется.

 

5. Сметно-финансовый  расчет

    Основным показателем экономической эффективности осветительной установки при составлении отдельных вариантов служит минимум приведенных затрат. Приведенные затраты для установок внутреннего освещения определяют по формуле

     ,

    где  З – приведенные затраты, руб.;

    N – число осветительных приборов в установке; N=18

    n – число ламп в одном осветительном приборе; n=2

    Т–число часов использования максимума осветительной нагрузки в год;При работе в одну смену 700…800 ч,в две смены–2250 ч,в три смены–4150 ч;

    А – прейскурантная стоимость одной лампы, руб.;

    t - номинальный срок службы лампы,ч;для ЛН–1000 ч.,для ЛЛ – 1200 ч.;

    a-коэффициент,учитывающий потери в ПРА.Для ЛН a=1,для ЛЛ a=1,2;

    Р – мощность одной лампы, Вт;

    q – тариф на электроэнергию, руб./кВт×ч;

    b - коэффициент, учитывающий потери напряжения в осветительной сети. Для сетей ЛН - b = DU, где DU – потеря напряжения до средней лампы, % (для сетей с ЛЛ - b = DU/(1000×cos²j), где cosj = 0,9);

    Б – прейскурантная стоимость одного осветительного прибора, руб.;

    М – стоимость монтажа одного осветительного прибора, руб.;

    m – число чисток осветительных  приборов в течение года. В  помещениях с нормальной средой  m = 1;

    B – стоимость чистки одной осветительного прибора.

    1. Определяем капитальные затраты  на светильники с люминесцентными лампами:

 

6. Требования  к безопасности

6.1. Требования к электрической безопасности

    Световые  приборы могут изготавливаться  в соответствии с классами защиты от поражения электрическим током  0, 0I, I, II и III. Необходимо иметь в виду, что класс защиты 0 допускается только для световых приборов нормального исполнения. Ручные же светильники могут изготавливаться только классов защиты II и III.

    Одним из важнейших требований к конструкции  приборов является обеспечение невозможности прикосновения к частям, находящимся под напряжением в процессе эксплуатации, когда прибор полностью собран и находится в рабочем положении. Это же требование распространяется на случаи, когда в процессе обслуживания удалены все снимаемые без применения инструмента детали прибора, кроме ламп и патронов.

    Крышки  и другие элементы, обеспечивающие защиту от поражения электрическим  током, должны обладать достаточной  механической прочностью, надежно закрепляться таким образом, чтобы они не ослаблялись при нормальной работе светильников вследствие сотрясений, воздействий влаги и нагрева, и сниматься только при помощи инструмента.

    При конструировании световых приборов необходимо также учитывать, что  изоляционные прокладки требуется  закреплять, причем так, чтобы они не ослаблялись при замене патронов, проводов, выключателей и других элементов; при применении в приборах с газоразрядными лампами конденсаторов емкостью более 0,5 мкФ необходимо предусматривать соответствующее разряжающее устройство; изоляционные свойства лаков, эмалей и других подобных материалов не считаются достаточными для обеспечения требуемой защиты.

    Металлические отражатели светильников, укрепленные  на корпусах из изолирующих материалов, заземлять или занулять не требуется. Конструкция стыкуемых светильников, предназначенных для установки в светящие линии или полосы, должна обеспечивать возможность прокладки через них заземляющего проводника и иметь либо два заземляющих зажима, либо зажим должен быть пригоден для крепления двух заземляющих проводов. Изолированные заземляющие провода должны иметь отличительную окраску, предпочтительно зелено-желтую. При этом использование проводов с подобной окраской для других соединений не допускается.

    Сопротивление изоляции всех приборов в нормальных для испытаний условиях среды до работы (не под напряжением) должно быть не менее 0,5 МОм.

6.2. Требования к пожарной  безопасности

    Светильники должны соответствовать требованиям  норм пожарной безопасности НПБ 249-97 «Светильники. Требования пожарной безопас-ности. Методы испытаний». Прежде всего к требованиям пожарной безопасности необходимо отнести требование, чтобы температура всех элементов светового прибора была бы не более допустимых значений, указанных в стандартах или технических условиях на материалы, из которых изготовлены эти части, и комплектующие изделия, применяемые в приборах, а превышение температуры опорных поверхностей не было более 60 ⁰С.

    Для повышения пожарной безопасности светильников с люминесцентными лампами и  рассеивателями (экранирующими решетками) из светотехнической пластмассы и конденсаторами, установленными в одной полости с рассеивателями, конденсаторы целесообразно перекрывать металлическими крышками.