4.2 Расчёт искусственного освещения

Параметры комнаты оператора:

Длина – 6 метров;

Ширина – 4 метров;

Высота – 3 метра;

- коэффициент отражения потолка, = 70%;

- коэффициент отражения стен, = 50%;

- коэффициент отражения пола, = 10%.

В качестве источника искусственного освещения принимаем трубчатые люминесцентные лампы, так как в комнате нет естественного освещения также они обладают рядом преимуществ по сравнению с лампами накаливания.

По условиям эксплуатации выбираем светильник типа ПВЛМ-1х40. Размеры светильника:

а=1325 мм; b=90 мм; h=160 мм.

По таблице 4-4г [17], исходя из условий работы и минимальных размеров объекта различения, определяем:

разряд зрительных работ – IVг;

плоскость нормирования освещенности и высота объекта от пола – Г-0,8;

минимальная освещенность Е=150 лк;

коэффициент запаса К_з=1,5

1. Метод коэффициента использования

hс = 0,2м – высота подвеса светильника;

Н = 3 м – высота помещения;

Нр – высота от светильника до пола:

Нр = Н- hс = 3 - 0,2= 2,8 м;

, (4.1)

где:

Фрасч – расчетный световой поток в каждой из ламп, лм;

Еmin – минимальная освещенность, лк;

Кз – коэффициент запаса;

S – площадь помещения, м;

N – число светильников

- коэффициент использования светового потока;

Z – отношение средней освещенности к минимальной.

Для определения необходимо рассчитать индекс помещения:

S = 64=24 м(4.2)

по таблице 5-11 [17] определяем:

- коэффициент использования , = 0,39%;

- коэффициент отражения потолка, = 70%;

- коэффициент отражения стен, = 50%;

- коэффициент отражения пола, = 10%.

лм;

По таблице 2-10 [17] выбираем лампы люминесцентные ЛД 40-4

Фл = 2225 Лм, Рл =40 Вт.

Отклонение от нормы:

, (4.3)

что находится в пределах допустимого (допускается от –10% до + 20%)

Вт/м , (4.4)

2. Проверка расчетной мощности методом удельной мощности.

N = 6 шт.

Руд = 7,4Вт/мпри Е = 100 Лк, Кз = 1,5 /17, стр 161таблица 5-41/;

Пересчитываем для Е = 150 Лк

Вт/м

Вт, (4.5)

по таблице 2-12 [17] выбираем лампы ЛД –40.

Расположение светильников представлено на рисунке 4.4.

Тип светильника ПВЛМ-1х40

Рисунок 4.4 – Расположение светильников

4.3 Расчет зануления

Расчет сводится к проверке условия обеспечения отключающей способности зануления: J­_кз­>3J­­^н_пл.вст>1,25J^н_авт

Исходные данные:

1.Трансформатор питающей подстанции мощностью 1000КВА,соединения-"треугольник-звезда".

2.Кабель от подстанции до вводов цеха:4-х жильный,L=100м,сечения 3 Χ 50+1Χ35,AL.

От щитка до двигателя L=30м, 3 Χ 10+1Χ6,AL.

3.Номинальная мощность двигателя-7,5кВт;

=87,5%;= 0,88; J^пуск /J^ном = 7,5.

3 * 10+1*6,AL

L₂=30 м

АД

Рн=7,5 кВт

3 * 50+1*35,AL

L₁=100 м

Рисунок 4.5 – Схема замещения

Расчет J­_кз производится по формуле: J­_кз= U_ф/(Z_т/3+Z_п) (4.6)

где U_ф – фазное напряжение, В; Z_т – сопротивление трансформатора, Ом; Z_п – сопротивление петли «фаза-нуль», которое определяется по зависимости

, (4.7)

Где R_н; R_ф – активное сопротивление нулевого и фазного проводников, Ом; X_ф; X_о – внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого проводников соответственно, Ом; Х_и – внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль», Ом.

Значение Z_т зависит от мощности трансформатора, напряжения, схемы соединения его обмоток и конструктивного исполнения трансформатора.

В данном случае Z_т = 0,081 Ом.

1. Зная мощность Р электродвигателя рассчитываем номинальный ток электродвигателя _.

кВт, (4.8)

А, (4.9)

где Р – номинальная мощность двигателя, кВт; U_н – номинальное напряжение, В; = 0,9 – коэффициент мощности, показывающий, какая часть тока используется на получение активной мощности и какая на намагничивание;

2. Для расчета активных сопротивлений R_н и R_ф необходимо предварительно выбрать сечение, длину и материал нулевого и фазного проводников. Сопротивление проводников из цветных металлов определяется по формуле:

R = ρ∙ℓ / S Ом, (4.10)

где ρ – удельное сопротивление проводника (для меди ρ = 0,018; для алюминия ρ = 0,028 Ом∙мм²/м); ℓ - длина проводника, м; S – сечение, мм².

R_ф1 = 0,028 ∙100/50=0,056 Ом

R_ф2 = 0,028 ∙30/10=0,084 Ом

R_ф∑ = 0,056+0,084=0,14 Ом

R_н1 = 0,028∙100/35=0,08 Ом

R_н2 = 0,028∙30/6=0,14 Ом

R_н∑ = 0,08+0,14=0,22 Ом

3. Для медных и алюминиевых проводников внутреннее индуктивное сопротивление фазного и нулевого проводников X_ф и X_о невелико и составляет 0,0156 Ом/км, т.е. X_ф = 0,0156∙0,13 = 0,0020 Ом; X_о = 0,0156∙0,13 = 0,0020 Ом. Величину внешнего индуктивного сопротивления петли «фаза-нуль» в практических расчетах принимают равной 0,6 Ом/км.

4. Основные технические характеристики электродвигателя 4А112М2У3: N = 7,5кВт; =87,5%;

= 0,88; J^пуск /J^ном = 7,5 А

5. Зная вычисляем пусковой ток электродвигателя.

Определяем номинальный ток плавкой вставки

где α – коэффициент режима работы (α = 1,6…2,5); для двигателей с частыми включениями (например, для кранов) α = 1,6…1,8; для двигателей, приводящих в действие механизмы с редкими пусками (транспортеры, вентиляторы и т. д.), α = 2…2,5. В нашем случае принимаем α=2,5.

6. Определяем ожидаемое значение тока короткого замыкания:

> = 3∙43,2= 129 А

Рассчитываем плотность тока δ в нулевом проводнике.

δ = /S = 129/100 = 1,29 А/мм²

7. Определяем внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль», зная, что Х_и = 0,6 Ом/км

Х_и = 0,6∙0,13 = 0,078 Ом

8. Рассчитываем сопротивление петли «фаза-нуль» Z_п и ток короткого замыкания.

Проверим, обеспечено ли условие надёжного срабатывания защиты:

>; 555,5 > 3∙43,2А; 555,5 > 129 А

>;

Потенциал корпуса поврежденного оборудования:

Uк = Iкз ^. Zн = 555,5^. 0,22 = 122,14 В, (4.11)

где Zн – сопротивление нулевой жилы кабеля, Zн = Rн , так как величина внутреннего индуктивного сопротивления Хн алюминиевого проводника сравнительно мала (около 0,0156 Ом/км).

Ток, проходящий через тело человека, равен:

(4.12)

Согласно ПУЭ такая величина тока является допустимым при времени воздействия соответственно 0,18 и 0,47 с, т.е. время срабатывания автоматического выключателя и предохранителя не превышает допустимых величин.