4. Проектирование и расчёт электрических сетей
4.1. Выполнение электрических осветительных сетей.
Для распределения электроэнергии электрическая осветительная сеть выполняется в виде электропроводкис установкой аппаратов автоматической защиты и коммутации.
Электропроводкой называется совокупность проводов и кабелей с относящимися к ним креплением, поддерживающими, защитными конструкциями и деталями. Это определение согласно «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ) распространяется на все виды электропроводок (силовых, осветительных и вторичных цепей) напряжением до 1 кВ переменного и постоянного тока. Электропроводка может быть выполнена внутри зданий и сооружений, на наружных стенах, территориях предприятий, учреждений, микрорайонов, дворов, приусадебных участков, на строительных площадках с применением изолированных установочных проводов всех сечений, а также небронированных силовых кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией в металлической, резиновой или пластмассовой оболочке с сечением фазных жил до 16мм2. (При сечении более 16 мм2—кабельные и воздушные линии).
Для выполнения осветительной сети в зависимости от её назначения и особенностей выполнения могут быть использованы различные виды электропроводок и различные элементы, входящие в её состав.
Открытой электропроводкой называется проводка, проложенная по поверхности стен, потолков, по фермам и другим строительным элементам зданий и сооружений, по опорам и т. п.
Скрытой электропроводкой называется проводка, проложенная внутри конструктивных элементов зданий и сооружений (в стенах, полах, фундаментах, перекрытиях, за непроходными подвесными потолками и т.д.).
Наружной электропроводкой называется электропроводка, проложенная по наружным стенам зданий и сооружений, под навесами и т. п., а также между зданиями на опорах (не более четырех пролетов длиной до 25 м каждый) вне улиц, дорог и т. п. Наружная электропроводка может быть открытой и скрытой.
Струной как несущим элементом электропроводки называется стальная проволока, натянутая вплотную к поверхности стены, потолка и т. п„ предназначенная для крепления к ней проводов, кабелей или их пучков.
Полосой как несущим элементом электропроводки называется металлическая полоса, закрепленная вплотную к поверхности стены, потолка и т. п., предназначенная для крепления к ней проводов, кабелей или их пучков.
Тросом как несущим элементом электропроводки называется стальная проволока или стальной канат, натянутые в воздухе и предназначенные для подвески к ним проводов, кабелей или их пучков.
Коробом называется закрытая полая конструкция прямоугольного или другого сечения, предназначенная для прокладки в ней проводов и кабелей. Короб служит защитой от механических повреждений проложенных в нем проводов и кабелей.
Лотком называется открытая конструкция, предназначенная для прокладки на ней проводов и кабелей. Лоток не является защитой от внешних механических повреждений, проложенных на нем проводов и кабелей. Лотки изготовливаются из несгораемых материалов.
Согласно требованиям ПУЭ коэффициент спроса (одновременности) для расчета групповой сети освещения здания и всех звеньев сети аварийного освещения следует принимать равным 1,0. Групповые линии сетей внутреннего освещения должны быть защищены предохранителями или автоматическими выключателями на рабочий ток не более 25 А.
Групповые линии, питающие газоразрядные лампы единичной мощностью 125 Вт и более, лампы накаливания до 42 В любой мощности и лампы накаливания напряжением выше 42 В единичной мощностью 500 Вт и более допускается защищать плавкими предохранителями или автоматическими выключателями на ток до 63 А. При этом ответвления от этих линий длиной до 3 м при любом способе прокладки и любой длины при прокладке в стальных трубах допускается не защищать аппаратами защиты.
Каждая групповая линия, как правило, должна содержать на фазу не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ, натриевых. В это число включаются также розетки.
Для групповых линий, питающих световые карнизы, панели и т. п., а также светильники с люминесцентными лампами, допускается присоединять до 50 ламп на фазу. Для линий, питающих многоламповые люстры, число ламп на фазу не ограничивается.
В жилых и общественных зданиях на однофазные группы освещения лестниц, этажных коридоров, холлов, технических подполий и чердаков допускается присоединять до 60 ламп накаливания, каждая из которых должна быть мощностью до 60 Вт.
В групповых линиях, питающих лампы мощностью 10 кВт и более, на каждую фазу должно присоединяться не более одной лампы.
Люминесцентные лампы должны применяться с пускорегулирующими аппаратами (ПРА), обеспечивающими индивидуальную компенсацию реактивной мощности до значения коэффициента мощности (cos j) не ниже 0.9. Для ламп ДРЛ, ДРИ и натриевых применима как групповая, так и индивидуальная компенсация реактивной мощности.
В осветительных сетях с газоразрядными лампами должны быть предусмотрены устройства для подавления радиопомех в соответствии с действующими положениями Министерства связи.
Питание светильника местного освещения без понизительного трансформатора допускается осуществлять при помощи ответвления от главных электрических цепей механизма или станка, обслуживаемого этим светильником. При этом, если номинальный ток плавкой вставки или расцепителя аппарата защиты главных цепей составляет не более 25 А, установка отдельного аппарата защиты для осветительной цепи необязательна.
Трансформаторы, питающие светильники напряжением 42 В н ниже, должны быть защищены со стороны высшего напряжения аппаратами защиты с номинальным током, по возможности близким к номинальному току трансформатора. Защита должна быть предусмотрена также на линиях, отходящих со стороны низшего напряжения. Если трансформаторы питаются отдельными групповыми линиями, то при питании одной линией не более трех трансформаторов установка аппаратов защиты со стороны высшего напряжения каждого трансформатора необязательна.
Сечение нулевых рабочих проводников трехфазных питающих и групповых сетей с лампами люминесцентными, ДРЛ, ДРИ и натриевыми должно выбираться:
Для участков сети, по которым проходит ток от ламп с компенсированными пускорегулировочными аппаратами, — по рабочему току наиболее нагруженной фазы. При этом для линий со смешанной нагрузкой (лампы накаливания и газоразрядные лампы) необходимое сечение нулевых рабочих проводников следует определять из суммы 90 % рабочего тока газоразрядных ламп и 30 % тока ламп накаливания для той фазы, в которой эта сумма имеет наибольшее значение.
Для участков сети, по которым проходит ток от ламп с некомпенсированными пускорегулировочными аппаратами,— близким к 50 % сечения фазного провода. Электропроводка к светильникам местного освещения напряжением выше 42 В должна выполняться в пределах рабочего места в трубах или в гибких металлорукавах.
На рис.4.1 приведена типовая схема электропитания осветительной сети переменного тока от трансформаторной подстанции с первичным напряжением 6 или 10 кВ и вторичным – 380/220 В.
Ввод в помещение осуществляется наружной магистральной линией напряжением ~ 380/220 В, которая может быть воздушной или кабельной.
К вводному щиту помещения подключены по внутренним магистральным линиям (МЛ) осветительные и силовые щиты. В щитах устанавливают защитную и коммутирующую аппаратуру, в качестве которой используют автоматические выключатели, оснащённые соответствующими расцепителями, или комплекты предохранителей с выключателями.
Рис.4.1. Схема электро питания осветительного щита.
В помещениях опасных и особо опасных по условиям электробезопасности при применении напряжения 380/220 В светильники должны устанавливаться на высоте не менее 2,5 м и их конструкция должна исключать доступ к лампам без специального инструмента. При невозможности выполнения этих требований необходимо применять напряжение не более 42 В.
Однофазные группы светильников рекомендуется применять для небольших помещений с малым числом светильников небольшой мощности. В остальных случаях общее освещение выполняют трёхфазным с однофазными ответвлениями к отдельным группам светильников или в отдельные небольшие помещения.
Рекомендуется, чтобы в каждой однофазной группе было не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и розеток, или не более 75 люминесцентных ламп мощностью до 40 Вт или 60 ламп мощностью до 80 Вт включительно. Длина четырёх проводной группы, как правило, не должна превышать 80 м, трёх проводной – 60 м и двухпроводной – 35 м.
Выбор марки провода для проводки осветительной сети определяется условиями окружающей среды, назначением помещения, электро – и пожаробезопасностью, удобством монтажа и эстетическими требованиями. Способ прокладки должен обеспечивать надежность, долговечность, пожарную безопасность, экономичность и по возможности заменяемость проводов.
Открытые электропроводки должны прокладываться в местах, где исключена возможность их механических повреждений. Открытая прокладка незащищенных изолированных проводов со сгораемой изоляцией запрещена. Нельзя применять плоские провода во взрывоопасных помещениях и с химически агрессивной средой, по сгораемым основаниям, для зарядки подвесных светильников, в зрительных залах, клубах, на чердаках и при открытой прокладке. При скрытой прокладке плоских проводов под штукатуркой запрещается заделка проводов растворами, содержащими поташ, милонаф и другие вещества, которые могут разрушать изоляцию.
В общественных, административных, бытовых, лабораторных помещениях, как правило, используют скрытые электропроводки. В производственных и вспомогательных помещениях следует преимущественно применять открытую проводку, выполненную на тросах или тросовыми проводами, кабелями, шнурами и изолированными проводами с размещением на изоляторах, в лотках, коробах, трубах.
Сечения проводов и кабелей выбирают исходя из механической прочности, тока нагрузки и потери напряжения.
В процессе монтажа и эксплуатации электрические провода и кабели испытывают механические нагрузки, которые могут привести к обрыву токоведущих жил. Чтобы этого не произошло, ПУЭ ограничивает минимальное сечение проводов в зависимости от способов прокладки и материала токоведущих жил. Например, согласно ПУЭ в общем случае сечение жил проводов и кабелей, используемых для внутренней электропроводки, должно быть не менее 2,5 мм2 для алюминиевых жил и 1 мм2 для медных, а при прокладке на изоляторах — соответственно 4 мм2 и 1,5 мм2.