Учебно-методическое пособие по выполнению курсового проекта «Внутреннее электроснабжение промышленных и гражданских зданий»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«КОВРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ В.А.ДЕГТЯРЕВА»

Энергомеханический колледж

Учебно-методическое пособие

по выполнению курсового проекта

«Внутреннее электроснабжение промышленных и гражданских зданий»

Расчёт и проектирование осветительной сети для производственного и подсобных помещений.

Ковров

2021

УДК

Метлина, Н.А. Внутреннее электроснабжение промышленных и гражданских зданий [текст]: учебно-методическое пособие / Н.А. Метлина. – Ковров: ФГБОУ ВПО «КГТА им.В.А.Дегтярева», 2021. - 34с.

Учебно-методическое пособие определяет цели и задачи, порядок выполнения, содержат требования к оформлению курсового проекта и практические советы по подготовке и прохождению процедуры защиты. Подробное изучение рекомендаций и следование им позволит избежать ошибок, сократит время и поможет качественно выполнить курсовой проект.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся по очной и заочной формам обучения по специальности 08.02.09 Монтаж, наладка электрооборудования промышленных и гражданских зданий при изучении дисциплины «Внутреннее электроснабжение промышленных и гражданских зданий».

Содержание

Введение

Курсовое проектирование по МДК 02.02.1 Внутреннее электроснабжение промышленных и гражданских зданий профессионального модуля ПМ 02 Организация и выполнение работ по монтажу и наладке электрооборудования промышленных и гражданских зданий по специальности 08.02.09 Монтаж, наладка электрооборудования промышленных и гражданских зданий имеют целью привить студентам навыки практического применения знаний, полученных при изучении специальных дисциплин, для решения конкретных производственных задач.

В процессе проектирования решаются задачи:

приобретение навыков работы с научно-технической и справочной литературой, нормативными и руководящими документами;

углубление и обобщение знаний, полученных студентами на лекциях, практических и лабораторных занятиях, при прохождении производственных практик;

развитие навыков самостоятельного творчества студентов при решении задач по выбору схем электроснабжения и электрооборудования;

приобретение опыта проведения простейших самостоятельных исследований и использование результатов в решении практических вопросов проектирования электрической части.

В процессе работы над проектом студент должен:

стремиться к самостоятельности в решении всех вопросов выбора электрооборудования, автоматизации электропривода производственных механизмов, электроснабжения объекта, экономических обоснований и показателей;

показать способность правильного применения теоретических положений и практических методов расчетов;

уметь использовать передовые достижения науки и техники, обосновывать экономическую целесообразность их внедрения, четко и логично формулировать свои мысли и предложении.

Расчетно-пояснительная записка к проекту должна быть оформлена в соответствии с методическими указаниями по выполнению и оформлению курсовых проектов по специальности 08.02.09 Монтаж, наладка электрооборудования промышленных и гражданских зданий и Едиными требованиями к структуре, объему, курсовых проектов (работ) и выпускных квалификационных работ (методические указания).

Курсовой проект подлежит обязательной защите.

1. Общие требования к оформлению курсового проекта

1.1 Общие положения

По содержанию материал курсовых проектов должны соответствовать заданиям на их разработку (проектирование).

Материал курсовых проектов представляется в виде обязательной (текст и графический материал) и дополнительной документации (макеты, модели, образцы специализированных изделий, являющихся результатом работы проекта и необходимых для демонстрации в процессе защиты проекта).

Обязательная документация курсового проекта состоит из пояснительной записки, содержащей не менее 20-30 страниц текста и 2-4 листа графического материала.

1.2. Оформление текстового материала

1.2.1. Общие требования

Текстовый материал к курсовому проекту оформляется в виде пояснительной записки (ПЗ) и содержит следующие структурные элементы:

- титульный лист;

- ведомость на дипломный (курсовой) проект;

- опись папки;

- задание на дипломный (курсовой) проект;

- содержание;

- обозначения и сокращения;

- введение;

- основную часть (изложение разделов в соответствии с заданием);

- заключение;

- список литературы;

- приложения (если таковые имеются);

- комплект графических материалов.

Пояснительная записка выполняется на одной стороне листа белой бумаги формата А4 (210 х 297 мм) с использованием компьютера и принтера. Формат набора текста задается через операцию «Файл- Параметры страницы-Поля» (поля: левое – 25 мм, верхнее – 20 мм, правое – 15 мм, нижнее – 20 мм; кегль – 14 пт; тип шрифта - Times New Roman; интервал межстрочный – полуторный).

Страницы пояснительной записки нумеруют арабскими цифрами без знаков препинания, соблюдая сквозную нумерацию по всему тексту. Первым является титульный лист, он включается в сквозную нумерацию, но номер на нем не ставят, вторым – задание на дипломный (курсовой) проект, номер страницы тоже не указывается. Проставляются номера страниц, начиная с «Содержания», при этом на нем ставят цифру 3. Таблицы, иллюстрации и приложения, расположенные на отдельных листах, и распечатки ЭВМ включают в общую нумерацию страниц пояснительной записки.

Расстояние от верхнего края листа до номера страницы – 10 мм. Номера страниц ставятся вверху страницы посередине (опции «Вставка – Номера страниц – Вверху страницы – От центра»), шрифт – Times New Roman 14 пт.

Абзацный отступ должен быть одинаковым по всему тексту и устанавливается только автоматически на 12,5 мм (опции «Формат – Абзац – Отступы и интервалы – Отступ – Первая строка – Отступ»). Не следует устанавливать первый отступ первой строки абзаца («красную строку») табуляцией или несколькими пробелами.

Слова разделяются только одним пробелом. Перед знаком препинания пробелы не ставят, после знака препинания – один пробел.

На страницах не должно быть висячих строк (операции «Формат-Абзац- Положение на странице - Запрет висячих строк»).

Текст должен быть выполнен по ширине и набран в режиме переноса («Сервис-Язык-Расстановка переносов»).

При наборе текста должны быть соблюдены все правила переноса слов:

- слова в скобках, кавычках, а также те, которые пишутся через дефис, нужно переносить вручную;

- не переносить на следующую строку любой знак препинания, кроме тире при диалоге и косых в библиографических описаниях. Чтобы не допускать таких разрывов, следует использовать неразрывный пробел (опции «Вставка- Символ- Специальные символы- Неразрывный пробел»).

При наборе нумерованных и маркированных списков (1…2…; а)…б)… и т.д.) между номером/ буквой со знаком препинания или тире/ знаком и словом нужно ставить фиксированный пробел одновременным нажатием клавиш « Shift»+ «Ctrl»+ «Space» (клавиша пробела). Автоматическое оформление через опцию «Формат-Список» не рекомендуется.

После инициалов перед фамилией, внутри сокращений, перед сокращением г. -указанием года и подобное также ставится неразрывный пробел «Shift»+ «Ctrl»+ «Space» (клавиша пробела), для того чтобы не разрывать цельность написания, например: А.С.Пушкин, 1998 г.

Интервалы между абзацами в основном тексте быть одинаковым.

1.2.2. Построение текста

Текст должен иметь логически стройную структуру и при необходимости может быть разделен на разделы, подразделы, пункты.

Пункты при необходимости могут делиться на подпункты.

Разделы, подразделы, пункты и подпункты следует нумеровать арабскими цифрами.

Структурные элементы «Содержание», «Обозначения и сокращения», «Введение», «Заключение», и «Список литературы» номер раздела не имеют.

Разделы должны иметь порядковую нумерацию в пределах всего текста, за исключением приложений, например, 1,2,3 и. т.д.

Номер подраздела включает номер раздела и порядковый номер подраздела, и порядковый номер пункта, разделенные между собой точкой, например, 1.1, 1.2,1.3,2.1,2.2 и т.д.

Номер пункта включает номер раздела, подраздела и порядковый номер пункта, разделенные между собой точкой, например, 1.1.1, 1.1.2, 2.1.1, 2.1.2 и т.д.

Если раздел или подраздел состоит из одного пункта, то он также нумеруется.

После номера раздела, подраздела, пункта и подпункта точку не ставят, а отделяют от текста ПЗ пробелом.

Каждый раздел начинается с нового листа (страницы).

Внутри пунктов или подпунктов могут быть приведены перечисления. Перед каждым перечислением следует ставить дефис или при необходимости ссылки в тексте на одном из перечислений, строчную букву, после которой ставится скобка. Для дальнейшей детализации перечислений необходимо использовать арабские цифры, после которых ставится скобка, а запись производится с абзацного отступа относительно перечислений, обозначенных буквами, как показано в примере.

В пределах одного пункта или подпункта не должно быть более одной группы перечислений.

1.2.3. Заголовки

Разделы, подразделы должны иметь заголовки. Пункты и подпункты, как правило, заголовка не имеют.

В заголовках следует избегать сокращений (за исключением общепринятых аббревиатур, единиц физических величин и сокращений, входящих в условные обозначения изделия).

Заголовки следует печатать с абзацного отступа с первой прописной буквы, остальные - строчные, не подчеркивая (полужирный шрифт допускается). Точка в конце заголовка не ставится.

Переносы слов в заголовках не допускаются. Если заголовок состоит из нескольких предложений, их разделяют точкой. При переносе заголовка на следующую строку на предлоге предлог переносится на следующую строку.

Заголовки отделяют от текста сверху и снизу тремя интервалами при выполнении текста на компьютере и 15 мм – при выполнении рукописным способом. Расстояние между заголовками раздела и подраздела- 2 интервала, при выполнении на компьютере, при рукописном способе – 8 мм.

Наименование структурных элементов «Содержание», «Обозначения и сокращения», «Введение», «Заключение», «Список литературы» записывают в виде заголовка симметрично тексту (по центру) с прописной буквы. Эти структурные элементы следует начинать с нового листа (страницы).

1.2.4. Структурный элемент «Обозначения и сокращения»

Структурный элемент «Обозначения и сокращения» представляются в виде отдельного списка. Если сокращения по тексту повторяются менее трех раз, то отдельный список не составляется, а расшифровка дается непосредственно в тексте при первом упоминании.

Перечень должен располагаться столбцом. Слева в алфавитном порядке приводят сокращения и обозначения, справа- их детальную расшифровку.

В тексте не допускается применять сокращение слов, кроме установленных правилами орфографии и ГОСТ 7.12-93

1.2.5. Содержание

Содержание помещают на первом листе и включают в общее количество листов данного документа. Содержание включает введение, наименование всех разделов, заключение, список литературы и наименования приложений с указанием номеров страниц, с которых начинаются эти структурные элементы пояснительной записки. От названия заглавия до номера страницы проставляют отчие. После номера страницы точка не ставится. Номера страниц проставляются по правилу: единицы под единицами, десятки под десятками, сотни под сотнями. Каждый элемент содержания располагают на отдельной строчке.

2. Цели курсового проекта

1. Улучшить освещенность.
Часто старые светильники уже не дают тот эффект из-за помутневших стекол, потери свойств отражателя и потери светового потока ламп, например у ДРЛ -30% за 2 месяца, а у ДНаТ -20% за 3 месяца. У светодиодных светильников нет этих недостатков.

2. Сократить мощности
(экономия эл. энергии).Светодиодные светильники со световым потоком как ДРЛ или ДНаТ потребляют 3-5 раз меньше электроэнергии.

3. Снизить затраты на обслуживание.
У ламп ДРЛ и ДНаТ короткий срок службы и их надо утилизировать. В производственных помещениях на высоте больше 8 метров обслуживание и замена ламп требует больших затрат. У светодиодных светильников гарантия 5 лет, а срок службы до 100 000 часов.

4. Правильно распределить светильники.
При правильном распределении светильников можно сократить бюджет на 20% за счет размещения на подходящие места и выбора правильного типа светодиодных светильников.

При этом обязательно учитывают:

1. Высота установки.
Чем больше высота, тем мощнее нужны светодиодные светильники, или можно подобрать светильники с линзой (Г600, К500 или К400).

2. Тип производства.
Изготовление изделий высокой точности, наличие станков или производственной линии – это сильно влияет на уровень освещенности и выбор типа светильника.

3. Наличие окон.
Днём в помещение попадает естественный свет, а в темное время рассеивается искусственный.

4. Цвет пола и стен.
Тёмные цвета поглощают свет, а светлые лучше отражают.

5. Уровень рабочей плоскости.
На полу освещённость меньше на 10%, чем на поверхности 0,8 м от пола.

6. Инженерные коммуникации (краны, трубопроводы и т.п.).
Появляются тени и тёмные зоны, и усложняют монтажные работы светильников.

Техническое задание

на выполнение курсового проекта по дисциплине «Внутреннее электроснабжение промышленных и гражданских зданий».

Студенту_________________________________________________________

Пояснительная записка должна содержать 25-30 страниц текста, рисунки и таблицы.

Тема проекта:

Рассчитать и спроектировать осветительную сеть для производственного и подсобных помещений.

Пояснительная записка содержит обязательные разделы:

Введение.

Требования к сетям искусственного освещения в соответствии со СНиП.

Светотехнический расчет:

- определить число, мощность и тип светильников, высоту их подвеса, определить способ их расположения для каждого помещения;

- основное и аварийное освещение.

4. Расчёт и выбор выключателей, шкафов, защитной и распределительной аппаратуры.

5. Расчёт и выбор кабельных изделий и выбор их прокладки.

6. Расчёт и выбор трансформатора.

7. Список использованной литературы.

Графическая часть:

Лист 1: формат А1 – Схема электрическая принципиальная осветительной сети.

Лист 2: формат А1 – Арматура, выключатели светильники, способы прокладки и т.д.

Примечание Небрежно оформленные пояснительная записка и чертежи преподавателем не принимаются и возвращаются для исправления и доработки.

Назначение и общая характеристика освещения

Для выполнения большинства работ человеку необходим свет. Низкая освещенность приводит к снижению качества труда, повышению процента брака, вызывает у работников депрессию и уменьшает их производительность. Согласно исследованиям Международной комиссии по освещению при грамотно организованном свете на рабочем месте эффективность труда повышается на 10%. Все это привело к выделению производственного освещения в специальный тип, направленный на создание наилучших световых условий для осуществления трудовой функции.

Задачей освещения производственных помещений является создание оптимальных световых условий на участках выполнения работ, отвечающих характеру производства. Грамотно организованное электроосвещение выполняет такие функции:

дает возможность качественного выполнения работ;

обеспечивает безопасность сотрудников;

создает благоприятный психологический климат;

повышает продуктивность труда.

Все это говорит о важности организации качественного освещения на рабочих местах сотрудников независимо от их деятельности.

4.1. Система освещения

В промышленном производстве применяются такие виды освещения как естественное, искусственное и аварийное. Рассмотрим подробнее каждое из них.

Естественное освещение

Под ним подразумевается солнце, лучи которого прямо или в отраженном виде попадают на освещаемый предмет. Есть несколько видов естественного освещения в здании: верхнее, боковое и комбинированное. В первом случае свет попадает в помещение через проемы в перекрытиях. При боковом он проникает внутрь через проемы в стенах. Оба варианта совмещает в себе комбинированное освещение.

Искусственное освещение

Потребность в нем на производстве возникла из-за непостоянства естественного источника – солнца. Рабочее и дежурное (второе используется в нерабочее время) обеспечивает видимость на рабочих местах. Для этого в зданиях устанавливают промышленные светильники с люминесцентными, газоразрядными лампами высокого давления или LED-источники.

Аварийное освещение

Оно применяется в чрезвычайных ситуациях и делится на два вида: для эвакуации и для безопасности. Первое обеспечивает должные условия для оперативной эвакуации людей из здания и представляет собой приборы с надписями и указателями. Аварийные промышленные светильники устанавливают у выходов или точек расположения средств пожарной безопасности. Освещение производственных помещений в целях безопасности требуется тогда, когда отключение основного источника приводит к возникновению опасной ситуации: пожару, отравлению, нарушению технологического процесса.

4.2. Светодиодные источники света

Одной из разновидностей искусственного рабочего освещения является светодиодное. Промышленные LED-светильники экономичны и эргономичны. Их можно использовать в условиях повышенной влажности, при высоких и низких температурах, в запыленных зданиях. Это достигается за счет особой конструкции корпуса, которая сводит к минимуму внешнее воздействие на них и исключает перегрев. Последняя задача решается использованием радиаторов для отвода тепла.

Светодиодные элементы используются на производственных предприятиях и в крупных зданиях. Они способны в 4-7 раз уменьшить затраты на электричество в сравнении с люминесцентными и традиционными источниками. LED-светильники долговечны и не требуют специального ухода или обслуживания. Они имеют высокий запас прочности, так как колба изготовлена из полимерного материала, и потому подходят для сложных условий эксплуатации. Даже при разбивании из них не выделяются токсичные вещества, как в случае с люминесцентными, поэтому они не несут угрозы здоровья для людей, присутствующих в помещении.

Купольные светильники

Эти промышленные подвесные приборы предназначены для больших промышленных объектов (цехов, складских комплексов, ангаров) и других зданий с потолками высотой более 4 м. Помимо купольного исполнения, для них характерно удобное крепление с функцией поворота отражателя. Конфигурация купола определяет, под каким углом рассеивания будут распространяться лучи. Купольные модели имеют пыле- и влагозащищенный корпус (IP57 и выше), функционируют в температурном диапазоне от -40 до +50 °С и работают в среднем около 75 тысяч часов.

Промышленные прожекторы

Прожекторы устанавливают не в помещениях, но и за их пределами. Они создают поток лучей и формируют его передачу под определенным наклоном в зависимости от конструктивных особенностей корпуса, установленных линз и отражателей. Распространены оптические решения, дающие пучок света под углом 15, 30, 45, 60 или 90°.

Потолочные светильники

Промышленные потолочные светильники крепятся непосредственно к потолку и создают не направленный, а рассеянный свет, равномерно освещая весь цех, склад или другое здание. Бывают встроенными или накладными. Потолочные светильники просты в обслуживании, экономичны и в том числе используются для организации аварийного освещения.

Индивидуальная подсветка

Ее применяют для того, чтобы максимально выделить рабочую область сотрудников, акцентировать внимание на деталях или обеспечить выполнение правил техники безопасности. Ею имеет смысл оснастить место оператора на конвейерной ленте или за станком. Здесь будут уместны точечные LED-светильники с ярким направленным пучком, попадающим на рабочее место одного или двух-трех работников.

Освещение цехов и складских помещений

Для решения этой задачи широко используются светодиодные промышленные светильники для склада. Они хорошо зарекомендовали себя в промышленной сфере по ряду причин.

Демонстрируют экономическую эффективность. Они в 4-7 раз экономнее галогеновых и люминесцентных аналогов и не нуждаются в регулярной замене стартеров.

Служат не менее 50 000 часов. На практике этот показатель достигает 75 000 и даже 100 000 часов, что соответствует 4-8 годам непрерывной работы.

Окупаются в течение 6-12 месяцев. При этом учитывается их срок службы, энергоэффективность и предполагается, что они будут включенными 24 часа в сутки.

Выдают световой поток с различными характеристиками. В зависимости от мощности, направленности.

Практичны и надежны. Не только срок службы LED-элементов играет роль, но и прочность конструкции. Они не хрупкие, не боятся вибрации и мало весят. Им не страшны частые включения и выключения, запыленные и влажные помещения.

Если цех, склад или другое здание имеет вытянутую форму, в нем разумно установить линейные потолочные приборы. Для организации локального светового потока подходят купольные решения. Если в производственное помещение попадает естественный свет, работа искусственного источника должна подстраиваться под него. Эта задача решается ручным включением и выключением осветительных приборов или использованием датчиков и таймеров, которые срабатывают автоматически на всей площади или в отдельных секторах.

4.4. Влияние промышленного освещения на работоспособность человека

Искусственный свет воздействует на биологические процессы в организме человека. Оно определяет видимость объектов на рабочем месте и влияет на эмоциональное состояние, эндокринную и иммунные системы, скорость протекания обмена веществ и другие жизненно важные процессы. Естественный свет солнца – приоритетный для человеческого организма. Чтобы искусственные аналоги смогли его заменить, требуется соответствие спектральных составов излучения. В противном случае зрительный дискомфорт приводит к следующим последствиям:

Утомляемость

Снижение концентрации внимания

Появление головной боли

Трудности в распознавании предметов

Требования и нормы к освещению производственных помещений

Промышленные сооружения проектируются с учетом утвержденных нормативов. Действующие стандарты позволяют организовать комфортные и безопасные рабочие места. Требования и нормы перечислены в своде правил СП52.13330.2011 (ранее – СНиП 23-05-95) «Естественное и искусственное освещение». Также инженеры руководствуются СП 2.2.1.1312-03 «Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий», ГОСТ 15597-82 «Светильники для производственных зданий. Общие технические условия» и отраслевыми стандартами. Приведем краткую формулировку основных правил проектирования, изложенных в этих нормативах.

Уровень освещенности в промышленном цеху или другом сооружении соответствует тому разряду работ, которые в нем выполняются.

Яркость одинакова на всей площади помещения. Этого достигают окрашиванием стен и потолков в светлые оттенки.

Используемые светильники имеют спектральные характеристики, которые обеспечивают правильную цветопередачу.

В поле зрения человека отсутствуют объекты с выраженными отражающими поверхностями. Это позволяет избежать возникновения прямой и отраженной блескости и тем самым исключить вероятность ослепления.

Помещение равномерно освещается на протяжении рабочих смен.

Исключена вероятность возникновения на рабочих местах резких и динамических теней, которые приводят к увеличению травматизма.

Светильники, провода, щиты, трансформаторы находятся в безопасных для окружающих местах.

Расчётная часть

6.1. Расчет освещения производственного помещения

Правильное с точки зрения эргономики проектирование освещения создает комфортные и безопасные условия труда. При выборе источников освещения для цеха принято опираться на три критерия оценки:

Величина светового потока. На основе этого параметра рассчитывается необходимая для здания или отдельного сектора освещенность и определяется количество источников для ее обеспечения. При этом учитывается тип и назначение помещения, площадь и высота потолков, берутся во внимание строительные правила и нормы, в том числе отраслевые.

Цветовая температура. Определяет интенсивность светового излучения и его цвет – от теплого желтого до холодного белого.

Условия эксплуатации. Здесь важно учесть среднюю температуру в производственном помещении, уровень влажности, запыленности, наличие вибрации и другие факторы.

По нормативам, если работники не выполняют визуальных задач, яркость составляет 150 лм на 1 м2. Если подразумевается средняя зрительная нагрузка, этот показатель вырастает до 500 лм на 1 м2. В тех помещениях, где работают с деталями диаметром до 10 мм, уровень светового потока составляет не менее 1 000 лм на 1 м2. Чтобы получить световой поток, равный 400-450 лм, потребуется галогенная лампа на 40 Вт, люминесцентная на 8 Вт или светодиодная на 4 Вт.

На рабочем месте цветовую температуру приближают к параметрам естественного света. Это от 4 000 до 4 5000 К. Если предполагается регулярное чтение документации, цветовая температуру увеличивают в сторону холодного белого, но не более 6 000 К.

На мощность светового потока влияют особенности монтажа прибора (чем выше он расположен, тем меньше люмен он выдает), наличие или отсутствие рассеивателя, степень прозрачности стекла. При выборе конкретного источника света также принято ориентироваться на стабильность светового потока, экономичность выбранного изделия, его электротехнические параметры и требования ТБ.

6.2. Высота освещения

Потолки в промышленных помещениях могут иметь значительную высоту, порой она достигает десятков метров. Необходимо адаптировать систему освещения под такие размеры, иначе приборы не справятся со своей задачей.

Менее 5 метров

Низкими потолками в промышленности считаются те, что достигают 2-5 метров. В этом случае монтируют обычное потолочное или настенное освещение, допускается применение любых источников света.

5-12 метров

Для потолков средней высоты потребуются более мощные светильники. Например, склады со стеллажами оборудуют подвесными светильниками типа «колокол», «купол». В них обязательно должна регулироваться интенсивность освещения, ширина светового потока.

Более 12 метров

Для освещения таких площадей потребуются масштабные подвесы со светодиодными лампами большой мощности – 120-260 Вт. Если решено установить металлогалогенные лампочки, их мощность составит 300-400 Вт. Светильники комплектуют симметричными отражателями, тогда свет будет распространяться по всему помещению, асимметричные — дадут акцент на определенную зону. Все модели оснащаются защитными решетками. Если лампы в высоких помещениях не дают нужной яркости, дополнительно устанавливают настенные или напольные приборы.

Размещение светильников в помещении определяется следующими параметрами, м (рис. 1):

Н – высота помещения;

h c – расстояние светильников от перекрытия (свес);

h n = H – h c – высота светильника над полом, высота подвеса;

h pп – высота рабочей поверхности над полом;

h = h n – h pп – расчётная высота, высота светильника над рабочей поверхностью.

Для создания благоприятных зрительных условий на рабочем месте, для борьбы со слепящим действием источников света введены требования ограничения наименьшей высоты светильников над полом;

L – расстояние между соседними светильниками или рядами (если по длине (А) и ширине (В) помещения расстояния различны, то они обозначаются L A и L B ),

l – расстояние от крайних светильников или рядов до стены.

Оптимальное расстояние l от крайнего ряда светильников до стены рекомендуется принимать равным L /3.

Рис. 1. Основные расчетные параметры

При равномерном размещении светильников последние распологаются обычно рядами – параллельно рядам оборудования.

Рис. 2.  Схема размещения светильников в помещении

Интегральным критерием оптимальности расположения светильников является величина = L/h, уменьшение которой удорожает устройство и обслуживание освещения, а чрезмерное увеличение ведет к резкой неравномерности освещенности.

Расстояние между светильниками L определяется как:

(1)

Индекс помещения определяется по формуле:

i = S / h (A+B), (2)

где        S – площадь помещения, м2
h– высота светильника над рабочей поверхностью, м;

А – длина помещения, м;

В – ширина помещения, м.

Оптимальное расстояние между осветительными приборами , выбираем из таблицы 1.

Таблица 1

Выбор нормируемой освещённости

Основные требования и значения нормируемой освещённости рабочих поверхностей изложены в СНиП 23-05-95. Выбор освещённости осуществляется в зависимости от размера объёма различения (толщина линии, риски, высота буквы), контраста объекта с фоном, характеристики фона. Необходимые сведения для выбора нормируемой освещённости производственных помещений приведены в таблице 2.

  6.4. Расчёт общего равномерного освещения.

Определение требуемого количества светильников по формуле

N = ( E * S) / ( η * F * Кз), (3)

       Е – требуемая освещенность горизонтальной плоскости, Лк выбирается по таблице 2.
       S – площадь помещения, м2
      Кз– коэффициент запаса. Он учитывает снижение яркости свечения по причине износа и/или загрязнения элементов осветительного прибора, а также загрязнения поверхностей помещения,выбирается по таблице 3.
       η – коэффициент использования осветительной установки выбирается по таблице 4.
       F – световой поток выбранного светильника, Лм выбирается в приложении 2.

Таблица 3

Значения коэффициента Кз

Таблица 4

Коэффициент отражения света.

Выбор светильников

Поговорим теперь о том, какие параметры важны при выборе светильников для промышленных объектов.

- характеристики блока питания

Драйвер отвечает за работоспособность светильника в условиях нестабильности электросети – при скачках напряжения и импульсных помехах. Блоки питания известных мировых производителей компенсируют эти колебания и не дают им влиять на качество освещения в то время как светильники с рабочим напряжением 220В при перепадах и скачках могут начать мерцать, либо вообще выйти из строя.

Светильники с блоком питания, чувствительным к качеству электросети, рекомендуется использовать совместно со стабилизатором напряжения.

- светоотдача

Светоотдача современных светодиодов достигает 160лм/Вт. Чем выше этот показатель, тем меньше мощности требуется для обеспечения требуемого светового потока/освещенности. При этом увеличивается стоимость светильника. Оптимальное соотношение цена/качество у светодиодов со светоотдачей 120-130лм/Вт – вы не переплачиваете за технологические новинки и имеете существенную экономию производственных мощностей (если брать для сравнения безымянные китайские светодиоды с реальным световым потоком 70-90лм/Вт).

Имя и репутация производителя светодиодов – гарантия того, что светодиоды выработают весь заложенный ресурс в 75 000 – 100 000 часов, а не выйдут из строя через пару лет из-за перегрева или деградации люминофора.

- IP. Степень защиты от пыли и влаги

Для сухих непыльных помещений (рабочие кабинеты, коридоры, холлы и т.д.) достаточное значение IP 20…40 – т.е. в корпус нельзя засунуть палец/кабель/болт, нет защиты от воды.

В цехах, как правило, устанавливают светильники с  IP65 и выше, что гарантирует непроницаемость корпуса для пыли и мелких частиц и защиту от водяных брызг и струй. Для уличного освещения требуются абсолютно герметичные светильники с IP67-68, работающие в любых погодных и климатических условиях.

- пульсация светового потока

Этот параметр отвечает за низкую нагрузку на зрение работников и отсутствие стробоскопического эффекта (иллюзия неподвижности движущихся частей машин и механизмов и наоборот).

Пульсация светового потока светодиодных светильников составляет менее 5%. В инструментальных цехах рекомендуется установка светильников с коэффициентом пульсации <1%.

Аварийное освещение

Аварийное освещение должно быть запитано от резервной линии или блоков бесперебойного питания, ведь оно предназначено для перемещения по зданию в нестандартных, аварийных условиях.

Эвакуационное освещение

Эвакуационным освещением принято считать такую категорию приборов, которая устанавливается в тесных помещениях, проходах, вне зданий для безопасного выхода людей. Данная категория световых приборов включается в случае поломок, при возникновении пожаров, наступлении стихийных бедствий, которые послужили причиной просадки или полного отсутствия основного источника электроснабжения.

Обязательно устанавливается:

В проходах и на лестницах, у эвакуационных выходов, если рассчитанное количество человек, движущихся по ним при чрезвычайной ситуации, составляет 50 и более.

В зданиях с количеством этажей 6 и более.

В случае если количество работников составляет более 100, размещение светильников должно быть выполнено во всех производственных помещениях, где существует повышенный фактор травмоопасности и на всем пути следования персонала.

Для корректной работы таких осветительных установок используются специальные технологии и схемы подключения.

Освещение безопасности (резервное)

Резервным освещением принято считать такую категорию осветительного оборудования, которая в случае исчезновения основного питания продолжает освещать производственные зоны, несущие потенциальную угрозу аварии или в которых необходимо жесткое соблюдение норм пожарной безопасности.

Сюда относятся технологические процессы, которые необходимо завершить, даже в аварийных ситуациях, к примеру, на электростанциях, насосных, пунктах связи, в детских учреждениях и прочие. Поэтому освещение безопасности должно обеспечивать достаточные условия для выполнения тех или иных операций на производстве.

Следует отметить, что такое искусственное освещение является обязательным для дошкольных и школьных организаций, не зависимо от того, какое количество человек в них находится.

Отличительные особенности европейских норм.

Согласно EN-1838 эвакуационное освещение подразделяется еще на три категории:

Для спасательных путей – предусматривает возможность безопасно покидать производственную область по установленному маршруту;

Антипаническое освещение – обеспечивает возможность добраться до выхода из мест большого скопления людей, для чего применяется дежурное освещение;

Для особо опасных зон – устанавливается возле машин и механизмов с вращающимися или другими опасными элементами, при исчезновении рабочего освещения возле которых возникает опасность травматизма.

Предъявляемые требования и регулирующие нормы

Основными нормативными документами, регламентирующими требования к устройству и эксплуатации являются — ГОСТ Р МЭК 60598-2-22-99 по светильникам для аварийного освещения; ГОСТ Р 55842-2013 (ИСО 30061:2007), СНиП 23-05-95 в объеме соответствующего раздела; Правила Устройства Электроустановок в объеме соответствующей главы. В них указаны требования к самим светильникам, как приборам, дается классификация устройств и устанавливаются правила размещения, подключения к электрической сети, нормы их нормальной работы.

Рис. 3. Схема расположения аварийных светильников

Исходя из вышеперечисленных документов, к световым приборам аварийного назначения предъявляются такие нормативные требования:

Автономное питание должно обеспечивать освещение зон для передвижения в помещении от 0,5 лк, а на открытом пространстве от 0,2 лк.

Из-за неравномерности размещения ламп или светодиодных светильников, неравномерность уровня освещенности по оси движения не должна превышать отношения максимума к минимуму — 40:1.

В помещениях разрешается применять светильники безопасности для питания от резервных источников в качестве эвакуационных.

Применение эвакуационных указателей является обязательной нормой для таких проходов и выходов из зданий, где одновременно может оказаться 100 и более работников. А в случаях, когда естественное освещение отсутствует, минимальное количество для установки световых указателей уменьшается до 50 человек. То же требования предъявляется для помещения более 150 м2.

Помимо световых можно устанавливать указатели, которые самостоятельно не горят от автономного электропитания, а освещаются лампами аварийного.

Габаритные размеры указателей должны обеспечивать их достаточную видимость, а расстояние между ними не должно превышать более 25 м. Дополнительно размещаются на поворотах в местах примыкания других помещений, входов и выходов.

Допускается установка как работающих только в автономном режиме, так и поддерживающих горение совместно с централизованным электропитанием.

Охранное освещение, как вариант аварийного может выполняться любыми осветительными приборами, кроме тех вариантов, когда свет включается лишь при ее срабатывании. Тогда для электрического монтажа можно применять лишь лампы накаливания.

В зависимости от местных условий, может применяться один из способов подключения и реализации системы.

Технологии и оборудование для аварийного освещения

Технологии аварийного освещения предусматривают два варианта работы осветительных устройств: включаемые только в случае чрезвычайной ситуации и постоянно включенные.

Первые из них работают от сигнала, поступающего с дополнительного провода, который подключен к распределительному щитку. Он передает потенциал на логический блок, обеспечивающий удержание реле в положении основного освещения, за счет чего аварийное находится в отключенном состоянии. При пропадании напряжения в распределительных устройствах в дополнительном проводе исчезает потенциал и реле переключает освещение на аварийное.

Рис. 4. Схема расположения светильников аварийного освещения

Вторая технология предлагает светодиодные модели, работающие от автономного аккумулятора.

За счет малой мощности они не выгорают и могут похвастаться длительным сроком эксплуатации.

Все светильники подразделяются на группы по этажам, зонам и т.д.

Проверка исправности

Как при введении в эксплуатацию, так и в процессе работы такую систему необходимо тестировать на исправность. Для этого могут использоваться два варианта – локальный и центральный.

1. Локальный мониторинг предусматривает возможность поочередной проверки каждого устройства. Разумеется, что такой метод целесообразен лишь на объектах с небольшой площадью, где есть возможность обойти каждый светильник. При такой проверке применяется функция ручного теста, которая встраивается в некоторые типы оборудования или соответствующая кнопка. Они принудительно отключают основное питание и дают сигнал на табло или индикатор об исправности устройства.

Недостатком локального метода являются местные особенности, когда неудобное размещение: загромождение или высокое расположение создают трудности для проверки.

2. Центральный мониторинг собирает информацию об исправности с группы устройств. Для чего используют дата-кабели, существующие логические цепи или беспроводные каналы. Формирование такой системы мониторинга уместно на крупных промышленных или стратегических объектах. Преимуществом центрального мониторинга является скорость опробования на автоматическое включение, возможность получения развернутых данных проверки и составление отчетности.

По результатам проверки обязательно составляется акт с данными об испытании каждого светильника. В случае выявления неполадок, их устраняют, после чего проводится повторное испытание. Ввод в работу или последующая эксплуатация с неисправными элементами в системе не допускается.

Расчёт и выбор выключателей, шкафов, защитной и распределительной аппаратуры

Распределительные устройства предназначены для распределения электрической энергии и защиты электрических установок при перегрузках и токах короткого замыкания для нечастых (до 6 в час) оперативных включений и отключений электрических цепей и пусков асинхронных двигателей.

В качестве распределительных устройств используют шкафы типа

ШР11 (СП62 и СПУ62) с вводным рубильником и предохранителями на 6-8 присоединений к электроприемникам, а также новые серии распределительных шкафов ПР8501, ПР8503, (выпускаемые взамен ПР11, ПР22, ПР22Д, ПР24, ПР24Д, ПР24Н, ПР24Г) укомплектованные автоматическими выключателями. В качестве вводных выключателей применяются выключатели ВА 57-39, ВА 52-39, ВА 57-35 В качестве выключателей распределения в шкафах применяются выключатели ВА 47-29-1, АЕ 2046М, ВА 47-29-3, АЕ 2056ММ, ВА 57-35, ВА 57Ф35, ВА 04-36 . В распределительных шкафах возможна замена трех однополюсных выключателей ВА 47-29-1 на один трехполюсный ВА 47-29-3.

Техническая характеристика отдельных распределительных шкафов:

1. Для промышленных и общественных зданий применяются щитки

осветительные серий ОП, ОЩ, ОЩВ, УОЩВ, ЯОУ .

2. Щитки осветительные взрывозащищенное ЩОВ устанавливаются во взрывоопасныз зонах предприятий химической, нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслей промышленности, в которых по условиям эксплуатации возможно образование взрывоопасных смесей и поров.

3. В щитках в основном устанавливаются модульные автоматические выключатели типа

С и В с расцепителями 10 А для защиты групповых 45 сетей освещения и расцепителями 16 А для защиты групповых сетей штепсельных розеток. При токах однофазного короткого замыкания равных соответственно пяти и десяти уставкам по току расцепителей перегрузки автоматических выключателей типов В и С, время их отключения составляет менее 0,1 с, что полностью соответствует требованиям ПУЭ.

В сетях и установках напряжением до 1 кВ возможны ненормальные режимы, связанные с увеличением тока (сверхтоком), к которому приводят перегрузки, самозапуск электродвигателей, короткое замыкание. Эти ненормальные режимы могут привести к повреждению электрических сетей и оборудования, созданию ситуаций, опасных для персонала. Поэтому сети и установки должны быть защищены от перегрузок и токов короткого замыкания.

Согласно ПУЭ сети разделяют на защищаемые от перегрузок и токов короткого замыкания, и на защищаемые только от токов короткого замыкания. Защите от перегрузок подлежат следующие сети:

- внутри помещений, выполненные проложенными открыто незащищенными изолированными проводами или проводами с горючей оболочкой;

- внутри помещений, выполненные защищенными проводами, проложенными в трубах, несгораемых строительных конструкциях и т.п.;

- сети освещения общественных и торговых помещений, служебно-бытовых помещений промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также пожароопасных производственных помещений;

- силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, когда по условиям технологического процесса или режима работы сетей может возникать их длительная перегрузка;

- сети всех видов во взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы сетей.

Все остальные сети не требуют защиты от перегрузок и должны быть защищены только от токов короткого замыкания.

Основными аппаратами защиты сетей напряжением 380-660 В являются предохранители с плавкими вставками и автоматические воздушные выключатели. От них требуется кратчайшее время отключения и обеспечение селективности. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи срабатывания расцепителей автоматических выключателей должны быть минимально возможными, но не приводящими к отключению цепи при пуске электродвигателей и кратковременных перегрузках.

Защитные аппараты устанавливают в начале каждой ветви сети, т.е. на каждой линии, отходящей от шин подстанции и силовых пунктов, на каждом ответвлении от линии, на трансформаторных вводах.

Предохранители применяют в основном для защиты электроустановок от токов короткого замыкания. Предохранитель представляет собой аппарат, содержащий плавкую вставку, калиброванную на определенный ток и выполненную из легкоплавких материалов. Плавкие вставки предохранителей выдерживают ток на 30-50% выше номинального в течение одного часа и более. При токе, превышающем номинальный ток плавких вставок на 60-100%, они плавятся. Для уменьшения времени перегорания плавкой вставки ее выполняют плоской с несколькими сужениями или виде параллельно соединенных проволок с напаянными на них оловянными шариками.

Предохранитель и плавкую вставку характеризуют следующие показатели:

- номинальное напряжение – напряжение, при котором предохранитель работает длительное время;

- номинальный ток патрона – ток, на который рассчитаны токоведущие и контактные соединения патрона по условию длительного нагрева;

- номинальный ток плавкой вставки – ток, который он выдерживает, не расплавляясь длительное время.

Плавкие предохранители выбирают по номинальному току плавкой вставки Ів.

Выбираем провод марки ПРВД (гибкий с медной жилой, с резиновой изоляцией, двухжильный, скрученный, в ПВХ оболочке) применяемый в осветительных сетях сухих и сырых помещений с сечением жилы 1,5 мм2.

Компоновка осветительных сетей

Выполнение осветительных сетей регламентируется нормативными документами ПУЭ, СНиП и СН.

При выборе вида электропроводки и способа прокладки проводов и кабелей должны учитываться требования электробезопасности и пожарной безопасности.

При питании осветительной сети от силовых распределительных пунктов, к которым присоединены непосредственно силовые электроприемники, осветительная сеть должна присоединяться к вводным зажимам этих пунктов.

Групповые щитки, от которых начинаются групповые светильники сети, должны располагаться в позициях, удобных для обслуживания, и, по возможности, с благоприятными условиями среды. Нельзя их размещать в запираемых кабинетах, складах и тому подобных помещениях.

Требования о токах аппарата и о числе ламп имеют цель ограничить объем возможных аварий и облегчить нахождение их места и их причины.

Кроме того, чем мельче группы, тем больше вероятность того, что нагрузка равномерно распределится между тремя фазами. Нормы требуют, чтобы разница в нагрузке фаз на отдельных щитках не превышала 30 %,а вначале питающей линии – 10 % .

Групповые линии освещения могут быть одно-, двух- и трехфазными в зависимости от их протяженности и числа присоединенных светильников.

Каждая групповая линия как правило, должна содержать, на фазу не более 20 ламп, в это число включаются штепсельные розетки.

В производственных, общественных и жилых зданиях на однофазные группы освещения лестниц, этажных коридоров, холлов, технических подполий и чердаков допускается присоединять до 60 ламп накаливания каждая мощностью до 60 Вт.

Для групповых линий, питающих световые карнизы, световые потолки и т.п. с лампами накаливания, а также светильники с люминесцентными лампами мощностью до 80 Вт, рекомендуется присоединять до 60 ламп на фазу;для линий, питающих светильники с люминесцентными лампами мощностью до 40 Вт включительно, может присоединяться до 75 ламп на фазу и мощностью до 20 Вт включительно – до 100 ламп на фазу.

Для групповых линий, питающих многоламповые люстры, число ламп

любого типа на фазу не ограничивается.

Лампы мощностью 10 кВт и более должны иметь отдельную группу.

Трассировка линий групповой сети подчинена целому ряду нормативных требований и практических рекомендаций, из которых важнейшие следующие:

– линии должны прокладываться по возможности более короткими трассами, при открытой проводке – параллельно стенам помещения, при скрытой, если это возможно, – по кратчайшему направлению;

– желательно совмещать трассы линий, идущих в одном направлении, даже если это несколько удлиняет протяженность линии;

– совместная прокладка проводов и кабелей групповых линий рабочего освещения с групповыми линиями освещения безопасности и эвакуационного освещения не рекомендуется. Допускается их совместная прокладка на одном монтажном профиле, в одном коробе или лотке при условии, что приняты специальные меры, исключающие возможность повреждения проводов освещения безопасности и эвакуационного при неисправности проводов рабочего освещения, в корпусах и штангах светильников.

– по возможности следует прокладывать линии по стенам, а не по потолкам, линии же, проложенные по потолку, необходимо прокладывать перпендикулярно стене с окнами.

Управление освещением может осуществляться аппаратами, установленными на щитах. В небольших помещениях устанавливаются местные выключатели. В помещениях, не имеющих аварийного освещения, уже начиная с установки двух светильников желательно разбивать светильники не менее, чем на два выключателя. Это даст возможность обслуживать отключенные светильники при свете оставшихся включенных.

Расчет и выбор автоматических выключателей      

  

        Выбираем автоматический выключатель         (указать марку)         в следующем порядке:

Производим расчет и выбор теплового (номинального) расцепителя

Iтр. = 1.1  К*  Iр. ,                                         (3)

где        Iтр – ток силового расцепителя, А;

        Iр – расчетный ток протекающий через автомат, А;

        1.1 – поправочный коэффициент означающий, что автоматический выключатель установлен в шкафу;

        К          – коэффициент, учитывающий разброс теплового расцепителя.

Находим расчетный ток автомата

Iр = Рл / Uл. ,                                                 (4)

где        Рл – мощность лампы;

        Uл – напряжение питания лампы.

        Выбираем автомат с номинальным током автомата Iн.а.= А, напряжением U= В, номинальным током теплового расцепителя Iт.р.= А, пределом регулирования тока уставки расцепителя Iн, кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя [ 5 ].

        Производим  расчет и выбор электромагнитного расцепителя

Iэ.р. =Iкр.*  К,                                               (5)

где        Iкр. – критичный ток, А;

        К– коэффициент учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя.

Iкр. = Iр*  К ,                                                (6)

где        Iр   – расчетный ток;

        К– коэффициент кратности тока.

Iк.р. = А;

Iэ.р. = А.

Проверяем автомат на возможность ложных срабатываний при пуске двигателя (потребителя)

Iэ.р.    I э.р.кат.,

где        I э.р.кат – ток срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу

 I э.р.кат. = 12* Iт.р.,

Так как I э.р.кат ≤ Iэ.р, то ложных срабатываний при пуске не будет, следовательно автоматический выключатель выбран правильно.

Основные параметры автоматических выключателей сведены в таблице 4.

Таблица 4

Технические данные автоматических выключателей

Расчет и выбор предохранителей

        Предохранители применяются для защиты электроустановок от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок с их помощью возможно при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по току, превышающим примерно на 25 % номинальный ток плавких вставок.

Плавкие вставки предохранителей выдерживают токи на 30...50 % выше номинальных в течении 1 ч и более. При токах, превышающих номинальный ток плавких вставок на 60...100 %, последние плавятся за время, менее 1 ч. Наиболее распространенными предохранителями, применяемыми для защиты электроустановок напряжением до 1000 В, являются: ПР2 — предохранитель разборный; НПН — насыпной предохранитель неразборный; ПН2 — предохранитель насыпной разборный. Основные типы предохранителей рассчитаны на номинальные токи 15...1000 А.

Плавкие предохранители делят на инерционные (с большой тепловой инерцией, т.е. способные выдерживать значительные кратковременные перегрузки) и безынерционные(с малой тепловой инерцией, т.е. с ограниченной способностью к перегрузкам). К первым относятся все установочные предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком; ко вторым — трубчатые предохранители со штампованными вставками открытого типа.

Предохранители по сравнению с другими аппаратами защиты (автоматическими выключателями для сетей напряжением до 1000 В)обладают следующими преимуществами: меньшей стоимостью, простотой и надежностью в эксплуатации, большой разрывной способностью, быстродействием и токоограничивающей способностью. К недостаткам предохранителей следует отнести обеспечение ими в основном защиты от токов короткого замыкания и в меньшей степени от токов перегрузок, возможность работы приемников на двух фазах при перегорании одного предохранителя, одноразовость действия.

        Производим расчет и выбор предохранителя FU1:

Предохранитель выбирается по току плавкой вставки которая находиться:

Iвст  Iпуск / ,                                            (7)

где Iпуск – пусковой ток элементов, входящих в схему, А;

       = 2.5– поправочный коэффициент.

Iпуск = I/ пуск + ,                                     (8)

где I′пуск – пусковой ток одновременно пускающихся электромагнитных муфт YC1, YC2, А;

       –сумма номинальных токов остальных элементов, входящих в схему, А

I/ пуск = А.

Находим сумму номинальных токов элементов:

= А.

Находим пусковой ток элементов:

Iпуск = А.

Находим плавкую вставку предохранителя:

Iвст = А.

Выбираем предохранитель                          с плавкой вставкой на                 А.

Выбор и расчет предохранителя FU2 аналогичен.

Основные параметры предохранителей сведены в таблице 5

Таблица 5

Технические данные предохранителей

Расчёт и выбор кабельных изделий и выбор их прокладки.

        Правильный выбор и расчет внутренних электропроводок имеет большое значение. От долговечности и надежности электропроводок зависит бесперебойность работы электроприемников, безопасность людей находящихся в данном помещении. При выборе электропроводок необходимо учитывать вид электроприемника (стационарный, мобильный) , условия окружающей среды, требования электро и пожаробезопосности. Для внутренних электрических сетей в основном применяются провода и кабели с алюминиевыми и медными жилами марок: АПВ сечением от 2.5 до 95 мм2 — провод с алюминиевой жилой в полихлорвиниловой изоляции; ПВ, ПР — такие же провода, но с медными жилами.

Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие1: по условию нагрева длительным расчетным током

Iдоп.  Iр.,

где        Iдоп. – допустимый ток, проходящий по проводу, А;

        Iр. = 0.7 А – расчетный ток, проходящий по проводу, А.

Iдоп.  0,7 А.

Этому току соответствует сечение 0.5 мм (Iдоп = 11 А).

Условие2: по условию соответствия аппарату защиты

Iдоп.  Кз* Iз,

где        Кз– коэффициент запаса;

        Iз– ток аппарата защиты (номинальный ток теплового расцепителя),А.

        Пользуясь таблицей ПУЭ, выбираем провод марки - (  указать марку   ), сечением, мм и допустимой токовой нагрузкой, А [4].

Расчет и выбор трансформаторов

        Маломощные однофазные и трехфазные трансформаторы (автотрансформаторы), применяются для освещения, питания цепей управления, в выпрямителях и в различных электрических аппаратах.

        Расчет трансформатора TV1 начинают с определения его вторичных мощностей.

Задаёмся значениями:

U1 =         В;

U2 =         В;

U3 =   В;

U4 =         В;

I2 =          A;

I3 =          A;

I4 =         A,

где        U1 – напряжение на первичной обмотке трансформатора, В;

        U2, U3, U4 – напряжение на вторичных обмотках трансформатора, В;

        I2, I3, I4 – токи в вторичных обмотках трансформатора, А.

        На основании заданных нагрузок подсчитываю вторичную полную мощность трансформатора

S2 = U2*  I2 + U3  *I3 + U4 * I4,                   (9)

где S2 – вторичная полная мощность трансформатора, В.А

        Первичная полная мощность трансформатора определяется по формуле

S1 = S2 / η,                                    (10)

где        S1 – первичная полная мощность трансформатора, ВА;

        η– кпд трансформатора.

                

        Нахожу сечение сердечника трансформатора (мм2)

Qс = k*  1 / 2 f 10,                        (11)

где        Qс – поперечное сечение сердечника трансформатора, мм;

        f = 50Гц – частота тока в сети;

        k – постоянная, для воздушных трансформаторов, k = 6  8.

При учете изоляции между листами, сечение сердечника получается на 10% больше, т.е.

Qcф =1.1* Qc,                                            (12)

где Qcф – сечение  сердечника  фактическое, при учете изоляции между листами, мм

Принимаем следующие  размеры трансформатора:

ширина стержня А =30 мм; Hс = 3.5 * 30 = 105 мм; c = Hc / m =105 / 2.5 = 42 мм; толщина пакета пластин В = 50 мм.

        Определяем фактическое сечение выбранного сердечника

Qc.ф. = А* В,                                 (13)

где Qс.ф. – фактическое сечение трансформатора, мм

        Определяю ток первичной обмотке по формуле [1]:

I1 = S1 / U1,                                           (14)

где I1 – ток первичной обмотки, А

        Определяем сечение проводов первичной и вторичной обмоток, исходя из условия плотности тока равной = 2 А / мм ,

s1 = I1 / ,     (15)

s2 = I2 / , (16)

s3 = I3 / , (17)

s4 = I4 /  (18)

где        s1 – сечение провода первичной обмотки, мм;

        s2, s3, s4 – сечение провода вторичных обмоток, мм.

        

        Принимаю по справочнику для первичной и вторичной обмоток провод марки                   со следующими данными:

d1 = мм;

d2= мм;

d3 = мм;

d4 = мм,

где        d1 – диаметр провода первичной обмотки, мм;

        d2,d3,d4 – диаметры проводов вторичных обмоток, мм.

        Определяем число витков первичной и вторичной обмоток, приняв магнитную индукцию сердечника Вс = 1.25 Тл.

W1 = U1 *10 / 2.22* Bc* Qс.ф.,                               (19)

W2 = W1*  U2 / U1.                                          (20)

        С учетом компенсации падения напряжения в проводах (вводится поправочный коэффициент величиной 1.1) число витков вторичных обмоток принимаем:

        Проверяем, разместятся ли обмотки в окне сердечника. Площадь занимаемая первичными и вторичными обмотками, определяется по формуле:

Qобщ = Qобщ1 + Qобщ2 + Qобщ3 + Qобщ4,              (21)

Q = dп W,                                        (22)

где        dп = 1.1 * d – диаметр проводов с изоляцией, мм;

        W – число витков обмотки, с учетом компенсации падения напряжения в проводе.

        Площадь окна находиться по формуле:

Qо = Нс *С,                                               (23)

        Находим отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

k = Qобщ / Qo,                                            (24)

где        k – отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

Следовательно, обмотки свободно разместятся в окне, выбранного сердечника трансформатора.

        Выбираю трансформатор  мощностью [5].

        

Список используемой литературы

В. И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию. – М.: Высшая школа, 1991.

В. Б. Козловская. В. Н. Радкевич, В. Н. Сацукевич Электрическое освещение: справочник.- Минск: 2008

В.П. Шеховцов. Расчёт и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования.-М.:ФОРУМ:ИНФРА-М, 2010.

И. Н. Сидоров и др. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Радио и связь, 1994.

И. Л. Каганов. Курсовое и дипломное проектирование. – М.: Агропромиздат, 1990.

Строительные нормы и правила Российской Федерации естественное и искусственное освещение СНиП 23-05-95*.

Приложение 1

Варианты заданий для Курсового проекта

Приложение 2

Промышленные светодиодные светильники

Светильник ZINGER - 100Вт, 14000Лм, IP65

Цветовая температура, К 3000К, 4000К, 5000К.

Мощность светильника 100W

Световой поток (число) 14000Лм

Напряжение, В 175 - 264

Степень защиты (IP) 65IP

Материал корпуса Анодированный алюминий

Габаритные размеры 360х213х87 мм

Диапазон температур от -40°Сдо +40°С

Коэффициент пульсации < 1%

Срок службы 100 000ч

Коэффициент мощности ≥0,91

Тип КСС (название и/или картинка) D 120°

Светильник светодиодный FS2-KVAR, 55Вт, 7500Лм, IP65

Мощность светильника 55W

Цветовая температура 3000, 4000, 5000 К

Световой поток (число) 7500Лм

Напряжение, В 220В +/-20%, кратковременно до 420В

Материал корпуса анодированный алюминий

Габаритные размеры 260х106х57

Герметичность IP65

Климатическое исполнение УХЛ1

Тип монтажа консоль на трубу до 50 мм (в комплекте)

Блок питания 2х60 Вт / 700 мА

Рассеиватель ударопрочный поликарбонат

Коэффициент пульсации < 5%

Аналог Лампы ДРЛ 125-400 и ДНаТ 100-250

Частота 60 Гц

Срок службы 100 000 ч

Коэффициент мощности 0,99

Назначение Промышленное

Тип КСС (название и/или картинка) косинусная

Промышленный светильник Vi-Lamp Module U 54W

Мощность,вт 54

Цветовая температура,К 4000

Класс защиты IP65

Световой поток,lm 8100

Габаритные размеры, (ДхШхВ) мм 450х150х120

КСС Д

Пульсации светового потока, % 5

Индекс цветопередачи 80

Климатическое исполнение УХЛ1

Материал корпуса Алюминий

Коэффициент мощности, cos φ 0,9

Срок службы светодиодов, часы 100000

Напряжение питания, В 170-264

Способ установки светильника Универсальный