4. Электроснабжение осветительных установок

Расчетную мощность освещения Р_р.о определяют с учетом потерь мощ­ности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА):

где Р_ном.о = Р_ном.i ⋅N – номинальная (установленная) мощность

сети (N – число ламп; Р_ном.i – номинальная мощность одной лампы); k_ПРА – коэффициент, учитывающий потери в ПРА.

Значения коэффициента, учитывающего потери в ПРА, принимаются: для ламп типов ДРЛ и ДРИ k_ПРА = 1,1; для ЛЛ со стартерными схемами включения k_ПРА = 1,2; для ЛЛ с бесстартерными схемами включения k_ПРА = 1,3–1,35. В большинстве справочников (учебников) расчетную мощность определяют введением коэффициента спроса k_с. Однако для расчета групповой сети освещения здания и всех звеньев сети аварийного освещения, а также для расчета сети наружного освещения следует принимать k_с = 1.

Электроснабжение рабочего освещения, как правило, выполняют самостоятельными линиями от щитов подстанции. При этом электроэнергия от подстанции передается питающими линиями на осветительные магистральные щитки, а от них – групповым осветительным щиткам. Питание источников света осуществляется от групповых щитков групповыми линиями. Светильники аварийного освещения, в том числе для продолжения работ, а также другие, в частности для эвакуации, должны быть присоединены к независимому источнику питания.

Электрическая сеть осветительных установок состоит из питающих и групповых линий. Питающие линии выполняют по радиальным, магистральным, а также радиально-магистральным схемам (рис. 12.2). Радиальные питающие линии применяют при нагрузках на групповые щитки более 200 А. Наиболее распространены смешанные радиально-магистральные сети. Выбор схемы питающих и групповых сетей должен определяться: требованиями к бесперебойности действия осветительной установки; технико-экономическими показателями (минимальными приведенными показателями, расходом цветных материалов и электроэнергии); удобством управления и простотой эксплуатации осветительной установки.

При выборе трассы осветительной сети и мест установки магистральных и групповых щитков учитывают: удобство эксплуатации (доступность); исключение возможности повреждения при производстве работ; эстетические требования; уменьшение длины трассы.

Технико-экономическими расчетами установлено, что максимальная длина трехфазных четырехпроводных групповых линий при напряжении 380/220 В может быть принята не более 80 м, а двухпроводных – не более 35 м. К групповым линиям не рекомендуется присоединять на фазу более 20 ламп накаливания, а при использовании многоламповых люминесцентных светильников – до 50 ламп.

Размещение щитков следует производить вблизи от центра электрических нагрузок, при этом необходимо обеспечить доступность их обслуживания. Не следует устанавливать щитки в горячих и сырых цехах предприятий, а также в пожароопасных помещениях. Запрещается установка щитков во взрывоопасных помещениях всех классов.

Много лет сети освещения выполняли из проводов на основе алюминия. Минимальное сечение изолированных проводов с алюминиевыми жилами должно было быть не менее 2,5 мм². В настоящее время, учитывая ненадежность, недолговечность, пожарную опасность алюминия, следует применять медь.

Рис. 2 Разновидности схем питающих осветительных сетей: а – радиальная; б – магистральная; в – радиально-магистральная

Если к линии вдоль ее длины подключить ряд электроприемников, то токовая нагрузка по мере удаления от источника будет уменьшаться. Поэто­му электрические осветительные сети, исходя из экономической целесооб­разности, строят с убывающей величиной сечения проводов в направлении от источника питания к электроприемникам.

На практике для расчетов сечений осветительных сетей при условии наименьшего расхода проводникового материала пользуются упрощенной методикой, выведенной на основании математического анализа и ряда при­нятых допущений:

(12.7)

где - сечение провода данного участка, мм ; - приведенный момент мощности, кВт · м; С - коэффициент, зависящий от схемы питания (трех-, двух- или однофазная) и марки материала проводника; , %, - допусти­мая потеря напряжения в осветительной сети от источника питания до наи­более удаленной лампы ( = 2,5 %). Приведенный момент мощности

(12.8)

где М - сумма моментов данного и всех последующих по направлению пере­дачи энергии участков с тем же числом проводов в линии, как и на данном участке; сумма моментов всех ответвлений, имеющих иное число про­водов в линии, чем на данном участке (а - коэффициент приведения момен­тов, зависящий от числа проводов на участке и в ответвлении).

При выборе сечений проводов для первых участков сети следует при­нимать ближайшие стандартные сечения S_cc. По выбранному стандартному сечению данного участка S_i c т и его фактическому моменту Mi определяют фактические потери напряжения ΔUф i :

(12.9)

Последующие участки рассчитывают аналогично с учетом оставшихся (или располагаемых) потерь напряжения на них:

= (12.10)

После определения сечений участки проверяют по нагреву:

I_pi I_допi , (12.11)

где I_pi – расчетный ток i-го участка; I_допi – допустимый ток выбранного на i-м участке сечения.

Расчетный ток определяют по следующим формулам:

для однофазной (двухпроводной) сети освещения

(12.12)

для двухфазной (трехпроводной) сети при включении ламп на фазное напряжение

(12.13)

для трехфазной (четырехпроводной) сети

(12.14)

где Р_р – расчетная мощность, кВт.

Значение коэффициента мощности для различных видов ламп следующее: cosφ = 1 – для сетей с лампами накаливания; 0,95 – для сетей с ЛЛ и компенсированными ПРА; 0,6 – для сетей с лампами ДРЛ.

В последнее десятилетие получили распространение низковольтные воздушные сети, выполненные как самонесущая система изолированных проводов (СИП). Используется СИП в городах как обязательная прокладка, как магистраль в сельских зонах со слабой плотностью населения, ответвления к потребителям. Способы прокладки СИП различны: натягивание на опорах; натягивание по фасадам зданий; прокладка вдоль фасадов.

Самонесущий изолированный провод (СИП) – это скрученные в жгут изолированные жилы, не требующие специального удерживающего троса. Механическая нагрузка может восприниматься несущей жилой или всеми изолированными жилами жгута. Изоляция жил СИП должна изготовляться из материала, стойкого к влиянию внешней среды, и отвечать требованиям к нераспространению горения. Наибольшее применение СИП нашел в распределительных сетях напряжением до 1 кВ, так как имеет ряд значительных преимуществ над неизолированным проводом. Воздушные линии электропередачи напряжением 0,38 кВ с изолированными проводами (ВЛИ 0,38), выполненные с применением самонесущих изолированных проводов (СИП) относятся к электроустановкам напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Эксплуатация ВЛИ 0,38 во многом упрощается и удешевляется благодаря конструктивному ее исполнению. Существенно повышается электробезопасность как обслуживающего персонала, так и населения вследствие отсутствия открытых токоведуших частей. Облегчается возможность выполнения работ (в том числе подключения новых потребителей) на ВЛИ 0,38 без снятия напряжения с минимальным использованием специальных защитных приспособлений.

СИП состоят из несущей неизолированной или изолированной жилы, используемой в качестве нулевого провода, и нескольких навитых на него изолированных жил — фазных и уличного освещения.

Конструкция СИП - вокруг неизолированной несущей нулевой жилы скручены изолированные основные токопроводящие жилы. Несущая нулевая жила выполнена из алюминиевого сплава высокой прочности. Изоляция выполнена из сшитого полиэтилена.