2.2.7. Расчет освещения: - метод использования светового коэффициента

Освещение колесного цеха площадью 320 м² (а=32м, b=10м) запроектировано светильниками ШЛП. В каждом светильнике по две люминесцентные лампы ЛБ-40. Высота помещения 3 м, расчетная высота H_р =2,2 м.

Нормированная освещенность Е_норм.=300 лк. Коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности p_с=50%, p_п=70%, p_р.п.=10%.

Определить требуемое количество светильников и мощность осветительной установки.

Решение:

1) Индекс помещения цеха

i=a*b/(H_р(a+b))=32*10/(2,2*(32+10))=320/92,4=3,46

По справочнику для принятого светильника определяем коэффициент использования осветительной установки η. При i=3,46 и принятых коэффициентах отражения η=0,51. У лампы типа ЛБ-40 расчетный световой поток Ф_л=3000 лм. Коэффициент запаса K_зап по справочнику (табл. 6.3 «Электрическое снабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий», И. Е. Цигельман) равен 1,5.

поправочный коэффициент (коэффициент неравномерности) Z принимаем 1,1.

2) Потребное количество светильников

n_св.= Е_норм * S * Z /(2*Ф_л * η ) = 300*320*1,5*1,1/(2*3000*0,51)= =158400/3060 =51 ≈52

Для светильника ШЛП с кривой силы света типа Д наивыгоднейшее значение L/H можно принять 1,4 (табл. 6.5 «Электрическое снабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий», И. Е. Цигельман), от сюда L=1,4*H=1,4*2,2=3,08 м. Принимаем расстояние между рядами 3м. Размещаем светильники в три ряда вдоль длинной стороны помещения. В каждом ряду устанавливаем по 18 светильников. Общее количество светильников составит 54.

3) Общая установленная мощность осветительной установки (без учета потерь в ПРА)

P_у =n_св.*(2*P_л) =54*(2*40) =4320 Вт =4,32 кВт.

Ответ: Выбрано 54 светильника, установленных в три ряда по 18 светильников в каждом. Установленная мощность осветительной установки – 4,32 кВт.

2.2.8. Расчет заземления и молниезащиты.

На ТОО «Камкор локомотив» молниезащиту не применяют. Поэтому молниезащиту мы рассматривать не будем.

Заземление используют для защиты людей от поражения током при прикосновении к нетоковедущим частям электрического оборудования, случайно оказавшегося под напряжением.

Защитным заземлением называется преднамеренное соединение металлических частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, но которые могут оказаться под ним вследствие нарушения изоляции электроустановок с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель представляет собой один или несколько металлических соединенных между собой проводников (электродов), находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющие проводники – это металлические проводники, соединяющие заземлитель с заземленными частями электроустановки.

Заземлению подлежат:

• корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников и т.п.;

• приводы электрических аппаратов;

• вторичные обмотки силовых измерительных трансформаторов;

• корпусы распределительных щитов, щитов управления, щитков и шкафов, а также съемные или открывающиеся части, если на последних установлено электрооборудование выше 42 В переменного или 110 В постоянного тока;

• металлические конструкции РУ, металлические кабельные соединительные муфты, металлические оболочки и броня контрольных и силовых кабелей, металлические рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов, лотки, короба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода, металлические конструкции на которых устанавливается электрооборудование;

• металлические корпуса передвижных и переносных электрических приемников.

Заземлители могут быть искусственные и естественные. В качестве искусственных заземлителей могут быть использованы металлические части, находящиеся в земле: металлические трубопроводы (за исключением горючих жидкостей или взрывчатых газов и примесей), металлические и железобетонные конструкций зданий и сооружений, свинцовые оболочки кабелей и др. В первую очередь должны использоваться естественные заземлители. При недостаточном их сопротивлении следует дополнительно применять искусственные заземлители.

Искусственными заземлителями служат отрезки угловой стали (размерами 50х50х4 мм) длинной 2,5–3 м, некондиционные стальные трубы диаметром 50 мм той же длины с толщиной стенки не менее 3,5 мм, отрезки круглой стали диаметром 12–14 мм длиной до 5 м и более. Заземлители (электроды) соединяются между собой стальной полосой размеров 40х4 мм.

Расчет заземляющего устройства (ЗУ)

Порядок расчета:

1. Определяют расчетный ток I_з и по формулам R_з ≤ 125/I_з (до 1000 В) и R_з ≤ 250/I_з (выше 1000 В) находят R_з. Для сетей с изолированной нейтралью емкостной ток I_з может быть ориентировочно определен по формуле

I_з= U_л*35*l_каб+l_л/350,

где: U_л – линейное напряжение трехфазной сети, кВ;

l_каб – длина кабельных линий электрически связанных), км;

l_л – длина воздушных линий (электрически связанных, принадлежащих

рассматриваемой сети), км.

2. Определяют сопротивление естественных заземлителей r_е (чаще всего r_е находят путем замера для конкретной установки). Расчет заземляющих устройств. В случае замера, если r_е < R_з, заземляющее устройство состоит только из естественных заземлителей, а при r_е > R_з следует добавить искусственные заземлители (электроды). Значения их сопротивления растеканию определяют по выражению

r_иск = r_е *R_з / r_е – R_з,

где: R_з – сопротивление заземляющего устройства по нормам.

3. По справочнику определяют среднее значение удельного сопротивления принятого грунта (см. табл. 2.12.)

Таблица 2.12

Вид грунта	Удельное сопротивление, p·104 Ом·см
Песок	8,0
Суглинок	1,0
Глина	0,4
Чернозем	0,5

4. Определяют конфигурацию заземляющего устройства, расстояние между заземлителями (электродами). Предварительно задаются количеством вертикальных электродов с учетом, что расстояние между ними должно быть не менее их длины.

5. Определяют сопротивления растеканию (Ом) одиночного вертикального электрода из круглой арматурной стали или трубы:

r_в=(0,366*p*k_c /l)*(lg*(2l/d) +0,5lg*(4t+l /(4t–l)),

где: p – удельное сопротивление грунта, Ом·см;

l – длина электрода, см;

t – глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до

середины электрода, см;

k_c – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта в зависимости от климатических районов. Для средних климатических районов (II и III) k_c можно принять: для вертикальных электродов длинной 3-5 м 1,45–1,15, а для горизонтальных заземлителей (металлических полос) 3,5–2. Для ориентировочных расчетов с достаточной точностью можно пользоваться выражением:

r_в≈0,003*p* k_c.

6. Определяют суммарное сопротивление части заземлителя, состоящей из вертикальных электродов, электрически связанных между собой, без учета сопротивления соединяющей их полосы,

r_з.в.= r_в /(n*η_в),

где: n – число вертикальных электродов;

η_в – коэффициент использования вертикальных электродов.

Для вертикальных электродов, размещенных по контуру, η_в определяют по справочнику (см. табл. 2.13.)

Таблица 2.13.

Количество вертикальных электродов	Отношение a / l (a – расстояние между электродами; l – длина электрода
	1	2	3
4	0,69	0,78	0,85
6	0,62	0,73	0,8
10	0,55	0,69	0,75
20	0,47	0,64	0,71
30	0,43	0,6	0,65

7. Определяют сопротивление растеканию горизонтально проложенного полосы, связывающей вертикальные электроды между собой (Ом),

r_з=(0,366*p*k_c /l)*(lg*(2l²/ (δ*t))),

где: l – длина полосы, см;

δ – ширина полосы, см;

t – глубина заложения, см;

k_c =3,5–2.

Сопротивление растеканию полосы с учетом коэффициента использования сопротивления полосы.

r_э.г.= r_г./ η_г.,

где: η_г. – коэффициент использования, определяется по справочнику (см. табл. 2.14.)

Таблица 2.14.

Количество вертикальных электродов	Отношение a / l
	1	2	3
4	0,45	0,55	0,7
6	0,4	0,48	0,64
10	0,34	0,4	0,65
20	0,27	0,32	0,45
30	0,24	0,3	0,4

8. Определяют полное сопротивление растеканию заземлителя (Ом) с учетом использования соединительной полосы:

R_з.=r_з.в.*r_з.г./( r_з.в.+r_з.г).

Если расчетное сопротивление R_з. отличается от нормированного значения, то следует уменьшить или увеличить количество вертикальных электродов и повторить расчет.