Выбор типа и расположения групповых щитков, компоновка сети и ее выполнение

Групповые щитки, располагаемые на стыке питающих и групповых линий, предназначены для установки аппа­ратов защиты и управления электрическими осветитель­ными сетями.

В простейших случаях, когда управление освещением осуществляется местными выключателями (жилые здания), применяются щитки только с предохранителями; при управлении освещением со щитка на последнем монти­руются также рубильники или выключатели.

Наиболее совершенными являются щитки с автома­тами. Автоматы совмещают в себе одновременно функции защиты и управления освещением, гарантируют быстрое отключение при коротких замыканиях, исключают воз­можность произвольного изменения величины тока сраба­тывания. Конструктивное исполнение автоматов (компакт­ность конструкции) позволяет успешно комплектовать из них групповые щитки небольших размеров.

Автоматы имеют ручное и автоматическое управление и выполняются как однополюсными, так и трехполюсными.

Автоматическое отключение при перегрузках и коротких замыканиях обеспечивается тепловыми или комбиниро­ванными (тепловыми и электромагнитными) расцепителями.

В зависимости от условий среды помещения приме­няются групповые щитки незащищенные, защищенные и защищенные с уплотнением. Щитки в защищенном исполнении, предназначенные для установки в производствен­ных помещениях, отличаются от незащищенных наличием защитного металлического кожуха. Такие щитки часто монтируются в нишах.

Групповые щитки, защищенные с уплотнением имеют прочный металлический корпус, надежное уплотнение между корпусом и дверцами и сальниковые вводы. Эти щитки предназначены для установки в производственных помещениях с тяжелыми условиями среды.

Расположение групповых щитков на стыке между питающими и групповыми линиями определяется необхо­димостью установки аппаратов защиты при переходе с большого сечения питающих линий на меньшее сечение групповых линий.

При выборе мест расположения и числа групповых щитков следует руководствоваться следующими сообра­жениями:

1. Располагать групповые щитки необходимо по воз­можности в центре нагрузки, так как это уменьшает про­тяженность групповой сети и расход проводникового мате­риала.

2. Располагать щитки следует в местах, легкодоступ­ных и удобных для обслуживания. Не следует располагать щитки, обслуживающие данный этаж здания, на другом этаже.

3. Исходная протяженность трехфазных четырехпроводных групповых линий может быть принята равной в среднем 80 м для системы 380/220 В и 60 м для системы 220/127 В. Соответственно длина двухпроводных группо­вых линий может быть принята равной 35 и 25 м.

4. Нагрузка на однофазную группу не должна превы­шать 20 А. В осветительных установках с лампами ДРЛ мощностью 250 Вт и более или лампами накаливания мощностью 500 Вт и более разрешается увеличивать нагрузку на однофазную группу до 50 А.

5. К однофазной группе разрешается присоединять не более 20 токоприемников (светильников или штепсельных розеток).

При использовании многоламповых све­тильников с люминесцентными лампами разрешается подключать к однофазной группе до 50 ламп.

Окончательный выбор числа и мест расположения щитков следует производить на основе технико-экономи­ческого сравнения вариантов по минимуму расхода про­водникового материала в питающих и групповых сетях.

При выборе трассы прокладки сети следует стремиться к всемерному сокращению ее протяженности. Однако это стремление должно быть увязано как с конструктивными, так и эксплуатационными требованиями, которым должна отвечать осветительная сеть. В частности, при открытом способе проводки, стремясь к минимальному сокращению ее протяженности, необходимо учитывать эстетические соображения, что заставляет прокладывать сеть сообразно со строительными особенностями помещения, т, е. ли­ниями, параллельными или перпендикулярными к основ­ным плоскостям стен и потолка помещения.

При прокладке линий в высоких производственных помещениях при отсутствии кранов бывает целесообразно заменить прокладку проводов по потолку тросовой про­водкой. Это мероприятие позволяет расположить светиль­ники на сравнительно небольшой высоте, что облегчает доступ к ним, упрощает монтаж и дает заметную экономию проводов за счет сокращения длины спусков к светиль­никам.

При группировке светильников всегда следует обду­мывать целесообразность их одновременного включения и выключения. В частности, целесообразно группировать светильники в производственных помещениях по линиям, параллельным светопроемам, что обеспечивает возмож­ность постепенного их включения по мере наступления темноты в помещении.

Питание общего освещения, выполненного лампами накаливания на напряжение 36 В, производится через понижающие трансформаторы — однофазные 220/36 В мощностью 250 ВА или трехфазные 380/36 В мощностью 1,5 и 2,5 кВ-А. Трансформаторы получают питание от групповых щитков однофазными или трехфазными груп­повыми линиями.

Питание светильников местного освещения с лампами накаливания может быть групповым или индивидуальным. Групповое питание осуществляется через понижающие однофазные трансформаторы 220/36 В мощностью 250 ВА или трехфазные трансформаторы 380/36 В мощностью 1,5—2,5 кВ-А, устанавливаемые обычно в центре группы Потребителей (станков, верстаков).

Такая система питания используется при компактном расположении оборудова­ния или наличии силовых шинных сборок, используемых для прокладки сети местного освещения.

При индивидуальном питании светильников местного освещения однофазный понижающий трансформатор мощ­ностью 40—50 В-А устанавливается непосредственно на станине станка и подключается к силовой сети до пускателя электродвигателя станка. От трансформатора до светильника провода прокладываются непосредственно по станине в газовых трубах или гибком шланге.

Такая система питания светильников местного освеще­ния весьма целесообразна, так как обеспечивает возмож­ность неизбежного в производственных условиях переме­щения оборудования без нарушения осветительной сети.

Выполнение электрических осве­тительных сетей возможно проводами и кабелями, как правило, с алюминиевыми жилами. Ввиду большой дефицитности меди провода и кабели с медными жилами применяются ограниченно, например для взрывоопасных помещений классов B-I и В-Ia, на театральных сценах и в некоторых других случаях.

Электрические осветительные сети внутри помещений выполняются, как правило, изолированными проводами и кабелями, изоляцией в которых служит резина, поли- винилхлорид или найрит. Защитные оболочки кабелей выполняются из поливинилхлорида или найрита. Провода и кабели с резиновой изоляцией имеют два слоя хлопчатобумажной обмотки, накладываемых на токоведущие жилы и поверх изоляции.

Материал жилы, изоляции и защитной оболочки опре­деляют марку провода или кабеля. Так, провода и кабели с алюминиевыми жилами отмечаются буквой А, марка провода с резиновой изоляцией содержит букву Р, с поливинилхлоридной — букву Вис найритовой — букву Н. Например, провод с алюминиевыми жилами и резиновой изоляцией имеет марку АПР; провод с медной жилой, поливинилхлоридной изоляцией, гибкий — марку ПВГ; кабель с алюминиевыми жилами, резиновой изоляцией и найритовой защитной оболочкой — марку АНРГ.

Наиболее широко в осветительных сетях используются кабели в поливинилхлоридной оболочке с резиновой —марки АВРГ и поливинилхлоридной — АВВГ изоляцией. Провода и кабели выполняются одножильными, двух-, трех- и четырехжильными различного сечения от 1—2,5 до 120 мм2 и более.

В ряде случаев для защиты от механических повре­ждений или воздействия химически активной среды про­вода снабжаются металлической оболочкой (АТПРФ), оплеткой из стальной проволоки (ПРП) или резиновым шлангом (КРПТ).

Для осветительных питающих сетей находят примене­ние кабели с пропитанной бумажной изоляцией в алюми­ниевой оболочке (ААГ). Для прокладки в условиях, где возможны механические повреждения, такие кабели снаб­жаются броней из стальных дент и наружным джутовым покровом (ААБ).

Все многообразие существующих способов выполне­ния осветительных сетей может быть разделено на откры­тую и скрытую проводки.

Открытая проводка предусматривает прокладку про­водов непосредственно по поверхностям стен и потолка или на изолирующих опорах, внутри стальных или пластмассовых труб.

Скрытая сменяемая проводка предусматривает про­кладку проводов в пластмассовых или стальных трубах, укладываемых скрыто под штукатуркой, в полах, в бороз­дах, за подвесными потолками. Скрытая несменяемая про­водка может так же выполняться без труб при условии применения специальных проводов марок АППВС и АППВ, которые разрешается прокладывать в слое штука­турки, в толще цементного раствора подготовки пола и в пустотах железобетонных плит перекрытий.

Наиболее простым и дешевым способом проводки яв­ляется открытая прокладка проводов ПР и шнуров ПРД на изолирующих опорах — изоляторах, роликах. Однако такая проводка является одновременно наименее долго­вечной, легко подвергается запылению и механическим воздействиям.

Открытая проводка сложными проводами (АТПРФ, АВРГ) является более долговечной, не портит внешнего вида помещения, противостоит незначительным механиче­ским воздействиям, но эта разновидность проводки дороже открытой прокладки проводов на изолирующих опорах.

Проводка в стальных трубах хорошо противостоит механическим воздействиям, является наиболее долговечной, однако при указанных преимуществах этот способ проводки пригоден лишь для производственных помеще­ний, так как портит вид помещения.

Наиболее совершенной со всех точек зрения является скрытая проводка. Провода, проложенные в трубах скрыты под штукатуркой, не портят вида помещения, не подвергаются воздействию внешней среды, а также меха­ническим воздействиям.

При выборе того или иного способа прокладки проводов необходимо учитывать ряд дополнительных соображе­ний, основными из которых являются: условия среды помещения, строительные особенности помещения (нали­чие ферм, балок, светопроемов), гигиенические и архитек­турно-художественные требования и, наконец, экономиче­ские соображения.

10.3. Расчет электрических осветительных сетей на ми­нимум проводникового материала

Сложность расчета сечений проводов по участкам разветвленной сети заключается в том, что неизвестно, как следует распределять между этими участками расчетные потери напряжения, чтобы в резуль­тате получить сеть, оптимальную по технико-экономичес­ким показателям.

Анализ вопроса об экономичности осветительных сетей показывает, что оптимальная по экономическим показате­лям сеть — это сеть, расход проводникового материала в которой минимален.

Для практических расчетов разветвленных сетей на минимум проводникового материала обычно пользуются уравнением, аналогичным рассмотренному выше, но ре­шенным относительно сечения проводов рассчитываемого участка электрической сети:

где S — сечение рассчитываемого участка, мм2;

- сумма моментов рассчитываемого и всех по­следующих участков с тем же числом проводов, как у рассчитываемого, кВтּм;

- сумма моментов всех ответвлений рассчиты­ваемого участка, но с числом проводов, от­личным от числа проводов в рассчитываемом участке, кВтּм;

α - коэффициент приведения моментов, определяе­мый;

с - коэффициент, зависящий от системы сети, напряжения сети и материала проводов;

∆U - величина располагаемой потери напряжения в процентах номинального напряжения.

Коэффициенты приведения моментов

Пользуясь приведенным уравнением, вначале опреде­ляют сечение головного участка. Округляя рассчитанное сечение до ближайшего большего по стандарту, определяют фактическую потерю напряжения на головном участке по величине момента нагрузки для головного участка, т. е. произведение суммарной нагрузки на длину головного участка. Сечения последующих участков и всех ответ­влений определяют в той же последовательности, но в каждом случае расчет ведут по величине располагаемой потери напряжения за вычетом потери напряжения на всех участках сети, предшествующих рассчитываемому, что обеспечивает такое распределение потерь напряже­ния по отдельным участкам, при котором суммарный расход проводникового материала во всей сети стано­вится минимальным.

Для иллюстрации изложенного метода рассмотрим схему рас­чета осветительной сети, приведенной на рис. Число проводов на каждом участке обозначено черточками. Величина располага­емой потери напряжения для всей сети равна ∆U.

Определим сечение на участке А-1:

По рассчитанному сечению, округляя его до ближайшего боль­шего по стандарту, находим величину фактической потери напряже­ния на участке А-1:

Сечение на участке 1-2 определится как

Соответственно сечение на участке 1-3

Сечение на участке 1-4

Сечение групповых линий определяется по величине распола­гаемой потери напряжения за вычетом потерь напряжения на пред­шествующих участках питающей сети:

или