Электрическая часть освещения
3. Электрическая часть освещения
3.1. Общие сведения
Электрика область народного хозяйства (и науки), решающая задачи по строения, обеспечения функционирования и развития электрической части объектов промышленности, транспорта, организаций и учреждений, сельско го хозяйства и населения от границы раздела потребитель энергосистема до единичного электроприемника или комплекса, поставленного изготовителем.
Электроснабжением называют обеспечение потребителей электроэнергией, системой электроснабжения совокупность электроустановок, предназначен ных для обеспечения потребителей электроэнергией. Система электроснабже ния может быть определена и как совокупность взаимосвязанных электроус тановок, осуществляющих электроснабжение района, города, предприятия (организации).
Потребитель предприятие, организация, территориально обособленный цех, строительная площадка, квартира, у которых приемники электроэнергии присоединены к электрической сети и используют электрическую энергию (определение Б.И. Кудрина). Определе ние ПУЭ: потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории, менее удачно. Во-первых, оно ставит знак равенства между потребителем и электроприемником, что физически и юридически ошибочно; во-вторых, группу приемников как отдельного потребителя следует выделять административно, и она не всегда объ единена технологически или территориально. Следует считаться с условнос тью, неформализуемостью понятия «цех» и возможностью выделения из него отделений, участков, отдельных сложных агрегатов, требующих отдельного питания и учета электроэнергии.
Закон «Об электроэнергетике» называет потребителем электрической и тепловой энергии лица, приобретающие ее для собственных бытовых или производственных нужд. Правильнее считать, что потребитель остается им, если производит, осуществляет продажу, поставку, передачу электроэнергии (и связанные с этим услуги, если эта деятельность не является основной).
Приемником электроэнергии называют устройство (аппарат, агрегат, уста новку, механизм), в котором происходит преобразование электрической энер гии в другой вид энергии (или в электрическую, но с другими параметрами) для ее использования. По технологическому назначению приемники электро энергии классифицируют в зависимости от вида энергии, в который данный приемник преобразует электрическую энергию, в частности: механизмы при водов машин и механизмов; электротермические и электросиловые установ ки; электрохимические установки; установки электроосвещения; установки электростатического и электромагнитного поля, электрофильтры; установки искровой обработки; электронные и вычислительные машины; устройства контроля и испытания изделий.
Электроустановками называют совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предназначенных для производства, преобразова ния, передачи, накопления, распределения электрической энергии и/или пре образования ее в другой вид энергии. Электроустановка комплекс взаимо связанного оборудования и сооружений. Примеры электроустановок: электрическая подстанция, линия электропередачи, распределительная под станция, конденсаторная установка, индукционный нагреватель.
Электрическое хозяйство промышленных предприя тий, представляющего совокупность генерирующих, преобразующих, переда ющих электроустановок, посредством которых осуществляется снабжение предприятия электроэнергией и эффективное использование ее в процессе технологического производства. Электрическое хозяйство включает в себя: собственно электроснабжение (иногда называют внутризаводским электроснабжением), силовое электрооборудование и автоматизацию, электроосве щение, эксплуатацию и ремонт электрооборудования. Электрическое хозяйст во представляет собой совокупность: 1) установленных и резервных электро технических установок, электрических и неэлектрических изделий, не являющихся частью электрической сети (цепи), но обеспечивающих ее функ ционирование; 2) электротехнических и других помещений, зданий, сооруже ний и сетей, которые эксплуатируются электротехническим или подчинен ным ему персоналом; 3) финансовых, людских, вещественных и энергетических ресурсов и информационного обеспечения, которые необхо димы для жизнедеятельности электрического хозяйства с экологическими ог раничениями как выделенной целостности. Электрическое хозяйство включа ет также часть электроэнергетической системы, отнесенную к предприятию.
Энергетическая система (энергосистема) совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, соединенных между собой и связанных общ ностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и рас пределения электроэнергии и теплоты при общем управлении этим режимом. Электрической частью энергосистемы называется совокупность электроустано вок электрических станций и электрических сетей энергосистемы.
Система электроснабжения общего назначения совокупность электроуста новок и электрических устройств энергоснабжающей организации, предназ наченных для обеспечения электрической энергией различных потребителей электрической энергии.
Субъект электроэнергетики лицо, производящее, передающее, распреде ляющее электроэнергию и оказывающее услуги по управлению.
Электрическая сеть совокупность электроустановок для передачи и рас пределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распредели тельных устройств, токопроводов, воздушных и кабельных линий электропе редачи, работающих на определенной территории.
Подстанцией называют электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительного устройства, устройства управ ления и вспомогательных сооружений. В зависимости от преобразования той или иной функции они называются трансформаторными (ТП) или преобра зовательными (ПП). Трансформаторную подстанцию называют комплектной КТП (КПП) при поставке трансформаторов (преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в виде, полностью подготовленном для сборки.
Распределительным устройством (РУ) называют электроустановку, служащую для приема и распределения электроэнергии и содержащую коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторные и др.), а также устройства зашиты, автоматики и измерительные приборы. Если все или основное оборудование РУ расположено на открытом воздухе, оно называется открытым (ОРУ), в здании закрытым (ЗРУ). Распределительное устройство, состоящее из полно стью или частично закрытых шкафов и блоков со встроенными в них аппара тами, устройствами защиты и автоматики, поставляемое в собранном или полностью подготовленном для сборки виде, называют комплектным и обо значают: для внутренней установки КРУ, для наружной КРУН.
Центр питания распределительное устройство генераторного напряже ния или распределительное устройство вторичного напряжения понизитель ной подстанции, к которым присоединены распределительные сети данного района.
Распределительным пунктом называют электроустановку, предназначенную для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преоб разования и трансформации (чаще этот термин соотносят с РП до 1 кВ). Для напряжения 10(6) кВ в практике электроснабжения широко применяется эк вивалентное понятие «распределительная подстанция» (РП). Распределитель ный пункт напряжением до 1 кВ называют, как правило, силовым (сборкой).
Распределительным щитом называют распределительное устройство до 1 кВ, предназначенное для управления линиями сети и их защиты.
Станция управления комплектное устройство до 1 кВ, предназначенное для дистанционного управления электроустановками или их частями с авто матизированным выполнением функций управления, регулирования, защиты и сигнализации. Конструктивно станция управления представляет собой блок, панель, шкаф, щит.
Блок управления станция управления, все элементы которого монтируют на отдельной плите или на отдельном каркасе.
Панель управления станция управления, все элементы которой монтиру ют на щитах, рейках или других конструктивных элементах, собранных на об щей раме или металлическом листе.
Щит управления (щит станций управления ЩСУ) сборка из несколь ких панелей или блоков на объемном каркасе.
Шкаф управления станция управления, защищенная со всех сторон та ким образом, что при закрытых дверях и крышках исключается доступ к токоведущим частям.
3.2. Надежность СЭС. Категории приемников электроэнергии
Надежность системы электро снабжения и отдельных ее элементов зависит от самых разных факторов, определяемых как внутренними особенностями систе мы, так и воздействием внешних условий. Отказы и другие характеристики надежности по своей физической природе носят случайный характер, поэтому при количественной оценке уровней надежности электроустановок или схем электроснаб жения в современных условиях широко используют математический аппарат теории вероятностей и математической статистики.
Отклонения от закономерности, порождаемые множеством не учтенных связей, называют случайными событиями.
Надежность свойство объекта выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования.
Безотказность свойство объекта непрерывно сохранять работоспо собность в течение некоторого времени.
Долговечность свойство объекта сохранять работоспособность дли тельно, с возможными перерывами на ремонт, вплоть до разрушения или дру гого предельного состояния (например, по условиям безопасности).
Ремонтопригодность свойство объекта, заключающееся в его приспо собленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отка зов, повреждений и устранению их последствий.
Функция реакции свойство системы электроснабжения или потребле ния реагировать на изменения напряжения в зависимости от их величины и продолжительности.
Исправное состояние состояние объекта, при котором он соответст вует всем требованиям, установленным нормативно-технической документа цией. Неисправное состояние состояние объекта, при котором он не соот ветствует всем установленным требованиям.
Работоспособное состояние состояние объекта, при котором он спо собен выполнять заданные функции. Неработоспособное состояние состояние объекта, при котором он не способен выполнять заданные функции.
Рабочее состояние состояние объекта, при котором он выполняет за данные функции. Нерабочее состояние состояние объекта, при котором он не выполняет заданные функции. Работоспособный объект может быть в рабочем и нерабочем состоянии.
Резервирование метод повышения надежности объекта введением из быточности. Выделяют структурное, временное и информационное резервирование.
В зависимости от требуемой надежности электроснабжения электроприемники разделяют по правилам устройства электроустано вок (ПУЭ) на три категории. К первой категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Электроприемниками первой категории являются сооружения с массовым скоплением людей (театры, стадионы, универмаги), электрифи цированный транспорт (метрополитен, железные дороги), боль ницы, предприятия связи, высотные здания, группы городских потребителей с суммарной нагрузкой выше 10 000 кВ А, некото рые силовые установки (вращающиеся печи с дутьем). Они долж ны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источ ников питания, причем перерыв в электроснабжении допускается только на время автоматического ввода резервного питания, но не более чем на 1 мин (Ю.Д. Сибикин).
Электроприемники второй категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Допускается перерыв в электроснабжении (не более 30 мин), необходи мый для включения резервного питания дежурным персоналом предприятия или выездной бригадой электроснаб- жающей организации. Электроприемниками второй категории яв ляются ряд электроустановок промышленных предприятий, а так же жилые дома с электроплитами, жилые дома высотой от 5 до 10 этажей с газовыми плитами, учебные заведения, лечебные и детские учреждения, силовые установки, допускающие переры вы в электроснабжении без повреждения основного оборудова ния, группы городских потребителей с общей нагрузкой от 400 до 10 000 кВА (Ю.Д. Сибикин).
К третьей категории относят все остальные электроприемни ки, для которых допустимы перерывы в электроснабжении на время ремонта поврежденного элемента системы электроснабже ния, но не более 1 суток.
Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров. Для этих электроприемников кроме двух основных источни ков питания должен предусматриваться третий независимый ис точник, достаточный для безаварийной остановки производства. В качестве таких источников могут быть использованы небольшие дизельные электростанции, аккумуляторные батареи и т.п.
Схема электроснабжения электроприемников особой группы первой категории должна обеспечивать:
- постоянную готовность третьего независимого источника и ав томатическое его включение при исчезновении напряжения на обоих основных источниках питания;
- перевод независимого источника в режим горячего резерва при выходе из работы одного из двух основных источников питания.
Мощность третьего независимого источника должна быть ми нимальной, обеспечивающей питание только электроприемников особой группы, необходимых для безаварийной остановки производства. К этим источникам не должны подключаться другие электроприемники.
Большинство промышленных предприятий имеет потребите лей первой и второй категорий, поэтому их электроснабжение осуществляется не менее чем по двум линиям электропередачи. Наиболее целесообразны следующие две схемы:
- линии питания закреплены на отдельных опорах и идут по раз ным трассам;
- каждая подстанция питается от двух цепей линий, подвешен ных на разных опорах.
Как исключение питание потребителей первой категории по одной двухцепной ЛЭП допускается только при отсутствии по требителей, бесперебойная работа которых необходима для беза варийного останова предприятия. Пропускную способность линий выбирают так, чтобы при выходе из строя одной из них оставши еся обеспечивали бы питание потребителей первой и второй ка тегорий, необходимых для работы основных цехов предприятия. При отсутствии точных данных о мощности потребителей первой и второй категорий пропускную способность линий, остающихся в работе при аварийном режиме, рекомендуется выбирать с обес печением 60...80% всей расчетной нагрузки.
Независимо от указанного в боль шинстве случаев не следует отказывать ся от возможностей увеличения надеж ности питания, предоставляемых схемой электроснабжения объекта в целом. В осветительных установках, как правило, сохранения полного освеще ния при выходе из строя одного из ис точников питания или одной из линий не требуется, поэтому необходимое ре зервирование питания осветительной установки в основном осуществляется посредством аварийного освещения. Аварийное освещение в зависимости от его назначения подразделяется на аварийное освещение для эвакуации персонала и аварийное освещение для продолжения работы.
В целях сокращения параллельно прокладываемых линий, а следователь но, и общего расхода кабельной про дукции в цехах с трехсменной работой на аварийное освещение выделяются, как правило, целые ряды светильников. В этом случае названия рабочего и ава рийного освещения условны, так как каждый из этих видов освещения вы полняет один я те же функции, являясь резервируемым по отношению к другому
Для некоторых объектов аварийное освещение не устраивается, но осуще ствляется резервирование объекта питания в целом (например, резервирование электронагрузок жилого дома пу тем подвода двух линий к вводному устройству дома).
Аварийное освещение для продол жения работы, а также для эвакуации людей из производственных зданий без естественного света, из зрелищных предприятий и взрывоопасных зданий основного производства должно присое диняться к источникам питания, неза висимым от источников питания рабо чего освещения. Светильники аварийного освещения для эвакуации в прочих случаях дол жны быть присоединены к сети, незави симой от сети рабочего освещения, на чиная от щита подстанции; при нали чии только одного ввода в здание светильники аварийного освещения пи таются от этого ввода, однако следует и здесь стремиться к максимальной не зависимости питания аварийного осве щения.
Так, при наличии в здании транс форматоров, имеющих независимое друг от друга питание, аварийное осве щение для эвакуации персонала и ра бочее освещение следует присоединять к разным трансформаторам одной под станции или, что еще лучше, разных подстанций. При совмещенных трансформато рах возможность совмещения силовых и осветительных сетей ограничивается повышенными требованиями последних к качеству напряжения и необходимо стью сохранения освещения в периоды ремонтов. Поэтому общее освещение, как правило, должно питаться от само стоятельных линий, начиная от распре делительных щитов трансформаторных подстанций или главных магистралей по схеме трансформатор магистраль.
Совмещение силовых и осветитель ных питающих линий возможно для об щественных и жилых зданий, а также в ряде случаев для производственных зданий и сооружений вспомогательного характера со «спокойными» электроси ловыми нагрузками, причем общими линиями являются только линии, пита ющие вводные и вводно-распределительные устройства зданий или размещен ных в них обособленных потребителей. Для зданий и сооружений с элект росиловыми нагрузками I и II катего рий, когда указанные устройства имеют рабочее и резервное питание, такое со вмещение явно целесообразно (админи стративно-общественные здания, мага зины, столовые, компрессорные, насос ные, спецподвалы и т. п.). В прочих случаях целесообразность совмещения питающих сетей зависит от удаленности объекта от источников пи тания, осветительной нагрузки, схемы питания и управления электросиловой нагрузкой и т. п.
Во всех случаях питание от силовой сети следует осуществлять таким образом, чтобы вероятность сохранения на пряжения в осветительной сети при от ключениях силовых нагрузок была мак симальной.
Если аварийное освещение выпол нено в объеме, большем, чем это требу ется нормами СНиП (например, ава рийное освещение рядами светильни ков), то нормированные ПУЭ колебания напряжения не должны превышать и в сетях аварийного освещения; в осталь ных же случаях эти требования на сети аварийного освещения могут не распро страняться, в связи с чем питание ава рийного освещения от силовой сети до пускается значительно чаще, чем рабо чего освещения. В производственных зданиях без окон и фонарей использование электро силовых сетей для питания общего ра бочего и аварийного освещения не до пускается.
3.3. Правила устройства электроустановок 7. Раздел 6. Электрическое освещение
Основные определения. Питающая осветительная сеть - сеть от распределительного устройства подстанции или ответвления от воздушных линий электропередачи до вводного устройства (ВУ), вводно-распределительного устройства (ВРУ), главного распределительного щита (ГРЩ).
Распределительная сеть сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределительных пунктов, щитков и пунктов питания наружного освещения.
Групповая сеть сеть от щитков до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников.
Пункт питания наружного освещения электрическое распределительное устройство для присоединения групповой сети наружного освещения к источнику питания.
Фаза ночного режима - фаза питающей или распределительной сети наружного освещения, не отключаемая в ночные часы.
Каскадная система управления наружным освещением - система, осуществляющая последовательное включение (отключение) участков групповой сети наружного освещения.
Провода зарядки светильника - провода, прокладываемые внутри светильника от установленных в нем контактных зажимов или штепсельных разъемов для присоединения к сети (для светильника, не имеющего внутри контактных зажимов или штепсельного разъема, - провода или кабели от места присоединения светильника к сети) до установленных в светильнике аппаратов и ламповых патронов.
Общие требования. Для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения, как правило, должно применяться напряжение не выше 220 В переменного или постоянного тока. В помещениях без повышенной опасности напряжение 220 В может применяться для всех стационарно установленных осветительных приборов вне зависимости
от высоты их установки.
Напряжение 380 В для питания осветительных приборов общего внутреннего и наружного освещения может использоваться при соблюдении следующих условий:
1. Ввод в осветительный прибор и независимый, не встроенный в прибор, пускорегулирующий аппарат выполняется проводами или кабелем с изоляцией на напряжение не менее 660 В.
2. Ввод в осветительный прибор двух или трех проводов разных фаз системы 660/380 В не допускается.
В установках освещения фасадов зданий, скульптур, монументов, подсвета зелени с использованием осветительных приборов, установленных ниже 2,5 м от поверхности земли или площадки обслуживания, может применяться напряжение до 380 В при степени защиты осветительных приборов не ниже IР54. В установках освещения фонтанов и бассейнов номинальное напряжение питания погружаемых в воду осветительных приборов должно быть не более 12 В.
Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должны применяться напряжения: в помещениях без повышенной опасности - не выше 220 В и в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не выше 50 В.
В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных допускается напряжение до 220 В для светильников, в этом случае должно быть предусмотрено или защитное отключение линии при токе утечки до 30 мА, или питание каждого светильника через разделяющий трансформатор (разделяющий трансформатор может иметь несколько электрически не связанных вторичных обмоток).
Для питания светильников местного освещения с люминесцентными лампами может применяться напряжение не выше 220 В. При этом в помещениях сырых, особо сырых, жарких и с химически активной средой применение люминесцентных ламп для местного освещения допускается только в арматуре специальной конструкции.
Лампы ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ и ДНаТ могут применяться для местного освещения при напряжении не выше 220 В в арматуре, специально предназначенной для местного освещения.
Для питания переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных должно применяться напряжение не выше 50 В.
При наличии особо неблагоприятных условий, а именно когда опасность поражения электрическим током усугубляется теснотой, неудобным положением работающего, соприкосновением с большими металлическими, хорошо заземленными поверхностями (например работа в котлах), и в наружных установках для питания ручных светильников должно применяться напряжение не выше 12 В.
Переносные светильники, предназначенные для подвешивания, настольные, напольные и т.п. приравниваются при выборе напряжения к стационарным светильникам местного стационарного освещения. Для переносных светильников, устанавливаемых на переставных стойках на высоте 2,5 ми более, допускается применять напряжение до 380 В. Питание светильников напряжением до 50 В должно производиться от разделяющих трансформаторов или автономных источников питания. Допустимые отклонения и колебания напряжения у осветительных приборов не должны превышать указанных в ГОСТ.
Питание силовых и осветительных электроприемников при напряжении 380/220 В рекомендуется производить от общих трансформаторов при условии соблюдения требований по качеству электроэнергии (колебания и отклонения напряжения).
Внутреннее освещение. Питающая осветительная сеть. Рабочее освещение рекомендуется питать по самостоятельным линиям от распределительных устройств подстанций, щитов, шкафов, распределительных пунктов, магистральных и распределительных шинопроводов.
Рабочее освещение, освещение безопасности и эвакуационное освещение допускается питать от общих линий с электросиловыми установками или от силовых распределительных пунктов. При этом должны соблюдаться требования к допустимым отклонениям и колебаниям напряжения в осветительной сети. Линии питающей сети рабочего освещения, освещения безопасности и эвакуационного освещения, а также линии, питающие иллюминационные установки и световую рекламу, должны иметь в распределительных устройствах, от которых эти линии отходят, самостоятельные аппараты защиты и управления для каждой линии. Допускается устанавливать общий аппарат управления для нескольких линий одного вида освещения или установок, отходящих от распределительного устройства. При использовании шинопроводов в качестве линий питающей осветительной сети вместо групповых щитков могут применяться присоединяемые к шинопроводу отдельные аппараты защиты и управления для питания групп светильников. При этом должен быть обеспечен удобный и безопасный доступ к указанным аппаратам.
В местах присоединения линий питающей осветительной сети к линии питания электросиловых установок или к силовым распределительным пунктам должны устанавливаться аппараты защиты и управления. При питании осветительной сети от силовых распределительных пунктов, к которым присоединены непосредственно силовые электроприемники, осветительная сеть должна подключаться к вводным зажимам этих пунктов.
Групповая сеть. Линии групповой сети внутреннего освещения должны быть защищены предохранителями или автоматическими выключателями. Каждая групповая линия, как правило, должна содержать на фазу не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ, в это число включаются также 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. В групповых линиях, питающих лампы мощностью 10 кВт и больше, каждая лампа должна иметь самостоятельный аппарат защиты.
В начале каждой групповой линии, в том числе питаемой от шинопроводов, должны быть установлены аппараты защиты на всех фазных проводниках. Установка аппаратов защиты в нулевых защитных проводниках запрещается. Рабочие нулевые проводники групповых линий должны прокладываться при применении металлических труб совместно с фазными проводниками в одной трубе, а при прокладке кабелями или многожильными проводами должны быть заключены в общую оболочку с фазными проводами.
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, 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.
Светильники рабочего освещения, освещения безопасности или эвакуационного освещения допускается питать от разных фаз одного трехфазного шинопровода при условии прокладки к шинопроводу самостоятельных линий для рабочего освещения и освещения безопасности или эвакуационного освещения.
Светильники, устанавливаемые в подвесные потолки из горючих материалов, должны иметь между местами их примыкания к конструкции потолка прокладки из негорючих теплостойких материалов.
Наружное освещение. Осветительные приборы наружного освещения (светильники, прожекторы) могут устанавливаться на специально предназначенных для такого освещения опорах, а также на опорах воздушных линий до 1 кВ, опорах контактной сети электрифицированного городского транспорта всех видов токов напряжением до 600 В, стенах и перекрытиях зданий и сооружений, мачтах (в том числе мачтах отдельно стоящих молниеотводов), технологических эстакадах, площадках технологических установок и дымовых труб, парапетах и ограждениях мостов и транспортных эстакад, на металлических, железобетонных и других конструкциях зданий и сооружений независимо от отметки их расположения, могут быть подвешены на тросах, укрепленных на стенах зданий и опорах, а также установлены на уровне земли и ниже. Питание установок наружного освещения может выполняться непосредственно от трансформаторных подстанций, распределительных пунктов и вводно-распределительных устройств (ВРУ).
3.4. Схемы питания осветительных установок.
Сети освещения разделяются на питающие и групповые. К питающей сети относятся линии от трансформаторных подстанций или других точек питания до групповых щитков, а к групповой се ти линии от групповых щитков до осветительного прибора.
В начале в каждой питающей линии устанавливаются аппараты защиты и отключения; в начале групповой линии обязателен аппарат защиты, а отклю чающий аппарат может не устанавли ваться при наличии таких аппаратов длине линий или когда управление освещением осуществляется аппарата ми, установленными в линиях питаю щей сети. Выбор схемы питания производится с учетом всех условий электроснабже ния объекта, для которого проектиру ется осветительная установка.
На большинстве промышленных предприятий и практически во всех об щественных и жилых зданиях питание внутреннего и наружного освещения осуществляется от трансформаторов, общих для силовых и осветительных электроприемников, со вторичным на пряжением 380/220 В при глухом за землении нейтрали. Самостоятельные осветительные трансформаторы приме няются иногда для наружного освеще ния в больших городах и на некоторых промышленных предприятиях.
В больших производственных кор пусах, где размещается значительное число трансформаторов, необходимых для электросиловых нагрузок, питание освещения рекомендуется выполнять не от всех трансформаторов, а от мини мального их числа. При этом должны использоваться только такие трансфор маторы, на шинах низшего напряжения которых частота и глубина резких изме нений напряжения, вызванных работой силовых электроприемников, не превы шают допустимых (см. рис. 11.5).
На промышленных предприятиях при питании силовых электроприемни ков напряжением 660/380 В с глухим заземлением нейтрали ОП, рассчитан ные на напряжение 380 В, могут пи таться от общих с силовыми электроприемниками трансформаторов. Пита ние остальных осветительных электроприемников осуществляется от проме жуточных трансформаторов 660/380-220 В или от отдельных трансформато ров 10(6) кВ/380-220 В, от которых питаются также некоторые силовые электроприемники.
При проектировании осветительных установок промыш ленных предприятий выбор трансфор маторов для питания освещения производится совместно проектировщиками осветительных установок, силового электрооборудования и элект роснабжения.
Питание нагрузок III категории мо жет производиться от одной однотрансформаторной подстанции. Аварийное и рабочее освещение должны при этом иметь самостоятельное питание, начи ная от распределительного щита под станции (рис. 11.6, а) или от ввода в зда ние (рис. 11.6, б).
Для электронагрузок II категории при соблюдении ряда условий (наличие централизованного резерва трансфор маторов, питание трансформатора при кабельных линиях не менее чем двумя кабелями и др.) формально также допу стимо питание от одной однотрансформаторной подстанции, но в действитель ности для осветительных нагрузок II ка тегории желательно иметь более на дежную схему питания.
В большинстве случаев электронагрузки II категории имеют ту же схему питания, что и нагрузки I категории. При питании осветительной установ ки здания более чем от одной однотрансформаторной подстанции для рабочего и аварийного освещения используются разные трансформаторы (рис. 11.7). Ес ли при этом трансформаторы получают независимое питание, то такая схема обеспечивает электроснабжение освети тельных нагрузок I категории.
В целях сохранения полного освещения при аварийных и плановых отключе ниях трансформаторов в ряде случаев (например, в цехах с частыми и длитель ными остановами технологического обо рудования на ремонт и профилактиче ский осмотр) желательно иметь перемычки между однотрансформаторными подстанциями, обеспечивающие сохра нение напряжения на распределитель ном щите или в осветительном шкафу при отключении питающего их транс форматора (рис. 11.8).
При наличии в здании двухтрансформаторных подстанций рабочее и ава рийное освещение питается от разных трансформаторов одной (рис. 11.9) или разных подстанций. При независимом питании трансформаторов эта схема обеспечивает электроснабжение освети тельных нагрузок I категории. Шины щита низшего напряжения двухтрансформаторных подстанций, как правило, разделяются на две секции, по числу трансформаторов.
Между секция ми устанавливается секционный выклю чатель, позволяющий при аварийном от ключении одного из трансформаторов объединить обе секции в одну.
Для электронагрузок I категории в качестве второго источника питания (пи тание аварийного освещения) применя ются также аккумуляторные батареи, дизельные станции, бензиновые двигате ли или же используются электрические связи с ближайшими независимыми ис точниками.
Эти источники применяются и в ка честве третьего независимого источника при питании электронагрузок особой ка тегории (рис. 11.10).
В качестве аварийных источников постоянного тока, как правило, исполь зуются стационарные аккумуляторные батареи 110-220 В, предусматриваемые для питания оперативных цепей в схе мах электроснабжения и электроприво да (машинные залы прокатных станов, преобразовательные подстанции и др.).
В тех же случаях, когда аккумуля торная батарея предусматривается только для питания осветительной сети и потребляемая ею мощность мала, применяются стартерные аккумуляторные батареи или батареи с сухими элемента ми на напряжение 12-42 В.
Включение резервного питания или переключение на него освещения может выполняться автоматически или вручную. Для нагрузок особой и I кате горий при аварийном питании от транс форматоров и аккумуляторных батарей применяется только автоматический ввод резерва, при аварийном питании от дизельных станций ручное включение (переключение).
При питании нагрузок по схеме трансформатор магистраль глав ная магистраль, питаемая от трансфор матора и прокладываемая по цеху маги страль выполняет роль шин распредели тельного щита трансформаторной под станции ТП (рис. 11.11).
Ответвления от главной магистрали к осветительным и силовым щиткам производятся по всей длине магистрали с установкой защитных аппаратов в ме стах ответвлений или в непосредствен ной близости от них. Рабочее и аварийное освещение пи тается от различных магистралей. Ис пользовать для питания освещения вто ричные силовые магистрали не рекомендуется, поскольку во время эксплуата ции возможны их временные отключения и качество напряжения на них не всегда надлежащее. В отдельных случаях вто ричные магистрали могут быть исполь зованы для питания аварийного освеще ния.
Осветительные нагрузки, присоеди нение которых к главной магистрали нецелесообразно (освещение соседних зданий, территории, участков, удален ных от главной магистрали, и т. п.), пи таются по обычной схеме. Для этих це лей на распределительных щитах ТП сохраняется небольшое число линейных выключателей.
При совмещении сетей электроосве щения и силового электрооборудования принципиальные вопросы резервирова ния питания должны быть решены ана логично вышерассмотренным схемам.
Схемы питания сети освещения от силовых вводов приведены на рис. 11.12. В питающих сетях освещения применя ются как магистральные, так и радиаль ные схемы в зависимости от мощности и расположения щитков.
При магистральных схемах питания одной линией рекомендуется питать не более 4-5 щитков, хотя в ряде случаев это число может быть и увеличено: на пример, при малых нагрузках на щитки; на линиях, выполненных шинопровода- ми; для стояков, питающих щитки в мно гоэтажных зданиях, и т. д.
Ограниченность числа защитных ап паратов на распределительных щитах подстанций и их большие номинальные токи в ряде случаев делают необходи мым питание групповых щитков от рас пределительного щита через магистраль ный пункт, на котором происходит раз множение мощного фидера подстанции (рис. 11.13).
Вводы в здания должны быть обору дованы вводным или вводно-распределительным устройством. Для зданий со встроенными или пристроенными под станциями такими устройствами могут служить распределительные щиты под станций, обслуживаемые персоналом по требителя.
Электроустановки организаций, обо собленных в административно-хозяйст венном отношении, но расположенных в одном здании, рекомендуется питать отдельными линиями от вводного или вводно-распределительного устройства
3.5. Групповые питающие сети.
К групповой сети относятся линии от групповых щитков до осветительных приборов. При трехфазной системе с ну левым проводом групповые линии могут быть: двухпроводными (однофазными, рис. 11.14, а, б); трехпроводными (двухфазными, рис 11.14, в); четырехпровод ными (трехфазными, рис, 11.14, г, д).
В каждую фазу групповой линии должно включаться не более 20 штук ЛН, ДРЛ, ДРИ, ДНаТ или 60-100 ЛЛ (в зависимости от мощ ности лампы). При защите предохранителями и од нополюсными автоматами эти числа увеличиваются' для четырехпроводных трехфазных и трехпроводных двухфаз ных линий соответственно в 3 и 2 ра за; для трехфазных трехпроводных ли ний примерно в 1,5 раза. Для линий, питающих многолампо вые люстры, число ламп не ограничива ется.
При питании особо мощных ламп, например ксеноновых 10-20 кВт, на каждую из них устанавливается свой защитный аппарат. Токи защитных ап паратов для таких ламп не ограничива ются.
В ряде случаев токи и число ламп в линии могут определяться рекоменда циями заводов-изготовителей, направ ленными на обеспечение надежной ра боты осветительных устройств (напри мер, рекомендации о присоединении к фазе не менее 15 светильников с люми несцентными лампами 125-200 Вт при специальных схемах зажигания).
При питании групповой линией (группой) существенно большего числа ламп, чем указано выше, на ответвлени ях к отдельным лампам или группам ламп устанавливаются аппараты защи ты.
Аппараты защиты в нулевых прово дах устанавливать запрещается, за иск лючением взрывоопасных помещений класса B-I (см. гл. 1), рис. 11.14, б. Авто маты для трехфазных четырехпровод ных линий могут быть однополюсные и трехполюсные. Последние применяют ся: при необходимости одновременного отключения всех ОП, питаемых группой, когда к трехфазной групповой линии присоединен трехфазный конденсатор для повышения коэффициента мощнос ти; для линий, питающих трехфазные понижающие трансформаторы.
В трехфазных сетях без нейтрали, а также в трехфазных сетях с нулевым проводом при питании ОП линейным напряжением применяются двухпровод ные (двухфазные, рис. 11.15, а) и трех- проводные (трехфазные, рис. 11.15, б) групповые линии, для защиты которых рекомендуются двух- и трехполюсные автоматы.
Переход от двухпроводных двухфаз ных и однофазных линий к трехпроводным двух- и трехфазным, а также к четырехпроводным трехфазным линиям позволяет:
- применить удобные по конструктив ным соображениям сечения проводников (в групповых сетях преимущественно должны быть проводники небольших се чений),
- уменьшить общее число проводни ков, прокладываемых по одной трассе (так, замена трех однофазных линий од ной трехфазной уменьшает число про водников в 1,5 раза);
- уменьшить потери напряжения при том же расходе проводникового матери ала или обеспечить экономию проводни кового материала при той же потере напряжения, что и в двухпроводных ли ниях;
- осуществить распределение светиль ников с газоразрядными лампами меж ду различными фазами сети в целях уменьшения пульсации светового пото ка.
Загрузка фаз в пределах каждого щитка и линии должна быть достаточно равномерной. Распределение групп щит ка и светильников линии по фазам отра жается в проекте. При щитках с однопо люсными автоматами для этих целей, как правило, указывается номер автома та.
3.6. Защита осветительных сетей.
Защита осветительных сетей осуще ствляется аппаратами защиты. Аппара том защиты назы вается аппарат, автоматически отклю чающий защищаемую электрическую цепь при аномальных режимах. К аппа ратам защиты относятся предохраните ли и автоматические выключатели (ав томаты).
Для защиты осветительных сетей наиболее распространены автоматичес кие выключатели. Предохранители име ют ограниченное применение из-за от сутствия производства распределитель ных пунктов и групповых щитков с пре дохранителями. Одним из преимуществ автоматов перед предохранителями яв ляется возможность использования их не только в качестве защитных, но и в каче стве отключающих аппаратов (аппара тов управления).
Для защиты осветительных сетей следует применять автоматы с расцепителями, имеющими обратно зависящую от тока временную характеристику (с возрастанием тока время отключения уменьшается). Автоматы, имеющие толь ко электромагнитный мгновенно дейст вующий расцепитель, для осветительных сетей применять не рекомендуется. Автоматические выключатели, при меняемые для защиты осветительных се тей, имеют следующие, обратно завися щие от тока временные характеристики расцепителей:
- тепловые нерегулируемые;
- комбинированные (тепловые и элект ромагнитные) нерегулируемые,
- комбинированные (тепловые и элект ромагнитные) регулируемые.
Защита электрических сетей от то ков КЗ должна обеспечивать отключе ние аварийного участка с наименьшим временем и по возможности требова ние селективности.
3.7. Заземление осветительных сетей.
Основной мерой защиты от пораже ния электрическим током в осветитель ных установках является заземление или зануление нормально не находящих ся под напряжением металлических ча стей электрооборудования и сетей. В се тях с изолированной нейтралью выпол няется заземление, в сетях с заземлен ной нейтралью зануление.
Заземление или зануление освети тельных установок выполняется:
а) при напряжении у светильников 380 В и выше переменного тока и 440 В постоянного тока во всех освети тельных установках,
б) при напряжении у светильников 380 В и выше переменного тока, а также выше 110 В, но ниже 440 В постоянного тока — только в помещениях с повышен ной опасностью, в особо опасных поме щениях и в наружных установках.
Заземление и зануление не требу ется для осветительных установок с но минальным напряжением до 42 В пере менного тока и 110 В постоянного тока во всех случаях за исключением устано вок со взрывоопасными зонами.
К частям, подлежащим занулению или заземлению в осветительных уста новках, относятся: корпуса светильни ков, понижающих трансформаторов; ап паратов; каркасы распределительных щитков, пунктов, ящиков, шкафов, щит ков управления, металлические конст рукции распределительных устройств, металлические кабельные конструкции, металлические оболочки и броня кабе лей, металлические рукава и трубы электропроводки, кожухи и опорные конструкции шинопроводов, лотки, коро ба, струны, тросы и стальные полосы, на которых укреплены кабели и провода (кроме струн, тросов и полос, по кото рым проложены кабели с заземленной или зануленной оболочкой и броней) и другие металлические конструкции, на которых установлено оборудование; ме таллические корпуса передвижных и пе реносных электроприемников.
Не требуется заземлять или занулять: корпуса электрооборудования, ап паратов и электромонтажных конструк ций, установленных на заземленных (за- нуленных) металлических конструкциях, распределительных и тому подобных устройствах, при условии обеспечения надежного электрического контакта с заземленными или зануленными основа ниями, светильники, установленные на деревянных опорах воздушных линий или на деревянных конструкциях откры тых подстанций; корпуса электроприем ников с двойной изоляцией, отрезки труб металлической защиты кабелей в местах прохода их через стены и перекрытия, протяжные и осветительные коробки электропроводок размером до 100 см2, выполненных кабелями или изолирован ными проводами, прикрепленные к сте нам, перекрытиям и другим элементам строения.
Электрическая часть освещения