凝石生产线粉末间照明及防雷设计毕业设计.doc

I 凝石生产线粉末间照明及防雷设计毕业设计凝石生产线粉末间照明及防雷设计毕业设计 目目 录录 第第 1 1 章章 绪论绪论 1 1 1 工程概述 1 1 2 设计目的 1 1 3 设计原则 1 1 4 设计内容 2 第第 2 2 章章 配电系统设计配电系统设计 3 2 1 负荷分级和供电方案 3 2 1 1 负荷等级确定 3 2 1 2 配电系统的原则 4 2 2 导线和电缆截面的选择原则 4 2 2 1 常用电力电缆的型号及选择原则 4 2 3 常用绝缘导线型号及选择 7 2 4 低压断路器的选择 7 2 5 电力线路的结构和敷设 8 2 5 1 电力线路的结构 8 2 5 2 电力线路的敷设 9 2 6 导线型号及截面的选择 10 2 7 本工程的负荷计算 11 2 7 1 负荷计算的方法 需要系数法 11 2 7 2 单相负荷计算法 12 第第 3 3 章章 电气照明电气照明 16 3 1 电气照明概述 16 3 2 常用照明光源和灯具 17 3 2 1 照明光源 17 3 2 2 灯具类型及选择与布置 19 3 3 照度设计 21 3 3 1 照明的基本要求 21 3 3 2 照明设计要点 21 3 3 3 照明度标准 21 3 3 4 照度均匀度 21 3 3 5 照度计算 22 第第 4 4 章章 电气安全 防雷和接地电气安全 防雷和接地 31 II 4 1 输电线路防雷设计的意义 31 4 2防雷设备 31 4 3 防雷保护 32 4 4 电气装置的接地 33 总总 结结 37 致致 谢谢 38 参考文献参考文献 39 附录附录 1 1 成品库照明平面图 成品库照明平面图 40 1 第第 1 1 章章绪论绪论 1 11 1 工程概述工程概述 本次设计是针对柳州凝石生产线粉末间 成品均花间和原料间的照明及防 雷的电气设计 供配电是以电能 电子 电器设备及电气技术为手段来创造维 持和改善人们居住或工作的生活环境的电 光 声 冷和暖环境的一门跨学科 的综合性的技术科学 它是强电和弱电与具体建筑的有机结合 随着科学技术 的发展和人民生活水平的不断提高 人们对有关供配电 照明 消防 防雷接 地 通信 网络等系统的要求越来越高 使得建筑开始走向高品质 多功能领 域 并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展 工厂电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前 提下 进行工业与民用建筑建筑电气的设计 并满足保障人身 设备及建筑物 安全 供电可靠 电能节约 技术先进和经济合理 1 21 2 设计目的设计目的 1 通过具体的实例工程设计 初步掌握工厂车间电气系统设计的基本方法 和设计步骤 2 更好的将理论实际相结合 更加全面的了解和掌握理论知识 3 了解国家相关电气车间设计标准及规范要求 并在设计中严格遵守认真 执行 4 提高独立解决实际问题的能力 以及对问题的分析能力 1 3 设计原则设计原则 2 1 安全 在电能的供应 分配和使用中 不应发生人身事故和设备事故 2 可靠 应满足用电设备对供电可靠性的要求 3 优质 应满足用电设备对电压和频率等供电质量的要求 4 经济 供配电应尽量做到投资少 年运行费低 尽可能减少有色金属消 耗量和电能损耗 提高电能利用率 1 4 设计内容设计内容 本论文主要阐述了凝石生产粉末间 成品均花间和原料间照明及防雷等各 方面系统的设计理论依据 原则和方法以及设计选择的结论等 本论文主要阐 述了该生产线电气设计的设计依据 原则和方法及设计选择的结论等 论文共 包括四大章内容 前二章主要包括绪论及配电系统设计 第三章主要为照明系 统设计 第四章介绍防雷设计 1 第二章为配电系统设计 主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求 负荷计算以及配电方式等内容的相关原理 原则 方法等 并用单位容量法进 行了负荷计算 确定各个系统负荷的容量 计算电流 以此选择出了断路器 导线 并依据 民用建筑电气设计规范 对负荷进行了分类 针对不同级别负 荷及负荷大小采取了不同的配电方式 同时对动力设备进行了负荷计算 配电 箱设计 本部分设计出图 1 张及配电系统图 2 第三章为照明系统设计 主要说明光源 灯具选择 照度计算 一般照 明等内容 并用单位容量法进行照度计算 选择出各个房间合适的灯具数量 按照供电半径不超过 30 米的原则进行了照明平面设计 设计出各个供电回路 及相对应的配电箱 3 第四章为防雷设计 主要介绍防雷 接地和电气安全 最后根据本工程 实际情况确定接地保护的类 第第 2 2 章章 配电系统设计配电系统设计 3 2 12 1 负荷分级和供电方案负荷分级和供电方案 2 1 12 1 1 负荷等级确定负荷等级确定 电气负荷 按其对供电可靠性的要求及中断供电在政治 经济上的重要性 或用电设备对供电可靠性的要求 分为三级 一级负荷 二级负荷 三级负荷 一级负荷 中断供电在政治和经济上造成重大损失者 一级负荷应由两个 电源供电 两个电源的要求是 1 两个电源间无联系 2 两个电源间有联系 但符合下列要求 1 发生任何一种故障时 两个电源的任何部分应不致同 时受到损坏 2 发生任何一种故障且保护装置正常时 有一个电源不中断 供电 并且在发生任何一种故障且主保护装置失灵以至两电源均中断供电后 应能在有人值班的处所完成各种必要操作 迅速恢复一个电源供电 二级负荷 中断供电在政治和经济上造成较大损失者 二级负荷应尽量做 到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电 或中断后能迅 速恢复 因此当地区供电条件允许且投资不高时 二级负荷宜由两个电源供 电 在负荷较小或地区供电条件困难时 二级负荷可由 6kv 及以上专用架空线 供电 如采用电缆时 应敷设备用电缆并经常处于运行状态 二类高层民用建 筑有自备发电设备时 当采用自动启动有困难时 可采用手动启动装置 三级负荷 对中断供电没有特殊要求 凡不属于一级 二级负荷者均为三 级供电负荷 三级负荷的供电应设有两台变压器 一用一备 该生产线粉末间负荷等级应该为三级负荷 照明负荷电压等级为 220V 该 粉末间 成品均花间和原料间进线电源为 380V 照明部分照度标准参照国标 照明设计规范 2 1 22 1 2 配电系统的原则配电系统的原则 配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要求 配电系统以三级保护 为宜 系统结构不宜复杂 配电线路或配电室及配电箱应设置在负荷中心 以 最大限度地减小导线截面 降低电能损耗 同一用电设备性质相同或接近 应 4 有同一线路供电 不同性质的用电设备应有不同支路的线路供电 在供电线路中 如果安装有冲击负荷大的用电设备 应有单独支路供电 由单 相负荷分配不均匀所引起的中性线电流 不得超过额定电流的 25 每一相的 电流在满载时不得超过额定电流值 在配电系统中的配电柜 箱应留有适当的 备用回路 选择导线截面也应适当留有余量 高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统 配电设备中的 主要部分是干线 现代建筑的竖井多采用插接式母线槽 多采用全塑电缆与竖 井母干线联接 每层楼竖井设层间配电小间 层间配电箱经插接自动空气开关 从竖井母干线取得电源 当层数较多负荷数较大时 一般按层数分区供电 或 将变压器分散设在地下层 中间层或最顶层 在本次设计中低压配电系统各级开关均采用自动空气开关 断路器 设置瞬 时 短延时 长延时三级过流保护装置 各级自动空气开关的保护整定 应注 意选择性配合 防止越级跳闸 2 22 2 导线和电缆截面的选择原则导线和电缆截面的选择原则 2 2 12 2 1 常用电力电缆的型号及选择原则常用电力电缆的型号及选择原则 1 常用型号及选择原则 1 塑料绝缘电力电缆 该种电力电缆结构简单 重量轻 抗酸碱 抗腐 蚀 敷设安装方便 并可敷设在较大高落差或垂直 倾斜的环境中 有逐步取 代油浸纸绝缘电缆的趋向 常用的有两种 聚氯乙烯绝缘及护套电缆 已达 10kv 电压等级 和交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆 已达 110kv 电压等级 交联聚乙烯绝缘电缆允许发热温度高 允许载流大 2 油浸纸滴干绝缘铅包电力电缆 可用于垂直或高度落差 敷设在室内 电缆沟 隧道或土壤中 能承受机械压力 但不能承受大的压力 电缆类别代号 Z 油浸纸绝缘电力电缆 V 聚氯乙烯绝缘电力电缆 YJ 交联聚乙烯绝缘电力电缆 5 X 橡皮绝缘电力电缆 导线材质代号 L 铝导线 LH 铝合金导线 T 铜导体 TR 软铜导体 内护套代号 Q 铅包 L 铅包 现不生产 V 聚氯乙烯护套 特征代号 P 滴干式 D 不滴干式 F 分相铅包式 外护套代号 02 聚氯乙烯套 03 聚乙烯套 20 裸钢带铠装 22 钢带铠装 30 裸细圆钢丝铠装 40 裸细圆钢丝铠装 根据以上电缆型号介绍 本设计粉末间 成品均花间和原料间选用的电缆 型号是 YJV22 1KV 即采用的是交联聚乙烯绝缘电力电缆 聚氯乙烯护套 裸 钢带铠装 钢带铠装 线电压为 1 KV 的电力电缆 2 导线和电缆截面的选择必须满足安全 可靠和经济的条件 1 按允许载流量选择导线和电缆截面 2 按允许电压损失选择导线和电缆截面 3 按经济电流密度选择导线和电缆截面 4 按机械强度选择导线和电缆截面 本设计车间照明中导线和电缆截面依据允许载流量进行选择 本次设计中 的成品均化间的导线采用的是铜芯聚氯乙烯绝缘导线 管径为 15mm 以下表 2 1 为聚氯乙烯绝缘及护套电力电缆允许载流量 电缆额定电压1kv6kv 6 表 2 1 聚氯乙烯绝缘及护套电力电缆允许载流量 A 表 2 2 绝缘导线明敷时的允许载流量 最高允许温度 65 C 0 15 C 地下直 0 埋 25 C 空气中 0 敷设 15 C 地下直 0 埋 25 C 空气中 0 敷设 敷设方式 截面 2 mm 铜芯铝芯铜芯铝芯铜芯铝芯铜芯铝芯 2516 41333023 53423930 7157524070545643 9475705491717356 124999473117929573 1601201199214811611890 195147149115184143148114 237181184141223171181143 285215226174265208218168 325244260201302238251194 364280301231345272290223 3 2 5 3 4 3 6 3 10 3 16 3 25 3 35 3 50 3 70 3 95 3 120 3 150 410316345266389308333256 橡皮绝缘导线聚氯乙烯绝缘导线 BLX BBLX 铝芯BX BBX 铜芯BLV 铝芯BV BVR 铜芯 芯面截面 mm 2 2530253025302530 2 52725353225233229 43532454232294239 64542585442395551 106560857959557570 1608579110102807410598 25711010214513510598138129 35138129180168130121170158 7 2 32 3 常用绝缘导线型号及选择常用绝缘导线型号及选择 建筑物或车间内采用的配电线路及从电杆上引进户内的线路多为绝缘 导线 绝缘导线的线芯的材料有铝芯和铜芯两种 绝缘导线的外皮的绝缘 材料有塑料绝缘与橡胶绝缘 塑料绝缘的绝缘性能良好 价格低 可节约 橡胶与棉纱 在此设计中 车间室内敷设可中取代橡胶绝缘导线 常用的 塑料绝缘导线型号有 BLV BV BLVV BVV BVR 型号中的 B 就代表导线 V 就代表聚氯乙烯 R 代表软导线 L 代表铝芯 铜芯不表示 例如 BV 就 代表铜芯聚氯乙烯绝缘导线 BVR 就代表铜芯聚氯乙烯绝缘软导线 BVV 表 示铜芯聚氯乙烯护套聚氯乙烯绝缘导线 本次设计粉末间 成品均花间和原料间的导线采用的是 BV 500 的额 定电压为 500 的铜芯聚氯乙烯绝缘导线 2 42 4 低压断路器的选择低压断路器的选择 低压断路器 低压断路器又称自动开关 它是一种既有手动开关作用 又能自动进行失压 欠压 过载 和短路保护的电器 它可用来分配电能 不频繁地启动异步电动机 对电源线路及电动机等实行保护 当它们发生严 重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路 其功能相当于熔断器式 开关与过欠热继电器等的组合 而且在分断故障电流后一般不需要变更零部 件 一获得了广泛的应用 在选择低压断路器时应满足下列条件 1 低压断路器的型号及操作机构形式应符合工作环境 保护性能等方面 的要求 2 低压断路器的额定电压应不低于装设地点线路的额定电压 3 低压断路器的额定电流不小于它所能安装的最大脱扣器的额定电流 4 低压断路器的短路断流能力应不小于线路中最大三相短路电流 对万能式 DW 型 断路器 其分断时间在 0 02s 以上时 有 式 2 5 3 ocK II 50175163230215165154215201 8 对塑壳式 DZ 型或其他型号 断路器 其分断时间在 0 02s 以下时 有 式 2 6 3 shoc II 或 式 2 7 3 ocsh ii 依据断路器的选择原则 本设计中粉末间 成品均花间和原料间的低压断 路器均选用型号为 C65N 的断路器 即选择 C65N 2P 16A 其中 N 表示分段能 力为 6000A 2P 表示两级 即可接两火线 或一火线一零线 16A 表示额定电 流为 16A 2 52 5 电力线路的结构和敷设电力线路的结构和敷设 2 5 12 5 1 电力线路的结构电力线路的结构 电缆线路由电力电缆和电缆头组成 电力电缆由导体 绝缘层和保护层组成 本设计中车间的导体是由多股铜 线搅合而成 便于弯曲 保护层是用来保护绝缘层 使其密封并把持一定的机 械强度 以承受电缆在运输和敷设时所受的机械力 且防止潮气进入 2 5 22 5 2 电力线路的敷设电力线路的敷设 1 电缆线路的敷设 电缆线路的常用敷设的方式有一下几种 1 直接埋地敷设 2 电缆沟敷设 3 电缆排管敷设 4 电缆沿墙敷设 5 电缆桥架敷设 2 在本次设计中敷设电缆需遵循的原则 1 电缆类型要符合所选敷设方式的要求 2 如果敷设条件许可 可给电缆考虑 1 5 2 的长度余量 作为检修时 备用 9 3 电缆敷设的路径要力求少弯曲 弯曲半径与电缆外经的倍数关系应符 合有关规定 4 不允许在煤气管 天然气管及液体燃料管的沟道中敷设电缆 一般不 要在热力管道的明沟或隧道中敷设电缆 特殊情况时可允许少数电缆放在 热力管道沟道的另一侧或热力管道的下面 但必须保证不致使电缆过热 允许在水管或通风管的明沟或隧道中敷设少数电缆 或电缆与之交叉 5 电缆的金属外皮 金属电缆头及保护钢管和金属支架等 均应可靠接 地 在本次设计中生产车间的照明管线均采用 BV 500 导线穿 G5 管沿桥架 或墙壁控制室暗敷设 其他位置明敷设 在适当位置增加分线盒 电缆延 强辐射方式是要在墙上预埋铁杆 预设固定支架 电缆沿墙敷设在支架上 其结构简单 维修方便 但积灰严重 且不够美观 电缆桥架敷设在电缆 桥架内 电缆桥架装置由支架 盖板 支臂和线槽等组成的 本次设计的 粉磨车间照明采用的电缆桥架敷设 客服了电缆沟敷设是存在的积水 积 灰 易损坏等缺点 改善了运行条件 且具有占用空间小 投资少 建设 周期短 便于采用全塑电缆和工厂系列生产等优点 因此 在本次设计中 被使用 敷设方式及部位的文字代号见表 2 4 表 2 4 线路敷设方式及部位的文字代号 线路敷设方式的文字代号敷设部位的文字代号 敷设方式代号敷设方式代号敷设部位代号 直接埋地敷设DB用钢索敷设M沿梁AB 电缆沟敷设TC穿焊接钢管敷设SC沿柱AC 电缆桥架敷设CT穿电线管敷设MT沿屋架或跨屋桥BE 混凝土排管敷 设 CE穿硬塑料管敷设PC 沿顶棚 天花板 CE 塑料线槽敷设PR 穿阻燃塑料管敷 设 PVC墙内敷设WC 金属线槽敷设MR穿金属软管敷设CP 地面或地板内敷 设 FC 10 瓷瓶敷设K 穿聚乙烯塑料波 纹电线管敷设 KPC吊顶内敷设SCE 2 62 6 导线型号及截面的选择导线型号及截面的选择 1 导体材料的选择 从节能角度 为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗 要求减少导体 的电流阻抗则使用铜比铝好 本设计中所有导线电缆全部选用铜芯线 2 导线绝缘及护套材料的选择 塑料绝缘导线 其绝缘性能好 制造工艺简单 价格比较便宜 无论明敷 或穿管都可替代橡皮绝缘线 但其气温适应性较差 低温时易变脆 高温易挥 发 由于民用建筑主要由低压供配电线路供电 所以导线截面的选择主要采用 发热条件计算法和电压损失计算法 3 中性线截面的选择 三相四线制系统中的中性线 要考虑不平衡电流和零序电流以及谐波电流 的影响 1 一般三相四线制系统中的中性线截面应不小于相线截面的一半 2 有三相四线制引出的两相三线制和单相线路 因中性线电流和相线 电流相等 故中性线截面和相线截面相同 3 如果三相四线制线路的三次谐波电流相当突出 该谐波电流回流过 中性线 此时中性线截面应不小于相线截面 遵循以上原则 本设计中各中性线截面是相线截面的一半 4 保护线截面的选择 保护线截面要满足短路热稳定的要求 按 GB50054 95 低压配电设计规范 规定 1 当相线截面小于 16mm2时 保护线截面应不小于相线截面 2 当相线截面不大于 35mm2且大于 16mm2时 保护线截面应不小于相线截 面 3 当相线截面大于 35mm2时 保护线截面应不小于相线截面的一半 11 本设计中 根据 全国民用建筑工程设计技术措施 当相线截面不大于 35mm2时 各保护线截面和相线截面相同 当相线截面大于 35mm2时 各保护线 截面至少为相线截面的一半 导线都选择的 BV 型 2 72 7 本工程的负荷计算本工程的负荷计算 2 7 12 7 1 负荷计算的方法负荷计算的方法 需要系数法需要系数法 式 2 1 式 2 2 式 2 3 式 2 4 式中 总设备功率 单位为 e PkW 需要系数 d K 有功计算负荷 单位为 c PkW 无功计算负荷 单位为 c Qvark 视在计算负荷 单位为 c SKVA 电气设备功率因数角的正切值 tg 电气设备额定电压 单位为 n UKV 计算电流 单位为 c IA 2 7 22 7 2 单相负荷计算法单相负荷计算法 在用户企业中 除了广泛使用三项用电设备外 还有一些单项设备 如照 明 电热 电焊等 单向设备应尽可能地均匀分布在三项上 以使三项负荷保 持平衡 因此单项负荷的计算原则如下 三项线路中单相设备的总容量不超过三相总容量的 15 时 单相设备可按 三相负荷平衡计算 三项线路中单相设备的总容量超过三相总容量的 15 时应把单相设备容量 换算成为等效三相设备容量 再算出三相等效计算负荷 cos 3 cde cc cc c c N PK P QPtg SP S I U 12 1 单相设备组的等效三相设备容量 1 单相设备接于相电压时的等效三相设备容量为 式 2 5 3ee mPP 式中 为最大负荷相所接的单相设备容量 e mP 2 单相设备接于线电压时的等效三相设备容量为 式 2 6 3e e PP 式中 为单相设备的设备容量 eP 图 2 1 成品照明系统图 该成品系统照明图中有 7 条线路 即 N1 N2 N3 N4 N5 N6 和 N7 1 以成品系统照明图照明为例 系统图见图 2 1 成品系统照明图 根据上图 可得知 1 082 03 08 e Pkw U 相 1 4 1 8 3 2 e PkwV相 33 3 29 6e m e WPkw W 相 15 991cos0 90 48 ex PKWKtg 13 1 15 9915 99 ecde PPK PKW 有功计算功率 15 99 0 487 68 cc QPtgkar 无功计算功率 cos15 990 917 77 cc SPKVA 视在计算功率 17 7730 3846 64 3 c c N S IA U 计算电流 以下为成品照明系统图中的支路 N2 加以介绍 本图对应的是成品系统中的支路 N2 该支路的照明容量是 1 06KW 照明 管线均采用 BV 500 采用的是 C65N 型号的断路器 及选择 C65N 2P 16A 其 中 N 表示分段能力为 6000A 2P 表示两级 即可接两火线 或一火线一零线 16A 表示额定电流为 16A 控制室使用的是双管荧光灯 2 40W 其型号为 YJ2 2 包装间使用的是防水防尘灯 1 100W 其型号 FYGC11 F 1 防水防尘灯可 以防止潮气的侵蚀 和防止尘埃落入其上 使其能正常高效地使用 防水防尘 14 灯又叫做防爆油站灯 主要用在油站 油库等场所 以下为成品照明系统图中的支路 N4 加以介绍 本图对应的是成品系统中的支路 N5 照明容量是 0 9KW 其房间内使用的 是防水防尘灯 其型号 FYGC11 F 1 功率为 100W 该房间高度为 3m 照明管线 均采用 BV 500 采用的是 C65N 型号的断路器 即选择 C65N 2P 16A 15 第第 3 3 章章 电气照明电气照明 电气照明是供配电系统中不可缺少的组成部分 实践和实验都证明 照明 设计是否合理 将直接影响到生产产品的质量和劳动生产率及工作人员的视力 健康 因此电气照明的合理设计将对工业生产具有十分重要的意义 电气照明 设计的基本原则主要是实用 经济 安全 美观 根据这一原则 在进行照明 设计时 应根据视觉要求 作业性质和环境条件 使工作区或空间获得 良好 的视觉功效 合理的照度和显色性 适宜的亮度分布以及舒适的视觉环境 在 确定照明方案时 应考虑不同类型建筑对照明的特殊要求 处理好电气照明与 天然采光的关系 合理使用建设资金与采用节能光源高效灯具等技术经济效益 的关系 要求我们设计时要正确选择照明方式 光源种类 灯泡功率 灯具数 量 形式与光色 防止人与光环境之间失去协调性 3 13 1 电气照明概述电气照明概述 照明分为自然照明和人工照明 而电气照明是人工照明中应用范围最广的 一种照明方式 1 照明方式 明可分为一般照明 局部照明和混合照明 16 一般照明 为照亮整个场所而设备的均匀照明 局部照明 特定视觉工作用的 为照亮某个局部而设置的照明 混合照明 由一般照明与局部照明组成的照明 2 照明种类 照明按其用途可分为工作照明 事故照明 值班照明 警卫照明和障碍照明等 警卫照明 在夜间为改善对人员 财产 建筑物 材料和设备的保卫 用于警 戒而安装的照明 障碍照明 为保障航空飞行安全 在高大建筑物和构筑物上安装的障碍标志灯 值班照明 非工作时间 为值班所设置的照明 工作照明 正常工作时的室内外照明 事故照明 正常按照熄灯后供工作人员暂时继续作业和疏散人员使用的照明 在本次设计中粉末间 成品均花间和原料间的照明方式为一般照明 照明 种类采用工作照明 3 23 2 常用照明光源和灯具常用照明光源和灯具 3 2 13 2 1 照明光源照明光源 在照明工程中使用的各种光源根据其工作原理 构造等特点加以分类 根 据光源的工作原理可分为两大类 一类是热辐射光源 如白炽灯 碘钨灯 另 一类是气体放电光源 如氙灯 钠灯等 气体放电光源按放电形式又可分为辉 光放电 如霓虹灯 和弧光放电 如荧光灯和钠灯 1 光源的选择 照明光源宜采用荧光灯 节能灯 白炽灯 高强气体放电灯 选择光源选择考虑以下几点 1 对光源显色性要求高 开关频繁 禁止电磁干扰等场所 采用白炽灯 或碘钨灯 2 对于照度要求高 被照面积大的室外场所 采用管型氙灯或金属碘钨 灯 3 灯具悬挂高度在 4m 以下 适宜采用荧光灯 灯具悬挂高度 4m 以上 17 可采用高强气体放电灯 4 对光源显色性要求不高的场所 优先采用分辨率高 透雾性好的高压 钠灯 5 因频闪效应影像视觉效果的场所 不宜使用气体放电灯 6 当一种光源不能满足光色或显色性要求时 宜采用两种或多种光源的 混合照明 以保证较好的发光效率和光色 根据以上条件 本设计中的成品均化间 原料间灯具悬挂高度 4m 都涉 及到的双管荧光灯的使用 壁灯 防水防层灯 防水圆球灯 荧光灯是利用汞 蒸气在外加电压作用下产生电弧放电 发出少许可见光和大量紫外线 紫外线 又激励管内壁涂覆的荧光粉 使其再发出大量的可见光 二者混合光色接近白 色 由于荧光灯是低压气体放电灯 工作在弧光放电区 此时灯管具有负的 伏 安特性 当外电压变化时工作不稳定 为了保证灯管的稳定性 利用镇流 器的 正 伏安特性来平衡灯管的负伏安特性 又由于灯光工作时会有频闪 效应 所以在有所旋转电机的车间里使用荧光灯时 要设法消除频闪效应 所 以在一个灯具内安装 2 到 3 根灯光 每根灯光必须接到不同的线路上 常用照 明光源的主要技术特性见下表 供我们对照比较 常用照明光源的主要技术特 性见表 3 1 表 3 1 常用照明光源的主要技术特性比较 特性参数白炽灯卤钨灯荧光灯高压钠灯 金属卤化物 灯 管型氙 灯 额定功率 w 15 10005500 20006 125100 1000125 3500 1500 10 0000 发光效率 lm w 10 1520 2540 9090 10060 9020 40 使用寿命 h 100015002000 3000300020001000 色温 k 2400 29203000 32003000 65002000 40004500 7000 5000 60 00 一般显色 指数 97 9995 9970 8020 2565 8590 94 18 2 各种照明光源的主要技术特性 光源的主要技术特性有光效 寿命 色温等 有时这些技术特性是相互矛 盾的 在实际选用时 一般先考虑光效高 寿命长 其次再考虑显色指数 启 动性能等次要指标 3 2 23 2 2 灯具类型及选择与布置灯具类型及选择与布置 1 常用灯具的类型 灯具的结构特点分类 1 开启型 光源与外界空间直接接触 无罩 如 GC3 A B 1 光照型工厂 灯 2 闭合型 灯罩将光源包合起来 但内外空去仍能自由流通 如 DJJ1 1 圆 球吊灯 3 封闭型 灯罩固定处加以一般封闭 内外空去仍有限流通 如投光灯 4 密闭型 灯罩固定处加以严密封闭 内外空气不能流通 如 GC33 防潮灯 5 防爆型 灯罩及其固定处均能承受要求的压力 符合 防爆电器设备制 造检验规程 的规定 能安全使用在有爆炸危险性介质的场所 防爆型又分为 隔爆型 如 B3e 1 30 隔爆式荧光灯 和安全型两种 2 照明灯具选择 照明灯具选择要考虑以下几个方面 1 照度满足要求 2 灯具的种类与使用的环境相匹配 启动稳定 时间 瞬时瞬时1 3s4 8min4 8min瞬时 再启动时 间间隔 瞬时瞬时瞬时10 15min10 15min瞬时 功率因数110 33 0 520 440 4 0 60 4 0 9 电压波动 5 Un 低于 5 自 灭 5 Un 5 Un 频闪效应无无有有有有 19 3 安装高度适当 4 经济性原则 根据以上内容 在本设计过程中 成品均化间的生产线包装间采用的是采 用的是防水防尘灯 FYGC11 F 1 1 100W 控制室中采用的是双管荧光灯 YG2 2 2 40W 粉末间采用的是壁灯 FMB326 1 60W 原料间中的皮带 通廊采用的是防水防尘灯 FYGC11 F 1 1 100W 烘干间和原料库使用的是 防水防尘灯 GC9 C 1 1 100W 防水防尘灯属于密闭型 用于多水多层的场 合 工厂灯属于开启型 用于工厂车间照明 防水圆球灯属于密闭型 用于办 公室 阅读室 走廊等处的照明 3 灯具的布置 灯具的布置就是确定灯的空间位置 直接决定工作面的亮度 光通量的均 匀性 眩光 光的投射方向 亮度分布 环境的阴影 使用的安全性和耗电量 等 一般照明的布置通常有两种 即均匀布置和选择布置 均匀布置 是使灯具在一定的平面内或空间内均匀分布相同的灯具 在要 求照度均匀 阴影少 对眩光有较高限制的场合都采用均匀布灯 如发光顶棚 等 选择布置 是指根据环境内不同区域对照度要求不同或追求艺术效果而设 置不同的灯具 如办公室的台灯 卧室的壁灯 车间的工作灯等 采用这种布 灯方式可以减少设施投资又可获得较好的照明效果 表 3 2 室内一般照明灯具距离地面的最低悬挂高度 光源种类灯具形式灯泡容量 W 最低离地悬挂高度 m 100 及以下2 5 150 2003 0 300 5003 5 带反射罩 5004 0 100 及以下2 0 150 2002 5 白炽灯 乳白玻璃漫射 罩 300 5003 0 荧光灯无罩40 及以下2 0 高压汞灯带反射罩250 及以下5 5 20 400 及以上6 0 2506 0 高压钠灯带反射罩 4007 0 4006 0金属卤化物 灯 带反射罩 1000 级以上14 0 以上 3 33 3 照度设计照度设计 3 3 13 3 1 照明的基本要求照明的基本要求 1 对照明的要求 主要是由照明环境内所从事的活动决定的 最重要的是 根据视觉工作地性质使工作面上获得良好的视觉条件 2 一个良好的照明设计应做到保证照明质量 节约能源 经济合理 安全 可靠 便于管理和维护 3 3 23 3 2 照明设计要点照明设计要点 1 对于办公室照明 为提高可见度和有利于节能 应尽量将灯光集中于 工作区内 2 对于门厅 楼梯 走廊等场所 照明主要是导向作用和保证安全 这 些场所的垂直照度比水平照度更为重要 3 3 33 3 3 照明度标准照明度标准 照明度是决定照明效果的重要指标 在一定范围内 照明增加会使视觉能 力提高 同时使经济性下降 所以 为了创造良好的工作环境 提高劳动生产 率 保护职工健康 办公工作场所及其他活动环境的照明必须有足够的照度 对一般生产车间和办公工作场所工作面上的照度值可按表 3 1 确定最低照度值 21 lb blh RCR RC 5 3 3 43 3 4 照度均匀度照度均匀度 为使整个房间具有在相同环境条件下具有同等的照明水平 一般照明均匀 度为 0 75 3 3 53 3 5 照度计算照度计算 照度计算的目的 是根据所需要的照度值和其他已知条件 灯具形式和灯 具布置 房间各个方向的反射条件以及灯具和房间的污染情况等 来决定灯泡 的容量和灯具的数量 或在照明灯具形式 布置和光源容量都正确的情况下 计算某点的照度值 照度计算的方法有利用系数法 单位容量法 查概曲线法 逐点计算法等 各种计算方法只能做到基本准确 因各种参数不精确 计算结果有 20 10 的 误差时允许的 本工程用利用系数法计算 1 计算步骤 1 根据灯具的布置 确定室空间高度 h 2 计算室空间比 RCR 3 确定反射系数 4 确定利用系数 5 确定布置灯具的光通量 6 确定减光系数 K 7 计算平均照度和实际平均照度 av E av E 2 计算公式 室空间比计算公式 式 3 1 式中 hCR为是空间高度 l 为房间长度 b 为房间宽度 工作面上的平均照度 S n Eav 22 S Kn Eav 式 3 2 式中 n 为灯的个数 S 为受照工作面面积 工作面上的实际平均照度 式中 K 为减光系数 式 3 3 表 3 3 减光系数表 环境污 染特征 类别 灯具每年 擦洗次数 减光 系数 清洁 仪器仪表的装配车间 电子元器件的装 配车间 实验室 办公室 设计室 2 0 8 一般机械加工车间20 7 污染严 重 锻工车间 铸工车间 碳化车间 水泥 厂球磨车间 30 6 室外道路及广场20 7 表 3 4 顶棚 地面和墙壁的反射系数近似值 反射面情况 反射系数 大白粉刷的墙 顶棚 白窗帘70 大白粉刷的墙 深窗帘或没窗帘 大白粉刷的顶棚 房屋潮 湿 未刷白的墙和顶棚 但洁净光亮 50 水泥墙壁 顶棚 有窗子 木墙 木顶棚 有浅色墙纸的墙 和顶棚 水泥墙面 30 灰尘较多的墙地面 顶棚 无窗帘的玻璃窗 有深色墙纸的 墙 顶棚 未粉刷的墙 广漆 沥青 100 表 3 5 GC1 A B 1 型配照灯 150W 的利用系数表 最大距 高比 1 25 23 表 3 6 不带反射罩荧光灯单位面积安装功率 W 荧光灯照度 lx 计算高度 m 房间面积 m2 305075100150200 10 153 96 59 81319 526 15 253 45 68 411 116 722 2 25 503 04 97 39 714 619 4 50 1502 64 26 38 412 616 8 150 3002 33 75 67 411 114 8 2 3 300 以上2 03 45 16 710 113 4 10 155 99 814 719 629 439 2 15 204 77 811 715 623 431 23 4 20 304 06 71013 32026 6 顶棚反射 系数 7050300 墙壁反射 系数 50 30 1050 30 1050 30 100 10 77 0 73 0 690 67 0 64 0 610 58 0 55 0 530 42 20 65 0 60 0 550 57 0 52 0 490 49 0 47 0 420 33 30 57 0 50 0 450 50 0 44 0 400 43 0 39 0 350 27 40 50 0 43 0 380 44 0 38 0 330 38 0 33 0 300 23 50 44 0 37 0 310 38 0 32 0 280 33 0 28 0 250 19 60 39 0 32 0 270 34 0 28 0 240 30 0 25 0 210 16 70 35 0 28 0 230 31 0 25 0 210 26 0 22 0 180 14 80 31 0 25 0 200 27 0 22 0 180 24 0 19 0 160 12 90 28 0 22 0 170 24 0 19 0 150 22 0 17 0 140 10 100 26 0 19 0 150 23 0 17 0 130 20 0 15 0 120 09 24 30 503 45 78 511 31722 6 50 1203 04 97 39 714 619 4 120 3002 64 26 38 412 616 8 300 以上2 33 85 77 511 214 9 表 3 7 广照型防水荧光灯单位面积安装功率 荧光灯照度 lx 计算高度 m 房间面积 m2 510152030 10 154 881113 719 6 15 253 96 79 111 616 2 25 503 25 97 810 313 6 50 1502 84 96 68 610 8 150 3002 34 05 67 09 0 2 3 300 以上2 23 65 06 08 0 10 156 511 515 32027 15 205 09 312 41620 5 20 304 07 810 112 616 5 30 50 50 120 3 2 2 8 6 2 5 1 8 0 6 8 10 4 8 5 14 1 12 1 120 3002 44 25 47 010 2 3 4 300 以上2 03 64 36 08 5 1 粉末间的照度计算 粉末间长为 16 5m 宽为 4m 空间高度为 3m 采用双排防水荧光灯管 2 40W 做照明 顶棚有效反射比为 50 墙壁的有效反射比为 30 照 c 度标准为 300lx 1 确定布置方案 粉末间的面积为 16 5 4 66 照度标准为 300lx 根据表 3 6 可知单位 面积安装功率为 8 4 W 则灯具安装个数为 25 40 53 5rchm 则实际安装个数应为 7 个 查表 3 5 可知 该种灯具的最大距高比为 1 25 即 l 1 25 则灯具 RC h 间的合理距离为 1 251 25 3 55 38 RC lhm 该布置方案的实际灯距为 5 555 38lmm 满足要求 2 用利用系数法计算照度 1 计算室空间比 RCR 2 确定利用系数 查表 3 2 可知 50 30 RCR 1 时 c w 0 65 50 30 RCR 2 时 0 55 运用插入法可知 c w 50 30 RCR 1 96 时 0 64 c w 3 确定布置灯具的光通量 查表 3 3 可知 PAK TLP36W 765X2 双管荧光灯 2 40W 光通量 4100lm 4 确定减光系数 查表 4 1 可知 粉末间的减光系数 K 1 4 5 计算平均照度 6 计算实际平均照度 计算结果满足设计照度要求 粉末间灯具布置方案如图 3 8 所示 55 3 516 54 1 2 16 5 4 RC hlb RCR lb 0 64 7 4100 320 16 5 4 av n Elx S 0 64 1 4 7 4100 448 16 5 4 n av K Elx S 26 图 3 8 粉末间灯具布置方案图 2 生产线包装间的照度计算 生产线包装间长为 8m 宽为 7m 空间高度为 3m 采用双排防水荧光灯管 1 100W 做照明 顶棚有效反射比为 50 墙壁的有效反射比为 30 照 c 度标准为 300lx 1 确定布置方案 生产线包装间的面积为 8 7 56 照度标准为 300lx 根据表 3 6 可知 单位面积安装功率为 8 4 W 则灯具安装个数为 30 52 5rchm 则实际安装个数应为 7 个 查表 3 5 可知 该种灯具的最大距高比为 1 25 即 l 1 25 则灯具 RC h 间的合理距离为 1 251 25 2 53 13 RC lhm 该布置方案的实际灯距为 3 333 13lmm 满足要求 2 用利用系数法计算照度 1 计算室空间比 RCR 2 确定利用系数 55 2 578 3 4 7 8 RC hlb RCR lb 27 查表 3 2 可知 50 30 RCR 1 时 c w 0 65 50 30 RCR 2 时 0 55 运用插入法可知 c w 50 30 RCR 1 96 时 0 64 c w 3 确定布置灯具的光通量 查表 3 3 可知 PAK TLP36W 765X2 双管荧光灯 2 40W 光通量 4100lm 4 确定减光系数 查表 4 1 可知 粉末间的减光系数 K 1 4 5 计算平均照度 6 计算实际平均照度 计算结果满足设计照度要求 生产线包装间灯具布置方案如图 3 9 所示 图 3 9 生产线包装间灯具布置方案图 3 成品库的照度计算 成品库长为 72m 宽为 40m 空间高度为 4m 工厂灯 200W 做照明 顶 棚有效反射比为 50 墙壁的有效反射比为 30 照度标准为 300lx c 1 确定布置方案 成品库的面积为 72 40 2880 照度标准为 300lx 根据表 3 6 可知单 位面积安装功率为 8 4 W 则灯具安装个数为 0 64 7 4100 328 7 8 av n Elx S 0 64 1 4 7 4100 459 7 8 n av K Elx S 28 40 53 5rchm 则实际安装个数应为个 340 查表 3 5 可知 该种灯具的最大距高比为 1 25 即 l 1 25 则灯具 RC h 间的合理距离为 1 251 25 3 55 38 RC lhm 该布置方案的实际灯距为 5 555 38lmm 满足要求 2 用利用系数法计算照度 1 计算室空间比 RCR 确定利用 2 系数 查表 3 2 可知 50 30 RCR 1 时 c w 0 65 50 30 RCR 2 时 0 55 运用插入法可知 c w 50 30 RCR 1 96 时 0 64 c w 3 确定布置灯具的光通量 查表 3 3 可知 PAK TLP36W 765X2 双管荧光灯 2 40W 光通量 4100lm 4 确定减光系数 查表 4 1 可知 成品库的减光系数 K 1 4 5 计算平均照度 6 计算实际平均照度 计算结果满足设计照度要求 成品库的灯具布置方案如图附录 1 55 3 57240 0 2 72 40 RC hlb RCR lb 0 64 340 4100 288 72 40 av n Elx S 0 64 1 4 340 4100 403 72 40 n av K Elx S 29 第第 4 4 章章 电气安全 防雷和接地电气安全 防雷和接地 4 14 1 输电线路防雷设计的意义输电线路防雷设计的意义 输电线路是电力系统的大动脉 它将巨大的电能输送到四面八方 是连接 各个变电站 各重要用户的纽带 输电线路的安全运行 直接影响到了电网的 稳定和用户的可靠供电 因此 输电线路的安全运行在电网中占据举足轻重的 30 地位 是实现 强电强网 的需要 也是向工农业生产 广大人民生活提供不 间断电力的需要 4 24 2防雷设备防雷设备 防雷装置是接闪器 避雷器 引下线和接地装置等的总和 要保护建筑 物等不受雷击损害 应有防御直击雷 感应雷和雷电侵入波的不同措施和防雷 设备 直击雷的防御主要须设法把直击雷迅速流散到大地中去 一般采用避雷针 避雷线 避雷网等避雷装置 感应雷的防御是对建筑物最有 a 效的防护措施 其防御方法是把建筑物内的 所有金属物 如设备外壳 管道 构架等均进行可靠接地 混凝土内的钢筋应 绑扎或焊成闭合回路 雷电侵入波的防御一般采用避雷器 避雷器装设在输电线路进线处或 10kV 母线上 如有条件可采用 30 50m 的电缆段埋地引入 在架空线终端杆上也可 装设避雷器 避雷器的接地线应与电缆金属外壳相连后直接接地 并连入公共 地网 1 避雷针 避雷针一般采用镀锌圆钢 针长 1m 以下时 直径不小于 12mm 针长 1 2m 时 直径不小于 或镀锌钢管 针长以下时 直径不小于 针16mm1m20mm 对 时 直径不小于 制成 它通常安装在电杆 构架或建筑物1m2m25mm 上 它的下端通过引下线与接地装置可靠连接 避雷针的功能实质是引雷作用 它能对雷电场产生一个附加电场 该附加电 场是由于雷云对避雷针产生静电感应引起的 使雷电场畸变 从而改变雷云 放电的通道 雷云经避雷针 引下线和接地装置 泄放到大地中去 使被保护 物免受直击雷击 2 避雷线 避雷线一般用截面不小于的镀锌钢铰线 架设在架空线或建筑物的上 2 35mm 面 以保护架空线或建筑物免遭直击雷击 由于避雷线既是架空的又是接地的 也称为架空地线 3 避雷网和避雷带 31 避雷网和避雷带主要用来保护高层建筑物免遭直击雷击和感应雷击 避雷网和避雷带宜采用圆钢和扁钢 优先采用圆钢 圆钢直径不小于 9mm 扁钢截面不小于 其厚度不小于 当烟囱上采用避雷环时 其圆钢 2 49mm4mm 直径不小于 扁钢截面不小于 其厚度不小于 12mm 2 100mm4mm 4 34 3 防雷保护防雷保护 架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分 由于它暴露在自然之 中 故极易受到外界的影响和损害 其中最主要的一个方面是雷击 架空输电 线路所经之处大都为旷野或丘陵 高山 输电线路长 遭遇雷击的机率较大 架空输电线路雷害事故的形成通常要经历这样四个阶段 输电线路受到雷 电过电压的作用 输电线路发生闪络 输电线路从冲击闪