5.4.2 电气照明设计
工业照明分为自然照明(天然采光)和人工照明两大类,电气照明是人工照明中应用范围最广的一种照明方式,它是供配电系统中不可缺少的重要组成部分。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人的视力健康。因此电气照明的合理设计对工业生产具有十分重要的意义。
1.照明光源
照明光源是照明器的主要部件,主要提供发光源,在照明工程中使用的各种光源可以依据其工作原理、构造等特点加以分类。根据光源的工作原理主要分为两大类:一类是利用物体加热时辐射发光的原理做成的光源称为热辐射光源,如白炽灯、卤钨丝灯等;另一类是利用气体放电时发光的原理所做成的光源称为气体放电光源,如荧光灯、氙灯、钠灯等。其中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、钠灯)。
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、寿命长等主要指标,其次再考虑显色指数、启动性能等次要指标。
2.灯具的选择
光源与其配用的灯具(这里主要指灯罩)统称为照明器。灯具的作用是固定光源,将光源的光线按需要的方向进行分布,保护光源不受外力损伤。裸露的灯泡所发出的光线是射向四周的,为了充分利用光能,加装灯罩后使光线重新分配,称为配光。灯具也有多种分类方式,按灯具的配光特性来进行分类有两种:一种是传统分类法,传统分类是根据灯具的配光曲线形状进行分类,分为正弦分布型、广照型、漫射型、配照型、深照型、特深照型;另一种是国际照明委员会(CIE)提出的分类法,CIE分类是根据灯具向下和向上投射光通量的百分比进行分类,分为直接照明型、半直接照明型、均匀漫射型、半间接照明型、间接照明型。按灯具的结构特点分类,有开启型、闭合型、封闭型、密闭型、防爆型。
室内灯具在悬挂问题上,不宜悬挂过高或过低。过高会降低工作面上的照度且维修不方便;过低则容易碰撞且不安全,另外还会产生炫光,降低人眼的视力。
3.导线基本知识
导线的选择是设计中的重要内容之一。导线是传输电能的主要器件,选择得合理与否,直接影响到有色金属的消耗量与线路投资以及电力网的安全经济运行。导线目前提倡采用铜线,以减少损耗,节约电能,而在易爆炸、腐蚀严重的场所以及用于移动设备、检测仪表接线等,必须采用铜线。
导线的选择,必须满足用电设备供电安全可靠,尽量节省投资、布局合理、维修方便。导线的选择包括两个方面:型号选择和截面选择。车间内采用的配电线路多为绝缘导线。绝缘导线的芯线材料有铝芯和铜芯两种。绝缘导线外皮的绝缘材料有塑料绝缘和橡胶绝缘。塑料绝缘的绝缘性能良好、价格低,可节约橡胶和棉纱,在室内敷设可取代橡胶绝缘线,因而橡胶绝缘线现在很少使用。塑料绝缘线不宜在户外使用,以免高温或低温时变硬变脆。
常用的塑料绝缘线型号有:BLV(BV)、BLVV(BVV)、BVR。常用的橡皮绝缘线型号有:BLX(BX)、BBLX(BBX)、BLXF等。
4.导线的敷设
供电线路的敷设方式需要根据车间的环境特点、分类、建筑物的结构、安装上的要求及安全、经济、美观等条件来确定。
导线在敷设时应注意导线的敷设路径力求少弯曲,弯曲半径与导线外径的倍数关系应符合有关规定,以免弯曲扭伤;另外在敷设条件许可下,可给导线考虑1.5%~2%的长度余量,作为检修时备用。除此之外,车间线路敷设还应满足下列安全要求:
(1)离地面3.5 m及以下的电力线路应采用绝缘导线,离地面3.5 m以上的电力线路允许采用裸导线。
(2)离地面2 m及以下的导线必须加以机械保护,如穿钢管或穿塑料管保护。
(3)要有足够的机械性能。
(4)树干式干线必须明敷,以便于分支。工作电流在300 A以上的干线,在干燥、无腐蚀气体的厂房内可采用硬裸导线。
绝缘导线的敷设方式有明敷和暗敷两种。明敷是指导线直接穿在管子、线槽等保护体内,敷设于墙壁、顶棚的表面以及桁架、支架等处;暗敷是指在建筑物内预埋穿线管,再在管内穿线。
绝缘导线明敷时必须符合下述条件:
(1)车间内采用绝缘子敷设时,绝缘导线间的间距应大于规定的数值,水平敷设时,绝缘导线距地面不宜小于2.5 m;垂直敷设时不宜低于2 m,否则应采用钢管或槽板加以保护。
(2)绝缘导线在室外明敷设时,在架设方法和触电危险性等方面的要求与裸导线的敷设方法基本一样。
(3)绝缘导线明敷在高温辐射或具有对导线绝缘有损坏作用的介质地点时,其线间距离不得小于100 mm。
(4)供配电的电网电压在1 kV及以下时,允许沿建筑物外墙布线(称为屋外布线),但应设置切断所有线路导线电源的总开关。
绝缘导线穿管敷设(暗敷)时必须符合下述条件:
(1)线槽布线及穿管布线的导线中间不许直接接头,接头必须经专门的接线盒。
(2)穿金属管或金属线槽的交流线路,应将同一回路的所有相线和中性线(如有中性线时)穿于同一管、槽内,否则,如果只穿部分导线,则由于线路电流不平衡而产生交流磁场作用于金属管、槽,在金属管、槽内产生涡流损耗,钢管还将产生磁滞损耗,使管、槽发热,导致其中导线过热甚至可能烧毁。
(3)电线管路与热水管、蒸气管同侧敷设时,应敷设在水、蒸气管的下方;有困难时,可敷设在其上方,但相互间距应适当增大或采取隔热措施。