Выбор сечения проводов и электрооборудования осветительной сети

Расчет электрических осветительных сетей включает определение сечений проводов и кабелей, при которых рабочий ток линии не создает перегрева проводов, обеспечиваются требуемые уровни напряжения у ламп и достаточная механическая прочность у проводов.

Рассмотрим схему осветительной сети офиса (рисунок 2.1). На схеме представлено расположение выбранных осветительных приборов, выключателей, щитка и проводов. Распределение нагрузки на группы представлено в таблице 5. Осветительная нагрузка разделена на три группы, таким образом, что мощность групп примерно одинакова. Линии групповой сети от щитка до светильников выполняются трехпроводными. Схематичное изображение осветительной нагрузки представлено на рисунке 2.2. На данном рисунке указаны значения нагрузок и соответствующих длин участков.

Таблица 5. Распределение осветительной нагрузки по группам

Номер группы	Помещения группы	Нагрузка помещения, Вт	Мощность группы, Вт
	Кухня Главный офис	2×15 6×55
	Коридор Прихожая Туалет	2×74 2×26 2×10
	Кабинет №1 Кабинет №2 Сл. помещение	2×74 2×56 2×15

Рисунок 2.1. Схема осветительной сети офиса

Рисунок 2.2. Расчетная схема осветительной сети

Выбор сечения проводников будем производить по методу электрических моментов. Электрический момент i-го приемника определяется по формуле [1]:

M_i= P_i∙ ℓ_i, (20)

где P_i – мощность i-й нагрузки, Вт; ℓ_i – расстояние от щита освещения или точки разветвления до i-го светильника, м.

Сделаем расчет моментов для трех групп осветительной нагрузки с помощью схемы изображенной на рисунке 7:

Сечение провода рассчитывается по следующей формуле [1]:

, (21)

где M_i– электрический момент i-го приемника, кВт∙м; С – коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала токоведущей жилы, числа проводов в группе (для медных проводов при напряжении однофазной осветительной сети U = 220, В:C = 12); – располагаемая потеря напряжения, %.

Рассчитаем сечения проводов по потере напряжения:

мм²;

мм²;

мм².

Определим значения тока для каждой группы по формуле [1]:

, (22)

где – суммарная мощность i-й группы, Вт; m – количество фаз сети; – коэффициент мощности для i-й группы.

Подставляя известные значения величин в формулу (24), определяем ток для каждой группы осветительной нагрузки, мощности каждой группы приведены в таблице 5:

А;

А;

А.

По каталожным данным выбираем для прокладки осветительной сети провод марки ПВС–3×1,5: гибкий провод с изоляцией и оболочкой из ПВХ; трехжильный, с сечением токопроводящей жилы 1,5 мм² и допустимым током нагрева 19 А.

При протекании электрического тока по проводникам в них выделяется тепло, под действием которого проводники нагреваются до некоторой температуры. Выполним проверку выбранного провода по нагреву. Так как на практике трудно определить температуру провода, проверка на нагрев сводится к выполнению условия:

. (23)

Для каждой группы это условие выполняется:

– для первой группы осветительной нагрузки ;

– для второй группы осветительной нагрузки ;

–для третьей группы осветительной нагрузки .

Сделаем проверку по допустимой потере напряжения для максимально нагруженной группы №3:

Так как рассчитанное значение потери напряжения меньше допустимого значения 5%, следовательно, провод выбран верно.

Перейдем к выполнению проверки по механической прочности. В большинстве случаев обходятся без проведения расчетов провода по механической прочности. Достаточно соблюдать установленные ПУЭ минимальные сечения проводов и предельные расстояния между точками крепления данных проводов, что в данном случае выполняется.

Согласно ПУЭ все осветительные сети подлежат защите от токов короткого замыкания. Защита как правило выполняется воздушными автоматическими выключателями или предохранителями. Аппараты защиты будем устанавливать на линиях, отходящих от щита. В нашем случае защита будет основана на действии автоматических выключателей. С этой целью необходимо рассчитать ток уставки автоматического выключателя для каждой группы нагрузки по следующей формуле [1]:

(24)

где К’ – коэффициент, учитывающий пусковые токи (для люминесцентных ламп К’ = 1,4).

Проведем расчет для каждой группы приемников:

– для первой группы осветительной нагрузки А;

– для второй группы осветительной нагрузки А;

– для третьей группы осветительной нагрузки А.

На основе проведенного расчета выбираем Автоматические выключатели ВА47-29 с током уставки равным 6 А, которые устанавливаем для каждой группы осветительной нагрузки.

Проведем проверку сечения проводов на соответствие расчетному току уставки защитного аппарата:

; (25)

Очевидно, что проверка выполняется, следовательно, расчет выполнен верно.

Список выбранных выключателей, аппаратов защиты, проводов, их количество в таблице 6, а их внешние изображения в приложении 1

Таблица 6. Оборудование осветительной сети

Наименование оборудования	Количество, шт.	Стоимость, руб.
Провод марки ПВС–3×1,5	50 м
Автоматические выключатели ВА47-29
Коробка распределительная У192 106x36 круглая
Кнопочный переключатель с верт. клавишей, белый, TX_44 GIRA
Установочная рамка 1 пост, прозрачный/чисто белый, TX_44 (IP44) GIRA