试述工厂电气照明及配电节能

摘要：本文从工厂电气照明的照度标准及设计、工厂常用照明光源类型及选择、工厂照明配电及线路敷设方式、照明运行故障处理及配电节能四个方面阐述了工厂电气照明和配电节能问题，旨在倡导企业实行低成本运行方式，全面降低电力系统的能耗，实现低能生产，为建设节约型社会作企业应尽之责。

关键词：电气照明　配电　节能

一、工厂电气照明的照度标准及设计

为创造良好的工作条件，提高劳动生产率和产品质量，保障人身安全和视力健康，工作场所和其他活动环境的照明必须有足够的照度。必须符合国家标准《工业企业照明设计标准》的规定。可参见GB50034-92的规定。一般情况下，设计的工作面上的标准照度应取照度范围的中间值。

应取照度范围的最高值作为设计照度的条件分别是：I-V等的视觉作业，当眼睛至识别对象的距离大于500mm时；连续长时间紧张的视觉作业，对眼睛有不良影响时；凡符合下列条件之一时，应取照度范围的最低值作为设计照度；进行短暂的临时性工作时；当精度或速度无关紧要时；识别对象反射比很大时。

关于照度的计算，利用系数法是根据照明光源光通量的利用程度(利用系数)来计算水平工作面平均照度的一种方法，也叫做“流明法”。比功率法，单位容量是“单位面积安装容量”的简称，亦称“比功率”，因此单位容量法又称“比功率法”。比功率法只适用于方案设计或初步设计的近似计算，且只适用于灯具均匀布置的一般照明。

照度是厂房照明的基本要求，由于工业厂房的工作性质差别很大，对照度的要求差别也很大。我国《工业企业照明设计标准》规定了生产车间工作面上的平均使用照度值，还规定了厂区露天工作场所和交通运输线的照度值。在设计中也可参考CIE推荐的照度值。

《工业企业照明设计标准》对照度均匀度的规定：工作区域一般照明的照度混匀度不宜小于0.7，非工作区的照度与工作区照度之比不小于1/5。近年来研究表明，均匀无变化的环境影响人的工作效率，变化太大的环境又影响人的注意力，由此恰当选择室内各部分的照度及照度均匀度，可减少疲劳，集中注意力，也可节约能源。

光色及显色性，不同的光色可以营造不同的环境气氛，根据工作性质的不同，选择和工作性质相适应的光色。对改善工作环境，提高工作效率有积极的作用。显色性主要考虑认识机械设备和加工部件的颜色，识别安全标志的颜色。对于有色彩的工作和进行颜色检验作业的场所，尤其要选择显色性较好的光源。

环境条件，有特殊环境条件的厂房，如潮湿、多尘、有腐蚀性气体或爆炸危险的厂房，直接影响着照明设备的选择。如在潮湿车间，由于充满潮气或有凝结水的出现，故应选择防水性能好，不易生锈、绝缘性能好的照明设施；而在冷冻食品加工厂和冷库中，不宜选用荧光灯，因为低温时荧光灯不仅启动困难，光效也低。因此对于这些场所的照明，要着重考虑照明设备的安全、可靠和便于维护。

二、工厂常用照明光源类型及选择

根据照明功能的不同及人们日常生活的需要，照明又可分为以下几种类型：生活照明、工作照明、事故照明、值班照明、警卫照明和障碍照明等。按灯具的结构特点分类，按灯具的结构特点分类：开启型、闭合型、密闭型、增安型和隔爆型等

绿色照明工程旨在节约能源，保护环境；电光源的选择应以实施绿色照明工程为基点。照明光源的选择的原则：限制普通白炽灯的应用、采用卤钨灯取代普通白炽灯、采用荧光灯(日光灯)有选择地采用高压汞灯和金属卤化物灯等节能光源。

三、工厂照明配电及线路敷设方式

工厂照明配电方式，常用照明配电系统由配电装置(配电箱)及配电线路(干线及支线)组成。一组照明设备接入一条支线，若干条支线接人一条干线，若干条干线接入一条总进户线。其优点是各负荷独立受点，线路发生故障时，不影响其他回路继续供电，故可靠性较高；回路中电动机启动引起的电压波动，对其他回路的影响较小。但建设费用较高，有色金属耗量较大。放射式配电一般用于重要的负荷。树干式是仅从总配电箱引出一条干线，各分配电箱都从这条干线上直接接线。与放射式相比，其优点是结构简单、建设费用低。但干线出现故障时影响范围大，可靠性差。一般适用于不重要的照明场所(或小型建筑照明)。混合式配电系统是放射式和树干式的综合运用，具有两者的优点。这种接线方式费用低，适用于距离配电所较远，而彼此之间相距又较近的不重要的小容量设备。

绝缘导线的敷设方式有明敷设和暗敷设两种。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。但穿管的绝缘导线在管内不允许有接头，接头必须设在专门的接线盒内。根据建设部标准，穿管暗敷设的导线必须是铜芯线。

工厂照明线路导线选择原则，车间照明线路导线选择与导体的类型应按敷设方式及环境条件选择。绝缘导体除满足上述条件外，尚应符合工作电压的要求。导体应满足动稳定与热稳定的要求；线路电压损失应满足用电设备正常工作及启动时端电压的要求；导体最小截面应满足机械强度的要求。

四、照明运行故障处理及配电节能

据其属性，可归纳为漏电、过载、短路、接触不良、连接错误等。

1、漏电，线路绝缘破损或老化，电源从绝缘结构中泄漏出来，这部分泄漏电流不经过原定电路形成回路，而是通过建筑物与大地形成回路或超近在相线、中性线之间构成局部回路。发生漏电的原因归纳起来有以下几种如，施工中，损伤了电线和照明灯附件的绝缘结构；线路和照明灯附件年久失修，绝缘老化；违规安装，如导线直埋在建筑物的粉刷层内。

2、过载，实际电量超过线路导线的额定容量。故障现象为：保护熔丝烧断、过载部分的装置温度剧升。若保护装置未能及时起到保护作用，就会引起严重电气事故。引起过载故障的主要原因如下：导线截面小，原设计的线路和实际应用的情况不配套要或由于盲目过量用电引起；电源电压过低，电扇、洗衣机、电冰箱等输出功率无法响应减小的设备就会自行增加电流来弥补电压的不足，从而引起过载。

3、短路，许多电气火灾就是在短路状态下酿成的。造成短路的原因很多，主要有如下：工质量不佳，不按规范化的要求进行加工；用电器具内部存在短路故障引起；线路年久失修；导线或附件等受外力破坏而引起。

4、断路如灯丝断了，灯座、开关、挂线盒断路，熔丝熔断或进户线断路等。断路会造成用电器无法用电工作。

5、接触不良如灯座、开关、挂线盒接触不良，熔丝接触不良，线路接头处接触不良等。这样会使电灯忽明忽暗，用电器不能连续工作。

6、连接错误如插座的两个接线柱都接在火线或零线上，开关接在主线中的火线上没用电器串联接在电路中等。

供配电系统中节约电能的方法有多种，如提高自然功率因数，进行人工无功功率补偿等措施均能达到节约电能之目的。但总体来讲，就是要减少供配电系统中变压器和载流导体的电能损耗。

在负荷较低时，尽量减少空载变压器台数，特别是节假日进行检修、试验等工作时，一定要对供电系统进行认真的调度。如果工厂中的负荷曲线很不均衡，为减少变压器的空载损失，可将事故照明和警卫照明接在工厂厂内电网的不同地点，并设置两台变压器相互联络，用专供照明的小型变压器供电。

线路的导线载面选定之后，节约电能只能从减少导线通过的电流上着手，因此，条件允许时应采用已有的双回线路并联工作和尽量利用备用线路供电。

减少线路无功功率损耗，也可以通过供电系统的总电流减小来实现，所以馈电线上尽量不设置电抗器，必要时可以采用分裂绕组变压器或首先设置母线电抗器等办法。同时，制订电能平衡计划，挖掘节电潜力。电能的平衡计划包括电能的输入和电能的消耗两部分；电能平衡计划应包括有功部分和无功部分。

功率因数是供用电的一项重要经济指标。《全国供用电规则》明确规定：用点力率(功率因数)低于0.70时，电力部门将不予供电。《电力设计技术规范》供电篇规定，高压供电的工业企业，应保证功率因数不得低于0.9，对低压供电工厂或其他用户功率因数不得低于0.85。

提高功率因数的方法及装置，提高功率因数的方法，一般可分为两类：一类为提高自然功率因数；另一类为人工补偿法。国家标准GB3485-83《评价企业合理用电技术导则》规定，企业应在提高自然功率因数的基础上，合理装置无功补偿设备，企业的功率因数应达到O.9以上。通常有两种方法：提高自然功率因数的方法，不添置任何无功补偿设备，采取措施减少供电系统中无功功率的需要量，称为提高自然功率因数。对用电负荷分散且补偿容量较小的车间或小型工厂，通常采用低压补偿措施，低压侧的补偿装置一般使用移相电容器。