小議工廠車間電氣設計

張磊　李曉鵬

摘要：良好的電氣設計可以有效提高生產效率。在進行工廠車間電力設計工作時，要對電氣負荷、供配電系統、照明系統、電力配電裝置、電纜配線、鋼管配線、防雷系統以及接地系統等的設計工作引起重視，切實做好車間電氣設計工作。

關鍵詞：工廠車間；電氣設計；技術分析

在工廠車間中，電能是最重要的動力能源之一，對于保證工廠的正常生產具有重要作用。而自從工廠車間實行電氣化以來，生產效率得到了很大的提高，有效降低了工廠的生產成本，降低了工人的作業強度，對于促使生產自動化的實現起到了關鍵作用【1】。本文將對工廠車間供電設計的原則進行闡述，分析工廠車間電氣設計技術，希望為我國電氣化的發展提供幫助。

一、工廠供電設計的原則

有效的電能供應對于保證工廠的正常生產，保證生產的穩定性具有重要作用。在進行工廠供電設計工作時，設計人員要嚴格按照國家規定進行設計工作。具體來說，根據規定工廠車間的供電設計要遵循以下原則進行：①嚴格遵守規定，執行國家制定的政策法規；②確保供電系統的安全性、可靠性和先進性；③以近期的工廠生產活動為主，兼顧工廠的長遠發展；④從整體角度出發，做到統籌兼顧。

二、工廠車間電氣設計技術分析

1.工程具體情況介紹

工廠車間的電氣設計對于保證工廠工作的穩定性具有非常重要的作用。下面結合某鍛工車間的電氣設計實例，來對相關內容進行闡述。

某鍛工車間通過10kV的配變電所對工廠車間進行供電工作。車間內包含的動力設備有退火爐、加熱爐以及一些其他的動力設備等。廠房結構是單層工業廠房結構，根據三角負荷的要求進行供電作業。另外，廠房采用的10kV供電電源來自熱處理車間內的變配電所。在車間內，設置有1處變電所，里邊設置兩臺1600kVA的干式變壓器。

2.電氣負荷的計算方法

在進行電氣負荷計算工作時，可以采用的方法主要包括需要系數法、二項式系數方法、單位產品和面積功率計算方法等。在實際工作中，需要根據工程的不同，采用具有針對性的電氣符合計算方法【2】。在本工程中，由于工程的設備功率都比較小，因此采用需要系數法進行電氣符合的計算比較合理。

3.供配電系統分析

高壓系統通常情況設置在高壓開閉所內，所以在車間現場，一般不設置計量柜，進線開關則主要采用斷路器，有的工廠車間的進線開關也采用具有熔斷器的負荷開關。為了保持工廠車間的美觀以及操作的方便，可以將高壓電源通過下進下處的方式和高壓接線柱進行連接。

在本工程中，變電所主要通過戶內組合方式進行裝置，從而在保證供電穩定的同時，能夠較好的減少電能的消耗，并節省經濟效益。變電所的變壓器主要應用SCB10干式變壓器，通過固定分隔式作為低壓柜的設置格式，在設置功率因數補償裝置時，考慮到工廠車架的實際情況，決定采取可控硅三相無功補償裝置作為因數補償裝置。在相連的變壓器中間設立聯絡開關，并根據實際要求設立了電器連鎖裝置。為了保持工作的穩定性，變電所需要有足夠的空間，這主要是為了今后設備可能發生的變化或者需要增設柜子等提供方便。通常來說，變電所的空間要比實際需要在長度上多處2m左右的距離，同時要對高度進行預留考量。為了美觀，最好保持電纜溝出線。

4.照明系統設計分析

在照明系統的設計過程中，需要選擇科學合理的計算方法。目前，應用較廣的設計軟件是AutoCad，其插件對于照明系統的計算可以提供比較方便的計算方法。在實際工作中，由于工廠車間的屋頂通常很高，因此，應用高光效鹵素燈具作為工廠車間的照明系統，應用高效的熒光燈作為裝配車間的照明系統通常具有較好的照明效果【3】。

5.配電系統設計分析

在工廠車間中，一般情況采用放射式作為廠房配電的工作形式。配電系統中的電纜經由配電柜被引出，引至電纜橋架的附近，并通過鋼管最終進入配電箱。在工廠車間內需要安裝相應的斷路器、控制開關以及操作控制系統等。

在本工程中，敷設方式主要采用電纜橋架內架空方式進行敷設，電纜選用的是銅芯電纜。在實際工作中，要保持絕緣電纜的額定電壓大于500W，同時要保持工作中性線額定電壓的數值與相線電壓的數值之間保持相等的關系。另外，要保證中性線和相線在同一個管子內進行敷設。為了保證工作安全，需要做好中性線和相線的短路保護工作，可以采用雙極開關進行切斷電路的工作。

6.電纜和鋼管配線的技術分析

對于橋架設置的銅芯電纜的截面來說，需要保證電力大于2.5mm2。電力照明同樣需要大于2.5mm2。在工程中，需要對導體的載流量進行選擇，選擇的導體載流量要大于熔斷器額定電流數值的1.25倍。

7.雷電防范設計分析

在工廠車間的安全風險防范工作中，做好雷電的防范工作具有非常重要的作用。根據國家部門的相關規定，工廠車間等建筑物要通過設置有效的外部和內部防雷措施來做好雷電防范工作。其中，外部防雷措施方面可以通過設置人工接閃器、接地裝置等達到防雷效果，另外，通過建筑物自身的金屬裝置構件也可以達到較好的防雷效果。在內部防雷措施方面，可以通過等電位聯結，利用公共的接地裝置繼續雷電防范工作。而對于工廠中的計算機機房，還需要增加防雷措施，例如屏蔽系統、浪涌保護裝置等。

在本工程中，為了達到良好的防雷效果，根據工廠車間的實際情況，決定采用建筑物金屬構建防雷設計作為主要的防雷措施，這樣不僅具有美觀的特點，同時，還可以為日常維護工作提供方便。具體來說，根據勘察和相關規范計算出本工程每年的累及次數約為0.065次，依據規定劃分為第三類防雷建筑物。廠房的建設中，采用全金屬規格，符合建筑物防雷設計中對于金屬構件的要求。同時，將金屬屋面設計成為避雷接閃器，通過科學的設計手段將金屬屋面、鋼梁以及引下線等裝置設計成為電氣通路，從而達到較好的防雷效果。

8.接地設計分析

接地設計也是工廠車間電氣設計中的重要部分。在實際工作中，通常采用一個接地極作為雷電防范和電力系統的保護接地。接地電阻的設置應主要參看各個接地網中的最小接地電阻值進行設置，如果發現接地電阻達不到要求時，需要進行人工接地體的設置，最終確保接地電阻符合電氣設計的要求。

三、結束語

工廠車間電氣設計工作對于保證車間工作的穩定性具有重要作用。良好的電氣系統不僅可以為車間生產提供充足的電力支持，同時還可以有效節約電力能源，為企業提高經濟效益。在進行工廠車間電力設計工作時，要對電氣負荷、供配電系統、照明系統、電力配電裝置、電纜配線、鋼管配線、防雷系統以及接地系統等的設計工作引起重視，切實做好車間電氣設計工作。

參考文獻：

[1]肖習貴.基于汽車工廠涂裝車間電氣消防設計研究[J].數字化用戶，2013，11：39-40.

[2]杜洪磊.煙草企業車間電氣設備管理的創新[J].中國高新技術企業，2013，28：160-161.

[3]曾偉理，趙凡超.車間電氣點檢體系的構建[J].輕工科技，2012，10：59-60.