小议工厂车间电气设计

张磊　李晓鹏

摘要：良好的电气设计可以有效提高生产效率。在进行工厂车间电力设计工作时，要对电气负荷、供配电系统、照明系统、电力配电装置、电缆配线、钢管配线、防雷系统以及接地系统等的设计工作引起重视，切实做好车间电气设计工作。

关键词：工厂车间；电气设计；技术分析

在工厂车间中，电能是最重要的动力能源之一，对于保证工厂的正常生产具有重要作用。而自从工厂车间实行电气化以来，生产效率得到了很大的提高，有效降低了工厂的生产成本，降低了工人的作业强度，对于促使生产自动化的实现起到了关键作用【1】。本文将对工厂车间供电设计的原则进行阐述，分析工厂车间电气设计技术，希望为我国电气化的发展提供帮助。

一、工厂供电设计的原则

有效的电能供应对于保证工厂的正常生产，保证生产的稳定性具有重要作用。在进行工厂供电设计工作时，设计人员要严格按照国家规定进行设计工作。具体来说，根据规定工厂车间的供电设计要遵循以下原则进行：①严格遵守规定，执行国家制定的政策法规；②确保供电系统的安全性、可靠性和先进性；③以近期的工厂生产活动为主，兼顾工厂的长远发展；④从整体角度出发，做到统筹兼顾。

二、工厂车间电气设计技术分析

1.工程具体情况介绍

工厂车间的电气设计对于保证工厂工作的稳定性具有非常重要的作用。下面结合某锻工车间的电气设计实例，来对相关内容进行阐述。

某锻工车间通过10kV的配变电所对工厂车间进行供电工作。车间内包含的动力设备有退火炉、加热炉以及一些其他的动力设备等。厂房结构是单层工业厂房结构，根据三角负荷的要求进行供电作业。另外，厂房采用的10kV供电电源来自热处理车间内的变配电所。在车间内，设置有1处变电所，里边设置两台1600kVA的干式变压器。

2.电气负荷的计算方法

在进行电气负荷计算工作时，可以采用的方法主要包括需要系数法、二项式系数方法、单位产品和面积功率计算方法等。在实际工作中，需要根据工程的不同，采用具有针对性的电气符合计算方法【2】。在本工程中，由于工程的设备功率都比较小，因此采用需要系数法进行电气符合的计算比较合理。

3.供配电系统分析

高压系统通常情况设置在高压开闭所内，所以在车间现场，一般不设置计量柜，进线开关则主要采用断路器，有的工厂车间的进线开关也采用具有熔断器的负荷开关。为了保持工厂车间的美观以及操作的方便，可以将高压电源通过下进下处的方式和高压接线柱进行连接。

在本工程中，变电所主要通过户内组合方式进行装置，从而在保证供电稳定的同时，能够较好的减少电能的消耗，并节省经济效益。变电所的变压器主要应用SCB10干式变压器，通过固定分隔式作为低压柜的设置格式，在设置功率因数补偿装置时，考虑到工厂车架的实际情况，决定采取可控硅三相无功补偿装置作为因数补偿装置。在相连的变压器中间设立联络开关，并根据实际要求设立了电器连锁装置。为了保持工作的稳定性，变电所需要有足够的空间，这主要是为了今后设备可能发生的变化或者需要增设柜子等提供方便。通常来说，变电所的空间要比实际需要在长度上多处2m左右的距离，同时要对高度进行预留考量。为了美观，最好保持电缆沟出线。

4.照明系统设计分析

在照明系统的设计过程中，需要选择科学合理的计算方法。目前，应用较广的设计软件是AutoCad，其插件对于照明系统的计算可以提供比较方便的计算方法。在实际工作中，由于工厂车间的屋顶通常很高，因此，应用高光效卤素灯具作为工厂车间的照明系统，应用高效的荧光灯作为装配车间的照明系统通常具有较好的照明效果【3】。

5.配电系统设计分析

在工厂车间中，一般情况采用放射式作为厂房配电的工作形式。配电系统中的电缆经由配电柜被引出，引至电缆桥架的附近，并通过钢管最终进入配电箱。在工厂车间内需要安装相应的断路器、控制开关以及操作控制系统等。

在本工程中，敷设方式主要采用电缆桥架内架空方式进行敷设，电缆选用的是铜芯电缆。在实际工作中，要保持絕缘电缆的额定电压大于500W，同时要保持工作中性线额定电压的数值与相线电压的数值之间保持相等的关系。另外，要保证中性线和相线在同一个管子内进行敷设。为了保证工作安全，需要做好中性线和相线的短路保护工作，可以采用双极开关进行切断电路的工作。

6.电缆和钢管配线的技术分析

对于桥架设置的铜芯电缆的截面来说，需要保证电力大于2.5mm2。电力照明同样需要大于2.5mm2。在工程中，需要对导体的载流量进行选择，选择的导体载流量要大于熔断器额定电流数值的1.25倍。

7.雷电防范设计分析

在工厂车间的安全风险防范工作中，做好雷电的防范工作具有非常重要的作用。根据国家部门的相关规定，工厂车间等建筑物要通过设置有效的外部和内部防雷措施来做好雷电防范工作。其中，外部防雷措施方面可以通过设置人工接闪器、接地装置等达到防雷效果，另外，通过建筑物自身的金属装置构件也可以达到较好的防雷效果。在内部防雷措施方面，可以通过等电位联结，利用公共的接地装置继续雷电防范工作。而对于工厂中的计算机机房，还需要增加防雷措施，例如屏蔽系统、浪涌保护装置等。

在本工程中，为了达到良好的防雷效果，根据工厂车间的实际情况，决定采用建筑物金属构建防雷设计作为主要的防雷措施，这样不仅具有美观的特点，同时，还可以为日常维护工作提供方便。具体来说，根据勘察和相关规范计算出本工程每年的累及次数约为0.065次，依据规定划分为第三类防雷建筑物。厂房的建设中，采用全金属规格，符合建筑物防雷设计中对于金属构件的要求。同时，将金属屋面设计成为避雷接闪器，通过科学的设计手段将金属屋面、钢梁以及引下线等装置设计成为电气通路，从而达到较好的防雷效果。

8.接地设计分析

接地设计也是工厂车间电气设计中的重要部分。在实际工作中，通常采用一个接地极作为雷电防范和电力系统的保护接地。接地电阻的设置应主要参看各个接地网中的最小接地电阻值进行设置，如果发现接地电阻达不到要求时，需要进行人工接地体的设置，最终确保接地电阻符合电气设计的要求。

三、结束语

工厂车间电气设计工作对于保证车间工作的稳定性具有重要作用。良好的电气系统不仅可以为车间生产提供充足的电力支持，同时还可以有效节约电力能源，为企业提高经济效益。在进行工厂车间电力设计工作时，要对电气负荷、供配电系统、照明系统、电力配电装置、电缆配线、钢管配线、防雷系统以及接地系统等的设计工作引起重视，切实做好车间电气设计工作。

参考文献：

[1]肖习贵.基于汽车工厂涂装车间电气消防设计研究[J].数字化用户，2013，11：39-40.

[2]杜洪磊.烟草企业车间电气设备管理的创新[J].中国高新技术企业，2013，28：160-161.

[3]曾伟理，赵凡超.车间电气点检体系的构建[J].轻工科技，2012，10：59-60.