實驗室配電設計分析
實驗室是科學的搖籃,是科學研究的基地,科技發展的源泉,對科技發展起著非常重要的作用。實驗室作為科技創新體系的重要組成部分,在科學前沿探索和解決國家重大需求方面發揮著重要作用。目前,我國實驗室在解決國家經濟建設、社會發展和國家安全的重大科技問題中體現創新思想和方法,實現關鍵技術創新,取得一批擁有自主知識產權的研究成果。中央財政設立了國家重點實驗室專項經費,從開放運行、自主選題研究和科研儀器更新三方面,加大對國家重點實驗室的穩定支持。
高質量地建設各類實驗室,科學地規劃和設計實驗室項目為強化國家戰略科技力量保駕護航,是廣大實驗室建設行業從業者義不容辭的職責。實驗室配電設計作為實驗室設計中的一環,為實驗室的高質量運行提供安全、平穩的電力供應。
實驗室供電常見電壓分為220V和380V,每個實驗室房間宜設有獨立的配電箱。配電箱應設置總電源控制開關,能夠切斷房間內的電源,同時還應設置多個空氣開關,保證使用過程中如有漏電現象立刻自動切斷電源。對于需要進行長時間連續實驗的設備,以及重要的儀器設備或數據工作站,應設置輔助電力系統(不間斷電源或雙路供電),避免因切斷實驗室的總電源而影響其工作。
2、設計輸入
實驗室配電系統設計工作中,前期應收集必要的設計輸入資料。如果是新建項目應收集項目可研資料,了解項目的研究方向,根據工藝專業的各實驗室房間平面規劃,合理布置照明和插座。詳細設計之前應收集建筑平面圖、實驗室儀器設備用電條件、暖通設備用電條件、暖通平面圖、實驗室家具平面布置圖等資料。對于改擴建項目,應充分了解使用業主的需求,因為是在現有的建筑上進行改擴建,所以應收集原建筑的建筑圖、結構圖、電氣圖,詳細論證改擴建方案的可行性。詳細設計階段與新建項目要求一致。
上述設計輸入資料中,用電條件尤為重要,在項目實踐中,因為使用業主的專業領域或研究方向一般不是電氣專業,所以在接收使用業主提出的實驗室儀器設備用電條件時,設計人員應主動加強溝通,幫助業主把用電條件提清楚。比如:以需要系數法統計實驗室儀器的用電量時,根據《工業與民用供配電設計手冊(第四版)》表1.4-1試驗設備(電熱為主)取0.20~0.40,試驗設備(儀表為主)取0.15~0.20,但是有時候業主會反映所使用的試驗設備工作強度高要求提高需要系數(甚至要求調到1),這樣的設備如果數量足夠多就會影響到系統總容量的確定,如果計算數值偏小會造成用電量不足影響實驗室正常運行,如果計算數值過大,又會造成浪費。這個時候就要具體問題具體分析,深入了解儀器設備的工作方式、使用頻次等信息,因地制宜的確定需要系數。
3、設計原則
實驗室應根據實際最大用電負荷并考慮一定余量進行配電設計。對于新建實驗室,應充分考慮預購儀器設備的工作需求,預留電容量,使用的軟線和延長線其標稱截面積應滿足要求。在此基礎上,還要考慮電源負荷大小、接地和今后可能的發展。實驗室供電應考慮同時運行多臺大功率設備的情況,防止供電線路過載發熱,絕緣層強度下降引起危險。
其次,關于電氣設備的用電設計,根據實驗臺桌及儀器設備的安放位置,要考慮到將來會逐漸增添新的儀器設備,在敷設電線、安裝插座時應留有余量,配電導線應采用銅芯線,最好配合小型儀器布局電源插座,在實驗室的墻壁上應安裝多處單相和三相插座,方便臨時使用。
3.1照明
照明負荷宜由單獨配電裝置或單獨回路供電,應設單獨開關和保護電器。照明配電箱宜分層或分區設置。大面積照明場所宜分段、分區設置燈控開關。管道技術層內應設照明并由單獨支路或專用配電箱(盤)供電。實驗室在滿足實驗需求的前提下,應盡可能選擇節能照明燈具。