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      首頁 > 實驗室建設工程 > 實驗室設計規劃
      實驗室電路系統設計

      1·設計思路在電源設計思路上,一方面要考慮供電電壓,有的設備需要220V,而有的需要380V供電,另一方面還要考慮電源負荷大小,這是電源接線時必須考慮的因素之一,以免影響儀器設備的正常使用。總電源引自距實驗室最近的學校分配電室的三相四線制電源,實驗室內的線路根據實際條件采用地溝走線。為避免不同負載之間的互相干擾,電源線與信號線,在地溝內分槽、分管敷設。
      2·電源種類根據需要設計單相電源與三相電源兩種。并將其電氣線路部分集中在電源間的電控柜內。電控柜分為上下兩部分,上層布置單相電源,包括測試電源、普通電源及36V安全用電,均用斷路器、接觸器控制,每個插座都有專門的熔斷器。下層布置三相動力電源。

      (1)單相測試電源該電源主要用來為計算機測量、控制系統及其他一些對電源質量要求較高的儀器設備供電。電源相線來自三相電源的A相,單相AC220V,如圖1所示。為保證電源質量,在交流電源進線后經由隔離變壓器和交流穩壓電源輸出。加裝隔離變壓器,能夠抑制電網引入的干擾。抗干擾交流穩壓電源,除具有良好的穩壓性能和過電壓保護外,還可有效地抑制各種噪聲和尖峰干擾,減少許多暫態沖擊、幅度波動和電壓脈沖。在使用時,該電源不應同時與大電動機、電焊機和空調器等電感性大的電器共用一組電源線,因為這些電感性大的電器在起動或關閉時,由于它們的自感作用,會對測控信號產生干擾。
      (2)單相普通電源該電源主要為實驗室中對電源質量要求不高、功率較小的儀器設備用電。電源相線來自圖1中三相電源的B相,電氣線路中未加裝隔離變壓器及穩壓電源。隨著實驗技術的發展,實驗項目和類型的增多,實驗室的常規儀器設備也會逐漸增多。因此,在設計電源線路時,要做到長遠規劃,明確大概要接多少臺儀器,總功率約為多少。在敷設圖1單相測試電源電線、安裝插座時都留出了一定的余量,以充分滿足現在和將來的需要。
      (3)36V安全用電實驗室工作中,經常需要手持照明燈進行作業。如設備檢修、局部照明等,為確保人身安全,實驗室中配備36V的安全電源是必不可少的。按照安全電壓的設計要求,安全電壓供電的輸入電路和輸出電路必須實行電路上的隔離。因此,來自圖1三相電源C相的單相AC220V的電壓,通過安全隔離變壓器將輸電線路上的220V電壓變壓成36V的交流安全電壓。在使用中要注意,安全電壓系列用的插頭不能插入較高電壓的插座,如使用36V插頭則應不能插入220V插座,該電源不可與普通電源并用。

      實驗室配電設計

      (4)三相動力電源如圖2所示,該電源為三相四線制220V/380V,主要為實驗室的大功率設備供電。大儀器設備引用專線供電,既可以滿足該設備的電功率要求,同時還可避免由于大功率設備的起動和關閉可能造成電網電壓的劇烈波動,而對同一電網上的其他儀器產生影響。根據未來發展需要,預設1個40kW,2個20kW及4個10kW的動力電源。每路均設有斷路器、接觸器。插座布置在實驗大廳布局所有電源插座時,本著方便安全的原則,根據實驗臺桌及儀器設備的安放位置,合理布局電源插座。各類電源插座在外觀上進行區分,方便選擇使用。所有單相220V電源均采用帶有良好接地線的單相三孔插座。另外,為確保儀器設備的正常運行及防止觸電事故,供電系統保證有良好的地線。儀器設備用電系統控制臺為安全及操作方便,在實驗大廳設計了一個控制臺,該控制臺采用積木式結構設計,以便今后發展更新。控制臺分三個區:(左區、中心區和右區)其中:左區是將儀器設備用電系統的控制線路通過地溝走線引到控制臺的起停控制面板上,通過起停按鈕帶動觸頭動作來接通與分斷電路。各類電源都帶有相應的起停電路,方便且安全。中心區主要安裝兩臺工控機,進行現場實驗數據的采集、分析和處理等工作。其上方可放置實驗室監控系統的顯示屏。右區為風洞設備的風速控制調節部分,是將原分離的電源間內風洞的調速控制臺整體移植到實驗大廳控制臺上,便于實驗調速。這樣,實驗人員在實驗控制臺上就可以完成全部電氣控制,遠離電源間的強電,大大提高了實驗過程中的安全性。接地設計實驗室安全問題是極為重要的課題,它不但關系實驗設備安全,而且關系學生實驗時的群體人身安全,必須給予足夠重視,采取相應的保護措施。而且,對于電子設備,儀器的接地和共地是抑制干擾、確保人身和設備安全的重要技術措施。因此接地方面的設計是非常重要的。沿電源走線的地溝側壁,專門安裝了30mm×3mm的銅排地線。使用時,將電氣裝置內須接地的部分與銅排相連接,電氣設備的不帶電金屬部分與大地間作良好的電氣連接,用以做系統接地、保護接地或信號接地。這樣,將設備的地線與實驗室整體地線牢固連接,可以抑制地線對實驗所造成的干擾,并把干擾抑制到最小限度,使系統能夠正常穩定地工作,大大提高了用電的安全性和可靠性。

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