Электрическая часть разрабатывается после того, как определены основные параметры системы освещения: количество и мощность светильников, места их установки, режимы работы и требования к управлению. Светотехнический проект и электроснабжение непосредственно связаны между собой. Изменение количества светильников влияет на нагрузку, перенос опоры — на длину кабельной линии, диммирование — на требования к драйверам и управлению, а аварийное освещение может потребовать отдельной схемы питания и резервирования. Поэтому электрическую инфраструктуру необходимо проектировать вместе с остальными элементами системы, а не добавлять после закупки оборудования.
Мы проектируем электроснабжение для наружного, промышленного, архитектурного, спортивного и других видов освещения. Мы можем разработать электрическую часть новой системы, проверить готовое решение или выполнить реконструкцию существующей сети при модернизации светильников. В согласованном объёме проект увязывается со шкафами управления, автоматизацией, АСУНО, аварийным освещением, опорами и монтажной инфраструктурой.
В результате заказчик получает не только перечень кабелей и автоматических выключателей, а технически согласованную электрическую систему: с рассчитанными нагрузками, группами питания, кабельными трассами, защитой, коммутацией и решениями, необходимыми для подключения оборудования и дальнейшей реализации проекта освещения.
Что входит в проектирование электроснабжения систем освещения
Проектирование начинается с определения состава электрической нагрузки. На основании светотехнического решения формируется перечень светильников, их мощность, количество и режимы работы. Для одной системы все приборы могут включаться одновременно, для другой предусматриваются несколько независимых групп, ночной режим, диммирование или автоматическое управление. Именно фактическая логика эксплуатации используется при разработке электрической части.
Далее определяется структура питания. Для внутреннего промышленного освещения необходимо распределить светильники между групповыми линиями и электрическими щитами. На большой территории могут использоваться несколько шкафов наружного освещения, каждый из которых питает определённый участок. Архитектурная подсветка часто разделяется по фасадам и сценариям, спортивное освещение — по тренировочным и соревновательным режимам. Такое разделение необходимо учитывать ещё до расчёта кабелей и защитной аппаратуры.
Отдельное внимание уделяется существующей электрической инфраструктуре. Если проект выполняется для реконструкции, мы анализируем доступную мощность, существующие распределительные устройства, кабельные линии и фактическую группировку оборудования. Замена старых светильников на светодиодные может уменьшить установленную мощность, однако это не означает, что существующую сеть можно автоматически использовать без проверки её состояния и соответствия новой схеме.
Электроснабжение также должно учитывать дальнейший монтаж и обслуживание. Кабельная линия должна иметь технически реализуемый маршрут, шкаф — доступное место установки, а распределение оборудования по группам — позволять выполнять обслуживание отдельных участков без неоправданного отключения всей системы.
Таблица 1. Основные задачи при проектировании электроснабжения освещения
| Задача | Что выполняем | Результат |
| Определение электрической нагрузки | Анализируем мощность и количество светильников | Получаем исходные параметры системы питания |
| Формирование групп | Распределяем оборудование по линиям и режимам | Создаётся логичная структура электроснабжения |
| Расчёт кабельных линий | Определяем необходимые параметры кабелей | Линии соответствуют нагрузке и условиям эксплуатации |
| Проверка потерь напряжения | Анализируем протяжённые участки сети | Оборудование получает требуемые параметры питания |
| Подбор защитных аппаратов | Учитываем нагрузки и расчётные режимы | Обеспечивается защита электрической сети |
| Разработка шкафов | Определяем коммутацию и состав оборудования | Формируется узел питания и управления |
| Проработка заземления | Учитываем конструкцию и тип объекта | Обеспечиваются необходимые меры электробезопасности |
| Увязка с управлением | Учитываем контроллеры, диммирование и автоматику | Электрическая схема поддерживает необходимые режимы |
| Подготовка документации | Формируем планы, схемы и спецификации | Проект можно передавать на комплектацию и монтаж |
Основная задача проекта — исключить противоречия между светотехническим решением и электрической инфраструктурой. Количество светильников, длина линий, расположение шкафов и режимы управления рассматриваются как параметры одной системы.
Исходные данные и расчёт электрических нагрузок
Для начала работы требуется светотехническое решение либо исходная информация, позволяющая определить состав светового оборудования. Наиболее точный расчёт выполняется, когда известны модели или электрические характеристики светильников, количество приборов, места установки и предполагаемые режимы работы. Если светотехническая часть ещё не разработана, сначала необходимо определить количество и параметры оборудования с помощью светотехнического расчёта.
Дополнительно требуются сведения об источнике питания и существующей электрической инфраструктуре. Для нового объекта это могут быть технические условия, однолинейные схемы распределения, данные о предусмотренной мощности и расположении распределительных устройств. При реконструкции полезны исполнительные схемы, характеристики существующих кабелей и аппаратов, информация о шкафах и фотографии фактического состояния оборудования.
Для наружной системы важен генеральный план с расположением световых точек и предполагаемых кабельных маршрутов. Для промышленного помещения — планы, точки подключения, строительные конструкции и технологическая расстановка. В архитектурной подсветке необходимо понимать, где размещаются блоки питания, шкафы и линии, чтобы электрическая инфраструктура не ухудшала внешний вид фасада.
Таблица 2. Основные исходные данные для проектирования электроснабжения освещения
| Исходные данные | Для чего используются |
| Светотехнический проект | Определяем состав и расположение нагрузки |
| Ведомость светильников | Получаем электрические характеристики оборудования |
| Генеральный план | Разрабатываем наружные кабельные трассы |
| Планы помещений | Определяем внутренние маршруты и расположение щитов |
| Однолинейные схемы объекта | Увязываем новую систему с существующим распределением |
| Данные об источнике питания | Определяем возможную схему подключения |
| Выделенная мощность | Проверяем возможность подключения новой нагрузки |
| Режим работы освещения | Формируем группы и расчётные режимы |
| Требования к управлению | Учитываем автоматику и управляющее оборудование |
| Существующие кабельные линии | Анализируем при реконструкции |
| Положение шкафов и щитов | Определяем структуру распределительной сети |
| Условия эксплуатации | Используем при выборе кабелей и оборудования |
На основании исходных данных определяется установленная и расчётная нагрузка. При этом учитывается не только сумма номинальных мощностей светильников, но и структура системы. Например, если разные сценарии принципиально не могут работать одновременно, это отражается при разработке режимов. Для электрической аппаратуры также учитываются особенности светодиодных источников питания, поскольку пусковые процессы и характеристики драйверов могут отличаться от простой активной нагрузки той же номинальной мощности.
После определения нагрузок формируется предварительная структура сети: количество групп, распределительных шкафов и отходящих линий. На этом этапе уже можно оценить, рационально ли подключать удалённый участок от существующего шкафа или технически обоснованнее создать дополнительную точку распределения.
Кабельные линии, сечения и потери напряжения
Кабельная сеть является одним из основных элементов электроснабжения освещения. Для каждой линии необходимо определить способ прокладки, расчётную нагрузку, длину, условия окружающей среды и требования к механической защите. Сечение кабеля выбирается не по одному параметру, а по совокупности электрических и эксплуатационных условий.
Для протяжённых систем наружного освещения особое значение имеет падение напряжения. Световые точки могут находиться на значительном расстоянии от шкафа, а несколько удалённых групп — последовательно распределяться вдоль дороги или территории. Недостаточно проверить только допустимый ток кабеля: необходимо убедиться, что параметры питания на наиболее удалённом оборудовании соответствуют требованиям проектируемой системы.
Одновременно проверяются условия срабатывания защитных аппаратов при повреждениях и расчётные токи короткого замыкания в необходимых точках сети. На длинных линиях этот вопрос особенно важен, поскольку электрические параметры в начале и конце участка различаются. Защитная аппаратура должна быть согласована с характеристиками кабеля и расчётными режимами сети.
Способ прокладки определяется условиями объекта. Наружные кабельные линии могут прокладываться в земле, трубах, кабельной канализации или по существующим конструкциям. Внутри производственных объектов применяются лотки, короба, трубы и другие предусмотренные проектом решения. При пересечении дорог, инженерных коммуникаций и строительных конструкций предусматриваются соответствующие защитные и монтажные мероприятия.
Таблица 3. Что учитываем при расчёте кабельных линий освещения
| Параметр | Влияние на проект |
| Расчётная нагрузка | Используется при выборе сечения кабеля |
| Длина линии | Влияет на падение напряжения и электрические параметры |
| Способ прокладки | Определяет условия работы кабеля |
| Температура среды | Учитывается при выборе и проверке линии |
| Группировка кабелей | Может влиять на допустимую нагрузку |
| Материал жил | Учитывается при электрическом расчёте |
| Падение напряжения | Проверяется для нормальной работы светильников |
| Токи короткого замыкания | Используются при выборе и проверке защиты |
| Механические воздействия | Определяют необходимость дополнительной защиты |
| Пересечения и проходы | Требуют специальных решений по прокладке |
| Наружная среда | Учитывается при выборе кабельной продукции и соединений |
Для наружного освещения кабельная трасса непосредственно связана с положением опор. До начала земляных работ должно быть понятно, где линия входит в фундамент, как выполняется транзит через опору и где размещается соединительное или защитное оборудование. Поэтому проект электроснабжения желательно завершать до монтажа опор и устройства основных кабельных трасс.
Правильно рассчитанная сеть позволяет избежать и противоположной ошибки — необоснованного увеличения сечений «с запасом». Такой подход увеличивает стоимость кабеля, усложняет подключение и может потребовать более крупного коммутационного оборудования, не давая технической пользы. Сечение должно быть обосновано расчётом и условиями конкретной линии.
Защита, заземление и надёжность электроснабжения
Система освещения должна быть защищена от аварийных режимов электрической сети, а металлические элементы и оборудование — включены в предусмотренную проектом систему электробезопасности. Конкретные решения зависят от типа объекта, системы заземления, способа питания и условий эксплуатации.
Для групповых линий подбираются аппараты защиты от сверхтоков, а при необходимости применяются дополнительные защитные устройства, соответствующие назначению и схеме объекта. При выборе учитывается не только номинальная нагрузка, но и характеристики светодиодных драйверов, поскольку одновременное включение большого количества светильников может создавать кратковременные пусковые токи. Если этот фактор не учесть, технически исправная система может приводить к нежелательным срабатываниям защитной аппаратуры.
Для наружного освещения прорабатывается защита металлических опор и других проводящих частей. Система заземления, PE-проводники, соединения металлических элементов и другие меры определяются электрической схемой объекта и применимыми требованиями. Для высоких опор, мачт и объектов со специальными условиями дополнительно рассматриваются необходимые решения по защите от импульсных воздействий и другим факторам в пределах технического задания.
Надёжность электроснабжения определяется назначением освещения. Для обычного рабочего света применяется одна логика, для аварийного и эвакуационного — другая. Если часть системы должна сохранять работоспособность при нарушении основного питания, источник и схема её электроснабжения рассматриваются отдельно. Проектирование аварийного освещения поэтому должно быть согласовано с общей электрической инфраструктурой, но не подменяться обычной группой рабочего света.
Таблица 4. Основные задачи электрической защиты и безопасности
| Задача | Что прорабатывается |
| Защита кабельных линий | Выбор аппаратов по характеристикам сети и кабелей |
| Защита от короткого замыкания | Проверка расчётных режимов и отключения повреждённой линии |
| Учёт пусковых токов | Проверка работы защиты при включении LED-нагрузки |
| Заземление | Схема подключения открытых проводящих частей |
| Защитные проводники | Состав и трассировка PE-цепей |
| Уравнивание потенциалов | Применяется там, где требуется схемой объекта |
| Импульсные воздействия | Определяются необходимые меры защиты оборудования |
| Разделение рабочих и специальных групп | Учитывается назначение отдельных систем |
| Резервное питание | Прорабатывается для предусмотренных техническим заданием нагрузок |
| Возможность обслуживания | Учитывается безопасное отключение отдельных участков |
При реконструкции нельзя автоматически считать существующую защиту подходящей для новой системы. Изменение мощности, группировки или протяжённости линий меняет расчётные условия, поэтому защитные аппараты и электрические параметры сети необходимо проверить повторно.
Шкафы электроснабжения, управление и автоматизация освещения
Шкаф или распределительный щит является связующим элементом между источником питания, кабельными линиями и системой управления освещением. Его состав зависит от количества групп, электрической нагрузки, способа коммутации и требуемой автоматизации. Для небольшого объекта это может быть сравнительно простое распределительное устройство, для крупной территории — несколько шкафов с контроллерами, измерительным оборудованием и дистанционным управлением.
На стадии проектирования определяется количество отходящих линий, состав коммутационной и защитной аппаратуры, способ ручного и автоматического управления. Для наружного освещения могут применяться астрономические алгоритмы, каскадное управление или АСУНО. Промышленные системы могут работать по производственным зонам и сменам, архитектурная подсветка — по световым сценариям, спортивная — в нескольких эксплуатационных режимах.
Электрическая схема должна соответствовать выбранной системе управления. Если требуется регулирование каждого светильника, необходимо обеспечить совместимость драйверов и управляющих интерфейсов. Если используется групповое включение, линии формируются соответствующим образом. При проектировании АСУНО дополнительно увязываются шкафы, контроллеры, каналы связи и при необходимости индивидуальные устройства управления световыми точками.
Отдельно определяется, какие функции должны сохраняться локально. Например, базовое наружное освещение не должно обязательно зависеть от постоянной связи с удалённым сервером: предусмотренный алгоритм может выполняться контроллером шкафа, а диспетчеризация использоваться для контроля и изменения настроек. Электроснабжение и автоматизация в этом случае проектируются совместно.
Таблица 5. Что определяется при проектировании шкафов освещения
| Элемент | Что проектируем |
| Ввод | Подключение шкафа к источнику питания |
| Отходящие линии | Количество и распределение групп освещения |
| Защитная аппаратура | Защиту отдельных линий и оборудования |
| Коммутация | Способ включения и отключения нагрузки |
| Ручное управление | Предусмотренные локальные команды |
| Автоматическое управление | Таймеры, контроллеры и алгоритмы |
| Измерение | Необходимые электрические параметры |
| Диспетчеризация | Передачу состояний и команд при необходимости |
| Резервирование | Применяется для предусмотренных групп |
| Дополнительная защита | Определяется условиями объекта и схемой |
Разработка шкафа после завершения кабельных работ часто приводит к лишним ограничениям: уже проложенные линии приходится объединять иначе, чем требуется автоматике, либо добавлять дополнительные соединения. Поэтому структуру шкафа, групп и управления желательно определять одновременно с кабельной сетью.
Что получает заказчик по результатам проектирования
Проект электроснабжения должен быть рабочим инструментом для комплектации и монтажа. Из документации должно быть понятно, где проходят кабельные линии, какие группы они питают, каковы их параметры, где расположены распределительные устройства и каким образом подключается световое оборудование. Монтажная организация не должна самостоятельно выбирать сечения, защитные аппараты или схему группировки уже после выхода на объект.
Конкретный состав документации зависит от типа системы и технического задания. Для одной задачи необходима электрическая часть небольшого освещаемого участка, для другой — распределённая наружная сеть с несколькими шкафами и автоматизацией. Поэтому объём проекта определяется до начала работы и увязывается со стадией остальной проектной документации.
Таблица 6. Возможный состав проекта электроснабжения систем освещения
| Документ или раздел | Содержание |
| Пояснительная часть | Исходные данные и принятые электротехнические решения |
| Расчёт электрических нагрузок | Установленная и расчётная мощность системы |
| Однолинейные схемы | Структура распределения электроснабжения |
| План кабельных трасс | Маршруты и привязка линий на объекте |
| Кабельный журнал | Марки, параметры и назначение линий |
| Группировка светильников | Распределение оборудования по линиям |
| Расчётные материалы | Проверка кабелей, напряжения и защит в требуемом объёме |
| Схемы шкафов | Состав и структура распределительного оборудования |
| Решения по заземлению | Электробезопасность оборудования и конструкций |
| Схема управления | Взаимодействие электроснабжения с автоматикой |
| Ведомость оборудования | Электротехнические компоненты проекта |
| Спецификация | Материалы и оборудование для комплектации |
Проект также создаёт основу для проверки технических изменений. Если при комплектации меняется мощность светильников, количество приборов или состав управляющего оборудования, можно определить, влияет ли это на кабельные линии, аппараты защиты и установленную мощность. Это значительно безопаснее, чем вносить изменения только в светотехническую спецификацию, не проверяя электрическую часть.
При комплексной реализации ТК «ЭЛЬБРУС» может связать светотехническое проектирование, электроснабжение, систему управления и комплектацию оборудования в одной технической задаче. Благодаря этому электрическая инфраструктура формируется под фактически выбранные светильники, опоры и режимы работы.
Как проходит проектирование и от чего зависит стоимость
Работа начинается с анализа светотехнической и электрической документации. Мы определяем нагрузку, существующие или проектируемые источники питания, расположение световых точек и требования к управлению. Если части исходных данных нет, формируется перечень информации, необходимой для дальнейшего расчёта.
После этого разрабатывается структура питания: группы, шкафы и предварительные кабельные трассы. Далее выполняются электротехнические расчёты, уточняются сечения и защитная аппаратура, формируются однолинейные схемы и решения по управлению. На завершающем этапе выпускаются планы, ведомости и спецификации в согласованном объёме.
Таблица 7. Этапы проектирования электроснабжения систем освещения
| Этап | Что выполняем | Результат |
| 1. Анализ исходных данных | Изучаем светотехническую и электрическую часть объекта | Определяем состав проектирования |
| 2. Расчёт нагрузок | Определяем мощность и рабочие режимы | Получаем исходные электрические параметры |
| 3. Формирование групп | Распределяем светильники по линиям | Создаём структуру питания |
| 4. Разработка кабельных трасс | Определяем маршруты и длины линий | Формируется кабельная инфраструктура |
| 5. Электротехнические расчёты | Проверяем кабели, напряжения и защиту | Подтверждаем параметры сети |
| 6. Разработка шкафов | Формируем коммутацию и управление | Получаем узлы распределения |
| 7. Проработка безопасности | Определяем заземление и необходимые защитные решения | Формируется электрически безопасная система |
| 8. Выпуск документации | Подготавливаем планы, схемы и спецификации | Проект готов к комплектации и монтажу |
| 9. Сопровождение | Проверяем изменения и технические замены | Сохраняется согласованность проекта |
Стоимость проектирования зависит не только от количества светильников. На небольшом объекте с одной точкой питания электрическая схема может быть относительно простой, тогда как наружная территория с несколькими шкафами, протяжёнными кабельными линиями, автоматизированным управлением и существующей инфраструктурой требует значительно большей инженерной проработки.
Таблица 8. Факторы, влияющие на стоимость проектирования
| Фактор | Как влияет на объём работ |
| Количество светильников | Определяет масштаб нагрузки |
| Количество групп | Влияет на структуру распределения |
| Протяжённость кабельных линий | Увеличивает объём расчётов и планов |
| Количество шкафов | Требует разработки дополнительных схем |
| Новый объект или реконструкция | Определяет необходимость анализа существующей сети |
| Состояние исходной документации | Влияет на подготовительную работу |
| Наружная или внутренняя сеть | Определяет способы прокладки и состав решений |
| Система управления | Добавляет автоматику и коммутацию |
| АСУНО | Расширяет связь электроснабжения с системой управления |
| Аварийное освещение | Требует отдельного анализа питания и режимов |
| Специальные условия объекта | Влияют на выбор оборудования и защитных решений |
| Состав документации | Определяет глубину проектной разработки |
Для предварительной оценки направьте светотехнический проект или план объекта, ведомость светильников, имеющиеся электрические схемы и информацию об источнике питания. Если проектируется реконструкция, полезно приложить сведения о существующих шкафах, кабельных линиях и доступной мощности. Если электрическое техническое задание ещё не сформировано, необходимый состав исходных данных можно определить после первичного анализа объекта.
После изучения материалов мы определяем объём электротехнического проектирования и формируем коммерческое предложение. Проект может выполняться как отдельная часть системы освещения либо в составе комплексной разработки вместе со светотехническим расчётом, управлением, автоматизацией и комплектацией оборудования.
Результатом проектирования электроснабжения систем освещения становится технически проработанная электрическая инфраструктура: с рассчитанными нагрузками, группами питания, кабельными линиями, защитой, распределительными шкафами, заземлением и управлением, согласованными с фактическим составом светового оборудования и условиями конкретного объекта.
