برچسب ها: مهندس برق تأسیسات ساختمان‏ها - - تجهیزات برقی - - طرح و ساختمان

مهندسی تأسیسات الکتریکی و روشنایی

1,360,000 ریال 1,700,000
در این کتاب تلاش شده است تا با ارائۀ ‏تصویر کامل از مباحث موجود در مهندسی تاسیسات الکتریکی و روشنایی، مرجع مناسبی برای این درس مهیا شود.مخاطبان این کتاب مهندسین مشاور، ناظران و مجریان تاسیسات برقی در سازمان نظام مهندسی می باشند. به‌منظـور دستـرسی به اهـداف مذکور، مطـالب این کتاب در دو بخش تهیه شده است. بخش اول که شامل فصل‌های اول تا ششم می‌باشد در ارتباط با موضوع تاسیسات الکتریکی می‌باشد. در بخش دوم که دربرگیرنده‌ ی فصل‌های هفتم تا یازدهم است، مسائل مرتبط با مهندسی روشنایی مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.
فصل اوّل: ایمنی در تأسیسات الکتریکی

1-1- مقدّمه .......................................................................................................................................... 1
1-2- خطرات برق ............................................................................................................................... 1
1-3- مقررات ایمنی و مرغوبیت وسایل .............................................................................................. 4
1-3-1- توصیه‌های ایمنی ............................................................................................................. 5
1-3-2- کنترل مرغوبیت در برخی کشورها .................................................................................. 7
1-4- حفاظت در مقابل برق‌گرفتگی .................................................................................................... 8
1-4-1- کلید نشتی جریان (محافظ جان) ..................................................................................... 8
1-4-2- عایق‌بندی قسمت‌های برق‌دار ...................................................................................... 13
1-4-3- قطع خودکار مدار ......................................................................................................... 14
1-5- حفاظت در مقابل اضافه ولتاژ ................................................................................................... 15
1-5-1- سیم زمین ...................................................................................................................... 17
1-5-2- هادی میانی (حفاظتی) .................................................................................................. 18
1-5-3- برقگیر ........................................................................................................................... 18
1-5-3-1- انواع برقگیرها .................................................................................................... 19
1-5-3-2- مشخصات فنی و پارامترهای مهم در انتخاب برقگیر مناسب ........................... 24
1-6- سؤالات مروری ........................................................................................................................ 25
1-7- منابع و مآخذ ............................................................................................................................ 26

فصل دوّم: زمین کردن تأسیسات الکتریکی

2-1- مقدّمه ....................................................................................................................................... 27
2-2- اصول کلی محافظت در تجهیزات الکتریکی ............................................................................ 27
2-2-1- حفاظت در برابر تماس مستقیم ..................................................................................... 28
2-2-2- حفاظت در برابر تماس غیرمستقیم ............................................................................... 28
2-3- انواع زمین در تجهیزات الکتریکی ............................................................................................ 30
2-3-1- زمین حفاظتی ................................................................................................................ 31
2-3-2- زمین الکتریکی .............................................................................................................. 32
2-4- انواع مقاومت زمین و نحوه‌ی محاسبه‌ی آن ............................................................................. 33
2-4-1- مقاومت ویژه‌ی زمین .................................................................................................... 33
2-4-2- مقاومت الکترود زمین ................................................................................................... 35
2-4-3- محاسبه‌ی مقاومت زمین ................................................................................................ 42
2-4-4- تأثیر عوامل مختلف بر مقاومت زمین ........................................................................... 44
2-4-4-1- تأثیر املاح شیمیایی ........................................................................................... 44
2-4-4-2- یخ‌زدگی و خشکی زمین .................................................................................... 44
2-4-4-3- اثر رطوبت ......................................................................................................... 45
2-4-4-4- فشردگی خاک ................................................................................................... 45
2-4-4-5- اثر درجه حرارت ............................................................................................... 46
2-4-4-6- فاصله‌ی چاه‌ها از یکدیگر .................................................................................. 47
2-5- طول عمر سیستم زمین ............................................................................................................. 48
2-6- ویژگی‌های سیستم زمین .......................................................................................................... 49
2-6-1- ولتاژ گام ........................................................................................................................ 50
2-6-2- ولتاژ تماس ................................................................................................................... 50
2-6-3- ولتاژ انتقالی ................................................................................................................... 50
2-6-4- جریان‌های بدن ناشی از ولتاژهای تماس و گام ............................................................ 51
2-6-5- تعیین ایمنی سیستم زمین .............................................................................................. 54
2-7- انواع سیستم‌های اتصال زمین در توزیع برق ............................................................................ 55
2-7-1- سیستم TT .................................................................................................................... 56
2-7-2- سیستم IT ..................................................................................................................... 57
2-7-3- سیستم TN .................................................................................................................... 57
2-7-3-1- سیستم TN-S ..................................................................................................... 58
2-7-3-2- سیستم TN-C .................................................................................................... 58
2-7-3-3- سیستم TN-C-S ................................................................................................ 59
2-8- سؤالات مروری ........................................................................................................................ 61
2-9- منابع و مآخذ ............................................................................................................................ 62

فصل سوّم: شبکه‌های برق‌رسانی و تجهیزات

3-1- مقدّمه ....................................................................................................................................... 63
3-2- ساختمان پست‌های توزیع ........................................................................................................ 65
3-2-1- پست‌های زمینی ............................................................................................................ 65
3-2-2- پست‌های هوایی ........................................................................................................... 67
3-3- انواع تغذیه‌ی سیستم‌های توزیع ............................................................................................... 67
3-4- ترانسفورماتورهای توزیع ......................................................................................................... 69
3-4-1- مقدّمه ............................................................................................................................ 69
3-4-2- محاسبه‌ی ظرفیت مورد نیاز ترانسفورماتور پست‌ها ...................................................... 70
3-4-3- ترانسفورماتورهای توزیع هوایی و زمینی ...................................................................... 71
3-4-4- انواع ترانسفورماتورهای توزیع از نظر نوع کاربرد ........................................................ 72
3-5- کلیدهای قدرت ........................................................................................................................ 73
3-5-1- مقدّمه ............................................................................................................................ 73
3-5-2- کلید بدون بار یا سکسیونر ............................................................................................ 74
3-5-3- سکسیونر قابل قطع زیر بار (کلید بار) .......................................................................... 75
3-5-4- کلید قدرت یا دژنکتور .................................................................................................. 76
3-6- سیم‌های عایق‌دار و کابل‌های برق‌رسانی .................................................................................. 78
3-6-1- هادی‌های مورد استفاده در سیم‌ها و کابل‌ها .................................................................. 79
3-6-1-1- ساختمان هادی در سیم‌ها و کابل‌ها ................................................................... 8
3-6-1-2- مقاومت الکتریکی سیم‌ها و کابل‌ها .................................................................... 81
3-6-2- عایق‌های مورد استفاده در سیم‌های عایق‌دار و کابل‌های فشار ضعیف ......................... 82
3-6-2-1- ساختمان سیم‌های عایق‌دار و اندازه‌های استاندارد ............................................. 83
3-6-2-2- ساختمان کابل‌های فشار ضعیف و اندازه‌های استاندارد ..................................... 85
3-6-2-3- علائم و مشخصه ی کابل‌های فشار ضعیف ........................................................ 88
3-6-3- جریان مجاز .................................................................................................................. 90
3-6-3-1- جریان مجاز سیم‌های مسی بدون عایق .............................................................. 90
3-6-3-2- جریان مجاز سیم‌های مسی با عایق pvc ............................................................ 92
3-6-3-3- جریان مجاز کابل‌های مسی با عایق و غلاف pvc ............................................. 93
3-6-3-4- جریان مجاز سیم‌ها و کابل‌های آلومینیومی ........................................................ 95
3-7- سؤالات مروری ........................................................................................................................ 95
3-8- منابع و مآخذ ............................................................................................................................ 97

فصل چهارم: اصلاح ضریب توان و تعرفه‌های برق

4-1- مقدّمه ........................................................................................................................................ 99
4-2- اصلاح ضریب توان ............................................................................................................... 100
4-2-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 100
4-2-2- ضریب توان ................................................................................................................ 100
4-2-3- لزوم اصلاح ضریب توان ............................................................................................ 101
4-2-4- روش‌های اصلاح ضریب توان ................................................................................... 102
4-2-4-1- اصلاح ضریب توان به کمک خازن ................................................................. 102
4-2-4-2- اصلاح ضریب توان به کمک فیلتر اکتیو موازی ............................................... 106
4-2-5- ضریب توان اقتصادی ................................................................................................. 107
4-3- تعرفه‌های برق ........................................................................................................................ 108
4-3-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 108
4-3-2- منحنی بار .................................................................................................................... 109
4-3-3- انواع مصرف‌کننده‌ها .................................................................................................... 110
4-3-4- محاسبه‌ی صورت‌حساب ............................................................................................ 115
4-4- سؤالات مروری ...................................................................................................................... 117
4-5- منابع و مآخذ .......................................................................................................................... 118

فصل پنجم: محاسبات سطح مقطع سیم و کابل

5-1- مقدّمه ..................................................................................................................................... 119
5-2- محاسبه‌ی سطح مقطع هادی بر اساس جریان مجاز ............................................................... 119
5-3- محاسبه‌ی سطح مقطع هادی بر اساس افت ولتاژ مجاز .......................................................... 122
5-3-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 122
5-3-2- محاسبه‌ی افت ولتاژ و سطح مقطع مدارهای تک‌فاز ................................................... 123
5-3-3- محاسبه‌ی افت ولتاژ و سطح مقطع مدارهای سه‌فاز متعادل ........................................ 126
5-3-4- محاسبه افت ولتاژ و سطح مقطع مدارهای سه‌فاز نامتعادل ......................................... 128
5-4- شبکه‌های توزیع بسته ............................................................................................................ 131
4-5-1- محاسبات شبکه‌های از دو سو تغذیه شونده ............................................................... 133
5-4-2- محاسبات شبکه‌های حلقوی ....................................................................................... 140
5-5-‌ شبکه‌های توزیع با مقاطع متغیر ............................................................................................. 143
5-6- سؤالات مروری ...................................................................................................................... 147
5-7- منابع و مآخذ .......................................................................................................................... 152

فصل ششم: تجهیزات تابلوهای فشار ضعیف

6-1- مقدّمه ..................................................................................................................................... 153
6-2- ترانس‌های اندازه‌گیری ولتاژ و جریان .................................................................................... 154
6-2-1- ترانس‌های اندازه‌گیری ولتاژ ....................................................................................... 155
6-2-2- ترانس‌های اندازه‌گیری جریان ..................................................................................... 156
6-3- فیوز ........................................................................................................................................ 157
6-3-1- انواع فیوز .................................................................................................................... 158
6-3-2- منحنی عملکرد فیوز .................................................................................................... 159
6-3-3- مشخصات فیوز ........................................................................................................... 161
6-4- کلیدهای فشار ضعیف ............................................................................................................ 167
6-4-1- کلیدهای اتوماتیک هوایی (A.C.B) ............................................................................ 168
6-4-2- کلیدهای اتوماتیک کمپکت (M.C.C.B) .................................................................... 17
6-4-3- کلیدهای محافظ موتور (M.P.C.B) .................................................................... 172
6-4-4- کلیدهای مینیاتوری (M.C.B) ..................................................................................... 173
6-4-5- کلیدهای محافظ جان (R.C.C.B) .............................................................................. 173
6-4-6- کلید گردان .................................................................................................................. 174
6-5-‌ کنتاکتور .................................................................................................................................. 175
6-5-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 175
6-5-2- مشخصات الکتریکی ................................................................................................... 177
6-5-3- قابلیت قطع و وصل .................................................................................................... 177
6-5-4- کار موقت ................................................................................................................... 178
6-6- رله .......................................................................................................................................... 178
6-6-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 178
6-6-2- رله‌ی ولتاژی ............................................................................................................... 179
6-6-3- رله‌ی خطای زمین ....................................................................................................... 180
6-6-4- رله‌ی حرارتی (بی‌متال) ............................................................................................... 180
6-6-5- رله‌ی زمانی(تایمر) ...................................................................................................... 181
6-7- کنترل‌ کننده‌های قابل برنامه‌ریزی (PLC) .............................................................................. 183
6-7-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 183
6-7-2- مفهوم کنترل کننده‌های قابل برنامه‌ریزی PLC ............................................................ 185
6-7-3- زمان پاسخ‌گویی .......................................................................................................... 186
6-7-4- قطعات ورودی و خروجی ......................................................................................... 186
6-7-5- نقش کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی (PLC) در اتوماسیون صنعتی ................................. 187
6-7-6- مقایسه‌ی تابلوهای کنترل معمولی با تابلوهای کنترلی مبتنی بر PLC ......................... 187
6-8- طرّاحی تابلوهای فشار ضعیف ............................................................................................... 189
6-8-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 189
6-8-2- مصرف روشنائی در مراکز صنعتی .............................................................................. 190
6-8-3- مصرف غیر روشنائی در مراکز صنعتی ........................................................................ 191
6-9- تأسیسات برقی جریان ضعیف ............................................................................................... 195
6-9-1- آنتن مرکزی ................................................................................................................ 195
6-9-2- تلفن ............................................................................................................................ 196
6-9-3- سیستم اعلام حریق ..................................................................................................... 196
6-9-4- سیستم پیام رسانی ....................................................................................................... 197
6-10- معرفی نرم افزارهای مورد استفاده ......................................................................................... 198
6-11- سؤالات مروری ................................................................................................................... 198
6-12- منابع و مآخذ ....................................................................................................................... 200

فصل هفتم: مفاهیم و کمیّت‌های اصلی روشنایی

7-1- مقدّمه ..................................................................................................................................... 201
7-2- اهمیّت مهندسی روشنایی ....................................................................................................... 201
7-3- طیف امواج الکترومغناطیسی و نور مرئی ............................................................................... 202
7-3-1- ماهیت نور .................................................................................................................. 202
7-4- تئوری‌های نور ....................................................................................................................... 204
7-4-1- مقدّمه ‌ ......................................................................................................................... 204
7-4-2- تئوری ذره‌ای .............................................................................................................. 205
7-4-3- تئوری موجی .............................................................................................................. 205
7-4-4- تئوری امواج الکترومغناطیسی ..................................................................................... 206
7-4-5- تئوری کوانتوم ............................................................................................................. 206
7-4-6- تئوری مکانیک موجی ................................................................................................. 208
7-4-7- تئوری اتّحاد ................................................................................................................ 210
7-5- مفاهیم اساسی در مهندسی روشنایی ...................................................................................... 210
7-5-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 210
7-5-2- شار نوری منبع ............................................................................................................ 211
7-5-3- شدت نور منبع ............................................................................................................ 213
7-5-4- شدت روشنایی ........................................................................................................... 214
7-5-5- درخشندگی ................................................................................................................. 217
7-5-6- ضریب بهره‌ی نوری منابع الکتریکی ........................................................................... 221
7-5-7- ضریب بهره‌ی الکتریکی منابع الکتریکی ..................................................................... 221
7-6- قواعد تابش نور در محیط ...................................................................................................... 222
7-7- منحنی پخش نور ................................................................................................................... 227
7-7-1- محاسبه‌ی شار نوری از منحنی پخش نور ................................................................... 232
7-7-2- تقسیم بندی چراغ‌ها براساس پخش نور ..................................................................... 233
7-8- سؤالات مروری ...................................................................................................................... 234
7-9- منابع و مآخذ .......................................................................................................................... 236

فصل هشتم: منابع تولید نور

8-1- مقدّمه ..................................................................................................................................... 237
8-2- لامپ‌های رشته‌ای .................................................................................................................. 238
8-2-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 238
8-2-2- لامپ‌های رشته‌ای معمولی ......................................................................................... 240
8-2-3- لامپ‌های با منعکس کننده (لامپ با شار جهت‌دار) ................................................... 245
8-2-4- لامپ‌های هالوژنی ...................................................................................................... 246
8-3- لامپ‌های تخلیه در گاز .......................................................................................................... 248
8-3-1- مقدّمه .......................................................................................................................... 248
8-3-2- لامپ‌های کم فشار ...................................................................................................... 249
8-3-2-1- لامپ‌های فلورسنت ......................................................................................... 249
8-3-2-2- لامپ‌های سدیم کم فشار ................................................................................ 253
8-3-3- لامپ‌های پر فشار ....................................................................................................... 254
8-3-3-1- لامپ‌های سدیم پر فشار ................................................................................. 254
8-3-3-2- لامپ‌های پرفشار جیوه .................................................................................... 256
8-3-3-3- لامپ‌های متال‌هالید ......................................................................................... 257
8-3-3-4- لامپ قوس الکتریکی ...................................................................................... 261
8-3-3-5- لامپ‌های مشتعل و فلاشی .............................................................................. 262
8-3-4- اثر استروبوسکوپ (ثابت دیدن اجسام دوار) .............................................................. 262
8-4- لامپ‌های دیودی ................................................................................................................... 263
8-4-1-تاریخچه ....................................................................................................................... 263
8-4-2- ساختمان و طرز کار LED .......................................................................................... 263
8-4-3- انواع LED .................................................................................................................. 265
8-4-4- مشخصات ویژه، مزایا و معایب لامپ‌های LED ........................................................ 266
8-4-5- اجزاء تشکیل دهنده‌ی چراغ‌های LED ....................................................................... 269
8-5- مقایسه‌ی انواع لامپ‌ها ........................................................................................................... 269
8-6- سؤالات مروری ...................................................................................................................... 274
8-7- منابع و مآخذ .......................................................................................................................... 275

فصل نهم: محاسبات روشنایی داخلی

9-1- مقدّمه ..................................................................................................................................... 277
9-2- شدت روشنایی لازم برای اماکن مختلف ............................................................................... 278
9-3- روند کلی حل مسایل روشنایی .............................................................................................. 283
9-4- بررسی کیفی ضریب بهره‌ی روشنایی .................................................................................... 284
9-5- روش تقسیم ناحیه‌ای ............................................................................................................. 285
9-6- نحوه‌ی قرائت مقدار ضریب بهره‌ی روشنایی (CU) از جدول (9-4) ................................... 299
9-7- ضریب کل کاهش نور (TLLF) ............................................................................................ 304
9-8- مسأله‌ی یکنواختی و نحوه‌ی چیدمان چراغ‌ها ........................................................................ 308
9-9- تعیین شدت روشنایی در یک نقطه‌ی خاص ......................................................................... 315
9-10- سؤالات مروری ................................................................................................................... 320
9-11- منابع و مآخذ ....................................................................................................................... 322

فصل دهم: محاسبات روشنایی معابر

10-1- مقدّمه ................................................................................................................................... 325
10-2- مشخصات روشنایی معابر ..................................................................................................... 326
10-3- مشخصات چراغ‌های مورد استفاده در معابر ........................................................................ 333
10-3-1- مقدّمه ........................................................................................................................ 333
10-3-2- مشخصات عمومی چراغ‌‌های معابر .......................................................................... 333
10-3-3- انواع لامپ‌های مورد استفاده در معابر ...................................................................... 335
10-3-4- منحنی پخش نور لامپ‌های معابر ............................................................................. 336
10-3-4-1- منحنی پخش عمودی نور .............................................................................. 336
10-3-4-2- منحنی پخش افقی نور ................................................................................... 337
10-3-4-3- منحنی ایزوکاندل ........................................................................................... 339
10-3-4-4- منحنی ایزولوکس .......................................................................................... 342
10-3-4-5- منحنی ضریب بهره ........................................................................................ 342
10-4- محاسبات روشنایی معابر ..................................................................................................... 347
10-4-1-تعاریف و مفاهیم اصلی در روشنایی معابر ................................................................ 347
10-4-2- تعیین ارتفاع نصب .................................................................................................... 349
10-4-3- محاسبه‌ی مشخصات طراحی ................................................................................... 350
10-4-4- پروژه‌‌های روشنایی معابر .......................................................................................... 356
10-5- سؤالات مروری ................................................................................................................... 361
10-6- منابع و مآخذ ....................................................................................................................... 362

فصل یازدهم: محاسبات روشنایی اماکن خاص

11-1- مقدّمه ................................................................................................................................... 365
11-2- محاسبات روشنایی آزادراه‌ها ............................................................................................... 366
11-2-1- کلیات ....................................................................................................................... 366
11-2-2- الزامات ..................................................................................................................... 366
11-2-2-1- روشنایی پیوسته‌ی آزادراه‌ها (CFL) .............................................................. 367
11-2-2-۲- روشنایی کامل تقاطع‌های غیرهم‌سطح (CIL) ............................................... 368
11-2-2-3- روشنایی نسبی تقاطع‌های غیرهمسطح (PIL) .............................................. 368
11-2-2-4- ملاحظات ویژه .............................................................................................. 369
11-2-3- مقادیر طراحی ........................................................................................................... 369
11-2-3-1- کلیات ............................................................................................................ 369
11-2-3-2- ملاحظات طراحی .......................................................................................... 369
11-2-3-۳- روش شدت روشنایی- سطح و یکنواختی شدت روشنایی ......................... 370
11-2-3-4- روش تراکم نور سطح، خیره کنندگی و یکنواختی تراکم نور ........................ 371
11-2-3-5- سطوح روشنایی در تقاطع‌ها .......................................................................... 371
11-2-3-6- روشنایی نسبی تقاطع‌های غیرهم‌سطح .......................................................... 371
11-2-3-7- روشنایی تطبیقی (انتقالی) .............................................................................. 373
11-2-3-8- پل‌ها و روگذرها ............................................................................................ 373
11-2-3-9- محل نصب پایه‌های روشنایی ........................................................................ 374
11-2-3-10- سایر نکات .................................................................................................. 375
11-3- محاسبات روشنایی میدان‌ها ................................................................................................. 376
11-3-1- کلیات ....................................................................................................................... 376
11-3-2- روشنایی مطلوب برای میدان‌ها ................................................................................. 376
11-3-3- آرایش سیستم روشنایی ............................................................................................ 377
11-3-4- محل نصب پایه‌ها ..................................................................................................... 377
11-3-5- جزیره‌ی ترافیکی مرکزی میدان ................................................................................ 377
11-3-6- فاصله‌ی پایه‌ها از لبه‌ی راه ........................................................................................ 378
11-3-7- ارتفاع نصب .............................................................................................................. 378
11-3-8- چراغ‌ها و توزیع نور ................................................................................................. 378
11-3-9- شدت روشنایی سطح راه .......................................................................................... 379
11-4- محاسبات روشنایی تونل‌ها و زیرگذرها .............................................................................. 380
11-4-1- زیرگذرهای وسایل نقلیه .......................................................................................... 380
11-4-2- تونل‌های راه ............................................................................................................. 382
11-4-3- روشنایی داخل تونل‌ها به هنگام روز ........................................................................ 385
11-5- محاسبات روشنایی محوطه‌ها .............................................................................................. 387
11-5-1- کلیات ....................................................................................................................... 387
11-5-2- استاندارد روشنایی محوطه‌ها .................................................................................... 388
11-5-3- ارتفاع نصب چراغ .................................................................................................... 388
11-5-4- محاسبات شدت روشنایی ......................................................................................... 388
11-5-5- اصول طراحی ........................................................................................................... 391
11-5-6- روش طراحی ............................................................................................................ 391
11-5-7- ضریب بهره‌ی روشنایی چراغ ................................................................................... 392
11-5-8- تعداد چراغ‌ها ............................................................................................................ 392
11-6- محاسبات روشنایی پارکینگ‌ها ............................................................................................. 394
11-7- روشنایی معادن .................................................................................................................... 396
11-7-1-کلیات ......................................................................................................................... 396
11-7-2- استانداردهای روشنایی برای ایران ............................................................................ 396
11-7-3- طراحی روشنایی ....................................................................................................... 396
11-7-3-1- ضریب بهره‌دهی ............................................................................................ 397
11-7-3-2- ضریب نگهداری ........................................................................................... 398
11-7-3-3- ضریب جذب ................................................................................................ 399
11-7-4- مقررات ایمنی روشنایی عمومی در معادن ................................................................ 400
11-8- سؤالات مروری ................................................................................................................... 400
11-9- منابع و مآخذ ....................................................................................................................... 402

واژه‏نامه‌ی فارسی به انگلیسی ............................................................................................... 403

واژه‏نامه‌ی انگلیسی به فارسی ............................................................................................... 411

واژه‌یاب (نمایه) ................................................................................................................... 419