Основные сведения об электрическом освещении.

Осветительные электроустановки.

Осветительными электроустановками называются специальные электротехнические устройства, предназначенные для освещения территорий, помещений, зданий и сооружений.

Они представляют собой сложные комплексы, состоящие из:

• распределительных устройств;

• магистральных и групповых электросетей;

• различных электроустановочных приборов;

• осветительной арматуры;

• источников света;

• крепежных, поддерживающих и защитных конструкций.

В зависимости от назначения источника света различают:

• общее;

• местное;

• комбинированное;

• рабочее;

• аварийное освещение.

Общим называется освещение всего или части помещения.

Местным является освещение рабочих мест, предметов или поверхностей, например специальное освещение обрабатываемой детали или инструмента на токарном станке.

Комбинированное сочетает в себе общее и местное освещения.

Рабочим называют освещение, служащее для обеспечения нормальной деятельности производственных и вспомогательных подразделений предприятия.

Аварийным называется освещение, которое при нарушении рабочего освещения временно обеспечивает возможность продолжения работы или эвакуации людей.

Аварийное освещение располагается в производственных помещениях, коридорах, лестничных клетках.

Светильники аварийного освещения должны отличаться от прочих светильников окраской и конструкцией и присоединяться к электросети, не связанной с сетью рабочего освещения.

Различают также освещение:

• переносное;

• охранное;

• светооградительное.

Переносное освещение осуществляется переносными ручными лампами от сетей 220 В в нормальных помещениях и от сети 12 В в помещениях повышенной опасности и на открытых участках территории предприятия.

Охранное освещение устанавливается вдоль ограды охраняемой территории с таким расчетом, чтобы одновременно освещались внешняя и внутренняя зоны, примыкающие непосредственно к ограде.

Светооградительное освещение устанавливается на высоких зданиях и других сооружениях для обеспечения безопасности полетов самолетов в темное время суток.

Основные требования, предъявляемым к освещению, является обеспечение нормируемых параметров освещенности.

Монтаж осветительных электроустановок производится по проекту, в котором приводятся светотехнические расчеты и расчет осветительной сети.

Требования к производству монтажа электроустановок, его нормы и правила устанавливаются ПУЭ и СНиП, а также монтажными инструкциями заводов – изготовителей электрооборудования, электромонтажных устройств и изделий.

При монтаже осветительных электроустановок должны учитываться характер технологического процесса, условия эксплуатации и состояние окружающей среды.

Согласно ПУЭ в силовых сетях (в том числе сетях переменного тока) допустимые потери напряжения на линии от источника питания до наиболее удаленной точки сети при нормальном режиме не должны превышать 5%, напряжение наиболее удаленных ламп освещения жилых зданий не должно снижаться более 5 % (т.к. при этом световой поток этих ламп уменьшается на 18 %), а ламп промышленных предприятий и общественных зданий – более 2,5 %.

Основные световые величины.

Основными световыми величинами являются:

• световой поток;

• освещенность;

• сила света.

Окружающие нас предметы излучают в пространство лучистую энергию, представляющую собой распространяющиеся в пространстве электромагнитные колебания.

Мощность излучения лучистой энергии оценивается по световому ощущению, производимому на глаз человека, называется световым потоком.

Единицей измерения светового потока (Ф) служит – люмен (лм).

Единица силы света в системе СИ принята – кандела (кд).

Единицей освещенности (Е) – люкс (лк).

Световой поток Ф, приходящийся на единицу освещаемой поверхности S, называется ее освещенностью: Е= Ф/S.

Освещенность поверхности, на каждый 1 м² которой падает световой поток равный 1 лм, будет равна 1 лк.

Источники света.

Разнообразные источники света по способу преобразования электроэнергии в световое излучение разделяются на две основные группы:

• тепловые (лампы накаливания);

• и газоразрядные (люминесцентные, ртутные).

Действие ламп накаливания основано на тепловом излучении.

Лампа накаливания – малоэкономичный источник, так как только 12 % всей энергии, выделяемой в ее нити электрическим током, преобразуется в световую энергию.

Температура плавления вольфрама (около 3400 °С) позволяет раскалить нить до 2500...2700°С при условии предохранения ее от сгорания.

Работа ламп накаливания общего назначения 1000…1200 ч.

Люминесцентные лампы представляют собой стеклянную герметически закрытую трубку, внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминофора – искусственно приготовленного химического вещества, в котором под действием внешних факторов (электрического разряда) возникает свечение (люминесценция). Люминофоры под воздействием ультрафиолетовых лучей электрического разряда излучают свет в спектре видимого излучения.

Внутри трубки 4 в стеклянных ножках 2 укреплены биспиральные электроды 3 из вольфрама, соединенные с двухштырьковым цоколем 1, служащим для присоединения лампы к электрической сети посредством специальных патронов.

Для обеспечения возможности предварительного подогрева электродов и облегчения начала разряда они выполняются в виде двойной или тройной спирали из вольфрамовой проволоки, покрытой слоем окиси щелочноземельных металлов (бария, кальция).

Из лампы откачивают воздух и заполняют минимальным количеством инертного газа (аргона) с каплей ртути. Давление газа устанавливается в пределах нескольких паскалей. При подаче напряжения или импульса повышенного напряжения на предварительно подогретые электроды в лампе начинается разряд в парах ртути, и она начинает излучать потоки света. Напряжение питания к лампе подается через штыревые контакты, расположенные в цоколе.

В зависимости от цвета излучаемого лампой светового потока различают лампы дневного (ЛД), белого (ЛБ), холодно-белого (ЛХБ) и тепло-белого (ЛТБ) света.

Срок нормальной службы люминесцентных ламп около 5000 ч при условии нечастых включений, стабильности напряжения питания и обеспечения оптимальной окружающей температуры.

Люминесцентные лампы могут включаться в электрическую сеть по стартерной или бесстартерной схемам зажигания.

При включении ламп по стартерной схеме зажигания (рис. 4.16) в качестве стартера служит газоразрядная неоновая лампа с двумя (подвижным и неподвижным) электродами.

В современных осветительных электроустановках промышленных предприятий широкое применение находят дуговые ртутные лампы (ДРЛ) высокого давления.

Эти лампы выпускаются с двумя и четырьмя электродами.

Основными элементами четырехэлектродной дуговой ртутной лампы (рис. 4.6) являются резьбовой цоколь 1, колба 3 и кварцевая горелка 6. Внутри горелки находятся дозированная капля ртути и газ аргон, в конце горелки впаяны активированные основной 5 и дополнительный 7 электроды из вольфрама. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором 8.

При подаче напряжения к электродам лампы происходит электрический разряд в парах ртути высокого давления, сопровождаемый интенсивным излучением света.

ДРЛ с цоколем диаметром 40 мм² выпускаются мощностью 250...1000 Вт.

Газоразрядные ртутные лампы высокого и сверхвысокого давлений используются в качестве мощных источников света.

Источником лучистой энергии в этих лампах является электрический разряд между электродами. Их колбы выполняются из кварца, способного выдерживать значительные давления при высоких температурах (300...900 °С). Эти лампы взрывоопасны в рабочем и нерабочем состояниях.

ДРЛ в основном применяются для наружного освещения и освещения высоких производственных помещений при отсутствии требования правильной цветопередачи. Они выпускаются типов ДРЛ80, ДРЛ125 и др.

Газоразрядные источники света (люминесцентные лампы и ДРЛ) значительно экономичнее ламп накаливания, так как у них в несколько раз выше светоотдача и срок службы.

Устройства для присоединения осветительных электроустановок.

Осветительные электроустановочные устройства (ОЭУ) служат для присоединения источников света к электрической сети и (или) управления этими источниками.

К наиболее распространенным ОЭУ относятся патроны (рис. 4.7), выключатели и переключатели, штепсельные розетки с вилками и стартерные устройства для пуска люминесцентных ламп.

В соответствии с размерами цоколей ламп они бывают с резьбой 14, 27 и 40 мм.

Для повышения коммутирующей способности и износоустойчивости контактные части современных выключателей и переключателей (рис.4.8) выполняются из металлокерамики, что позволяет им выдерживать свыше 200 тысяч отключений.

Штепсельные розетки (рис. 4.9) выпускают с круглыми и плоскими контактами. Применение плоских контактов обеспечивает более надежное соединение, позволяет сократить расход меди и почти вдвое по сравнению с круглыми контактами увеличить срок службы розетки.

К контактным зажимам розеток, рассчитанных на ток 10 А, могут присоединяться электрические провода с сечением до 2,5 мм², розеткам, рассчитанным на токи до 25 А, - провода с сечением до 16 мм².

Вопросы

1. Что такое осветительные электроустановки?

2. Перечислите устройства для присоединения источников света к электрической сети.

3. Каково основное требование к освещению?

4. Какие виды освещения вы знаете?

5. На какие основные группы подразделяются источники света?

6. Как работает лампа накаливания?

7. По каким параметрам рассчитываются осветительные сети?

8. Поясните принцип работы ДРЛ.

9. Как работают люминесцентные лампы?