Потребители электроэнергии и режимы их работы.

Что такое потребители электроэнергии? (ПЭЭ)

ПЭЭ – это электрический приемник или группа электрических приемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

Приемник ЭЭ – это аппарат или механизм, преобразующий электрическую энергию в другой вид энергии.

Классификация ПЭЭ производиться по эксплуатационно-техническим признакам:

• Производственному назначению

• Производственным связям

• По режимам работы

• По мощности и напряжению

• По роду тока

• По требованиям к надежности электроснабжения

• По территориальному размещению и стабильности расположения

По надежности электроснабжения приемники делятся на три категории:

• 1-я категория: допускается перерыв в напряжении 1-2 сек, что диктуется необходимостью обеспечения безопасности жизнедеятельности человека.

• 2-я категория: допускается перерыв в электроснабжении 1,5-2 часа. Недоотпуск продукции, массовый простой электрооборудования.

• 3-я категория: все остальные потребители.

По режимам работы приемники делятся на группы по сходству графиков нагрузки:

1. Продолжительный режим работы. (Условное обозначение режима S1, рис.1а)

В этом режиме приемник работает длительное время. Температура его частей достигает определенной величины не выше предельно допустимой при неизменной температуре охлаждающей среды.

2. Режим кратковременной нагрузки. (Условное обозначение режима S2, рис.1б)

Приемник за время работы не нагревается до установившегося значения, а за период остановки успевает охладиться до температуры окружающей среды. (Например для электромашин: 10,30,60 и 90 мин).

3. Режим повторно-кратковременной нагрузки. (Условное обозначение режима S3, рис.1в)

Рабочие периоды чередуются с периодами отключения. При этом нагрев не превосходит допустимого, но и за время охлаждения части не достигают температуры окружающей среды. (Например: электродвигатели кранов, сварочные установки).

Режим характеризуется продолжительностью включения:

,

где - время включения, - время цикла, - время отключения.

Время цикла принимается 10 минут, если нет других указаний, и устанавливается стандартными значениями продолжительности включения в % = 15%, 25%, 40%, 60%. ПВ указывается в паспорте на приемник.

По мощности и напряжению

По мощности промышленные предприятия классифицируют:

Большие – с мощностью 75-100 МВТ

Средние – с мощностью 5-75 МВТ

Малые – до 5 МВТ

Мощность приемников, питающихся от трансформаторов определяется мощностью трансформаторов.

Для приемников, работающих в повторно-кратковременном режиме мощность приводится к продолжительному режиму работы.

По роду тока потребители делятся на три группы:

1. Работающие от сети переменного тока промышленной частоты 50 Гц (~I, f =50 Гц) – основная группа.

2. Приемники работающие от сети переменного тока, повышенной или пониженной частоты.

Повышенная частота используется для закалки металла, для плавки, для питания высокоскоростных электродвигателей (ЭД) в деревообрабатывающей, текстильной промышленности Гц.

Пониженной частотой питаются ЭД, применяемые для транспорта Гц.

Установки для перемешивания жидкого металла используют Гц.

3. Работающие от сети постоянного тока.

Это цеха электролиза, электролитического получения металла, отдельные виды электросварки, для питания электродвигателей постоянного тока.

Характерные приемники

Основная масса приемников – это

1. Электродвигатели промышленных установок и механизмов.

Двигатели компрессоров, вентиляторов, насосов, подъемно-транспортных устройств.

Для крупных установок применяются СД (синхронные двигатели), для остальных - АД (асинхронные двигатели).

ЭД являются приводами станков.

2. Электрические печи и термические установки.

Печи подразделяются по способу преобразования электрической энергии в теплоту:

а) печи сопротивления прямого и косвенного действия.

Исполнение бывает одно и трехфазное, Гц, мощность разная.

б) дуговые электропечи делятся на печи прямого и косвенного действия.

Печи прямого действия: дуга горит между электродом и металлом.

Печи косвенного действия: дуга горит между двумя электродами, это очень мощные печи, кВ. Первая категория по надежности электроснабжения. Печи прямого действия мощнее.

в) печи индукционного и диэлектрического нагрева.

Нагрев происходит за счет индукционных токов, протекающих внутри металла. Печи работают при повышенной частоте f до 2000 Гц. При f = 50Гц предназначены для плавки чугуна.

3. Электросварочные установки.

Сварка бывает:

а) дуговая

б) контактная

в) специальная высокочастотная

Основное оборудование: источник питания, который может быть:

1. постоянного тока, т.е. это преобразователь или выпрямитель.

2. переменного тока, это трансформатор одно или трехфазный.

При промышленной сварке используются электроприводы для перемещения и подачи сварочной проволоки в автоматических установках.

4. Осветительные установки.

На осветительные установки приходиться до 25% потребляемой мощности.

Освещение характеризуют удельной плотностью нагрузки. В производственном помещении это 10-100 .

Как потребитель электроэнергии осветительная нагрузка считается равномерной. Напряжение не выше 250 В относительно земли. Коэффициент мощности для ламп накаливания . Для газоразрядных ламп без компенсации .

По категории надежности электроснабжения осветительные установки относятся ко II и III, но аварийное освещение к I категории электроснабжения.

Основные понятия и единицы измерения светового потока.

Любое тело, температура которого К (абсолютного нуля) излучает в окружающее пространство лучистую энергию. Перенос лучистой энергии осуществляется квантами энергии – это минимальная порция энергии.

Энергия одного кванта: (формула Эйнштейна),

где - квант энергии излучения [Дж], - постоянная Планка [ ],

- частота электромагнитных колебаний [Гц].

Излучение принято измерять длиной волны: это расстояние, пройденное излучением за время полного колебания.

.

Все электромагнитное излучение можно разложить в спектр, т.е. в линейку по длинам волн.

Рентгеновские лучи	УФ	Видимые лучи	Инфракрасные лучи	УКВ (радиоволны)

Поток лучистой энергии

Мощность излучения, характеризующая количество энергии, излучаемой в единицу времени, называется потоком излучения или лучистым потоком.

,

где - численно равная энергии, переносимой световыми волнами за единицу времени, - энергия излучаемая за какое-то время.

Световой поток

Это есть лучистый поток, оцениваемый по его действию на селективный приемник – человеческий глаз. Чувствительность глаза максимальна в зеленой области спектра.

Относительная спектральная чувствительность глаза ( ):

Каждую длину волны характеризуют величиной лучистого потока. Полный световой поток:

,

- спектральная плотность лучистого потолка.

- относительный спектральная чувствительность (эффективность) глаза.

.

- световой поток данной длины волны (монохроматический).

Полный световой поток:

- измеряется в люменах (лм).

Распределение светового потока в пространстве.

Сила света.

Распределение светового потока в пространстве неравномерно, поэтому световой поток не является достаточной характеристикой излучения. Для характеристики распределения светового потока источников излучения пользуются понятием пространственной плотности светового потока.

Сила света - это пространственная плотность светового потока.

, она равна доле светового потока распространяющейся в телесном угле с вершиной в точке расположения источника.

; (Ср - стерадиан).

Один стерадиан - это телесный угол, который имея вершину в центре сферы вырезает на ее поверхности участок площадью S равный квадрату радиуса сферы.

Силу света I измеряют в [Кд] – канделах. .

Кандела определяется как сила света, излучаемая в перпендикулярном направлении элементом поверхности черного тела площадью 1:600000 при температуре затвердевания платины.

Распределение силы света от источников света в пространстве неоднородно. Излучатели имеют ось симметрии, поэтому их можно принять за тело вращения. Для них распределение силы света может быть представлено продольной кривой распределения силы света, полученной как результат сечения фотометрического тела плоскостью, проходящей через ось излучателя.

Изобразим численное значение силы света в различных направлениях векторами, длина которых равна силе света. Соединим концы радиус-векторов поверхностью. Эта поверхность и есть фотометрическое тело, а сечение представляет собой кривую распределения силы света от определенного источника.

Часть пространства, ограниченная замкнутой поверхностью, представляющая геометрическое место концов радиусов-векторов, носит название фотометрического тела излучателя.(рис.a)

Обычно фотометрическое тело симметрично относительно оси источника и, следовательно может быть принято за тело вращения. Для таких излучателей, называемых симметричными излучателями, распределение силы света может быть представлено продольной кривой распределения света.(рис.б) Она задается в справочниках и в паспорте на светильник (строится обычно в полярной системе координат).

а) б)

Освещенность

Освещенность – это поверхностная плотность светового потока.

или =

Люкс равен освещенности поверхности в 1 , по которой равномерно распределен световой поток в 1 люмен (например, в учреждениях Е=300 лк).

Освещенность численно равна отношению светового потока, падающего на поверхность к площади этой поверхности. Освещенность можно относить к реальной поверхности или к условной поверхности. (поверхность стола, станка или освещенность горизонтальной поверхности на высоте 0,8 м от пола – условная рабочая поверхность).

Рассмотрим три случая освещенности:

1. Лучи параллельны между собой, то есть источник расположен на дальнем расстоянии

; ; ; ; .

Освещенность поверхности наклонным пучком лучей прямо пропорциональна cos угла падения.

2. Точечный источник света

; ; ; .

Освещенность изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от освещаемой поверхности до источника света.

3.

- угол между нормалями двух

площадок.

- поток,

где - телесный угол.

- освещенность перпендикулярной площадки.

;

;

следовательно:

а) Освещенность поверхности от точечного источника прямо пропорциональна силе света и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до освещаемой поверхности.

б) Освещенность пропорциональна cos угла падения света на освещенную поверхность.

Яркость B (L)

Яркость – это поверхностная плотность света в заданном направлении.

Яркостью светящейся поверхности называется отношение силы света, излучаемой в данном направлении к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению излучения.

S – светящаяся поверхность.

- это проекция светящейся поверхности S на плоскость перпендикулярную направлению ОМ (направлению излучения).

; ,

За единицу яркости принята величина .

Светимость М (R)

Светимость – это поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью.

Светимость какой-либо поверхности – это световой поток, испускаемый единицей поверхности:

;

или для равномерно светящейся поверхности:

, .

Светимость – это характеристика поверхности по ее способности к отражению.

Поверхности по характеристикам излучают или отражают свет с различной яркостью в различных направлениях.

Существуют диффузные поверхности, которые излучают или отражают свет с яркостью, одинаковой во всех направлениях или по закону Ламберта. К таким поверхностям относится поверхность снега, молочные стекла, белая бумага и абсолютно черное тело.

Соотношение между светимостью и яркостью

;

,

следовательно

.

Соотношение между освещенностью и яркостью

- коэффициент отражения

- освещенность

;

.

- поток, идущий от поверхности.

Световые свойства тел

Световой поток, падающий на непросвечивающее тело, частично поглощается им, а частично отражается.

В случае просвечивающего тела, кроме отражения и поглощения имеет место так же пропускание светового потока. Количественно отражение, поглощение и пропускание светового потока телом оценивается соответствующими коэффициентами.

По закону сохранения энергии:

,

- коэффициент поглощения равен отношению светового потока , поглощенного телом, к световому потоку Ф, падающему на него.

- коэффициент пропускания равен отношению светового потока , прошедшего сквозь тело, к световому потоку Ф, падающему на него.

- коэффициент отражения равен отношению светового потока , отраженного телом к световому потоку Ф, падающему на него.

;

.

материал / коэффициенты
Белая краска	0,8	0,2	-
Оконное стекло	0,08	0,02	0,9
Молочное стекло	0,45	0,15	0,4
Черный бархат	0,005	0,995	-

Отражение света

Различают на три случая:

1. - зеркальное отражение, которое дают хорошо полированные поверхности.

2. - диффузное отражение или полное рассеяние. Его дают поверхность молочного стекла или мягкий снег.

3. - промежуточное – это направлено-рассеянное отражение.

1) 2) 3)

В третьем случае фотометрическая поверхность представляют собой эллипсоид, большая ось которого направлена так же как отраженный луч.

Во втором случае фотометрическая поверхность представляет собой шар.

Источники света и их выбор.

Лампы накаливания

Светоотдача источника света:

.

Для ламп накаливания низкая 7÷22 лм/Вт. Срок службы ламп накаливания 1000 часов. Коэффициент мощности .

Преимущества: Дешевизна конструкции, отсутствие пускорегулирующей аппаратуры, высокий коэффициент мощности.

Усовершенствованные лампы накаливания:

– Лампы с зеркальным отражающим слоем, который наносится изнутри на верхнюю часть колбы. Преимущество в том, что происходит перераспределение светового потока в нижнюю область лампы и выходное отверстие меньше загрязняется, следовательно сила света мало меняется. Рекомендуются для помещений с запыленными условиями среды.

– Галогенные лампы. Используются в подсветках витрин. В лампах применен вольфрамо-галогенный цикл. В колбу лампы добавлены галогениды: фтор, бром, йод.

Конструкция:

KU-220-100-5

d(мм)=10,75

l(мм)=190

U=220 В

Ф=22000 лм

1-колба из кварцевого стекла; 2-нить накала; 3-вводы; 4-внешние вводы;

5-держатели; 6-цоколь.

,

Работа: при включении спираль нагревается и происходит испарение вольфрама. Пары йода помещенные в колбу с испаренным вольфрамом образуют йодистый вольфрам, который диффундирует к нити и при температуре 1200°С на нити вольфрам осаждается, а пары йода возвращаются к стенкам. Процесс повторяется, представляя собой замкнутый цикл. В результате увеличивается продолжительность горения до 2000 часов (последующие разработки – до 5000 часов).

Преимущества: Хорошая цветопередача, белый свет, близкий к естественному и высокие мощности до 20000 Вт. Используются в картинных галереях, хороших магазинах.

Люминесцентные лампы.

Люминесцентные лампы – это газоразрядные источники света низкого давления, в которых ультрафиолетовое излучение ртутного разряда преобразуется в видимое излучение. В России люминесцентные лампы появились в 1938 году. Сейчас 75% потребителей пользуются газоразрядными лампами.

Виды люминесцентных ламп:

– Трубчатая лампа (прямая) Д(d) = 38 мм и мощностью 20, 40, 65 Вт. Мощность у люминесцентных ламп достигает ­­– 150 Вт. С 1985 г. лампу усовершенствовали, уменьшив её диаметр Д(d) = 26 мм, Р = 18, 36, 58 Вт при светоотдаче увеличенной на 10%.

– U - образные – кольцевые

– компактные люминесцентные лампы (L=144 мм)

– с электронными пускорегулирующими устройствами (L=180-250 мм)

Принцип действия люминесцентных ламп

В люминесцентных лампах электрический ток протекает между электродами и вызывает тлеющий разряд в парах ртути. По мере увеличения напряжения возникает дуговой разряд в газе, в парах ртути низкого давления которое сопровождается свечением по всей длине. При этом основная доля излучения приходится на ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовое излучение поглощается люминофором и преобразуется в видимое. В зависимости от типа люминофора, которым покрыта колба изнутри, выпускают 5 основных цветностей ламп. Наиболее экономичной считается лампа белого света ЛБ (люминесцентная белая). Поэтому рекомендуется использовать ЛБ, за исключением помещений, в которых необходима улучшенная светопередача.

Люминесцентные лампы в холодном состоянии имеют бесконечно большое сопротивление. При возникновении устойчивого дугового разряда в лампе резко падает сопротивление и режим работы лампы становится не устойчивым. Для стабилизации потока необходимо использовать балластное устройство, включенное последовательно с лампой, которое будет компенсировать увеличение проводимости в разрядной трубке. Обычно используют дроссели.

Схема включения люминесцентной лампы

1. Лампа люминесцентная

2. Стартер

3. Неподвижный электрод

4. Подвижный электрод

5. Дроссель

- конденсаторы.

- обозначает, что лампы наполнены ртутью

Стартер – это неоновая лампа с подвижными контактами. При включении схемы в сеть на стартере между подвижным и неподвижным контактами возникает тлеющий разряд. Постепенно электрод 4 нагревается и изгибается, касается электрода 3 и замыкает цепь. Подвижный электрод 4 имеет биметаллическую структуру. Через люминесцентную лампу проходит по электродам ток и нагревает спираль лампы, появляются свободные электроны, они движутся к противоположному контакту, начинается тлеющий разряд, сопротивление лампы уменьшается, в стартере после замыкания контактов ток уменьшается, биметаллическая пластина охлаждается, выпрямляется и разрывает цепь. Возникающие импульсы напряжения зажигают лампу. Напряжение пуска на лампе 400–500 В.

Назначение дросселя:

1. Создавать дополнительную ЭДС в момент отключения стартера для зажигания лампы.

,

, т.е. мы используем ЭДС индукции дросселя в

момент включения.

2. При возникновении дугового разряда в лампе, то есть когда лампа горит устойчиво, на лампе падает . Значит остальное напряжение падает на дросселе: и дроссель используется как балластное сопротивление.

3. Дроссель стабилизирует все изменения напряжения в сети и повышает устойчивость работы лампы.

При наличии дросселя в сети снижается коэффициент мощности . Для повышения используют конденсаторы. В схеме это С₂ и С₃ :С₂ = 4-8мкф, С₃ = 0,5мкф – как входной фильтр, С₁ включен параллельно стартеру для устранения радиопомех, его величина С₁ = 0,06мкф.

Достоинства люминесцентной лампы:

1. Высокая светоотдача и большой срок службы

2. Малая себестоимость в связи с высокой механизацией. Простота конструкции, доступность сырья и материалов.

3. Благоприятный спектр излучения и высокая цветопередача.

4. Низкая яркость и температура поверхности лампы.

Недостатки люминесцентной лампы

1. Малая единичная мощность.

2. Большие размеры люминесцентной лампы. Низкая концентрация светового потока.

3. Ненадежная работа при низких температурах.

4. Стробоскопический эффект (лампа моргает). Это приводит к тому, что вращающиеся с определенной частотой предметы кажутся не подвижными.

Специальные схемы для уменьшения стробоскопического эффекта

1. Три соседние лампы, расположенные рядом запитывают от трех разных фаз, при этом увеличивается количество проводов.

2. Применяют двухламповый светильник с искусственным сдвигом фаз. На первой лампе за счет включенного последовательно дросселя ток отстает от напряжения на 90°. На второй лампе за счет включенного последовательно конденсатора ток опережает напряжение на 90°, максимум излучения одной лампы совпадает с минимумом другой, то есть вредных пульсаций не будет.

3 – дроссели

4 – конденсаторы

Схемы включения люминесцентных ламп

1. Стартерная 2^х ламповая симметричная схема.

Дроссель L₁ расщеплен на три обмотки для более симметричной ЭДС – индукции. С лампой 1 включен последовательно конденсатор С. В результате чего ток на лампе отстает по фазе от напряжения на , R- разрядное сопротивление, необходимое по требованиям технической безопасности. Ток на лампе 2 опережает напряжение на . Соответственно световые потоки лампы 1 и 2 смещены во времени, а суммарный поток практически постоянен.

Эта схема применяется:

1. для уменьшения вредного стробоскопического эффекта;

2. для улучшения компенсации индуктивного сопротивления дросселей;

3. для ослабления радиопомех.

Коэффициент мощности достигает 0,92 при использовании пускорегулирующей аппаратуры.

Стартерные схемы более экономичны и более 80% всех ламп включены по стартерным схемам.

2. Бесстартерная 2^х ламповая схема включения.

Стартер служит источником радиопомех. Чтобы их исключить, применяют следующую бесстартерную схему. Для надежной работы вместо дросселя применяют трансформатор у которого на вторичной обмотке 450В. Накальный трансформатор обеспечивает быстрое и надежное зажигание 1 и 2 ламп. Емкость С включенная последовательно к 1-й лампе служит для смещения тока по отношению ко 2-й лампе.

Дроссель L и оба конденсатора обеспечивают . Область применения уже. Схема потребляет больше энергии.

Схема включения ламп ДРЛ.

3 - основные электроды.

4 - вспомогательные, зажигающие электроды.

R1,R2 – предохранительные резисторы,

находятся внутри лампы.

L – дроссель.

До подачи напряжения давление в лампе около 3 атм. и определяется находящейся в баллоне ртутью и инертным газом. В момент подачи напряжения между электродами 3 и 4 возникает разряд , возрастает давление, происходит нагрев, ртуть испаряется, электроды испускают электроны, формируется разряд между основными электродами 3 и 3. Время зажигания 5-7 минут. Формируется дуговой разряд. Лампа может работать на постоянном и переменном токе, на переменном токе дуга зажигается каждые полпериода, напряжение необходимое для зажигания лампы 250 В. Ток внутри лампы состоит из электронов и ионов за счет газа, находящегося внутри. Через 7 минут ртуть испаряется полностью, устанавливается постоянный режим работы, постоянная температура.

Повторное включение лампы возможно через 10-15 минут после остывания. Поэтому эти лампы нельзя использовать для аварийного освещения.

Схемы включения.

1) 2)

3)

1. Лампа включена последовательно с дросселем и применен конденсатор для повышения . Она наиболее часто употребляема.

2. Используют при низких температурах, трансформатор Т обеспечивает надежное зажигание и стабильность тока через лампу.

3. Последовательно соединенный дроссель и конденсатор, что позволяет поддерживать постоянным световой поток при колебании напряжения.

Натриевые лампы ДНаТ.

Они бывает 2-х типов: высокого давления и низкого давления.

Разряд происходит в парах натрия, который является агрессивным элементом. В этих лампах вместо стекла используют светопропускающую керамику. В качестве горелок или электронов используют поликристаллическую окись Al с керамической оболочкой. Поэтому лампы дорогие в изготовлении. Зажигание ламп затруднено, необходимо импульсное зажигающее устройство на напряжение 2,5-4 кВ. Излучение желто-золотистого цвета для освещения магистралей, стадионов, больших площадей.

Схема включения ДНаТ.

ДНаТ 250 (мощность).

d=48, l=250, Ф=23000 лм.

ИУ – импульсное зажигающее

устройство.

Специальные источники света.

Светоизлучающие диоды.

Свечение возникает на p-n переходе при приложении к p-n переходу постоянного напряжения, электроны и дырки рекомбинируют, частично испуская фотоны. Они испускают свет в инфракрасной области, затем оно поглощается люминофорами и преобразуется в видимое. Получают красное, голубое, зеленое свечение. Габаритные размеры современных светоизлучающих диодов 3-7 мм в диаметре. Работают от источника постоянного напряжения, сила света I = 0,01-0,02 кд. Световая отдача .

Осветительные приборы или светильники.

Светильник состоит из источника света, осветительной арматуры и служит:

1. Для перераспределения светового потока.

2. Для защиты глаз от чрезмерной яркости.

3. Для защиты источника света от механических повреждений и загрязнения.

4. Для крепления и подачи тока.

Характеристики светильников.

Делятся на две группы:

1. Ближнего действия – светильники.

2. Дальнего действия – прожекторы.

1. Светораспределение светильников или кривые распределения силы света.

Светораспределение делится на две части:

- для симметричных светильников к которым относятся большинство светильников с лампами накаливания, ДРЛ, ДНаТ, фотометрическое тело является телом вращения и сила света в каком-то направлении не зависит от угла в экваториальной плоскости. Характеристикой светораспределения будет являться продольная кривая силы света, полученная сечением фотометрического тела любой плоскостью, проходящей через его ось симметрии и сила света определяется углом в меридиональной плоскости.

- для нессиметричных светильников значение силы света определяется 2-мя углами в меридиональной плоскости и в экваториальной плоскости, т.е. для светильников с люминесцентными лампами светораспределение задается 2-мя кривыми в продольной и поперечной плоскостях.

Светораспределение выпускаемых промышленных светильников известно и приводится в таблицах справочников или в паспорте на светильник. В справочнике кривые распределения силы света приведены для условного светового потока Ф = 1000 лм. Для определения истинного значения силы света табличные данные необходимо умножить на поток лампы в тыс. лм.

2. Коэффициент усиления светильника.

Он равен отношению максимальной силы света светильника к средней сферической силе света.

, где .

- полный телесный угол

Максимальная сила света обычно совпадает с направлением оптической оси светильника за счет симметричных отражателей и преломителей.

3. Кпд (Коэффициент полезного действия)

- световой поток светильника

- световой поток источника света

КПД является основным фактором, определяющим экономичность светильника. (зависит от материала осветительной арматуры и конструкции светильника).

4. Защитный угол

Он определяет степень защиты глаза от воздействия ярких частей источника света.

Под защитным углом понимают угол заключенный между линией горизонталью проходящей через тело накала и линией, соединяющей крайнюю точку тела накала с противоположным краем отражателя.

Для люминесцентных ламп защитный угол создается планками экранирующей решетки.

Светораспределение.

Номенклатура светильников выпускаемых нашей промышленностью значительно возросла, что потребовало введения единой системы их обозначения.

(ГОСТ 13828-68. Светильники. Виды и обозначения).

В основу такой системы положена классификация светильников. При составлении классификации можно исходить из светораспределения светильников, их конструктивного исполнения, способа установки, основного назначения или других условий.

По светораспределению проводится пять типов классификации.

1. Светильники делятся на классы в зависимости от соотношения между потоками света в верхнюю полусферу и нижнюю полусферу окружающего светильник пространства.

Классификация светильников

Класс светильников	Условное обозначение	,%
1. Светильники прямого света	П	> 80%
2. Светильники преимущественно прямого света	Н	60-80%
3. Светильники рассеянного света	Р	40-60%
4. Светильники преимущественно отраженного света	В	20-40%
5. Светильники отраженного света	О	0-20%

- полный поток светильника.

- поток, излучаемый в нижнюю полусферу.

2. По форме кривой силы света (разные коэффициенты формы кривой ) светильники делятся на 7 типовых кривых силы света:

1. Концентрированная К

2. Глубокая Г

3. Косинусная Д

4. Полуширокая Л

5. Широкая Ш

6. Равномерная М

7. Синусная С

В маркировке светильника характер светораспределения указывается после косой черты русской буквой.

3) Светильники делятся по способу установки:

1. Стационарные

2. Опорные-стационарные

3. Переносные

Стационарные в свою очередь делятся на:

- подвесные

- встроенные потолочные

- настенные

Опорные стационарные делятся на:

- настольные

- напольные

- венчающие

- консольные

Переносные делятся на:

- ручные

- головные

4) Светильники классифицируются по назначению:

- для промышленных помещений

- для рудников и шахт

- для общественных зданий

- для жилых помещений

- для улиц и площадей

5. Светильники делятся по степени защиты от пыли и воды как все электрооборудование.

На первом месте стоит цифра, обозначающая степень защиты от попадания твердых тел и пыли.

0 – защита отсутствует (все открыто, нет кожуха). (УГ,ОД, открытые светильники).

1 - защита от попадания твердых тел больше 50 мм. (УПМ, ГПМ).

2 – защита от попадания твердых тел больше 12 мм. (УПМ, ГПМ).

3 - защита от попадания твердых тел больше 2,5 мм.

4 - защита от попадания твердых тел больше 1 мм.

5 – защита от пыли допустимо проникновение пыли в безвредных количествах. (ППР, ПНП).

6 – пыленепроницаемый. (ППВ, ПНП, ПВЛ, ПУ).

На втором месте стоит цифра, обозначающая степень защиты от попадания воды.

0 – защита отсутствует.

1 – от капель воды, падающих вертикально.

2 – от капель воды, падающих под углом мене 15 градусов.

3 – от дождя под углом менее 60 градусов.

4 – от брызг, защищен снизу.

5 – от водяных струй.

6 – от воды.

7 – от погружений в воду.

8 – защищен при длительных погружениях в воду.

В основном выпускаются светильники IP 54,55,56.

Нормирование осветительных установок

Это установление норм и правил, обеспечивающее в процессе эксплуатации определенные уровни количественных и качественных параметров.

Задачей нормирования осветительных установок является обеспечение нормальных условий для работы глаза при допустимом по экономическим соображениям расходе средств, материалов и электроэнергии. При регламентации условий освещения основываются на принципах работы человеческого глаза. Глаз обладает очень высокой чувствительностью к восприятию яркости. Уровень ощущения глаза определяется яркостью рассматриваемого объекта. На абсолютно темном фоне глаз способен различать объект яркостью . (абсолютный порог яркости).

По мере увеличения яркости фона растет и яркость объекта, которую способен впервые различать глаз. Минимальную разницу в яркостях объекта и фона , впервые воспринимаемую глазом, принято называть пороговой разностью яркости .

.

Экспериментально показано, что величина пороговой разности яркости непостоянна и растет с увеличением яркости фона. Однако рост пороговой разности яркости идет медленнее, чем рост яркости фона. Поэтому ввели понятие пороговый контраст:

.

Пороговый контраст уменьшается по мере увеличения яркости фона, кроме того, пороговый контраст зависит от углового размера объекта или отношения размера объекта к расстоянию l до глаза.

.

уменьшается при увеличении размера объекта.

Пороговый контраст зависит от времени наблюдения. С уменьшением времени наблюдаемый пороговый контраст повышается. Возможны такие условия, что по величине порогового контраста условия выполнены, но фактически объект не различается. Поэтому вводят понятие яркостного контраста объекта с фоном. Он обозначается .

,

Это как бы тоже самое, но при заданных условиях, или (установившейся в заданных условиях яростный контраст объекта с фоном).

Критерием оценки способности глаза обнаружить и различить объект может служить различие между яркостным контрастом, установившимся в заданных условиях и пороговым контрастом. Величину отношения яркостного контраста к пороговому контрасту, соответствующему фактической яркости фона, принято называть видимостью.

- Видимость.

Освещенность рабочей поверхности должна быть тем больше, чем точнее производится зрительная работа (т.е. меньше угловой размер объекта), чем меньше контраст объекта с фоном и чем меньше коэффициент отражения рабочей поверхности.

Но практически глаз имеет ряд свойств связанных с неравномерностью восприятия яркости. Если в поле зрения возникают яркие пятна (яркие блики, светильники), то глаз на него реагирует и пороговый контраст может увеличиваться в десятки раз.

Блескость – это свойство светящихся поверхностей вызывать изменение установившегося в заданных условиях уровня видимости. А состояние глаза возникающее в результате воздействия блескости называется ослепленностью.

Адаптация – это процесс приспособления глаза к иной яркости в поле зрения, т.е. когда при неравномерном распределении яркости глаз при переводе взгляда с ярко освещенной поверхности на менее яркую должен приспосабливаться. Проанализировав вышеизложенные факторы сформулируем основные требования к осветительным установкам:

1. достаточная яркость рабочей поверхности;

2. благоприятное соотношение яркостей в поле зрения;

3. постоянство освещенности рабочей поверхности.

Перечисленные требования положены в основу действующих норм искусственного освещения.

Выбор освещенности

Нормы освещения изложены в строительных нормах и правилах.(СНиП)