Глава 10 рудничное электрическое освешение

10.1 Электрические источники света

Рациональное электрическое-освещение-имеет-большое-значение для выработок шахт и рудников. Применение в очистных забоях сетевого электрического освещения существенно повышает производительность труда, снижает зольность угля. Кроме того, улучшается санитарно-гигиенические условия труда, облегчается уход за механизмами , способствующий их бесперебойной работе, улучшается наблюдение за кровлей и креплением горных выработок, за движущимися частями горных машин и т.п., что способствует предупреж-дению несчастных случаев.

Фотометрические величины и единицы. Сила света I-отношение светового потока, исходящего от источника и распространяющегося внутри элементарного телесного угла, содержащего заданное направление, к этому элементарному телесному углу; I = dф/dω. Единица силы света кандела

(кд)-ила света, излучаемого в перпендикулярном направлении 1/600000 м²

поверхности черного тела при температуре затвердевания платины-и-дав-лении 101 325 Па.

Световой поток Ф определяется мощностью световой энергии, оценива

емой по световому ощущению, которое она производит на глаз человека. Единица светового потока люмен (лм)-световой поток внутри телесного угла в один стерадиан (ср) при силе света в одну канделу, т. е. 1 лм=1 кд-1 ср.

Телесный угол ω-часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Единица телесного угла — стерадиан (ср).

Освещенность Е- отношение светового потока, падающего на элемент поверхности, содержащий данную точку, к площади этого элемента:

E = dФ/dS. Единица освещенности—люкс (лк), т. е. 1 лк=1 лм/м².

Яркость L-отношение светового потока к произведению телесного угла, в котором он распространяется, площади поверхности и косинуса угла между направлением и нормалью к излучаемой поверхности. Единица яркости—кандела на квадратный метр (кд/м²).

Источники света. Применяемые в настоящее время источники света в зависимости от физических явлений, лежащих в основе их действия, делятся на две основные группы.

1.Лампы накаливания (ЛН). Они основаны на принципе теплового излучения и предназначены для общего, местного и специального освещения. Основными характеристиками ЛН являются номинальные значения напряжения, мощности (иногда силы тока), светового потока (иногда силы света), срок службы, а также габариты.

Лампы накаливания различаются по мощности, напряжению, световому потоку, конструктивному исполнению, габаритам, газовому наполнению, характеру светоотражающей и светопропускающей способности. Они делятся на две большие подгруппы:

• общего назначения, используемые для общего и местного освещения в промышленности, быту, на транспорте- и для наружного освещения;

• специальные, характеризующиеся особым конструктивным исполне-нием и стабильностью световых и электрических параметров и рядом других особенностей, определяющихся спецификой их применения.

Электрические, световые характеристики и продолжительность горения ЛН зависят от изменения поступающего напряжения. При пониженном напряжении уменьшается световой поток лампы, а при повышенном-резко снижается продолжительность горения.

ЛН общего назначения используются для внутреннего и наружного освещения при параллельном включении ламп в электрические сети напряжением 127 и 220 В. ЛН общего назначения мощностью до 200 Вт применяются в рудничных светильниках РП, а большей мощностью-в светильниках для освещения помещений поверхностного комплекса и открытых пространств.

ЛН для местного освещения используются для освещения рабочих мест там, где по условиям техники безопасности применять напряжение 127 и 220 В опасно (котельные, зарядные станции, переносное освещение). Они предназначены для параллельного включения в сеть напряжением 12 и 36 В.

ЛН прожекторные предназначены для использования в прожекторах общего назначения для освещения открытых площадок шахт и рудников. ЛН автомобильные предназначены для осветительной и светосигнальной арматуры; изготавливаются на номинальные напряжения 6, 12 и 24 В, применяются во взрывобезопасных фарах рудничных электровозов и переносных малогабаритных светильниках. ЛН кварцевые галогенные пред­назначены для внутреннего и наружного освещения больших пространств и используются в прожекторах и светильниках прожекторного типа.

ЛН рудничные имеют разную конструкцию (с одним или двумя телами накала), предназначены для головных рудничных и сигнальных аккумуляторных светильников, фар рудничных электровозов, погрузочных машин и комбайнов, шахтных светофоров.

2. Лампы газоразрядные (ЛГ). В этих лампах используется излучение электрического разряда в газах или парах металлов. Внутреннее пространство колбы лампы заполнено либо газом при определенном давлении, либо газом и небольшим количеством металла (например, ртути или натрия), в парах которого происходит разряд. В зависимости от давления газа и паров металла внутри колбы в рабочем режиме различают лампы: низ­кого давления (до 133 кПа); высокого давления (133— 1000 кПа); сверхвысокого давления (более 1000 кПа). По виду газоразрядные лампы делятся на лампы: тлеющего, дугового и импульсного разряда. Для освещения подземных горных выработок могут быть использованы любые газоразрядные лампы дугового разряда в составе специально разработанного све­тильника, кроме натриевых ламп низкого давления.

Лампы люминесцентные (ЛЛ) представляют собой газоразрядные источники света низкого давления, в которых ультрафиолетовое излучение электрического разряда в парах ртути превращается при помощи люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность колбы, в видимое излучение различной цветности. Высокая световая отдача, большой срок службы, относительно малая яркость обеспечили широкое применение ЛЛ в осветительных установках. Недостатками ЛЛ являются: включение в сеть с ускорегулирующей аппаратурой (ПРА); малая единичная мощность; зависимость характеристик от температуры окружающей среды. Несмотря на ряд недостатков, ЛЛ более экономичны, чем ЛН, как по расходу энергии, так и по годовым затратам. ЛЛ общего назначения предназначены для работы в электрических сетях переменного тока напряжением 127 и 220 В, частотой 50 Гц. Включаются в сеть вместе с ПРА, которая обеспечивает зажигание лампы, нормальный режим работы и подавление радиопомех. По способу зажигания схемы включения пускорегулирующие аппараты делятся на стартерные и бесстартерные. Бесстартерные схемы делятся на схемы быстрого и мгновенного зажигания.

Лампы ртутные высокого давления с исправленной цветностью (ДРЛ) сочетают высокую световую отдачу люминесцентных трубок ламп с возможностью сосредоточить в относительно небольшом объеме значительную световую мощность и предназначены для освещения предприятий и открытых площадок, где работы ведутся в ночное время. Лампа этого типа представляет собой стеклянный баллон эллиптической формы, внутри которого находится кварцевая горелка высокого давления трубчатой формы. Горелка наполнена дозированным количеством ртути и аргона. На внутреннюю поверхность баллона нанесен тонкий слой люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение, проходящее через кварцевые стенки горелки, в оранжево-красное видимое излучение, исправляя тем самым цветность излучения лампы. Лампы ДРЛ выпускаются с двух- и четырех-электродными горелками и рассчитаны на включение в сеть пе­ременного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц через соответствующее устройство.

К этой же группе источников света относятся ртутные лампы высокого давления ДРИ с добавками йодидов металлов, обладающие более высокой эффективностью и разнообразным спектровым составом излучения, предназначенные для освещения открытых площадок больших производст-венных помещений.

Лампы ксеноновые предназначены для освещения больших площадей. Лампы высокого давления трубчатой формы с длинной дугой с естественным или водяным охлаждением работают от сети переменного тока частотой 50 Гц. Лампы сверхвысокого давления с короткой дугой в колбах шаровой или близкой к ней формы питаются от сети постоянного тока через активное бал­ластное сопротивление или от сети переменного тока через выпрямитель.