3. Світлодіодні світильники: приклади використання

О снову світлодіода (Light Emitting Diode, або LED) складає штучний напівпровідниковий кристал розміром 0,3x0,3 мм, в якому реалізований вищезазначений p-n-перехід. Колір свічення залежить від матеріалу кристала. Так, червоні і жовті світлодіоди, як правило, виготовляють на основі арсеніду галію, зелені і сині — на галлій-нітридній основі. Посилення свічення добиваються різними способами. В одних випадках до складу кристала вводять спеціальні добавки і присадки, в інших — застосовують багатошарові структури, що дозволяє реалізувати в одному кристалі відразу декілька p-n-переходів, збільшивши тим самим яскравість його свічення.

Кристал «садять» в металеву поліровану чашку (мідну або алюмінієву), яка є відбивачем і «катодом» (—). До самого кристала «приварюють золоту» нитку — «анод» (+). Потім всю конструкцію заливають прозорим компаундом, якому надають певну форму (назвемо це колбою). Від неї залежить кут випромінювання світла, що випускається кристалом. Якщо верх колби плоский, світло виходить широким пучком (кут складає 120—130°). Якщо верх опуклий, виходить лінза, що збирає світло в більш вузький пучок (кут 8—60°). Чим менше кут випромінювання, тим більше інтенсивний світловий потік дає кристал. Випускаються світлодіоди різних кольорів: червоного, жовтого, зеленого, синього, синьо-зеленого і білого, причому білий з недавніх пір буває декількох відтінків (холодного, теплого, «сонячного» і т.д.). Вартість світлодіодів залежить від кольору і коливається досить істотно. Якщо вибрати для прикладу найпростіші пристрої з діаметром колби 5 мм, то найдешевшими виявляться червоні (від $ 0,01), а найдорожчими — зелені (від $ 0,15).

Природно, сам по собі світлодіод — пластмасовий балончик з двома тонкими ніжками-виводами — це ще не повноцінний освітлювальний прилад. Щоб такий прилад створити, треба забезпечити стабільну роботу діода. А для цього його необхідно вбудувати у відповідну електросхему. Річ у тому, що, на відміну від лампи розжарювання, світлодіод потребує не тільки певної напруги, але і обмеження протікаючого через нього струму. Тобто для нормального функціонування приладу мало подати на контакти напругу, щоб електрони почали долати p-n-перехід, випускаючи при цьому фотони (наприклад, для спрацьовування червоного світлодіода необхідно 2 В, для синього і зеленого — 3—4 В). Треба ще забезпечити певну силу струму (для різних діодів його величина коливається від 20 до 150 мА), інакше світлодіод швидко згорить. Чому? Особливості дії р-п-переходу такі, що зміна напруги всього на 0,1 В викликає збільшення струму, що проходить через діод, у декілька разів. Значить, щоб прилад нормально працював, необхідно застосувати стабілізатор струму або хоча б найпростішу схему на резисторах, обмежуючу струм.

Щоб споживач не займався всім цим самостійно, світлодіоди наперед встановлюють на друковану плату з потрібною електронною схемою. В результаті виходить не просто світлодіод, а светлодіодний модуль — в плані квадратний, прямокутний або округлий, забезпечений власними контактами. Це і є найпростіший освітлювальний прилад, який можна зустріти у продажу.

Модулі, в схемі яких є тільки обмежувальні резистори, найбільш дешеві ($ 0,5—2), та зате вимагають джерела живлення, стабільно даючого, наприклад, 12 В. Якщо схема є так званим електронним стабілізатором струму, модулі обійдуться дорожче ($ 1—5). Зате, по-перше, вони дозволяють використовувати джерело живлення з напругою 10—90 В, по-друге, не постраждають, якщо при під'єднуванні переплутати «плюс» з «мінусом», — в схемі є діодний місток (як говорять фахівці, «дуракоустойчивая схема»).

Одна з новинок ринку — так звані RGB-модулі. Їх збирають або на основі трьох діодів — червоного (Red), зеленого (Green) і синього (Blue), звідси і назва, — або на основі трибарвних діодів, усередині кожного з яких заховані кристали трьох кольорів. Останні пристрої дещо дорожче (від $ 1) і управляються спеціальним контроллером. Зате завдяки змішенню названих кольорів в різних пропорціях здатні світитися практично всіма відтінками веселкового спектру.

За допомогою одиничних модулів можна створювати, наприклад, букви для вітальних написів, орнаменти і т.п., що світяться. Куди частіше застосовуються так звані світлодіодні лінійки (джерел світла в них може бути 4—24 шт.), забезпечені загальною контактною групою. До неї залишається лише під'єднати джерело живлення (окремі світлодіоди в ланцюзі включаються послідовно, і в результаті потрібна більш висока сумарна напруга — 12 В). Таку систему можуть складати світлодіоди різних кольорів, що дозволяє за допомогою єдиного модуля одержувати найширшу гамму світлових фарб (управляється модуль спеціальним контроллером).

Використання світильників з світлодіодами для загального освітлення - нереалізована поки задача. Світлодіодний світильник, проте, знаходить ряд інших місць використання.

потрібно вирішити задачі декоративного світлового оформлення будівель, вулиць, зовнішньої реклами, створити підсвічування вітрин в магазинах, акцентувати увагу на експонатах музеїв і при цьому заощадити електроенергію? Для цього як не можна краще підходять світлодіодні лампи .

Світлодіодна лампа зовні нагадує звичайну галогенову: той же грибок-конус з пластику діаметром 5 см, та ж форма цоколя — різьбовий або двоштирковий.

Проте, замість нитки розжарення в грибку розташовується «зв'язка» з 21 світлодіода. Кольори їх свічення — червоний, синій, жовтий, зелений, білий.

Світлодіоди забезпечують відмінну яскравість, різноманітність кольорів, ефектну світлодинаміку і спрямованість світлового потоку.

Світлодіодні лампи звичайно призначені для використовування з декоративною метою, проте придатні в нічних світильниках або багаторіжкових люстрах замість галогенових або розжарювання.

З погляду виконання нормативних вимог сучасні світлодіодні світильники - цілком конкурентоздатні джерела світла. Жовті світлодіоди мають світлову віддачу близько 30 лм/Вт, тобто в 3 рази вище, ніж у ламп розжарювання загального призначення, що використовуються для освітлення сходових кліток в переважній більшості житлових будівель.

Для освітлення сходових кліток сьогодні застосовуються тільки два види джерел світла - лампи розжарювання (ЛР) і лінійні люмінісцентні лампи (ЛЛ), встановлені, як правило, в примітивну освітлювальну арматуру. Освітленість сходових кліток, поверхових позаквартирних коридорів, вестибюлів і ліфтових холів на рівні підлоги і сходинок 20 лк.

МГСН 2.01-99 «Енергозбереження в будівлях» встановлює максимально допустиму питому встановлену потужність для сходових кліток 4 Вт/м². Вимоги до кольоророзрізнення відсутні, що дозволяє використовувати для цього виду освітлення будь-яке джерело світла.

Люмінісцентні лампи застосовуються для освітлення сходових кліток в будинках-новобудовах останніх років, і їх частка в загальному об'ємі світильників для цієї мети дуже мала (менше 10 %). Світлова віддача люмінесцентних ламп помітно вище, ніж у світлодіода (вітчизняних кольоровості ЛБ-75 лм/Вт), але якщо врахувати КПД світильників (не більше 75%), коефіцієнт використовування світлового потоку і практично постійну запорошену і забрудненість деталей світильників, то ця перевага зводиться до нуля.

Найслабіше місце всіх світильників, вживаних в даний час для освітлення сходових кліток (як з ламп розжарювання, так і люмінесцентних ламп), - їх нестійкість проти нарочитого руйнування (вандалізму), що призводить до того, що навіть в будинках, обладнаних кодовими замками і домофонами, більше половини (іноді і 100%) світильників розбита, і сходові клітки взагалі не освітлені. У разі застосування люмінесцентних ламп руйнування світильників, окрім житейських незручностей, веде до серйозних екологічних проблем, оскільки що міститься в лампах ртуть є сильнодіючою отруйною речовиною (гранично допустима концентрація - ПДК - для пари ртуті в населених пунктах - 0,0003 мг/м³, а в кожній люмінесцентній лампі міститься до 100 мг ртуті).

Розглянемо економічну сторону проблеми застосування світильників з світлодіодами для освітлення сходових кліток.

В даний час для освітлення кожного прольоту сходів використовується один світильник, потужністю, як правило, 40 Вт. Ціна такого світильника з лампою розжарювання (наприклад, типу НВО-23) 90 рублів, з люмінесцентною лампою (наприклад, ЛП046 -2х18) - 201 рубель. Світильники працюють (повинні працювати) весь темний час доби, тобто близько 5000 годин в рік. Термін служби (без урахування чинника вандалізму) лампи розжарювання - 1000 годин, люмінесцентної лампи - 12000 годин; ціна лампи розжарювання потужністю 40 Вт - близько 5 крб., люмінесцентної лампи - в 11 р. 40 до. За рік кожний світильник з лампою розжарювання споживає 200 кВт.год з люмінесцентною лампою - 250 кВт.год електроенергії, тобто при існуючому тарифі на побутову електроенергію на 126 крб. і 157,5 руб. відповідно.

Для забезпечення на підлозі сходових кліток площею 4,5 м² і прольотів площею близько 4 м² освітленості 20 лк необхідний світловий потік не менше 170 лм. З урахуванням коефіцієнтів запасу візьмемо для розрахунку 300 лм. Такий світловий потік може бути забезпечений світлодіодом з сумарною потужністю 10 Вт (при світловій віддачі 30 лм/Вт). При потужності одного світлодіода близько 0,1 Вт (40 мА, 2,5 В) буде потрібно 100 світлодіодів, сумарна вартість яких - 32 долари США.

Для надійної роботи світлодіодів необхідне джерело живлення з постійною напругою на виході 12В. Ціна такого джерела живлення, наприклад, на підприємстві «Аероелектро», м. Москва, близько 300р. Приймемо (з великим запасом) вартість арматури для монтажу світлодіодів, друкарської плати, дротів і т.п., а так само склад світильника - 200 рублів. Звідси ціна світильника на світлодіодах може складати не більше 1420 крб. При цьому світильник споживатиме в рік 50 кВт.год електроенергії на суму 31р.50к. (при існуючому тарифі 63 коп/кВт.ч) Термін служби світлодіода - близько 100000ч., тобто 20 років при щорічному напрацюванні 5000 годин. При цих даних термін окупності світильника може скласти при заміні їм світильника з лампою розжарювання - 11 років, а світильника з люмінесцентною лампою - 8 років. Враховуючи неминучі в сучасних умовах акти вандалізму і випадкового руйнування світильників, ці терміни повинні бути скорочений як мінімум в два рази.

Якщо вважати, що в житлових будинках Москви не менше 1 мільйона сходових кліток, то при заміні на них світильників з лампою розжарювання (40 Вт) на світильники з світлодіодами (10 Вт) може бути отримана річна економія електроенергії близько 150 млн. кВт.год. Застосування світильників на світлодіодах в коридорах, холах і т.п. може збільшити цю цифру ще в 2-3 разів.

Доцільність застосування світлодіодних світильників:

1. Застосування світлодіода як альтернативне джерело світла в світильнику тільки в трьох названих ділянках житлово-комунального господарства може забезпечити річну економію електроенергії не менше 200 млн. кВт.год

2. Світильники на світлодіодах можуть позбавити житлово-комунальне господарство міста від такої біди, як вандалізм, оскільки відсутність в них скла і виготовлення корпусів світлодіодів з монолітного полікарбонату робить їх практично неруйнованими.

3. Заміна люмінесцентної лампи на світлодіод сприятливо позначиться на екології, оскільки виключить забруднення атмосфери ртуттю.

4. При сучасному рівні цін на світлодіоди і їх світлових параметрах представляється доцільним першочергове впровадження цих джерел світла в місцях, де немає жорстких вимог до якості перенесення кольорів, а також в місцях, самих схильних актам вандалізму. До таких місць можуть бути віднесений сходові клітки, холи, ліфти, номерні знаки будинків і покажчики назв вулиць.

5. У міру зниження вартості білих і багато кристальних (повнокольорових) світлодіодів область їх застосування в житлово-комунальному господарстві може бути значно розширена. Наприклад, на ряді світлотехнічних виставок (у тому числі на виставці «Інтерсвет» в Москві) експонувалися настільні світильники, ручні ліхтарі і інші освітлювальні прилади на світлодіодах.

6. Застосування світлодіодів для освітлення сходів, ліфтів і т.п. в адміністративно-суспільних будівлях, а також в спеціальних електротехнічних пристроях.

Лампи світлодіодні з відбивачем. Виробник — компанія Camelion. Напруга живлення 220 в, споживана потужність 2,1 вт, сила світла — 63, 105, 252 або 315 кд. Термін служби — 80 000 годин.

Як і всякі прилади, світлодіоди мають плюси і мінуси. До безперечних плюсів відноситься ті, що перетворення електроенергії в світло відбувається практично без втрат і при мінімальному споживанні енергії (нагадаємо: для роботи діоду необхідні напруга порядка 2 В і струм 20 мА). Це вигідно відрізняє такі прилади і від люмінесцентних ламп, і від ламп розжарювання. Світлове випромінювання спостерігається у вузькій частині спектру (світло близьке до монохроматичного), що особливо цінується дизайнерами. А головне — світлодіод практично не нагрівається (виняток становлять могутні моделі останнього покоління, але і ті гріються на порядок менше ламп розжарювання), а термін його служби досягає 100 тис. год, тобто майже в 100 разів більше, ніж у лампи розжарювання, і в п'ять-десять разів більше, ніж у люмінесцентної лампи. До цього слід додати високу механічну міцність і виняткову надійність. Якщо ж врахувати, що світлодіод — прилад низьковольтний, отже, безпечний, мі одержуємо майже ідеальне джерело світла!

Мінусів два, але досить істотних. По-перше, як вже мовилося, діоди не дають багато світла. По-друге, вони достатньо дороги. Сьогодні ціна освітлювального приладу, зібраного на світлодіодах, в 10—50 разів вище, ніж виготовленого із звичними лампами розжарювання (природно, при однаковому світловому потоці, створюваному обома приладами). Правда, фахівці затверджують, що в найближчі два-три роки ціни впадуть приблизно удесятеро — мабуть, тоді-то і почнеться обіцяна фахівцями «революція» в світлотехніці.

Теоретично світлодіод може працювати без перерви від 10 до 100 тис. рік.(перший термін називають китайські виробники, другий — європейські і американські). Якщо врахувати, що включатися він буде тільки у вечірні та зрідка в нічні години, можна вважати, що світити йому належить 40—50 років. Аллі це теоретично. На практиці слід взяти до уваги, що в конструкції використовується не тільки власне світлодіод, але і безліч допоміжних елементів, що мають власні слабі місця: мікросхеми з неякісним паянням і доріжками, що окислюються, корпуси, в які просочується вода, і т.д. В результаті для виробів з Китаю можна гарантувати п'ять років експлуатації.

Із західними виробниками картина принципово інша — вони дають гарантію не на світлодіоди, а на весь виріб цілком. Правда, і обійдеться в два-три рази дорожче за китайський. Наприклад, одна з нідерландських компаній проводить так званий відпал світлодіодів: їх витримують в печі при температурі 60 °С приблизно троє діб. Після цього діод більш стабільний в роботі і забезпечує стійкий спектр свічення. Після закінчення гарантійного терміну діод не «помре», як звичайна лампа розжарювання. За цей час рівень його яскравості впаде не більше ніж на 50 % (відбудеться так звана деградація кристала), але він продовжуватиме працювати. Залежно від якості виготовлення кристали деградують по-різному: одні поступово втрачають в рік 3—5 % яскравості, інші роблять це різко, ледве наблизиться призначений термін. Але меркнуть неминуче як ті, так і інші. На швидкість деградації величезний вплив дають температурні умови експлуатації (нормативи вказані в паспорті приладу і звичайно знаходяться в межах від —40 до +40 °З). Чим нижче температура, тим довше живе світлодіод. Наприклад, при —20—40 °С він зможе працювати майже вічно (при такій температурі кристал практично не деградує). А якщо встановити його на пічній трубі, де температура постійно висока (60—80 °С), то проживе він приблизно рік. В сауні ж, де температура може доходити до 120°С, його вистачить всього на декілька діб.

В домашніх умовах їх цілком можна застосовувати вже зараз, наприклад, для аварійного освітлення. Оскільки світлодіоди споживають дуже мало електроенергії, місткості звичайного автомобільного акумулятора (55 Ахгод), що використовується як джерело резервного живлення, вистачить для роботи системи аварійного освітлення невеликого заміського будинку (15—18 світильників) протягом тижня. Незамінні світлодіоди і для підсвічування інтер'єрів, архітектурних деталей будівель і ландшафту. В житлі вони можуть використовуватися для створення:

• чергового або нічного освітлення;

• знаків і узорів, що світяться, на дверях, стінах або стелі, а також системи «зоряне небо»;

• світлового і колірного зонування простору;

• підсвічування сходинок;

• меблевого підсвічування, що дозволяє додати звичним предметам інтер'єру нові яскраві образи;

— підсвічування колекції, що зберігається на стелажах.

4. ЛАМПИ ЛЮМІНЕСЦЕНТНІ (компактні, енергозберігаючі)

Енергозберігаюча лампа складається з 3 основних компонентів: цоколя, люмінісцентної лампи і електронного блока.

Цоколь призначений для підключення лампи до мережі.

Електронний блок (ЕПРА: електронний пускорегулируючий апарат) забезпечує запалювання (пуск) і подальше горіння люмінісцентної лампи. ЕПРА перетворює мережеву напругу 220В в напругу, яка необхідна для работи люмінісцентної лампи. Завдяки ЕПРА енергозберігаюча лампа запалюється без мерехтіння і працює без мигання, яке властиве звичайним люмінісцентним лампам.

Висока світлова віддача, тобто величина світлового потоку (вимірюється в люменах - лм), в розрахунку на 1 Вт потужності, що споживається лампою. Якщо для ламп розжарювання цей показник становить до 10-15 лм на 1 Вт, для галогенних - до 30, то для енергозберегаючих - приблизно 50-60 лм на 1 Вт: Подібна 20-ватна лампа на протязі стандартного терміну служби (6-8 тис.год) дозволити зекономити близько 450-600 кВт•рік электроенергії. Ще один плюс - невеликий (порівняно з лампами розжарювання і особливо галогенними) рівень нагріву. Люмінісцентні лампи мало нагріваються під час роботи. Сьогодні у продажу є велика кількість різноманітних моделей компактних люмінесцентних ламп від різних виробників. Серед останніх можна згадати компанії "КОСМОС", "СТАРТ" (обидва - Росія), MEGAMAN (Китай), GENERAL ELECTRIC, PHILIPS, OSRAM.

Велика частина компактних люмінесцентних виготовляється в Китаї (зокрема, в Гонконзі і Тайвані), але на ринку присутні і прилади, зроблені в Угорщині (частина продуктової лінійки GENERAL ELECTRIC), Нідерландах і Польщі (PHILIPS), а також Німеччині (OSRAM).

Дуже важливий параметр - розміри лампи. Підбираючи модель, наприклад, для люстри, необхідно враховувати, що наявність стандартного цоколя Е27 не є гарантією того, що вона підійде для світильника. Так, довжина лампи потужністю 85 Вт (модель 4U 85 E2742, "КОСМОС") складає 335 мм, а ширина - 78 мм; схожі розміри мають і лампи аналогічної потужності інших виробників.

Серед конструктивних особливостей нових лінійок компактних люминесцентних ламп фірми MEGAMAN (Candle, Reflector, Dors Dimming), можна відзначити тепловідводні трубки в корпусі, які дозволяють встановлювати люмінесцентну лампу великої потужності в закритому кожусі (оскільки при підвищенні температури газорозрядної суміші знижується ефективність лампи). Крім того, в цих пристроях використаний пластиковий цоколь із струмопровідним покриттям. Такий цоколь не пригорає до патрона навіть при тривалій експлуатації, тому в майбутньому лампочку легко вивернути.

Особливістю енергозберігаючих ламп є їх різна кольорова температура, яка визначає колір лампи: 2700 К - теплий білий колір (найбільш близький до світла традиційної лампи розжарювання), 4200 К - денне світло, 6400 К - холодне біле світло. Ця особливість дозволяє підібрати енергозберегаючу лампу певної кольорової температури в відповідності з кольоровою гаммою інтер’єру. Низка температура нагріву енергозберігаючих ламп дозволяє використовуваути їх в світильниках з обмеженням рівня температури. А при наявності вбудованого пускорегулюючого апарата (ПРА) енергозберігаючі лампи напряму включаються в патрон і не вимагають додаткової апаратури. Енергозберігаючі лампи запалюються миттєво, без мигання, дають рівне світло, не сліплять очі, що дозволяє використовувати їх в відкритих світильниках.

Переваги

Стабільний колір випромінювання на протязі всього строку служби.

Висока ефективність ламп і низкі експлуатаційні затрати.

Тривалий строк служби порівняно з галогенними лампами і лампами розжарювання.

Відносно невелике виділення тепла підвищує комфорт для покупців і персоналу в магазинах.

Всі типи ламп мають захист від УФ випромінювання.

Області застосування

Магазини і вітрини, офіси і громадські місця.

Декоративне зовнішнє освітлення фасадів будівель, скульптур і пам’ятників.

Технологічні новинки представила і фірма PHILIPS. Серед них - енергозберігаюча лампа з подвійним світловим ефектом "2 в 1". Вона має вбудований світлодіод і може працювати в двох режимах: в режимі нічника (приглушене світло потужністю 1 Вт) і в звичайному (випромінює світло як звичайна компактна люмінесцентна лампа потужністю 9 Вт). Модель "2 в 1" розрахована на експлуатацію в таких приміщеннях, де необхідне слабке освітлення протягом довгого часу: наприклад, в спальні, у вітальні при прогляданні телепередач або в коридорі для орієнтиру.

Інша новинка фірми PHILIPS - модель "Automatic 8 Лет". Це енергозберігаюча лампа з двома сенсорами, яка автоматично спалахує у сутінках і вимикається, коли на вулиці достатньо ясно. Вона призначена для зовнішнього застосування: освітлення садів, веранд, під'їздів. Може використовуватися також як додаткова система безпеки, яку не потрібно включати вручну.

І про експлуатацію...

Не дивлячись на можливу зовнішню схожість з лампами розжарювання, компактні люмінесцентні лампи мають ряд особливостей, які необхідно враховувати при їх експлуатації.

Так, наприклад, на світлову віддачу ламп впливає температура навколишнього середовища. Люмінесцентні лампи погано переносять нагрівання вище 60°С, а на морозі зовсім перестають працювати. Тому при необхідності освітлення неопалювальних приміщень або дачних ділянок слід використовувати спеціальні моделі компактних люмінесцентних ламп для зовнішньої установки. Подібні серії ламп є в асортименті компаній GENERAL ELECTRIC, OSRAM і у інших виробників. Витікає, проте, відзначити, що більшість побутових моделей люмінесцентних ламп не призначена для застосування при морозах, коли температура нижче -10°С.

Люмінесцентні лампи не можна використовувати в поєднанні з діммерами (світлорегулятори, які дозволяють упорядковувати подачу електроенергії на світильник). Точніше, для люмінесцентних ламп потрібні діммери спеціальної конструкції. Їх випускають далеко не всі виробники електронастановних виробів - тільки компанії GIRA (Німеччина) і LEGRAND (Франція). Звичайно вони розраховані на люмінесцентні лампи з вбудованим електронним ПРА і відрізняються порівняно високою вартістю. Тому, якщо ви користуєтеся діммером для зміни інтенсивності світла люстри, врахуйте, що при заміні звичайних ламп розжарювання на люмінесцентні вам доведеться міняти і світлорегулятор.

В зв'язку з цим особливо цікава новинка фірми OSRAM - Dulux El Dim. Це КЛЛ, електронна схема якої така, що підходить для експлуатації лампи із звичайними діммерами. Новий пристрій дає можливість регулювати інтенсивність світлового потоку в діапазоні 15-100 % точно так, як і звичайні лампи розжарювання.

Цікавий підхід до рішення проблеми регулювання яскравості компактних люмінесцентних ламп пропонує компания MEGAMAN . В новій серії Dors Dimming використана технологія, що дозволяє зменшувати або збільшувати яскравість за допомогою звичайного двохпозиційного вимикача. Для активації програми регулювання яскравості необхідно включити і вимкнути світло протягом 1 с. Маніпулюючи вимикачем, можна міняти інтенсивність освітлення (5, 33, 66, 100 %).

Плюси "гарячого старту"

Існують енергозберігаючі лампи з попереднім прогріванням (спалахують приблизно через 1 с після включення) і з холодним стартом (включаються майже миттєво). Перші коштують дорожче, але мають практично необмежену кількість перезапусків, другі ж не "люблять", щоб їх багато раз включали і вимикали. Короткочасний запуск пристрою на період менше 20 хв викликає сильний знос і значно скорочує тривалість його нормальної роботи. В тих приміщеннях, де світло доводиться включати і вимикати дуже часто, рекомендується встановлювати лампи з попереднім прогріванням. Зовні вони нічим не відрізняються від моделей з холодним стартом, тому тип їх конструкції слід обов'язково уточнити у продавця.

При тривалій експлуатації у всіх люмінесцентних ламп падає світлова віддача. Нормою вважається зниження цього показника на 20 % до кінця розрахункового терміну служби, але при низькоякісному люмінофорі рівень світлової віддачі може складати і 50 %. На жаль, непрофесіонал навряд чи зможе на око відрізнити якісний люмінофор від неякісного. Тому, якщо ви хочете, щоб яскравість лампи не дуже сильно зменшувалася у міру вироблення ресурсу, можна тільки порадити придбавати продукцію відомих виробників.

Конструктивна схема люмінесцентних ламп були розроблені достатньо давно - більше 100 років тому, а перші промислові зразки компанія GENERAL ELECTRIC (США) випустила в 1938 р. Однак в побуті ці пристрої з’явились порівняно недавно. Перешкодою тому - різні обставини: висока вартість, солідні габарити, необхідність використовування спеціального пускорегулюючого аппарата (ПРА) і неможливість установки в звичайних світильниках, розрахованих на лампи розжарювання.

З другої половини 90-х рр. XX в. масове виробництво компактних люмінесцентних ламп з різьбовим цоколем розвернулося в Китаї, і ціни на них різко впали. З 2001 р. США пережили справжній бум продажів компактних люмінесцентних ламп; з'явилися моделі таких ламп великої потужності (50-70 Вт). Це були дійсно компактні пристрої - не більше звичайної лампи розжарювання. Стрімко збільшується число дизайнерських моделей ламп: з трубкою-колбою спіральної форми (виті), свічкоподібні, дугоподібні і т.д.

Конструкція цоколя. Компактні люмінісцентні лампи, як і лампи розжарювання, випускають з цоколями декількох типів. Вони можуть бути оснащені стандартним цоколем Е27, міньоном Е14, цоколем E40, що використовується в великогабаритних "промислових світильниках", або штирьковими цоколями різноманітної конструкції. В більшості побутових світильників використовується цоколь Е27.

Колірна температура. Світло, випромінюване лампою, може мати різний спектр. Найбільш поширені лампи із спектром 2700 К (як у теплого кольору жовтого відтінку), 4200 К (денне світло), 6500 К (холодний білий "з відходом в синяву").

Лампи з різною колірною температурою розрізняються по своєму призначенню. Якщо "жовтий спектр" 2700 К сприймається як "затишний" і годиться швидше для спальні або вітальні, то лампи 6500 К дають холодне контрастне освітлення, яке не так комфортно. Але для роботи в установах підходять саме вони.

Форма колби. Зустрічаються лампи багатоканальні (двох-, трьох- і чотирьохдугові), виті або спиралевидні, грушовидні, кулясті, свічкоподібні, циліндрові, фігурні, з дзеркальним відбивачем і ін.

Енергоефективність. Всі Люмінісцентні лампи, безумовно, набагато економічніше ламп розжарювання. Проте вони можуть істотно розрізнятися між собою по рівню споживання електроенергії. для компактних люмінесцентних ламп діє європейська класифікація енергоефективності, згідно якої всі лампи підрозділяються на сім класів - від А до G (клас повинен бути вказаний на упаковці). Найефективніший - А. Якщо лампі присвоєний даний клас, це означає, що вона дозволяє заощадити до 80 % електроенергії і в результаті зменшити рахунок за електрику приблизно в 6 разів.

При виборі лампи необхідно уточнити термін служби. У компактної Люмінісцентної лампи він складає 6-8 тис. год (стандартний). Іноді виробник, щоб скоротити витрати, модифікує конструкцію за рахунок елементів, що забезпечують надійність лампи. Сьогодні поважаючі себе виробники вважають за краще не економити на мікросхемах, що відповідають за плавний пуск лампи, що гарантує велику тривалість служби, - у деяких виробів вона доходить до 12 тис. год (серія "Максимум", "КОСМОС") і навіть 15 тис. год.

Термін служби пов'язаний не тільки з високою якістю ламп, але і із застосуванням нових технологій. Наприклад, модель Genura є індукційною лампою безелектродної конструкції. В ній електронно-іонна плазма проводиться за допомогою високочастотної (2,65 Мгц) індукційної катушки, що живиться від вбудованого ВЧ-генератора напруги. Ця плазма викликає ультрафіолетове свічення парів ртуті, а люмінофор перетворить ультрафіолет у видиме світло. Така технологія забезпечує тривалий термін служби лампи, низьку мінімальну температуру запуску (від -10°С) і до 100 тис. включень.

Іншим досконалим рішенням є амальгамова технологія, що використовується в моделі Stick 12Y. Такі лампи повільніше розгораються (в даній моделі 100 %-й світловий потік досягається приблизно через 3 хв), та зате менше піддаються впливові як високих, так і низьких температур. Це особливо важливо при застосуванні лампи в закритих світильниках, а також при її установці в неопалювальних приміщеннях, оскільки вона запускається при температурі від – 25.

Навіть з урахуванням високої вартості люмінесцентних ламп вигода від їх застосування вельми відчутна.

Ще один плюс подібних пристроїв - невеликий (в порівнянні з лампами розжарювання і особливо галогенними) нагрів. Люмінесцентні лампи мало нагріваються під час роботи. Це дозволяє застосовувати їх в "проблемних" светильниках (наприклад, забезпечених плафонами з легкоплавких матеріалів).

Механізм роботи люмінесцентної лампи такий. Скляна колба заповнена сумішшю інертних газів і пари ртуті, а її внутрішня поверхня покрита спеціальним люмінофором. Під дією високої напруги в колбі з поверхні катода вириваються високошвидкісні електрони. Стикаючись з атомами ртуті, вони віддають частину своєї енергії електронам, що входять до складу атома, і переводять їх в збуджений стан. Воно нестійке: короткий проміжок часу - і збуджений електрон повертається на круги своя, на стабільну орбіту, а надлишок енергії виділяється у вигляді ультрафіолетового випромінювання. Люмінофорноє покриття перетворить ультрафиолет у видиме світло.

Компактні люмінесцентні лампи: вчора і сьогодні

Наприкінці хочеться сказати пару слів про безпеку і екологію. В люмінесцентних лампах використовуються пари ртуті. Їх кількість строго регламентована відповідними нормативами, діючими для виробників Європи, Азії і США. Тому навіть якщо ви випадково розіб'єте таку лампу удома, це не можна вважати приводом для паніки - достатньо добре провітрити приміщення. В цілях максимальної безпеки випускають лампи з колбою, покритою спеціальною оболонкою силікону, - наприклад серія Candle (MEGAMAN). Якщо така лампочка впаде і розколеться, осколки і пари ртуті не потраплять в повітря.

Оскільки в люмінесцентних лампах є ртуть, їх не можна викидати разом із звичайним побутовим сміттям. На жаль, наші співвітчизники поки не проявляють належного рівня свідомості. Наприклад, в Європі і США існують сміттєві баки, спеціально призначені не тільки для люмінесцентних ламп, але і для акумуляторних батарей, телевізорів кінескопів і інших подібних пристроїв.

Монтаж і ремонт схем люмінісцентного освітлення

7.1.Електрична схема включення люмінісцентних ламп.

7.2. Принцип дії люмінісцентних джерел освітлення.

7.3.Монтаж електричної схеми включення люмінісцентних ламп (на прикладі ЛПП-36).

7.4. Ремонт люмінісцентних джерел освітлення.

Люмінесцентне освітлення. Одна з особливостей експлуатації люмінесцентного освітлення полягає в тому, що відшукати несправність при цьому виді освітлення значно важче, чим при використанні ламп розжарювання. Це зумовлюється тим, що найпоширеніша схема включення люмінесцентних ламп містить стартер (запалювач) і дросель (баластовий опір).

Люмінесцентні лампи (ЛЛ) являють собою заповнену газом — аргоном — скляну трубку, внутрішня поверхня якої покрита люмінофором. У трубці є також крапля ртуті. При включенні в електричну мережу в лампі утворяться газовий розряд в парах ртуті і виникає світло, яке випрямлене люмінофором, близьке до денного.

Стандартні ЛЛ загального застосування виготовляють потужністю 8, 10, 15, 20, 30, 40, 65, 80 і 150 Вт.

Електротехнічною промисловістю випускається серія ЛЛ, призначених для загального освітлення промислових, суспільних і адміністративних приміщень, типу ЛБ18-1, ЛБ36, ЛДЦ18, а також для житлових приміщень — типу ЛЕЦ18, ЛЕЦ36. Ці лампи в порівнянні зі стандартними ЛЛ потужністю 20, 40 і 65 Вт мають підвищений КПД розряду, зменшене на 7—8 % споживання електроенергії, меншу матеріалоємність, підвищену надійність при збереженні і транспортуванні. Для житлових приміщень випускаються ЛЛ із поліпшеною передачею кольору типу ЛЭЦ і ЛТБЦЦ потужністю 8 — 40 Вт. Лампи мають лінійну і фігурну форму (U- і W-образну, кільцеву).

По спектру випромінюваного світла ЛЛ розділяють на типи: ЛБ — біла, ЛХБ — холодно-біла, ЛТБ — тепло-біла, ЛД — денна і ЛДЦ — денна правильної передачі кольору. Люмінесцентні лампи мають високу світлову віддачу, що досягає в ламп типу ЛБ 75 лм/Вт при температурі навколишнього повітря 18—25 ⁰C.

Іншою особливістю люмінесцентного освітлення є те, що для нормального запалювання й роботи люмінесцентної лампи напруга мережі не повинна бути менш 95% від номінальної, тому при експлуатації люмінесцентних ламп необхідно уважно стежити за величиною напруги мережі. Нормальний режим роботи люмінесцентної лампи забезпечується при температурі 18—25° С, при більше низькій температурі люмінесцентна лампа може не запалитися.

Порівняльна складність пристрою люмінесцентного освітлення ускладнює і його обслуговування. Оглядають люмінесцентні лампи під час експлуатації щодня, а очищають від пилу й перевіряють справність не рідше одного разу на місяць.

Після закінчення нормального терміну служби (5000-10000 год) люмінесцентна лампа практично перестає давати світло й підлягає заміні. Під час експлуатації люмінесцентна лампа іноді не запалюється. У цьому випадку необхідно перевірити, чи є напруга в електромережі й немає обривів в електропроводці або дефекту в лампі. Якщо спостерігається миготіння лампи або світіння її тільки на одному кінці, то лампу заміняють. Якщо при роботі люмінесцентного освітлення спостерігається шум, то перевіряють міцність кріплення баластового опору. У тому випадку, коли зміцнення баластового опору не приводить до припинення шуму, його треба замінити на нове.

Несправність баластового опору може іноді проявлятися в тім, що при включенні люмінесцентної лампи чорніють її кінці й перегоряють спіралі. У цьому випадку необхідно перевірити відповідність напруги лампи й баластового опору номінальній напрузі живильної мережі. При наявності зазначеної відповідності причиною може бути несправність баластового опору (виткове замикання), який варто замінити. (при потужності лампи 40 Вт опір дроселю складає 26-30 Ом)

ГАЗОРОЗРЯДНІ ДЖЕРЕЛА СВІТЛА

Розглянемо один з видів газорозрядних джерел світла — люмінесцентну лампу . Усередині скляного балона цієї лампи знаходяться пари ртуті, у яких за певних умов відбувається електричний розряд. У результаті розряду випускаються ультрафіолетові промені. Ультрафіолетові промені поглинаються шаром люмінофора, яким покриті внутрішні стінки лампового балона. У підсумку люмінофорний шар починає випромінювати видиме світло, близький по спектральному складі до денного.

Для запалювання люмінесцентної лампи, тобто для створення в парах ртуті електричного розряду, потрібно нагріти катоди лампи і створити між ними високу напруга. Щоб забезпечити запалювання люмінесцентної лампи, її включають у мережу за допомогою стартера і дроселя.

П ри включенні в мережу між електродами стартера виникає тліючий розряд у неоновому газі. Опір ланцюга, що складається з катодів люмінесцентної лампи, стартера і дроселя при цьому зменшується, тому нагріваються електроди стартера і катоди. Під дією нагрівання біметалічний електрод стартера згинається і розмикає ланцюг. У результаті самоіндукції створюється імпульс високої напруги. У підсумку в парах ртуті між катодами лампи виникає електричний розряд. Схема включення люмінесцентної лампи.

Конденсатор, включений паралельно стартерові, знижує радіоперешкоди при роботі лампи.

Люмінесцентні лампи позначаються: ЛД — денного світла; ЛХБ — холодно-білого світла; ЛБ — білого світла; ЛТБ — тепло-білого світла.

Для освітлення приміщень, у яких тривалий час знаходяться люди, застосовують лампи марок ЛБ і ЛТБ.

Джерела світла. В установках внутрішнього і зовнішнього освітлення в якості джерел світла застосовують лампи розжарювання і газорозрядні лампи люмінесцентні і ртутні з виправленою кольоровістю (ДРЛ), а також натрієві і ксенонові.

Термін служби ЛЛ потужністю до 80 Вт складає 10 000 год. і потужністю 150 Вт—5000 год., однак до кінця терміну служби світловий потік лампи знижується до 60 % первісного. Для запалювання і нормальної роботи ЛЛ включають у мережу за допомогою пускорегулюючих апаратів, якими комплектують люмінесцентні світильники.

Світильники для ламп 8—20 Вт звичайно комплектують ПРА для включення в мережу на 127 В, а для ламп 30— 150 Вт — на 220 В. Стійке запалювання і горіння ЛЛ забезпечується при напрузі не нижче 90 % номінального.

Чим вигідніше світильники з електронним ПРА

Освітлювальні системи, забезпечені електронними ПРА (замість традиційних пристроїв, що складаються з електромагнітних дроселів, стартерів, додаткових стартерів і конденсаторів компенсації коефіцієнта потужності), забезпечують роботу люмінесцентних ламп при високочастотних напрузі і струмі (20-25 кГц). Лампа запалюється стартовою напругою всередині лампи. На відміну від традиційного пристрою живлення не вимагається фазової корекції, оскільки коефіцієнт потужності > 0,95. Електронні ПРА мають декілька переваг порівняно з традиційними: Люмінесцентні лампи працюють на високій частоті, що позитивно позначається на світловому КПД (на 10% більше, ніж при використовуванні електромагнітних ПРА) і зменшує споживану потужність порівняно із споживаною потужністю при мережній частоті 50 Гц при однаковому світловому потоці. Економія засобів на зміну ламп: значно більший термін служби завдяки роботі на високій частоті (середній номінальний термін служби може бути збільшений до 50% а залежність від типу світильників і циклу включень) призводить до того, що лампи рідше виходять з ладу. Зниження споживання енергії системою, оскільки електронні ПРА споживають менше енергії, ніж звичайні ПРА. Втрати потужності при використовуванні електронних ПРА складають всього лише 8-10% від потужності ламп. Вартість устаткування може бути погашена протягом 18 місяців (не дивлячись на більш високі початкові інвестиції) завдяки енергозбереженню і більш низьким експлуатаційним витратам (зниження витрат на кондиціонування повітря і т.д.). Низькі експлуатаційні витрати завдяки більшому терміну служби ламп (більш довгим інтервалам між роботами по обслуговуванню), і відсутності окремих стартерів і конденсаторів, що вимагають додаткового часу на обслуговування. Зниження споживання енергії системою, оскільки електронні ПРА споживають менше енергії, ніж звичайні ПРА. Втрати потужності при використовуванні електронних ПРА складають всього лише 8-10% від потужності ламп. Відсутність стробоскопічного ефекту і пульсацій світла завдяки роботі на високій частоті. Миттєвий старт без мерехтіння. Менший спад світлового потоку завдяки меншому навантаженню люмінесцентної лампи, і, відповідно, меншому темнінню кінців колби лампи. Безшумна робота завдяки використанню електроніки; Зведений до мінімуму дратівливий шум завдяки роботі на високій частоті.

Всі газорозрядні лампи, через їх негативний внутрішній опір не можуть працювати безпосередньо з напругою мережі і потребують відповідних пускорегулюючих апаратів, які з одного боку, обмежують і регулюють електричний струм лампи, з другого боку забезпечують надійне запалення. Пускорегулюючий апарат — це світлотехнічний виріб, за допомогою якого здійснюється живлення газорозрядних ламп від електричної мережі, забезпечуючи необхідні режими запалення, розгорання і роботи газорозрядних ламп, конструктивно оформлене у вигляді єдиного апарату або декількох окремих блоків. Відповідно до загальноєвропейської класифікації електромагнітні баласти дросельного типу по рівню втрат потужності підрозділяються таким чином: Клас D - ПРА з максимальними втратами (найменш економічні)  Клас С - стандартні типи ПРА  Клас В1 - ПРА із зниженими втратами щодо стандартних  Клас В2 - ПРА з особливо низькими втратами  Електронні ПРА (ЕПРА) розділені на 3 класи: АЗ - нерегульований ЕПРА  А2 - нерегульовані ЕПРА (з втратами меншими, ніж у АЗ)  А1 - регульовані ЕПРА  з 2006 року виробники світильників з ЛЛ повинні буде комплектувати їх тільки електромагнітними ПРА класів В1, В2 і високоекономічними ЕПРА. Відмітимо, що підприємства Росії в більшості випадків проводять ПРА найнижчого класу D. Вказана директива комісії ЄС може бути з деякою затримкою, але неминуче зробить вплив на виробників і ринок світильників з ЛЛ і в нашій країні. У зв'язку з скороченням об'ємів застосування електромагнітних ПРА в найближчі роки неминуче розширилася "ніша" для розвитку ринку ЕПРА. Скориставшися цією ситуацією ряд фірм почав проводити так звані "дешеві ЕПРА нового стандарту", вводячи в оману неінформованих споживачів. Потрібно ясно уявляти собі, що ціна ЕПРА може бути різко зменшена тільки за рахунок зниження надійності і втрати ряду властивостей і функцій: 1. Термін служби "дешевих" ЕПРА (25-30 тис. годин) приблизно в 2 рази менше ніж у якісних апаратів. 2. Схема "дешевих" ЕПРА не забезпечує попередній прогрев електродів ЛЛ в пусковий період. "Холодне запалення" ламп скорочує їх нормований термін служби особливо при значному числі циклів "вкл. - викл." 3. "Дешеві" ЕПРА позбавлені такої важливої функції, як автоматичне регулювання вихідної потужності ЛЛ при коливаннях напруги в діапазоні коливань напруги живлення від 200 до 250 В). 4. Автоматичне відключення ЛЛ в кінці терміну їх служби "дешевими" ЕПРА не гарантується. 5. В протилежність стандартним якісним ЕПРА "дешеві апарати" можуть живитися тільки змінним струмом. Висновки з викладеного вище однозначні: застосування "дешевих" ПРА приводить до підвищення експлутаційних витрат через меншу надійність апаратів і скорочення терміну служби ЛЛ і тому не обіцяє споживачу нічого, окрім економічних збитків.  до вибору типу і виготівника ЕПРА слід підходити вельми обережно і орієнтуватися переважно на високоякісні апарати відомих на ринку виробників

Лампи люмінесцентні, порівняльні характеристики

Більш економічні в порівнянні з традиційними лампами розжарювання при тому ж світловому потоці.

Колба: прозора, покрита зсередини люмінофором.

Наповнювач: пари ртуті.

Дугові ртутні лампи, високого тиску (ВД) з виправленою кольоровістю типу ДРЛ складаються зі скляної колби, покритої люмінофором, усередині якої поміщена кварцова газорозрядна трубка, наповнена ртутними парами. Лампи ДРЛ із різьбовим цоколем виготовляють на 220 В потужністю 50, 80, 125, 250, 400, 700, 1000 і 2000 Вт.

Світловіддача ламп ДРЛ складає 40—60 лм/Вт, термін служби —7000 год. для ламп до 1000 Вт і 4000 год. для ламп 2000 Вт.

Світловий потік ламп ДРЛ до кінця терміну служби знижується на 30%. Лампи надійно запалюються і горять при напрузі не нижче 90 % номінального, їхнє горіння майже не залежить від температури навколишнього середовища. У мережу лампи ДРЛ включаються за допомогою ПРА.

Недоліком ламп ДРЛ є те, що в спектрі випромінюваного лампою світла переважають синьо-зелені промені, унаслідок чого кольору теплої частини спектра при використанні цих ламп сильно спотворюються, а пульсація потоку викликає перекручування сприйняття предметів, що рухаються, (стробоскопічний ефект). При включенні лампи розпалюються протягом 7 хв., а після вимикання лампа повторно запалюється лише після її остигання — приблизно через 10 хв. Газорозрядні лампи усе більш витісняють лампи розжарювання, залишаючи для них установки з малою нормованою освітленістю і з малим числом годин горіння, зокрема в приміщеннях з непостійним перебуванням людей.

Ремонт, монтаж і демонтаж магнітних пускачів, кнопочних постів, автоматів захисту та запобіжників.

8.1.Призначення та будова комутаційних апаратів

8.2.Ремонт комутаційних апаратів (ПМЕ, ПАЕ, КМИ).

8.3. Монтаж і демонтаж комутаційних апаратів.

8.4. Призначення, будова та ремонт теплових реле.

МОНТАЖ ПУСКОРЕГУЛЮЮЧИХ АПАРАТІВ І ПРИСТРОЇВ

Апарати або опорні конструкції, на яких вони повинні бути встановлені, варто прикріплювати до будівельних конструкцій способом, зазначеним у робочих кресленнях (дюбелями, болтами, гвинтами, за допомогою штирів, опорні конструкції - зварюванням до заставних елементів будівельних підстав і т.д.). Будівельні основи повинні забезпечувати кріплення апаратів без перекосів і виключати виникнення неприпустимих вібрацій.

У ведення проводів, кабелів або труб в апарати не повинен порушувати ступінь захисту оболонки апаратів і створювати механічних впливів, що деформують їх.

При установці декількох апаратів у блоці повинен бути забезпечений доступ для обслуговування кожного з них.

Пускорегулюючі апарати повинні бути міцно закріплені й установлені вертикально. Останню вимогу особливо ретельно дотримують при монтажі апаратів, що мають вимірювальні прилади, а також автоматичні вимикачі й прилади захисту - реле, тому що вони надійно працюють тільки при строго вертикальній установці.

Пускорегулююча апаратура має наступні види ушкоджень: надмірне нагрівання котушок пускачів, контакторів й автоматів, міжвиткові замикання й замикання на корпус котушок; надмірне нагрівання й зношування контактів; незадовільна ізоляція; механічні неполадки.

Причина небезпечного перегріву котушок змінного струму - заклинювання якоря електромагніта в його розімкнутому положенні й низька напруга живлення котушок. Магнітна котушка споживає більший струм, чим при утягненому якорі й нормальній напрузі, внаслідок чого вона швидко перегрівається й згоряє.

Міжвиткові замикання можуть відбутися внаслідок поганого намотування котушки, особливо якщо витки, що прилягають до фланців каркаса котушки, зсковзують у розташовані нижче шари, внаслідок чого виникають відносно великі різниці напруг, що ушкоджують міжвиткову ізоляцію, Міжвиткові замикання відбуваються головним чином у котушках змінного струму, тому що в них міжвиткові амплітудні напруги більше, ніж у котушок постійного струму. До того ж вони піддані посиленим струсам від вібруючого сталевого каркаса.

Замикання на корпус відбувається у випадку нещільної посадки без каркасної котушки на залізному сердечнику; виникаючі в системі вібрації приводять до перетирання ізоляції котушки і її відводів, внаслідок чого відбувається замикання на заземлений сталевий корпус апарата.

Монтаж низьковольтних апаратів керування (НАК).

Р убильники, перемикачі, запобіжники й блоки рубильник—запобіжник (типу ЯРП, ЯППР) монтують на розподільних щитах і силових пунктах (шафах). Установка цих апаратів виконується за рівнем і виском. Затягування гайок і гвинтів виконується до відмови, але із зусиллям не більше 150 Н і без ривків. Монтується на гвинтах або на рейці DIN.Укоплектовується вимикачем-роз’єднувачем 2Р-16А і допоміжними контактами НР+НЗ.

Після затягування всіх кріплень перевіряється щільність зіткнення контактного ножа зі стійкою Вимикачі-роз’єднувачі з видимим розривом контактів щупом 0,05 мм. Контактні ножі апаратів при включенні повинні дотикатися контактних стійок по обидва боки по всій лінії. При цьому «отпружинивание» контактних губок стійок при вході в них ножа повинне бути добре помітно на око. Всі тертьові частини покривають тонким шаром технічного вазеліну або спеціального змащення.

Загальний вид автомата АП50 (кришка й дугогасні камери зняті)

1 — дугогасна камера, 2 ~ електромагнітний розчеплювач, 3 — головні контакти, 4 і 5 — кнопки, 6 — основа

При монтажі запобіжників (НПП, ПН-2 і т.п.), крім того, виконують наступні вимоги: закриті патрони запобіжників ПН-2, установлені у вертикальному положенні, не повинні випадати з контактних стійок при прикладанні до них зусилля, рівного для запобіжників на 40А — 30 Н, 100 А—40 Н, 250 А—45 Н, 400 А—50 Н, 600 А—60 Н.

При установці патрона запобіжника в контактні стійки щільність їхнього зіткнення перевіряється щупом товщиною 0,05 мм між ковпачком патрона й губками стійок.

Командоапарати служать для ручного перемикання контрольних ланцюгів котушок магнітних пускачів, контакторів, реле й т.д. Замиканням або розмиканням електричного ланцюга оператор може дистанційно подати команду на пуск або зупинку електричної машини. Найбільш прості командоапарати — кнопки керування.

А втоматичні вимикачі поєднують функції пускача, запобіжника, що відключає двигун при КЗ, і апарата захисту від перевантаження двигуна. При монтажі автоматичних вимикачів стежать за тим, щоб між струмоведучими частинами зберігалися достатні електричні зазори. Якщо автоматичний вимикач має пластмасовий кожух, то конструкція, на якій кріпиться автоматичний вимикач, повинна бути добре виправлена, інакше при

затягуванні кріпильних болтів може відбутися поломка пластмасової основи автоматичного вимикача.

Для кріплення автоматичного вимикача з переднім приєднанням проводів використають отвори, розташовані між виводами. Автоматичні вимикачі із заднім приєднанням проводів повинні закріплюватися на ізоляційних панелях спеціальними струмоведучими сполучними гвинтами.

З апобіжники серії ULTRA QUICK.

Запобіжник –це найбільш старе і надійне пристосування для захисту промислового обладнання. Принцип дії заснований на плавленні ділянки проводу, в результаті якого отримуємо ідеальний розрив електричного ланцюга. Для цього необхідний певний нагріваючий імпульс. В відповідності з цим для різних обставин випускаються запобіжники з різними характеристиками. Кожен вид запобіжника зумовлює «функціональний клас» і зовнішнє виконання (конструктив). Відповідність між функціональним класом і захисними якостями виражається в «запобіжній характеристиці».

Запобіжна характеристика:

Маркується двома буквами, перша з яких визначає фукціональний клас, а друга ─ обладнання, що захищається.

Фукціональний клас:

Визначають діапазон, в якому спрацьовує запобіжник.

Функціональний клас g служить для захисту від перенавантажень і коротких замикань.

Функціональний клас а служить для захисту від коротких замикань

Обладнання, що захищається:

L ─ кабелі і розподільчі пристрої;

B ─ шахтне обладнання;

M ─ комутуюче обладнання, двигуни;

R ─ напівпровідникові пристрої;

T ─ трансформатори

gL	Повний діапазон	захист кабелів і розподільчих пристроїв
aM	Частковий діапазон	Захист комутуючого обладнання, двигунів
aR	Частковий діапазон	Захист напівпровідникових пристроїв
gR	Повний діапазон	захист напівпровідникових пристроїв
gB	Повний діапазон	захист шахтного обладнання
gT	Повний діапазон	Захист трансформаторів

Основні вимоги до запобіжників типу ULTRA QUICK

─ висока відключаюча здатність

─ дуже малий струм відсічки

─ малий нагрів

─ малі напруги відключення

─ повільне старіння

Останнім часом широко застосовують електромагнітні, або автоматичні, запобіжники, які вимикають квар­тирну електромережу при перевантаженнях і короткому зами­канні. Щоб привести запобіжник у робочий стан, досить натиснути на кнопку.

Замінюють запобіжники тільки при вимкнутих з електро­мережі споживачах. Забороняється встановлювати запобіж­ники, що не відповідають експлуатаційним вимогам споживачів або електричного кола в цілому. Використовувати само­робні запобіжники небезпечно.

Р ис Плавкі запобіжники

а — пробочний б - типу НПР (/- контактна стійка, 2-патрон) типу ПН 2

Реле електротеплове серії РТИ є електричним комутаційним пристроєм, що має власне споживання енергії. Електротеплове реле серії РТИ призначене для захисту електродвигунів від перенавантаження, асиметрії фаз, затягнутого пуска і закли­нювання ротора. Встановлюється безпосередньо на контакторах серії КМИ. Для захисту від короткого замикання повинні бути передбачені запобіжники або автоматичні вимикачі на відповідні значення номінального струму спрацювання. Електротеплове реле серії РТИ відносится до нового покоління комутаційної апаратури і випускається в трьох типорозмірах на струми до 93А. Під дією протікаючого струму термобіметалева пластина згинається тим сильніше, чим більший струм по ній протікає. При певній величині струму (уставки спрацювання) радіус вигину пластини стає достатнім для размикання контактів, через які подается напруга живлення катушки утримання контактів. Проходить відключення навантаження від мережі. Всі термо­біметалеві пластини діють на размикаючі контакти через спільне «коромисло».

Монтаж промислових установок (комутуючих апаратів, контакторів, пускачів КМИ, кнопкових вимикачів, реле РТЕ, РТЛ, кнопок керування, постів і пультів кнопкових)

9.1. Особливості монтажу та підключення контакторів і пускачів.

9.2. Особливості будови і монтажу кнопок керування, кнопочних постів.

9.3. Збирання схеми прямого пуску трифазного двигуна.

9.4. Техніка безпеки при виконанні роботи.

Контактори малогабаритні серії КМИ

Малогабаритні контактори змінного струму загальнопромислового застосування КМИ на струм навантаження від 9 до 95А призначені для пуску, зупинки і реверсування асинхронних електродвигунів з короткозамкнутим ротором на напругу до 660 В (категорія застосування АС-3), а також для дистанційного управління ланцюгами освітлення, нагрівальними ланцюгами і різними індуктивними навантаженнями(категорія застосування АС-1)

Всі виконання на струм навантаження до 40 А мають одну групу замикаючих або розмикаючих додаткових контактів.

Виконання на струм навантаження вище 40 А - дві групи (замикаючу і розмикаючу).

Область застосування малогабаритних контакторов серії КМИ - управління вентиляторами, насосами, тепловими завісами, печами, кран-балками, верстатами, освітленням, в системах автоматичного вводу резерву (АВР).

Можливість установки на 35-мм DIN-рейку. Великий асортимент додаткових пристроїв (приставки контакт­ні ПКИ, приставки витримки часу ПВИ, реле електротеплове РТИ).

Передбачена можливість отримання реверсивного варіанта с використанням механіз­мів блокіровки МБ-09-32, МБ-40-95.

Будова контактора

Контактор КМИ є електромагнітним апаратом змінного струму, магнітна система якого розділена на дві частини: нерухому, еластично закріплену в основі з пластмаси, і рухому з контактами для комутації силової мережі. Управління роботою контактора здійснюється з допомогою багатовиткової котушки, що розташована на середньому стержні нерухомої частини Ш-подібної магнітної системи.

1 - Основа з термостійкої ABS-пластмаси

2 - Нерухома частина магнітної системи.

3 - Рухома частина магнітної системи.

4. - Втягуюча котушка.

5. - Контактні зажими.

6. - Металева платформа (для номінальніх струмов вище 25 А).

7 - Траверса с рухомими містковими контактами.

8. - Кріпильний гвинт.

9. - Зворотня пружина.

10. - Алюмінієві кільця.

11. - Нерухомий контакт.

12. - Приєднувальний зажим з насічкою для фіксації зовнішніх провідників.

Особливість монтажу контакторів КМИ:

1-ої і 2-ої величини монтуються прямо на DIN-рейку ; третьої величини (більше 25 А) – на спеціальну пластину(металева платформа), яка виступами з іншої сторони може монтуватися як на DIN-рейку, так і до іншої поверхні.

Контактори КМИ в зборі з електротепловим реле в захисній оболонці є комплектним пристроєм, що складається з малогабаритного контактора КТИ, теплового реле РТИ, оболонки з сальниками і кнопок управління. Призначені для дистанційного пуску безпосереднім підключенням до мережі зупинки трьохфазних асинхронних електродвигунів з короткозамкнутим ротором на напругу змінного струму до 400 В, а також для захисту електродвигунів від перевантажень недопустимої тривалості і надструмів, які виникають при обриві однієї з фаз. При застосуванні контакторів КМИ 10910 --КМИ 23211 використовується пластикова оболонка, контакторів КМИ 34012 -- КМИ 49512 - металева оболонка.

П ри монтажі в випадку застосування катушки 220 В необхідно використати четвертий нульовий робочий провідник. Заводська схема управління дозволяє уникнути помилок при підключенні на місці і скорочує час монтажу, який обмежений тільки приєднанням лінійних живлячих провідників. При управлінні активними навантаженнями (нагрівальні мережі, мережі освітлення), які використовують нульовий провід, раціональніше застосовувати схему управління на 220 В.

Контактори електромагнітні серії КТИ

Контактори електромагнітні серії КТИ призначені для використання в схемах управління для пуску і зупинки трифазних асинхронних електродвигунів з короткозамкнутим ротором в електричних мережах з номінальною напругою до 660 В змінного струму, а також можуть бути використані для включення і відключення других електроустановок: освітлення, нагрівальних установок і різних індуктивних навантажень. Застосовуються в вентиляторах, насосах, печах, кран-балках і в системах автоматичного вводу резерву (АВР).

Опис і принцип дії

Контактор КТИ є електромагнітним апаратом змінного струму з магнітною системою, що розділена на дві частини: нерухому, закріплену в основі, і рухому з контактами для комутації силової мережі. Управління роботою контактора здійснюється з допомогою котушки, що розташована на нерухомій частині магнітної системи.

Під впливом електромагнітного поля управляючої котушки проходить змикання магнітної системи і замикання силових контактів.

В схемі кожного контактора є одна група замикаючих контактів, які вбудовані в модуль котушки управління. Це при наявності кнопочного поста управління дозволяє зібрати просту схему управління

Верхня кришка закріплена при допомозі гвинтів з фіксацією. Це виключає самовільне розгвинчування. Тому контактори серії КТИ можно встановлювати в місцях, де присутня постійна робоча вібрація.

Наявність індикації (насічки, виготовлені на заводі на контактах) дозволяє визначить їх ступінь зносу.

Удосконалена конструкція котушки управління дозволяє виконувати її демонтаж без спеціального інструменту (шляхом втоплювання фіксатора в корпус контактора).

Контакт-деталі виконані з композитів на основі срібла, що дозволяє зменшити контактний опір при підвищенні температури.

Використання стандартного торцьового ключа для зміни зусилля притискання контактної системи і перевірки дії контактної системи.

Індикатор положення контактної системи винесений на зовнішню панель бокової кришки. Це дозволяє перевірити стан контактної системи, не разбираючи контактор. Конструкція контакторів дозволяє монтувати одночасно дві додаткові приставки в любому наборі.

Зібраний на заводі реверсивний контактор поставляється з заводскими шинами і механічним блокуванням. Контактори змонтовані на двох металевих рейках, що забезпечує високу жорсткість конструкції. Реверсивні контактори КТИ представляють собой окрему групу в ассортименті компанії.

1 - Основа з алюмінієвого сплаву з устано­вочними отворами.

2 - Нерухома частина

магнітної системи з елементами кріпле­ння і амортизаторами.

3 - Катушка управління з блок-контактами і затискуми для приєднання.

4 - Блок силових контактів з елементами дугогасіння, силовими затискуми і рухомою частиною магнітної системи.

5 - Елементи механізму взводу пружини повернення.

6 - Захисні кришки механізма взводу зворотньої пружини і установки додаткових пристроїв на контактор.

7 - Захисна кришка з дугогасними решітками і вікнами для продуктів горіння дуги.

Електромагнітні контактори ЕТІNET призначені для управління і комутації однофазних і трифазних мереж змінного струму. Найчастіше застосовується для управління освітленням, електродвигунами, системами опалення і вентиляції, насосами всіх видів.

Пускачі MS 25

Пускачі MS 25 служать для пуску, електромагнітного і теплового захисту електродвигунів. Можуть використовуватися як головний або аварійний вимикач.

Особливості:

─ тепловий захист всіх фаз, температурна компенсація;

─ можливість тестування;

─ реагують на обрив фази;

─ можливість регулювання теплового захисту в 13 діапазонах від 0,1 до 25 А;

─ можливість блокування включення;

─ широкий спектр додаткових пристосувань.

кнопки керування, що застосовуються для дистанційного керування електромагнітними апаратами постійного і змінного струму напругою до 500 В. Кілька кнопок 1, установлених у загальному корпусі, що складається з основи 3 і кришки 2, утворять кнопковий міст керування. Кнопки нового типу (з діметром шийки 22 мм (показані на рис. нижче) мають не 4, а 3 контакти: С (спільний), NC(нормально замкнутий), NO (нормально розімкнутий)

Вимикачі кнопочні з блокуванням серії ВКИ (ИЕК)

Вимикачі кнопочні з механічним блокуванням серії ВКИ призначені для нечастих комутацій одно- і трифазних навантажень індуктивного і активного характеру (електродвигунів, освітлювальних і нагрівальних приладів).

Область застосування - управління електрифікованими будівельними машинами і механізмами (бетономішалки малих об’ємів, електроінструмент, мережі тимчасового і вуличного освітлення, в тому числі люмінісцентного, мобільні тепловентилятори, насоси, компресори і т.д.).

При натисканні кнопки «Пуск» тиск через тіло кнопки передається траверсі з рухомими контактами. Траверса опускається, стискаючи дві зворотні пружини, замикаючи і притискаючи до нерухомих контактів підпружинені місткові контакти. Після замикання контактів вимикача проходить спрацювання механізму блокування кнопки "Пуск" в натиснутому положенні. При натисканні кнопки "Стоп" механізм блокування звільняє кнопку "Пуск", яка повертається в вихіднє положення під дією зворотніх пружин траверс.

Світлосигнальні індикатори, кнопки управління і перемикачі

Світлосигнальні індикатори призначені для індикации стану електричних ланцюгів. Застосовуються в електрощитах, промисловому обладнанні і на об’ектах енергопостачання.

Кнопки управління і перемикачі призначені для оперативного управління контакторами (магнітними пускачами) і реле автоматики в електричних мережах змінного струму частотою від 50 Гц, напругою до 660 В або постійного струму напругою до 440 В.

Різноманітні кольорові варіанти дозволяють найбільш ефективно компонувати щити і панелі. Всі вироби складаються з двох вузлів - швидкознімної головки і контактного модуля. Контактна група черного кольору замикаюча (1з), коричневого кольору - размикаюча (1р).

Монтаж і демонтаж виробів надзвичайно простий. Виріб встановлюється в стандарт­ні отвори діаметром 22 мм на жорскій металевій панелі, яка захищена від прямих сонячних променів, попадання дощу і хімічних реагентів. Для запобігання попадання рідини всередину механізму всі вироби забезпечені гумовими ущільнювальними кільцями. Підключення підвідних провідників проводять гвинтовими затискуми з тарільчатими шайбами.

Пости і пульти кнопочні Пульти кнопочні призначені для комутації електричних ланцюгів управління підьомними механізмами. Представляють собою герметичний корпус з термостійкої ABS-пластмаси з встановленими кнопками. Для герметизації вводу кабелю передбачений захисний сальник, а між корпусом і панеллю встановлюється герметизуюча прокладка.

С хема прямого пуску електродвигуна.

Монтаж і призначення додаткового обладнання.

10.1. Призначення незалежного розчеплювача і розчеплювача мінімальної напруги.

10.2. Додаткові контакти на пускач КМИ.

10.3. Призначення і застосування реле часу на КМИ.

10.4. Техніка безпеки при виконанні роботи.

Розчеплювач незалежний РН47 призначений для дистанційного відключення одно-, двох-, трьох- або чотирьохполюсного автоматичного вимикача серії ВА 47. Спрацювання настає при подачі 220В на розчеплювач через кнопку «Пуск».

Розчеплювач РН47 виконаний в габариті однополюсного автоматичного вимикача ВА47. Конструктивно представляє собой електромагніт, який через ричаг діє на механізм скидання незалежного розчеплення автоматичних вимикачів. При спрацюванні незалежного розчеплювача з передньої панелі виступає кнопка "ВОЗВРАТ". Для повтор­ного включения автоматичного вимикача, що відключився, необхідно натиснути на кнопку "ВОЗВРАТ" до фіксації. Дана особливість виконання конструкції РН47 дозволяє визначити причину відключення автоматичного вимикача: появу надструму в мережі, що захищена, або дистан­ційне відключення.

Розчеплювач мінімальної напруги РМ47 призначений для відключення одно-, двох-, трьох- або чотирьохполюсного автоматичного вимикача серії ВА47 при недопустимому зниженні напруги.

Розчеплювач РМ47 конструктивно представляє собою електронний пороговий елемент, який підключається до контролюємої електричної мережі. До виходу порогового елемента підключений електромагніт, який через ричаг діє на механізм скидання незалежного розчеплення автоматичних вимикачів. При спрацюванні незалежного розчеплювача з лицьової панелі виступає кнопка "ВОЗВРАТ". Для повторного включення автоматичного вимикача, що відключився, необхідно натиснути на кнопку "ВОЗВРАТ" до фіксації. Дана особливість виконання конструкції РМ47 дозволяє визначити причину відключення автоматичного вимикача: появу надструму в мережі, що захищена, або зниження напруги до недопустимого значения. РМ47 має вбудований ланцюг контролю працездатності, яка приводиться в дію кнопкою "ТЕСТ". При натисканні на кнопку "ТЕСТ" проходить спрацювання розчеплювача і відключення автоматичного вимикача.

Приставки контактні ПКИ на 2 і 4 групи контактів призначені для розширення можливості використання контакторів в системах автоматизації технологічних процесів. ПКИ є механічним пристроєм, без власного споживання електроенергії, комутує своїми контактами електричні ланцюги. Використовується разом з контакторами КМИ і КТИ. Маркіровка: ПКИ 22 - 2 контакти нормально замкнені, 2 ― нормально розімкнені.

П ринцип дії: Під дією штовхача контактора з допомогою містка, встановленого на пружинах в тязі приставки, проходить зміна положення контактних пар на протилежне вихідному.

Пневматичні приставки витримки часу ПВИ дозволяють отримати затримку замикання або розмикання допоміжного ланцюга від 0.1 до 180 с. ПВИ є механічним пристроєм, без власного споживання електроенергії, комутує своїми контактами електричні ланцюги з заданою затримкою часу. Використовується разом з контакторами КМИ і КТИ.

Основним елементом ПВИ є гумова гофрована «груша» з клапаном для випуску повітря (сильфон ний механізм). Стиснута з допомогою пружини «груша», поступово заповнюючись повітрям, розпрямляється, і діючи на механізм місткового контакту, замикає або розмикає коло з заданою затримкою часу.

Спеціальні пристрої захисту і керування.