Ф едеральное агентство по образованию

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Самарский Государственный Технический Университет»

Кафедра «Электроснабжение промышленных предприятий» Методические указания по выполнению Курсового проекта

Э Л Е К Т Р И Ч Е С К О Е О С В Е Щ Е Н И Е

Составитель: А.В. Обухова

САМАРА 2016

Введение

На промышленных предприятиях около 10% потребляемой электроэнергии затрачивается на электрическое освещение. Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижению утомляемости рабочих

Проектирование осветительных установок делится на две обособленные стадии.

Первая стадия называется светотехническим расчетом и включает в себя выбор нормируемой освещенности, типа источника света, типа светильников, их количество и размещение, определение качественных характеристик осветительной установки.

Вторая стадия – электрический расчет, который включает в себя выбор схемы питания осветительной установки, рационального напряжения, сечения и марки проводов, способов прокладки сети.

1. Основные понятия и величины

В технике принято измерять ряд явлений путем оценки их действия на физический прибор. Так измеряются ток, напряжение, мощность и т.д. Не составляет исключение и измерение оптического излучения. За базовые единицы приняты следующие величины.

Сила света (I) - пространственная плотность светового потока

,

Единица измерения - кандела (кд). Сила света является одной из основных величин системы СИ.

Световой поток (Ф) - мощность световой энергии, оцениваемая по производимому ею световому ощущению. Единица измерения - люмен (лм) - имеет размерность кандела, умноженная на стерадиан (телесный угол).

Телесный угол () – часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Измеряется отношением площади S, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса, к квадрату последнего. За единицу измерения принят стерадиан (ср):

.

Освещенность (Е) – отношение светового потока к площади, на которую он распространяется. Единица освещенности – люкс (лк) имеет размерность люмен на квадратный метр. Освещенность поверхности не зависит от ее свойств и от направления, в котором поверхность рассматривается.

,

Оптическое излучение - является одной из форм существование материи в виде электромагнитного поля. Элементарная частица излучения - фотон. Волновые свойства фотона описываются частотой и длиной волны.

Генераторами излучения являются движущиеся молекулы и атомы.

Окружающий нас мир просто перенасыщен электромагнитными волнами различной длины. Но есть в этом спектре очень узкий участок волн, которые попадая на сетчатую оболочку глаза вызывают зрительное ощущение. Длина волны видимого излучения лежит в пределах 380-780 нм. 1н=10^-9м.

Метод коэффициента использования. Этот метод предполагает, что предварительно произведен выбор типа светильников их количество и расположение.

При расчете в основном определяется необходимый световой поток ламп в каждом светильнике по формуле

, (1.1)

где E – заданная минимальная освещенность, лк; k – коэффициент запаса; S – освещаемая площадь, м²; z – отношение Е_ср/Е_мин; N – число светильников;  – коэффициент использования.

По выбранному световому потоку выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться от расчетного больше, чем на 10 % в меньшую сторону и на 20 % в большую. При невозможности выбора корректируется количество светильников N.

При расчете люминесцентного освещения чаще всего первоначально намечается число рядов светильников, которое подставляется в формулу вместо N, тогда под Ф подразумевается поток ламп одного ряда.

Эта формула используется и тогда, когда выбран тип ламп заранее, особенно при люминесцентном освещении. В этом случае определяется количество ламп N.

Входящий в (1.1) коэффициент z, характеризующий неравномерность освещения, является функцией многих переменных и особенно зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L/h). При L/h, не превышающих рекомендуемых значений, можно принимать z = 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ и z = 1,1 – для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящих линий.

Для определения коэффициента использования  находится индекс помещения i, и определяются предположительно коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка – _п, стен – _с, расчетной поверхности или пола – _р по табл. П2.

Индекс помещения находится по формуле

, (1.2)

где А – длина помещения; В – его ширина; h – расчетная высота.

Коэффициент использования с учетом коэффициентов отражения, индекса помещения и типа светильника определяется по табл. П4 [3, 4].

Расчет осветительной установки методом удельной мощности. Удельной мощностью называют частное от деления общей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения, Вт/м²,

W=P_лn / S,

где P_л – мощность одной лампы, Вт; n – количество ламп; S – площадь помещ., м².

Данные об удельной мощности для светильников прямого света с типовыми КСС приводятся в таблицах [3].

Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, широко используемым для оценки экономичности решений и для предварительного определения осветительной нагрузки на начальных стадиях проектирования.

Порядок расчета этим методом следующий.

1. Выбираются параметры осветительной установки: тип, мощность светильников, число рядов светильников, высота подвеса светильников над рабочей плоскостью, коэффициент запаса, коэффициенты отражения потолка, стен и пола.

2. Определяется удельная мощность по соответствующим таблицам [1].

3. Определяется мощность лампы по формуле

P_л=W·S / n

или в случае люминесцентного освещения находится необходимое число ламп n по формуле:

n =W·S / P_л.