3293

и многомодовым оптическим волокном, для длинных и коротких расстояний. Оборудование SWT 3000 включает в свою конструкцию внутренний оптический модем для передачи сигналов на дальние расстояния. Максимальное расстояние между устройствами может быть до 150 км. При этом для каждого направления используется отдельное оптическое волокно.

Оптоволоконное соединение между SWT 3000 и мультиплексором на небольших расстояниях (до трех километров), может быть организовано с использованием интегрированного оптического модема. Мультиплексор соединяется с SWT 3000 через модуль интерфейсов FOBox, который производит конвертирование сигнала из оптического в электрический и наоборот для сетей PDH/SDH.

Соединение между SWT 3000 и оборудованием ВЧ связи Siemens PowerLink может быть организовано с помощью интегрированного оптического модема. В каждом направлении передачи используется отдельное волокно. При этом отдельно стоящее устройство SWT 3000 функционально не отличается от интегрированного в PowerLink, включая особенности работы в аналоговом варианте.

Авторами был разработан проект ВОЛС на ВЛ между двумя подстанциями высшим напряжением 110 кВ с применением оборудования SWT 3000 компании SIEMENS.

Использование ВОЛС на ВЛ является перспективным направлением развития связи электроэнергетической системы. Следует отметить, что применение ВОЛС на основе высоковольтных ВЛ оказывается эффективным не только для осуществления связи внутри электроэнергетической системы. Крупнейшие на российском рынке операторы междугородней и сотовой связи успешно используют существующие высоковольтные сети на основе ВЛ. Причем это выгодно как операторам связи, так и самим электросетевым компаниям, поскольку операторы связи предоставляют собственникам линии свободные оптические волокна в пользование.

131

Литература

1.Китаев А. Р. Исследование влияния силовых магистралей на кабели связи / А. Р. Китаев, С. А. Белозоров, С. А. Горемыкин // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века Труды Всероссийской студенческой научно-технической конференции, 2014. – С. 107-110.

2.Горбунов Д. А. Особенности пересечения кабельными линиями электропередачи напряжением 6(10) кВ инженерных

коммуникаций и сетей / Д. А. Горбунов, С. А. Горемыкин, Н. В. Ситников // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи XXI века Труды Всероссийской студенческой научно-технической конференции,

2013. – С. 74-76.

Воронежский государственный технический университет

132

УДК 621.316.98

Н. А. Радченко, С. А. Горемыкин, Н. В. Ситников

МОЛНИЕЗАЩИТА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

СКРОВЛЕЙ ИЗ СЭНДВИЧ-ПАНЕЛЕЙ

Вданной статье рассмотрены практические вопросы выполнения молниезащиты зданий и сооружений, имеющих кровлю из сэндвич-панелей.

Ключевые слова: молниезащита, кровля, сэндвич-панели.

Научно-технический прогресс привел к появлению в середине 70-х годов первой линии производства сэндвич-панелей в России. В результате научных изысканий, технология изготовления сэндвичпанелей с годами подверглась изменениям, что в последствии привело к появлению новых видов как стеновых, так и кровельных сэндвичпанелей. В связи со стремительными темпами внедрения сэндвичпанелей в строительство зданий и сооружений, возникают вопросы практического характера, связанные с использованием кровельных сэндвич-панелей в качестве естественных молниеприемников. Кроме того, отсутствует информация, какими именно нормативными документами регламентируется использование металлической кровли защищаемого объекта в качестве естественного молниеприемника?

Чтобы ответить на поставленные вопросы, обратимся к требованиям п. 2.11, 2.26 РД 34.21.122-87 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений», в соответствии с которым, для зданий и сооружений с металлической кровлей, II и III категорий молниезащиты, в качестве молниеприемника может

для преобладающего большинства зданий и сооружений, относящихся ко II и III категориям молниезащиты, распространяются требования применения в качестве молниеприемников металлической кровли защищаемого объекта (при ее наличии).

В тоже время, нормативный документ СО 153-34.21.122-2003, устанавливает наиболее жесткие предписания к использованию молниеприемников. Так, в соответствии с п. 3.2.1.2 рассматриваемого нормативного документа [4]: «металлические кровли защищаемых

133

объектов могут использоваться в качестве естественных молниеприемников, если выполняются следующие условия:

1.Обеспечена электрическая непрерывность между частями

кровли.

2.Для защиты кровли от повреждений и прожогов, толщина

металла кровли должна быть не менее 4 мм (если нет необходимости защищать кровлю от повреждении и прожогов, и отсутствует опасность воспламенения материалов под кровлей, то толщина металла должна быть не менее 0.5 мм).

3. В составе кровле должны отсутствовать покрытия из изоляционных материалов.

Для выявления однозначного ответа на поставленные ранее вопросы, рассмотрим основные характеристики сэндвич-панелей. Среди них, имеющих интерес при выполнении сетей молниезащиты, является материал, применяющийся в качестве утеплителя, а также толщина металла облицовки.

Так, в соответствии с п. 5.3.1.1 ГОСТ 32603-2012 «Панели металлические трехслойные с утеплителем из минеральной ваты. Технические условия», для изготовления металлических слабо профилированных и профилированных облицовок должен применяться стальной тонколистовой рулонный холоднокатаный прокат толщиной не менее 0.5 мм [5].

В качестве утеплителя в сэндвич-панелях используется:

полипропилен. Из перечисленных материалов полипропилен и пенополистирол являются горючими материалами; минеральная вата, базальтовое волокно, пенополиуретан и один из его подвидов – полиизоцианурат являются слабо горючими материалами; стекловолокно является негорючим материалом.

Из рассмотренного следует, что кровельную сэндвич-панель можно использовать в качестве естественного молниеприемника, но только в том случае, если материал утеплителя не поддерживает горение (или является слабо горючим) и нет необходимости в защите кровли от повреждений и прожогов, возникающих вследствие контакта молнии с кровлей. Если защита кровли от прожогов и повреждений необходима, то, как известно из практики, толщина металлической облицовки кровли должна быть не менее 4 мм. В противном случае в месте контакта молнии с кровлей образуется прожог. В настоящее время конструкций сэндвич-панелей с толщиной

134

металлической облицовки от 4 мм нет в производстве. Отсюда следует, что использовать кровельную сэндвич-панель в качестве естественного молниеприемника, в случае если защита кровли от прожогов и повреждений необходима, запрещается требованиями рассмотренных нормативных документов. В таком случае необходимо применять другие способы защиты зданий и сооружений,

описанные в РД 34.21.122-87 и СО 153-34.21.122-2003.

Литература

1.РД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений [Текст]: нормативно-технический материал. – М.: ЭНИН им. Г.М. Кржижановского, 1987. – 80 с.

2.Филиппов А. С. Активная и пассивная молниезащита / А. С. Филиппов, Ю. А. Перцев // Труды Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Прикладные задачи электротехники, энергетики, электроники. Инженерные идеи ХХI века». Воронеж, 2018. – С. 134-135.

3.Правила устройства электроустановок ПУЭ [Текст]: нормативно-технический материал. – 7-е изд., перераб. и доп. –

М.: ЭНАС, 2004. – 330 с.

4.СО 153-34.21.122-2003. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций [Текст]: нормативно-технический материал. –

М.: ЦПТИ ОРГРЭС, 2004. – 146 с.

5. ГОСТ 32603-2012 Панели металлические трехслойные с утеплителем из минеральной ваты. Технические условия [Текст].

– М.: Стандартинформ, 2014. – 71 с.

Воронежский государственный технический университет

135

Разберем вторую проблему более подробно, так как на данный момент, она является актуальной в нашей стране.

На рис. 1 приведены графики динамики рынка источников света в России за период 2011-2015 гг., на которых видно, что низкоэффективные лампы, например такие. как лампы накаливания, по-прежнему пользуются спросом на рынке нашей страны.

Анализ показал, что освещение в Российской Федерации потребляет вырабатываемой электроэнергии 14 % от общего объема. Удельное энергопотребление для освещения рабочей зоны общественных зданий в России составляет около 7 Вт/м2 на 100 люкс, в то время как в странах Евросоюза – 2,5 Вт/м2.

Рис. 1. Структура рынка источников света в количественном выражении по видам в Российской Федерации в 2011-2015 гг.

Для производства светового потока в 1 мегалюмен-часов в РФ необходимо 36 кВт*ч, а в странах Евросоюза – 25 кВт*ч. Внедрение энергетически эффективных источников света в жилой блок России составляет 23 %. Системы автоматического управления освещением используемые в ЕС, которые экономят около 60 % потребляемой электрической энергии, в России пользуются малой популярностью. Одной из причин медленного

137

внедрения энергоэффективных источников света в нашей стране – это малая доля отечественной осветительной продукции.

В2015 году часть производства в обороте ламп составила 38 % в количественном выражении, 14 % – в стоимостном выражении, импорт – 53 % и 74 %, экспорт – 9 % и 12 % соответственно, как это видно на рис. 2

Внекоторых странах созданы определенные стандарты энергоэффективности для систем освещения. В Российской Федерации все стандарты переведены в категорию добровольного применения. В странах Европейского Союза стандарты также применяются добровольно, но в дополнение к ним действуют технические правила и директивы, обозначающее число стандартов, на которые следует опираться.

Рис. 2. Оборот светильников в количественном и стоимостном выражении

вРоссийской Федерации в 2011-2015 г.

ВРоссии за последние пятнадцать лет не было разработано ни одного технического регламента в области повышения

энергетической эффективности систем освещения. Кроме того, в России нет постоянного контроля за установленным парком источников света, их характеристик и изменением потребления электроэнергии затрачиваемой на освещение. Это значительно усложняет работу производственных планов и внедрение энергосберегающих источников света, а также анализ выполнения этих планов.

138

Выводы. При проведении сравнительного анализа энергетической эффективности систем освещения в РФ и за ее пределами было установлено, что по внедрению энергоэффективных источников света Россия значительно отстает от ведущих стран Европы.

Литература

1. Варфоломеев Л. П. Элементарная светотехника / Л. П. Варфоломеев. – М., 2013. – 288 с.

2. СП 52.13330.2011. Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95. – М., 2011. – 114 с.

3.Козлов А. Р. Анализ систем управления наружным освещением / С. Р. Козлов, Л. Н. Титова // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники: труды Всероссийской студенческой науч.-техн. конф. – Воронеж: ГОУВО «Воронежский государственный технический университет», 2018. – С. 126-128.

4.Кузьмина С. В. Исследование светотехнических

характеристик системы общего искусственного освещения / С. В. Кузьмина, Л. Н. Титова // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи ХХI века: труды Всероссийской студенческой науч.-техн. конф. – Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2016. – С. 125-127.

5. Кузьмина С. В. Энергосбережение в системах освещения с использованием светодиодов / С. В. Кузьмина, Л. Н. Титова // Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. Инженерные идеи ХХI века: труды Всероссийской студенческой науч.-техн. конф. – Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2015. – С. 85-87.

Воронежский государственный технический университет

139

УДК 621.313

П. Н. Чаткин, А. А. Ашрятов

МОДЕЛИРОВАНИЕ СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОДИОДОВ В ОСВЕТИТЕЛЬНОМ ПРИБОРЕ

ВПРОГРАММЕ NI MULTISIM

Встатье рассматривается пример проектирования схемы включения светодиодов в осветительном приборе в программе NI Multisim. Проведено моделирование схем параллельного и последовательно-параллельного соединения светодиодов с целью выявления наибольшей долговечности работы осветительного прибора при выходе из строя некоторого количества светодиодов в схеме.

Ключевые слова: осветительный прибор, NI Multisim, моделирование работоспособности схемы, светодиод, схема включения светодиодов.

Разработка осветительных приборов на основе светодиодов на сегодняшний день является актуальной задачей. В большинстве случаев осветительные приборы обеспечивают различный тип освещения, которое обеспечивается либо использованием одного мощного светодиода или многокристального светодиодного модуля, либо использованием массива дискретных, маломощных светодиодов, обеспечивающих требуемый световой поток осветительному прибору. К основным электрическим элементам светодиодных светильников относятся не только драйвер питания, но также и схема включения светодиодов, которая является важным элементом осветительного прибора, и оказывает влияние на совместную работу светодиодов в схеме. В настоящее время используют три основных способа включения светодиодов:

–последовательное соединение;

–параллельное соединение;

–последовательно-параллельное соединение [1].

Программа NI Multism является программой для проектирования различных цепей и схем, которая позволяет создавать и тестировать их за минимальное время. При проектировании осветительного прибора программа NI Multisim позволяет моделировать различные схемы включения светодиодов и оценить условия работы светодиодов в них, а также позволяет легко скорректировать недочеты при проектировании схемы.

Для моделирования схемы включения светодиодов в программе NI Multism необходимо в библиотеке компонентов

140