Диплом / Книги / В. Б. Козловская. В. Н. Радкевич, В. Н. Сацукевич

4, Категории размещения, климатические исполнения и защита оборудования

Примечание. Среднемесячные значения относительной влажности возду­ ха даны при 20 °С в наиболее теплый и влажный период.

Климатическое исполнение и категория размещения электротех­ нического изделия указываются в его типе или паспортных данных. Например, светильник типа РСП05-400 УХЛ4 предназначен для работы в умеренном и холодном климате (УХЛ) при установке его в помещении с искусственно регулируемыми климатическими ус­ ловиями (4).

Защита электрооборудования напряжением до 72,5 кВ от влия­ ния окружающей среды осуществляется с помощью оболочки* ко­ торой, как правило, является корпус изделия. Степень защиты уста­ навливается ГОСТ 14254-96 и обозначается буквами IP (начальные буквы английских слов International Protection) и двумя цифрами, характеризующими степень защиты персонала от прикосновения к токоведущим и движущимся частям электрооборудования, попа­ дания через оболочку твердых посторонних тел и пыли (первая циф­ ра), а также от проникновения воды (вторая цифра). Если для элек­ тротехнического изделия нет необходимости в одном из видов за­ щиты, то допускается в обозначении степени защиты проставлять знак X вместо соответствующей цифры.

Первая цифра в обозначении может иметь следующие значе­ ния: 0 - специальная защита отсутствует; 1 - защита от прикосно­ вения и попадания твердых тел размером (диаметр, толщина и шири­ на) 50 мм и более; 2 - защита от прикосновения пальцев и попада­ ния твердых тел размером 12,5 мм и более; 3 - защита от проникно­ вения внутрь оболочки тел размером 2,5 мм и более; 4 - защита от проникновения внутрь оболочки тел размером 1 мм и более; 5 - защита от пыли, предотвращающая от проникновения ее внутрь оболочки в количестве, достаточном для нарушения работы изде­ лия; 6 - проникновение пыли полностью предотвращено.

30

4. Категорииразмещения, климатические исполнения и защита оборудования

Возможные значения второй цифры в условном обозначении степени защиты: 0 - специальная защита отсутствует; 1 - защита от капель воды, падающих на оболочку вертикально; 2 - защита от вертикально падающих капель при наклоне оболочки на угол до 15° относительно нормального расположения; 3—защита от капель дож­ дя; 4 - защита от брызг любого направления; 5 - защита от водяных струй любого направления; б - защита от сильного действия струй; 7 - изделия пригодны для непродолжительного погружения в воду; 8- изделия пригодны для длительного погружения в воду при усло­ виях, установленных изготовителем.

В табл. 4.3 приведены стандартные степени защиты электричес­ ких аппаратов общепромышленного исполнениянапряжением до 1 кВ.

Как видно из табл. 4.3, для применения рекомендуются не все возможные комбинации степеней защиты от попадания твердых посторонних тел, пыли и воды.

Для светильников предусматривается также исполнение с до­ полнительной защитой от пыли:

2* - степень защиты 2, но попадание пыли ограничивается не­ уплотненными светопропускающими оболочками;

5’ и 6’- степень защиты соответственно 5 и 6, но колбы ламп не защищены от воздействия пыли.

Степень защиты таких светильников обозначается следующим образом: 2’, 5’или б’ и рядом цифра, обозначающая степень защи­ ты от воды (буквы IP при этом не указываются).

Таблица 4.3 Степень защиты электрических аппаратов

31

4. Категорииразмещения, климатические исполнения и защита оборудования

Взрывозащищенное электрооборудование в соответствии с действующим стандартом в зависимости от области приме­ нения подразделяется на две группы: 1 - для подземных вы­ работок шахт и рудников, опасных по газу или пыли; И - для внутренней и наружной установки, кроме рудничного взры­ возащищенного.

Взрывозащищенность электрооборудования для внутренней и наружной установки группы II в зависимости от уровня взрыво­ защиты подразделяют на электрооборудование повышенной надеж­ ности против взрыва (знак уровня защиты - 2); взрывобезопас­ ное электрооборудование (знак уровня защиты - 1); особо взры­ вобезопасное электрооборудование (знак уровня защиты - 0); при этом электрооборудование может иметь следующие виды взрывозащиты:

♦взрывонепроницаемую оболочку, т. е. оболочку, выдержива­ ющую давление продуктов взрыва внутри ее и предотвращающую распространение их из оболочки в окружающую среду (обознача­ ется буквой с/);

♦искробезопасную электрическую цепь, т. е. электрическую цепь, выполненную так, что электрический разряд или нагрев не может воспламенить взрывоопасную среду при предписанных ус­ ловиях испытания (обозначается буквой i);

♦защиту вида е, заключающуюся в том, что в электрообору­ довании или его части отсутствуют нормально искрящие контак­ ты и дополнительно принят ряд мер, затрудняющих опасные нагре­ вы, электрические искры и дуги;

♦масляное заполнение оболочки, т. е. электрооборудование име­ ет оболочку, которая заполнена маслом или жидким негорючим ди­ электриком (обозначается буквой о);

♦заполнение или продувку оболочки под избыточным давле­ нием, т. е. электрооборудование имеет оболочку, которую продува­ ют чистым воздухом или инертным газом (обозначается буквой р)\

♦кварцевое заполнение оболочки, т. е. электрооборудование имеет оболочку, которая заполнена кварцевым песком (обозначает­ ся буквой q)\

♦специальный вид взрывозащиты, который основан на прин­ ципах, отличных от приведенных выше, но признанных достаточ­ ными для взрывозащиты (обозначается буквой s).

32

4. Категорииразмещения, климатические исполнения и защита оборудования

Электрооборудование группы И, имеющее взрывонепроницае­ мую оболочку и (или) искробезопасную электрическую цепь, под­ разделяют на подгруппы IIA, 1IB, IIC. Дополнительно в зависимос­ ти от предельной температуры установлены следующие темпера­ турные классы:

Маркировка взрывозащиты электрооборудования группы II со­ держит пять элементов в такой последовательности: 1 - уровень взрывозащиты (2, 1, 0); 2 - символ Ех, указывающий, что элект­ рооборудование соответствует стандарту по взрывозащтценности; 3 - вид взрывозащиты; 4 - цифра И для электрооборудования, которое не подразделяется на подгруппы; символы IIA, IIB, IIC - для электрооборудования, которое подразделяется на подгруппы; 5 - температурный класс (Т1 - Тб).

Вместо температурного класса допускается указывать предель­ ную температуру для конкретной смеси, например 600 °С. Если же предельная температура конкретной смеси менее 450 °С, то допол­ нительно в скобках допускается указывать и температурный класс электрооборудования, например 400 °С (Т1).

Маркировка рудничного взрывозащищенного электрооборудо­ вания содержит в указанной последовательности:

1 - знак уровня взрывозащиты (РП - для электрооборудования повышенной надежности против взрыва; РВ - для взрывобезопас­ ного оборудования; РО - для особо взрывобезопасного оборудова­ ния); 2 - знак вида взрывозащиты (IB, 2В, ЗВ, 4В - взрывонепро­ ницаемая оболочка).

По пожаробезопасности светильники подразделяют на два клас­ са. К первому классу относят те, которые предназначены для уста­ новки на сгораемые материалы, а ко второму - на несгораемые.

5. Источники света

5. ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Искусственным источником света называют устройство, пред­ назначенное для превращения какого-либо вида энергии в оптичес­ кое излучение.

По физической природе различают два вида оптического излу­ чения: тепловое и люминесцентное. Соответственно существующие источники света принципиально различаются по способу получе­ ния оптического излучения. В одних для этой цели используется нагревание тел (лампы накаливания), а в других оптическое излу­ чение возникает в результате электрического разряда в определен­ ной среде и люминесценции (газоразрядные лампы).

Если нагревание твердых тел ограничивается их температу­ рой плавления, то нагрев газов и паров может осуществляться практически до любых температур. Одним из способов нагрева газов и паров до высоких температур является разряд. Подбирая типы газов и паров и их комбинации, можно получать излучение в нужной части спектра.

Газоразрядные лампы помимо состава среды, в которой происхо­ дитразряд, типасамогоразряда, различаются также подавлению внут­ ри разрядной трубки. В газоразрядных лампах низкого давления (ГЛНД) разряд происходит при давлении от 0,1 Па до 25 кПа, высоко­ го давления (ГЛВД) - от 25 до 1000 кПа, в лампах сверхвысокого дав­ ления (ГЛСВД) рабочее давление составляет более 1000 кПа [18].

Наиболее распространенными источниками света, применяемы­ ми в осветительных установках, являются лампы накаливания (ЛН), люминесцентные лампы (ЛЛ) низкого давления, а также дуговые лампы высокого давления - ртутные люминесцентные (ДРЛ), ксеноновые трубчатые (ДКсТ), металлогалогенные с излучающими добавками (ДРИ) и натриевые трубчатые (ДНаТ).

Весьма перспективными представляются так называемые твер­ дотелые источники света - светоизлучающие диоды Они могут использоваться в сигнальных и индикаторных устройствах, свето­ форах, цветовых рекламных устройствах, архитектурном освеще­ нии, а также для освещения таких помещений, как коридоры, каби­ ны лифтов и кранов и т. п.

При выборе источников света следует учитывать их срок службы, световую отдачу, цветопередачу, а также ряд других характеристик.

34

5.1. Лампы накаливания

Рассмотрим конструкции, основные параметры источников света и их особенности при использовании в осветительных установках.

5.1. Лампы накаливания

Лампа накаливания (рис. 5.1) состоит [20] из стеклянной колбы, внутри которой на крючках закреплена вольфрамовая нить. Напря­ жение к нити подводится двумя электродами, один из которых со­ единен с центральной частью, а другой - с резьбой цоколя. При прохождении электрического тока нить раскаляется и излучает свет.

а

б

в

Рис. 5Л. Конструкция лампы накаливания / - колба: 2 - спираль; 3 - крючки; 4 - линза; 5 - иггабик; б - электроды; 7 - ло­

патка; 8 - штенгель (стержень); 9 - цоколь; 10 - изолятор; 11 - нижний контакт. Материалы: а - вольфрам; б - стекло; в - молибден; г - никель; д - медь, сталь, никель; е - медь; ж - цокольная мастика; з - латунь или сталь;

и “ свинец, олово

Для получения видимого излучения в лампах накаливания при­ меняется нагревание тела. Однако видимое излучение возникает только при больших температурах излучаемого тела(от 1500до 5000 К). В современных лампах накаливания в качестве материала тела на­ кала широко используется вольфрам, который является тугоплав­ ким металлом (его температура плавления порядка 3600 К) и об­ ладает достаточно высокой пластичностью и низкой скоростью

35

5. Источники света

испарения. Следует иметь в виду, что при увеличении температуры тела накала светотехнические характеристики источника света улуч­ шаются, однако при этом сокращается срок службы лампы, так как под влиянием высокой температурь! происходит интенсивное испа­ рение вольфрамового тела накала. Нить накала при этом становит­ ся тоньше, испарившиеся частицы вольфрама оседают на внутрен­ ней поверхности колбы, вызывая ее потемнение, при этом снижает­ ся световой поток и в конечном итоге лампа перегорает. Поэтому температура тела накала имеет значение ниже температуры плавле­ ния металла, из которого оно изготовлено, и поддерживается в диа­ пазоне 2400-2900 К. Для исключения окисления металла, лампы накаливания выполняются вакуумными. Для увеличения срока служ­ бы и повышения световой отдачи лампы, а также стабильности ее светового потока стремятся снизить скорость испарения материа­ ла тела накала. С этой целью колбы ламп накаливания наполняют аргон-азотной или криптон-ксеноновой смесью (газонаполненные лампы). Давление газов в наполненных колбах может достигать 0,08 МПа, но не превышает 0,1 МПа. Кроме того, для уменьшения распыления вольфрама и теплоотдачи уменьшают размеры нити, сворачивая ее в плотную винтовую спираль (моноспираль), а затем в биспираль (спираль, навитую из спирали).

Широкое распространение получили галогенные лампы нака­ ливания (ГЛН), в колбу которых добавлен галоген (обычно йод), за счет чего в них осуществляется вольфрамо-галогенный цикл. Под таким циклом понимают комплекс физических и химических процес­ сов, в результате которых частицы вольфрама, испарившиеся с тела накала, возвращаются с помощью галогенов из области более низ­ ких температур в область более высоких. Назначение цикла - пре­ дотвращение почернений колбы под действием испарившегося с тела накала вольфрама, т. е. сохранение ее прозрачности на протяжении всего срока горения лампы, а также регенерация вольфрамовой спи­ рали. Однако, хотя благодаря галогенному циклу общая масса воль­ фрамового тела накала остается практически постоянной в про­ цессе горения, нить лампы с течением времени в одних местах утонь­ шается, а в других - утолщается, т. е. процесс перегорания галоген­ ных ламп подобен этому процессу в обычных J1H. Колба галоген­ ной лампы накаливания выполнена из прочного кварцевого стекла и имеет значительно меньшие габариты по сравнению с обычной

36

5.7. Лампы накаливания

лампой накаливания. Кварцевое стекло - жаропрочный материал, а маленькие габариты гарантируют прочность, достаточную для того, чтобы создавать более высокое давление газа, что замедляет испарение вольфрама. Кроме того, ряд мировых производителей све­ тотехнической продукции выпускает галогенные лампы с колбами из стекла, поглощающего ультрафиолетовую составляющую излучения. Галогенный цикл позволяет повысить световую отдачу до 26 лм/Вт при увеличении продолжительности горения до 2000-4000 ч.

Лампы общего назначения выпускаются мощностью до 1500 Вт на разные номинальные напряжения от 12 до 230 В. Лампы рассчита­ ны на напряжение в пределах диапазона, указанного в типе лампы. При напряжении сети, отличающемся от заданного, эксплуатацион­ ные характеристики лампы ухудшаются. В маркировке ламп буква В обозначает вакуумные лампы, Г- газонаполненные лампы, К - лампы с криптоновым наполнением, Б - биспиральные лампы. Лампы мощ­ ностьюдо 150 Вт могут изготовляться в матированных, молочныхили опалиновых колбах; лампы до 200 Вт имеют резьбовой цоколь Е 27; лампы 500 Вт иболее - цоколь Ё40; лампы 300 Вт могут иметь любой из этих цоколей. Световая отдачаламп основной серии лежит в преде­ лах 11,8-20 лм/Вт. Номинальный срок службы ламп 1000 ч. Излуче­ ние ламп по цветности более желтое по сравнению с естественным дневным светом (Г = 2400-2700 К) и при их применении не обеспечи­ вается правильная цветопередача. Технические параметры основных типов ламп накаливания общего назначения приведены в табл. 5.1 [8].

Вусловном обозначении типов галогенных ламп буквы и числа означают: первая буква - материал колбы (К - кварцевая), вторая - галогенную добавку (Г - галоген), третья и последующие буквы - область применения (СМ - самолетная) или конструктивную осо­ бенность (М - малогабаритная, К - с концентрированным телом накала), первое число - напряжение в вольтах, второе - мощность

вваттах и третье - порядковый номер разработки. Технические дан­ ные ГЛН различного назначения приведены в табл. 5.2 [8].

Восветительных установках в основном применяются трубча­ тые лампы типа КГ (кварцевые галогенные) мощностью 1-20 кВт. Лампы имеют форму трубки из кварцевого стекла с цоколями или вводными проводниками по концам. Они исключительно компактны, например, лампа мощностью 2 кВт имеет диаметр 10,5 мм и длину 335 мм. Световая отдача ламп 22 лм/Вт, срок

37

5. Источники света

службы 2500-3000 ч. Светламп типаКГ более белый, чем светобыч­ ных ламп накаливания (Г.= 3000 К), и в отношении цветопередачи признается пригодным даже для освещения экспонатов в музеях (Ra > 90). Однако галогенную лампу нельзя трогать руками, так как колба ее сделана из плавленого кварца, который кристаллизируется поддействием жира, остающегося на поверхности лампы при прикос­ новении. Это приводит к разрушению колбы и перегоранию лампы.

В настоящее время ведущими мировыми производителями све­ тотехнической продукции освоен выпуск галогенных ламп накали­ вания с колбами из стекла, поглощающего ультрафиолетовую со­ ставляющую. Такое кварцевое стекло колбы полностью удержива­ ет интенсивное и вредное ультрафиолетовое излучение типа С и В, а более слабое и поэтому более безопасное излучение типа А огра­ ничивается наполовину.

Таблица 5.1

Технические данные ламп накаливания общего назначения

38

Таблица 5.2 Технические характеристики галогенных ламп накаливания

39