Охрана труда и основы энергосбережения

Рис. 11.2.1. Галогенные лампы

зуя газообразное соединение — йодид вольфрама, кото­ рый, попав в зону высоких температур вблизи нити нака­ ла, распадается снова на вольфрам и йод. Вольфрам осаж­ дается на нити накала, а частицы йода возвращаются к колбе и вновь принимают участие в галоидном цикле. Для протекания галоидного цикла необходимо, чтобы стенки колбы имели температуру 500—700 °С, а нить накала — более 2500 °С. Колба галоидной лампы изготовляется из кварцевого стекла, чаще всего в виде трубки диаметрам 10—12 мм, а нить накала размещается по оси трубчатой колбы. Галоидные (галогенные) имеют преимущество пе­ ред обычными лампами накаливания. Световой поток в них к концу службы уменьшается на 3— % против 15—20% в лампах накаливания общего назначения, срок из службы вдвое больший, спектральный состав светового потока близок к естественному, световая отдача на 15—20% выше, а размеры значительно меньше обычных ламп накаливанйя. Галогенные лампы отличаются высокой механической прочностью, нагревостойкостью и не разрушаются при ра­ боте в резко меняющейся температуре окружающей среды.

210

11.2.3. Люминесцентные лампы

Широкое применение в осветительных установках по­ лучили более экономичные источники света —трубчатые лю­ минесцентные лампы низкого давления (ЛБ) и дуговые ртут­ ные люминесцентные лампы высокого давления (ДРЛ).

Люминесцентные лампы низкого давления (рис. 11.2.2) представляют собой запаянную с обоих концов стеклян­ ную трубку 1. Длина и диаметр трубки определяются мощ­ ностью лампы и напряжением, на которое она рассчитана. Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем лю­ минофора (вольфраматом магния, цинкобериллиевым си­ ликатом). В торцы трубки впаяны вольфрамовые электро­ ды 4, покрытые активным слоем (оксиды щелочных ме­ таллов —стронция, бария, кальция) и присоединенных к штырькам цоколей лампы. После откачки воздуха трубку наполняют незначительным количеством чистого аргона и вводят капельку ртути. Давление аргона и паров ртути в трубке при температуре 40 °С равно 13,3 кПа. Люминес­ центная лампа снабжается стартером (зажигателем) 3 и дросселем 6. Стартер представляет собой неоновую лам­ почку с двумя электродами, один из которых является биметаллической пластинкой. При включении лампы в сеть между электродами стартера проходит тлеющий разряд. При этом биметаллическая пластинка нагревается и, изгиба­ ясь, замыкается со вторым контактом. После этого сопро­ тивление стартера становится меньше и ток нагревает элек­ троды 4 лампы, а биметаллическая пластинка охлаждается и размыкает цепь.

211

При наличии дросселя в момент размыкания цепи ме­ жду электродами лампы возникает электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции, создающая электрический разряд в аргоне и парах ртути. Дроссель, включенный последова­ тельно в цепь, служит для создания ЭДС самоиндукции, а также для сглаживания пульсации разряда и ограничения значения тока. Облучение люминесцирующего вещества на стенках трубки фиолетовыми и ультрафиолетовыми луча­ ми при электрическом разряде в трубке вызывает его све­ чение. Подбор соответствующего состава люминесцирую­ щего вещества дает возможность получить свечение, близ­ кое к дневному свету. Для устранения помех радиоприему параллельно стартеру включается конденсатор 2 емкостью 0,006 микрофарад (мкФ). Конденсатор 5 емкостью 4—8 мкФ, включенный в цепь дросселя 6 параллельно источнику тока, повышает КПД лампы до 95%. Средний срок служ­ бы люминесцентной лампы составляет 3000 часов.

В практике нашли применение дуговые ртутные лю­ минесцентные лампы высокого давления (ДРЛ). Эти лам­ пы выпускаются промышленностью мощностью 80, 125, 250, 400, 700 и 1000 Вт, рассчитанные на напряжение 220 В со световой отдачей 40—55 лм/Вт и средним сро­ ком службы 10000 часов.

Дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ) ус­ тойчивы к атмосферным воздействиям, имеют большой световой поток, который не зависит от температуры окру­ жающего воздуха. Лампы ДРЛ широко применяются для освещения улиц, автомобильных дорог, в цехах и других помещениях, в которых не предъявляется особых требова­ ний к цветопередаче.

Общим недостатком люминесцентных ламп и ламп ДРЛ является пульсация их светового потока с частой, равной удвоенной частоте тока сети (100 Гц). Пульсация светового потока является причиной стробоскопического эффекта, т. е. искажением восприятия движущихся предметов. Вращаю­ щиеся детали, освещенные люминесцентными лампами, могут показаться неподвижными или медленно вращающи­ мися в противоположную сторону. Это нежелательное явле­ ние исправляется включением ламп в разные фазы трехфаз­ ной сети или с помощью специальных схем включения.

Для направленного и равномерного рассеивания свето­ вого потока ламп, защиты глаз от чрезмерной яркости света, защиты лампы от механических повреждений и пыли

212

применяются светильники. По способу установки принято различать подвесные, потолочные (плафоны), настенные (бра) и напольные (торшеры) светильники.

С лампами накаливания применяются следующие све­ тильники (рис. 11.2.3):

1.светильник «Универсаль»;

2.глубокоизлучатель эмалированный;

3.светильник «Люцетта»;

4.шар из молочного стекла;

5.кольцевой светильник;

6.водопыленепроницаемый светильник;

7.светильник «Альфа»;

8.светильник «Бета» с зеркальным отражателем.

С люминесцентными лампами применяются светильни­ ки 9, основными конструктивными элементами которых являются металлический корпус с узлами установки; панель металлическая, на которой находятся пускорегулирующий аппарат (ПРА); ламподержатель и стартеродержатель; отра­ жатель света; рассеиватель, или экранирующая решетка.

Люминесцентные светильники бывают: —с открытой лампой для помещений;

—с лампой, закрытой прозрачным или матовым уда­ ропрочным рассеивателем для освещения подходов к зда-

Рис. 11.2.3. Виды светильников

213

—обеспечивается автоматическое отключение лампы в конце срока службы (рис. 11.2.7).

Примечание: Л Б — люминесцентная лампа, белого цвета.

11.2.4. Сравнение эффективности ламп накаливания и люминесцентных ламп

В странах СНГ не менее 10% вырабатываемой элек­ троэнергии потребляется при освещении жилых и непро­ изводственных служебных помещений лампами накалива­ ния. Если их повсеместно заменить люминесцентными лам­ пами, то это позволит снизить требуемое количество вы­ рабатываемой электроэнергии на 7%. В частности, для Рес­ публики Беларусь при этом ежегодная экономия электро­ энергии будет составлять не менее 4 млрд.кВт-ч.

Экспериментальная установка (рис. 11.2.8) включает в себя: 1—лампу накаливания мощности, 60 Вт; 2 —люми­ несцентную лампу, такой же мощности, 60 Вт; 3 вы-

Рис. 11.2.8. Схема экспериментальной установки

216

ключатели; 4 — прибор для измерения освещенности — люксметр Ю—116. Лампы расположены на одинаковой высоте над рабочим столом.

Задания для самостоятельной работы:

1. Включить лампу накаливания в сеть переменного тока напряжением 220 В. Люксметром измерить освещенность, создаваемую этой лампой на поверхности рабочего стола.

2. Выключить лампу накаливания и включить люминес­ центную лампу. Произвести аналогичные измерения осве­ щенности люксметром.

Примечание: Измерения освещенности производить при отсутствии естественного освещения (в светлое время су­ ток окна должны быть плотно закрыты шторами).

3.Вычислите отношение освещенностей, даваемых лю­ минесцентной лампой и лампой накаливания.

4.По результатам расчета сделать вывод об экономич­ ности и эффективности исследуемых источников света и целесообразности их использования.

11.3.Электробезопасность в кабинетах

илабораториях школы

Цель работы: ознакомиться с электробезопасностью в кабинетах и лабораториях школы и освоить индивиду­ альные и общие меры защиты от действия электричекого тока.

Вопросы для изучения:

1.Индивидуальные и общие меры защиты от действия электрического тока.

2.Измерения сопротивления заземляющей проводки.

3.Измерение сопротивления изоляции.

Под электробезопасностью понимают систему органи­ зационных и технических мероприятий и средств, обеспе­ чивающих защиту людей от вредного и опасного воздей­ ствия электрического тока, электрической дуги, электро­ магнитного поля и статического электричества.

217

11.3.1. Индивидуальные и общие меры защиты от электрического тока

Большинство, школьного оборудования, приборов технических средств обучения, применяемых в общеобра­ зовательных школах, рассчитано на сеть переменного тока напряжением 220 В. Это требует неукоснительного соблю­ дения правил электробезопасности.

Перед включением электрооборудования в сеть необ­ ходимо предварительно убедиться в исправности плавких предохранителей и соответствия их силе тока и напряже­ нию сети, на которое рассчитан аппарат. Несоблюдение этого правила может не только вывести из строя аппарат, но и быть причиной несчастного случая.

Нельзя включать в сеть электрические аппараты со сня­ тыми крышками, ибо это открывает детали, находящиеся под опасным напряжением (например, в телевизорах это напряжение составляет несколько тысяч вольт).

При возникновении неисправностей аппаратуры в про­ цессе ее работы, приступать к ремонту можно только по­ сле отключения от сети.

Для защиты людей от поражения электрическим током применяются средства индивидуальной и общей защиты. В качестве индивидуальных средств защиты используются: диэлектрические резиновые перчатки, галоши и боты, ков­ рики, подставки на изоляторах, ручной инструмент с изо­ лирующими ручками, индикаторы напряжения, защитные стеклянные очки (рис. 11.3.1).

Рис. 11.3.1. Индивидуальные средства зашиты от электрического тока

218

К общим средствам защиты от поражения электриче­ ским током следует отнести: применение безопасных то­ ков, надежная электрическая изоляция токоведущих про­ водов и электроинструмента, механические ограждения, установка предупреждающих надписей. Для устранения опасности, связанной с переходом напряжения на нето­ коведущие части, служат специальные меры — заземле­ ние, зануление и защитное отключение.

Защитным заземлением называют преднамеренное элек­ трическое соединение с землей металлических нетокове­ дущих частей оборудования, которые могут оказаться под напряжением, с помощью заземляющего устройства со­ противлением не более 4 Ом.

Заземление электроустановок необходимо выполнять при напряжениях выше 42 В переменного тока и 110 В по­ стоянного тока — в помещениях с повышенной опасно­ стью, особо опасных и в наружных электроустановках. К таким помещениям в условиях школы относятся, напри­ мер, школьные мастерские. Защитное заземление приме­ няется для снижения напряжения прикосновения до безо­ пасных величин и обеспечения отключения электроуста­ новки при замыкании фазы на корпус. В случае замыкания фазы на корпус при отсутствии заземления, корпус будет иметь фазное напряжение относительно земли, а коснув­ шийся его человек попадает под напряжение прикоснове­ ния, равное фазному. При наличии защитного заземления напряжение на корпусе будет значительно меньше фазно­ го, и ток через человека будет безопасен (рис. 11.3.2).

Рис. 11.3.2. Схема защитного заземления в трехфазной сети переменного тока

219