Электроснабжение строительных площадок. Учебно-методическое пособие для студентов технических высших учебных заведений

На этапе отделочных работ использование строительных кранов не целесообразно и поэтому для перемещения грузов используются грузовые подъемники.

Грузовые подъемники выпускают мачтовыми и шахтными.

Шахтные подъемники применяют при возведении кирпичных и железобетонных труб высотой до 120 м.

Мачтовые подъемники наиболее распространены в строительстве; они предназначены для подъема и поэтажной подачи через оконные и дверные проемы зданий различных строительных материалов и деталей при санитарно-

технических, отделочных, ремонтных и других работах.

Различают грузовые и грузопассажирские мачтовые подъемники.

Последние применяют для подъема не только грузов, но и людей при строительстве многоэтажных зданий.

Для соединения металлоконструкций на строительных площадках применяются передвижные сварочные трансформаторы небольшой мощности.

На строительных площадках сварка производится преимущественно электродами диаметром 4 – 5 мм при сварочных токах до 300 А с короткими швами и достаточно большими паузами.

Как правило, сварочные трансформаторы изготавливаются однофазными с воздушным охлаждением.

Со стороны высокого напряжения они могут включаться в сеть 220 В или

380 В. На низкой стороне они дают в режиме холостого хода напряжение 60 – 65 В.

Для устойчивого горения дуги в сварочную цепь необходимо включение индуктивного сопротивления.

Сварочные трансформаторы выпускают в комплекте с отдельной дроссельной катушкой – регулятором, или с регулятором встроенным в корпус трансформатора.

11

Из-за низкого коэффициента мощности сварочные трансформаторы могут комплектоваться статическими конденсаторами для компенсации реактивной мощности.

В последнее время на строительных площадках используются сварочные инверторы, преимуществами которых является мобильность и высокий коэффициент мощности.

При проведении на строительных площадках бетонных и железобетонных работах в зимнее время применяют электропрогрев – нагревание бетона переменным электрическим током.

Для этого прогреваемая бетонная или железобетонная включается в в цепь тока как сопротивление и внутри самого бетона преобразуется электрическая энергия в тепловую.

По мере твердения бетона его электрическое сопротивление увеличивается,

поэтому для поддержания силы тока необходимо увеличивать напряжение.

Для электропрогрева выпускаются специальные понижающие трансформаторы небольшой мощности (до 100 кВА), которые дают возможность получать несколько ступеней пониженного напряжения (примерно от 50 В до

120 В). Электропрогрев начинают при 50 В, а заканчивают при 120 В.

Такие трансформаторы – трехфазные, с маслянным охлаждением.

В строительном производстве электровибраторы применяют для уплотнения бетонной смеси, облегчения выгрузки бункеров.

Электровибраторы бывают двух видов:

-поверхностные;

-глубинные.

По роду привода электровибраторы разделяют на: -электромеханические; -электромагнитные.

Поверхностные электровибраторы используются при бетонировании верхнего покрытия дорог и перекрытий зданий.

Поверхностные электровибраторы представляют собой стальную площадку

12

в форме лотка, на котором укреплен электродвигатель с расположенными на его валу двумя эксцентриками. Электродвигатель с эксцентриками выполняет роль вибратора. Используются трехфазные асинхронные двигатели мощностью около

1 кВт.

Толщина уплотняемой бетонной смеси не должна превышать 400 мм.

В поверхностных электровибраторах электромагнитного типа на основании устанавливается сердечник электромагнита, на который одевается катушка. Над сердечником закрепляется якорь электромагнита. Над сердечником закрепляется якорь электромагнита.

Глубинные вибраторы (иногда их называют внутренними или погружными)

предназначены для уплотнения бетонных смесей при укладке их в монолитные бетонные и железобетонные конструкции, а также при бетонировании крупных изделий сборного железобетона. У этих вибраторов рабочим органом является корпус, погружаемый в уплотняемую среду и приводящий ее в колебательное движение.

Вибратор состоит из приводного асинхронного электродвигателя, гибкого вала и вибронаконечника. К внешней сети электродвигатель подключается через понижающий трансформатор (380 В/36 В или 220 В/36 В).

Сейчас промышленность выпускает электровибраторы, рассчитанные на питание от сети напряжением 230 В.

Гибкий вал служит для передачи крутящего момента от электродвигателя к вибронаконечнику.

При работе с электровибраторами корпус их должен быть заземлен.

13

1.2.ИСКУССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ НА СТРОИТЕЛЬНЫХ

ПЛОЩАДКАХ

В настоящее время на искусственное электрическое освещение расходуется

10 - 15 % всей вырабатываемой в стране электроэнергии.

Для построения оптимальной системы электроснабжения необходимо уметь правильно выбирать и рассчитывать системы освещения, поскольку от этого зависит расход электрической энергии затрачиваемой на искусственное

электрическое освещение.

Для расчетов осветительных установок на строительной площадке нам понадобятся светотехнические величины: световой поток, освещенность и

световая отдача.

Световой поток - это часть мощности лучистой энергии, воспринимаемую человеческим глазом как световое ощущение. Световой поток обозначают - Ф. За

единицу измерения светового потока принят люмен (лм).

Световой поток, падая на любую поверхность, освещает ее. Для количественной оценки плотности светового потока на освещаемой поверхности пользуются понятием освещенности, то есть отношением светового потока к

где Ф - световой поток, падающий равномерно на освещаемую поверхность, лм; S - площадь освещаемой поверхности, м2.

Единица освещенности называется люксом (лк). Освещенность, равная 1 лк,

будет иметь место, если на освещенную поверхность в 1 м2 падает равномерно

распределенный световой поток в 1 лм: 1 лк = 1 лм / 1м2.

Световая отдача характеризуется отношением излучаемого ею светового

Современные источники света можно разделить на три группы: - основанные на принципе теплового излучения; - газоразрядные;

14

- твердотельные.

Сегодня лампы накаливания из-за малой световой отдачи и короткого срока службы практически вышли из употребления.

Газоразрядные лампы выпускаются низкого и высокого давления.

Работа газоразрядных ламп основана на электрическом разряде в среде разреженного газа.

Люминесцентная лампа представляет собой длинную (450 1500 мм)

стеклянную трубку с двумя цоколями на концах, заполненную разреженным газом - аргоном и небольшим количеством паров ртути. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой специального состава - люминофора. В цоколи лампы впаяны вольфрамовые электроды. При включении лампы в электрическую сеть, между ее электродами в парах ртути в трубке возникает газовый разряд, и

невидимое ультрафиолетовое излучение, под действием которого люминофор начинает светиться - дает яркий видимый свет.

Люминесцентные лампы включаются в сеть с помощью специальных пускорегулирующих устройств. В их состав входят: стартер, дроссель,

конденсаторы.

Стартер служит для автоматического включения и выключения предварительного накала электродов.

Дроссель, представляющий собой обмотку, намотанную на сердечник,

изготовленный из листовой электротехнической стали ограничивает ток в цепи при возникновении в лампе газового разряда.

Конденсаторы служат для повышения коэффициента мощности и уничтожения радиопомех, вызываемых работой лампы.

Промышленность выпускает люминесцентные лампы мощностью 15, 20, 30, 40, 65, 80 и 125 Вт.

Световая отдача люминесцентных ламп в несколько раз выше, чем у ламп накаливания, и находится в пределах 44 -70 лм/Вт (у ламп накаливания в пределах

6,7 - 19,1 лм/Вт). Отсюда следует, что при равной освещенности затрачиваемая мощность на освещение люминесцентными лампами будет меньше, чем при

15

лампах накаливания.

Средний гарантированный срок службы люминесцентных ламп

10 12 тыс. ч.

Колебания температуры окружающей среды влияют на нормальную работу люминесцентной лампы. Оптимальная температура среды, при которой лампа излучает наибольший световой поток, 20 - 25°C. При температуре среды, близкой к 0°C, в лампе затрудняется образование разрядки или она совсем не возникает.

Поэтому люминесцентные лампы в большинстве случаев используют для освещения нормально отапливаемых помещений с температурой 20 - 25°C.

Для освещения больших и высоких (более 5 м) производственных помещений, а также улиц, площадей применяются дуговые ртутные люминесцентные лампы высокого давления ДРЛ (Д - дуговая, Р - ртутная, Л -

люминесцентная).

Лампа типа ДРЛ по внешнему виду похожа на крупную лампу накаливания.

В отличие от люминесцентных ламп в лампе ДРЛ электрический разряд происходит не во всей колбе, а в маленькой трубке из кварцевого стекла,

прозрачного для ультрафиолетовых лучей. Под влиянием ультрафиолетовых лучей специальный люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность колбы,

дает яркий свет.

Лампы ДРЛ имеют резьбовой цоколь и ввинчиваются в те же патроны, что и лампы накаливания. В сеть они включаются также с помощью специальных пускорегулирующих устройств.

Промышленность выпускает лампы ДРЛ на напряжение 220 В мощностью

80, 125, 250, 400, 700, 750, 1000 и 2000. Световая отдача ламп ДРЛ выше, чем у ламп накаливания, но ниже, чем у люминесцентных ламп низкого давления, и

колеблется от 40 до 55 лм/Вт.

Средняя продолжительность горения ламп ДРЛ 5000 - 10000 ч.

Лампа ДРЛ устойчива к атмосферным воздействиям, ее световой поток и процесс зажигания не зависят от температуры окружающей среды.

На смену традиционным люминесцентным лампам приходят компактные

16

люминесцентные лампы. Компактная люминесцентная лампа – это люминесцентная лампа низкого давления, имеющая изогнутую форму колбы.

Такую лампу можно разместить в светильнике меньших размеров. Такие лампы имеют встроенное пускорегулирующее устройство.

Компактные люминесцентные лампы разработаны для замены ламп накаливания и традиционных люминесцентных ламп. На современных стройплощадках они практически вытеснили лампы накаливания и традиционные люминесцентные лампы, как в светильниках, так и прожекторах.

Твердотельные источники света изготавливаются из полупроводников с разными типами носителей тока (p-типа и n-типа). Излучение света происходит при протекании тока через p-n переход.

Срок службы таких источников света достигает 110000 часов или 11,5 лет.

Такие источники света имеют характеристики, превосходящие люминесцентные источники света и широко применяются в осветительных установках строительных площадок.

Источники света с осветительной арматурой, называются световыми приборами. Световые приборы подразделяются на приборы ближнего и дальнего действия. Световые приборы, предназначенные для освещения близко расположенных объектов, называются светильниками, а удаленных объектов -

прожекторами.

Прожектор является осветительным прибором дальнего действия,

предназначенным для наружного освещения открытых пространств.

Основные части каждого прожектора - источник света и оптическое устройство, размещенные внутри металлического кожуха.

Принцип работы прожектора заключается в том, что световой поток,

излучаемый источником света с помощью оптического устройства,

перераспределяется и концентрируется в направленный пучок света. Этим достигается большая сила света в данном направлении при небольшой мощности источника света.

При устройстве осветительных установок применяются две системы

17

освещения: общего освещения и комбинированного.

Система общего освещения применяется для освещения всей территории строительной площадки. Прожекторы размещаются вдоль периметра строительной площадки. Если прожекторы используются для охранного освещения строительной площадки, то они должны создавать освещенность

0,5 лк.

При выполнении работ на строительной площадке в темное время суток используется система комбинированного освещения. Прожекторы общего освещения создают освещенность 2 лк. Прожекторы локального наружного освещения освещают место производства работ. Освещенность при различных видах работ определяется в нормативных документах. Размещаются такие прожекторы на мобильных инвентарных мачтах и легко перемещаются по территории строительной площадки.

Система комбинированного освещения уменьшает установленную мощность и расход электроэнергии, так как прожекторы локального наружного освещения включаются только на время выполнения работ на территории строительной площадки.

Электрическое освещение может быть следующих видов:

-рабочее;

-аварийное;

-аварийное эвакуационное.

Рабочее освещение устраивается на территории строительной площадки и во всех временных помещениях и создает нормированную освещенность.

Аварийное освещение необходимо там, где при внезапном отключении рабочего освещения возможно возникновение взрыва или пожара, массового травматизма, длительного расстройства технологического процесса и т. д., а

также нарушение работы ответственных объектов.

Аварийное эвакуационное освещение служит для безопасной эвакуации людей из помещений при аварийном погасании рабочего освещения.

Эвакуационное освещение должно обеспечивать освещенность основных

18

проходов и ступеней лестниц.

Светильники аварийного и эвакуационного освещения присоединяются отдельными линиями к независимому источнику питания или переключаются на него автоматически при внезапном отключении рабочего освещения.

Выбор освещенности для внутреннего и наружного освещения производят в соответствии с нормативными документами.

При расчете искусственного освещения осветительной установки определяют число и мощность источников света, необходимых для создания нормированной освещенности на освещаемой поверхности.

Впроектной практике для расчета общего равномерного освещения широко применяют метод коэффициента использования светового потока.

Впомещениях количество светильников определяется по формуле:

где E- освещенность, лк; kз= 1,1 - коэффициент запаса; S – площадь помещения,

м2; ФЛ – световой поток лампы, лм; Z = 1,1 – коэффициент неравномерности

освещения; η – коэффициент использования светового потока.

Величина коэффициента использования светового потока η определяется по

формуле:

где ηСВ = 0,7 - КПД светильника, ηП – КПД помещения.

КПД помещения определяется по таблице, приведенной в разделе

индивидуальных расчетных заданий, в соответствии с индексом помещения i.

Индекс помещения определяется по формуле:

где ɑ - длина помещения, b – ширина помещения, h – высота помещения. Номинальная активная мощность осветительной установки помещения

определяется по формуле:

Расчетная активная мощность осветительной установки определяется по формуле:

19

где tg - тангенс угла соответствующего коэффициенту мощности выбранного осветительного прибора.

Количество прожекторов для освещения территории строительной

где Е - нормативная освещенность, лк; S – площадь строительной площадки, м2; kз = 1,3 - коэффициент запаса; Фл - световой поток лампы, лм; = 0,7 - КПД прожектора; m = 0,8 - коэффициент использования светового потока.

Мощность осветительных установок строительной площадки используется при определении полной нагрузки строительной площадки.

20