Гл.10 Электрические осветительные установки

10.1. Типы осветительных установок

Известно, что нормальное освещение способствует лучшей работоспособности человека, создает ему комфортные условия для жизнедеятельности, уменьшает неприятные последствия для здоровья. Существует два типа осветительных установок. Это естественное и искусственное освещение. Естественное освещение создается природными источниками света. Оно связано со световой ориентацией помещения, с размерами и расположением окон, с цветовой гаммой окраски стен, потолков и пр. Естественное освещение может быть верхним (через световые фонари) и боковым (через окна). Оценку естественного освещения производят в точках, находящихся на пересечении вертикальной плоскости и горизонтального среза помещения на уровне 1 м от пола. Отношение освещенности внутри помещения к освещенности снаружи называется коэффициентом естественной освещенности. Эта величина лимитируется как для верхнего, так и для бокового естественного освещения. Искусственное освещение осуществляется с помощью электрических ламп. Искусственное освещение нормируется в пределах 5 - 5000 лк, в зависимости от рода выполняемой работы. С точки зрения надежности и экономичности в работе осветительных установок существует рабочее, аварийное и охранное освещение. Первый тип освещения используется при обычных производственных и бытовых условиях. Аварийное освещение необходимо для обеспечения светом в экстремальных условиях (освещении проходов при эвакуации людей, подсветка постов управления наиболее ответственных механизмов и др.). Электропитание рабочих электроустановок осуществляется от общих силовых или осветительных пультов, находящихся в помещении. Аварийное освещение требует дополнительных источников тока (аккумуляторов, резервных линий электропередачи и др.). Охранное освещение - это минимально необходимый уровень освещения помещений в нерабочее или ночное время. Если при рабочем и аварийном освещении работают самостоятельные светильники, то при охранном может быть использована часть светильников рабочего освещения.

10.2. Требования к электрическому освещению

Осветительная электрическая установка состоит из осветительной арматуры с источником света, коммутационной аппаратуры, распределительных пультов и электрических сетей. Напряжение питания источников света составляет 220 или 127 В. В индивидуальном освещении используется напряжение 36 и 12 В. Мощность осветительной установки определяется по световому потоку, направляемому на рабочую поверхность. Иногда пользуются так называемой удельной мощностью, и по ее значению находят мощность одной лампы:

где Р_л- мощность одной лампы, Вт; Р_уд- удельная мощность, Вт / м²; d - площадь помещения, м²; n - число светильников. Значения освещенности для основных школьных помещений и рабочих мест приведены в табл. 10.2.1.

10.3. Источники электрического света

Традиционными источниками света являются лампы накаливания. Однако в настоящее время широко применяются газоразрядные источники света. В них невидимое ультрафиолетовое излучение паров металла или газа преобразуется с помощью люминофора в излучение, видимое глазом. Представителем самых распространенных газоразрядных источников света является люминесцентная лампа (рис. 10.3.1 ). Внутри баллона находятся пары ртути, в которых при определенных условиях (между предварительно нагретыми током катодами необходимо создать импульс высокого напряжения) происходит электрический разряд. В результате разряда испускаются ультрафиолетовые лучи. Они поглощаются слоем люминофора, которым покрыты внутренние стенки баллона. В итоге люминофорный слой начинает излучать видимый свет, близкий по спектральному составу к солнечному.

Для зажигания люминесцентной лампы ее включают в сеть с помощью стартера и дросселя. При нагревании током катодов возникает тлеющий электрический разряд в газе (неоне), которым наполнен баллон стартера. При этом нагревается и биметаллическая пластина стартера. Нагреясь, она изогнется и замкнет свои электроды, тлеющий разряд прекратится. Охладившись, биметаллическая пластина вновь разомкнет электрод. При этом (с участием дросселя ) между контактами лампы в момент размыкания создается импульс высокого напряжения. В итоге в парах ртути между катодами лампы возникнут электрический разряд. Конденсатор, включенный параллельно стартеру, снимает радиопомехи при работе лампы. Дроссель, конденсатор и резистор объединены в пусковой регулирующий аппарат ПРА. На рис. 10.3.2 показана схема включения лампы при помощи ПРА.

Люминесцентные трубчатые лампы низкого давления с дуговым разрядом в парах ртути делятся на лампы белого света (ЛБ), холодно-белого света (ЛХБ), тепло-белого света (ЛТБ), дневного света (ЛД). Следующим представителем газоразрядного источника света является ртутно-кварцевая лампа высокого давления (тип ДРЛ). В ней люминофор, поглощая ультрафиолетовое излучение, возникающее при электрическом разряде, превращает его в видимое красное излучение. Эти лампы включают в сеть также при помощи ПРА. Для освещения больших пространств используются мощные (5, 10, 20 кВт) ксеноновые трубчатые лампытипа ДКСТ. Их включают при помощи высоковольтного пускового устройства (до 30 кВт).