В книге излагаются теоретические основа и даны практические данные по устройству, проектированию и эксплуатации осветительных установок. Рассматриваются выбор нормируемых характеристик, тип источников света, виды и системы освещения, схемы питания и управления, а также вопросы расчета освещения и осветительных сетей.

С установками искусственного освещения повседневно приходится сталкиваться всем, и из всех инженерных устройств они являются, пожалуй, наиболее массовыми. Их осуществление и эксплуатация требуют больших затрат материальных средств, электроэнергии и человеческого груда, но эти затраты и избытком окупаются тем, что обеспечивается возможность нормальной жизни и деятельности людей в условиях отсутствия или недостаточности естественного освещения. Более того, искусственное освещение решает ряд задач, вообще недоступных естественному освещению, от особенностей же устройства искусственного освещения, подчас кажущихся весьма незначительными, во многом зависят и производительность труда, и безопасность работы, и сохранность зрения, и архитектурный облик помещения.

Предлагаемая книга рассматривает вопросы проектирования, устройства и эксплуатации осветительных установок и в основном предназначена служить практическим пособием для работников организаций, предприяти и санитарных инспекторов. Примерно совпадая по своему содержанию с учебной программой курса «Осветительные установки», читаемого для студентов техникумов специализации 0632 «Осветительные приборы и установки», кафедры светотехники МЭИ , она может также служить учебным пособием по указанному курсу.

Назначение и объем книги заставляют подчеркнуть, что она никоим образом не является курсом светотехники вообще и рассчитана на лиц, знакомых с основами светотехники, а также имеющих общие сведения об источниках света и осветительных приборах. Лишь в порядке краткого напоминания в начале книги приведен перечень основных понятий и соотношений .

Не следует рассматривать книгу и как справочное пособие: объем справочных материалов, необходимых только для проектирования освещения, превышает весь объем данной книги.

Предисловие

Глава первая. Принципиальные основы устройства осветительных установок
1-1. Основные светотехнические единицы в соотношения
1-2. Зрение и освещение
1-3. Приипипы нормирования освещения
1-4. Цвет в технике освещения
1-5. Качество освещения.

Глава вторая. Светотехническая часть осветительных установок
Выбор освещенности .
2-2. Системы освещения.
2-3. Виды освещения
2-4. Выбор
2-5. Расположение светильников
2-6 Характеристики и классификация светильников
2-7 Выбор светильников по светотехническим характеристикам
2-8 Экономическая обоснованность выбора типа светильника
2-9 Выбор конструктивного исполнения светильников
2-10. Общая характеристика сортамента светильников.
2-11. Щелевые светильники-световоды.

Глава третья. Расчет освещенности.
3-1. Основные принпипы расчета.
3-2 Метод коэффициента использования
3-3. Упрошенные формы метода коэффициента использования.
3-4. Точечный метод
3-5. Специальные методы расчета
3-6. Прожекторное освещение.

Глава четвертая. Расчет качественных характеристик освещения
4-1. Цилиндрическая освещенность
4-2. Коэффициент пульсации
4-3. Средняя яркость дорожных покрытий

Глава пятая. Электроснабжение осветительных установок.
5-1. Напряжение осветительных сетей.
5-2. Источники питания и питающие сети.
5-3. Групповые сети.
5-4. Схемы управления освещением .

Глава шестая. Электрические сети осветительных установок
6-1. Выполнение осветительных сетей.
6-2. Выбор сечения проводников по току нагрузки и защита осветительных сетей
6-3. Расчет сетей по потеренапряжения
6-4. Заземление, зануление и путевые провода

Глава седьмая. Особенности освещения некоторых объектов
7-1. Общие сведения
7-2. Пожаро- и взрывоопасные зоны
7-3. Помещения общественных зданий.
7-4. Архитектурно-художественное освещение
7-5. Освещение открытых пространств.

Глава восьмая. Проектирование, эксплуатация и экономическая обоснованность выбора осветительных установок.
8-1 Организация и методика проектных работ
8-2. Стадия рабочего проектирования.

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электроснабжения

УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ОСВЕЩЕНИЯ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Энергетический институт Специальность 140211.65 – электроснабжение Направление подготовки бакалавра 140200.62 - электроэнергетика Санкт-Петербург Издательство СЗТУ 2008 Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 621.3(075) Установки электрического освещения: учебно-методический комплекс / сост.: В.Н. Костин, А.Л. Пинегин. СПб.: Изд-во CЗТУ, 2008. – 128 с.

Учебно-методический комплекс разработан в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования.

Рассмотрено на заседании кафедры электроснабжения 10 ноября 2008 года, одобрено методической комиссией энергетического института 10 ноября 2008 года.

Рецензенты: кафедра электроснабжения СЗТУ (зав. кафедрой Г.З. Зайцев, канд. техн. наук, проф.); А.Л. Виноградов, канд. техн. наук, доц. кафедры электротехники и электромеханики СЗТУ.

Составители: В.Н. Костин, канд. техн. наук, проф., А.Л. Пинегин, канд. техн. наук, доц.

Северо-Западный государственный заочный технический университет, Костин В.Н., Пинегин А.Л., Информация о дисциплине 1.1. Предисловие Дисциплина «Установки электрического освещения» изучается студентами специальности 140211.65 – «Электроснабжение» в одном семестре и включает в себя следующие разделы:

- основные сведения об освещении;

- светотехническая часть осветительных установок;

- электрическая часть осветительных установок.

Процесс изучения дисциплины включает лекционные занятия, лабораторные работы и консультации. В качестве промежуточного контроля знаний предусмотрены контрольные вопросы, тестовые задания, выполнение контрольной работы, в качестве итогового контроля знаний зачет.

Целью изучения дисциплины «Установки электрического освещения»

является получение студентами базовых знаний в области светотехники, элементной базы, проектирования и методов расчета осветительных установок.

В результате изучения дисциплины студент должен овладеть основами знаний, формируемыми на нескольких уровнях:

иметь представление об основах светотехники;

знать основное оборудование осветительных установок;

уметь проектировать электрическое освещение различных объектов;

владеть методами расчета электрического освещения.

Место дисциплины в учебном процессе. В соответствии с учебным планом изучаемая дисциплина относится к циклу дисциплин специализации.

Теоретической и практической основами дисциплины являются курсы: «Физика», «Теоретические основы электротехники», «Электроэнергетика». Приобретенные знания будут использованы при изучении дисциплин «Системы электроснабжения», «Монтаж и эксплуатация оборудования систем электроснабжения», а также при дипломном проектировании.

тесты по разделам дисциплины;

контрольная работа;

2.1. Рабочая программа (объем дисциплины 74 часа) Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе. Краткий обзор развития светотехники. Роль искусственного освещения. Задачи в области светотехники и освещения.

Раздел 1. Основы сведения об освещении (26 часов) Тема 1.1. Светотехнические единицы, основные понятия и соотношения Лучистая энергия. Лучистый поток. Световой поток – часть лучистого потока, воспринимаемая зрением человека.

Распределение светового потока в пространстве. Сила света, телесный угол. Освещенность поверхности. Яркость светящейся поверхности.

Отражение, поглощение и пропускание поверхностью светового потока.

Единицы измерения светотехнических величин.

Тема 1.2. Основы световых измерений (4 часа) Физические приемники оптического излучения. Фотоэлектрические, фотохимические и тепловые приемники излучения.

Измерение освещенности. Устройство и принципиальная схема люксметра. Применение корригирующего светофильтра.

Измерение светового потока. Фотометрический шар (шаровой фотометр). Устройство шарового фотометра.

Тема 1.3. Системы и виды освещения (6 часов) Естественное освещение. Искусственное освещение. Системы искусственного освещения. Система общего равномерного освещения. Система общего локализованного освещения. Местное освещение. Система комбинированного освещения. Рабочее и аварийное освещение. Освещение безопасности. Эвакуационное освещение. Охранное и дежурное освещение.

Тема 1.4. Нормирование освещения (6 часов) , с. 465…466; , с. 250…254; , с. 35… Нормы освещения производственных и общественных зданий и сооружений, жилых помещений, территорий вне зданий. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».

Условия видимости объекта. Наименьший размер объекта различения.

Разряд (подразряд) зрительной работы. Фон и контраст объекта с фоном.

Коэффициент запаса и его значение.

Нормирование аварийного освещения.

Освещенность и яркость покрытия дорог и улиц.

Раздел 2. Светотехническая часть осветительных установок (28 часов) Тема 2.1. Характеристики и выбор источников света (8 часов) Основные источники света. Лампы накаливания. Галогенные лампы.

Люминесцентные лампы низкого и высокого давления, натриевые лампы.

Светотехнические и электрические характеристики источников света.

Световой поток, световая отдача, цветоразличение, номинальное напряжение и мощность, срок службы, критичность к условиям внешней среды.

Конструкции и характеристики различных источников света. Достоинства и недостатки. Область применения. Схемы включения различных источников света. Пускорегулирующая аппаратура.

Выбор источников света.

Тема 2.2. Характеристики и выбор светильников (10 часов) , с. 266…268; , с. 256…261; , с. 26… Конструкции и назначение светильников. Основные светотехнические параметры светильников. Характер светораспределения (кривые распределения силы света). Отношение светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу, к полному потоку светильника (коэффициент Кф). Коэффициент полезного действия светильников.

Области применения светильников с различным характером светораспределения и различным коэффициентом Кф.

Маркировка светильников. Защита светильников от пыли и воды.

Защита глаз от блесткости. Защитный угол светильника.

Особенности применения светильников во взрывоопасных и пожароопасных помещениях.

Тема 2.3. Методы расчета освещения (10 часов) Расположение светильников в помещении. Основные геометрические размеры. Расчетная высота. Оптимальное отношение расстояния между светильниками к расчетной высоте. Особенности размещения светильников с трубчатыми люминесцентными лампами.

Задачи расчета освещения.

Методы расчета освещения. Метод коэффициента использования. Точечный метод. Метод удельной мощности.

Особенности расчета освещения трубчатыми люминесцентными лампами.

Раздел 3. Электрическая часть осветительных установок (20 часов) Тема 3.1. Электроснабжение осветительных установок (8 часов) Напряжения и источники питания электрического освещения. Питание светильников рабочего и аварийного освещения, светильников внутреннего и наружного освещения.

Питающие линии. Групповые линии. Осветительные пункты и групповые осветительные щитки.

Резервирование питания осветительных установок.

Наибольшая длина и наибольшее количество ламп в групповой линии.

Защита групповых линий от токов КЗ.

Основные варианты размещения однофазных источников света в групповой осветительной сети.

Конструкции и размещение щитков освещения.

Трассировка групповых линий.

Конструкции осветительных сетей. Провода, кабели, шинопроводы.

Компенсация реактивной мощности в осветительных установках.

Тема 3.2. Расчет электрических сетей освещения (10 часов) , с. 273…274; , с. 271…276; , с. 59… Расчет осветительных нагрузок. Значения коэффициента спроса Кс.

Выбор сечений проводников. Допустимый нагрев и механическая прочность проводников. Условия срабатывания защитных аппаратов при КЗ. Требования к качеству электроэнергии. Сечение нулевого рабочего проводника.

Нормально допустимые и предельно допустимые значения отклонения напряжения на зажимах источника света. ГОСТ 13109-97. Расчет потерь напряжения в осветительной сети.

Адаптация специалиста в современных условиях. Перспективные направления в светотехнике. Дальнейшее совершенствование знаний по дисциплине.

1 Введение. Раздел Основные сведении об соотношения 1.2 Основы световых 1.3 Системы и виды 1.4 Нормирование 2 Раздел 2. Светотехническая часть осветительных установок 2.2 Характеристики и выбор светильников 2.3 Методы расчета освещеЗад. 3 Раздел 3. Электрическая часть осветительных установок. Заключение 3.1 Электроснабжение осветительных установок 3.2 Расчет электрических сеЗад. тей освещения 1 Введение. Раздел Основные сведении об соотношения 1.2 Основы световых 1.3 Системы и виды 1.4 Нормирование 2 Раздел 2. Светотехническая часть осветительных установок 2.1 Характеристики и выбор источников света 2.2 Характеристики и выбор светильников 2.3 Методы расчета освещеЗад. 3 Раздел 3. Электрическая часть осветительных установок. Заключение 3.1 Электроснабжение осветительных установок 3.2 Расчет электрических сеЗад. тей освещения сведения об освещении осветительных установок осветительных установок Тема 1.1. Светотехнические единицы, основные понятия и соотношения Тема 1.2. Основы световых Тема 2.2. Характеристики и Тема 1.3. Системы и виды Тема 2.3. Методы расчета Тема 1.4. Нормирование 2.4. Временной график изучения дисциплины 1 Введение. Раздел 1. Основные сведения об освещении Тема 1.4. Нормирование освещения 2 Раздел 2. Светотехническая часть осветительных установок Тема 2.1. Характеристики и выбор источников света 3 Раздел 3. Электрическая часть осветительных установок Тема 3.1. Электроснабжение осветительных устано- Тема 3.2. Расчет электрических сетей освещения Практические занятия по изучаемой дисциплине учебным планом не предусмотрены.

2.5.1.1. Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения) Номер и название Тема 2.1. Характеристики и выбор источ- Работа №1. Источники света 2 ников света ников света тильников Номер и название Тема 2.1. Характеристики и выбор источ- Работа №1. Источники света 2 ников света тильников 2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний Все этапы изучения дисциплины оцениваются в баллах. Максимальное количество баллов, которое может набрать студент, составляет 100 и указано в нижеследующей таблице.

При прохождении тестов по разделам дисциплины за каждый правильный ответ дается один балл (75 тестовых вопросов).

За каждую правильно решенную задачу контрольной работы дается баллов (2 задачи). За принципиальную ошибку в задаче студент не получает баллов за эту задачу.

За правильное оформление отчета выполненной лабораторной работы дается 5 баллов (3 лабораторные работы). За принципиальные ошибки при выполнении лабораторной работы и оформлении отчета баллы не начисляются.

Для получения зачета по дисциплине без собеседования с преподавателем необходимо набрать не менее 80 баллов.

3. Информационные ресурсы дисциплины Основной:

1. Кудрин, Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебник для вузов / Б.И. Кудрин. – 2-е изд. – М.: Интермет Инжиниринг, 2006. – 670 с.

Дополнительный:

2. Федоров, А.А. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий / А.А. Федоров, Л.Е. Старкова. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368 с.

3. Кнорринг, Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Г.М. Кнорринг. – Л.: Энергия, 1976. – 320 с.

4. Шевкоплясов П.М. Электрооборудование осветительных установок / П.М. Шевкоплясов. – Л.: СЗПИ, 1987. – 67 с.

3.2. Опорный конспект лекций по дисциплине Установки искусственного освещения являются, пожалуй, самыми массовыми из всех инженерных устройств. Осуществление и монтаж этих установок требует значительных материальных затрат, но эти затраты окупаются возможностью нормальной жизнедеятельности людей в условиях отсутствия или недостаточности естественного освещения.

От особенностей устройства искусственного освещения во многом зависят производительность труда, качество выпускаемой продукции, безопасность работы, сохранность зрения человека и архитектурный облик помещения.

В дисциплине «Установки электрического освещения» рассматриваются вопросы устройства и проектирования осветительных установок.

Проект установки искусственного электрического освещения состоит из двух частей – светотехнической и электрической.

В светотехнической части проекта освещения решают задачи:

- выбирают типы источников света и светильников;

- намечают высоту установки светильников и их размещение;

- определяют качественные характеристики осветительных установок.

В электрической части проекта освещения решают задачи:

- определения расчетных нагрузок освещения;

- выбора схемы питания осветительной установки;

- выбора рационального напряжения;

- выбора сечения и марки проводов питающих и групповых линий;

- выбора способов прокладки сети.

В первом разделе дисциплины студенты знакомятся с основными светотехническими единицами, системами и видами освещения, нормированием освещения.

Второй и третий разделы дисциплины посвящены проектированию осветительных установок и направлены на подготовку студентов к выполнению дипломного проекта.

Раздел 1. Основные сведения об освещении В разделе рассматриваются три темы:

- светотехнические единицы, основные понятия и соотношения;

- системы и виды освещения;

- нормирование освещения.

При работе с теоретическим материалом следует ответить на вопросы для самопроверки, приведенные в конце раздела. В качестве промежуточного контроля знаний по первому разделу следует пройти тест №1.

При эффективной проработке материала данного раздела можно набрать 25 баллов из 100 возможных.

1.1. Светотехнические единицы, основные понятия и соотношения В результате преобразования подводимой к телам энергии (тепловой или электрической) в ряде случаев возникает электромагнитное излучение, количественно характеризующееся мощностью – лучистым потоком. Та часть лучистого потока, которая воспринимается зрением человека как свет, называется световым потоком Ф.

Для характеристики светотехнических устройств и условий освещенности принят ряд единиц измерения.

Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Световой поток может различно распределяться в пространстве. Интенсивность (плотность) светового потока в любом направлении характеризуется силой света I, определяемой отношением светового потока к телесному углу, в пределах которого он распространяется:

Единицей измерения телесного угла является стерадиан (ср). Один стерадиан (1 ср) – это объемный угол, имеющий вершину в центре сферы и «вырезающий» на ее поверхности участок, площадь которого равна квадрату радиуса этой сферы (рис. 1.1).

Рис. 1.1. К определению единицы телесного угла (=1 ср) Полный телесный угол пространства, окружающего точку, равен 4 ср.

Единицей силы света является кандела (кд) – световой поток в 1 лм, испускаемый точечным источником света в телесном угле, равном 1 ср (1 кд = 1 лм / 1 ср).

Под точечным источником света понимается источник, размеры которого малы по сравнению с расстоянием до источника.

Световой поток Ф, падая на поверхность площадью S, создает освещенность этой поверхности Единица освещенности – люкс (лк). Поверхность имеет освещенность лк, если световой поток 1 лм падает на 1 м2 поверхности (1 лк = 1 лм/1 м2).

Освещенность поверхности не зависит от ее световых свойств.

Во многих случаях освещенность точки поверхности рассчитывается по силе света источника, с которой она связана выражением где r – расстояние между источником света и освещаемой поверхностью, м;

– угол между направлением силы света и нормалью N к освещаемой поверхности (рис. 1.2).

Яркостью светящейся (освещенной) поверхности в некотором направлении называют величину, равную отношению силы света I в направлении к площади S проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению (рис. 1.3):

Единица яркости – кандела на квадратный метр (кд/м2).

Световой поток, падающий на какое-либо тело, частично отражается, частично поглощается и частично проходит сквозь это тело. Количественно отражение, поглощение и пропускание светового потока телом оцениваются соответствующими коэффициентами.

Коэффициент отражения определяется как где Ф – световой поток, падающий на поверхность;

Фотр – световой поток, отраженный от поверхности.

Коэффициент поглощения равен где Фпогл – световой поток, поглощенный телом.

Коэффициент пропускания равен где Фпрош – световой поток, прошедший сквозь тело.

По закону сохранения энергии следовательно, Величина отраженного, поглощенного и прошедшего сквозь тело светового потока зависит от свойств этого тела, в частности от окраски, материала, структуры и др.

В табл. 1.1 приведены значения коэффициентов отражения, поглощения и пропускания для некоторых распространенных материалов.

Коэффициенты отражения, поглощения и пропускания некоторых Для световых измерений используются физические приемники оптического излучения (ФПИ):

- фотоэлектрические: фотоэлементы, фоторезисторы, фотоумножители;

- фотохимические – различные фотоматериалы;

- тепловые – термоэлектрические преобразователи.

Каждый из ФПИ преобразует поглощенную энергию излучения в другой вид энергии: электрическую (ток, напряжение), химическую (почернение фотоматериала под действием поглощенного излучения) и др.

В лабораторных условиях и эксплуатационной практике для измерения освещенности применяются люксметры. Принципиальная схема люксметра показана на рис. 1.4,а.

Люксметр состоит из фотоэлемента 1, подключенного к гальванометру 2. Гальванометр может шунтироваться сопротивлениями R1 и R2 при помощи переключателей 3. Чувствительная часть фотоэлемента может прикрываться специальными насадками 4. Использование шунтов и насадок позволяет изменять пределы измерений освещенности.

Рис. 1.4. Принципиальная схема люксметра (а), измерение светового потока Измерение переносным люксметром проводится следующим образом.

Фотоэлемент располагается в той плоскости, освещенность которой измеряется. Искомая освещенность определяется по отклонению стрелки гальванометра.

Люксметры периодически проверяют и градуируют с помощью источника света, характеристики которого известны.

Измерения с помощью люксметра достаточно точны, когда спектральный состав излучения источника, применяемого при градуировке люксметра, близок к спектральному составу источников, освещенность от которых измеряется. Если указанные спектральные составы сильно отличаются, необходимо применять фотоэлемент с коррегирующим светофильтром. Например, если градуировка производилась при помощи лампы накаливания, а освещенность нужно измерять от люминесцентного источника света, измерения без коррегирующего светофильтра могут иметь погрешности, превышающие 10 %.

Измерение освещенности, создаваемой осветительными установками на промышленных предприятиях, с помощью переносного люксметра представляет собой достаточно простое и быстро выполнимое действие. Погрешность измерения освещенности составляет не более ±10 %. Для периодического контроля условий освещенности рабочих мест в промышленности такая ошибка вполне допустима.

Для измерения светового потока источников света служит шаровой фотометр – фотометрический шар (шар Ульбрихта). Схематический разрез его показан на рис. 1,4,б.

Шаровой фотометр полый шар, внутренняя поверхность которого выкрашена белой рассеянно отражающей свет краской. Шар имеет дверку, позволяющую помещать источник света (И) внутри шара. Дверка является частью шаровой поверхности, внутренняя сторона дверки окрашена белой рассеянно отражающей свет краской.

Шар имеет небольшое отверстие, закрытое молочным стеклом (МС).

Внутри шара помешается экран (Э), который защищает молочное стекло от прямых потоков источника света. За молочным стеклом располагается фотоэлемент (ФЭ), в цепь которого включен градуированный в люменах гальванометр (Г), показывающий результат измерения.

Для создания нормальных условий освещенности в жилых, общественных и производственных помещениях используют два вида освещения – естественное и искусственное.

Естественное освещение – это освещение помещений лучами дневного света через световые проемы (окна). Такое освещение наиболее благоприятно для глаза человека, но это освещение неравномерно в течение суток.

Искусственное освещение требует затрат энергии, обеспечения электробезопасности, имеет худшую спектральную характеристику. Однако такое освещение необходимо ввиду неравномерности или недостаточности в течение суток естественного освещения.

Ниже речь пойдет только об искусственном электрическом освещении.

Для электрического освещения следует применять газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные, натриевые, ксеноновые) и лампы накаливания.

При устройстве осветительных установок могут применяться три системы освещения:

- общего равномерного освещения, когда световой поток распределяется без учета размещения оборудования;

Общего локализованного освещения, когда световой поток распределяется с учетом расположенного оборудования;

- комбинированного освещения, когда к общему освещению добавляется местное освещение рабочих мест.

Местное освещение создается светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах.

Качество и экономичность осветительной установки во многом зависит от правильности выбора системы освещения.

Система общего освещения применяется для освещения всего помещения в целом, и в том числе рабочих поверхностей.

Система общего освещения с равномерным размещением светильников используется, когда в производственных помещениях технологическое оборудование расположено равномерно по всей площади с одинаковыми условиями зрительной работы.

Система комбинированного освещения применяется в помещениях с тонкими зрительными работами, требующими высокой освещенности. В этом случае часть светильников освещает только рабочие места (местное освещение), а другая – все помещение.

Для питания системы общего освещения должно применяться напряжение не выше 220/380 В переменного тока с заземлением нейтрали.

Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накаливания должно применяться напряжение не выше 220 В для помещений без повышенной опасности и не выше 42 В для помещений с повышенной опасностью и особо опасных.

Искусственное электрическое освещение подразделяется на рабочее и аварийное.

Аварийное освещение разделяется, в свою очередь, на освещение безопасности и эвакуационное.

Рабочее освещение устраивается во всех без исключения помещениях и создает на рабочих поверхностях нормированную освещенность.

В некоторых случаях помимо рабочего освещения необходимо аварийное освещение, которое обеспечивает минимальную освещенность на рабочих местах при внезапном отключении рабочего освещения.

Для аварийного освещения разрешается применение ламп накаливания, мгновенно зажигающихся при низких температурах (ниже +5 °С), и люминесцентных. Последние допускается использовать в помещениях с минимальной температурой +5 °С и при питании их во всех режимах переменным током с напряжением на лампах не ниже 90 % от номинального значения.

Рабочее и аварийное освещение в производственных и общественных зданиях должно получать питание от разных независимых источников. Допускается питание рабочего и аварийного освещения выполнять от разных трансформаторов одной двухтрансформаторной подстанции при условии питания трансформаторов от разных независимых источников.

Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников рабочего освещения типоразмерами или специально нанесенными знаками.

Освещение безопасности следует предусматривать в случаях, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать:

- взрыв, пожар, отравление людей;

- длительное нарушение технологического процесса;

Нарушение работы таких объектов, как электрические станции, узлы связи, радио- и телепередач, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации и т. п.;

- нарушение режима детских учреждений независимо от числа находящихся в них детей.

Эвакуационное освещение следует предусматривать:

- в местах, опасных для прохода людей;

- в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 чел.;

- по основным проходам производственных помещений, в которых работают более 50 чел.;

- в лестничных клетках жилых зданий высотой 6 этажей и более;

В производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении нормального освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования;

В помещениях общественных и вспомогательных зданий промышленных предприятий, если в помещениях могут одновременно находиться более 100 чел;

- в производственных помещениях без естественного света.

Охранное освещение должно предусматриваться вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время.

Дежурное освещение – это освещение помещений в нерабочее время.

Нормы освещения производственных и общественных зданий и сооружений, жилых помещений, а также территорий вне зданий установлены СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» (см. табл. 1.2, 1.3).

Нормируемые значения освещенности приводятся в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света, для наружного освещения - для любых источников света.

Нормированные значения освещенности в люксах, отличающиеся на одну ступень, следует принимать по шкале: 0,2: 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10;

15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500;

2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000 лк.

В табл. 1.2 приведены нормы Енорм по освещению жилых, общественных и административных помещений. Величина освещенности зависит от характеристики зрительной работы, размера объекта различения и относительной продолжительности зрительной работы, определяющих разряд (А, Б, …З) и подразряд (1, 2) зрительной работы.

В табл. 1.3 приведены нормы по освещению помещений промышленных предприятий. Величина освещенности зависит от характеристики зрительной работы и размера объекта различения, определяющих разряд зрительной работы (I…VIII). Каждый разряд делится на подразряды зрительной работы (а, б, в, г), характеризуемые контрастом объекта с фоном (малым, средним, большим) и характеристикой фона (темный, средний, светлый).

В процессе эксплуатации осветительной установки освещенность на рабочих поверхностях уменьшается вследствие уменьшения со временем светового потока из-за загрязнения ламп, осветительной арматуры и отражающих поверхностей (стен и потолков). Поэтому для обеспечения нормируемой освещенности Енорм расчетную освещенность Ер принимают с учетом коэффициента запаса:

Значения коэффициентов запаса:

Кз = 1,3 … 1,7 для ламп накаливания;

Кз = 1,5 … 2,0 для газоразрядных ламп.

Аварийное освещение должно создавать освещенность на рабочих местах, равную 5 % от освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего освещения, но не менее 2 лк.

Освещение безопасности должно создавать на рабочих поверхностях в производственных помещениях и на территориях предприятий, требующих обслуживания при отключении рабочего освещения, наименьшую освещенность в размере 5 % от освещенности, нормируемой для рабочего освещения от общего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий.

Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц:

- в помещениях – 0,5 лк;

- на открытых территориях – 0,2 лк.

В табл. 1.4 приведены нормы по освещению улиц, дорог и площадей городской территории.

Освещение жилых, общественных и административных помещений Различение объектов при фиксированной и нефиксированной линии зрения:

в) средней точности более 0,5 В Обзор окружающего пространства при кратковременном различении объектов:

а) при высокой помещений светом б) при нормальной помещений светом в) при низкой помещений светом а) при большом б) при малом скоплении людей а) при большом б) при малом скоплении людей Освещение помещений промышленных предприятий зрительной Очень высокой точности Высокой точности Средней точности Малой точности Очень малой точности Работа со материалами Общее наблюдение за ходом производственного процесса:

постоянное;

периодическое при постоянном пребывании людей;

периодическое при периодическом пребывании людей Общее наблюдение за инженерными коммуникациями Примечания. 1. Освещенность при использовании ламп накаливания следует снижать по шкале освещенности:

На одну ступень при системе комбинированного освещения, если нормируемая освещенность составляет 750 лк и более;

- на одну ступень при системе общего освещения для разрядов I-V, VI;

- на две ступени при системе общего освещения для разрядов VI и VIII.

2. Фон поверхности считается светлым, если коэффициент отражения этой поверхности 0,4; средним – если 0,20,4; темным – если 0,2.

местного значения одиночные автомобили Из табл. 1.4 видно, что для улиц, дорог и площадей, кроме освещенности, нормируется еще и яркость дорожного покрытия.

Нормирование яркости принято по причине выраженной направленности отражения современных дорожных покрытий. Яркость дорожного покрытия выбирается из условий, обеспечивающих своевременное обнаружение водителями препятствий и принятие необходимых мер.

1. Поясните основные термины светотехники: световой поток, сила света, освещенность, яркость.

2. Назовите основные единицы измерения, используемые в светотехнике.

3. Какова единица измерения светового потока?

4. Какова единица измерения силы света?

5. Какова единица измерения освещенности?

6. Какова единица измерения яркости?

7. Дайте определение стерадиана.

8. Что происходит со световым потоком, падающим на тело?

9. От чего зависит величина отраженного, поглощенного и прошедшего сквозь тело светового потока?

10. Какие из известных материалов имеют наибольший и наименьший коэффициент отражения?

11. Назовите основные системы освещения.

12. Какое напряжение используется для электрического освещения?

13. На какие виды подразделяется искусственное электрическое освещение?

14. Как осуществляется питание рабочего и аварийного освещения?

15. Когда предусматривается освещение безопасности?

16. Когда предусматривается эвакуационное освещение?

17. Какой документ регламентирует нормы освещения?

18. От каких факторов зависит нормативная освещенность производственных помещений?

19. От каких факторов зависит нормативная освещенность административных и жилых помещений?

20. С какой целью вводится коэффициент запаса при расчете освещенности?

Раздел 2. Светотехническая часть осветительных установок В разделе рассматриваются три темы:

- характеристики и выбор источников света;

- характеристики и выбор светильников;

- методы расчета освещения.

При работе с теоретическим материалом следует ответить на вопросы для самопроверки, приведенные в конце раздела. В качестве промежуточного контроля знаний по первому разделу следует пройти тест №2.

При появлении затруднений по вопросам для самопроверки и тестовым заданиям следует обратиться к теоретическому материалу опорного конспекта или литературе, указанной в библиографическом списке.

По теоретическому материалу данного раздела выполняются лабораторные работы №1, 2 и 3.

Решение задачи 1 контрольной работы следует выполнять после проработки теоретического материала тем 2.1 и 2.2.

При эффективной проработке материала данного раздела можно набрать 45 баллов из 100 возможных.

2.1. Характеристики и выбор источников света Источники света делятся на три крупных класса:

- лампы накаливания;

- газоразрядные лампы низкого давления;

- газоразрядные лампы высокого давления.

Каждый из этих классов имеет специфические конструктивные особенности. Световые, электрические и технические характеристики для всех классов единые. К электрическим характеристикам относятся номинальное напряжение и мощность; к световым характеристикам – световой поток, световая отдача и цветопередача; к техническим характеристикам – срок службы, коэффициент полезного действия (КПД).

Световая отдача лампы равна отношению светового потока Ф к потребляемой источником электрической мощности Р. Чем больше световая отдача, тем более экономичным и совершенным является источник света.

Лампы накаливания. Лампы накаливания (ЛН) находят широкое применение в качестве источников света в быту и на производстве.

Конструкция ЛН приведена на рис. 2.1,а. Основными элементами ЛН являются стеклянная колба 1, вольфрамовая спираль 2 и цоколь 3. При протекании тока через лампу вольфрамовая спираль нагревается, излучая свет и тепло. Сильное нагревание спирали приводит к испарению вольфрама. Для замедления этого процесса колбы выполняются вакуумными либо наполняются инертным газом (аргоном).

ЛН включаются в электрическую сеть непосредственно без специальной пусковой аппаратуры. Соединения ЛН с сетью осуществляются через цоколь.

Рис. 2.1. Конструкция лампы накаливания (а), галогенной лампы накаливания (б), люминесцентной лампы (в) Основными достоинствами ЛН являются:

- низкая стоимость;

- простота конструкции и обслуживания;

- небольшой размер;

- независимость работы от условий внешней среды.

К недостаткам ЛН следует отнести:

- из рассматриваемых ниже источников света самый низкий КПД (около 2 %);

- из рассматриваемых ниже источников света самая низкая светоотдача (10…15 лм/Вт);

- преобладание в спектре излучений желто-красной части спектра;

- небольшой срок службы (около 1000 ч.);

- большую зависимость срока службы от напряжения.

При повышении напряжения на 10 % срок службы ЛН сокращается в 3…4 раза.

Галогенные лампы накаливания. Галогенные лампы накаливания по структуре и принципу действия сравнимы с лампами накаливания.

Устройство кварцевой галогенной (КГ) лампы показано на рис. 2.1,б.

В кварцевую трубку 5 помещена вольфрамовая спираль 4, закрепленная на держателях 6. Вольфрамовые вводы 3 соединены с выводами 1 с помощью впаянной в кварц молибденовой фольги 2.

Кварцевая колба заполнена ксеноном с добавкой галогенов. Образующиеся во время работы лампы галогениды вольфрама препятствуют испарению вольфрама спирали.

Достоинствами КГ по сравнению с обычными ЛН являются:

- более высокая световая отдача (до 25 лм/Вт);

- больший в 2–3 раза срок службы;

- меньшие размеры при одинаковой мощности;

- лучшая цветопередача (свет более "белый" за счет более высокой температуры нагрева спирали).

Основное применение КГ находят в светильниках общего и местного освещения, прожекторах, автомобильных фарах и т. д.

Люминесцентные лампы. Эти лампы относятся к классу газоразрядных ламп низкого давления. Люминесцентные лампы (ЛЛ) очень широко используются для освещения производственных помещений, общественных и жилых зданий.

Конструкция трубчатой ЛЛ показана на рис. 2.1,в. Лампа состоит из стеклянной трубки 1, вольфрамовых электродов в виде спиралей 2, расположенных на обоих концах лампы и соединенных через цоколи 3 с контактными штырями 4.

Стеклянная трубка заполнена инертным газом (аргоном) с парами ртути.

Внутренняя поверхность трубки покрыта специальным составом люминофором. Под действием электрического разряда пары ртути излучают ультрафиолетовые лучи, которые заставляют люминофор излучать свет.

Это явление называется люминесценцией.

Рис. 2.2. Одноламповая (а) и двухламповая (б) схемы включения ЛЛ Включение ЛЛ в сеть требует пускорегулирующей аппаратуры (ПРА), которая обеспечивает зажигание ламп и нормальный режим их работы.

Схемы включения ЛЛ показаны на рис. 2.2.

Для включения ламп 1 применяют предварительный нагрев электродов до температуры, обеспечивающей термоэмиссию (ионизацию пространства около электродов), достаточную для зажигания разряда. Нагрев производится путем кратковременного включения электродов в цепь тока, что достигается замыканием контакта стартера 3. При последующем размыкании контакта возникает импульс перенапряжения, обусловленный энергией индуктивности дросселя 2. Этот импульс, приложенный к лампе с еще не успевшими остыть электродами, зажигает в ней разряд. Дроссель 2 ограничивает ток лампы после ее включения. Конденсаторы 4 предназначены для компенсации реактивной мощности, потребляемой дросселем 2.

Одним из недостатков ЛЛ является пульсация светового потока с удвоенной частотой сети. Пульсации обусловливают появление стробоскопического эффекта. Поэтому чаще применяют двухламповую схему включения (рис. 2.2,б), в которой в цепь одного из дросселей 2 включается конденсатор 5 и разрядный резистор 6. В результате токи в лампах смещаются по фазе и суммарный световой поток двух ламп становится более постоянным.

Достоинства люминесцентных ламп:

- высокая световая отдача (до 75 лм/Вт);

- большой срок службы (до 10000 ч.);

- лучшая цветопередача, чем у ламп накаливания.

Недостатки люминесцентных ламп:

- ограниченная длиной лампы единичная мощность;

- сложность включения, требующая специальной пускорегулирующей аппаратуры;

- пульсации светового потока;

- зависимость характеристик от температуры окружающей среды.

Для обычных люминесцентных ламп оптимальная температура окружающего воздуха 18…25 С. При отклонении температуры световой поток и световая отдача снижаются. При температуре ниже +10 С зажигание не гарантируется.

В обозначениях маркировки люминесцентных ламп применяют следующие буквы: Л – люминесцентная, Д – дневного света, Б – белого света, ХБ – холодно-белого света, ТБ – тепло-белого света, Ц – улучшенной цветопередачи, А – амальгамные.

Люминесцентные компактные лампы. Если "закрутить" трубку ЛЛ в спираль, то получится компактная люминесцентная лампа (КЛЛ). По своим параметрам КЛЛ близка к традиционным ЛЛ.

КЛЛ выпускаются с электронным пусковым устройством, встроенным в цоколь обычной лампы накаливания. Один из типов КЛЛ показан на рис. 2.3,а.

КЛЛ потребляет в пять раз меньше электроэнергии при одинаковом световом потоке и имеет в восемь-десять раз больший срок службы, чем ЛН.

Стоимость КЛЛ заметно выше, чем традиционных ЛЛ и ЛН.

Очевидно, что в ближайшем будущем КЛЛ существенно потеснят привычные лампы накаливания.

Дуговые ртутные люминесцентные лампы. В отличие от газоразрядных трубчатых ЛЛ низкого давления дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ) относятся к газоразрядным лампам высокого давления.

Рис. 2.3. Компактная люминесцентная лампа (а), дуговая ртутная люминесцентная лампа (б), натриевая лампа (в) Конструкция ДРЛ показана на рис. 2.3,б. Лампа состоит из кварцевой разрядной трубки 1 с основными вольфрамовыми электродами 3 и дополнительными (поджигающими) электродами. Кварцевая трубка заполнена парами ртути под высоким давлением и помещена в стеклянную колбу 2.

Внутренняя поверхность колбы покрыта слоем люминофора. Для поддержания стабильности свойств люминофора стеклянная колба заполнена углекислым газом.

Под влиянием ультрафиолетового излучения, возникающего при разряде в ртутно-кварцевой трубке, светится люминофор, придавая свету синеватый оттенок, искажая истинные цвета. Для устранения этого недостатка в состав люминофора вводятся специальные компоненты, которые частично исправляют цветопередачу.

Лампы ДРЛ подключаются в сеть либо с дросселем (рис. 2.4,а), либо с трансформатором (рис. 2.4,б).

Основная область применения ДРЛ наружное освещение, освещение помещений промышленных предприятий с высокими потолками (7 и более метров).

Рис. 2.4. Пусковые схемы ДРЛ с дросселем (а) и трансформатором (б) Достоинства ламп ДРЛ:

- высокая световая отдача (до 55 лм/Вт);

- большой срок службы (до 10000 ч);

- некритичность к условиям окружающей среды (кроме очень низких температур).

Недостатки ламп ДРЛ:

Неудовлетворительная цветопередача, что исключает применение ламп в случаях, когда объектами различения являются лица людей или окрашенные поверхности;

Длительность процесса включения (примерно 7 минут) и повторного зажигания (примерно 10 минут для остывания лампы) после кратковременного перерыва питания;

- пульсации светового потока (больше, чем у ЛЛ);

- значительное уменьшение светового потока к концу службы.

Металлогалогенные лампы (МГЛ). Это ртутные лампы высокого давления с добавками йодидов металлов и галогенидов. Эти соединения распадаются в центре разрядной дуги, и пары металла могут стимулировать эмиссию света, чья интенсивность и спектральное распределение зависят от давления пара металлогалогенов.

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (например, ДРИ – дуговая ртутная йодидная лампа) внешне отличаются от ламп ДРЛ отсутствием люминофора на колбе. Они характеризуются высокой световой отдачей (до лм/Вт) и значительно лучшим спектральным составом света, но срок их службы существенно меньше, чем у ламп ДРЛ, а схема включения сложнее, так как содержит помимо дросселя поджигающее устройство.

Частое кратковременное включение ламп высокого давления сокращает их срок службы. Это относится как к запуску ламп из холодного, так и из горячего состояния.

Световой поток практически не зависит от температуры окружающей среды. Однако при очень низких температурах (до -50 °С) необходимо использовать специальные устройства зажигания.

Натриевые лампы. Эти лампы в настоящее время являются самыми экономичными источниками света. Наибольшее распространение получили натриевые лампы высокого давления типа ДНаТ (дуговые натриевые трубчатые).

Конструкции натриевых ламп различны (цилиндрическая, эллиптическая и др.). На рис. 2.3,в представлена лампа ДНаТ цилиндрической конструкции. Внутри цилиндрической колбы 2 размещена разрядная трубка из поликристаллической окиси алюминия. В этих лампах используется разряд в парах натрия, ртути и зажигающем газе ксеноне.

Для зажигания лампы ДНаТ применяют специальные пусковые устройства. В лампах небольшой мощности пусковое устройство размещено в цоколе лампы (позиция 3 на рис. 2.3,в).

Достоинства натриевых ламп:

- обладают самой высокой световой отдачей среди газоразрядных ламп (до 130 лм/Вт);

- большой срок службы (до 15000 ч.).

- незначительное снижение светового потока в течение срока службы.

Недостатком натриевых ламп является чрезвычайно желтый свет и низкая цветопередача, что позволяет использовать их в помещениях, где находятся люди, лишь в комбинации с лампами других типов.

Лампы ДНаТ применяются для освещения больших по площади территорий (улиц, площадей и т. п.) и успешно заменяют ДРЛ.

Выбор источников света. Приведенные выше характеристики и области применения источников света показывают, что для одного и того же объекта могут использоваться различные источники света.

Характеристика зрительной работы Освещенность, Примерные типы Контроль цвета с очень высокими требои более ЛДЦ, ЛДЦ УФ, (ЛХЕ) ваниями к цветоразличению Сопоставление цветов с высокими требои более ЛБЦТ, ЛДЦ, ЛДЦ УФ ваниями к цветоразличению Различение цветных объектов при невы- 500 и более ЛБ, (ЛХБ), МГЛ соких требованиях к цветоразличению Требования к цветоразличению отсутст- 500 и более ЛБ, (ЛХБ), МГЛ вуют При выборе источника света следует отдавать предпочтение газоразрядным лампам. Лампы накаливания можно использовать, например, для аварийного освещения.

Тип источника света определяется характеристикой зрительной работы, требованиями к комфортности освещения, цветоразличению и освещенности.

2.2. Характеристики и выбор светильников Светильник состоит из арматуры и рассеивателя и осуществляет перераспределение светового потока источника света, установленного в светильнике.

Основные светотехнические параметры светильников:

- характер светораспределения (кривые распределения силы света);

Коэффициент распределения светового потока Кф, равный отношению светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу Фниж, к полному потоку светильника Фсв:

Коэффициент полезного действия – отношение светового потока светильника Фсв к потоку установленного в нем источника света Фл:

Характер светораспределения показывает изменение силы света светильника при движении контрольной точки в меридиональной плоскости.

Сила света выражается в относительных единицах. За единицу силы света принимается ее максимальное значение в рассматриваемой меридиональной плоскости.

По характеру светораспределения светильники с точечными источниками света (ЛН, ДРЛ и т. п.) делятся на семь типов (рис. 2.5).

В помещениях, где отношение высоты к площади велико, целесообразно применять светильники концентрированного или глубокого светораспределения (К или Г). Такие светильники направляют основную часть светового потока непосредственно на рабочие поверхности, что повышает эффективность их использования.

применять светильники более широкого светораспределения (Д, Л, М), что позволяет даже при значительных расстояниях между светильниками обеспечить равномерное распределение освещенности по рабочей поверхности.

целесообразно применять при необходимости хорошего освещения стен помещения (например, на выставках, в музеях и т. п.).

Сила света (о.е.) Рис. 2.5. Типовые светораспределения (кривые силы света) светильников - отраженного света О (Кф 20 %).

Каждая группа имеет свою область применения.

Светильники прямого света используются в помещениях с темными, плохо отражающими свет потолками и стенами, например в литейных, кузнечных, механических и других цехах, где выделяется много пыли, дыма, копоти и разных испарений. От светильников прямого света получаются довольно резкие тени, не сглаживаемые светом, отраженным от стен и потолка.

Благодаря тому, что наибольшая часть светового потока направляется непосредственно на освещаемые поверхности, светильники прямого света – самые экономичные по расходу электроэнергии.

Светильники преимущественно прямого света устанавливаются в цехах, имеющих стены и потолки, хорошо отражающие свет. Эти светильники имеют металлический корпус с небольшим отражателем. Лампа закрывается светорассеивающим стеклом.

Светильники преимущественно прямого света дают довольно мягкие тени, что имеет большое значение для многих цехов и видов работ, особенно при отсутствии местного освещения.

Светильники рассеянного света применяются в тех цехах, где необходимо создать высокие уровни освещенности рассеянным светом (офисные и бытовые помещения со светлыми потолками и стенами).

Светильники преимущественно отраженного света и светильники отраженного света необходимы в случаях, когда по характеру работы нежелательны даже незначительные тени.

Светильники отраженного света менее экономичны, чем светильники групп прямого или рассеянного света.

Светильники с линейными люминесцентными лампами, как правило, выполняются многоламповыми и могут быть прямого света, преимущественно прямого света и рассеянного света.

Повышение КПД светильника достигается применением отражателей с высоким коэффициентом отражения, рассеивателей с высоким коэффициентом пропускания и других конструктивных особенностей. Чем совершеннее светильник, тем меньшая доля светового потока поглощается в арматуре и тем выше его КПД. Реальные светильники имеют КПД в пределах 40…90 %, причем, как правило, нижнее значение свойственно светильникам рассеянного, а верхнее – прямого света.

Общая структура буквенно-цифрового обозначения светильника имеет следующий вид:

где 1 – буква, обозначающая источник света:

Н – лампы накаливания общего применения;

Р – ртутные лампы типа ДРЛ;

Л – трубчатые люминесцентные лампы;

И – кварцевые галогенные лампы накаливания;

Г – ртутные лампы типа ДРИ;

Ж – натриевые лампы и т. д.;

2 – буква, обозначающая способ установки светильника:

С – подвесной;

П – потолочный;

Б – настенный;

К – консольный и т. д.

3 – буква, обозначающая основное назначение светильника:

П – для промышленных предприятий;

О – общего назначения;

У - для наружного освещения;

Б – для бытовых помещений;

4 – двузначное число (01-99), обозначающее номер серии;

5 – число, обозначающее количество ламп в светильнике (для одноламповых светильников число 1 и знак "х" не ставятся);

6 – число, обозначающее мощность одной лампы (Вт);

7 – трехзначное число (001-099), обозначающее номер модификации;

8 – буква, обозначающая климатическое исполнение светильника:

У – для районов с умеренным климатом;

Т – для районов с тропическим климатом;

ХЛ – для районов с холодным климатом;

УХЛ – для районов с умеренным и холодным климатом;

О – общеклиматический (для всех районов) и т. д.

Пример обозначения типа светильника:

ЖКУ40-250-001 – светильник наружного освещения, консольный серии 40 с лампой типа ДНаТ мощностью 250 Вт модификации 001.

Класс защиты светильника от пыли и воды обозначается латинскими буквами IP (International Protection) и двумя цифрами.

Первая цифра обозначает защиту от пыли:

2 – пыленезащищенный;

5 – пылезащищенный;

6 – пыленепроницаемый.

Вторая цифра обозначает защиту от воды:

0 – водонезащищенный;

2 – каплезащищенный;

3 – дождезащищенный;

4 – брызгозащищенный;

5 – струезащищенный;

7 – водонепроницаемый.

Для некоторых светильников обозначение защиты не имеет букв IP, а у первой цифры, обозначающей степень защиты от пыли, добавляется штрих (например, 5’4).

В соответствии с требованиями ПУЭ в пожароопасных помещениях П-I, П-II должны применяться светильники с классом защиты не ниже IP53, а в помещениях П-III – не ниже IP23. Во взрывоопасных помещениях В-I и В-II должны применяться светильники соответственно взрывобезопасные и повышенной надежности против взрыва.

Важной функцией светильника является защита глаз от блесткости. Степень защиты от блесткости характеризуется величиной защитного угла (рис.

2.6), под которым понимают угол, образуемый горизонталью, проходящей через источник света, и прямой, проходящей через край арматуры.

Рис. 2.6. Защитный угол светильника с лампой накаливания (а) и Для обеспечения защитного угла в светильниках с трубчатыми люминесцентными лампами применяют продольные и поперечные экранирующие планки, которые совместно образуют экранирующую решетку.

Некоторые типы светильников показаны на рис. 2.7, 2.8 и 2.9.

Рис. 2.7. Светильник промышленный подвесной НСП, РСП, ЖСП, ГСП:

используется с разными типами ламп: накаливания, ртутными, натриевыми, металлогалогенными, компактными люминесцентными; применяется для общего освещения производственных помещений Рис. 2.8. Светильник консольный РКУ, ГКУ, РКУ:

используется с разными типами ламп (ДНаТ, ДРИ, ДРЛ); применяется для освещения территорий (площадей, улиц и дорог с различной интенсивностью движения транспорта, пешеходных и прогулочных зон и др.) Рис. 2.9. Светильник люминесцентный ЛПО, ЛПП:

тип ЛПО – применяется для освещения общественных зданий, магазинов, офисов, лечебных учреждений, школ, столовых промышленных помещений и др.;

тип ЛПП – применяется для освещения промышленных помещений больших площадей с высокими потолками (более 3 м) Одним из основных вопросов устройства осветительных установок является правильное расположение светильников в помещении. От решения этого вопроса зависит экономичность, качество и удобство эксплуатации осветительной установки.

Основные размеры, принимаемые при типичном расположении светильников в помещении, приведены на рис. 2. Рис. 2.10. Схема размещения светильников в разрезе помещения (а), в плане помещения (б), в плане помещения с люминесцентными лампами (в) Все размеры принимаются в метрах:

А, В, Н – длина, ширина и высота помещения;

hc – расстояние от потолка до светильника;

hр – высота рабочей поверхности (как правило, hр = 0,8 м);

hп = Н – hc – расстояние от пола до светильника;

h = hп – hр = Н – hс – hр – расчетная высота (расстояние по вертикали между рабочей поверхностью и светильниками);

L – расстояние между светильниками или их рядами;

Lа, Lв – расстояние между светильниками в направлении вдоль и поперек помещения, если Lа Lв;

l – расстояние от стены до крайних рядов светильников.

Из указанных размеров А, В, Н и hр являются заданными. Величина hc принимается в пределах от 0 до 1,5 м. Расстояние l рекомендуется принимать (0,3 0,5)L.

Светильники с трубчатыми люминесцентными лампами целесообразно размещать рядами, параллельными стене с окнами или длинной стороне помещения (рис. 2.10,в). Ряды предпочтительно выполнять непрерывными во избежание возникновения веерных теней.

Основными требованиями при выборе расположения и количества светильников являются экономичность и доступность светильников при обслуживании. Здесь важное значение имеет отношение расстояния между светильниками (рядами светильников) к расчетной высоте:

Уменьшение этого отношения приводит к удорожанию осветительной установки и усложнению ее обслуживания, а чрезмерное увеличение приводит к неравномерности освещения и к увеличению расхода электроэнергии.

В , , приводятся оптимальные значения величины, обеспечивающей равномерность и экономичность освещения (см. табл. 2.2).

Задачей расчета освещения является определение числа светильников и мощности источников света, необходимых для обеспечения нормируемого уровня освещенности.

Ниже рассмотрены основные методы расчета.

Метод коэффициента использования предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей.

При расчете по этому методу световой поток лампы в каждом светильнике, необходимый для создания заданной нормируемой освещенности Енорм, определяется по формуле где Кз – коэффициент запаса (Кз = 1,3 … 1,7 для ламп накаливания; Кз = 1, … 2,0 для газоразрядных ламп);

S – площадь освещаемой поверхности, м2;

z – коэффициент минимальной освещенности (приближенно можно принимать z = 1,1 – для люминесцентных ламп, z = 1,15 – для ламп накаливания и ДРЛ);

N число светильников (намечается до расчета);

коэффициент использования светового потока источника света.

По значению Ф выбирается стандартная лампа так, чтобы ее поток отличался от расчетного значения Ф на -10 % …+20 %. При невозможности выбора источника света с таким приближением корректируется число светильников.

При расчете освещения, выполненного трубчатыми люминесцентными лампами, первоначально намечается число рядов п, которое в формуле (2.4) соответствует величине N. Тогда под потоком Ф следует понимать поток ламп одного ряда.

Если световой поток ламп в каждом светильнике составляет Фном, то число светильников в ряду определяется по формуле Суммарная длина светильников в ряду сопоставляется с длиной помещения, при этом возможны следующие случаи:

Суммарная длина светильника превышает длину помещения; в этом случае необходимо применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше) или увеличить число рядов светильников;

- суммарная длина светильников равна длине помещения; в этом случае задача решается установкой непрерывного ряда светильников;

Суммарная длина светильников меньше длины помещения; в этом случае принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами между светильниками. Рекомендуется, чтобы расстояние между светильниками в ряду lт не превышало 0,5h.

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i, который определяется по формуле где A – длина помещения, м;

В – ширина помещения, м;

h – расчетная высота, м.

Значения коэффициента использования для различных типов светильников приводятся в справочных материалах . В табл. 2.3 приведены значения коэффициента использования для светильников с типовыми кривыми силы света (КСС) при различных коэффициентах отражения потолка п, стен с и пола р. Примерные значения коэффициентов отражения поверхностей помещений приведены в табл. 2.4.

Точечный метод служит для расчета освещения как угодно расположенных поверхностей и при любом распределении источников света. Отраженная составляющая освещенности учитывается приближенно.

Рассмотрим точечный метод расчета на примере точечных источников света (ЛН, ДРЛ, ДРИ – их геометрические размеры намного меньше расстояния до освещаемой поверхности) и светящих линий (длина излучателя превышает половину расчетной высоты h).

Для точечных источников света принимается, что поток лампы в каждом светильнике равен 1000 лм. Создаваемая от каждого светильника освещенность называется условной и обозначается е. Освещенность е зависит от светораспределения светильников и геометрических размеров d и h (h - расчетная высота; d – расстояние от проекции светильника на расчетную поверхность до контрольной точки).

КСС КСС КСС Примечание. При индексе помещения i5 значения принимать такие же, как для i=5.

Побеленный потолок, побеленные стены в сухих помещениях 0, Побеленные стены, побеленный потолок в сырых помещениях, чистый бетонный потолок Бетонный потолок в грязных помещениях, стены в светлых обоях 0, Стены и потолки с большим количеством темной пыли, неоштукатуренный красный кирпич, стены в темных обоях В качестве контрольных точек следует принимать такие, где освещенность минимальная. При общем равномерном освещении крупных помещений основными контрольными точками являются центр а углового поля и середина b его длинной стороны (рис. 2.11).

Для определения величины е служат пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности, приводимые в справочных материалах . На этих изолюксах находится точка с заданными величинами d Рис. 2.11. Выбор контрольных точек (а и b) и ближайших светильников (1 … 8) Суммарное действие ближайших светильников (позиции 1 … 8 на рис.

2.11) создает в контрольной точке условную освещенность е. Действие более удаленных светильников и отраженная составляющая освещенности учитываются коэффициентом (= l,l … 1,2). Тогда для получения в контрольной точке а освещенности Еа с учетом коэффициента запаса К3 лампы в каждом светильнике должны иметь световой поток, лм, По этому потоку подбирается лампа, поток которой должен отличаться от расчетного на -10 …+20 %. При невозможности выбора лампы с таким световым потоком корректируется расположение светильников.

Рассмотрим точечный метод применительно к случаю расположения светильников светящими линиями (трубчатые люминесцентные лампы). Характеристикой светящих линий является линейная плотность светового потока ламп, лм/м, которая определяется делением суммарного потока ламп в линии Ф на ее длину lс.л.

Линии с равномерно распределенными по их длине разрывами lт рассматриваются в расчете как непрерывные, если lт 0,5h, а под Lс.л понимается длина линии с разрывами. Для протяженных линий с такими разрывами можно считать где Ф – поток ламп в сплошном элементе длиной l с.л.

При lт 0,5h для каждого сплошного участка линии отдельно определяется Ф" и создаваемая этим участком освещенность.

Расчетные графики линейных изолюкс, приводимые в справочных материалах , позволяют определить относительную освещенность (освещенность при Ф"=1000 лм/м и h =1 м) точек, лежащих против конца линий.

Освещенность других точек определяется путем разделения линий на части и дополнением их воображаемыми отрезками, освещенность от которых потом вычитается (рис. 2.12).

При общем равномерном освещении контрольные точки, как правило, выбираются посередине между рядами светильников.

Рис. 2.12. Освещенность точек, не лежащих против конца линии При расчете по графикам линейных изолюкс по плану и разрезу определяются размеры L с.л и р (рис. 2.13), находятся отношения p"=p/h и L"= Lс.л /h и для точки на графике с координатами р" и L" определяется.

Линии, для которых выполняется условие L" 4, при расчетах могут рассматриваться как неограниченно длинные.

Суммирование значений от ближайших рядов светильников или частей рядов, освещающих точки, дает е, коэффициент принимается по справочным данным , а линейная плотность потока, лм/м, определяется по формуле Зная Ф’, можно скомпоновать линии. При этом используют два приема:

Находится общий поток ламп в линии, длина линии L с.л, после чего размещение светильников в линии производится так же, как рассмотрено выше;

Если линия достаточно длинная и ее можно рассматривать как протяженную линию с разрывами, то, принимая возможные значения потока ламп Ф, находим где lсв – длина светильника.

На основании проведенных расчетов выбирается подходящий вариант.

Метод удельной мощности применяется для расчета общего равномерного освещения помещений.

Удельная мощность является важным энергетическим показателем осветительной установки, используемым для оценки экономичности решений и определения осветительной нагрузки на начальных стадиях проектирования.

Рассматриваемый метод нельзя применять при проектировании осветительных установок производственных помещений со сложной характеристикой зрительной работы (разряды 1 и 2 в табл. 1.3), также установок, требующих высокого качества освещения и правильной цветопередачи.

Удельная мощность осветительной установки – частное от деления суммарной мощности установленных в помещении источников света на площадь помещения:

где N – количество источников света;

Р1 – мощность одного источника света (лампы), Вт;

S – площадь помещения, м2.

При расчете по методу удельной мощности для освещаемого помещения сначала выбирают тип светильника и расчетную высоту h. При освещении помещения точечными источниками света (ЛН, ДРЛ и т. п.) намечают число светильников N. Для заданной величины нормируемой освещенности по справочным данным находят величину удельной мощности Руд.

Определяют мощность одной лампы:

Для трубчатых люминесцентных ламп сначала намечают число рядов N и находят общую необходимую мощность всех ламп ряда Рр:

а затем определяют количество светильников и ламп в каждом ряду.

1. На какие классы делятся источники света?

2. Назовите световые и электрические характеристики источников света.

3. Приведите конструкцию лампы накаливания.

4. Назовите достоинства, недостатки и область применения ламп накаливания.

5. Приведите конструкцию галогенной лампы накаливания.

6. Назовите достоинства, недостатки и область применения галогенных ламп накаливания.

7. Приведите конструкцию люминесцентной лампы.

8. Поясните термин «люминесценция».

9. Назовите достоинства, недостатки и область применения люминесцентных ламп.

10. Приведите схемы включения в сеть люминесцентных ламп.

11. Приведите конструкцию и дайте характеристику компактных люминесцентных ламп.

12. Приведите конструкцию дуговой ртутной люминесцентной лампы.

13. Назовите достоинства, недостатки и область применения дуговых ртутных люминесцентных ламп.

14. Приведите схемы включения в сеть дуговых ртутных люминесцентных ламп.

15. Дайте характеристику металлогалогенным лампам.

16. Приведите конструкцию натриевой лампы.

17. Назовите достоинства, недостатки и область применения натриевых ламп.

18. Какими факторами определяется выбор источника света?

19. Из каких элементов состоит светильник?

20. Назовите основные светотехнические характеристики светильников.

21. Как различаются светильники по характеру светораспределения?

22. Приведите области применения светильников с различным характером светораспределения.

23. Как определяется КПД светильника?

24. Как классифицируются светильники по отношению светового потока, излучаемого в нижнюю полусферу, к полному потоку светильника?

25. Обозначьте область применения светильников прямого, рассеянного и отраженного света.

26. Как обозначается класс защиты светильника от пыли и воды?

27. Приведите пример обозначения типа светильника.

28. Поясните термин «защитный угол» светильника.

29. Приведите пример размещения светильников на плане и разрезе помещения и дайте пояснения основным размерам.

30. Как целесообразно размещать светильники с трубчатыми люминесцентными лампами?

31. Какое отношение определяет экономичность осветительной установки, качество освещения и доступность светильников при обслуживании?

32. Назовите основные методы расчета освещения.

33. Обозначьте область применения метода коэффициента использования.

34. Обозначьте область применения точечного метода расчета.

35. Обозначьте область применения метода удельной мощности.

36. Приведите алгоритм расчета освещенности методом коэффициента использования применительно к точечным источникам света.

37. Приведите алгоритм расчета освещенности методом коэффициента использования применительно к трубчатым источникам света.

38. Приведите алгоритм расчета освещенности точечным методом применительно к точечным источникам света.

39. Приведите алгоритм расчета освещенности точечным методом применительно к трубчатым источникам света.

40. Приведите алгоритм расчета освещенности методом удельной мощности.

Раздел 3. Электрическая часть осветительных установок В разделе рассматриваются две темы:

- электроснабжение осветительных установок;

- расчет сетей электрического освещения.

При работе с теоретическим материалом следует ответить на вопросы для самопроверки, приведенные в конце раздела. В качестве промежуточного контроля знаний по третьему разделу следует пройти тест №3.

При появлении затруднений по вопросам для самопроверки и тестовым заданиям следует обратиться к теоретическому материалу опорного конспекта или литературе, указанной в библиографическом списке.

Решение задачи 2 контрольной работы следует выполнять после проработки теоретического материала тем 3.1 и 3.2.

При эффективной проработке материала данного раздела можно набрать 30 баллов из 100 возможных.

3.1. Электроснабжение осветительных установок Напряжения и источники питания. Выбор напряжения для осветительной установки определяется общими требованиями, принимаемыми для электроснабжения объекта, а также требованиями электробезопасности.

Для производственных, общественных и жилых зданий, а также для открытых территорий должно применяться напряжение не выше 380/220 В переменного тока с заземленной нейтралью.

В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при использовании для освещения светильников с лампами накаливания следует применять напряжение не выше 42 В.

Светильники рабочего освещения и светильники аварийного освещения в производственных и общественных зданиях и в зонах работы на открытых пространствах должны получать питание от разных независимых источников питания. Допускается питание рабочего и аварийного освещения от разных трансформаторов одной трансформаторной подстанции (ТП) при питании трансформаторов от разных независимых источников. В общественных зданиях при отсутствии независимых источников питание аварийного освещения допускается осуществлять от трансформатора, не используемого для питания рабочего освещения.

Питание наружного освещения объекта должно быть отделено от питания внутреннего освещения.

Электроснабжение освещения выполняют, как правило, самостоятельными линиями от РУ-0,4 кВ ТП. Типовые схемы питания освещения объектов приведены на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Типовые схемы питания освещения объектов:

1 – питающие линии;

2 – групповые линии;

3 – магистральный осветительный пункт;

4 – групповой осветительный щиток Электроэнергия от ТП передается питающими линиями на осветительные магистральные пункты, а от них – групповым осветительным щиткам. Непосредственное питание источников света осуществляется от групповых щитков групповыми линиями.

Схема питания освещения и количество ее звеньев определяются, главным образом, мощностью, требуемой для освещения, и размерами объекта. В простейшем случае групповые щитки (или щиток) могут питаться линиями, отходящими непосредственно от РУ-0,4 кВ ТП.

Вопросы резервирования питания осветительных установок решаются в комплексе проекта электроснабжения объекта. Двухтрансформаторные ТП с устройством АВР обеспечивают возможность продолжения работы освещения при аварийном отключении одного из трансформаторов.

Питающие и групповые линии выполняются по радиальным, магистральным и смешанным схемам (рис. 3.1). Выбор схемы питания определяется:

- требованиями к бесперебойности питания осветительных установок;

Технико-экономическими показателями (приведенными затратами, расходом цветного металла и электроэнергии);

- удобством управления и простотой эксплуатации осветительной установки.

Технико-экономическими расчетами установлено, что наибольшая длина трехфазных четырехпроводных групповых линий при напряжении 380/220 В составляет не более 100 м, а двухпроводных – не более 40 м. Каждая групповая линия, как правило, должна содержать на фазу не более 20 ламп накаливания, ДРЛ, ДРИ, ДНаТ, а при использовании многоламповых люминесцентных светильников – до 50 ламп.

Групповые линии сетей освещения должны быть защищены плавкими предохранителями или автоматическими выключателями на рабочий ток не более 25 А. Групповые линии, питающие газоразрядные лампы мощностью 125 Вт и более, лампы накаливания мощностью 500 Вт и более допускается защищать плавкими предохранителями или автоматическими выключателями на рабочий ток до 63 А.

Автоматические выключатели в осветительных сетях получили более широкое распространение. Они удобно компонуются в щитке, безопасны в обслуживании, совмещают функции защиты и управления, действуют многократно.

В осветительных сетях, в отличие от силовых сетей, к трехфазной цепи присоединяются однофазные электроприемники. На рис. 3.2 показаны три варианта распределения ламп освещения между фазами в трехфазной цепи.

Верхний вариант оптимален с точки зрения потерь напряжения в линии, так как центры тяжести нагрузок разных фаз совпадают, но этот вариант не является лучшим в отношении ослабления пульсаций освещенности и, кроме того, при случайном отключении одной-двух фаз создается случайное распределение освещенности вдоль линии.

Средний вариант применяется наиболее часто. Он лучше, чем остальные, обеспечивает снижение пульсаций освещенности и при отключении однойдвух фаз дает относительно равномерное распределение освещенности вдоль линии.

Нижний вариант применяется в тех случаях, когда освещение помещения должно включаться по участкам.

Групповые осветительные щитки (ЩО), расположенные на стыке питающих и групповых линий, предназначены для установки аппаратов защиты и управления групповыми электрическими сетями.

При выборе ЩО учитывают условия среды в помещениях, способ установки, типы и количество установленных в них аппаратов.

По роду защиты от внешних воздействий ЩО имеют следующие конструктивные исполнения:

- защищенное;

- закрытое;

- брызгонепроницаемое;

- пыленепроницаемое;

- взрывозащищенное;

- химически стойкое.

Конструкции ЩО допускают открытую установку на стенах (колоннах, конструкциях и пр.) и утопленную в нишах стен.

Размещение ЩО следует производить вблизи от центра электрических нагрузок, при этом необходимо обеспечить доступность обслуживания ОЩ.

При размещении ЩО следует выбирать помещения с более благоприятными условиями окружающей среды. Не следует размещать ЩО в горячих и сырых цехах предприятия, а также в пожароопасных помещениях. Запрещается устанавливать ЩО во взрывоопасных помещениях.

Трассировка групповых линий подчиняется ряду нормативных требований и практических рекомендаций:

Линии должны прокладываться по возможно более коротким трассам, при открытой проводке параллельно стенам помещений, при скрытой проводке по кратчайшему направлению;

Желательно совмещать трассы линий, идущих в одном направлении, даже если это несколько удлиняет протяженность линий;

- при возможности следует прокладывать линии по стенам, а не по потолкам;

- линии, открыто проложенные по потолку, следует прокладывать перпендикулярно к стороне с окнами;

- следует ограничивать число проходов сквозь стены и число ответвительных коробок;

- в помещениях с фермами целесообразно прокладывать линии поперек ферм в виде перекидок между фермами;

В пожароопасных помещениях запрещается транзитная прокладка линий, не относящихся к электроприемникам этого помещения.

Выполнение осветительных сетей. Электрические осветительные сети выполняются изолированными проводами, кабелями, шинопроводами.

Провода и кабели применяются с медными и алюминиевыми жилами, шинопроводы – с алюминиевыми шинами.

Питающие линии вне помещений выполняются преимущественно кабелями в земляных траншеях или кабельных сооружениях. Реже применяются воздушные линии с голыми или изолированными (СИП) проводами.

Осветительные сети внутри помещений выполняются открытыми и скрытыми электропроводками. В жилых и общественных зданиях предпочтительнее скрытые электропроводки ввиду их эстетичности.

Наиболее распространенные способы открытой электропроводки:

Непосредственная прокладка проводов и кабелей по стенам и потолкам с помощью специальной крепежной арматуры;

- прокладка в лотках из перфорированной стали;

- прокладка в трубах при необходимости защиты проводов и кабелей от механических повреждений;

- тросовые проводки, в которых провод (кабель) крепится к предварительно натянутому тросу (проволоке);

- проводка осветительным шинопроводом (ШОС).

Шинопроводы применяются в производственных помещениях, общественных и административных зданиях. Шинопроводы ШОС2 и ШОС3 имеют однофазное исполнение, шинопроводы ШОС4 и ШОС5 – трехфазное.

Шинопроводы ШОС2 и ШОС4 двух- и четырехпроводные применяются для электрических сетей с глухозаземленной нейтралью. Нулевой проводник замкнут на металический корпус шинопровода и образует совмещенный (PEN) проводник.

Шинопроводы ШОС3 и ШОС5 выполняются трех- и пятипроводными.

Здесь нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены (N и PEN). Рабочий нулевой проводник (N) находится в корпусе шинопровода, роль защитного проводника (РЕN) выполняет металлический корпус.

Шинопровод ШОС обеспечивает возможность штепсельного присоединения (без снятия напряжения с линии) однофазных приемников электрической энергии на номинальный ток до 10 А.

Шинопровод состоит из типовых элементов: секций (прямых, вводных, гибких); торцовых заглушек; штепселей и конструкций для крепления.

Соединение секций разъемно-разборное. Один конец секции снабжен штепсельной розеткой с затягивающими винтами, а на другом конце выступающие шины образуют штепсельную вилку. После того, как штепсель одной секции вставлен в розетку другой секции, штепсельный контакт затягивается винтами.

Прокладка осветительной сети шинопроводом является наиболее индустриальным способом, но отнюдь не дешевым и эстетичным.

Компенсация реактивной мощности. Лампы накаливания имеют коэффициент мощности cos = 1. Включение газоразрядных ламп в сеть через пускорегулирующие аппараты (ПРА), имеющие индуктивные элементы (дроссели), приводит к снижению коэффициента мощности до величины 0,6.

Для повышения коэффициента мощности до значений cos = 0,9…0, применяются статические конденсаторы.

Для люминесцентных ламп конденсаторы поставляются в комплекте ПРА (конденсаторы 4 на рис. 2.2), т. е. здесь имеет место индивидуальная компенсация реактивной мощности.

Для других газоразрядных ламп (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) применяются как индивидуальная, так и групповая компенсация реактивной мощности. При групповой компенсации реактивной мощности конденсаторы подключаются к началу групповой линии.

3.2. Расчет электрических сетей освещения Расчет осветительных нагрузок. Каждый участок осветительной сети характеризуется определенным значением передаваемой по нему мощности.

Расчетная мощность участка определяется через установленную мощность электроприемников Руст, потери мощности в ПРА и коэффициент спроса Кс:

Установленная мощность определяется как сумма номинальных мощностей всех ламп Рном, питаемых от рассматриваемого участка осветительной сети.

Значение коэффициента КПРА, учитывающего потери мощности в ПРА, принимается:

- КПРА = 1,1 для ламп ДРЛ и ДРИ;

- КПРА =1,2 для люминесцентных ламп.

В соответствии с ПУЭ коэффициент спроса Кс для расчета групповой сети освещения зданий, всех звеньев сети аварийного освещения и сети наружного освещения принимается равным 1,0.

Для линий питающей сети коэффициент спроса принимается в пределах Кс = 0,8 …1,0. Диапазон значений коэффициента спроса учитывает, что в часы максимума нагрузки могут быть включены не все источники света. Чем крупнее объект и чем больше в нем помещений, тем меньше значение Кс.

Расчетная токовая нагрузка освещения рассчитывается по следующим формулам:

Для трехфазной сети с нулевым проводом - для двухфазной сети с нулевым проводом - для однофазной сети где Рро1, Рро2, Рро3, – расчетная нагрузка одной, двух и трех фаз соответственно;

Uном и Uном ф – номинальное линейное и фазное напряжения сети.

Коэффициент мощности принимается с учетом компенсации реактивной мощности cos = 0,9 … 0,95.

Выбор сечений проводников. Сечения проводников осветительной сети должны удовлетворять условиям:

- допустимого нагрева проводника;

- механической прочности;

- срабатывания защитных аппаратов при КЗ;

- нормируемого качества электроэнергии на зажимах источников света.

Проверка сечений проводников по допустимому нагреву выполняется по выражению где Iдоп – длительный допустимый ток для выбранного сечения проводника, обеспечивающий допустимый нагрев проводника, определяется по справочным материалам.

Механическая прочность проводников необходима, чтобы во время монтажа и эксплуатации не было чрезмерного провисания или обрыва проводов. Наименьшие допустимые сечения проводников по механической прочности составляют:

- для медных проводов 1 мм2;

- для алюминиевых проводов 2,5 мм2.

Согласно ПУЭ выбранные сечения проводников должны согласовываться с защитными аппаратами. По отношению к длительно допустимому току проводника аппараты защиты должны иметь кратность не более:

3 для номинального тока плавкой вставки предохранителя;

4,5 для тока уставки автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель (отсечку);

1 для номинального тока теплового расцепителя автоматического выключателя.

Сечение нулевого рабочего проводника трехфазных питающих и групповых сетей с компенсированными ПРА должно выбираться по расчетному току наиболее загруженной фазы, т. е. принимается равным сечению фазного провода. Для участков сети с некомпенсированными ПРА сечение нулевого защитного проводника принимается равным 50 % от сечения фазного провода.

Расчет потерь напряжения в осветительной сети. Одним из важных показателей качества электроэнергии на зажимах источника света является установившееся значение отклонения напряжения от номинального напряжения Uном. Нормально (предельно) допустимые значения отклонения напряжения на зажимах источника света нормируются ГОСТ 13109-97 и составляют +5 % (+10 %).

Отклонения напряжения от номинального обусловлены потерями напряжения в электрической сети, определяемыми нагрузкой и сопротивлениями проводников. Поэтому выбранные сечения проводников осветительной сети подлежат проверке по отклонению напряжения, т. е. подлежат проверке условия где U - суммарные потери напряжения от источника питания до наиболее удаленного источника света;

U – напряжение источника питания осветительной сети.

Величина U рассчитывается по выражению где Ui – потеря напряжения на i-м участке осветительной сети.

Потеря напряжения на i-м участке осветительной сети в вольтах определяется по формуле где Рi – мощность, протекающая по участку i, кВт;

r0 – активное сопротивление 1 км провода, Ом/км;

li – длина участка i, км;

Uном – номинальное напряжение осветительной сети, кВ.

Часто потерю напряжения на i-м участке осветительной сети целесообразно представить в процентах. В этом случае формула (3.8) изменяется до вида При расчете групповых осветительных сетей расчетную нагрузку часто представляют равномерно распределенной по некоторой длине l2 (рис. 3.3,а).

Рис. 3.3. Представление распределенной нагрузки сосредоточенной Для удобства пользования формулами (3.7 и 3.8) распределенную нагрузку представляют эквивалентной сосредоточенной в середине участка l (рис. 3.3,б).

В практических расчетах сечение проводников сети освещения выбирают, как правило, по допустимому нагреву (длительному допустимому току), а затем проверяют условия механической прочности, срабатывания защитных аппаратов при КЗ и допустимой потери напряжения. Если какое-либо условие не выполняется, предварительно выбранное сечение увеличивают.

1. Какие напряжения используются для питания сетей освещения?

2. Приведите типовую схему питания освещения объекта.

3. От каких источников должны получать питание светильники рабочего освещения и светильники аварийного освещения?

4. Поясните термины «питающая линия» и «групповая линия»

5. Как решаются вопросы резервирования питания осветительных установок?

6. Какое количество ламп может быть подключено к одной групповой линии?

7. Какие аппараты защищают осветительные сети от токов КЗ?

8. Почему коэффициент мощности разрядных ламп меньше единицы?

9. Назовите наиболее распространенные способы открытой электропроводки.

10. Какие проводниковые материалы применяются в осветительных сетях?

11. Из каких элементов конструктивно выполняются сети освещения?

12. Как определяется расчетная мощность участка осветительной сети?

13. Каковы значения коэффициента спроса для питающей и групповой сети?

14. Каким условиям должны удовлетворять сечения проводников сети освещения?

15. Каковы наименьшие допустимые сечения проводников по механической прочности?

16. Какую кратность должны иметь защитные аппараты по отношению к длительно допустимому току проводника?

17. Приведите формулу для расчета потерь напряжения на участке осветительной сети.

18. Каковы нормально допустимые и предельно допустимые значения отклонения напряжения на зажимах источника света?

19. Каковы требования к сечениям проводников осветительной сети?

20. Какова последовательность выбора сечения в сети электрического освещения?

Похожие работы:

«СОДЕРЖАНИЕ ОЧНОЕ УЧАСТИЕ Секция I. Наноструктурные материалы и нанотехнологии 8 Абрамова М.А. Применение фуллереновых добавок для модифицирования химического поглотителя известкового 9 Бородаченкова М.В. Структура и механические свойства сплава Al–30% Zn после интенсивной пластической деформации 10 Булавинец М.Я. Закономерности получения ультратонких полипропиленовых волокон, наполненных нанодобавками кремнеземов Бусарова Е.А. Механизм образования и свойства ультрадисперсной...»

«СИСТЕМА КАЧЕСТВА РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Описание функционирования элементов динамической с. 2 из 15 системы мобильная машина-водитель-окружающая среда (ОД.А.03; цикл ОД.А.00 Обязательные дисциплины основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли Технические науки, специальность 05.20.01 – Технологии и средства механизации сельского хозяйства) Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 05.20.01– Технологии и средства механизации сельского...»

«ЧАСТЬ II. УЧЕБНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ Курс лекций: Социология Тема 1. Социология как наука об обществе 1. Понятие социологии. 2. Социологические подходы к изучению общества. 3. Предмет и объект социологии. 4. Структура социологии. 5. Особенности социологических исследований. 6. Функции социологии в обществе. 1. Понятие социологии Каждая из отраслей любой гуманитарной науки имеет предмет, раскрываемый в содержании, системе теорий, законов, категорий принципов и т.д. и выполняет особые функции по...»

«возрождая целоСтноСть общеСтвознания ЭТАТИзАцИЯ НАУКИ: СОВЕТСКИЙ ОПЫТ в.п. макаренко, Заслуженный деятель науки Российской Федерации, академик Академии педагогических наук Украины, доктор политических и философских наук, профессор, заведующий кафедрой политической теории Южного федерального университета В России на протяжении ХХ в. не конституировалось научное сообщество, обладающее своими ценностями, механизмами самоорганизации и политической самостоятельностью. Приоритеты научной политики...»

«АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ВНУТРЕННИХ БОЛЕЗНЕЙ Д.В. Глазкова1, Е.В. Богословская1, М.Л. Маркелов2, Г.А. Шипулин1, В.В. Покровский1 1 ФГБУН Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии Роспотребнадзора, Москва 2 ФГБУ Институт медицины труда РАМН, Москва Лечение ВИЧ-инфекции с помощью генной терапии Современные методы лечения ВИЧ-инфекции позволяют сдерживать скорость развития заболевания, но не приводят к его излечению. Антиретровирусная терапия является пожизненной, дорогостоящей и...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации _Федеральное агентство по образованию _ ГОСУДАРСТВЕННОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖ ДЕНИЕ ВЫ ЕГОПРОФ СШ ЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВА НИЯ РО И С ЙГО Д РС ЕН Ы ГИ М СС Й КИ СУ А ТВ Н Й ДРО ЕТЕО ЛО ЧЕСКИ У И РО ГИ Й Н ВЕРСИТЕТ В.В. КО ВАЛ ЕНКО ЧАСТИЧНО И Н Ф И Н И ТН Ы Й М ЕХАН И ЗМ ТУРБУЛИЗАЦИИ П РИ РО ДН Ы Х И СОЦИАЛЬНЫ Х ПРОЦЕССОВ О та РГГМ У Санкт-Петербург УДК 001.891.57::519.87:556.5.06:517. ББК К Коваленко В.В. Частично инфинитный...»

« Основы радиоастрометрии Рекомендовано Учебно-Методическим Объединением по классическому университетскому образованию РФ в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 011501 - Астрономия Москва, 2011 УДК 521.2, 523.164 ББК 22.6 Ж 35 В.Е. Жаров Основы радиоастрометрии. - М.: Физический...»

«Национальная академия наук Беларуси Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь РУП НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства ОАО Гомельагрокомплект РУП НПЦ НАН Беларуси по животноводству Материалы ХVI Международного симпозиума по машинному доению сельскохозяйственных животных (Минск – Гомель, 27–29 июня 2012 г.) Минск НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства 2012 УДК 637.115(082) ББК 40.729я43 М 34 Редакционная коллегия: акад. НАН Беларуси, д-р...»

«Б. Ф. Полторацкий ИСТОРИЯ ФИЗИКИ (ОДИН ПОБЕГ ОТ ДИКОСТИ) Москва 2010 2 Борис Фёдорович Полторацкий ИСТОРИЯ ФИЗИКИ (ОДИН ПОБЕГ ОТ ДИКОСТИ) В этой брошюре кратко изложена история физики от зачатков естествознания в доисторические времена до состояния наших дней. Особое внимание уделено причинам возникновения идей материализма в древнем обществе и истории их согласования с религиозными убеждениями. Рассмотрены предпосылки и логика получения фундаментальных уравнений физики, а также их роль в...»

«ОРГАНИЗАЦИЯ A ОБЪЕДИНЕННЫХ НАЦИЙ ГЕНЕРАЛЬНАЯ АССАМБЛЕЯ Distr. GENERAL A/HRC/WG.6/6/PRK/1 27 August 2009 RUSSIAN Original: ENGLISH СОВЕТ ПО ПРАВАМ ЧЕЛОВЕКА Рабочая группа по универсальному периодическому обзору Шестая сессия Женева, 30 ноября - 11 декабря 2009 года НАЦИОНАЛЬНЫЙ ДОКЛАД, ПРЕДСТАВЛЕННЫЙ В СООТВЕТСТВИИ С ПУНКТОМ 15 А) ПРИЛОЖЕНИЯ К РЕЗОЛЮЦИИ 5/ СОВЕТА ПО ПРАВАМ ЧЕЛОВЕКА Корейская Народно-Демократическая Республика Настоящий документ до его передачи в службы письменного перевода...»

« СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия. Обсуждается физика формирования ударной волны в зоне гипоцентра землетрясения. Модель базируется на известных экспериментах по т.н. акустическому сверхизлучению, когда в образце горной породы, находящемся под давлением на прессе, внезапно возникает резкое увеличение акустического фона (N N2), которое...»

« технической помощи строительству (ЦНИИОМТП) Госстроя СССР Пособие по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ для жилищно-гражданского строительства (к СНиП 3.01.01-85) Утверждено приказом ЦНИИОМТП Госстроя СССР от 8 октября 1986 г. № 211 Москва Стройиздат 1989 Содержание ВВЕДЕНИЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики Информационных Технологий и Программирования Факультет Прикладная математика и информатика Направление (специальность) Бакалавр прикладной математики и информатики Квалификация (степень) Специализация Компьютерных технологий 4538 Кафедра Группа ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ Применение генетических алгоритмов для построения...»

«1. Цель освоения дисциплины Целью освоения дисциплины является формирование у студентов навыков осуществления контроля безопасности продовольственного сырья и обеспечения безопасности готовой продукции на предприятиях общественного питания в соответствии с требованиями нормативной документации. 2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО В соответствии с учебным планом по направлению подготовки 260800.62 Технология продукции и организация общественного питания дисциплина Безопасность...»

«О РАЗВИТИИ БАЗОВЫХ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ ИННОВАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ В НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ Миссией региональной научно-технической и инновационной политики Новосибирской области является создание условий для динамичного развития экономики области за счет технологического перевооружения предприятий, организации новых производств на базе инновационных технологий и научных разработок, превращение области в крупнейший инновационный центр востока страны. Цели научно-технической и...»

«Р.В. КРАСИЛЬНИКОВ ПАМЯТЬ ЗЕМЛИ Рассказы о поисковой работе Москва - Санкт-Петербург 2012 УДК 82-94 ББК 63.3(2)622 К78 К78 Красильников, Р.В. Память Земли. Рассказы о поисковой работе / Р.В. Красильников – М.: Спецкнига, 2012. – 180 с. ISBN 978-5-91891-125-9 Книга повествует об особенностях поисковой работы, проводимой гражданскими добровольцами на местах бывших сражений с целью обнаружить, по возможности идентифицировать и достойно похоронить останки погибших военнослужащих. Несколько рассказов...»

«А.Я.Попелянский КЛИНИЧЕСКАЯ ПРОПЕДЕВТИКА МАНУАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ Москва МЕДпресс информ 2002 КОЛЛЕГАМ ОТ АВТОРА После выхода нашей первой Пропедевтики. прошло около l5 лет. За истек ший период текстовые и иллюстративные материалы пособия были использованы и цитировались в монографиях по биомеханике, миальгиям, туннельным синдро мам, что говорит само за себя. Сегодня представления о невропатологии позвоноч ника и других структур опорно двигательного аппарата претерпели определенные изменения, и лишь...»

«ПАМЯТНИКИ ЛИТЕРАТУРЫ ТОМАС МАНН Смерть в Венеции IM WERDEN VERLAG МОСКВА МЮНХЕН 2004 © Томас Манн. Печатается по Собранию сочинений в 10-ти томах. Перевод с немецкого Наталии Ман © Im Werden Verlag. Некоммерческое электронное издание. Мюнхен. 2004 http://www.imwerden.de Густав Ашенбах, или фон Ашенбах, как он официально именовался со дня своего пятидесятилетия, в теплый весенний вечер 19. года - года, который в течение столь долгих месяцев грозным оком взирал на наш континент, - вышел из своей...»

«96 ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2013. Вып. 4 БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ УДК 796.01:612(045) Н.И. Шлык, Э.И. Зуфарова НОРМАТИВЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ИССЛЕДУЕМЫХ 16-21 ГОДА С РАЗНЫМИ ПРЕОБЛАДАЮЩИМИ ТИПАМИ ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ Представлен новый подход к оценке типов вегетативной регуляции по данным анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР). Впервые разработаны нормативы показателей ВСР для разных типов вегетативной регуляции у исследуемых 16-21 года. Ключевые слова:...»

«ВВЕДЕНИЕ Современная баллистика изучает широкий круг задач, связанных с выбором рациональных траекторий движения летательных аппаратов (ЛА), в том числе баллистических ракет, ракет-носителей и многоразовых космических транспортных систем, головных частей, автоматических межпланетных аппаратов, пилотируемых кораблей и др. Российские и зарубежные ученые исследовали различные аспекты теории динамики полета. Из книг, опубликованных на русском, наиболее известными являются следующие: Аппазов Р....»

Питание электрического освещения осуществляется, как правило, совместно с силовыми электроприемниками от общих трехфазных силовых трансформаторов с глухозаземленной нейтралью с вторичным напряжением 400/230 В. Номинальное напряжение в таких сетях составляет 380/220 В.

Сети электрического освещения подразделяются на питающие, распределительные и групповые.

Питающая осветительная сеть – сеть от распределительного устройства подстанции или ответвления от воздушных линий электропередачи до вводного устройства (ВУ), вводно-распределительного устройства (ВРУ), главного распределительного щита (ГРЩ).

Распределительная сеть – сеть от ВУ, ВРУ, ГРЩ до распределетельных пунктов, щитков и пунктов питания освещения.

Групповая сеть – сеть от щитков до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников.

Вводное устройство (ВУ) – совокупность конструкций, аппаратов и приборов, установленных на вводе питающей линии в здание или его обособленную часть.

Вводно-распределительное устройство (ВРУ) – вводное устройство, включающее в себя также аппараты и приборы отходящих линий.

Вводно-распределительное устройство (ВРУ) – вводное устройство, включающее в себя также аппараты и приборы отходящих линий. Вводно-распределительное устройство (ВРУ) – относится к виду электротехнических устройств низкого напряжения и используется в сетях с номинальным напряжением до 380 В переменного тока с частотой 50 Гц. ВРУ (вводно-распределительное устройство) защищает линии от перегрузок сети и коротких замыканий, получает и распределяет электроэнергию.

ВРУ классифицируется по следующим основным признакам:

по конструктивному исполнению (однопанельное ВРУ, многопанельное ВРУ, шкафное ВРУ);

по месту установки (в электрощитовых помещениях, вне этих помещений (например, уличное исполнение));

по виду установки (напольное ВРУ, настенное ВРУ, встраиваемое в нишу ВРУ);

по степени защиты;

по вводным схемам (один ввод, два ввода, два ввода с секционированием и т.п.);

по наличию АВР (блока автоматического ввода резерва);

по доступу обслуживающего персонала (квалифицированного, неквалифицированного).

Вводно-распределительное устройство (ВРУ) чаще всего находятся в системе электроснабжения здания (сооружения) на среднем уровне распределения питания напряжением 0,4кВ после ГРЩ. Но могут находится и на верхнем уровне как главный распределительный щит здания.

Главный распределительный щит (ГРЩ) – распределительный щит, через который снабжается электроэнергией все здание или его обособленная часть.

Групповой щиток – устройство, в котором установлены аппараты защиты и коммутационные аппараты (или только аппараты защиты) для отдельных групп светильников, штепсельных розеток и стационарных электроприемников.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие 3 категории:

I - электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса;

II - электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может привести к массовому недовыпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов, транспорта и т.д.

III - электроприемники, не попадающие под определения первой и второй категорий.

Некоторые типовые схемы питания осветительных электроэнергии установок производственных зданий приведены на рис. 3.2 - 3.7.

На рис. 3.2 приведены схемы питания электрического освещения от вводно-распределительного устройства (ВРУ) совместно с силовыми электроприемниками.

Рис. 3.2. Схема питания электрического освещения от ВРУ

На рис. 3.3 приведены схемы питания рабочего и эвакуационного освещения от одной однотрасформаторной подстанции. Осветительные щитки питаются по отдельным линиям от щита подстанции (рис. 3.3, а ) или по общей линии с разделением ее на вводе в здание (рис. 3.3, б ).

Рис. 3.3. Схема питания освещения от однотрансформаторной

подстанции

В линейных шкафах комплектных трансформаторных подстанций как правило установлены аппараты защиты на большие значения номинальных токов, поэтому в этом случае питание осветителых установок осуществляется через магистральные щитки (рис. 3. 4).

Рис. 3.4. Схема питания групповых щитков от магистрального щитка

Рис. 3.5. Схема питания электрического освещения от двух однотрансформаторных подстанций

При перекрестной схеме питания (рис. 3.5) рабочее освещение помещения питается от одного трансформатора, аварийное освещение в этом же помещении питается от другого трансформатора. В целях сохранения полного освещения при аварийных и плановых отключениях трансформаторов в ряде случаев желательно иметь перемычки между однотрансформаторными подстанциями, обеспечивающими сохранение напряжения на распределительном щите.

Рис. 3.6. Схема питания электрического освещения от двухтрансформаторной подстанции

При наличии в системе электроснабжения здания двухтрансформаторных подстанций щитки рабочего и аварийного освещения подключаются от разных трансформаторов (рис. 3.6). Шины щита низшего напряжения двухтрансформаторных подстанций, как правило, разделяются на 2 секции, по числу трансформаторов. Между секциями устанавливается секционный выключатель (АВР автомат ввода резерва), позволяющий объединить обе секции в одну при аварийном отключении одного из трансформаторов.

Для электроустановок первой категории надежности, в качестве второго источника питания аварийного освещения могут применяться аккумуляторные батареи, генераторы с дизельными или бензиновыми двигателями, а также используются электрические связи с ближайшими независимыми источниками (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Схема питания электрического освещения от трех источников

Эта схема используется при питании осветительных установок от трех источников.

Электроснабжение рабочего освещения, как правило, выполняют самостоятельными линиями от щитов подстанции. При этом электроэнергия от подстанции передается питающими линиями на осветительные магистральные щитки, а от них – групповым осветительным щиткам. Питание источников света осуществляется от групповых щитков групповыми линиями. Светильники аварийного освещения, в том числе для продолжения работ, а также другие, в частности для эвакуации, должны быть присоединены к независимому источнику питания. Электрическая сеть осветительных установок состоит из питающих и групповых линий. Питающие линии выполняют по радиальным, магистральным, а также радиально-магистральным схемам. Выбор схемы питающих и групповых сетей должен определяться: требованиями к бесперебойности действия осветительной установки; технико-экономическими показателями (минимальными приведенными показателями, расходом цветных материалов и электроэнергии); удобством управления и простотой эксплуатации осветительной установки. При выборе трассы осветительной сети и мест установки, магистральных и групповых щитков учитывают: удобство эксплуатации (доступность); исключение возможности повреждения при производстве работ; эстетические требования; уменьшение длины трассы. К групповым линиям не рекомендуется присоединять на фазу более 20 ламп накаливания, а при использовании многоламповых люминесцентных светильников – до 50 ламп. Если к линии вдоль ее длины подключить ряд электроприемников, то токовая нагрузка по мере удаления от источника будет уменьшаться. Поэтому электрические осветительные сети, исходя из экономической целесообразности, строят с убывающей величиной сечения проводов в направлении от источника питания к электроприемникам. На практике производится расчеты сечений осветительных сетей при условии наименьшего расхода проводникового материала, Приведенный момент мощности, определяют фактические потери напряжения, После определения сечений участки проверяют по нагреву, Расчетный ток. В последнее десятилетие получили распространение низковольтные

воздушные сети, выполненные как самонесущая система изолированных проводов (СИП). Используется СИП в городах как обязательная прокладка, как магистраль в сельских зонах со слабой плотностью населения, ответвления к потребителям. Способы прокладки СИП различны: натягивание на опорах; натягивание по фасадам зданий; прокладка вдоль фасадов. Конструкция СИП в общем случае состоит из медной или алюминиевой проводниковой многопроволочной жилы, окруженной внутренним полупроводниковым экраном, затем – изоляцией из сшитого полиэтилена, полиэтилена или ПВХ.

Герметичность обеспечивается порошком и компаундированной лентой, поверх которых расположен металлический экран из меди или алюминия в виде спирально уложенных нитей или ленты, с использованием экструдированного свинца. Поверх подушки кабельной брони, выполненной из бумаги, ПВХ, полиэтилена, делают броню из алюминия в виде сетки из полосок и нитей. Внешняя защита выполнена из ПВХ, полиэтилена или смесей без гелогена. Пролеты прокладки, рассчитанные с учетом ее температуры и сечений проводов (не менее 25 мм2 для магистралей и 16 мм2 на ответвлениях к вводам для потребителей, 10 мм2 для сталеалюминиевого провода) составляют от 40 до 90 м.

К питающим линиям в осветительных сетях относят сети от источника питания (трансформаторная подстанция или ввод в здание) до групповых электрощитов. Линии, идущие от групповых электрощитов к светильникам, называют групповыми.

Линии питания осветительных установок также как и силовых могут выполнятся по , смешанным схемам.

Радиальную схему применяют крайне редко. Виной тому ее высокая стоимость и большой расход цветных металлов. Основанием для выбора схемы питания осветительных электроустановок служат требования по , удобство и простота в управлении и эксплуатации, а также экономичность.

Схемы освещения производственных зданий

Самым важным из выше перечисленных требования является надежность электроснабжения. Ведь внезапно погасший свет может привести не только к остановке производственных процессов, но и к несчастным случаям с людьми. Именно поэтому для многих гражданских и промышленных зданий ПУЭ требует создание аварийного освещения, которое останется включенным после погасания основного. Необходимо чтобы светильники аварийного освещения подключались к независимому источнику питания.

Выполнения данных требований достигается путем применения соответствующих построений схем осветительной сети. Наиболее распространенные схемы указаны:

На рисунке а) приведена магистральная схема питания групповых щитков. Щиток аварийного освещения подключен к отдельной магистрали, которая идет непосредственно от распределительного щита цеховой трансформаторной подстанции. При наличии двух трансформаторной подстанции источники освещения будут получать питание от двух разных трансформаторов (рисунок б)).

С применением схемы « » сеть рабочего освещения будет подключатся непосредственно к токопроводу. В случае значительного тока нагрузки под токопроводом устанавливают магистральный щиток, от которого будет происходить распределение к групповым щиткам. Щитки аварийного освещения подключают ко вторичной шинной магистрали:

Для ответственных объектов при наличии двух и более подстанций применяют систему перекрестного аварийного освещения:

Схемы освещения гражданских зданий и жилых домов

В гражданских и промышленных зданиях принципы построения сетей освещения немного разнятся. В гражданских зданиях питающие линии заводят в центр жилого здания в подвал или лестничную клетку первого этажа, где устанавливается вводное распределительное устройство. От вводного распределительного устройства в обе стороны будут расходится горизонтальные питающие линии, которые прокладываются либо по полу первого этажа, либо по подвалу. К горизонтальным питающим линиям подключены вертикально расположенные по этажам линии (стояки). К стоякам подключаются , от которых питаются квартиры. К каждой питающей линии в зависимости нагрузки, количества групповых щитков и объема здания могут присоединятся несколько стояков.

В жилых домах выше пяти этажей, при питании от одной линии нескольких стояков, на каждом ответвлении к стояку должен устанавливаться защитный аппарат. Учет потребляемой электроэнергии может вестись как в самих квартирах, так и в специальных шкафах на лестничных клетках. При установке аппаратов защиты и электросчетчиков групповых сетей в общих шкафах на лестничных клетках, встраиваемых в электропанели, и при расстоянии от лестничных стояков до этих шкафов не превышающем 3 метра этажные щитки не устанавливаются. Лестничное освещение получает питание от вводного распределительного пункта и управляется централизованно.

Также стоит отметить что довольно популярными становятся фотовыключатели, устанавливаемые в подъездах жилых домов. Фотовыключатель автоматически подключает освещение с наступлением темного времени суток и отключает в дневное время. В домах высотой более 9 этажей в схему могут вводится реле времени или специальные микропроцессорные устройства с часовыми механизмами, которые включают и отключают освещения согласно определенного алгоритма. Таким образом, реализуется экономия электроэнергии.

Применяется и схема с установкой, так называемых, лестничных автоматических выключателей на каждой лестничной площадке. Данные автоматы работают с некоторой выдержкой времени и отключают освещение через определенный промежуток времени. При такой схеме идущий по лестнице человек моет включить или выключить свет на следующей площадке, что довольно сильно экономит электроэнергию, но это не совсем удобно для пожилых людей или при переноске тяжелых грузов.

Схемы электроснабжения жилых домов высотой от шести до шестнадцати этажей имеют дополнительные особенности, так как относятся к потребителям 2 категории. В таких домах присутствуют лифты, а иногда и насосы для поддержания напора воды в водопроводах.

Ниже показана схема питания жилого девятиэтажного дома:

Из схемы видно, что питание данного сооружения производится двумя взаимно-резервирующими линиями, рассчитанными на питание всего здания (в аварийном режиме). При пропаже напряжения на одной из линий с помощью переключателя нагрузка дома переводится на другую питающую линию. Стояки проходят через электропанели на лестничных клетках, где установлены аппараты защиты и электросчетчики квартирных сетей, поэтому в данном случае этажные щитки не устанавливаются. К силовому вводу отдельно присоединяются светильники аварийного освещения. Электросчетчики, общие для всего здания, устанавливаются на вводах.