УСТАНОВКИ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ОСВЕЩЕНИЯ (2 часа) План лекции 1. Системы и виды освещения 2. Нормирование и устройство освещения...

Информация о документе:

Дата добавления: 22/10/2014 в 07:44
Количество просмотров: 79
Добавил(а): Андрей Чуманский
Название файла: ustanovki_naruzhnogo_i_vnutrennego_osvescheniya_2_.doc
Размер файла: 417 кб
Рейтинг: 0, всего 0 оценок

УСТАНОВКИ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ОСВЕЩЕНИЯ (2 часа) План лекции 1. Системы и виды освещения 2. Нормирование и устройство освещения...

УСТАНОВКИ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ОСВЕЩЕНИЯ

(2 часа)


План лекции


  1. Системы и виды освещения

  2. Нормирование и устройство освещения

  3. Расчет осветительной установки

  4. Электроснабжение осветительных установок


1. Системы и виды освещения


На промышленных предприятиях 5–10 % и более потребляемой энергии затрачивается на электрическое освещение. Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, повышению производительности труда, снижению утомляемости рабочих, уменьшает количество аварий и случаев травматизма.

Электроосвещение – важная часть электрики (прекращение электроснабжения кроме остановки производства опасно для персонала). Регламентируется устройство внутреннего, наружного и рекламного освещения, а также освещение специальных, в том числе взрывоопасных и пожароопасных, установок.

Для электрического освещения следует применять газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные лампы давления с исправленной цветностью, натриевые, ксеноновые типа ДРЛ, ДРИ, ДРН, ДНаТ) и лампы накаливания.

Люминесцентные лампы благодаря высокой световой отдаче, большому сроку службы, а также достаточно хорошей цветопередаче за последние годы стали источниками света широкого применения. Их используют для освещения помещений, где необходимо правильное различение цветовых оттенков; производственных помещений, в которых выполняется работа большой и средней точности (в том числе в учебных заведениях и проектно-конструкторских бюро); помещений административных, торговых зданий и офисов. В зависимости от назначения освещаемых помещений и вида производимых работ выбираются соответствующие типы ламп. Люминесцентные лампы предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от 18 до 25 °С, при повышении и понижении температуры их световая отдача уменьшается. При изменении напряжения в пределах 7 % световой поток меняется так же, как и напряжение. Люминесцентные лампы надежно зажигаются и горят при напряжении сети не ниже 90 % от номинального.

Ртутные лампы ДРЛ, обладающие большим единичным световым по­током, используются для освещения больших производственных помещений высотой более 6 м, в которых не требуется различать цветовые оттенки. При их применении резко снижается количество устанавливаемых осветительных приборов, что приводит к упрощению распределительной сети, уменьшению монтажных работ и снижению расходов на эксплуатацию.

Лампы накаливания благодаря невысокой стоимости, простоте обслу­живания, незначительным размерам и независимости их работы от условий внешней среды являются источниками света массового применения, хотя КПД и световая отдача у них значительно ниже, чем у люминесцентных.

Лампы накаливания используются для освещения производственных помещений, в которых по выполняемым в них работам требуются низкие или средние уровни освещенности (т. е. выполняются грубые виды работ); для освещения помещений с особо тяжелыми условиями среды; жилых зданий; помещений детских учреждений и т. д. Лампы накаливания используются также в специальных случаях - для аварийного освещения, питаемого или переключаемого на питание постоянным током; когда требуется применение светильников малых габаритов, создающих направленное освещение; для помещений, в которых по условиям технологии недопустимо применение га­зоразрядных ламп (например, по причинам создания ими радиопомех). Для взрывоопасных помещений также используются преимущественно лампы накаливания ВЗГ, НЧБ, РСП, хотя есть и газоразрядные СР, НЧТЛ.

При устройстве осветительных установок могут применяться три сис­темы освещения: 1) общего равномерного освещения, когда световой поток распределяется без учета размещения оборудования; 2) общего локализован­ного освещения - световой поток распределяется с учетом расположенного оборудования; 3) комбинированного освещения - к общему освещению (обычно равномерному) добавляется местное освещение рабочих мест. Раз­новидностью местного освещения является переносное освещение.

Качество и экономичность осветительной установки во многом зависят от правильности выбора системы освещения. Система общего освещенияприменяется для освещения всего помещения в целом, и в том числе рабочих поверхностей. Общее освещение с равномерным размещением светильниковиспользуется, когда в производственных помещениях технологическое обо­рудование расположено равномерно по всей площади с одинаковыми усло­виями зрительной работы. Система комбинированного освещенияприменя­ется в помещениях с тонкими зрительными работами, требующими высокой освещенности.

В этом случае часть светильников освещает только рабочие места (ме­стное освещение), а другая - все помещение.

Электрическое освещение бывает двух видов: рабочее и аварийное. 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. Аварийное освещение, необходимое для продолжения работ, должно создавать освещенность на рабочих местах, равную 5 % от освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего освещения, но не менее 2 Лк. Аварийное освещение для эвакуации людей должно обеспечивать освещенность пола основных проходов и ступеней не менее 0,5 Лк.

Для аварийного освещения разрешается применение ламп накаливания, мгновенно зажигающихся при низших температурах (ниже +5 °С), и люминесцентных. Последние допускается использовать в помещениях с минимальной температурой +10 °С и при питании их во всех режимах переменным током с напряжением на лампах не ниже 90 % от номинального значения. Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников рабочего освещения типоразмерами или специально нанесенными знаками.


2. Нормированиеи устройство освещения


Выбор минимальной освещенности для внутреннего и наружного освещения производят в зависимости от размера объекта различения, контраста объекта с фоном и отражающих свойств фона (рабочей поверхности). При установлении норм освещенности руководствуются следующей шкалой: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250 лк. Один люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 Лм. Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан:

1 лм = 1 кд × ср (= 1 лк × м2). 

Изотропный - это источник, излучение которого одинаково по всем направлениям. Стерадиан - телесный угол, вырезающий на сфере, описанной вокруг вершины угла, поверхность, площадь которой равна квадрату радиуса сферы.

В соответствии с нормируемыми значениями освещенности и коэффициентами запаса при искусственном освещении производственных помещений выделяют 8 разрядов с подразрядами. Характеристика зрительной работы принята в интервале от наивысшей точности (наименьший объект различения менее 0,15 мм; контраст объекта различения с фоном – малый; освещенность при общем освещении 1250 лк) до 8-го разряда (постоянное общее наблюдение за ходом производственного процесса 75 лк; периодическое при постоянном – 50 лк и периодическом – 30 Лк пребывании людей в помещении; общее наблюдение за инженерными коммуникациями – 20 лк). Для большинства работ средней, малой и грубой точности достаточна освещенность 150 лк (работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах – 200 лк). Нормированную освещенность в справочниках связывают с удельной плотностью нагрузки освещения, которая для производственных помещений может составлять 10–100 Вт/м2. Например, в цехах литья и котельных 10–12 Вт/м2, в инструментальных и шлифовальных цехах 15–20 Вт/м2.

При общем равномерном освещении выгоднейшим вариантом расположения в плане считается расположение светильников ламп накаливания и ДРЛ по сторонам квадрата, прямоугольника (рис. 1, а) или по вершинам равностороннего треугольника, светильники люминесцентные можно располагать сплошными или прерывистыми рядами (рис. 1, б). Расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стен рекомендуется принимать l = (1/3–1/2)L(где L– расстояние между соседними рядами светильников или рядами ламп, если по длине они различны, то соответственно La, Lb). Основное требование при выборе расположения – доступность обслуживания: hn< 5 м – при обслуживании с лестниц или стремянок; hПна уровне ферм – при обслуживании с кранов.

Рекомендуются следующие примерные соотношения расстояния Lи высоты hв зависимости от типа светильника:


(12.1)



Рис. 1 Схемы размещения светильников: a – накаливания; б – люминесцентные


Люминесцентные светильники необходимо размещать рядами параллельно длинной стороне помещения со световыми проемами. Расстояние от потолка до светильника hc обычно принимается от 0,5 до 0,7 м (в жилых и общественных зданиях пониженной высоты – от 0,3 до 0,4 м).


3.Расчет осветительной установки


После того как произведен выбор типа ламп, установлено их расположение в рассматриваемом помещении и количество, необходимо определить мощность отдельных ламп и всей осветительной установки в целом, имея в виду, что источником света являются однофазные электроприемники. При их небольшой единичной мощности (обычно не свыше 2 кВт) в осветительной сети распределением осветительных приборов по фазам можно достичь достаточно равномерной нагрузки (с несимметрией не более 5–10 %). Для осветительных установок с лампами накаливания и ДРЛ определяют число ламп, исходя из условия их рационального размещения, а затем мощность одной лампы с учетом величины ее светового потока Fл (Лм):

где Еmin- минимальная освещенность, Лк; k3коэффициент запаса; S- пло­щадь помещения, м2; z-коэффициент минимальной освещенности; Nко­личество светильников; kи- коэффициент использования.

Нормы освещенности для работ различной степени трудности зритель­ного восприятия приведены в СНиП в зависимости от углового размера объ­екта различения, контраста объекта и фона, коэффициентов отражения по­толка, стен и пола, учитываются также и уровни (условия) естественного ос­вещения.

Значения Еmin, k3, zи kиопределяют по табличным данным. По найден­ному значению Fп выбирают ближайшую стандартную лампу, поток которой должен отличаться от расчетного не более чем на 10% в меньшую сторону или на 20% в большую. При невозможности выбора Fпс такой точностью кор­ректируется число светильников N. Если по какой-либо причине величина Fпзадана однозначно, то Nопределяют по (12.2).

Простейший способ светотехнического расчета - метод удельной мощ­ности (пригоден для расчета общего равномерного освещения помещений, длина которых не более чем в 2,5 раза превышает ширину). Метод широко распространен, потому что удельная мощность является важным энергетиче­ским показателем осветительной установки, используемым для оценки эко­номичности решений и определения осветительной нагрузки на начальных стадиях проектирования. Значение мощности и число ламп берут из реко­мендуемых таблиц удельной мощности. Указанный метод нельзя использо­вать при проектировании осветительных установок производственных поме­щений со сложной зрительной задачей, классов I и II, а также осветительных установок, требующих высокого качества освещения и правильной цветопе­редачи. Не следует рассчитывать по таблицам удельной мощности также ос­вещение и таких, по существу, локализованных помещений, как гардеробы и санузлы.

Удельная мощность осветительной установки - частное от деления об­щей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения, кВт/м :


где Рл- мощность одной лампы, Вт; п- число ламп; S- площадь помещения, м2. При расчете по методу удельной мощности для освещаемого помещения сначала выбирают тип светильника и расчетную высоту его подвеса; при све­тильниках накаливания или ДРЛ намечают наивыгоднейшее число светильни­ков N; в зависимости от величины нормируемой освещенности Еmin, площади освещенного помещения Sи расчетной высоты hнаходят по справочникам удельную мощность Руд. Затем определяют мощность одной лампы:



Для люминесцентных светильников порядок расчета несколько изме­няется: сначала намечают число рядов Nи находят общую необходимую мощность всех ламп ряда Рл.р:


а затем число светильников.


4. Электроснабжение осветительных установок


Расчетную мощность освещения Рр.о определяют с учетом потерь мощ­ности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА):


где Рном.о = Рном.iN– номинальная (установленная) мощность

сети (N– число ламп; Рном.i– номинальная мощность одной лампы); kПРА– коэффициент, учитывающий потери в ПРА.

Значения коэффициента, учитывающего потери в ПРА, принимаются: для ламп типов ДРЛ и ДРИ kПРА= 1,1; для ЛЛ со стартерными схемами включения kПРА= 1,2; для ЛЛ с бесстартерными схемами включения kПРА= 1,3–1,35. В большинстве справочников (учебников) расчетную мощность определяют введением коэффициента спроса kс. Однако для расчета групповой сети освещения здания и всех звеньев сети аварийного освещения, а также для расчета сети наружного освещения следует принимать kс= 1.

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 (рис. 12.2). Радиальные питающие линии применяют при нагрузках на групповые щитки более 200 А. Наиболее распространены смешанные радиально-магистральные сети. 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.

Технико-экономическими расчетами установлено, что максимальная длина трехфазных четырехпроводных групповых линий при напряжении 380/220 В может быть принята не более 80 м, а двухпроводных – не более 35 м. К групповым линиям не рекомендуется присоединять на фазу более 20 ламп накаливания, а при использовании многоламповых люминесцентных светильников – до 50 ламп.

Размещение щитков следует производить вблизи от центра электрических нагрузок, при этом необходимо обеспечить доступность их обслуживания. Не следует устанавливать щитки в горячих и сырых цехах предприятий, а также в пожароопасных помещениях. Запрещается установка щитков во взрывоопасных помещениях всех классов.

Много лет сети освещения выполняли из проводов на основе алюминия. Минимальное сечение изолированных проводов с алюминиевыми жилами должно было быть не менее 2,5 мм2. В настоящее время, учитывая ненадежность, недолговечность, пожарную опасность алюминия, следует применять медь.

Рис. 2 Разновидности схем питающих осветительных сетей: а – радиальная; б – магистральная; в – радиально-магистральная


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 для расчетов сечений осветительных сетей при условии наименьшего расхода проводникового материала пользуются упрощенной методикой, выведенной на основании математического анализа и ряда при­нятых допущений:


(12.7)


где - сечение провода данного участка, мм ; - приведенный момент мощности, кВт · м; С- коэффициент, зависящий от схемы питания (трех-, двух- или однофазная) и марки материала проводника; , %, - допусти­мая потеря напряжения в осветительной сети от источника питания до наи­более удаленной лампы (= 2,5 %). Приведенный момент мощности


(12.8)


где М- сумма моментов данного и всех последующих по направлению пере­дачи энергии участков с тем же числом проводов в линии, как и на данном участке; сумма моментов всех ответвлений, имеющих иное число про­водов в линии, чем на данном участке (а- коэффициент приведения момен­тов, зависящий от числа проводов на участке и в ответвлении).

При выборе сечений проводов для первых участков сети следует при­нимать ближайшие стандартные сечения Scc. По выбранному стандартному сечению данного участка Sic т и его фактическому моменту Mi определяют фактические потери напряжения ΔUф i :


(12.9)

Последующие участки рассчитывают аналогично с учетом оставшихся (или располагаемых) потерь напряжения на них:


= (12.10)


После определения сечений участки проверяют по нагреву:


Ipi Iдопi, (12.11)


где Ipi– расчетный ток i-го участка; Iдопi – допустимый ток выбранного на i-м участке сечения.

Расчетный ток определяют по следующим формулам:

для однофазной (двухпроводной) сети освещения


(12.12)


для двухфазной (трехпроводной) сети при включении ламп на фазное напряжение


(12.13)


для трехфазной (четырехпроводной) сети


(12.14)


где Рр– расчетная мощность, кВт.

Значение коэффициента мощности для различных видов ламп следующее: cosφ = 1 – для сетей с лампами накаливания; 0,95 – для сетей с ЛЛ и компенсированными ПРА; 0,6 – для сетей с лампами ДРЛ.

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.

Самонесущий изолированный провод (СИП) – это скрученные в жгут изолированные жилы, не требующие специального удерживающего троса. Механическая нагрузка может восприниматься несущей жилой или всеми изолированными жилами жгута. Изоляция жил СИП должна изготовляться из материала, стойкого к влиянию внешней среды, и отвечать требованиям к нераспространению горения. Наибольшее применение СИП нашел в распределительных сетях напряжением до 1 кВ, так как имеет ряд значительных преимуществ над неизолированным проводом. Воздушные линии электропередачи напряжением 0,38 кВ с изолированными проводами (ВЛИ 0,38), выполненные с применением самонесущих изолированных проводов (СИП)относятся к электроустановкам напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Эксплуатация ВЛИ0,38 во многом упрощается и удешевляется благодаря конструктивному ее исполнению. Существенно повышается электробезопасность как обслуживающего персонала, так и населения вследствие отсутствия открытых токоведуших частей. Облегчается возможность выполнения работ (в том числе подключения новых потребителей) на ВЛИ 0,38 без снятия напряжения с минимальным использованием специальных защитных приспособлений.

СИП состоят из несущей неизолированной или изолированной жилы, используемой в качестве нулевого провода, и нескольких навитых на него изолированных жил — фазных и уличного освещения.

Конструкция СИП - вокруг неизолированной несущей нулевой жилы скручены изолированные основные токопроводящие жилы. Несущая нулевая жила выполнена из алюминиевого сплава высокой прочности. Изоляция выполнена из сшитого полиэтилена.


Вопросы для самопроверки


  1. Перечислите достоинства и недостатки различных источников света в помещениях.

  2. Назовите области применения различных типов светильников.

  3. От чего зависит количество светильников в помещении?

  4. Каким образом выполняется электроснабжение осветительной установки?