Электрическое освещение

Светотехника.

 

Кандидат ФМТН доцент – Лукин  Владимир Гаврилович 119/2.

 

Тукбаева Анна Евгеньевна – ассистент  кафедры  ЭПЭЭСХ

 

Старший преподаватель кафедры  энергоснабжения и применения э/э  в с/х Ахмедшин Артур Талгтович.

Электрическое освещение

 

1. Основные светотехнические величины.
2. Электрическое освещение (виды и системы освещения, искусственные источники света).
3. Осветительные приборы.

 

1. Основные светотехнические величины.

 

Система световых величин:

1. Сила света – I_б – Кд - Кандела

2. Световой поток – Ф_б или F_б – Лм - Люмен

3. Светимость - М_б – Лм/м²

4. Яркость L _б  - Кд/м²

5. Освещённость – E _б – Лк – Люкс

 

1. Силой света называется отношение  светового потока заключенном  в телесном угле к величине  этого угла.

I_б = Ф_б/W

 

2. Световой поток– выделенное зрением из всего лучистого потока , обычно незначительная часть , 380<۸<760 Нм, которой соответствует максимальная световая эффективность (примерно равно 680 Лм/Вт установлена экспериментально)

 

3. Светимостью называется отношение  светового потока испускаемого поверхностью к площади этой поверхности.

Мб=Фб/Sп

 

4. Яркость это отношение силы  света к площади светящейся  или освещенной поверхности  Sсп характеризующая световое ощущение воспринимаемое зрением. Можно считать пропорциональным логарифму яркости. Таким образом световое воздействие возрастает замедленно, по сравнению с вызывающей его причиной.

Lб=Iб/Sп

 

5. Освещенностью называется отношение  светового потока к площади  освещаемой поверхности.

Eб=Фб/Sоп (Лк)

 

2. Электрическое освещение (виды  и системы освещения, искусственные источники света).

 

 

В сельскохозяйственных производственных помещениях отраслевые нормы предусматривают  рабочее освещение 2-ух видов:

1. Технологическое
1. Общее – равномерное во всем помещении. Обеспечивает равномерную освещенность участка (например отдельного цеха). Светильники как правило равномерно размещают вдоль помещения.
2. Местное – устанавливают в непосредственной близости от освещаемой поверхности. Временное местное освещение производится преимущественно ручными светильниками (переносными).
3. Комбинированное – сочетание общего и местного освещения. Ограничиваться только местным освещением рабочих мест без общего освещения производственных помещения запрещено нормами.
2. Дежурное – предназначено для наблюдения за животными и птицей в ночное время. При этом для поддержания нормируемой освещенности в коровниках используют 10% светильников общего освещения, в родильных отделениях 15%.
3. Аварийное – предусматривает помимо рабочего освещения в помещениях где отсутствие света может явится причиной несчастного случая, пожара, взрыва, нарушения технологического процесса или снабжения потребителей. Мощность аварийного освещения должна составлять приблизительно 10% от общего. Светильники аварийного освещения включаемые в рабочее , разрешается использовать в качестве дежурного или охранного освещения в нерабочее время при условии что они отмечаются специальными знаками. Для аварийного освещения допускается применять только лампы накаливания а люминесцентные лампы только при напряжении питания большем или равном 90% от  номинального. В животноводческих и других сельскохозяйственных помещениях где нормируемая освещенность <=50 Лк для ламп накаливания и <=150Лк для люминесцентных ламп, рекомендуется использовать общее освещение.

 

3. Осветительные приборы.

 

Для рационального распределения светового потока, устранения слепящего действия ламп, защиты их от механических повреждений, пыли применяют различную осветительную арматуру, которая вместе с источниками света называется осветительными приборами.

Осветительные приборы ближнего действия называются светильниками, а дальнего прожекторами.

В зависимости от распределения  светового потока, между верхней  и нижней полусферами, светильники  делятся на светильники прямого, отраженного и рассеянного света. С точки зрения ослеплёности светильник характеризуется защитным углом  b(бетта) между горизонталью проходящей через тело накала лампы и лучом света свободно выходящим из светильника. 

Рис 1..

 

Величина угла определяется выражением  tg b = h/(r+R)

Где :

 h- расстояние от тела накала лампы до уровня выходного отверстия светильника. 

R – радиус выходного отверстия светильника.

r – радиус кольца тела накала

 

Каждому светильнику за исключением  светильников спец. назначения и для  установки на транспорте в соответствии с ГОСТ 13828 – 74 присваивается шифр (условное обозначение)

 

 

Искусственные источники света.

 

Лампа накаливания является самым распространённым источником света. Её использование обуславливается простотой устройства, надёжностью в эксплуатацию, возможностью непосредственного включения в сеть, дешевизной. Средняя продолжительность жизни ламп накаливания 1000 часов.

 

В215-235-60 – маркировка лампы

В – вакуумная лампа

Б – безспиральная лампа (аргон)

Г – моноспиральная лампа

БК – безспиральная (криптон)

215-235 – диапазон нормального рабочего напряжения

60 – мощность

 

 

С 2311.2009 президент РФ принял закон  «Об энергосбережении и повышении  энергетической эффективности  и  о внесении изменений ….. На территории страны не допускается продажа ламп накаливания мощностью 100Вт и более, с возможностью в дальнейшем с 1.01.12 запретить 75Вт и более а с 01.01.13 25Вт и более.

 

Зеркальные лампы накаливания  применяют для освещения помещений  с высокими пролетами, подсветки  реклам при фото и киносъемках  и других целей.

Лампы накаливания местного освещения применяют для освещения рабочих мест станочноо парка и технологического оборудования. Их выпускают на напряжение 12,24 и 36В, что удовлетворяет требованиям безопасности.

 

Лампы накаливания кварцевогалогенные типа КГ используют в прожекторах для освещения помещений производственного и культурноспортивного назначения,  а также архитектурного и рекламного освещения.

Газоразрядные лампы низкого давления

По назначению делятся на 2 группы:

1.  Общего – для освещения..

Маркируется Л-люминисцентная следующие 1 или 2 буквы – цвет излучения либо особенности спектра излучения (Б-белый,ТБ – тепло белый, Д-дневной, Ц-высокой цветопередачи, ХБ – холоднобелая, Ф – фотоситнезная (техническая), УФ – ультрафиолетовая, К,Ж,З,Р,Г – красная, желтая, зеленая, розовая, голубая) .

Следующие 1 или 2 буквы это окнструктивные особенности (A – амольгамная, Б – быстрого пуска, К – кольцевая, Р – рефлекторная и т.д.).

Число после букв – мощность лампы  в Вт.

 

Маркировка  зарубежных производителей  F40T12/CW/HO.

F –florecent lamp

40 Вт

T - цилиндрическая

12 диаметр в усл. Ед (1/8”). 12*1/8=1,5” 1,5*25,4=38,1 мм.

CW – coolwhite (цвет) – иногда используют 2 или 3 значный цифровой код 845,641,54  (первая цифра коэф. Цветопередачи, при невысоком качестве цветопередачи оставляют только 2 цифры обозначающие цветовую температуру) Цветовая температура – дается в Кельвинах ничего общего с физической температурой не имеет

НО – high out (высокой мошьности).

 

Недостатки люминесцентных ламп 

• наличие дополнительного приспособления для пуска лампы (большие габаритные размеры)
• мерцание лампы с частотой питающее сети (стробоскопический эффект)
• Очень низкий коэффициент мощности ламп, неудачная нагрузка для электросетей
• Чувствительность к температуре окружающей среды. (при темп<+10 завод изготовитель не гарантирует розжига)

Расчет осветительных установок

1. Нормирование освещения в РФ и за рубежом
2. Расчет осветительных установок (светотехнический расчет)
3. Электротехнический расчет

 

Впервые в нашей стране обязательные нормы освещения пром. Предприятий введены в 1928 году, разработанные Тиходеевым. Исходным положением для гигиенического нормирования освещенности послужила возможность чтения нормального книжного текста без особого зрительного напряжения при освещенности >=50Лк.

Особо важно подчеркнуть следующие принципиальные особенности российских норм:

1. В отличии от зарубежных норм они не являются лишь рекомендациями инженерных обществ а утверждены соответствующими органами и являются общеобязательными
2. В то время как многие зарубежные нормы регламентируют средний уровень освещенности наши нормы дают значения минимальной освещенности. Котораю должна быть гарантирована.
3. Нормируется значение коэф. Запаса, чем обеспечивается соблюдение установленных освещенностей во все время работы.
4. Основные качественные требования, в частности в отношении ограничения ослепленности являются неотъемлемой частью норм

 

Три метода расчёта освещенности:

1. Точечный метод – используется при расчете открытых пространств, местного освещения, локализованного освещения и освещения помещений в которых нормирована не горизонтальная освещенность. Используют также как проверочный метод.
2. Метод коэффициента использования светового потока – применяют для расчёта закрытых помещений с нормируемой горизонтальной освещенностью. Метод применим только для расчёта общего равномерного освещения
3. Метод удельной мощности – основан на методе коэффициента использования светового потока (2), его применяют для расчета вспомогательных помещений.

 

При проектировании электроснабжения метод используется для ориентировочного определения эл-кой нагрузки подстанций

Р_л=Р_уд*S/n

Р_л – мощность лампы

Р_уд – удельная мощность ( справочная вел-на Вт/м²)

S – освещаемая площадь по наружному обмеру м²

N – число светильников (по расчетам)

 

Руд приведена для объектов по наружному обмеру

Если известна S по внутреннему обмеру то площадь наружного обмера определяется по формуле

S_наруж=1,3*S_внутр

 Светильники в помещении  стремятся располагать по вершинам 

1 .прямоугольников – соотношения  сторон не должны быть > 1,5 раза

2 квадратов

3 ромбов.  – Ромб должен иметь  острый угол < 60 градусов, что даёт их шахмотное расположение.

 

Рис. 2

 

Н – высота помещения  (м)

hcв – высота свеса светильника (м). Для подвесных светильников от 0,3 – 0,5 м., а для плафонов и встроенных светильников =0,2 м. При высоте свеса 0,5 м. светильники устанавливают на жестких подвесах не допускающих их раскачивания.

h – расчетная высота светильника над рабочей поверхностью.

hрп – высота рабочей поверхности.

 

Рис. 3

А – длина  помещения

В – Ширина помещения

 

При расположении светильников по вершинам квадрата L=La=Lв это расстояние между светильниками.

 

La – расстояние между светильниками в 1 ряду.

Lв – расстояние между рядами светильников.

 

Рис. 4

 

L – расстояние между рядами

l_разр <=0,5h

 

 

 

Практическое занятие №1

Расчет освещения точечным методом

 

Расчетные формулы

Освещенность в контрольной  точке

Где F_vЛ –фактический световой поток лампы, лм;

- коэф. Добавочной освещенности;

k_з- коэф. Запаса;

- суммарная условная освещенность  расчетной точки, лк, создоваемая  n – светильниками, в каждом из которых установлена условная лампа  потоком 1000 лм

 

Где E_{Hv –} освещенность наклонной поверхности

- поправочный коэф. Зависящий  от угла 

 

Рис.5

Определить АВ, АС, АD;

Определить h_р=H-h_п-h_с

Определить условную освещенность в т. А -  E_a=(I*cosa)/h_p²

Если E_D<5%Ec

 

 

 

 

Тема: Расчет освещения методом коэффициента использования светового потока.

Расчёт освещения методом удельной мощности.

 

При расчете методом коэф. Использования  светового потока световой поток  ламп в каждом светильнике необходимый  для создания нормируемой освещенности определяется по формуле

 

A – площадь помещения

N – кол-во светильников

n – коэф. Использования

z = 1,1 – люминесц. лампы и z= 1,5 – ДРЛ и ЛН (коэф min освещенности)

 

При расчете освещения люминесцентными  лампами N- число рядов сравнивается с длиной помещения. Если суммарная длина светильников превышает длину помещения то применяем более мощные лампы или увеличиваем число рядов. Если длина ряда равна длине помещения то расчет ведется как для непрерывного ряда светильников. Если длина меньше то принимается ряд с равномерно распределенными светильниками, при этом расстояние между светильниками не должно превышать половину расчетной высоты.

Коэф. использования  выбирается из справочников в зависимости от индекса  помещения, которое рассчитывается :

l- длина, b – ширина, h – высота

и в зависимости от коэф. отражения  рабочей поверхности, стениы и потолка 

 

Рассчитать освещение машинного  зала насосной станции

l*b*H=55,5*22*16м.

Лампы – ДРЛ

Свтильники РСП- 1000/ГОЗ имеет глубокую кривую силу света

 

Определяем h_р=16-0-1=15 м (расчетная высота) (рабочая поверхность пол=0м)

Определим расстояние между лампами  =1*15=15 м.

- светотехнически выгоднейшее расстояние (Для ДРЛ=1)

 

Nсв=3; Nр=2; N=6;

 

Принимаем значения коэф-тов отражения 

р_п=0,7; р_с=0,5;р_рп=0,3;

 

i=55,5*22 / (15*(55,5+22))=1,05

по таблицам находим коэф. использования

n=72%

 

Eн=150лк;

Кз=1,5;

z=1,5

 

По справочнику выбираем нужную марку лампы (+-10% разности с Ф)

 

Рассчитываем осветительную нагрузку

 

P=Pуст*Кс-Кпра

Руст – установленная мощность в кВт

Кс – коэф. спроса для данного типа светильников

Кпра – коэф. учитывающий потери пускорегулирующей аппаратуры.

Кс=1,1 ДРЛ ; Кс=1,2 ЛЛ; Кс=1,3…1,35 ЛЛ

 

P=Pуст*Кс-Кпра= (1*6)*0,95-1,1= 4,6 кВт

 

Для ДРЛ cosφ=0,5

Q=P*tgφ=4,6*1,2=5,54 кВар

 

=7,2 кВА

Метод удельной мощности