Расчет освещения точечным методом

Метод применяется при расчете ответственных участков цехов, конвейерных галерей и туннелей, откаточных штреков и очистных забоев, наружного освещения. Расчет сводится к определению освещенности в точке на уровне рабочей поверхности.

Освещенность на горизонтальной плоскости в точке К₁:

, (2.1)

где n – число светильников, равноудаленных от освещаемой точки; – поправочный коэффициент, учитывающий отношение светового потока принятой лампы Ф_л к световому потоку условной лампы, принимаемому равным 1000 лм; I_a – сила света лампы под углом a (табл. П 2.1); a – угол наклона лучей к нормали освещаемой поверхности в расчетной точке; h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; k_з – коэффициент запаса, учитывающий запыление и загрязнение колпаков, а также понижение светоотдачи ламп к концу срока их службы (табл. П.2.2).

Освещенность на вертикальной плоскости

. (2.2)

Освещенность точечным методом в выработках угольных шахт рассчитывают в следующей последовательности:

1). Выбирают тип светильника и из технических характеристик выписывают его основные данные: напряжение, мощность, к.п.д., коэффициент мощности, световой поток (табл. П2.2).

2). Принимают предварительное расстояние между светильниками (табл. П2.4).

3). По формуле проверяют горизонтальную освещенность на освещаемой поверхности в расчетной точке. Если полученная по расчету освещенность меньше, чем требуется по нормам (табл. П2.5), то необходимо уменьшить расстояние между светильниками или принять светильники большей мощности;

4). Определяют необходимое число светильников

, (2.3)

где L – длина освещаемой выработки, м; – расстояние между светильниками, м;

5). Определяют расчетную мощность осветительного трансформатора S_{тр.расч} (кВ×А) в зависимости от вида ламп.

При использовании светильников с лампами накаливания

, (2.4)

где Р_SН – суммарная мощность ламп накаливания, Вт; h_с = 0,94 ¸ 0,96 – к.п.д. сети.

При светильниках с люминесцентными лампами

. (2.5)

где Р_Sл – суммарная мощность люминесцентных ламп, Вт; h_эл = 0,83 ¸ 0,87 – электрический к.п.д. светильника, учитывающий потери в дросселе; cosj_св = 0,5 – коэффициент мощности светильников с люминесцентными лампами.

6). Рассчитывают сечение (мм²) осветительного кабеля

, (2.6)

где М – момент нагрузки, кВт×м; С – коэффициент для осветительных линий (табл. П2.6); Du – нормируемая потеря напряжения, %, принимается равной 4% от номинального значения напряжения.

Момент М при сосредоточенной нагрузке в конце линии

М = Р×L, (2.7)

где Р – нагрузка, кВт; L – длина линии, м.

Для линий с равномерно распределенной нагрузкой

, (2.8)

где Р_S – суммарная мощность всех светильников, кВт; – длина кабеля от трансформатора до осветительной линии, м.

ПРИМЕР 2.1

Определить необходимое число светильников для освещения однопутевого откаточного штрека угольной шахты длиной L = 486 м. Высота выработки H = 2,3 м. Высота от кровли до центра светящейся нити b = 0,3 м.

РЕШЕНИЕ

Принимаем для освещения светильники РВЛ-40М с лампой мощностью Р_л = 40 Вт на напряжение 220 В, имеющей световой поток Ф_л = 2480 лм. Задаемся расстоянием между светильниками, равным = 8 м (нормируемое значение для лампы, зависит от типа лампы и мощности). Значение k_з = 1,5 (нормируемое значение, зависит от типа лампы, условий использования, числа чисток светильников в месяц, обычно не менее 2 раз в месяц). Минимальная горизонтальная освещенность на почве должна быть не менее 2 лк (нормируемая величина).

Высота подвеса светильника над почвой:

h = H – b = 2,3 – 0,3 = 2 м.

Расстояние от светильника до средней между светильниками точки К₁:

м.

Горизонтальная освещенность на почве в точке К₁ от двух светильников:

лк,

где – поправочный коэффициент; a – угол наклона лучей к нормали освещаемой плоскости в точке К₁

; a = 63°30¢; cosa = 0,45;

I_a – сила света под углом 63°30¢ для светильника РВЛ-40М равна 95 кд (табличная величина); 7,15 > 2 лк, что удовлетворяет требуемым нормам E_min ³ 2 лк (нормируемая величина); поэтому можно несколько увеличить расстояние между светильниками.

Необходимое число светильников:

шт.

Принимаем n_св = 60 шт.

ПРИМЕР 2.2

По условиям примера 2.1 определить мощность трансформатора для питания светильников и сечение жил осветительного кабеля, если к установке приняты светильники РВЛ-20М с h_эл = 0,85, h_с = 0,95.

РЕШЕНИЕ

Определяем мощность трансформатора для питания светильников:

кВ×А.

Выбираем осветительный аппарат с ближайшей большей мощностью АОС-4 S_ном = 4 кВ×А.

Сечение жил осветительного кабеля определяем по формуле:

,

где С = 8,5 – коэффициент, значение которого нормируемое значение, согласно ПТЭ в угольных и сланцевых шахтах.

Du = 4%.

Момент нагрузки М определяем по формуле:

,

Р_S = n_св×Р_св – суммарная мощность светильников, кВт; – мощность светильника с люминесцентной лампой, Вт; Р_л = 20 Вт – мощность лампы светильника РВЛ-20М; h_эл = 0,85 – электрический к.п.д. светильника РВЛ-20М:

Вт.

При подключении питания осветительной сети к центру ее нагрузки, в каждую ветвь сети будет включено 30 светильников и длина ветви составит:

м.

Принимаем длину кабеля от трансформатора до осветительной линии = 10 м.

кВт×м;

мм².

Принимаем кабель ГРШЭ-3х4+1х2,5 с сечением основных жил 4 мм².