Пускорегулювальні апарати люмінесцентних ламп

Дросель, увімкнений у коло люмінесцентної лампи, не тільки викликає додаткові витрати енергії (близько 20 % від енергії, споживаною лампою), але і призводить до різкого зниження установки (до 0,5...0,6). При великій кількості увімкнених в мережу ламп, якщо не вжити спеціальних заходів для збільшення , освітлювальна установка стає неекономічною.

Для підвищення освітлювальної установки застосовуються спеціальні пристрої і схеми вмикання ламп. Якщо в схемі вмикання лампи передбачений пристрій (конденсатор) для підвищення , то така схема називається компенсованою.

У компенсованих схемах cos φ комплекту „лампа – пускорегулювальна апаратура” підвищується до 0,9…0,95. Дросель і компенсувальний конденсатор, а також розрядні опори, які входять у схему вмикання лампи, монтуються разом у загальному металевому кожусі. Схема, яка представлена на рис. 3.11, є компенсованою з відставальним струмом.

Можна одержати схему вмикання лампи з випереджальним струмом, якщо послідовно з дроселем буде увімкнений конденсатор, реактивний опір якого в кілька разів перевищує опір дроселя.

У цій схемі (рис. 1.2.11) послідовно з’єднані дросель L2 і конденсатор С у момент вмикання лампи значно знижують пусковий струм, який може виявитися недостатнім для нагрівання електродів. Тому для збільшення струму в момент вмикання лампи вводиться компенсувальний дросель L1, який вмикається послідовно зі стартером. Така схема для однієї лампи не має практичного застосування, вона застосовується в дволампових світильниках, причому одна з ламп вмикається за схемою відставального струму, а інша – за схемою випереджального струму. При цьому всього комплекту складає 0,9...0,95 і значно знижується стробоскопічний ефект.

Для вмикання двох ламп однакової потужності за дволамповою схемою застосовують пускорегулювальний апарат типу ПРА-2.

Пускорегулювальні апарати звичайно встановлюються безпосередньо в освітлювальній арматурі. У деяких випадках вони можуть бути встановлені на стелі або на стінах, або взагалі винесені за межі освітлюваного приміщення. В таблиці 1.2.1 наведені технічні дані пускорегулювальних апаратів для люмінесцентних ламп.

Таблиця 1.2.1 – Основні технічні дані найбільш розповсюджених пускорегулювальних апаратів (ПРА)

Тип апарата	Потужність лампи, Вт	Втрати в апараті ,Вт	Коефіцієнт потужності	Напруга в мережі, В	Струм, споживаний з мережі, А	Габаритні розміри
1УБИ-30/220-ВП		5,4	0,4		0,36	89х75х57
2УБК-20/220-АВП	2х20	12,5	0,95		0,25	212х79х53
2УБК-30/220-АВ	2х30	11,5	0,97		0,35	360х75х57
2УБК-40/220-АВП	2х40	16,0	0,96		0,46	240х76х48
2УБК-80/220-АВП	2х80	29,0	0,98		0,9	316х110х51
1АБК-80/220-Н		75,0	0,8		1,3	950х110х110
2АБК-80/220-Н	2х80	75,0	0,8		1,3	950х110х110

Примітка – Марка пускорегулювального апарата складається з ряду цифрових і літерних індексів. На першому місці стоїть цифра, що вказує, яка кількість ламп вмикається з апаратом; на другому місці – літерне позначення; УБ – стартерний апарат, АБ – безстартерний апарат; на третьому місці – буква, що характеризує зрушення споживаного апаратом струму: И – індуктивний, К – компенсований; на четвертому місці – дріб, чисельник котрої – потужність лампи, знаменник – напруга мережі живлення. Літерний індекс наприкінці маркірування означає додаткову характеристику апарата: А – антистробоскопічний, Н – незалежний, В – вбудований, П – зі зниженим рівнем шуму.

1 Світильники. Основні вимоги до виробничого процесу.

1 Освітлення виробничих та інших приміщень.

2 Основні вимоги до виробничого освітлення.

3 Світильники з лампами розжарювання.

4 Світильники з люмінесцентними лампами.

1 Освітлювальним приладом (світильником) називають сукупність освітлювальної арматури і джерела світла, яке поміщене в ній. Освітлювальні прилади, призначені для освітлення об'єктів, розташованих відносно близько від них, називають світильниками, а віддалених об'єктів – прожекторами.

Світильники характеризуються наступними основними показниками:

1) характером розподілу світлового потоку в просторі.Світильники в залежності від заданих умов розподілу світлового потоку між верхньою і нижньою півсферами поділяються на наступні групи:

а) прямого світла;

б) переважно прямого світла;

в) розсіяного світла;

г) переважно віддзеркаленого світла;

д) віддзеркаленого світла.

Світильники прямого світла направляють не менше 90 % усього світлового потоку, який випромінюється лампою, у нижню півсферу. Для уявлення про характер світлорозподілу в просторі і виконання світлотехнічних розрахунків для кожного світильника дається в каталогах крива сили світла.

Завдяки тому, що найбільша частина світлового потоку направляється безпосередньо на освітлювані поверхні, світильники прямого світла самі економічні за витратами електроенергії і застосовуються для освітлення виробничих приміщень та зовнішнього освітлення. Їхній недолік полягає у появі досить різких тіней.

Світильники переважно прямого світла випромінюють у нижню півсферу від 60 до 90 % усього світлового потоку. Такі світильники застосовуються в цехах зі стінами і стелями, які добре віддзеркалюють.

Світильники розсіяного світла випромінюють світловий потік в усі боки (від 40 до 60 % у кожну півсферу). Ця група є проміжною між світильниками прямого і віддзеркаленого світла і застосовується у виробничих приміщеннях, коли необхідно, крім освітлення нижньої частини приміщення, освітлювати також і частину технологічного устаткування та трубопроводів, розташованих у верхній частині приміщення. Світильники цієї групи широко використовуються для освітлення адміністративних приміщень, шкіл, бібліотек, червоних куточків і побутових приміщень при світлих тонах фарбування стель і стін.

Світильники переважно віддзеркаленого світла направляють від 60 до 90 % світлового потоку у верхню півсферу і застосовуються у тих випадках, коли за характером роботи, яка виконується у цьому приміщенні, не повинно бути тіней (конструкторські та копіювальні бюро, деякі адміністративні приміщення тощо).

Світильники віддзеркаленого світла направляють не менше 90 % світлового потоку, який випромінюється лампою, у верхню півсферу. При освітленні чистих і світлих приміщень вони створюють світло, рівномірно розподілене по всьому об’єму приміщення, при цьому майже зовсім відсутні різкі тіні та півтіні. Ці світильники застосовуються для освітлення суспільних будинків, лікарень, креслярсько-конструкторських бюро, а також для архітектурно-художнього освітлення. Світильники віддзеркаленого світла менш економічні, чим світильники груп прямого або розсіяного світла.

Основними світлотехнічними характеристиками світильників є:

1) ККД, крива сили світла і відношення потоків, що випромінюються світильником у верхню і нижню полусфери, що в сукупності визначає економічність світильників і якість створюваного їм освітлення

2) величиною захисного кута. Для захисту очей людини від впливу яскравості джерела світла кожен світильник повинен мати визначену величину захисного кута.

Захисним кутом світильника з лампою розжарення називається кут, утворений двома прямими лініями, з яких одна проходить через точку розжарення лампи, а інша з'єднує крайню точку тіла розжарення з протилежним краєм віддзеркалювача (рис. 1.3.1). Величина захисного кута для світильників з лампами розжарювання визначається за формулою

, (1.30)

де h – відстань від тіла розжарення до рівня вихідного отвору світильника;

R – радіус вихідного отвору;

r – радіус кільця тіла розжарення лампи.

Зі співвідношення видно, що величина захисного кута залежить тільки від конструкції освітлювальної арматури. Захисний кут 27...30° надійно захищає очі людей від попадання прямих променів світла ламп розжарювання. Для світильників з люмінесцентними лампами захисний кут утворюється лініями екранувальних ґрат. Світильники для люмінесцентних ламп мають захисні кути 15 і 30°. Обмеження сліпучої дії ламп досягається також пристроєм спеціальних розсіювачів, що затуляють нитку лампи або її світну поверхню в даному напрямку. У залежності від типу світильника, його захисного кута і застосованого розсіювача (матового, молочного) ПУЕ нормується відповідна найменша висота підвісу.

3) коефіцієнт корисної дії світильника.Світловий потік, який випромінюється відкритою лампою, завжди буде більше світлового потоку світильника з цією ж лампою. Це пояснюється тим, що частина світлового потоку поглинається освітлювальною арматурою.

Відношення світлового потоку світильника F_св до світлового потоку джерела світла (лампи) F_л називається коефіцієнтом корисної дії світильника:

. (1.31)

Величина ККД світильника залежить від матеріалу, з якого виконана арматура, а також від її конструкції. У сучасних світильниках ККД коливається в межах від 0,45 до 0,85.

4) номінальна потужність ламп. Більшість світильників з лампами розжарювання мають номінальні потужності 200 Вт (встановлюються лампи 75-200Вт), 500 Вт (300 та 500 Вт) чи 1000 Вт (750 та 1000 Вт). Світильники з люмінесцентними лампами і в більшості з лампами ДРЛ придатні лише для однієї визначеної потужності лампи.

5) конструктивне виконання. Розрізняють світильники: відкриті, захищенні (лампа закрита оболонкою без ущільнення), вологозахищені, пилезахищені, (що не допускають проникнення даже тонкого пилу), ущільнені ( від проникнення зовнішнього середовища захищена тільки контактна полость з сторони вводу проводів і колби лампи), підвищеної надійності проти вибуху та вибухонепроникненні.

2 Освітлювальні установки промислових підприємств в країні споживає не менше 45% електроенергія, що витрачається на все штучне освітлення, і не менше 10% електроенергію, споживаної самими підприємствами.

Вплив освітлення на стан людей і продуктивність праці. Умови штучного освітлення на промислових підприємствах надає великий вплив на зір, фізичний і моральний стан людей, а отже, і на продуктивність праці, якість продукції і виробничий травматизм. Чим точніше і напружена виконувана зорова робота, тим сильніше цей вплив.

Збільшення освітленості у виробничих приміщеннях і в метах виробництва зовнішніх робіт позитивно впливає на такі важливі функції зору, як його гострота, стійкість ясного бачення, швидкість розрізнення, контрастна чутливість. При підвищенні контрасту між об'єктом розрізнення і фоном, на якому об'єкт розглядається, зір збільшується. Умови зорової роботи поліпшуються при підвищенні яскравості фону, що досягається підвищенням коефіцієнта віддзеркалення поверхонь приміщень (стін, стелі, підлоги) і виробничого устаткування. Проте дуже світлі поверхні стін, підлоги і устаткування можуть робити негативний вплив.

Багато виробничих операцій вимагають такого напряму світла, при якому на робочій поверхні створюються найсприятливіші умови для зорової роботи, наприклад краще виявляються деталі, зникають або з'являються мікротіні. Усувається потрапляюче в полі зору дзеркальне віддзеркалення джерела світла і т.п. Вказані умови досягаються застосуванням системи загального і місцевого освітлення і їх розміщення щодо робочих місць. Погіршення функцій зору викликає пряма блескость, тобто надмірна яскравість джерела випромінювання і світильника, і відображена блескость – дзеркальне віддзеркалення світлового потоку від робочої поверхні у напрямі очей працюючих. Негативна дія блескости на зір тим більше, чим точніше, напруженіше і триваліше зорова робота. За наявності блескості знижується продуктивність праці. Підвищується зорова і загальна перевтома.

Обмеження прямої блескости досягається вибором освітлювального приладу з оптимальними для даних умов світлотехнічними характеристиками і правильним їх розміщенням. Важче усунути відображену блескость.

Негативний вплив на зір надають пульсації освітленості при живленні газорозрядних ламп струмом промислової частоти (50 Гц), які викликають стомлення зору. При освітленні швидко предметів, що рухаються або обертаються, може виникати явище стробоскопічного ефекту, що підвищує небезпеку травматизму. В освітлювальній установці повинно вживатися заходів по зниженню пульсацій до рівня, встановленого нормами.

Заходи щодо поліпшення освітлення на промислових підприємствах вимагають додаткових, іноді значних витрат, які швидко окупаються за рахунок підвищення продуктивності праці, поліпшення якості продукції і зниженні травматизму.

Системи освітлення. Джерела світла. Першорядне значення для вибору системи освітлення має точність виконуваних зорових робіт, характер і особливості виробничого устаткування, умов природного освітлення. При виборі систем освітлення необхідно враховувати, що капітальні вкладення і експлуатаційні витрати при комбінованому освітленні нижче, ніж при загальному

Загальні вказівки по вибору джерел світла для освітлювальної установки містяться в галузевих нормах штучного освітлення. Однією з важливих умов при виборі типів джерел світла для внутрішнього освітлення виробничих приміщень є наявність або відсутність вимог по правильному перенесенню кольорів. Джерела світла типів ДРЛ і ДнаТ, в противному випадку повинні застосовуватися, залежно від необхідного рівня перенесення кольорів, люмінесцентні лампи відповідної кольоровості або лампи ДРІ.

Світлотехнічний вибір світильників. Для освітлення промислових підприємств освітлювальний прилад вибирають виходячи з багатьох умов. Економічність загального освітлення виробничих приміщень залежить від вибору освітлювального приладу по найефективніших кривих сили світла для конкретних умов освітлюваного приміщення. Для загального рівномірного освітлення як критерій економічності освітлювального приладу використовуються оптимальні відносини відстані L між сусідніми освітлювальними приладами (або їх рядами) до висоти Н установки освітлювального приладу над розрахунковою поверхнею залежно від типу кривих сили світла.

Вибір світильників по конструктивному виконанню. Можливості застосування освітлювальних приладів в конкретних експлуатаційних умовах визначаються кліматичним виконанням і категорією розміщення освітлювального приладу по Госту.

Конструктивне виконання освітлювального приладу повинне забезпечувати також пожежну безпеку, вибухонебезпеку при установці у вибухонебезпечних приміщеннях і зовнішніх вибухонебезпечних зонах, електробезпеку, надійність, довговічність, стабільність характеристик в даних умовах середовища, зручність обслуговування, включаючи джерело світла.

Розміщення світильників.При розміщенні освітлювальних приладів у виробничих приміщеннях необхідно враховувати наступні умови:

- створення нормованої освітленості найекономічнішим шляхом;

- дотримання вимог до якості освітлення (рівномірність, напрям світла, обмеження тіней, пульсації освітленості, а також прямої і відображеної блескости);

- безпечний і зручний доступ для обслуговування;

- якнайменшу протяжність і зручність монтажу групової сіті;

- надійність зміцнення освітлювального приладу.

При виборі місця і способу установки світлового приладу необхідно зважає на будівельні особливості приміщень, їх висоті, наявності устаткування крана і транспортного. В багатьох приміщеннях виробничих будівель є мостові крани, затінюючі встановлені вище їх освітлювальні прилади загального освітлення, що знижує освітленість в зоні розміщення крана. В цьому випадку під мостом крана необхідно встановлювати освітлювальні прилади підкранового освітлення, живлені від силової сіті крана.

Промислові освітлювальні установки харчуються від трансформаторів, на шинах яких підтримуються постійні рівні напруги, що вимагаються для джерела світла. Для аварійного і евакуаційного освітлення повинен забезпечуватися необхідний ПУЕ ступінь надійності і безперебійності електропостачання. Електроустаткування, вживана в освітлювальних установках, і освітлювальні сіті повинні відповідати умовам навколишнього середовища, забезпечувати вибухо-, пожежо- і електробезпека, мати в необхідних випадках захист від механічних пошкоджень. Система управління освітленням повинна бути зручною для експлуатації.

У виробничих приміщеннях з недостатнім по нормах природним освітленням або без нього в необхідних випадках передбачають установки ультрафіолетового еритмемного опромінювання тривалої або короткочасної дії