Устройство, монтаж и эксплуатация осветительных установок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Основные принципы организации и требования к производству монтажа электрических установок регламентируется Правилами Устройства Электроустановок (ПУЭ) и Строительными нормами и правилами (СНиП), а также монтажными инструкциями, технологическими правилами и инструкциями заводов-изготовителей.

В ПУЭ перечислены требования к электрическим сетям и элементам электроснабжения; указаны правила выбора проводников по нагреву и экономической плотности тока, а также электрических приборов и аппаратов по условию короткого замыкания; приведены общие требования и указания по устройству электротехнических установок, руководящие положения по обеспечению безопасности и эксплуатации электротехнических установок, объем и нормы приемо-сдаточных испытаний электроустановок.

В СНиП приведены нормы и основные технологические параметры и правила монтажа всех видов электротехнических устройств; определены общие требования по организации работ, требования к проектной и технической документации, а также к зданиям и сооружениям, принимаемым под монтаж электрооборудования; рассмотрены другие вопросы организационно-технической подготовки монтажных работ. Кроме того, указаны требования к поставке оборудования, порядок и условие приемки, хранения и сдачи для монтажа. электричество лампа монтаж свет

Нормальная работа электроустановок зависит от различных факторов окружающей среды. На электрические сети и электрооборудование влияют температура окружающей среды и резкие ее изменения, влажность, пыль, газ, пары, солнечная радиация. Эти факторы могут изменять срок службы электрооборудования и кабелей, ухудшать условия их работы, вызвать аварийность, повреждения и даже разрушение всей установки. Особенно зависят от условий окружающей среды электрические свойства изоляционных материалов. Эти материалы под влиянием климата и даже изменения погоды могут быстро и существенно менять, а при критических обстоятельствах и терять свои электроизоляционные свойства.

Влияние неблагоприятных факторов окружающей среды на электрооборудование необходимо учитывать при проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок. Требования по защите электрооборудования и кабельных изделий от воздействия неблагоприятных факторов в процессе хранения, монтажа и эксплуатации изложены в ПУЭ и СНиП.

В зависимости от характера окружающей среды и требований по защите электроустановок от ее воздействия в ПУЭ различают внутренние помещения и наружные установки. В свою очередь, внутренние помещения деляться на сухие, влажные, сырые, особо сырые, жаркие, пыльные, с химически активной средой, пожароопасные и взрывоопасные, а наружные (или открытые) установки - на нормальны, пожароопасные и взрывоопасные. Электроустановки, защищенные только навесом, относят к наружным.

В зависимости от вида технологической деятельности в помещениях различных категорий и возможности поражения людей током в ПУЭ определяется характер исполнения электрооборудования, применяемого для данной среды, виды и способы выполнения электрических сетей.

1. Общие сведения об осветительных установках

Осветительными установками называются специальные электротехнические устройства, предназначенные для освещения территорий.

Установки электрического освещения различных видов выполняют во всех производственных и бытовых помещениях, в общественных, жилых и других зданиях, на улицах, площадях, дорогах, проездах. Кроме установок общего применения имеются специальные, например, для облучения растений в сельском хозяйстве, лечебных целей в медицинских учреждениях, регулирования и управления движением на транспорте и технологическими процессами на производстве и т.д.

Отличительной особенностью осветительных электроустановок является многообразие применяемых схем и способов исполнения электропроводок, конструкций светильников и других источников света. В современных мощных электроустановках применяются сложные устройства автоматики и телеуправления.

Рациональное, экономичное использование электрической энергии и снижение затрат в осветительных электроустановках, в которых используется 10-12 % всей вырабатываемой электроэнергии, является большой народной хозяйственной задачей. Энергетические и другие материальные затраты на освещение определяются типом и параметрами источника света, системой освещения, светотехническими и конструкционными характеристиками светильников, расположением их в помещении, качеством монтажа, способом управления освещением. Правильно выполненное освещение способствует повышению производительности труда, улучшению качества выпускаемой продукции, снижению утомляемости зрения, уменьшению случаев травматизма и аварий на производстве.

В состав осветительной электроустановки входят источники света, осветительные арматуры, пускорегулирующие устройства, электропроводки, электроустановочные изделия и приборы, щиты, щитки и распределительные устройства. В соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) различают освещение общее, местное, аварийное и охранное.

Общим - называют освещение всего или части помещения;

местным - освещение рабочих мест, предметов, поверхностей;

комбинированным - сочетание общего освещения с местным, создающим повышенную освещённость непосредственно на рабочих местах.

Общее освещение может быть равномерным и локализованным, когда светильники размещают так, чтобы на основных рабочих местах создавалось повышенная освещённость.

Основным видом освещения для обеспечения нормальной деятельности во всех помещениях и на открытых участках, где в тёмное время суток производятся работы или происходит движение транспорта и людей, является рабочее.

При нарушении рабочего освещения используется аварийное освещение, обеспечивающее временно продолжение работы или эвакуацию людей. Аварийное освещение располагается в производственных помещениях, коридорах, лестничных клетках. Светильники аварийного освещения должны отличаться от прочих светильников окраской и конструкцией и присоединяться к электросети, не связанной с сетью рабочего освещения.

Электропитание светильников общего, местного, рабочего и аварийного освещений в нормальных помещениях осуществляется с напряжением 127 и 220, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - с напряжением 12, 24, 36 В.

Охранное освещение является составной частью рабочего и устанавливается вдоль границ охраняемой территории с таким расчетом, чтобы одновременно освещались внешняя и внутренняя зоны, примыкающие непосредственно к ограде. К рабочему освещению относят также ремонтное (переносное), которое осуществляется переносными ручными лампами от сетей 127 и 220 В в нормальных помещениях и от сети 12 В в помещениях повышенной опасности и на открытых участках территории предприятия, и светоограждающее для дымовых труб и других особо высоких сооружений для обеспечения безопасности полетов самолетов в темное время суток.

Основным требованием, предъявляемым к освещению, является обеспечение нормируемых параметров освещенности, которые определяются условиями работы, в том числе: размерами окружающих предметов, возможностью различать их, контрастом их с фоном и коэффициентом отражения фона; наличие доступных, опасных для прикосновения предметов, а также наличием светящихся поверхностей большой яркости (при электро- или газосварки, плавке металла).

Монтаж осветительных электроустановок производиться по проекту, в котором приводиться светотехнические расчеты и расчет осветительной сети. При монтаже осветительных электроустановок должны учитываться характер технологического процесса, условия эксплуатации и состояния окружающей среды.

Питание осветительных электроустановок осуществляется от осветительных трансформаторов или от трансформаторов, к которым одновременно присоединены и силовые потребители.

2. Развитие технологий ламп

Электрический свет интернационален по месту своего рождения. В его открытии и создании участвовали выдающиеся учёные и изобретатели из многих стран мира. Первый этап разработки электрических источников света благодаря открытиям и изобретениям Деви, Вольта, Петрова, Мольена, Габела, Адамаса, Шпренгеля, Ладыгина, Яблочкова, Дедриксона и других завершился в 1879г. Созданием Эдисоном лампы накаливания в привычном для нас конструктивном виде. Первые публичные установки электрического освещения появились в конце 19 века в странах Западной Европы, в Америке и России. Электрическая «свеча Яблочкова» произвела сенсацию в Париже и была названа «русским светом».

Конкуренция ламп накаливания появилась с разработкой поколения разрядных ламп в 30-х годах нашего столетия: люминесцентных и ртутных ламп, обладающих двумя выдающимися преимуществами: в несколько раз высокой энергоэкономичностью и продолжительностью работы. Несмотря на большую стоимость, необходимость применения для их включения и работы специальных пускорегулирующих аппаратов (ПРА) и многие другие недостатки, эти лампы стали быстро вытеснять лампы накаливания, и в первую очередь это коснулось областей промышленного и уличного освещения. С 50-х годов люминесцентные лампы стали занимать прочные позиции в освещении помещений общественных зданий (классы и аудитории, офисы, больницы и др.). В конце 60-х разрядные лампы пополнились новым классом - металлогалогенными лампами, которые, сохраняя преимущества ртутных ламп высокого давления (ДРЛ), отличаются более высокими показателями энергоэкономичности и цветопередачи.

Наиболее широко эти лампы стали применяться сначала в освещении спортивных сооружений (для обеспечения требований ТВ - трансляций). Вершиной в разработке энергоэкономичных ламп следует считать натриевые лампы высокого давления с жёлто - золотистым светом. Одна такая лампа мощностью 400 Вт заменяет лампу ДРЛ мощностью 1000 Вт и 10 ламп накаливания по 300 Вт каждая. Из-за недостаточной цветопередачи эти лампы в первую очередь применяются в уличном освещении. Для расширения области применения разрядных ламп в жилых и общественных зданиях в 70-х годах были разработаны компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), в том числе с таким же цоколем, как и у лампы накаливания. Ввернув такую лампу в обычный светильник, можно снизить его мощность в 5-6 раз (например, КЛЛ мощностью 13 Вт заменит лампу накаливания мощностью 75 Вт). В те же годы для подсветки экспозиций на выставках и в музеях появились галогенные лампы, отличающиеся от обычных исключительной компактностью, в 1,5-2 раза большими экономичностью и сроком службы. Наиболее эффективны и безопасны лампы, рассчитанные на напряжение 12 В, хотя при сетевом напряжении они и требуют установки понижающих трансформаторов. Сегодня зеркальные галогенные лампы накаливания стали эффективным и престижным источником света в освещении офисов, банков, ресторанов, магазинов и др. помещений.

Современную историю источников света удивительные по продолжительности работы «вечные» лампы с новым принципом действия. Это так называемые компактные безэлектродные высокочастотные люминесцентные лампы типа QL мощностью 85 Вт и сроком службы 60 тыс. часов, не уступающие по другим характеристикам лучшим разрядным лампам. Представленные в начале 90-х годов фирмой Philips, эти лампы находят всё большее применение, особенно в странах северной Европы. Совсем недавно они были использованы при модернизации освещения большой учебной аудитории в Финляндию. Авторы проекта утверждают, что очередная замена ламп будет проведена в 2025 году.

1879г.- изобретение лампы накаливания

1924г.- изобретение автомобильной фары ближнего/дальнего света

1933г.- внедрение ртутной лампы высокого давления

1938г.- внедрение люминесцентной лампы

1949г.- создание лампы накаливания «мягкого белого» цвета

1954г.- внедрение кварцевой лампы накаливания

1958г.- внедрение галогенной лампы

1962г.- изобретение натриевой лампы высокого давления

1965г.- внедрение металлогалогенной лампы

1973г.- внедрение люминесцентных ламп пониженной мощности

1974г.- внедрение эллипсоидного отражателя

1975г.- внедрение зеркальных ламп с фацетным отражателем

1982г.- внедрение металлогалогенной лампы низкой мощности

1987г.- внедрение люминесцентной лампы Biax в 40 ватт

1989г.- внедрение лампы (Halogen-IR™ PAR)

1991г.- внедрение лампы (ConstantColor™ Presise)

1992г.- внедрение компактной люминесцентной лампы (Biax™Compact)

1994г.- изобретение безэлектродной люминесцентной лампы (Genura)

1995г.- выпуск компактной люминесцентной винтовой лампы (Heliax)

3. Источники света

3.1 Общие сведения

Световой поток большинства источников света распределяется, а в пространстве достаточно равномерно.

Для рационального освещения помещения или открытого пространства требуется обычно распределить световой поток источника света вполне определённым образом: направить его вниз, или вверх. Для такого перераспределения светового потока применяют осветительные приборы.

Светильники являются осветительными приборами ближнего действия, служащими для освещения объектов, находящихся на небольшом расстоянии.

Прожектор в отличие от светильников является осветительным прибором дальнего действия и используется для освещения удалённых объектов.

Светильник состоит из источника света и осветительной арматуры. Главным назначением осветительной арматуры является перераспределение светового потока источника света. Ещё она предохраняет зрение рабочих то чрезмерной яркости источников света, защищает лампу от механических повреждений, защищает полости расположения источника света и патрона то воздействия окружающей среды, служит для крепления источника света, проводов, пускорегулирующих аппаратов.

Оптические системы осветительных приборов предназначены для перераспределения световых потоков источников света. Элементами оптических систем являются: отражатели, преломлятели, рассеиватели, защитные стёкла, экранирующие решётки и кольца.

Отражатели - перераспределяют световой поток лампы. В зависимости от отражения отражатели могут быть диффузными, матовыми или зеркальными.

Рассеиватели - перераспределяют световой поток лампы на основе рассеянного пропускания. Различают диффузные, матовые и матированные рассеиватели. Два последних обладают направленно-рассеянным пропусканием; у матированных рассеивающая способность меньше, чем у матовых.

Преломлятель - перераспределяет световой поток источника света, отразившийся от отражателя, перераспределяется с помощью рассеивателя или преломлятеля. Отдельные типы светильников могут не иметь отражателя или рассеивателя.

Современными электрическими источниками света являются лампы накаливания, люминесцентные низкого давления и ртутные высокого давления и другие виды источников света.

3.2 Лампы накаливания

Лампы накаливания (рис.1) наиболее распространённые в качестве электрического источника света, имеют вольфрамовую нить, чаще всего спиральную, находящуюся в вакууме.

Рисунок 1. - Лампа накаливания

1. Цоколь

2. Стекляная ножка

3. Нить накала

4. Стеклянная колба

По особенностям устройства и принципа действия лампы накаливания, применяемые для целей освещения можно разбить на 2 большие группы: общего применения (обычные лампы в традиционном исполнении) и галогенные лампы накаливания, которые описаны ниже.

Устройство ламп, в принципе осталось таким же, как предложил Эдисон. Для повышения температуры тела накала и снижения его скорости распыления (это основные способы увеличения световой отдачи и срока службы ламп накаливания) вместо угольной нити в современных лампах используется спиральная или биспиральная (спираль из спирали) вольфрамовая проволока и в подавляющем большинстве типов ламп вместо вакуума применяется инертный газ: аргон или криптон. Появился также класс ламп с зеркальным отражателем, т.е. лампы светильники. Лампы очень чувствительны к колебаниям напряжения в сети: при перенапряжении резко снижается срок службы, а недостаточное напряжение ведёт к непропорционально большой потере светового потока (хотя срок службы при этом возрастает). Нормальная работа ламп обеспечивается при колебаниях напряжения не более чем на 5 %. Для сетей с постоянным перенапряжением в России выпускаются лампы с маркировкой 230-240В. Лампы накаливания одинаково хорошо работают на переменном и постоянном токе.

Почти для всех типов ламп средний срок службы составляет 1000 ч. В реальных условиях он может быть меньшим в зависимости от условий эксплуатации и конструктивного исполнения светильника. При работе в среднем 8 ч в день лампа живёт обычно 3-5 месяцев.

Лампы имеют невысокую световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт. Этот показатель растёт при увеличении мощности лампы и снижении напряжения, на которое она рассчитана. Например, лампа мощностью 40 Вт 220В имеет световую отдачу около 10 лм/Вт, а 100-ваттная - до 14 лм/Вт. Лампы одинаковой мощности на 127 и 220 В отличаются по световому потоку на 10-12%. Отличить лучшую по энергоэкономичности лампу можно по её белому излучению.

Лампы накаливания - традиционный источник света в помещениях жилых и общественных зданий. Они создают неповторимую обстановку праздничности или уюта и применяются во всех случаях, когда это необходимо по условиям дизайна. В функциональном отношении они очень эффективны при освещении картин и других нестойких к воздействию света экспонатов. Их невысокий срок службы и световая отдача бывают не столь важны в помещениях с кратковременным пребыванием людей и при низких нормированных значениях освещённости.

3.3 Галогенные лампы

Галогенные лампы по принципу действия эти лампы устроены так же, как и другие лампы накаливания. Главное отличие состоит в том, что внутренний объём лампы заполнен парами йода или брома - т.е. галогенных элементов, что и отражено в названии ламп. Использована химическая способность этих элементов непрерывно «собирать» осевшие на колбе испарившиеся частицы вольфрама (реакция окисления) и возвращать их «домой» на вольфрамовую спираль (реакция восстановления). Этот «галогенно-вольфрамовый цикл» позволяет увеличить температуру и продолжительность жизни тела накала и, в конечном счёте, повысить в 1,5-2 раза световую отдачу и срок службы ламп. Другое важное отличие состоит в том, что колба выполнена не из обычного, а из кварцевого стекла, более устойчивого к высокой температуре и химическим взаимодействиям. Благодаря этому размеры галогенных ламп можно уменьшить в несколько раз по сравнению с обычными лампами такой же мощности. Устройство зеркальных галогенных ламп отличается тем, что зеркальный отражатель вместе с цоколем приклеен к колбе лампы. Зеркальное покрытие выполняется путём напыления на стеклянный отражатель химически чистого алюминия (непрозрачное покрытие) или специального полупрозрачного покрытия. Лампы с полупрозрачным (интерференционным) покрытием почти не нагревают освещаемую поверхность, т.к. ИК излучение пропускается отражателем «назад». Некоторые типы ламп имеют также фильтры, не пропускающие УФ лучи.

Наряду с лампами, рассчитанными для непосредственного включения в сеть с напряжением 220,127 или 110 В, очень широкое применение находят лампы низкого напряжения обычно на 12 В. Как и все лампы накаливания, галогенные лампы резко реагируют на изменение напряжения в сети. Увеличенное на 5-6% напряжение может привести к почти двукратному сокращению срока службы. Энергоэкономичность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания.

Большинство ламп имеют срок службы 2000 ч, т.е. в 2 раза больший, чем обычные лампы накаливания. Некоторые типы зеркальных ламп выпускаются со сроком службы 3000 и 4000 ч.

Энергоэкономичность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания. Световая отдача трубчатых ламп находится в пределах от 14 лм/Вт (при мощности 60 Вт) до 25 лм/Вт (при мощности 2000 Вт). У остальных ламп световая отдача составляет от 14 до 17 лм/Вт при сетевом напряжении и почти до 20 лм/Вт для маломощных ламп низкого напряжения.

Лампы на сетевое напряжение с цилиндрической или свечеобразной колбой с успехом заменяют обычные лампы во всех сферах их применения и особенно там, где требуются небольшие габариты по условиям размещения в стеснённых объёмах или скрытого расположения. Зеркальные лампы, особенно на низкое напряжение, практически незаменимы в технике акцентированного освещения выставок, музеев, витрин, ресторанов, жилых помещений и др.

3.4 Люминесцентные лампы

Для освещения предприятий, учреждений и учебных заведений в настоящее время применяют преимущественно люминесцентные лампы низкого давления (рис.2) представляющие собой стеклянную герметически закрытую трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора.

Рисунок 2. - Люминесцентная лампа низкого давления

1. Цоколь

2. Стекляная ножка

3. Электрод

4. Стеклянная трубка

По форме люминесцентные лампы бывают: прямые трубчатые, фигурные и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

Принцип действия состоит в использовании электролюминесценции (свечения паров металлов и газов при прохождении через них электрического тока) и фотолюминесценции (свечение вещества люминофора при его облучении другим, например, невидимым УФ светом). В люминесцентной лампе электрический разряд происходит при низком давлении ртути и некоторых инертных газов; электролюминесценция характеризуется очень слабым видимым и сильным УФ излучением. Световой поток лампы создаётся главным образом за счёт фотолюминесценции - преобразования УФ излучения в видимый свет слоем люминофора, покрывающим изнутри стенки трубчатой стеклянной колбы. Таким образом, лампа является своеобразным трансформатором невидимого света в видимый. Энергоэкономичность - это основное преимущество люминесцентных ламп. Их световая отдача, в зависимости от цветности, качества цветопередачи, мощности и типа ПРА находится в пределах от 50 до 90 лм/Вт. Наименее экономичны лампы небольшой мощности и высоким качеством цветопередачи.

Поскольку лампа не предназначена для непосредственного включения в сеть, значение напряжения на лампе при её маркировке не приводится. В комплекте с ПРА лампы обычно рассчитаны на питание от сети переменного тока промышленной частоты. Для питания от сети постоянного тока требуются специальные ПРА.

Лампы отличаются высоким сроком службы, достигающим 15000 ч. Некоторые производители приводят с учётом оптимизации расходов на освещение рентабельный срок службы, который может быть в два раза меньше. Указанные в техдокументации значения срока службы значительно меньше продолжительности жизни лампы до полного отказа. В режиме частых включений срок службы лампы сокращается.

Люминесцентные лампы - наиболее массовый источник света для создания общего освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях текстильной и электронной промышленности и др.. Весьма целесообразно их применение в жилых помещениях: для освещения рабочих поверхностей на кухне, общего или местного (около зеркала) освещения прихожей и ванной комнаты. Нецелесообразно применение ламп в высоких помещениях, при температуре воздуха ниже 5°C и при затруднённых условиях обслуживания.

Люминесцентные лампы низкого давления изготовляют на напряжение 127В мощностью 15 и 20Вт, на напряжение 220В - мощностью 30, 40, 65 и 80Вт. Срок службы ламп при нормальном режиме работы 10 000 часов. Светоотдача люминесцентных ламп примерно в 4-5 раз выше, чем у ламп накаливания.

3.5 Компактные люминесцентные лампы

Основная особенность устройства компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) состоит в придании различными способами разрядной трубке таких форм, которые бы обеспечили резкое снижение длины лампы. Кроме того, большинство маломощных ламп, предназначенных для замены ламп накаливания, устроены таким образом, что могут непосредственно или через адаптер ввёртываться в резьбовой патрон. Выпускаются также лампы - светильники: с внешней светорассеивающей оболочкой или отражателем. Чувствительность к колебаниям напряжения такая же, как и у других люминесцентных ламп. Кратковременные колебания напряжения в сети допускается в пределах ± 5-7%, хотя работоспособность ламп сохраняется и при больших колебаниях напряжения.

Срок службы у большинства ламп составляет 10000 ч, т.е. в 10 раз выше, чем у ламп накаливания. При средней наработке 8 ч в сутки замена ламп требуется один раз в 3-4 года.

Лампы со встроенным ПРА не требуют других дополнительных устройств для своей работы. Остальные лампы могут работать с выносными ПРА или ПРА, встроенными в адаптер под стандартный резьбовый патрон.

Энергоэкономичность - одно из главных преимуществ КЛЛ по сравнению с лампами накаливания. Световая отдача ламп находится на уровне от 40 до 80 лм/Вт, повышаясь с увеличением мощности и ухудшением качества цветопередачи. КЛЛ мощностью 5, 7, 11, 15 и 20 Вт заменяют, не снижая освещённости, лампы накаливания мощностью соответственно 25, 40, 60, 75, и 100 Вт.

КЛЛ соединили в себе лучшие свойства, присущие лампам накаливания и обычным люминесцентным лампам, и начинают постепенно вытеснять эти источники из традиционных областей их применения в жилых домах и общественных зданиях. Успешным оказалось их применение в освещении придомовых территорий и для аварийных эвакуационных целей. В некоторых странах на государственном уровне выполняются программы энергосбережения, основанные на замене ламп накаливания на КЛЛ.

3.6 Разрядные лампы высокого давления

Применяемые для освещения разрядные лампы высокого давления можно подразделить на три группы: дуговые ртутные люминесцентные (ДРЛ) высокого давления (рис.3) , металлогалогенные (МГЛ) и натриевые лампы высокого давления (НЛВД) (рис.4).

Основные элементы устройства всех ламп одинаковы. В горелке из прочного тугоплавкого химически стойкого прозрачного материала в присутствии газов и паров металлов возникает свечение разряда - электролюминесценция. Горелка ламп ДРЛ и МГЛ выполнена из кварца, а НЛВД - из специальной керамики - поликора. Горелки содержат зажигающий газ аргон или ксенон и пары металлов при высоком давлении: ртути (у ДРЛ), ртути и смеси галоидов некоторых металлов (у МГЛ - отсюда название этих ламп), ртути и паров натрия (у НЛВД). Разряд происходит под действием приложенного к электродам горелки напряжения. Для облегчения зажигания в некоторых лампах предусмотрен вспомогательный электрод. Горелка размещена внутри внешней колбы обычно прозрачной у МГЛ и НЛВД или покрытой изнутри слоем люминофора (для улучшения цветопередачи) у ДРЛ. Выпускаются также малогабаритные лампы МГЛ и НЛВД без внешней колбы (в основном для установки в прожекторах).

Лампы могут иметь очень высокую мощность, достигающую 1000 и 2000 Вт. Для внутреннего освещения относительно небольших помещений представляют интерес МГЛ и НЛВД мощностью 35 и 70 Вт и ДРЛ мощностью 50,80 и 125 Вт.

Наименее чувствительны к колебаниям напряжения лампы ДРЛ. При изменении напряжения сети на 10-15% в большую или меньшую сторону работающая лампа отзывается соответствующим повышением или потерей светового потока на 25-30%. При напряжении менее 80% сетевого лампа может не зажечься, а в горящем состоянии погаснуть.

Срок службы большинства ламп составляет 10000-15000 ч. Некоторые производители объявляют для отдельных типов НЛВД срок службы в 20000 ч.

Наименьшую световую отдачу среди рассмотренных разрядных ламп имеют лампы ДРЛ: 40-60 лм/Вт, наибольшую НЛВД - до 120 лм/Вт. Лампы МГЛ занимают промежуточное положение: их световая отдача составляет от 60 до 100 лм/Вт. Световая отдача ламп растёт с увеличением мощности.

Традиционные области применения ламп ДРЛ: освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются НЛВД (освещение городов, больших строительных площадок, высоких производственных цехов и др.). Основные области применения МГЛ: открытые и закрытые спортсооружения, некоторые помещения зального типа в общественных зданиях, высокие производственные цеха с высокими требованиями к цветопередаче. Небольшие по мощности лампы всех типов могут успешно применяться для освещения придомовой территории, гаража, а также для дежурного освещения. МГЛ и НЛВД с улучшенной цветопередачей мощностью до 70-100 Вт начинают вытеснять лампы накаливания и люминесцентные лампы из сфер их применения в общественных и жилых зданиях. Все типы ламп с успехом используются для наружного освещения и светового оформления городов (фасады зданий, фонтаны, памятники, зелёные насаждения и др.)

Рисунок 3. - Дуговая ртутная лампа высокого давления (ДРЛ)

1. Кварцевая трубка

2. Слой люминофора

Двухэлектродные лампы ДРЛ выпускают мощностью 80, 125,250,400,700 и 1000 Вт.

Рисунок 4. - Натриевые лампы высокого давления (НЛВД)

3.7 Оптоволокно

Волоконно-оптические технологии в освещении применяются уже несколько десятилетий, но до сих пор считаются экзотикой. Между тем, применение оптоволокна позволяет легко и элегантно решать сотни технических проблем, возникающих при разработке световых проектов, а во многих случаях вообще является единственно возможным решением.

И это совершенно не удивительно, если принять во внимание чудесную сущность оптоволоконной технологии освещения, позволяющей управляться со светом, как с джином из бутылки: загнать его внутрь гибкого световода, провести сквозь стены, через землю и воду, огибая углы и обходя препятствия, а когда необходимо - извлечь в нужных количествах и использовать по назначению. Помогает «повелевать» светом физическое явление многократного полного внутреннего отражения. Конструктивной основой гибких волоконных световодов являются стеклянные оптические волокна, которые выпускаются со специальными добавками, обеспечивающими их стойкость к поражению грибками, плесенью и водорослями, а также с добавками против вредного воздействия ультрафиолетового излучения. Волокно состоит из сердцевины, выполненной из мягкого материала, и более твёрдой оболочки. Разные материалы по-разному преломляют свет, что и заставляет работать физику полного внутреннего отражения: сердцевина должна иметь больший показатель преломления, чем оболочка. Стеклянное оптоволокно давно применяется в телекоммуникации для передачи данных с высокой скоростью. Большие надежды возлагаются сейчас на полимерные волокна (POF - plastic optic fiber), которые примерно вдвое дешевле стеклянных. Пластик не подходит для создания высокоскоростных линий передачи данных, но вполне пригоден для расстояний порядка нескольких десятков метров. Поэтому предполагается, что полимерное оптоволокно станет основой для очередной революции в домашних сетях - создания интеллектуального дома нового поколения. Сеть на основе POF объединит все управляющие и обслуживающие системы дома с мультимедийными хранилищами аудиовизуальной и любой другой информации. В случае успеха такого проекта цена на полимерное оптоволокно, естественно, упадёт, что приведёт, помимо прочего, к ухудшению систем оптоволоконного освещения, главным недостатком которых является пока относительно высокая стоимость. Впрочем, это - будущее, а настоящим следует признать тот факт, что уже сегодня пластиковое волокно широко применяется в освещении, оставив стекло далеко позади по объёмам продаж.

Волокна бывают различных диаметров, причём чем тоньше волокно, тем легче его сгибать, поэтому использование световода (оптоволоконного кабеля), объединяющего несколько волокон, является более практичным, чем применение одного волокна большего диаметра. Для механической защиты волокон в световоде употребляется пластиковая оболочка, сходная с изоляцией обычного кабеля (ПВХ, меголон и т.д.). В случае значительных механических нагрузок применяется двойная оболочка. Световоды бывают двух типов - торцевого и бокового свечения. Оптоволоконные кабели торцевого свечения работают по классической схеме передачи света с минимальными потерями в заданную точку пространства. Принцип действия кабелей бокового свечения, наоборот, основан на «побочном эффекте» свечения оптоволокна, возникающем из-за потерь при внутреннем отражении, когда часть света проходит наружу (это происходит при изгибе волокна, когда угол падения лучей меньше предельного и фактически внутреннее отражение становится не полным, а частичным. В световодах бокового свечения используются такие же волокна, как и в кабелях торцевого свечения, только они особым образом скручены или переплетены. При этом применяется прозрачная гибкая оболочка, и свет становится хорошо видным, создавая боковое свечение вдоль световода.

4. Схемы включения основных электрических источников света

4.1 Основные сведения

Одним из основных технических документов является схема. Существует множество схем включения электрических источников света. Наиболее простым являются схемы включения ламп накаливания, а более сложными - люминесцентных ламп и дуговых ртутных ламп (ДРЛ) высокого давления.

4.2 Схемы включения ламп накаливания

Присоединение с сети двух ламп накаливания, управляемых одним однополюсным выключателем показано на рис.5а. Число ламп может быть больше двух.

Рисунок 5а. - Схема включения

Управление пятью лампами осуществляется двумя, расположенными радом однополюсными выключателями (рис5б).

Рисунок 5б. - Схема включения

Поворотом первого выключают первые 2 лампы, а поворотом второго - остальные 3. Такую схему включения ламп применяют в больших помещениях с режимом работы, требующим различной степени освещенности.

Для попеременного изменения числа включаемых ламп (например в люстре) их присоединяют к сети с помощью люстрового переключателя (рис5в).

Рисунок 5в. - Схема включения

При первом повороте переключателя выключается одна лампа из трех, при втором - остальные две, но выключается первая лампа, третьим поворотом переключателя включаются все лампы, а четвертым - все лампы люстры выключаются.

При необходимости независимого управления одной или несколькими лампами с двух мест применяют схему (рис5г) где используют 2 переключателя, соединенных двумя перемычками.

Рисунок 5г. - Схема включения

Перемычки и провод, идущий от переключателя к лампам, создают необходимые цепи независимого управления лампами с двух мест. Эту схему используют при освещении коридоров и лестничных клеток жилых домов и предприятий, а так же туннелей с двумя или несколькими входами.

Лампы осветительных электроустановок, питаемых от трехпроводной системы трехфазного тока, включают на междуфазное напряжение сети (рис 5д),

Рисунок 5д. - Схема включения

а питаемых от четырехпроводной сети - между фазным и нулевым проводами (рис.5е.)

Рисунок 5е. - Схема включения

4.3 Схемы включения люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы могут включаться в электрическую сеть по стартерной или бесстартерной схемам зажигания.

При включении ламп со стартерной схемой зажигания (рис. 6) в качестве стартера применяют газоразрядную неоновую лампу с двумя ( подвижными и неподвижными) электродами.

Рисунок 6. - Стартерное зажигание люминесцентной лампы

а - схема, б - общий вид стартера; 1 - дроссель, 2 - лампа,

3 - стартер.

Включают люминесцентную лампу в электрическую сеть только последовательно с балластным резистором, ограничивающим рост тока в лампе, и таким образом предохраняющим её от разрушения. В сетях переменного тока в качестве балластного резистора применяют конденсатор или катушку с большим индуктивным сопротивлением - дроссель.

Зажигание люминесцентной лампы происходит следующим образом. При включении лампы между электродами возникает тлеющий разряд, тепло которого нагревает подвижный биметаллический электрод. При нагреве до определенной температуры подвижный электрод стартера, изгибаясь, замыкается с неподвижным, образуя электрическую цепь, по которой протекает ток, необходимый для предварительного подогрева электродов лампы. Подогреваясь, электроды начинают испускать электроны. Во время протекания тока в цепи электродов лампы разряд в стартере прекращается, в результате подвижный электрод стартера остывает и, разгибаясь, возвращается в исходное положение, разрывая электрическую цепь лампы. При разрыве к напряжению сети добавляется ЭДС. Самоиндукции дросселя и возникший в дросселе импульс повышенного напряжения вызывает дуговой разряд в лампе и её зажигание. С возникновением дугового разряда напряжение на электродах лампы и параллельно соединенных с ними электродах стартера снижается на столько, что оказывается недостаточным для возникновения тлеющего разряда между электродами стартера. Если зажигание лампы не произойдет, то на электродах стартера появиться полное напряжение сети и весь процесс повториться.

4.4 Схемы включения ламп ДРЛ

Лампы ДРЛ включают в электрическую сеть переменного тока напряжением 220В. Через поджигающее устройство, при помощи которого осуществляется зажигание лампы импульсом высокого напряжения (рис.7)

Рисунок 7. - Схема включения двухэлектродной лампы ДРЛ

ООДр - основная обмотка дросселя, ДОДр - дополнительная обмотка дросселя, С1 - конденсатор защиты выпрямителя, С2 - зарядный конденсатор, С3 - помехоподавляющий конденсатор, СВ - селеновый выпрямитель, R - зарядный резистор, Л - двухэлектродная лампа ДРЛ, P - разрядник

Поджигающее устройство состоит из разрядника Р, селенового выпрямителя (диода) СВ, зарядного резистора R и конденсаторов С1 и С2. Основная обмотка дросселя в схеме служит для предотвращения резкого возрастания тока в лампе, а так же стабилизации её режима горения.

Зажигание ламп происходит так. При включении лампы ток, проходя через выпрямитель СВ и зарядный резистор R, заряжает конденсатор С2. Когда напряжение на конденсаторе С2 достигнет примерно 220В, происходит пробой воздушного промежутка разрядника Р и конденсатор С2 разряжается на дополнительную обмотку дросселя, в результате чего в основной обмотке дросселя создается повышенное напряжение, импульсом которого и зажигается лампа Л . Для защиты выпрямителя от импульса высокого напряжения служит конденсатор С1, Конденсатор С3 необходим для устранению помех радиоприемнику, создаваемых поджигающим устройством при зажигании лампы.

5. Технология монтажа светильников

Светильники, применяемые для освещения производственных помещений, должны удовлетворять требованиям ГОСТ - 15597. Комплектование, проверка и подготовка светильников к установке выполняются в монтажно-заготовительных мастерских. Светильники, как правило, поставляются заводом изготовителем полностью подготовленными к использованию. В случае необходимости при подготовке и проверке их следует очистить от пыли и грязи и доукомплектовать требуемыми проводами и лампамиКонец формы

При этом определяют и маркируют фазные и нулевые провода, производят зарядку или перезарядку светильников, собирают блоки люминесцентных светильников и комплектные световые линии. Операции по монтажу светильников состоят из установки деталей крепления и конструкций, подвески и крепления светильников, присоединения к электросети и сети заземления. Светильники для ламп накаливания и для ламп ДРЛ одинаковы по конструкции, но последние имеют более сложную конструкцию, большую массу и пускорегулирующую аппаратуру. Корпуса светильников снабжены блоком устройства для ввода провода и различными подвесками. Современные светильники имеют штепсельные соединения или зажимы для присоединения к стационарной электросети.

При строительстве зданий, в особенности крупнопанельных, в них, как правило, предусматривают все отверстия, нищи и закладные части для установки для установки осветительного оборудования и прокладки осветительных сетей. Выключатели и штепсельные розетки при скрытой электропроводки устанавливают в готовых нишах, коробках и стаканов, с креплением шурупами, винтами или имеющими на них распорными лапками.

Надплинтусные штепсельные розетки и потолочные выключатели имеют металлические основания и, как правило, их крепят непосредственно к стене пристреливанием. Выключатели и штепсельные розетки для открытой проводки, потолочные и настенные ламповые патроны устанавливают на деревянных розетках и крепят шурупами.

Светильники, и их рассеиватели и защитные сетки должны быть прочно закреплены. Крюки и другие приспособления для крепления светильников массой до 100 кг испытывают в течении 10 мин пятикратной массой, а светильники (люстры) массой более 100 кг - двукратной массой плюс 80 кг. При креплении светильников к потолку на дюбелях, забиваемым монтажным пистолетом, каждую точку подвеса испытывают тройной массой светильника плюс 80 кг.

Если масса светильника не превышает 10 кг, его подвешивают на крюках с помощью колец или скоб блока крепления. Крюки У623, У625 и У629 длиной 60; 155 и 215 мм устанавливают в железобетонных потолках. Из изолируют, а блок подвески снабжают изолирующим кольцом.

Если светильник устанавливают на шпильку с резьбой, ее закрепляют на основании.

Светильники с резьбой и кольцом устанавливают на стенах, колонах и фермах с помощью кронштейнов У116, К290 и У25М, закрепляемых дюбелями или приваркой.

К металлическим и железобетонным фермам, а также к ограждениям технологических площадок светильники крепятся с помощью подвесок различной длины или трубчатыми кронштейнами. При установке светильников на монтажном профиле К108 их крепят двумя винтами М6.

Люминесцентные светильники подвешивают на коробках КЛ и КЛ2 с помощью специальных держателей, перемещающихся вдоль короба в щели. Заземляющий провод присоединяют к приваренному внутри короба зажиму. Магистральные короба КЛ закрепляют на тросовых подвесках, потолочных скобах и кронштейнах.

На шинопроводах ШОС светильники крепят хомутом с крючком К470. Предельная нагрузка на 1 м шинопровода 12 кг. При прокладке шинопровода по стенам и нижним поясам ферм светильники устанавливают на кронштейнах, прикрепленных к этим строительным основаниям.

При креплении на тросе светильники устанавливают на тросах подвесках с обоймами на крюке, приваренном к металлической пластинке с ответвленной коробкой; к скобе в разъемной ответвленной коробке при тросовом проводе АРТ.

При установке на шинопроводах ШРА, прокладываемых по одной трассе с ШОС светильники крепят на боковых поверхностях ШРА симметрично по обе стороны с помощью специальных кронштейнов.

Светильники заряжают медными проводами сечением 0,5-1,5 мм². Провода пропускают через подвесные штанги, кронштейны, подвесы и стойки; соединение проводов внутри их запрещено.

Светильники с лампами накаливания и ДРЛ подключают к электросети через вводный блок, двухполюсные штепсельные соединения, через колодки зажимов.

Металлические корпуса светильников заземляют отдельными ответвлениями от нулевого провода электропроводки, концы которого присоединяют к корпусам светильников заземляющими винтами.

При монтаже осветительного оборудования выполняют следующие основные требования: светильники в ряду и по высоте выравнивают так, чтобы отклонения их не были заметны на глаз; установочные изделия закрепляют по центру розеток, нищ выверяют строго по вертикали и горизонтали положения их рукояток, кнопок и штепсельных гнезд.

Выключатели с рычажными и клавишными рукоятками устанавливают так, чтобы при включении цепи (освещения) рукоятка двигалась вверх. Штепсельные розетки устанавливают так, чтобы гнезда располагались по горизонтали. Выключатели общего освещения, штепсельные розетки устанавливают у входа в помещение так, чтобы они не загораживались открывающейся дверью. Выключатели для санузлов и штепсельных розетки устанавливают вне этих помещений.

6. Эксплуатация осветительных установок

6.1 Общие положения

Ни одна осветительная установка, как это следует из многочисленных обследований, не может оставаться эффективной, если за ней не будет обеспечен регулярный и хороший уход. Старение ламп и связанное с этим снижение их светового потока, накопление пыли и грязи на отражающих и рассеивающих поверхностях светильников и лампах, а также постепенное ухудшение отражающих свойств поверхностей помещений и оборудования - все это способствует потере светового потока и постепенному уменьшению уровня освещенности.

Старение источников света является неизбежным, степень же загрязнения светильников и поверхностей помещений и оборудования может контролироваться, а при хорошо организованной эксплуатации последствия загрязнения могут быть сведены к минимуму.

Правильная организация эксплуатации осветительных установок должна предусматривать: тщательную приемку осветительных установок после окончания монтажных работ и после капитальных ремонтов, своевременную смену ламп и чистку светильников, планово-предупредительный осмотр и ремонт светильников и электрической сети.

6.2 Замена ламп и чистка светильников

Сохранность условий освещения, создаваемых осветительной установкой в процессе эксплуатации, зависит от ухода за ней и в значительной степени от своевременности замены источников света и содержания в чистоте осветительных приборов.

Самый простой и, сожалению, наиболее часто применяемый метод замены - это индивидуальный метод замены ламп, когда лампы заменяются по мере сгорания. Недостатком этого является длительное использование потерявших свою эффективность ламп и связанное с этим снижение освещенности, создаваемой осветительной установкой.

Очень важной, необходимой и трудоемкой частью работ по эксплуатации осветительных установок является периодическая очистка колб ламп и отражающих, рассеивающих и других поверхностей и деталей светильников от накопляющейся на них пыли и грязи.

Частота чистки светильников зависит от многих факторов и в первую очередь от среды освещаемого помещения. Так, светильники в цехах металлургического завода нуждаются в большей частоте обслуживания, чем установленные в коридоре больницы. Точно так светильники в шлифовальной мастерской должны чиститься чаще, чем светильники в зале заседания, расположенном в том же здании.

Количество чисток, определенные главой II-А, 9-71 СНиП «Искусственное освещение. Нормы проектирования» по количеству пыли, дыма и копоти, содержащихся в воздушной среде помещений и наружных пространств, указаны в табл.1

Таблица 1. - Количество чисток светильников

Освещаемые объекты	Кол-во чисток не менее
Производственные помещения, в воздушной среде которых содержаться пыль, дым и копоть в количествах:
10 мг/м3 и более	2 раза в месяц
От 5 до 10 мг/м3	1 раз в месяц
Не более 5 мг/м3	1 раз в 3 месяца
Вспомогательные помещения с нормальной воздушной средой и помещения общественных и жилых зданий	1 раз в 3 месяца
Площадки промышленных предприятий, в воздушной среде которых содержаться пыль, дым и копоть в количествах:
Более 5 мг/м3	1 раз в 3 месяца
До 0,5 мг/м3	1 раз в 6 месяцев
Улицы, площади, дороги, территории общественных зданий, жилых районов и выставок, парки, бульвары	1 раз в 6 месяцев

6.3 Приспособления для обслуживания светильников

Особые трудности для эксплуатации осветительных установок вызывает обслуживание светильников, как правило, установленных на значительной высоте от пола (земли). Выполнение работ по замене источников света и загрязненных частей, участвующих в образовании светотехнической схемы светильников, зависит от наличия приспособлений или устройств для доступа к ним. Для этой цели в зависимости от высоты установки светильников могут быть использованы : приставные лестницы или стремянки, передвижные и самоходные телескопические и шарнирно-телескопические вышки, спускные устройства, подвесные и мостовые грузоподъемные краны, стационарные светотехнические мостики, автомашины с корзинкой или площадкой на раздвижной телескопической или шарнирно-телескопической вышке.

Приставные лестницы и стремянки. «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» обслуживание осветительных установок с этих устройств допускается при высоте подвеса светильников, не превышающей 5м, не менее чем двумя лицами. Длина лестниц и стремянок, должна быть такой, чтобы рабочий мог работать стоя на ступеньке, отстоящей на 1м от верхнего края лестницы, стремянки. Если стремянка имеет площадку - она должна быть ограждена на высоту 1м (рис. 8)

Рисунок 8. - Стремянка

Передвижные, телескопические и шарнирно-телескопические подъемники.

Телескопические подъемники широко и успешно применяются для обслуживания светильников наружного освещения, установленных на опорах или кронштейнах на стенах зданий на высоте 6м и более от уровня земли.

Применение для обслуживания светильников в промышленных зданиях передвижных телескопических подъемников, подобных изображенным на рис.8 и рис.9, малоэффективно. Эти подъемники обеспечивают узкий фронт работ, ограниченный размерами люльки. На подъем и опускание телескопа перед перемещением подъемника вручную с одной рабочей позиции на другую затрачивается большое количество времени. Как и при использовании лестниц и стремянок, светильники должны располагаться так , чтобы технологическое оборудование и выступающие части фундаментов не мешали установке подъемника. Недостатки подъемников такого типа являются причиной их весьма ограниченного применения в промышленности.

Рисунок 9. - Телескопическая вышка ВТ - 8

Рисунок 10. - Телескопическая вышка ВТ - 14

7. Планово-предупредительный осмотр, проверка и ремонт светильников

Для обеспечения нормальной работы осветительной установки за ней нужен постоянный надзор. Во время эксплуатации необходимо осуществлять предупредительные периодические осмотры, проверки и ремонты элементов осветительного оборудования. Сроки осмотров и ремонтов устанавливаются службой электрохозяйства предприятия в соответствии с правилами технической эксплуатации в зависимости от среды помещения, особенностей и назначения элементов осветительного оборудования.

Осмотру, ремонту и проверке подлежат светильники, групповые и магистральные щитки, провода, выключатели, переключатели, штепсельные розетки. Рекомендуемые сроки планово-предупредительных осмотров и ремонтов всех перечисленных элементов осветительной установки указаны в табл. 2.

Таблица 2. - Рекомендуемые сроки планово-предупредительных осмотров и ремонтов

Объекты осмотра и ремонта.	Для помещений с нормальной средой и для установок наружного освещения.	Для помещений сырых, особо сырых, пыльных, с едкими парами или газами, пожара- или взрывоопасных.
Щитки, выключатели, штепсельные розетки, осветительные приборы и др. осветительные установки.	1 раз в 4 месяца	1 раз в 2 месяца
Те же, но относящиеся к аварийному освещению, за исключением штепсельных розеток.	1 раз в 2 месяца	1 раз в месяц

Осмотром и проверкой светильников должны устанавливаться: наличие, целостность и надежность закрепления рассеивателей, защитных стекол, экранирующих решеток, отражателей, надежность электрических контактов, состояние изоляции зарядных проводов, должны устанавливаться и устраняться возникающие неисправности в светильниках с люминесцентными лампами, причиной которых могут быть лампы, стартеры, ПРА, ошибки в схеме и др.

В установках с большим количеством люминесцентных светильников проверку их для обнаружения причин повреждения желательно производить на стенде в ремонтном отделении мастерской.

...