Эксплуатация осветительных электроустановок

1. ВИДЫ ОСВЕЩЕНИЯ.

Установки электроосвещения 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. Специальные устройства электроосвещения называют осветительными установками.

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 его нарушении используется аварийное освещение, обеспечивающее временно продолжение работы или эвакуацию людей. Охранное освещение является составной частью рабочего и устанавливается вдоль границ охраняемой территории. К рабочему освещению относят ремонтное (переносное) и свето-ограждающее для дымовых труб и других особо высоких сооружений.

2. СВЕТИЛЬНИКИ И ПРОЖЕКТОРЫ

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 матированныерассеиватели. 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.

Принцип действия ламп накаливания основан на преобразовании электрической энергии, подводимой к её нити, в энергию видимых излучений, воздействующих на органы зрения человека и создающих у него ощущение света, близкого к белому.

Лампы накаливания, из внутреннего объёма (колбы) которых  выкачан воздух, называют вакуумными, а заполненные инертными газами  - газополными.

Газополные  лампы при прочих равных условиях имеют большую, чем  вакуумные лампы, световую отдачу, поскольку находящийся в колбе под давлением газ препятствует испарению вольфрамовой нити, что позволяет повысить её рабочую температуру, а следовательно, и световую отдачу.

Недостатком их является некоторая дополнительная потеря тепла нити накала через конвекцию газа, заполняющего внутреннюю полость колбы. А основным недостатком ламп накаливания является низкая световая отдача: только 2-4% потребляемой или электрической энергии превращается в энергию видимых излучений, воспринимаемых глазом человека, остальная часть энергии преобразуется в тепло, излучаемое лампой.

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

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. Одной из разновидностей люминесцентных ламп являются дуговые ртутные лампы (ДРЛ) высокого давления, (рис.3) которые служат для освещения городских улиц, площадей, а так же территории и производственных помещений предприятий и выпускаются двухэлектродные и четырёхэлектродные.

1. кварцевая  трубка                  2. слой люминофора

Рис.3 Дуговая ртутная лампа высокого давления (ДРЛ).

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

2.0 СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  ИСТОЧНИКОВ СВЕТА.

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.

2.1. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ.

Присоединение с сети двух ламп накаливания, управляемых  одним однополюсным выключателем показано на (рис.4а.) Число ламп может быть больше двух.

Рис.4а.

Управление  пятью лампами осуществляется двумя, расположенными радом однополюсными выключателями (рис.4б).

Рис. 4б.

Поворотом первого  выключают первые 2 лампы, а поворотом  второго – остальные. 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 (рис.4в). 

Рис. 4в. 

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 (рис.4г), где используют 2 переключателя, соединенных двумя перемычками.

Рис. 4г

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 4д),

а питаемых от четырехпроводной сети – между фазным и нулевым проводами (рис.4е.)

2.2. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ЛЮМИНИСЦЕНТНЫХ ЛАМП

Люминесцентные  лампы могут включаться в электрическую сеть по стартерной или бесстартерной схемам зажигания. При включении ламп со стартерной схемой зажигания (рис. 5) в качестве стартера применяют газоразрядную неоновую лампу с двумя ( подвижными и неподвижными) электродами.

Рис. 5. 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.

2.3 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. 6)

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.

3.0 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК.

Эксплуатация  осветительных установок осуществляется в соответствии с установленными правилами. На электрических станциях не реже одного раза в квартал производятся контрольные измерения освещенности, не реже одного раза в год - чистка светильников

Эксплуатацию осветительных  установок производят по специально разработанным нормам и правилам, согласно которым они должны обеспечивать определенные требования к уровню освещенности и качеству освещения, при этом учитывают особенности освещаемого объекта.

При эксплуатации осветительных установок производственного  освещения необходимо проводить  регулярную очистку остекленных  проемов и светильников от загрязнений, своевременную замену перегоревших ламп, контроль напряжений в осветительной  сети, систематический ремонт элементов светотехнической и электрической частей осветительной установки. При эксплуатации осветительных установок и сетей часто в процессе технического перевооружения цехов возникает необходимость замены отдельных участков осветительных электропроводок или их новой прокладки. Поэтому электромонтер должен знать основные требования, предъявляемые к надежности осветительных сетей, их пожарной безопасности, эстетике

3.1 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».

Освещаемые  объекты	Количество  чисток
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