Технический уровень электрооборудования бытовых приборов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Описание технологического процесса

1.2 Выбор рода тока и напряжения

1.3 Выбор и обоснование схемы электроснабжения

1.4 Выбор электродвигателей

1.5 Расчет схемы освещения

1.6 Выбор силовых понижающих (повышающих) трансформаторов

1.7 Выбор электрооборудования

1.8 Расчет релейной защиты

1.9 Расчет сети заземления и молниезащиты

2. Охрана труда

2.1 Охрана труда при монтаже и эксплуатации электрооборудования

2.2 Мероприятия по противопожарной безопасности

2.3 Техника безопасности при работе с электрооборудованием

Литература



Введение

Общие промышленные механизмы играют в народном хозяйстве важную роль. Они являются основным средством механизации и автоматизации различных производственных процессов. Задачи, которые возлагаются на общепромышленные механизмы, обуславливают большое разнообразие их электроприводов, которые различаются по мощности и по сложности. Специалисты, которые занимаются эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом электрооборудования, должны быть хорошо знакомы с технологией и электрическими схемами того или иного механизма. К общепромышленным механизмам относится большой класс рабочих машин, которые применяются в разнообразных отраслях народного хозяйства. К их числу относятся подъемные краны, пассажирские и грузовые подъемники, эскалаторы, различные конвейеры, вентиляторы и насосы. В заводских цехах, электростанциях и других промышленных предприятиях подъем и транспортировка грузов осуществляется кранами различных конструкций. Грузоподъемность лежит в широких пределах. Мостовые краны обслуживают цеха металлургических заводов, башенные и другие краны работают на строительстве зданий. Лифты- это механизмы вертикального транспорта предназначенные для транспортировки пассажиров и грузов в жилых, производственных и административных зданиях.

Последние десятилетия сильно изменили наш быт. В повседневной жизни используются множество электрических приборов и механизмов, которые облегчают домашний труд. К механизмам бытовой техники относятся стиральные машины, пылесосы, утюги и т. д. Технический уровень бытовых приборов определяется техническим уровнем электрооборудования которым они оснащены.



1. Технологическая часть

1.1 Описание технологического процесса

В различных отраслях народного хозяйства используются подъемные механизмы прерывистого режима работы, служащие для перемещения людей и грузов в вертикальном направлении по строго определенному пути в специальных грузонесущих устройствах-кабинах, ковшах, сосудах и т.п. К числу самых распространенных механизмов вертикального транспорта относятся лифты, которые находят все большее применение в зданиях современных промышленных предприятий и в жилых домах.

Лифты являются стационарными механизмами, предназначенными для транспортировки с одного этажа здания на другой грузов и людей в кабинах, которые перемещаются в огражденной со всех сторон шахте. В настоящее время лифты выполняются с высокой степенью автоматизации операций по открыванию и закрыванию дверей, по передвижению и остановке кабины; отличаются безусловной безопасностью, комфортабельностью и общедоступностью пользования.

По назначению лифты разделяют на пассажирские, грузовые с проводником и без проводника, грузопассажирские, специальные. По скорости движения кабины различают тихоходные ( до 0,5 м/c)? ,быстроходные ( до 1,0 м/с) и скоростные (свыше 1,0 м/с) пассажирские лифты. Грузовые лифты чаще всего работают при скорости движения кабины 0,1-0,5 м/с. Грузоподъемность грузовых лифтов составляет от 250 до 1500 кг. При большом разнообразии вариантов конструкций пассажирских и грузовых лифтов основными узлами оборудования для них являются подъемная лебедка, канаты, кабины, противовес, двигатель, механический тормоз и аппаратура управления.

Для качественного выполнения операций по транспортировке грузов и пассажиров при высокой производительности электропривод лифтов должен обеспечить: реверсивную работу двигателя; плавный пуск и торможение при условии, чтобы ускорения и замедления, а также их производные не превышали установленные нормы; минимальное время переходных процессов; точную остановку кабины против уровня пола этажа.

Выполнение этих требований связано с некоторыми особенностями работы лифтов, которые хорошо видны из формулы производительности грузового лифта (числа перевезенных пассажиров в час):

П= , (1.1)

где - номинальная емкость кабины(грузоподъемность) , т. е число пассажиров без проводника; Н-высота подъема, м; - скорость движения кабины, м/c; -время, затрачиваемое на всех остановках на открывание и закрывание дверей, вход и выход пассажиров, разгон и торможение кабины, с; -коэффициент загрузки кабины, зависящий от интенсивности потока пассажиров; для лифтов 6-10 этажных зданий =0,6 ч0,8.

Из формулы следует, что производительность лифта прямо пропорциональна емкости кабины и определяется скоростью, но не в прямой пропорции. Для лифтов с большими кабины в значительно возрастает второй член знаменателя, зависящий в основном от времени входа и выхода пассажиров из кабины.

Для привода лифтов применяют двигатели с жестокими механическими характеристиками- трехфазные асинхронные и постоянного тока с независимым возбуждением, специально рассчитанные но повторно- кратковременный режим работы ( серий АС, АСШ, МПЛ, а также крановых серий), либо двигатели продолжительного режима работы ( серий А02,4А,П,2П). Для упрощения конструкции лифтовых установок и возможности эксплуатации их персоналом средней квалификации целесообразно применять наиболее простой электропривод с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Однако такие двигатели могут быть использованы только в тихоходных пассажирских и грузовых лифтах.

Быстроходные лифты для повышения точности остановки оборудуются асинхронными двухскоростными двигателями, обеспечивающими пониженную скорость перед остановкой кабины. Асинхронные двигатели с фазным ротором устанавливаются в тихоходных и в редких случаях в быстроходных лифтах, обычно при ограниченной мощности сети, питающей подъемную установку.

Все электрооборудование лифтов выполняются в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации лифтов». Напряжение главных цепей в шахтах, кабинах и на этажных площадках должно быть не выше 380 В, осветительных цепей, а также цепей управления и сигнализации- не выше 220 В, переносных ламп- не выше 36 В.

Для управления лифтами, кроме аппаратуры общего применения (контакторы, реле, кнопки управления, конечные выключатели и др.) , используется специальная аппаратура.

Этажные переключатели устанавливаются в стволе шахты около каждого этажа и дают информацию о положении кабины, необходимую для построения схемы автоматического выбора направления движения, а также команду на отключение двигателя при остановке. Они представляют собой трехпозиционные путевые командоаппараты.

Рычажные переключатели применяют в схемах управления грузовыми лифтами.

Переключатели скорости имеют несколько другой конструктивный вид, но тот же принцип действия, что и этажные переключатели. Их устанавливают в стволе шахты на расстоянии 0,5-0,6 м ниже и выше уровня пола этажа; они служат для подачи импульса на снижение скорости перед остановкой кабины. Существенным недостатком любой конструкции механических переключателей является их быстрая разрегулировка, особенно при больших скоростях движения механизма и частых переключениях. Такие переключатели при работе создают также значительный шум и радиопомехи. Поэтому в настоящее время все более широко применяются бесконтактные датчики, работающие на принципе изменения электрических параметров.

Индуктивные датчики ИД используются в качестве этажных переключателей и переключателей скорости в схемах управления быстроходными лифтами. Общий вид схемы включения показан на рис.

При разомкнутой магнитной системе сопротивление катушки датчика будет невелико. Когда стальная скоба при движении кабины перекрывает магнитную систему датчика, резко возрастает его индуктивное сопротивление и скачком изменяется ток в цепи катушки. Это обстоятельство можно использовать для включения и отключения реле управления РП, работающих на переменном или постоянном токе. Для обеспечения надежной и четкой работы реле параллельно катушке включается конденсатор С, емкость которого подбирают из условия получения в контуре режима, близкого к резонансу токов.

Контакты пола имеют такое же устройство, как и дверные. Они приводятся в действие при входе пассажира в кабину, так как пол кабины выполняется подвижным.

Контакты ловителя связаны с механизмом захвата ловителя. При его срабатывании контакты размыкаются и отключают двигатель лифта.

Магнитная отводка- электромагнитное устройство, устанавливаемое на кабине и контролирующее работу замков дверей шахты. Магнитная отводка имеет специальный упор, соединенный с якорем электромагнита. Когда кабина находится на этаже, катушка магнитной отводки не получает питание, и под действием пружины упор отводит защелку замка дверей шахты, позволяя их открыть. При движении кабины на катушку подается напряжение, упор убирается, и дверь шахты остается закрытой. Такие отводки применялись в лифтах с ручным приводом дверей шахты.

1.2 Выбор рода тока и напряжения

Для производства и распределения электроэнергии используется трехфазный ток с промышленной частотой 50 Гц. Это объясняется большой экономичностью сетей по сравнению с электроприводными сетями к установкам однофазного тока и возможностью применения промышленной сети трехфазных асинхронных и синхронных двигателей, которые наиболее надежны, экономичны и просты в эксплуатации. Существуют следующие стандарты напряжения : 1000В, 220В, 380В, 110В и т.д.

В настоящее время стало доказано что целесообразно и выгодно применять для внутреннего электроснабжения 10кВ, что обеспечивает наилучший экономический показатель. В электросетях напряжение до 1000В принята следующая шкала напряжений : 127В, 220В, 380В, 660В. Использования напряжения 127В экономически неоправданно из-за больших потерь электроэнергии.

Напряжение 220В применяется для цепей освещения питания мелких однофазных электродвигателей и нагревательных приборов.

Напряжение 380В применяется для питания электродвигателей промышленных предприятий.

Напряжение 660В используется целесообразно и неэкономично, так как это требует дополнительной установки трансформаторов для питания осветительных установок.

Исходя из этого можно сделать вывод, что в данном курсовом проекте целесообразно использовать системы напряжения на 380-220В.

1.3 Выбор и обоснование схемы электроснабжения

Общие принципы построения схем внутризаводского распределения электроэнергии

Характерной особенностью схем внутризаводского распределения электроэнергии является большая резветвленность сети и наличие большого количества коммутационнозащитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономические показатели и на надежность системы электроснабжения. С целью создания рациональной схемы распределения электроэнергии требуется всесторонний учет многих факторов, таких как конструктивное исполнение сетевых узлов схемы, способы канализации электроэнергии, ток КЗ при разных вариантах и др. при проектировании схемы важное значение приобретает правильное решение вопросов питания силовых и осветительных нагрузок в ночное время, в выходные и праздничные дни. Для взаимного резервирования рекомендуется использовать шинные и кабельные перемычки между ближайшими подстанциями, а также между концами сетей низшего напряжения, питаемых от разных трансформаторов. В общем случае схемы внутризаводского распределения электроэнергии имеют ступенчатое построение. Считается нецелесообразным применение схем с числом ступеней более двух-трех, так как в этом случае усложняется коммутация и защита сети. На небольших по мощности предприятиях рекомендуется применять одноступенчатые схемы. Схема распределения электроэнергии должна быть связана с технологической схемой объекта. Питания приемников электроэнергии разных параллельных технологических потоков должно осуществляться от разных источников: подстанций, РП, разных секций шин одной подстанции. Это необходимо для того, чтобы при аварии не останавливались оба технологических потока. В то же время взаимосвязанные технологические агрегаты должны присоединяться к одному источнику питания, чтобы при исчезновении питания все приемники электроэнергии были одновременно обесточены. При построении общей схемы внутризаводского электроснабжения необходимо принимать варианты, обеспечивающие рациональное использование ячеек распределительных устройств, минимальную длину распределительной сети, максимум экономии коммутационно-защитной аппаратуры.

Выбор схем распределительной сети предприятия

Внутризаводское распределение электроэнергии выполняют по магистральной, радиальной или смешанной схеме. Выбор схемы определяется категорией надежности потребителей электроэнергии, их территориальным размещением, особенностями режимов работы. Радиальными схемами является такие, в которых электроэнергия от источника питания передается непосредственно к приемному пункту. Чаще применяют радиальные схемы с число ступеней не более двух. Одноступенчатые радиальные схемы применяют на небольших и средних по мощности предприятиях для питания сосредоточенных потребителей (насосные станции, печи, преобразовательные установки, цеховые подстанции), расположенных в различных направлениях от центра питания. Радиальные схемы обеспечивают глубокое секционирование всей системы электроснабжения, начиная от источников питания и кончая сборными шинами до 1кВ цеховых подстанций (рис.5.1). Питание крупных подстанций и подстанций или РП с преобладанием потребителей l категории осуществляют не менее чем двумя радиальными линиями, отходящими от разных секций источника питания. Отдельно расположенные однотрансформаторные подстанции мощностью 400-630 кВ А получают питание по одиночным радиальным линиям без резервирования, если отсутствуют потребители l и ll категорий и по условиям прокладки линии возможен ее быстрый ремонт. Если обособленные подстанции имеют потребителей ll категории, то их питания должно осуществляться двухкабельной линией с разъединителями на каждом кабеле (подстанция ТП4 на рис. 5.1).

Двухступенчатые радиальные схема (рис. 5.2) с промежуточными РП применяют на больших и средних по мощности предприятиях для питания через РП крупных пунктов потребления электроэнергии, так как нецелесообразно загружать основной центр питания предприятия с дорогими ячейками РУ большим количеством мелких отходящих линий. От вторичных РП питание подается на цеховые подстанции без сборных шин высшего напряжения. В этом случае используют глухое присоединение трансформаторов или предусматривают выключатель нагрузки, реже- разъединитель. Коммутационно-защитную аппаратуру при этом устанавливают на РП. Магистральные схемы распределения электроэнергии применяют в том случае, когда потребителей много и радиальные схемы нецелесообразны.

Рис.1.1

Рис.1.2

Основное преимущество магистральной схемы заключается в сокращении звеньев коммутации. Магистральные схемы целесообразно применять при расположении подстанций на территории предприятия, близком к линейному, что способствует прямому прохождению магистралей от источника питания до потребителей и тем самым сокращению длины магистрали. Недостатком магистральных схем является более низкая надежность по сравнению с радиальными схемами, так как исключается возможность резервирования на низшем напряжении однотрансформаторных подстанций при питании их по одной магистрали. Рекомендуется питать от одной магистрали не более двух-трех трансформаторов мощностью 2500-1000 кВ А и не более четырех-пяти при мощности 630-250 кВ А. существует много разновидностей модификаций магистральных схем, которые с учетом степени надежности делят на две группы: одиночные магистрали (рис. 1.3) и схемы с двумя и более сквозными магистралями (рис.1.4).

Рис.1.3

Одиночные магистрали без резервирования допускаются только для потребителей lll категории. Схемы с двумя и более сквозными магистралями имеют высокую надежность и могут применяться для потребителей любой категории надежности. Двойные сквозные магистрали целесообразны для цеховых подстанций или РП с двумя секциями сборных шин (М1 и М2 рис. 5.4) или же для цеховых двухтрансформаторных подстанций без сборных шин на стороне высшего напряжения (М3 и М4 рис.5.4). В зависимости от передаваемой мощности к каждой магистрали подключают от двух до четырех подстанций.Секции шин ТП или РП в нормальном режиме работают раздельно. В случае аварии на одной магистрали ТП или РП подключают к магистрали, оставшейся в работе.

Рис.1.4

При магистральных схемах питания цеховых подстанций на вводе к трансформатору устанавливают более дешевую коммутационную аппаратуру в виде выключателя нагрузки или разъединителя. Если требуется обеспечить избирательное отключение трансформатора при его повреждении или если защита на головном выключателе не чувствительна при повреждении трансформатора, то последовательно с выключателем нагрузки или разъединителем устанавливают предохранитель типа ПК, предназначенный для отключения поврежденного трансформатора без нарушения работы остальных. В практике проектирования и эксплуатации редко применяют схемы внутризаводского распределения электроэнергии, построенные только по радиальному или только по магистральному принципу. Сочетания преимуществ радиальных и магистральных схем позволяет создать систему электроснабжения с наилучшим технико-экономическими показателями.

Вывод: исходя из описанного выбираем одиночную магистральную схему ( с двухсторонним питанием ), так как эти схемы применяются для потребителей lll категории ( станки, подъемники, насосы, установки) и имеют высокую надежность. На практике целесообразно использовать внутризаводское распределение энергии не только магистральные, но и радиальные схемы электроснабжения. Это позволяет создать систему с наилучшим технико-экономическими показателями.

1.4 Выбор электродвигателей

Для выбора типа электродвигателя наряду с изучением технологического процесса, характеристики среды, необходимо определить его нагрузку, вид механической характеристики, диапазон плотности регулирования скорости, динамические свойства, конструктивное исполнение по способу защиты его от окружающей среды и по способу вентиляции. При выборе системы электропривода также необходимо оценить его экономические показатели, КПД, коэффициент мощности cosф, стоимость электрооборудования и строительной части надежность в эксплуатации и т.д. Правильность выбора электродвигателя предполагает правильное определение его мощности и правильный выбор скорости вращения. На нефтеперерабатывающих предприятиях (НПП) наиболее распространены трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Для крупных компрессоров и других агрегатов применяют синхронные электродвигатели . Трехфазные асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Асинхронный двигатель состоит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: подвижного статора и вращающегося ротора. Каждая из этих частей имеет сердечник и обмотку. При этом обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора-вторичной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнитной связи между обмотками. Стремление улучшить пусковые свойства асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором привело к созданию асинхронных двигателей с особой конструкцией ротора: двигателей с глубокими пахами на роторе и двигателей с двумя короткозамкнутыми клетками на роторе. Двигатели с глубокими пазами на роторе. От обычного асинхронного двигателя этот двигатель отличается тем, что у него паза ротора сделаны в виде узких глубоких щелей, в которой вложены стержни обмотки ротора, представляющие собой узкие полосы. В момент включения двигателя, когда частота тока в роторе имеет небольшие значение, индуктивное сопротивление нижней части каждого стержня значительно больше верхней. Объясняется это тем, что нижняя часть стержня оценлена с большим числом магнитных силовых линий поля рассеяния (рис.1,а). На рис.1,б показан график распределения плотности пускового тока в стержне ротора с глубокими пазами по высоте стержня. Из этого графика следует, что почти весь ток ротора проходит по верхней части стержня, поперечное сечение которой намного меньше сечения всего стержня. Двигатель с двумя клетками на роторе. Еще лучшими пусковыми свойствами обладают асинхронные двигатели с двумя короткозамкнутыми клитками на роторе (рис.2,а). Стержни пусковой клетки обычно выполняют из латуни или бронзы - материалов, обладающих более высокими, чем у меди, активным сопротивлением.

Индуктивное сопротивление рассеянии пусковой клетки невелико, так как ее стержни расположены вблизи воздушного зазора и к тому же двух сторон имеют воздушные щели (рис .2,б). стержни рабочей клетки выполняют из меди, и по сравнению со стержнями пусковой клетки они имеют большое сечение. Это обеспечивает рабочей малое активное сопротивление. Трех фазный синхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. В соответствии с принципом обратимости электрических машин синхронная машина может работать не только в режиме генератора, но и в режиме двигателя, т.е. потреблять из сети электрическую энергию и преобразовывать ее в механическую.

Для объяснения принципа работы синхронного двигателя представим себе синхронный генератор, включенный на параллельную работу в сеть большой мощности. Допустим , генератор работает с нагрузкой, соответствующей углу смещения продольной оси полюсов ротора d-d относительно оси результирующего вращающего поляd'-d', равному О'. При этом ротор генератора действует электромагнитный момент М, направленный встречно вращающему моменту приводного двигателя . На угловой характеристике (рис .3) этот режим работы генератора соответствует точке на угловой характеристике. Если умешать вращающий момент , то нагрузка генератора начнет также уменьшаться, при этом будет уменьшаться угол О, а следовательно, и ток статора . В итоге снизится значение электромагнитного момента М и при вращающем моменте =угол О=0, т.е. генратор будет работать в режиме х.х. (=0) и ЭДС генератора окажется в противофазе с напряжением сети . Этому режиму на угловой характеристике соответствует точка пересечения осей координат (точка 0) на (рис. 3.)При изменениях нагрузки на валу синхронного двигателя меняется угол О. При этом ротор вследствие инерции вращающихся масс агрегата не сразу занимает положение, соответствующей новой нагрузке, а некоторое время совершает колебательные движения.

Таблица 1 - Исходные данные сводятся в таблицы №1, №2,№3

№ п/н	Тип насоса	Род перекачиваемой жидкости	Q,/час	Н,м	Р,кг \	/	n,об/мин
ЦН-1	12НДС-Н	Мазут	1360	60	780	0.7/0.78	3000
ЦН-2	12НДС-Н	Мазут	1380	60	780	0.7/0.78	3000
ЦН-3	12НДС-Н	Мазут	1280	60	640	0.7/0.78	3000
ЦН-4	12НДС-Н	Мазут	1100	50	640	0.7/0.78	1500



Кз=1.15

Таблица 2

№ п/п	Тип насоса	Род перекачиваемой жидкости	Q, /час	Р, кг/	/	n,об/мин
П-1	Ц4-70	Воздух	1600	120	0.8/0.75	2000
П-2	Ц4-70	Воздух	1900	80	0.8/0.75	2000
П-3	Ц4-70	Воздух	1600	120	0.8/0.75	1500
П-4	Ц4-70	Воздух	1800	120	0.8/0.75	1000
П-5	Ц4-70	Воздух	2000	115	0.8/0.75	1000

Кз=1.12

Таблица №3

наименование	среда	Размеры здания, м	Освещенность, люм
КТП	Норм	5х10х6	75
Насосная	l АТЗ	5х10х20	50
Венткамера	l АТЗ	5х10х6	30
операторная	Норм	5х10х8	75

Таблица 4

	Наименование установки	Ру,кВ	Расчетные коэффициенты	Максимальная нагрузка	Куч max	Sрас, кВтА
№			cos?	tg?	Kc	Рм Вт	Qм	SM	кт
1.	Мазутное хоз. Нагрузка 6кВ Нагрузка 0,4 кВ Освещение Потери в тр-ре	2300 850 50	0,9 0,9 0	0,912 0,912 0	0,59 0,9 0,91	2070 501,5 __	1059,8 256,7	__	0,9	84772,5 5705,1
	Итого на выводах В/Н	3200
2.	Электролизная-1 Нагрузка 0,4 кВ Освещение Потери в тр-ре	870 10	0,9 0	0,912 0	0,9 0,91	513,3	262,8	__	0,9	576,6
	Итого на выводах В/Н	860
3.	Электролизная-2 Нагрузка 0,4 кВ Освещение Потери в тр-ре	830 10	0,9 0	0,912 0	0,9 0,91	489,7 9,1	250,7 63,7	__	0,9	558,6
	Итого на выводах В/Н	840

1.5 Расчет схемы освещения

Основные понятия и термины.

Приведем основные понятия и термины, значения которых необходимо при проектировании электрического освещения.

1.Освещенность объекта Е, лк- это отношение светового потока Ф, падающего на поверхность объекта, к площади его поверхности F:

Е=Ф/F, (1.2)

2.Коэффициент отражения р- отношение отразившегося от тела светового потока Фр к падающему световому потоку Ф:

Р=Фр/Ф, (1.3)

Рабочие поверхности, на которых зрительно обнаруживается и опознается объект, классифицируют по коэффициенту их отражения р на три группы: темные р?0,2, среднее 0,2?р?0,4, и светлые р>0,4.

3. Яркостью Lc , кд/мІ, светящийся поверхности F в определенном направлении называется отношение силы света поверхности I в данном направлении к проекции поверхности F на плоскость, перпендикулярную тому же направлению:



Lc=I/Fcos, (1.4)

4. Объект различия- рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, который требуется различать в процессе работы.

5.Фон-пповерхнгость, прилегающая непосредственно к объекту различия, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при коэффициенте отражении поверхности более 0,4, средним- при коэффициенте отражения поверхности 0,2-0,4 темный- при коэффициенте отражения поверхности менее 0,2.

6. Контраст объекта различия с фоном (К) определяется отношение абсолютной разности между яркостью объекта и фона к яркости фона. Контраст объекта различения с фоном считается: большим при К>0,5( объект и фон резко отличаются по яркости); средним при К=0,2ч0,5 ( объект и фон мало различаются по яркости).

7. Рабочая поверхность это поверхность стола, верстака, части оборудования или изделия, на которой производится работа и нормируется или измеряется освещенность.

8. Условная рабочая поверхность условна принята горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола.

9. Отраженная блескость- характеристика отражения светового потока от рабочей поверхности и направлении газа работающего, определяющая снижение видимости вследствие чрезмерного увеличения яркости рабочей поверхности и вуалирующего действия, снижающего контраст между объектом и фоном.

10. Цилиндрическая освещенность Еu-характеристика насыщенности помещения светом, определяется как средняя плотность светового потока на поверхности вертикально расположенного в помещении цилиндра, радиус и высота которого стремятся к нулю.

11. Показатель дискомфорта М- критерии оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, выражающейся формулой

М= Lcщ???/?(о) L???ад, (1.5)

где

Lc- яркость блеского источника, кд/мІ;

щ-угловой размер блескового источника, стер;

?(о)-индекс позиции блеского источника относительно линии зрения:

Lад-яркость адапции, кд/мІ

12. Стробокопический эффект- явление искажения зрительного восприятия вращающихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете. Эффект возникает при совпадении кратности частотных характеристик движения объектов и изменения газоразрядными источниками света, питаемыми переменным током.

13.Коэффецент пульсации освещенности Кп №- критерии оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током, выражающейся формулой

Кп=Еmax-Emin/ 2Е ср100, (1.6)

где

Еmax и Emin- максимальное и минимальное значения освещенности за период колебании, лк;

Eср- среднее значение освещенности за этот же период, лк.

14. Цветопередача- влияние спектрального состава излучения искусственного источника света на воспринимаемый цвет освещаемых объектов при освещении их стандартным источником света.

15. Показатели ослепленности Р- критерии оценки слепящего действия ослепительной установки, выражающейся формулой

Р=(Кос-1) 1000, (1.7)

где

Кос- коэффициент ослепленности,равный V1/V2;

V1-видимость объекта наблюдения при наличии блеских источников света в поле зрения;

V2-видимость объекта наблюдения при экранировании блеских источников света.

16.Коэффициент запаса Кз-расчетный коэффициент, учитывающий снижении светового потока источника света в процессе эксплуатации и снижение отражающих свойств поверхностей помещения.

Системы и виды освещения.

По способам размещения светильников в производственных помещениях различают системы общего и комбинированного освещения (к общему освещению добавляют местное).

Система общего освещения предназначена для освещения всего помещения и расположенных в помещении рабочих мест и поверхностей.

При общем освещении светильники располагают только в верхней зоне помещения. Крепят их непосредственно к потолку, на фермах. Иногда на стенах, колонах или на производственном оборудовании. Общее освещение может быть равномерным, когда по всему помещению или его части должна создаваться одинаковая освещенность, или локализованным, когда в разных зонах помещения создаются разные освещенности.

При равномерном освещении светильники располагаются рядами с одинаковыми или не сильно отличающимися расстояниями между ними.Расстояния между светильниками принимаются одинаковыми.

Общее равномерное освещение имеет широкое распространение и устраивается в целях с равномерным распределенным по площади оборудовании-прокатных, сборочных цехах машиностроительных заводов, в цехах текстильных и деревообрабатывающих предприятий, во вспомогательных помещениях.

Общее локализованное освещение предусматривает в помещениях, в которых на различных участках производиться работы, требующие различной освещенности, когда рабочие места в помещениях сосредоточены группами, а также при необходимости создания определенного направления света для групп рабочих мест. Сюда относятся цеха с выделенными складскими и сборочными участками, с отдельными группами станков, конвейеров.

Преимущества локализованного освещения перед общим равномерным заключаются в сокращении мощности осветительных установок, возможности создать требуемое направление светового потока и избежать на рабочих местах теней от производственного оборудования и самих работающих.

Наряду с указанными положительными свойствами локализованное освещение имеет некоторое недостатки. По сравнению с общим равномерным освещением оно характеризуется большей неравномерностью распределения яркости поверхностей, попадающих в поле зрения работающих, может вызывать некоторое осложнение осветительного сетей в помещениях.

Местное освещение предусматривается на отдельных рабочих местах ( станках, верстаках, различных плитах и т.д.) и выполняется светильниками установленными непосредственно у рабочих мест.

Системы местного и общего освещения, применяемые совместно, образуют систему комбинированного освещения. Она применяется в помещениях где выполняются точные зрительные работы.

Рабочее освещение создает требуемую по нормам освещенность, обеспечивая тем самым необходимые условия работы при нормальном режиме эксплуатации здания. При погасании по каким-либо причинам рабочего освещения предусматривается аварийное освещение, которое может быть двух родов: для продолжения работы и для эвакуации людей из помещения.

Аварийное освещение для продолжения работы должны устанавливаться в помещениях, в которых внезапное отключение рабочего освещения может привести к тяжелым последствиям для людей и технологического оборудования. При этом освещенность на рабочих поверхностях должна составлять не менее 5% освещенности, установленной для рабочего освещения этих поверхностей при системе общего освещения, но не менее 2лк внутри зданий и не менее 1 лк для территории предприятий. При этом создавать наименьшую освещенность внутри зданий более 30 лк при газоразрядных лампах и более 10 лк при лампах накаливания допускается только при наличии соответствующих обоснований.

Эвакуационное (аварийное ) освещение необходимо для создания условий безопасного вывода людей при погасании рабочего освещения. Для этого в местах прохода людей должна быть обеспечена освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк на открытых территориях. Этот вид освещения устанавливается в производственных помещениях и зонах работ на открытом воздухе, где при погасании рабочего освещения может возникнуть опасность травматизма, в производственных и общественных помещениях с количеством работающих более 50 чел., по проходам и лестницам, служащим для эвакуации людей.

Выбор и расположение светильников.

Выбор и расположение светильников общего освещения является одним из основных вопросов, решаемых при создании осветительных установок, влияющим на экономичность последних, качество освещения и удобство эксплуатации.

Метод коэффициента использования.

При расчете по этому методу световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности ( норма освещенности- Ен ), определяется по формуле:



Ф=ЕнКзапFz/N?, (1.8)

где

Кзап- коэффициент запаса;

F- площадь освещаемой поверхности, мІ;

Z=Eср/ Ен-коэффициент минимальной освещенности ( приближенно можно принимать z=1,1- для люминесцентных ламп, z-,15- для ламп накаливания и ДРЛ);

Eср- средняя освещенность, лк;

N- число светильников ( как правило начинается до расчета);

?- коэффициент использования светового потка источника света, доли единиц.

По значению Ф выбирается стандартная лампа так, чтобы ее поток отличался от расчетного значения Ф на 10ч20%. При невозможности выбора источника света с таким приближением корректируется число светильников.

При расчете освещения, выполненного люминесцентными лампами, чаще всего первоначально начинается число рядов nсоответствует величине N. Тогда под Ф следует понимать поток ламп одного ряда.

Если световой поток ламп в каждом светильнике соответствует Фном , то число светильников в ряду определяется по формуле:

N=Ф/ Фном (1.9)

Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, при этом возможны следующие случаи:

1) Суммарная длина светильника превышает длину помещения. В этом случаи необходимо применить более мощные лампы ( у которых поток на единицу длины больше) или увеличить число рядов можно компоновать ряды из сдвоенных, строенных светильников и т. Д;

2) Суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается установкой непрерывного ряда светильников;

3) Суммарная длина ряда меньше длины помещения: применяется ряд с равномерно распределительными вдоль него разрывами между светильниками.

Рекомендуется чтобы расстояние между светильниками в ряду Iт не превышало о,5 h.

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i, который определяется по формуле:

I=LцBц/h(Lц+Bд), (1.10)

где

Lц- длина помещения, м;

Bц- ширина помещения,м.

Точечный метод служит для расчета освещения как угодно расположенных поверхностей и при любом распределении источников света. Отраженная составляющая освещенности учитывает приближенно.

Рассмотрим точечный метод расчета на примере круглосимметричных точечных илучателей ( лампы типов ДРЛ, ДРИ, накаливания- их геометрические размеры намного меньше расстояния до освещаемой поверхности) и светящих линий (длина излучателя превышает половину расчетной высоты).

Для круглосимметричных точечных излучателей принимается, что поток лампы (при многоламповых светильниках-суммарный поток ламп) в каждом светильнике равен 1000 лм. Создаваемая от каждого светильника освещенность называется условной и обозначается e. Освещенность е зависит от светораспределения светильников и геометрических размеров d и h (h- расчетная мощность; d- расстояние от проекции на расчетную поверхность до контрольной точки). Характерные контрольные точки ( точки, для которых ведется расчет или в которых проверяется освещенность ) для общего равномерного. В качестве расчетных точек следует принимать такие, где освещенность минимальная, и в тоже время в области расположения этих точек, выполняются зрительные работы согласно принятому классу точности.

Для определения величины е служат пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности, на которых находится точка с заданными величинами d и h (d, как правило, определяется обмером по масштабному плану), е определяется путем интерполяции ближайший изолюкс.

Суммарное действие «ближайших» светильников создает в контрольной точке условную освещенность. Действие более удаленных светильников и отраженная составляющая освещенности учитываются коэффициентом (=1,1ч1,2). Тогда для получения в этой точке освещенности Еи с учетом коэффициента запаса Кзап лампы в каждом светильнике должны иметь световой поток, лм,

Ф=1000 Еи Кзап, (1.11)

По этому потоку подбирается лампа, поток которой должен отличаться от расчетного на 10ч20%. При возможности выбора лампы с таким допуском корректируется расположение светильников.

Формула ( ) может использоваться также и для определения известном Ф. В качестве контрольных выбираются те точки освещаемой плоскости, в которых имеет наименьшее значение.

Таблица 5 - Установка 24/7

Наименование помещений	Габариты АхВхН	Е,лк н	, ЛК		Тип светильника	Количество светильников N, шт	Тип и мощность лампы Вт
КПП	7х15х8	50	237,3	284760	ВЗГ-200	1	ДРЛ 200
Насосная	12х20х13	50	881,4	1057680	ВЗГ-200	1	200
Венткамера	22х30х23	75	8081,9	9698333,33	ВЗГ-200	1	200
Операторная	17х25х18	75	5402,8	64833,75	ВЗГ-200	1	200

КПП: АхВхН=7х15х8

Lрасч= H-hc-hp=6

Lа=бхhp=2,6х6=15,6

L=1,2х15,6=18,72

N= B / Lа=15/15,6=1

I=АхВ/ Lрасч (A+ В) (1.12)

I=7х15 / 6(7+15)=0,7

Фрас= Еn х Кз х FzхZ/ n==284760

N= Еn х Fz хZхКз/n==1

Fрас=Фрас х М /1000 х Кз==237,3

Ерас > Еn

Таблица 6 - Установка 35-11/300

Наименование помещений	Габариты АхВхН	Е,лк н	, ЛК		Тип светильника	Количество светильников N, шт	Тип и мощность лампы Вт
КПП	5х10х8	75	269,5	296484,375	ВЗГ-200	1	ДРЛ 200
Насосная	10х15х13	75	812,5	893750	ВЗГ-200	1	200
Венткамера	20х25х23	50	9024,3	9926736,11	ВЗГ-200	1	200
Операторная	15х20х18	50	3234,3	3557812,5	ВЗГ-200	1	200

Вывод: Ерас > Еn, то следует увеличить количество светильников число рядов и подобрать другой тип лампы с большей мощностью.

Как было выяснено, общее освещение может быть выполнено при равномерном или локализованном расположении светильников. Расположение светильников локализованного освещения, их мощность и высота подвеса определяются индивидуально для каждого рабочего места или участка производственного помещения. При этом учитываются характер производственного процесса и требования наилучшего направления светового потока. При равномерном размещении светильников необходимо найти наивыгоднейшее расстояние между ними, при котором для заданных освещенностей потребляется наименьшее количество энергии. Размещение светильников чаще всего производится по углам квадрата, прямоугольника или в шахматном порядке (рис.17.1). Выбор способа расположения светильников иногда диктуется архитектурными или строительными условиями. При размещении светильников проектировщик сталкивается с двумя противоречивыми условиями. С одной стороны, частое расположение светильников, требует применения ламп малой мощности с невысокой светоотдачей, что приводит к повышенному расходу электроэнергии и излишним капитальным затратам на светильники и монтаж электросети. С другой стороны, редкое расположение светильников с лампами относительно большей мощности приводит к неравномерной освещенности и в итоге также невыгодно в энергетическом отношении, поскольку освещенность точек поверхностей под светильниками будет намного превышать освещенность точек между светильниками, где необходимо обеспечить нормированную минимальную освещенность. В результате оказываются невыгодными в энергетическом отношении как слишком большие, так как и слишком малые расстояние между светильниками. В светотехнике пользуются понятием относительного расстояния между светильниками, которое предcтавляет собой отношение абсолютной величины расстояния между светильниками L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью :

, (1.13)

Как показали исследования Г.М. Кнорринга , относительное расстояние между светильниками, обеспечивающее наименьшую мощность осветительной установки, всегда больше, чем расстояние, при котором обеспечивается наилучшая равномерность освещения. Однако можно так выбрать относительное расстояние, чтобы при удовлетворительных энергетических показателей обеспечивалась достаточная для практических условий равномерность освещения. При этом учитываются: а)экономичность по расчетным годовым затратам, о которой уже говорилось в гл.II ; б)энергетическая экономичность ; в) светотехническая экономичность. Под энергетической экономичностью понимают отношение минимальной освещенности (лк) к удельной мощности ( ):

=, (1.14)

Как видно из формулы 17.7, есть не что иное, как полезная световая отдача источников света. Светотехническая экономичность есть отношение полезного потока источников света к их полному потоку

==, (1.15)

где - поток, падающий на освещаемую поверхность (полезный поток); S- площадь освещаемой поверхности; - поток одной лампы; n - число ламп. Для различных светильников вычислены величины энергетических и светотехнических экономичностей, по которым выбирается наивыгоднейшее . При этом по светотехнической экономичности относительное расстояние принимается в тех случаях, когда по тем или иным причинам задача единичная мощность лампы (например, при люминесцентных лампах). Часто для одинаковых условий среды могут быть приняты различные типы светильников, однако их энергетическая эффективность будет различна при одинаковых величинах требуемой освещенности. При прямоугольном размещении светильников под L следует понимать среднегеометрическую величину из длины и ширины освещаемой поверхности. Тогда относительное расстояние будет равно:

=, (1.16)

где , - расстояние между светильниками по ширине и длине помещения. При шахматном расположении наибольшая равномерность освещения обеспечивается, если светильники располагаются по вершинам равностороннего треугольника, т.е.

=, (1.17)

Для люминесцентным светильников, располагаемых рядами, величина L является расстоянием между этими рядами. Кроме расстояния между светильниками, необходимо выбрать также расстояния от крайнего ряда светильников до стен. Они принимаются в пределах: а)когда рабочие места расположены непосредственно у стен зданий.

?=(0,25ч0,3)L, (1.18)

б) когда у стены располагаются только проходы и проезды,

?=(0,4ч0,5)L, (1.19)

При освещении помещений люминесцентными лампами они размещаются сплошными рядами или с незначительными разрывами. Расстояние между параллельными рядами светильников выбираются так же, как и для светильников с лампами накаливания по отношению . Высота подвеса светильников часто зависит от строительных и производственных особенностей помещения (наличие в помещении мостовых кранов, вентиляционных труб и пр.).

Расчеты осветительных установок.

Задача светотехнического расчета при проектировании осветительных установок состоит в определении мощности отдельной лампы и установленной мощности всей установки. При расчете вначале определяется световой поток, необходимый для создания заданной освещенности, а затем по световому потоку выбираются стандартные лампы. Светотехнические расчеты в основном выполняются двумя методами: а)методом коэффициента использования; б)точечным методом.

Расчеты освещения по методу коэффициента использования светового потока.

Метод коэффициента использования светового потока применим и дает достаточные для практики данные при расчете общего равномерного освещения горизонтальных плоскостей закрытых помещений с симметрично размещенными светильниками при условии отсутствия в помещении громоздного оборудования, затеняющего рабочие места. Данным методом определяется освещенность поверхности с учетом как светового потока, падающего от светильников непосредственно на освещаемую поверхность , так и отраженного от стен, потолков и самой освещаемой поверхности ,

=+, (1.20)

где ?суммарное световой поток, падающий на освещаемую поверхность. Поскольку в данном случае учитывается доля освещенности, создаваемая отраженным световым потоком, метод коэффициента использования светового потока пригоден и для расчетов освещения помещения со светлыми стенами и потолками при светильниках рассеянного, отраженного и преимущественно отраженного света. Как известно, на горизонтальную рабочую поверхность падает не весь световой поток от ламп, размещенных в освещаемом помещении, так как некоторая часть светового потока поглощается осветительной арматурой, стенами и потолком. Следовательно , <, где n- число ламп; световое поток одной лампы. Коэффициентом использования светового потока осветительной установки называется отношение светового потока, падающего на горизонтальную поверхность, равную площади освещаемого помещения, к суммарному световому потоку всех источников света, размещенных в данном помещении: u= . Из формулы видно, что коэффициент использования светового потока осветительной установки всегда меньше единицы. Его величина зависит от типа и к. п. д. светильника, высоты подвеса, окраски стен и потолка, площади и геометрических размеров помещения. Как известно, каждый тип светильника характеризуется кривой силы света. Чем большая часть светового потока, излучаемая светильником, падает непосредственно на освещаемую поверхность, тем меньше света поглощается стенами и потолком, а следовательно, коэффициент использования возрастает. С увеличением к. п. д. потери светового потока в светильнике уменьшается, следовательно, коэффициент использования возрастает. Чем выше подвешены светильники над рабочей поверхностью, тем ниже коэффициент использования. Чем светлее окраска стен и потолка, тем выше значения коэффициента отражения, следовательно, коэффициент использования возрастает. Зависимость коэффициента использования от геометрических размеров помещения учитывается одной величиной i, которую принято называть показателем помещения. Для прямоугольных помещений i выражается эмпирической формулой эмпирической формулой

i= , (1.21)

где А и Б - длина и ширина помещения, м; ? высота подвеса светильника над рабочей поверхностью. Для каждого типа светильника в зависимости от показателя помещения и коэффициентов отражения потолков, стен и расчетной поверхности вычислены коэффициенты использования, которые сведены в таблицы. Средняя освещенность горизонтальной поверхности определяется выражением.

, (1.22)

Нормы искусственного освещения, включенные в ПУЭ, и строительные нормы и правила (СНиП) устанавливают наименьшие величины освещенности рабочих поверхностей. Поэтому при расчете необходимо обеспечить нормированную минимальную, а не среднюю освещенность. (средняя освещенность всегда будет больше минимальной, т.е. .) Для этого вводится поправочный коэффициент, представляющий собой отношение средней освещенности к минимальной:

Z=, (1.23)

Величина z зависит от типа светильника и относительного расстояние между светильниками . Значение z для некоторых стандартных светильников приведены в табл.17.4. Коэффициент z при расчете осветительных установок с люминесцентными лампами может быть ориентировочно принят в пределах 1,1 - 1,2.

Таблица 7 - Значения z для некоторых светильников

Тип светильника	Отношение
	0,8	1,2	1,6	2,0
	Значение z
«универсал» без затемнител «глубокоизлучатель» эмалированный «люцетта» цельного стекла «шар» молочного стекла. Лампа зеркальная СК- 300 ПМ	1,2 1,15 1 1 1,2 1 1	1,15 1,1 1 1 1,4 1 1	1,25 1,2 1,2 1,1 1,5 2,2 1,1	1,5 1,4 2,2 1,3 1,8 1,3 1,2

С течением времени освещенность от осветительной установки будет снижаться. Для учета этого фактора в расчетную формулу вводят коэффициент запаса , который всегда больше единицы. Заменяя в формуле (17,6) = и вводя коэффициент запаса , получим основное расчетное уравнение для определения светового потока лампы.

=, (1.24)

По вычисленному значению светового потока выбирают в зависимости от напряжения сети стандартную лампу с ближайшим значением светового потока. Метод коэффициента использования применяют как для светильников с лампами накаливания, так и с люминесцентными лампами. Пример 1. Чертежно- конструкторский зал с побеленным потолком и светлыми стенами с размером 15x 12,5 м освещается 20 светильниками СК-300. Высота зала 3м. Расчетная высота =1,6 м. Освещенность зала следует принять по нормам 150 лк. Напряжение сети 220 в . коэффициенты отражения потолка, стен и стола = 70, =50 и =10. Определить мощность лампы накаливания, подлежащей установке в светильник.

Решение . находим показатель помещения:

, (1.25)



Коэффициент использования осветительной установки со светильниками СК-300 при и заданных коэффиеннтах отражения стен, потолка и расчетной поверхности.

u= 0,54. (1.26)

Коэффициент для данного светильника согласно табл. 17.4 равен 1,3 , и коэффициент запаса согласно табл. 17.1 равен 1,3. Расчетным поток одной лампы определим из уравнения.

=, (1.27)

Для заданного напряжения сети 220 в выбираем мощность лампы 300вт, световой поток которой равен 4350 лм, т.е. немного меньше потребного. Фактическая освещенность при выбранных лампах будет.

= , (1.28)

Общая мощность всех ламп, установленных в чертежно- конструкторском зале, составит =20

Часто в практике вследствие ограниченного диаппазона мощностей выпускаемых ламп задаются световым потоком одной лампы и определяют потребное число ламп:

, (1.29)

По полученному числу ламп в соответствии с архитектурными особянностями освещяемого помещения выбирают количество светильников и число ламп, устанавливаемых в каждом светильнике.

Пример 2. Условия примера 1. Расчитать общее люминесцентное освещение подвесными светильниками типа ШЛД с лампами ЛБ-40. Освещенность согласно ПУЭ принять: Е=300 лк, . Решение . при показателе помещения находим для светильника рассеянного света с экранирующей решеткой u=0,65. При мощности лампы 40 вт ее световой поток равен потребное число ламп

, (1.30)

Размещаем светильники в четыре ряда вдоль большей стороны помещения. В каждом рядуустанавливается двухламповых светильников 64 Общее колисечтво светильников, устанавливаемых в чертежно- конструкторском зале, будет

, (1.31)

Общая становленная мощность освещения ( без учета потерь в ПРА)

Р=64

1.6 Выбор силовых понижающих (повышающих) трансформаторов

Все трансформаторы тока выбираются, как и другие аппараты, по номинальному току и напряжению установки и проверяются на термическую и электродинамическую стойкость при