Групповая сеть - сеть от щитков и распределительных устройств до светильников, штепсельных розеток и других электроприемников

 

 

 

Расчет сечения проводов по потере напряжения

 

59.Расчет сечения проводов на минимум проводникового материала. Выбор плавкой вставки и уставок автоматов.

 

 

60.Стартерная схема включения люминесцентных ламп. Процесс зажигания.

 

Напряжение сети, при котором работает люминесцентная лампа в установившемся режиме, недостаточно для ее зажигания. Для образования газового разряда, т. е. пробоя газового пространства, необходимо повысить эмиссию электронов путем их предварительного разогрева или подачи на электроды импульса повышенного напряжения. То и другое обеспечивается с помощью стартера, включенного параллельно лампе.

Схема включения люминесцентной лампы: а - с индуктивным балластом, б - с индуктивно-емкостным балластом.

Рассмотрим как происходит процесс зажигания люминесцентной лампы.

Стартер представляет собой миниатюрную лампочку тлеющего разряда с неоновым наполнением, имеющую два биметаллических электрода, которые в нормальном положении разомкнуты.

При подаче напряжения в стартере возникает разряд и биметаллические электроды, изгибаясь, замыкаются накоротко. После их замыкания ток в цепи стартера и электродов, ограниченный только сопротивлением дросселя, возрастает до двух-трехкратного значения рабочего тока лампы и происходит быстрый разогрев электродов люминесцентной лампы. В это же время биметаллические электроды стартера, остывая, размыкают его цепь.

В момент разрыва цепи стартером в дросселе возникает импульс повышенного напряжения, вследствие которого происходят разряд в газовой среде люминесцентной лампы и ее зажигание. После того как лампа зажглась, напряжение на ней составляет около половины сетевого. Такое напряжение будет и на стартере, однако этого оказывается недостаточно для его повторного замыкания. Поэтому при горящей лампе стартер разомкнут и в работе схемы не участвует.

61.Схема включения двухэлектродной лампы - ДРТ.

Дуговые ртутные лампы высокого давления типа ДРТ (Д уговые Р тутные Т рубчатые) представляют собой цилиндрическую кварцевую колбу с впаянными по концам электродами. Колба наполняется дозированным количеством аргона, помимо того в неё вводится металлическая ртуть. Конструктивно лампы ДРТ очень схожи с горелками ДРЛ, а электрические параметры их таковы, что позволяют использовать для включения пускорегулирующие аппараты ДРЛ соответствующей мощности. Однако большинство ламп ДРТ выполняется в двухэлектродном исполнении, поэтому для их зажигания требуется использование специальных дополнительных устройств.

Конструкция и схема включения двухэлектродного варианта лампы показаны на рис. 3. В этом варианте лампы предусмотрен накладной электрод (НЭ), устанавливаемый на оболочке вблизи катодов. Конденсатор С₁ служит для подавления радиопомех. Конденсаторы С₂ и С₃ служат для формирования поджигающей искры. В первый отрезок времени после подачи напряжения на лампу ключ Кл₂ находится в замкнутом состоянии. Заряжаются конденсаторы С₂ и С₃ полярностью, определяемой первым по времени полупериодом сетевого напряжения. Формируются электрические заряды на внутренней стороне оболочки вблизи концевого участка накладного электрода. При размыкании ключа возникает бросок напряжения порядка 2U_сети, связанный с самоиндукцией дросселя. Под действием возникшей таким образом разности потенциалов между катодом и зарядами на оболочке вспыхивает поджигающая искра, которая затем перебрасывается на весь межэлектродный промежуток. Вместо ключа Кл₂ иногда применяют схему с разрядником. Типичные параметры элементов схемы: С₁ ≈ 0,05…0,07 мкФ; С₂ ≈ 300…500 пФ; С₃ ≈ 2…4 мкФ.

Основной вариант обозначений таких ламп: ДРТ (дуговая ртутная трубчатой конструкции), далее указывается потребляемая мощность. Например: ДРТ 400, ДРТ 1000 и т.д. Из-за большой мощности, выделяющейся в разряде, желательно применение воздушной системы охлаждения.

 

62.Схема включения лампы ДНаТ.

(Источник1-вики)

На́триевая газоразря́дная ла́мпа (НЛ) — электрический источник света, светящимся телом которого служит газовый разряд в пара́х натрия. Поэтому преобладающим в спектре таких ламп является резонансное излучение натрия; лампы дают яркий оранжево-жёлтый свет. Эта специфическая особенность НЛ (монохроматичность излучения) вызывает при освещении ими неудовлетворительное качество цветопередачи. Из-за особенностей спектра и существенного мерцания на удвоенной частоте питающей сети НЛ применяются в основном для уличного освещения, утилитарного, архитектурного и декоративного. Для внутреннего освещения производственных площадей используется в случае если нет требований к высокому значению индекса цветопередачи источника света.

В зависимости от величины парциального давления паров натрия лампы подразделяют на НЛ низкого давления (НЛНД) и высокого давления (НЛВД).

Несмотря на свои недостатки, натриевые лампы являются одним из самых эффективных электрических источников света. Светоотдача натриевых ламп высокого давления достигает 150 люмен / Ватт, низкого давления — 200 люмен/Ватт. Срок службы натриевой лампы до 28,5 тыс. часов.

(Ист.2) Натриевые лампы высокого давления источники света не могут включаться в сеть непосредственно, а требуют для своей нормальной работы включения только со специальной аппаратурой, обеспечивающей их зажигание и горение. Это связано с физикой газового разряда. Кроме того, для возникновения разряда (зажигания) требуется напряжение, в несколько раз превышающее напряжение поддержания разряда (горения).

Эти две особенности физики газового разряда делают возможным включение газоразрядных источников света только совместно с такими устройствами, которые, с одной стороны, обеспечивают подачу напряжения, достаточного для возникновения разряда (т. е. для зажигания лампы), а с другой стороны, ограничивают ток разряда на уровне, требуемом для нормальной работы лампы. Такие устройства в русскоязычной технической литературе получили название «пускорегулирующие аппараты» (ПРА).

Схемы включения натриевой лампы высокого давления ДНАТ 100 с ИЗУ (ПРА).

ИЗУ — импульсное зажигающее устройство
БАЛЛАСТ — дроссель балластный индуктивный
ЛАМПА — разрядная лампа высокого давления
C — помехоподавляющий конденсатор (при необходимости, если отсутствует компенсация)

Данная сема с дух проводным ИЗУ не рекомендуется.
ИЗУ — импульсное зажигающее устройство
БАЛЛАСТ — дроссель балластный индуктивный
ЛАМПА — разрядная лампа высокого давления
C — помехоподавляющий конденсатор (при необходимости, если отсутствует компенсация)

Преимущества ламп ДНАТ, ДНАД, ДНАЗ (НЛВД)

Экономичный натриевый источник света, помещенный в прозрачную вакууммированную колбу из тугоплавкого стекла;
высокая светоотдача — до 150 лм/Вт;
большой срок службы;
стабилизация параметров лампы через 5-7 минут после включения;
высокая стабильность параметров в течение срока службы;
широкий диапазон мощностей;
достаточный уровень световой отдачи до 150 Лм/Вт);
прогнозируемый срок службы (от 16000 и более 50000 ч);
работоспособность в широком диапазоне климатических условий;
надежное зажигание.

63.Схема включения лампы ДКсТ

Схема включения дуговой ксеноновой трубчатой лампы ДКсТ-20000

Дуговая ксеноновая лампа ДКсТ используется для освещения больших открытых пространств. Например, на карьерах, стадионах, открытых искусственных беговых дорожках. Они устанавливаются на металлических опорах высотой 30-40 метров, Лампы выпускаются очень большой мощности на 20-100 кВт. Кварцевая трубка длиной 2,5 м закреплена на четырех кварцевых опорах для предотвращения прогиба при горении. Рабочее напряжение на зажимах лампы 380 В, импульсное напряжение зажигания 25000 В. Для формирования высокого напряжения зажигания используется две ступени повышения напряжения -повышающим трансформатором и искровым генератором.

Схема включения лампы мощностью 2.0 кВт приведена на рис. 1.6. При включении напряжения на зажимах "О" - 380 загорается сигнальная лампа Е. Для включения схемы зажигания, включаются автоматические выключатели. После этого включается КТ на реле времени ТУ1 и получает питание повышающий трансформатор напряжения Т. Повышенным напряжением заряжаются конденсаторы С1 и С2 до напряжения пробоя разрядника. После пробоя разрядника FV конденсатор С1 и С2 разряжаются на часть витков автотрансформатора на всей обмотке формируется высокое импульсное напряжение 25 кВ, которое подводится к электродам лампы. Время работы импульсного генератора определяется выдержкой времени, задаваемой реле времени КТ (около 9 секунд). За это время должна загореться лампа. После истечения выдержки времени реле времени КТ, срабатывает, и замыкает свой контакт КТ в цепи питания контактора КМ. Получив питания контактор КМ размыкает свой контакт КМ2 - отключает трансформатор XVI и реле времени КТ. Контактами КМЗ включается напряжение 380 В к лампе и шунтируется импульсный трансформатор 1У5. Контакт КМ1 - для блокировки контактов КТ.

64. Эритемные лампы низкого давления

Лампы люминесцентные ртутные эритемные ЛЭ, ЛЭА предназначены главным образом для использования в медицине. Они позволяют получить дополнительную эритемную облученность, а это особенно важно в тех районах, где световой день короче, а в некоторые месяцы естественная солнечная облученность отсутствует. Эритемные люминесцентные лампы типа ЛЭ являются источником длинноволнового ультрафиолетового излучения, благоприятно влияющего на организм человека. Лампы используются в медицинских облучательных установках для компенсации недостатка естественной солнечной облученности. Они работают в электрических сетях переменного тока напряжением 127 - 220 В и частотой 50 Гц и включаются в сеть вместе с пускорегулирующей аппаратурой, обеспечивающей зажигание ламп, нормальный режим работы и устранение радиопомех. Люминесцентные лампы являются высокоэффективными и экономичными источниками света с хорошей цветопередачей, имеют в 5-6 раз большую световую отдачу по сравнению с лампами накаливания, длительный срок службы и широко применяются для целей местного и общего освещения жилых, административных и промышленных помещений. Люминесцентные лампы делятся на две группы: общего и специального назначения. Лампы общего назначения предназначены для целей освещения. Лампы специального назначения имеют специальные эксплуатационные свойства, обусловленные конструкцией, спектром излучения и т.д. Конструкция: Лампы люминесцентные низкого давления представляют собой стеклянную цилиндрическую трубку-колбу, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. По обоим концам лампы впаиваются ножки с катодами. Основным источником оптического излучения в люминесцентных лампах является слой люминесцирующего вещества (люминофора), возбуждаемого ультрафиолетовым излучением электрического разряда в парах ртути. Люминесцентные лампы имеют в несколько раз большую световую отдачу, чем лампы накаливания.

Маркировка люминесцентных ламп: Л - люминесцентная лампа; Цвет излучения: Б - белого цвета; ТБ - тепло-белый; ХБ - холодно-белый; Д - дневного цвета; У - универсальная; Е - естественно белый; УФ - ультрафиолетовый; К, С, З, Г, Ж - красный, синий, зеленый, голубой, желтый; одна или две буквы Ц после обозначения цвета означают высокое (делюкс) или более высокое (суперделюкс) качество цветопередачи. Конструктивные особенности: Р - рефлекторная, U - U-образная, К - кольцевая, А - амальгамная; цифры, стоящие после букв обозначают мощность лампы, Вт. Исполнение: 1 - прямой стержень; 2 - U-образный стержень.

 

 

65.Бактерицидные лампы низкого давления.

В качестве источников УФИ используются разрядные лампы, у которых в процессе электрического разряда генерируется излучение, содержащие в своем составе диапазон длин волн 205-315 нм (остальная область спектра излучения играет второстепенную роль). К таким лампам относятся ртутные лампы низкого и высокого давления, а также ксеноновые импульсные лампы.

Ртутные лампы низкого давления конструктивно и по электрическим параметрам практически ни чем не отличаются от обычных осветительных люминесцентных ламп, за исключением того, что их колба выполнена из специального кварцевого или увиолевого стекла с высоким коэффициентом пропускания УФИ, на внутренней поверхности, которой не нанесен слой люминофора. Эти лампы выпускаются в широком диапазоне мощностей от 8 до 115 Вт. Основное достоинство ртутных ламп низкого давления состоит в том, что более 60 % излучения приходится на линию с длиной волны 254 нм, лежащей в спектральной области максимального бактерицидного действия. Они имеют большой срок службы 5.000-10.000 ч и мгновенную способность к работе после их зажигания.
Колба ртутно-кварцевых ламп высокого давления выполнена также из кварцевого стекла. Достоинство этих ламп состоит в том, что они имеют при небольших габаритах большую единичную мощность от 100 до 1.000 Вт, что позволяет уменьшить число ламп в помещении, но обладают низкой бактерицидной отдачей и малым сроком службы 500-1.000 ч. Кроме того, нормальный режим горения наступает через 5-10 минут после их зажигания.

Существенным недостатком непрерывных излучательных ламп является наличие риска загрязнения парами ртути окружающей среды при разрушении лампы. В случае нарушения целостности бактерицидных ламп и попадания ртути в помещение должна быть проведена тщательная демеркуризация загрязненного помещения.

В последние годы интерес к УФИ обусловлен появлением нового поколения излучателей-короткоимпульсных, обладающих гораздо большей биоцидной активностью. Принцип их действия основан на высокоинтенсивном импульсном облучении воздуха и поверхностей УФИ сплошного спектра. Импульсное УФИ получают при помощи ксеноновых ламп, а также с помощью лазеров. Данные об отличии биоцидного действия импульсного УФИ от такового при традиционном УФИ на сегодняшний день отсутствуют.

Преимущество ксеноновых импульсных ламп обусловлено более высокой бактерицидной активностью и меньшим временем экспозиции. Достоинством ксеноновых ламп является также то, что при случайном их разрушении окружающая среда не загрязняется парами ртути.

Основными недостатками этих ламп, сдерживающими их широкое применение, является необходимость использования для их работы высоковольтной, сложной и дорогостоящей аппаратуры, а также ограниченный ресурс излучателя (в среднем1-1,5 года).

Бактерицидные лампы разделяются на озонные и безозонные.
У озонных ламп в спектре излучения присутствует спектральная линия с длиной волны 185 нм, которая в результате взаимодействия с молекулами кислорода образует озон в воздушной среде. Высокие концентрации озона могут оказать неблагоприятное воздействие на здоровье людей. Использование этих ламп требует контроля содержания озона в воздушной среде и тщательного проветривания помещения.

Для исключения возможности генерации озона разработаны так называемые бактерицидные "безозонные" лампы. У таких ламп за счет изготовления колбы из специального материала (кварцевое стекло с покрытием) или её конструкции исключается выход излучения линии 185 нм.

 

 

66.Схемы включения 4-х электродной лампы ДРТ.

 

67. Лампы ДРЛФ и схема ее включения.

Лампы типа ДРЛФ имеют повышенную долю излучения в красной области спектра, рефлекторный отражающий слой на внутренней поверхности колбы и предназначены для использования в облучательных установках при выращивании растений в теплично-парниковых хозяйствах, оранжереях, фитотронах.

Дуговые ртутные лампы имеют высокую световую отдачу при небольших габаритных размерах.

Все лампы работают в электрических сетях переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц и включаются в сеть вместе с пускорегулирующей аппаратурой (ПРА), обеспечивающей зажигание ламп, нормальный режим работы и устранение радиопомех.

Конструкция (как и ДРЛ):

Лампы этого типа представляют собой стеклянную колбу эллиптической формы, внутри которой находится трубчатая кварцевая горелка высокого давления. На внутреннюю поверхность колбы нанесен тонкий слой люминофора, который поглощает ультрафиолетовое излучение ртутной горелки, и преобразует его в видимое излучение исправленной цветности.

 

 

Схема включения лапм ДРЛ, ДРЛФ

EL - люминисцентная лампа LL - индуктивный балласт

68.Схема включения лампы ДРЛ с разрядником.

 

69. Схема включения люминесцентных ламп с расщепленной фазой.

 

Двухламповые схемы включения. Применение двух­ламповых схем включения дает возможность уменьшить пульсацию суммарного светового потока, так как пуль­сации светового потока каждой лампы происходят не одновременно, а с некоторым сдвигом по времени. По­этому суммарный световой поток двух ламп никогда не будет равен нулю, а колеблется около некоторого сред­него значения с частотой, меньшей, чем при одной лам­пе. Кроме того, эти схемы обеспечивают высокий коэф­фициент мощности комплекта лампа – ПРА Наибольшее распространение получила двухлампо­вая схема, называемая часто схемой с расщепленной фазой (рис. 4). Схема состоит из двух элементов-ветвей, отстающей и опережающей. В первой ветви ток отстает по фазе от напряжения на угол 60°, а во второй – опе­режает на угол 60°. Благодаря этому ток во внешней це­пи будет почти совпадать по фазе с напряжением, и коэффициент мощности всей схемы составит величину 0,9 – 0,95. Эту схему можно отнести к группе компенси­рованных, и по сравнению с одноламповой некомпенсированной схемой она обладает тем преимуществом, что не требуется принимать дополнительных мер для повы­шения коэффициента мощности.

При изготовлении ПРА по этой схеме общий расход конструкционных материалов меньше, чем для одноламповых аппаратов. В настоящее время выпускается большое количество различных типов аппаратов, выполненных по этой схеме.

Последовательное включение люминесцентных ламп, в некоторых практических случаях может возникнуть необходимость в последовательном включении люминесцентных ламп, например, потребуется включить в сеть с напряжением 220 в две лампы мощностью 15 или 20 вт, имеющие рабочее напряжение порядка 60 в. Для последовательного включения должны быть взяты две одинаковые по мощности лампы. Не рекомендуется включать последовательно лампы разной мощности, так как рабочий ток у таких ламп неодинаков по величине. В качеств балластного сопротивления может быть использован стандартный дроссель, рассчитанный на суммарную мощность последовательно включаемых ламп.В схеме на рис. 5а стартеры должны быть взяты на половину напряжения сети, т. е. для сети 220 в стартер выбирается на напряжение 127 в. Недостаток этой схемы — при несимметричной конструкции стартера возможны случаи их неодновременной работы, что может привести к холодным зажиганиям ламп.В схеме на рис. 5 предварительный подогрев двух катодов ламп осуществляется специальным накальным трансформатором, отключаемым стартером после размыкания его электродов. В этой схеме используете один стартер, рассчитанный на номинальное напряжение сети.

 

70. Расчет осветительной установки с люминесцентными лампами.

71. Управление осветительными установками

Управление освещением

Системы управления освещением (СУО) должны выбираться в соответствии с размерами помещений и типами зданий. Средства управления освещением, доступные пользователю (выключатели), должны быть в каждой ОУ и в каждом отдельном закрытом помещении. Если значение удельной установленной мощности W осветительной установки ВО превышает 11 Вт/м², требуется предусматривать СУО, обеспечивающее два уровня освещенности в помещениях.

Системы автоматического управления (САУ) ОУ позволяют производить регулирование яркости ИС (ЛЛ, КЛЛ, ГЛН - галогенные лампы накаливания) от 100 до 1% [ 13, 14 ], снижают расход ЭЭ на освещение и способны выполнять следующие функции в общественных зданиях:

· точное поддержание искусственной освещенности в помещении на заданном уровне;

· регулирование уровня искусственной освещенности с учетом естественной освещенности в помещении;

· учет присутствия людей в помещении;

· дистанционное управление ОУ.

Для помещений площадью более 50 м² следует применять автоматические устройства регулирования искусственного освещения в зависимости от уровня естественной освещенности помещения. Плавное или ступенчатое регулирование, или отключение светильников рядами, параллельными световым проемам, в зависимости от уровня естественной освещенности позволяет сэкономить 20-40% ЭЭ, особенно в помещениях с длительным режимом эксплуатации ОУ.

Освещение коридоров, лестниц, холлов общественных зданий должно иметь автоматическое или дистанционное управление, обеспечивающее отключение части светильников или ламп в ночное время с таким расчетом, чтобы в этих помещениях обеспечивалась нормируемая эвакуационная освещенность. Для управления освещением в рабочее время эффективны системы автоматического управления освещением с датчиками присутствия и движения.

Таблица 4.1. Оценки возможной экономии ЭЭ при различных способах регулирования искусственного освещения [ 3 ]
Число рабочих мест	Вид естественного освещения в помещении	Способ регулирования искусственного освещения	Экономия ЭЭ, %
	Верхнее	Непрерывное Ступенчатое	36-27 32-13
	Боковое	Непрерывное Ступенчатое	22-7 12-2
	Верхнее	Непрерывное Ступенчатое	31-23 27-11
	Боковое	Непрерывное Ступенчатое	19-6 10-2

 

Современные ЭЛРА, совмещенные с системой управления, за счет регулирования мощности ЛЛ обеспечивают дифференциацию уровней освещенности в отдельных участках помещения, регулируют уровень искусственной освещенности в зависимости от уровня естественного света [ 5 ]. Такие системы, созданные на базе последних достижений в области электроники, обеспечивают:

· высокий комфорт освещения при регулировании светового потока люминесцентных ламп;

· высокий КПД ламп;

· автоматическое регулирование яркости ламп в зависимости от уровня естественного света с применением датчиков присутствия;

· экономию ЭЭ до 70%;

· независимость светового потока от колебаний питающего напряжения в пределах от 198 до 265 В и стабильную работу в интервале температур от -25 до +60°С;

· специально адаптированную для зрения человека характеристику регулирования;

· высокие надежность и срок службы элементов системы (не менее 50000 часов при максимально допустимой температуре эксплуатации);

· дистанционное управление;

· интеграцию в комплексе систем управления с инженерным оборудованием здания (вентиляция, кондиционирование, отопление);

· управление светильниками и осветительными установками в целом простыми стандартными "кнопками" (включение, выключение, регулирование и управление).

Применение системы регулирования может обеспечить экономию ЭЭ до 70%. Такая большая экономия ЭЭ обусловлена высоким КПД лампы, минимальными потерями мощности в электронных компонентах системы, регулированием яркости ИС в зависимости от уровня естественного освещения и применением датчиков присутствия. Оценки возможной экономии ЭЭ при различных способах регулирования искусственного освещения приведены в табл. 4.1. [ 3 ].

Потенциал экономии электроэнергии (кВт·ч/год), при повышении эффективности использования электроэнергии за счет автоматизации управления освещением приближенно может быть оценен по выражению

(4.1)

где k_э.а. - коэффициент эффективности автоматизации управления освещением, который зависит от уровня сложности системы управления.

В таблице 4.2 представлены значения k_э.а. для предприятий и организаций с обычным режимом работы (1 смена).

Таблица 4.2. Коэффициент эффективности автоматизации управления освещением [ 3 ]
Уровень сложности системы автоматического управления освещением	kэ.а.
Контроль уровня освещенности и автоматическое включение и отключение системы освещения при критическом значении Е	1,1-1,15
Зонное управление освещением (включение и отключение освещения дискретно, в зависимости от зонного распределения естественной освещенности)	1,2-1,25
Плавное управление мощностью и световым потоком светильников в зависимости от распределения естественной освещенности	1,3-1,4