Artellie.ru

Дизайн интерьеров
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Основные моменты использования безопасного напряжения в быту

Основные моменты использования безопасного напряжения в быту

Основные моменты использования безопасного напряжения в бытуОпасность травматизма для человека от поражения электрическим током, как на производстве, так и в быту очень высока. Она является прямым следствием несоблюдения мер безопасности, а также отказа или неисправностей электрического оборудования и бытовых приборов. Поэтому, использование для наших бытовых нужд безопасного напряжения переоценить трудно. В сегодняшней статье мы рассмотрим практику и основные возможности использования безопасного для человека напряжения в нашем доме, даче или квартире.

Что же такое электрическое, безопасное для человека напряжение?

Сейчас безопасным для человека считается напряжение электрической сети 42 Вольта (до недавнего времени – было 36 В), использующееся для переносных осветительных и бытовых приборов на воздухе и в доме и 12 Вольт, при условии использования переносных светильников и приборов внутри котлов, металлических резервуаров и пр.

Допустимым же для человека током принято считать силу тока, при которой он самостоятельно может освободиться от его воздействия. Максимально допустимая величина тока, проходящего через тело человека, зависит от времени его воздействия. Для тока переменного, с его частотой 50 Гц допустимое напряжение прикосновения по ГОСТ12.1.038-82 составляет всего 2 В, а сила тока — всего 0,3 мА. Для постоянного тока – допустимое напряжение прикосновения всего-то 8В, при силе тока в 1,0 мА (данные приведены для времени воздействия менее 10 мин в сутки).

Безопасные для человека уровни напряжения электрической сети в доме получают из нашей бытовой осветительной сети напряжением 220 В, используя при этом понижающие трансформаторы, или напрямую – используя для этого аккумуляторные батареи номинальным напряжением 12 и 24 Вольта.

Малые напряжения и нюансы их использования в повседневной жизни.

Источниками питания низковольтных электрических сетей служат понижающие трансформаторы, работающие от обычных бытовых электрических сетей напряжением 220 В, а также 12 или 24 вольтовые аккумуляторные батареи. Вторичные обмотки понижающих трансформаторов, обязательно должны быть занулены, и подключаться к заземляющему контуру помещения, установки или электрооборудования.

Низковольтные электрические сети напряжением до 42 В целесообразно, а иногда и необходимо использовать в следующих случаях:

• При подвесе осветительных приборов с лампами накаливания на высоте менее 2,5 м, которые находятся в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных помещениях.

• В электроустановках, с целью уменьшения опасности поражения человека электрическим током.

• Для питания электроинструментов, использующихся для работы в помещениях с повышенной опасностью.

• Для питания электроинструментов, использующихся для работы в особо опасных помещениях с обязательным использованием при этом, диэлектрических ковриков, галош и перчаток.

• В качестве питающей электросети ландшафтного освещения загородного дома или дачи, с применением низковольтной 12 В системы освещения, поскольку именно такая система сейчас наиболее полно отвечает всем современным требованиям внешнего освещения.

• Для питания системы сверхнизкого безопасного напряжения в ванной комнате посредством установки понижающего разделительного трансформатора с его заземлением на низковольтной стороне.

• Для электропитания сырых подвальных помещений, в которых категорически запрещается использование бытовых электросетей с напряжением в 220 В – установка понижающего трансформатора, единственный выход даже для электропитания переносных светильников и другого низковольтного электрооборудования.

Ящик с понижающим трансформатором ЯТП-0.25

Ящик с понижающим трансформатором ЯТП-0.25 . Ящик снабжается розеткой, из которой могут запитываться переносные осветительные приборы, различный электроинструмент, цепи для точечного или ремонтного освещения с номинальной мощностью, не превышающей 250 Вт (или 0.25 кВт).

Схема электрическая принципиальная ЯТП-0.25

Схема электрическая принципиальная ЯТП-0.25 .

Кратко подводя итог изложенного в статье материала, отметим следующее:

• При использовании низковольтных электрических сетей с напряжением менее 42 В, конструкции их штепсельных разъемов должны исключать вероятность их включения в бытовую электрическую сеть с напряжением 220 В.

• Запитывание низковольтных переносных светильников непосредственно от понижающих автотрансформаторов запрещается.

• Проверка наличия возможного обрыва заземляющей жилы электроинструментов, а также переносных светильников должна осуществляться не менее одного раза в месяц.

• Серьезное травмирование людей электрическим током, а также возможность возникновения пожаров из-за короткого замыкания – в низковольтных электрических сетях практически исключены.

Переменный электрический ток

Свободные электромагнитные колебания в контуре быстро затухают, и поэтому они практически не используются. Напротив, незатухающие вынужденные колебания имеют огромное практическое значение.
Переменный электрический ток в осветительной сети квартиры, а также применяемый на заводах и фабриках представляет собой не что иное, как вынужденные электромагнитные колебания. Сила тока и напряжение меняются со временем по гармоническому закону.
Колебания напряжения легко обнаружить с помощью осциллографа. Если на вертикально отклоняющие пластины осциллографа подать напряжение от сети, то вре менная развертка на экране будет представлять собой синусоиду. Зная скорость движения луча по экрану в горизонтальном направлении (она определяется частотой пилообразного напряжения), можно определить частоту колебаний. Частота переменного тока — это число колебаний в 1 с. Стандартная частота промышленного переменного тока равна 50 Гц. Это означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз течет в одну сторону и 50 раз — в противоположную. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира. В США принята частота 60 Гц.
Если напряжение на концах цепи меняется по гармоническому закону, то напряженность электрического поля внутри проводников будет также меняться гармонически. Эти гармонические изменения напряженности поля вызовут гармонические колебания скорости упорядоченного движения заряженных частиц и, следовательно, гармонические колебания силы тока.
Правда, при изменении напряжения на концах цепи электрическое поле не меняется мгновенно во всей цепи. Изменения поля распространяются хотя и с очень большой, но не бесконечно большой скоростью.
Однако, если время распространения изменений поля в цепи много меньше периода колебаний напряжения, можно считать, что электрическое поле во всей цепи сразу же меняется при изменении напряжения на концах цепи. При этом сила тока в данный момент времени имеет практически одно и то же значение во всех сечениях неразветвленной цепи.
Переменное напряжение в гнездах розетки осветительной сети создается генераторами на электростанциях. Проволочную рамку, вращающуюся в постоянном однородном магнитном поле, можно рассматривать как простейшую модель генераторов переменного тока. Поток магнитной индукции Ф, пронизывающий проволочную рамку площадью «S, пропорционален косинусу угла а между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции

Рис. Проводник, вращающийся в постоянном однородном магнитном поле.

При равномерном вращении рамки угол α увеличива¬ется прямо пропорционально времени:

где п — частота вращения. Поэтому поток магнитной индук¬ции меняется гармонически:

Здесь множитель 2πn представляет собой число колебаний магнитного потока за 2π с. Это не что иное, как циклическая частота колебаний w = 2πn. Следовательно,

Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в рамке равна взятой со знаком «минус» скорости изменения потока магнитной индукции, т. е. производной потока магнитной индукции по времени:

е = — Ф’ = — BS (cos wt)’ = BSw sin wt = Em sin wt,

где Em=BSw — амплитуда ЭДС индукции.

Электрические колебания, происходящие в цепях под действием напряжения, меняющегося с частотой по синусоидальному или косинусоидальному закону:

u = Um cos wt,
где Um — амплитуда напряжения, т. е. максимальное по модулю значение напряжения.

Если напряжение меняется с частотой w, то сила тока в цепи будет меняться с той же частотой. Но колебания силы тока необязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае сила тока i в любой момент времени (мгновенное значение силы тока) определяется по формуле

Здесь Im — амплитуда силы тока, т. е. максимальное по модулю значение силы тока, а φc — разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения.

В промышленных цепях переменного электрического тока сила тока и напряжение меняются гармонически с частотой 50 Гц. Переменное напряжение на концах цепи создается генераторами на электростанциях.

Светодиодное освещение на ферме — рост производственных показателей

2020-03-12

В современном мире постоянно ведется работа по улучшению производительности в животноводстве, наращиванию экономической эффективности, повышению производственных показателей продукции: надоев, привесов и длительному сохранению продуктивности животных.

Работы по повышению производительности скота ведутся постоянно, но их эффективность будет крайне мала, если не обеспечить соответствующую поддержку современным освещением на ферме. Одним из основных факторов является создание и поддержание на должном уровне комфортных условий для жизни животных.

освещение курятника

Каким бы генетическим потенциалом не обладало поголовье животных, данный потенциал не будет реализован на практике, если в помещениях для содержания не будет смонтировано современное освещение, правильно отрегулированное и адаптированное к определенным параметрам, полезным для животных.

«Правильный» свет выступает в роли катализатора обмена веществ у животных, улучшает энергетический обмен организма. В условиях низкой освещенности или короткого светового дня замедляется и подавляется синтезирование белков и отложение его в органах и тканях, что неизбежно ведет к снижению привесов и замедлению роста, низкой молокоотдаче и торможению процесса развития животных.

Недостаток освещенности неизбежно приводит к ослаблению костного скелета или патологиям в костных тканях, отложению жиров в мышечных тканях, ожирению и неправильной работе внутренних органов.

Каким должно быть освещение

Освещение на животноводческих фермах обязательно должно иметь ночной и дневной режимы, а также определенную продолжительность светового дня.

Средняя продолжительность зимнего дня на территории России составляет примерно 8 часов, что катастрофически мало для организма животных, даже если ферма оборудована окнами, пропускающими большое количество солнечного света в помещение.

Потребности животного организма в полной мере удовлетворяет только 12-16 часовая продолжительность светового дня, что доказано в научных трудах известных европейских и американских специалистов. При таком световом периоде продуктивность стада увеличивается до 15% за счет повышенного потребления кормов и их качественной переработке желудочно-кишечным трактом.

Освещенность помещения, в котором содержатся животные, в светлое время суток должно составлять в идеале 200 люкс. Возможно снижение до 160 люкс в отдельных углах, если нет возможности выставить свет равномерно. Измерения проводятся прибором под названием «люксметр» на высоте полуметра от пола.

Осветительные лампы и светильники

Помочь увеличить световой день в помещениях, где содержатся животные, призваны многочисленные осветительные приборы различных конструкций и мощности потребления электрической энергии.

Обычно в коровниках, свинарниках и на птицефермах используются:

Обычные лампочки, осветительным элементом в которых является нить накаливания. Это самый недорогой светильник, но света производит мало при большой потребляемой мощности. 90 процентов потребляемой энергии не освещают ферму, а преобразуются в тепловую энергию.

Люминесцентные светильники потребляют мало энергии, стоят недорого, обладают большей светоотдачей, но имеют существенный недостаток – в прохладном помещении световая эффективность у них резко снижается, потери могут составлять более шестидесяти процентов.

Ртутные лампы обладают хорошим белым светом, полезным для животных, но затраты на их утилизацию высоки.

Наилучшими показателями в настоящее время для применения в этой области обладают светодиодные приборы. Равномерное распределение светового потока в нейтральном спектре способствует сохранению здоровья животных и птиц. Ведь очень важно, чтобы освещение в птичнике и загонах было на высоком уровне.

Каким бывает искусственное освещение на животноводческих комплексах

В животноводческих комплексах наряду с животными постоянно находятся и люди, выполняющие работы по обслуживанию, уходу и охране. Для обслуживающего персонала и сохранения здоровья также важны комфорт и безопасные условия, предоставить которые может только установка качественного освещения, в соответствии с требованиями и нормативами, прописанными в СНиП.

Искусственное освещение на птицефермах и животноводческих комплексах делится на следующие виды:

Общее рабочее. В местах содержания животных и там, где люди выполняют свои должностные обязанности.

Дежурное. Включается в ночное время в помещениях, где находятся животные.

Аварийное. Устанавливается на случай возникновения неисправности в общей сети.

Охранное. Освещает территорию и подходы к территории животноводческого комплекса в темное время суток.

Недостаток естественного света обязательно должен корректироваться добавочным искусственным освещением для поддержания должного здоровья животных.

Какими особенностями должны обладать светильники на фермах

Для того, чтобы осветительная система фермы работала без перебоев и потерь светового потока, необходимо, чтобы светильники обладали следующими достоинствами:

Повышенная устойчивость к агрессивным химическим веществам, содержащимся в виде влажных паров в воздухе помещения, где находится большое количество животных. К таким веществам относятся пары аммиака и испарения ядовитых веществ, которые вырабатываются вследствии периодически проводимых дезинфекционных мероприятий и санитарных обработок.

Легкая и безопасная очистка осветительных приборов от загрязнений и пылевого налета при помощи техники для профессионального мытья без демонтажа системы освещения.

Надежная работа светильников в условиях частых переключений и смене режимов освещенности.

Ночная работа светильников должна предусматривать освещение в красном спектре. Этого требуют физиологические потребности организмов животных.

Удовлетворяют всем этим требованиям в полной мере и при этом позволяют значительно сэкономить затраты на потребление электрической энергии только системы освещения, собранные на основе светодиодов.

Основное достоинство светодиодов – создавать световой поток при минимальном потреблении электрической энергии.

Что такое светодиод

светодиоды для освещения ферм

Светодиодом или светоизлучающим диодом называют полупроводник, или сказать проще — кристалл, который при пропускании через него электрического тока начинает испускать видимый световой поток. Выращивается из химических элементов. Для осветительных приборов используются кристаллы, излучающие холодный белый, просто белый и теплый белый цвета. Для эксплуатации светодиода нужен электрический ток малой мощности, обычные значения от полутора до четырех вольт.

Сельскохозяйственные светильники DS-Tube

Светодиодный светильник DS-Tube разработан компанией специально для устройства освещения в сложном микроклимате помещений для сельскохозяйственных животных. Световой спектр устройства подобран таким образом, чтобы оказывать благотворное воздействие на рост, здоровье и размножение. Светильник не боится влажных паров и механического воздействия, обладает длительным периодом эксплуатации.

Светодиодный светильник DS-TUBE

Конструктивные особенности осветительного прибора обладают рядом достоинств:

Обеспечение длительного периода бесперебойной работы в условиях постоянного испарения большого количества влаги.

Полная водонепроницаемость позволяет своевременно очищать их от пыли, грязи и пуха под сильным потоком проточной воды.

Внешний защитный корпус из высокопрочного поликарбоната устойчив к механическим воздействиям и коррозии, к парам соединений аммиака.

Светодиоды в приборе не содержат вредных для здоровья животных и людей веществ, не испаряют ядовитых окислов, в том числе и ртутных паров.

Не греются в процессе эксплуатации и не отдают излишки тепловой энергии в помещение.

Безопасны в работе и не предполагают затрат на дорогостоящую утилизацию.

Срок службы светодиодных приборов DS-Tube не менее 75 тысяч часов.

Преимущества в сравнении с другими лампами

В сравнении с ДРЛ или ДНаТ обладают выраженными преимуществами:

Коэффициент полезного действия на порядок выше. Экономия электроэнергии составляет до 60 процентов.

Регулирование светового потока осуществляется в диапазоне от 0 до 100%

Даже после выработки срока службы светодиодные светильники сохраняют способность излучать до трех четвертей светового потока в сравнении с первоначальным.

Корпус герметичен, устойчив к внешним механическим воздействиям.

Нет необходимости трат на расходные материалы. Источником световой энергии служат светодиодные линейки, а не лампы.

Драйвер обеспечивает защиту от короткого замыкания и перепадов напряжения до 1кВ.

Пульсация составляет не более 4%.

Спектр светового излучения подобран в соответствии с потребностями животных.

Может использоваться для внутреннего и внешнего освещения.

Преимущества использования светодиодных систем освещения на животноводческих комплексах

освещение коровников светодиодными светильниками

В отличии от освещения, построенного на основе ламп накаливания, люминесцентных или ртутных, монтаж светодиодного освещения обладает следующими полезными особенностями и преимуществами:

Светодиодные светильники могут быть по желанию заказчика оснащены аварийным блоком питания. В таком случае не потребуется нести затраты на установку и монтаж аварийной системы освещения.

В условиях постоянного включения-выключения светодиоды не выходят из строя, и служат на порядок дольше, чем люминесцентные или лампы накаливания при прочих равных условиях.

Световые характеристики светодиодных светильников менее подвержены снижению в процессе длительной эксплуатации. Срок службы составляет более 75 тысяч часов.

Светодиодные приборы работают на низковольтном напряжении, что существенно повышает безопасность персонала или животных от поражения, вызванного ударом электрического тока.

Светодиодные светильники имеют самый высокий класс экологической безопасности. Для них не требуется специальная программа утилизации.

Высокая устойчивость к механическим нагрузкам, вибрациям и повреждениям является основной конструктивной особенностью, позволяющей длительную эксплуатацию в непрерывном режиме.

Отсутствие мерцательного периода при запуске, быстрый и беззвучный пуск не подвергают нервную систему животных дополнительному стрессу.

Материальные затраты на монтаж системы освещения из светодиодных светильников могут быть значительно снижены при применении метода сквозного монтажа.

Опытным путем в процессе эксплуатации на объектах, оснащенных новейшим светодиодным освещением, было установлено, что затраты на установку нового осветительного оборудования для предприятия полностью окупаются за полтора года эксплуатации за счет повышения рентабельности производства.

SA Переменный ток

В механической системе вынужденные колебания возникают при действии на нее внешней периодической силы. Аналогично этому вынужденные электромагнитные колебания в электрической цепи происходят под действием внешней периодически изменяющейся ЭДС или внешнего изменяющегося напряжения.

Вынужденные электромагнитные колебания в электрической цепи представляют собой переменный электрический ток.

  • Переменный электрический ток — это ток, сила и направление которого периодически меняются.

Мы в дальнейшем будем изучать вынужденные электрические колебания, происходящие в цепях под действием напряжения, гармонически меняющегося с частотой ω по синусоидальному или косинусоидальному закону:

u = U_m cdot sin omega t) или (

u = U_m cdot cos omega t) ,

где u – мгновенное значение напряжения, Um – амплитуда напряжения, ω – циклическая частота колебаний. Если напряжение меняется с частотой ω, то и сила тока в цепи будет меняться с той же частотой, но колебания силы тока не обязательно должны совпадать по фазе с колебаниями напряжения. Поэтому в общем случае

i = I_m cdot sin (omega t + varphi_c)) ,

где φc – разность (сдвиг) фаз между колебаниями силы тока и напряжения.

Исходя из этого можно дать еще такое определение:

  • Переменный ток – это электрический ток, который изменяется с течением времени по гармоническому закону.

Переменный ток обеспечивает работу электрических двигателей в станках на заводах и фабриках, приводит в действие осветительные приборы в наших квартирах и на улице, холодильники и пылесосы, отопительные приборы и т.п. Частота колебаний напряжения в сети равна 50 Гц. Такую же частоту колебаний имеет и сила переменного тока. Это означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз поменяет свое направление. Частота 50 Гц принята для промышленного тока во многих странах мира. В США частота промышленного тока 60 Гц.

Генератор переменного тока

Основная часть электроэнергии в мире в настоящее время вырабатывается генераторами переменного тока, создающими гармонические колебания.

  • Генератором переменного тока называется электротехническое устройство, предназначенное для преобразования механической энергии в энергию переменного тока.

ЭДС индукции генератора изменяется по синусоидальному закону

где (_ =Bcdot Scdot omega) — амплитудное (максимальное) значение ЭДС. При подключении к выводам рамки нагрузки сопротивлением R, через нее будет проходить переменный ток. По закону Ома для участка цепи сила тока в нагрузке

где (I_ = dfrac) — амплитудное значение силы тока.

Основными частями генератора являются (рис. 1):

  • индуктор — электромагнит или постоянный магнит, который создает магнитное поле;
  • якорь — обмотка, в которой индуцируется переменная ЭДС;
  • коллектор со щетками — устройство, посредством которого снимается с вращающихся частей или подается по ним ток.

Неподвижная часть генератора называется статором, а подвижная — ротором. В зависимости от конструкции генератора его якорь может быть как ротором, так и статором. При получении переменных токов большой мощности якорь обычно делают неподвижным, чтобы упростить схему передачи тока в промышленную сеть.

На современных гидроэлектростанциях вода вращает вал электрогенератора с частотой 1-2 оборота в секунду. Таким образом, если бы якорь генератора имел только одну рамку (обмотку), то получался бы переменный ток частотой 1-2 Гц. Поэтому, для получения переменного тока промышленной частоты 50 Гц якорь должен содержать несколько обмоток, позволяющих увеличить частоту вырабатываемого тока. Для паровых турбин, ротор которых вращается очень быстро, используют якорь с одной обмоткой. В этом случае частота вращения ротора совпадает с частотой переменного тока, т.е. ротор должен делать 50 об/с.

Мощные генераторы вырабатывают напряжение 15-20 кВ и обладают КПД 97-98 %.

Из истории. Первоначально Фарадей обнаружил лишь едва заметный ток в катушке при движении вблизи нее магнита. «Какая от этого польза?» — спросили его. Фарадей ответил: «Какая может быть польза от новорож­денного?» Прошло немногим более половины столетия и, как сказал американский физик Р. Фейнман, «бесполезный новорожденный превратился в чудо-богатыря и изменил облик Земли так, как его гордый отец не мог себе и представить».

*Принцип действия

Принцип действия генератора переменного тока основан на явлении электромагнитной индукции.

Пусть проводящая рамка площадью S вращается с угловой скоростью ω вокруг оси, расположенной в ее плоскости перпендикулярно однородному магнитному полю индукцией (vec) (см. рис. 1).

При равномерном вращении рамки угол α между направлениями вектора индукции магнитного поля (vec) и нормали к плоскости рамки (vec) меняется со временем по линейному закону. Если в момент времени t = 0 угол α = 0 (см. рис. 1), то

где ω — угловая скорость вращения рамки, ν — частота ее вращения.

В этом случае магнитный поток, пронизывающий рамку будет изменяться следующим образом

Тогда согласно закону Фарадея индуцируется ЭДС индукции

Подчеркнем, что ток в цепи проходит в одном направлении в течение полуоборота рамки, а затем меняет направление на противоположное, которое также остается неизменным в течение следующего полуоборота.

Действующие значения силы тока и напряжения

Пусть источник тока создает переменное гармоническое напряжение

Согласно закону Ома, сила тока в участке цепи, содержащей только резистор сопротивлением R, подключенный к этому источнику, изменяется со временем также по синусоидальному закону:

где (I_m = dfrac>.) Как видим, сила тока в такой цепи также меняется с течением времени по синусоидальному закону. Величины Um, Im называются амплитудными значениями напряжения и силы тока. Зависящие от времени значения напряжения u и силы тока i называют мгновенными.

Кроме этих величин используются еще одна характеристика переменного тока: действующие (эффективные) значения силы тока и напряжения.

  • Действующим (эффективным) значением силы переменного тока называется сила такого постоянного тока, который, проходя по цепи, выделяет в единицу времени такое же количество теплоты, что и данный переменный ток.

Обозначается буквой I.

  • Действующим (эффективным) значением напряжения переменного тока называется напряжение такого постоянного тока, который, проходя по цепи, выделяет в единицу времени такое же количество теплоты, что и данный переменный ток.

Обозначается буквой U.

Действующие (I, U) и амплитудные (Im, Um) значения связаны между собой следующими соотношениями:

Таким образом, выражения для расчета мощности, потребляемой в цепях постоянного тока, остаются справедливыми и для переменного тока, если использовать в них действующие значения силы тока и напряжения:

Необходимо отметить, что закон Ома для цепи переменного тока, содержащей только резистор сопротивлением R, выполняется как для амплитудных и действующих, так и для мгновенных значений напряжения и силы тока, вследствие того, что их колебания совпадают по фазе.

*Вывод формулы

Зная мгновенные значения u и i, можно вычислить мгновенную мощность

которая, в отличие от цепей постоянного тока, изменяется с течением времени. С учетом уравнений (1) и (2) перепишем выражение для мгновенной мощности на резисторе в виде

Первое слагаемое не зависит от времени. Второе слагаемое P2 — функция косинуса удвоенного угла и ее среднее значение за период колебаний равно нулю (рис. 2, найдите сумму площади выделенных фигур с учетом знаков).

Поэтому среднее значение мощности переменного электрического тока за период будет равно

Тогда с учетом закона Ома (left(I_ =dfrac> right)) получаем:

По определению действующих значений необходимо сравнивать мощности (количество теплоты в единицу времени) переменного и постоянного тока. Запишем уравнения для расчета мощности постоянного тока

и сравним с уравнениями (4>:

Литература

Жилко, В.В. Физика: учеб. пособие для 11 класса общеобразоват. шк. с рус. яз. обучения / В.В. Жилко, Л.Г. Маркович. — Минск: Нар. Асвета, 2009. — С. 46-51.

СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

Системы искусственного электрического освещения используются во всех сферах жизнедеятельности человека.

Это сложные многокомпонентные инженерные системы, в которых конечный потребитель контактирует только с небольшой частью электрооборудования.

Системы освещения

В их состав входят следующие элементы:

Электрогенерирующие мощности.

Глобальные (ГЭС, ТЭС, АЭС) — обеспечивает всю структуру энергопотребления региона. Локальные (системы солнечных панелей и ветрогенераторы различной мощности) — обеспечивают дополнительную энергетическую подпитку одного отдельно взятого объекта.

Это может быть жилой дом, производственное предприятие или коммерческая организация.

Система транспортировки электроэнергии.

Воздушные ЛЭП или кабельные сети.

Преобразователи.

Различные трансформаторы, конвекторы и выпрямители, осуществляющие преобразования параметров электрического тока от транспортного до потребительского.

Устройства распределения электроэнергии.

Открытого и закрытого типа (ОРУ, ЗРУ).

Защитное оборудование.

Как правило, это цепи релейной защиты, куда могут входить следующие компоненты: реле сопротивления, силы тока и напряжения, устройства дуговой и грозовой защиты, а также защиты от коротких замыканий.

Управляющее оборудование.

Бытовые электрические счётчики и различные автоматизированные системы контроля и учета коммерческого потребления электроэнергии.

Устройства эксплуатации и потребления.

В этот раздел входит всё оборудование конечного пользователя, в том числе и системы освещения.

Если посмотреть на систему освещения с точки зрения потребителя, то она будет состоять из следующих компонентов. Прежде всего, это источники искусственного электрического освещения (различные лампы, светильники, бра, прожектора и т.п.) и оборудование управления – выключатели.

Электропроводка может быть низко- и высоковольтной. Низковольтный переменный ток 12В и 24В получается при помощи понижающих трансформаторов. Необходимость в низковольтных электросетях возникает на предприятиях, использующих соответствующее осветительное оборудование (как правило, импортного производства).

Повсеместно на территории РФ принят стандарт высоковольтного осветительного оборудования — 220В. Потребительские токопроводящие системы, использующиеся для освещения, имеют ограничения по силе тока.

В низковольтных электрических системах она не превышает 25А, соответственно общая мощность электропотребления ограничивается на уровне 300 Вт при напряжении 12 Вольт. На практике такая система электрического искусственного освещения достаточна для подачи питания на всего на 9 ламп галогенного типа мощностью 30 Вт каждая.

Это один из основных аргументов в пользу эксплуатации высоковольтных систем, у которых величина силы тока равна 15А, а электрическая мощность 3,5кВт.

Если суммарная мощность всех установленных светильников превышает допустимое значение, то системы освещения разбивают на несколько автономных подсистем, подключая каждую из электросетей к отдельному трансформатору и/или УЗО (устройство защитного отключения).

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

  1. Бытовое — применяется в жилых помещениях;
  2. Рабочее — может быть как общим, так и локализованным — непосредственно на рабочих местах. Как правило, строго нормировано в соответствии с нормативами условий труда;
  3. Дежурное — иногда называют охранным освещением. Используется на коммерческих и производственных объектах в нерабочее время. Предназначено для освещения охраняемых зон;
  4. Аварийное — активируется вместо основных источников электрического освещения в экстремальных ситуациях.

Последнее бывает двух типов:

Эвакуационное.

Обеспечивает минимально необходимую видимость при экстренной эвакуации персонала и посетителей из здания. Источники эвакуационного освещения должны быть обязательно установлены в местах, представляющих опасность при быстром передвижении в условиях ограниченной видимости: узкие проходы, коридоры без окон, лестничные площадки и т.п.

Безопасности.

Используется на промышленных объектах, где существует непрерывный технологический процесс. Освещение безопасности по нормативам имеет автономные источники энергообеспечения и обустраивается в местах, которые могут представлять опасность для персонала. Активируется при полном отключении рабочего освещения.

Кроме того следует отметить:

Используется для обозначения помещений с зонами повышенной опасности. На практике представляет собой таблички с подсветкой и символами радиационной или биологической опасности. На производстве также встречаются световые таблички с обозначением лазерной опасности, повышенного электромагнитного поля и т.п..

Бактерицидное.

Разновидность освещения ультрафиолетовым или кварцевым светом, которое используется для обеззараживания помещений. Такие установки являются как стационарными, так и переносными.

Разновидность освещения в ультрафиолетовом диапазоне со строго определенной длиной волны — 297НМ. Используется в закрытых помещениях и при недостатке дневного освещения. Стимулирует некоторые физиологические процессы в организме.

ЛАМПЫ ДЛЯ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ

По типу источника света система искусственного электрического освещения делится на следующие виды:

Лампа накаливания (ЛОН).

Одна из первых и наиболее массово выпускаемых лампочек. Свет образуется в результате прохождение электричества через вольфрамовую проволоку с ее последующим накаливанием. В свет превращается не более 5% электроэнергии остальные тратятся на выработку тепла. Излучает жёлтый свет, срок службы редко превышает 1000 часов. Популярна из-за своей доступной стоимости;

Металлогалогенная лампа (МГЛ).

Является газоразрядной лампой высокого давления. Свет вырабатывают ионы в газовых галогенидах некоторых металлов. Для работы необходимо импульсно зажигающее устройство (ИЗУ) и дроссель (балласт). Срок службы около 15 тыс. часов. Эффективность претворения электроэнергии в свет выше на 20-25% чем у ламп накаливания.

Из недостатков следует отметить высокую стоимость и длительное время разгорания (30 сек. — 3 мин). Кроме того их невозможно включить повторно пока лампа не остынет.

Ртутные галогенные лампы (ДРЛ).

Свет вырабатывается электрическим разрядом в парах ртути. Технически полностью аналогичны металл галогеновым лампам. Срок службы до 10 тыс. часов, светоотдача до 55 лм/Вт. Имеется чувствительность к низким температурам и длительное время разгорание, которое может достигать 10 мин.

Одной из разновидностей ДРЛ являются ртутно вольфрамовые лампы (ДРВ) в их колбе кроме паров ртути имеется и вольфрамовая нить. Такие лампы могут использоваться без балласта и ИЗУ, но имеют гораздо меньший срок службы — до 4000 часов, а также низкая эффективность светоотдачи до 30 лм/Вт.

Натриевые лампы (ДНАТ).

Также относятся к классу газоразрядных ламп, свечение образуется в парах натрия. Излучают желто-оранжевый свет, из-за этого, несмотря на высокую эффективность, светоотдачи (150 лм/Вт), имеют ограниченную сферу применения. Экономичны, срок службы достигает 30 тыс. часов.

Для полного запуска необходимо до 7 мин. Часто используются в отраслях, где необходимо круглосуточное освещение, к примеру, в теплицах.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) (энергосберегающие лампы дневного света).

Как правило имеют спиралеобразный излучающий элемент на пластиковой основе, где расположен дроссель и ИЗУ, который заканчивается стандартными цоколями Е14/27/40.

Светодиодные лампы (LED).

Являются наиболее экономичными из всех существующих ныне. Срок службы составляет около 30 тыс. часов, а энергопотребление по сравнению с классическими лампами накаливания ниже в 10 раз. Они не содержат ртуть и выпускаются практически во всех цветовых вариациях. Единственным недостатком является довольно высокая цена устройств.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Искусственное электрическое освещение характеризуется по нескольким параметрам:

Освещенность — измеряется в люксах (Lux), характеризует количество света падающего на рабочую поверхность определённой площади.

Равномерность освещения — этот параметр необходим для определения оптимального количества осветительных приборов в помещении. Выражается в отношении минимального и среднего уровня светового потока на единицу площади. (D = Emin / Eav чем ближе этот параметр к единице, тем лучше).

Коэффициент мощности — этот параметр определяет, насколько эффективно используется электроэнергия для освещения. Низкие показатели этого коэффициента означают чрезмерные потери, что не только снижает эффективность системы освещения, но и может привести к перегреву электросети.

Степень ослеплённости — параметр определяющий способность источника света снижать видимость или вызывать неприятные ощущения вследствие чрезмерной яркости.

Мерцание / частота мерцания — измеряется в герцах (Гц) определяет периодичность изменения интенсивности светового потока в видимом диапазоне. Было выявлено, что человек с нормальным зрением замечает мерцание с частотой 100Гц. При этом мерцание искусственного света с частотой до 300Гц оказывает влияние на мозговую деятельность.

Последние исследования показали, что в производственных в помещениях, где находятся установки с движущимися элементами крайне не рекомендуется использовать люминесцентные лампы с низкой частотой мерцания.

Наложение мерцание на движение механизмов может создать стробоскопический эффект. Когда движущиеся элементы кажутся неподвижными или визуально меняют направление движения.

Цветовая температура — измеряется в градусах Кельвина (К). Определяется как коэффициент на и соотношение между красным и синим цветом. Чем выше показатель, тем больше отклонения в синий спектр — холодный цвет. Цветовая температура напрямую влияет на психологический комфорт работников, находящихся в помещении. Регламентируется СНиП 23-05-95.

Индекс цветопередачи — измеряется в Ra. Определяет способность искусственного света передавать естественный цвет освещаемого объекта. Максимальный показатель составляет 100 единиц, что соответствует естественной освещенности в полдень. Для производственных помещений достаточно индекса цветопередачи в 50 Ra, для офисов — 60 Ra, для длительного пребывания и жилых помещений не менее 75 Ra.

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Расчет сечения кабеля при постоянном токе 24в
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector