Электрические искусственные источники света

 

Высшее  учебное заведение

Российский  Экономический Университет 

имени Г.В. Плеханова

 

Инженерно-Экономический  факультет

 

 

Электрические искусственные источники                                               света

  

        

 

 

 

 

 

 

Выполнил:  Пак Евгений.

Группа:                          723

 

 

 

Москва, 2010

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Классификация и основные параметры электрических источников света
1. Лампы накаливания
2. Люминесцентные лампы низкого давления
3. Люминесцентные лампы высокого давления
2. Схемы питания люминесцентных ламп
3. Техника безопасности при обслуживании электроосветительных установок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Установки электрического освещения используют во всех производственных и бытовых помещениях, общественных, жилых и других зданиях, на улицах, площадях, дорогах, переездах и т.п. Это самый распространенный вид электроустановок. Различают три вида электрического освещения.

Рабочее освещение предназначается для нормальной деятельности во всех помещениях и на открытых участках при недостаточном естественном освещении. Оно должно обеспечивать нормируемую освещенность в помещении на рабочем месте.

Аварийное освещение предназначается для создания условий безопасной эвакуации людей при аварийном отключении рабочего освещения в помещениях или продолжении работ на участках, где работа не может быть прекращена по условиям технологии. Аварийное освещение должно создавать освещенность не менее 5 % общего для продолжения работы или не менее 2 лк, а эвакуационное — не менее 0,5 лк на полу, по основным проходам и лестницам.

Охранное  освещение вдоль границ охраняемой территории является составной частью рабочего освещения, создаст освещенность зоны с обеих сторон ограды.

По правилам устройства электроустановок освещение делят на три системы.

Общее освещение в производственных помещениях может быть равномерным (с равномерной освещенностью по всему помещению) или локализованным, когда светильники размещают так, чтобы на основных рабочих местах создавалась повышенная освещенность. Местная система обеспечивает освещение рабочих мест, предметов и поверхностей.

Комбинированной называют такую систему освещения, при которой к общему освещению помещения или Пространства добавляется местное, создающее повышенную освещенность на рабочем месте. Основным элементом осветительной электроустановки является источник света — лампа, преобразующая электроэнергию в световое излучение.

Большое распространение  получили два класса источников света: лампы накаливания и газоразрядные (люминесцентные, ртутные, натриевые и ксеноновые).

Основными характеристиками лампы являются номинальные значения напряжения, мощности светового потока (иногда — силы света), срок службы, а также габариты (полная длина  L, диаметр, высота светового центра от центрального контакта резьбового или штифтового цоколя до центра нити).

Наиболее  употребительные типы цоколей: Е — резьбовой; Вs — штифтовой одноконтактный, Вd — штифтовой двухконтактный (последующие буквы обозначают диаметр резьбы или цоколя).

Кроме того, применяют фокусирующие Р, гладкие цилиндрические софитные SV некоторые другие цоколи.

В маркировке ламп общего, назначения буквы означают: В — вакуумные, Г — газонаполненные, Б — биспиральные газонаполненные, БК — биспиральные криптоновые.

Большое значение имеет зависимость характеристик  ламп накаливания (ЛН) от фактически подводимого напряжения. С повышением напряжения увеличивается температура накала нити, свет становится белее, быстро возрастает поток и несколько медленнее световая отдача, в результате этого резко уменьшается срок службы лампы.

Широко применяемые  в осветительных установках трубчатые  люминесцентные ртутные лампы (ЛЛ) низкого  давления имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с ЛН; например, высокую световую отдачу, достигающую 75 лм/Вт; большой срок службы, доходящий у стандартных ламп до 10 000 ч: возможность применения источника света различного спектрального состава при лучшей для большинства типов цветопередаче, чем у ламп накаливания; относительно малую (хотя и создающую ослепленность) яркость, что в ряде случаев является достоинством.

Основными недостатками ламп ЛЛ являются: относительная сложность  схемы включения; ограниченная единичная  мощность и большие размеры приданной  мощности; невозможность переключения ламп, работающих на переменном токе, на питание от сети постоянного тока: зависимость характеристик от температуры внешней среды. Для обычных ламп оптимальная температура окружающего воздуха 18 — 25°C, при отклонении температуры от оптимальной световой поток и световая отдача снижаются; при t < 10°C зажигание не гарантируется; значительное снижение потока к концу срока службы; по истечении последнего поток должен быть не менее 54 % номинального; вредные для зрения пульсации светового потока с частотой 100 Гц при переменном токе 50 Гц (они могут быть устранены или уменьшены только при совокупном действии нескольких ламп и соответствующих схемах включения).

При действующих  нормах, в которых разрыв между  значениями освещенности для ламп накаливания и газоразрядных в большинстве случаев не превышает двух ступеней, высокая световая отдача и большой срок службы ЛЛ так же, как ламп ДРЛ, делают их в большинстве случаев более экономичными, чем лампы накаливания.

Достоинствами ламп ДРЛ являются: высокая световая отдача (до 55 лм/Вт); большой срок службы (10 000 ч); компактность; устойчивость к  условиям внешней среды (кроме очень  низких температур).

Недостатками  ламп ДРЛ следует считать: преобладание в спектре лучей сине-зеленой части, ведущее к неудовлетворительной цветопередаче, что исключает применение ламп в случаях, когда объектами различения являются лица людей или окрашенные поверхности; возможность работы только на переменном токе; необходимость включения через балластный дроссель; длительность разгорания при включении (примерно 7 мин) и начало повторного зажигания даже после очень кратковременного перерыва питания лампы после остывания (примерно 10 мин); пульсации светового потока, большие, чем у люминесцентных ламп; значительное снижение светового потока к концу срока службы.

Лампы накаливания  изготовляют на напряжения 12—20 В  мощностью 15—1500 Вт. Срок службы ламп накаливания  общего назначения составляет 1000 ч. световой поток, измеряемый в люменах, на 1 Вт потребляемой лампой мощности колеблется от 7 (для ламп малой мощности) до 20 лм/Вт (для ламп большой мощности). Колбы ламп накаливания наполняют нейтральным газом (азотом, аргоном, криптоном), что увеличивает срок службы вольфрамовой нити накала и повышает экономичность ламп.

Галогенные  лампы накаливания типа КГ-240 (трубчатой  формы с вольфрамовой нитью в  кварцевой колбе) мощностью 1000, 1500 и 2000 Вт получили распространение в  связи с повышенной светоотдачей.

Люминесцентные  лампы представляют собой заполненную  газом — аргоном — стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. В трубке имеется также капля ртути. При включении в электрическую сеть в лампе образуются пары ртути и возникает свет, близкий к дневному.

 

1. Классификация и основные параметры электрических источников света

Электрические источники света по способу генерирования  ими излучения могут быть разделены  на температурные (лампы накаливания) и люминесцентные (люминесцентные и газоразрядные лампы).

Основные  параметры электрических источников света: напряжение питающей сети; номинальная мощность; световая отдача, измеряемая числом люменов на один ватт (лм/Вт); пусковые и рабочие токи; номинальный световой поток; спад светового потока через определенное время эксплуатации; средняя продолжительность работы лампы.

 

1.1.  Лампы накаливания

Для целей  освещения все еще широко применяются  электрические лампы накаливания, что объясняется простотой их эксплуатации и включения в сеть, надежностью и компактностью.

Основной  недостаток ламп накаливания — низкий КПД (около 2 %), т. е. лампы накаливания  больше греют, чем светят. Срок службы ламп накаливания составляет в среднем 1000 ч. Лампы накаливания очень  чувствительны к изменениям подводимого к ним напряжения. Повышение напряжения на 1 % сверх номинального приводит к повышению светового потока на 4 % и снижению срока службы на 13—14 %. При понижении напряжения срок службы возрастает, но снижается световой поток лампы, что сказывается на производительности труда работающих.

Срок службы ламп накаливания снижается при  их вибрациях, частых включениях и отключениях, невертикальном положении. Свет ламп накаливания отличается от естественного преобладанием лучей желто-красной части спектра, что искажает естественную расцветку предметов.

Лампы накаливания  могут быть вакуумными (тип В мощностью от 15 до 25 Вт) и газополными (типы Г, Б, БК мощностью от 40 до 1500 Вт).

Газополные  лампы типа Г (моноспиральные) и Б (биспи-ральные) наполняются аргоном  с добавлением 12—16 % азота.

Конструктивно биспиральная лампа отличается от моноспиральной тем, что у нее нити имеют форму двойных спиралей, т. е. спирали, свитой из спирали. У этих ламп световая отдача примерно на 10 % выше, чем у обычных (моноспиральных) ламп.

Биспиральные  лампы с криптоновым наполнением (лампы типа БК) внешне отличаются своей  грибовидной формой и имеют световую отдачу на 10—20 % выше, чем лампы с  аргоновым наполнением. Из-за высокой стоимости газа криптона лампы типа БК выпускаются мощностью от 40 до 100 Вт.

Заметим, что  вольфрамовая нить накала может сворачиваться  не только в спираль и биспираль, но и в триспираль и образовывать различные конструктивные формы (цилиндрическую, кольцевую, прямоугольную и т. п.). Шкала номинальных мощностей ламп накаливания общего назначения (Вт): 15, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000.

Лампы мощностью 15 и 25 Вт выпускаются вакуумными, 40— 100 Вт — биспиральными с аргоновым  или криптоновым заполнителем, 150 Вт — моноспиральными или биспиральными и 200 Вт и выше — моноспиральными с аргоновым заполнителем. Световая отдача ламп  7—18 лм/Вт.

Для ламп мощностью  от 15 до 200 Вт применяется цоколь типа Е27/27, для ламп мощностью 300 Вт с колбой длиной 184 мм — цоколь Е27/30, для ламп мощностью от 300 до 1000 Вт — цоколь Е40/45.

Лампы мощностью  до 300 Вт могут изготавливаться как  в прозрачных, так и в матированных (МТ), опаловых (О), молочных (МЛ) колбах. Отметим, что опал — это минерал подкласса гидроокислов (SiO₂ x nH₂O).

Лампы накаливания  для местного освещения изготавливаются  на напряжение 12 В мощностью от 15 до 60 Вт и на напряжение 24 и 36 -В мощностью 25, 40, 60 и 100 Вт. Обозначение этих ламп, например МО-36-60 или МО-12-40, расшифровывается так: лампа накаливания для местного освещения напряжением 36 В мощностью 60 Вт и лампа накаливания для  местного освещения напряжением 12 В мощностью 40 Вт. Кроме того, выпускаются миниатюрные лампы накаливания типа МН на напряжение 1,25 В мощностью 0,313 Вт; 2,3 В мощностью 3,22 Вт; 2,5 В мощностью 0,725 Вт, 1,35 Вт, 2,8 Вт; 36 В мощностью 5,4 Вт. Световой поток ламп со временем может снижаться. Существуют нормы снижения светового потока каждой лампы после 750 ч работы при расчетном напряжении.

В последнее  время широкое распространение получили лампы накаливания, колбы которых покрыты зеркальным или белым диффузным отражающим слоем. Такие лампы называются лампами-светильниками. Зеркальной части колбы придают соответствующую форму с тем расчетом, чтобы получить определенную кривую силы света . Так как лампы с отражающими покрытиями имеют необходимую кривую силы света, для их применения используются световые приборы без оптических устройств, что значительно удешевляет светильники к ним. Эти лампы не нуждаются в чистке, и их световой поток более стабилен в процессе эксплуатации.

Лампы накаливания  с отражающими слоями (лампы-светильники) подразделяются на: лампы общего освещения с диффузным (Д) слоем типа НГД (лампы накаливания, газонаполненные аргоном, моноспиральные с диффузным слоем); лампы местного освещения с диффузным слоем типа МОД; лампы зеркальные со средним (Г) светораспределением типа НЗС; лампы зеркальные с широким (Ш) светораспределением типа ЗН27— ЗН28; лампы зеркальные с концентрированным светораспределением типа НЗК; лампы зеркальные для местного освещения типа МОЗ.

Лампы общего освещения с диффузным слоем  типа НГД изготавливаются на напряжение 127 В мощностью 20, 60, 100, 150 и 200 Вт и на напряжение 220 В мощностью 40, 100, 150, 200 и 300 Вт.

Лампы местного освещения с диффузным слоем  типа МОД изготавливаются на напряжение 12 В мощностью 25, 40 и 60 Вт и на напряжение 36 В мощностью 40, 60 и 100 Вт.

Лампы зеркальные со средним (Г) светораспределителем типа НЗС выпускаются на напряжение 127 и 220 В мощностью 40, 60, 75 и 100 Вт.

Лампы зеркальные с широким (Ш) светораспределением  типа ЗН30 выпускаются только на напряжение 220 В мощностью 300, 500, 750 и 1000 Вт.

Лампы зеркальные с концентрированным светораспределением типа НЗК выпускаются на напряжение 127 и 220 В мощностью 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750 и 1000 Вт. Срок службы всех ламп на напряжение 220 В и ламп мощностью от 150 до 1000 Вт на напряжение 127 В составляет 1500 ч.

Лампы зеркальные для местного освещения типа МОЗ  бывают только на напряжение 36 В мощностью 40, 60 и 100 Вт.