Порядок выполнения работы:

1. Выполнить задание лабораторной работы.

2. Составить отчет.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Ход работы:

Электрическая схема стенда (рисунок 8) содержит:

люминесцентную лампу ЛБ-18;

блок питания БП-1;

высоковольтный блок ВБ-1;

переменный резистор R1.

Рисунок 8 – Принципиальная электрическая схема стенда

Задание.

• Изучить теоретические сведения.

• Изучить схему.

• Подключить осциллограф.

• Подсоединить шнур питания к схеме.

• Подключить стенд к сети переменного тока напряжением 220 В.

• Произвести замеры напряжения в контрольных точках (КТ) при минимальном значе­нии сопротивления переменного резистора R1.

• Произвести замеры напряжения при максимальном значении сопротивления пе­ременного резистора R1.

• Отключить осциллограф, отключить питание стенда.

Контрольные вопросы:

1. В чем заключаются недостатки стартерной схемы зажигания люминесцентной лампы?

2. Каким образом можно получать выпрямленный ток?

3. Зачем в схемах питания люминесцентных ламп постоянным током применяют дроссели и лампы накаливания?

4. Как меняется световой поток (яркость) лампы при изменении сопротивления регулировочного реостата (переменного резистора) схемы?

Практическая работа №1

Тема: «Расчет освещения производственного помещения методом коэффициента использования светового потока».

Цель: Сформировать умение выполнять светотехнический расчет освещения методом коэффициента использования.

По окончании выполнения лабораторной работы студент должен

знать:

• основные величины светотехники и их единицы измерения;

• источники света и осветительные приборы, их сравнительную характеристику;

• системы и виды освещения;

• варианты расположения светильников в плане помещения;

• порядок и методику расчета методом коэффициента использования;

уметь:

• пользоваться справочной литературой и нормативно-технической документацией;

• выполнять светотехнический расчет освещения методом коэффициента использования по заданным размерам и назначению помещения.

Основные теоретические положения:

На промышленных предприятиях около 10 % потребляемой энергии затрачивается на электрическое освещение. Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, повышению производительности труда, снижению утомляемости рабочих, уменьшает количество аварий и случаев травматизма.

Проектирование осветительных установок заключается в разработке светотехнического и электрического разделов проекта.

В светотехническом разделе решаются следующие задачи: выбираются типы источников света и светильников, намечают наиболее целесообразные высоты установки светильников и их размещения, определяют качественные характеристики осветительных установок.

Электрическая часть проекта включает: определение расчетных нагрузок освещения, выбор схемы питания осветительной установки, выбор рационального напряжения, выбор сечения и марки проводов, выбор способов прокладки сети.

Выбор минимальной освещенности для внутреннего и наружного освещения производят в зависимости от размера объекта различения, контраста объекта с фоном и отражающих свойств фона (рабочей поверхности). При установлении норм освещенности следует руководствоваться следующей шкалой: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 300; 400; 500; 600; 750; 1000 лк.

В процессе эксплуатации осветительной установки освещенность на рабочих поверхностях уменьшается вследствие того, что со временем световой поток ламп уменьшается. Это вызвано загрязнением ламп, осветительной арматуры и отражающих поверхностей (стен и потолков). Для того чтобы обеспечить освещенность на рабочих поверхностях на уровне нормируемой расчетное значение освещенности E_р принимают больше нормируемой E_норм с учетом коэффициента запаса k_з, то есть:

Выбор расположения светильников является одним из основных вопросов проектирования электрического освещения, влияющим на экономичность и качество освещения, на удобство его эксплуатации. На рисунке 9 показано расположение светильников по высоте помещения.

Рисунок 9 – Расположение светильников по высоте помещения

Расчетная высота, h, определяется по формуле:

где H – высота помещения (при ферменном перекрытии – высота до затяжки ферм), м;

h_с – расстояние светильников до потолка, м;

h_р – высота рабочей поверхности над полом, м.

Немаловажным является также расположение светильников в плане. При общем равномерном освещении выгоднейшим вариантом расположения является расположение светильников с лампами накаливания (ЛН) и ДРЛ по сторонам квадрата, прямоугольника или по вершинам равностороннего треугольника (рисунок 10, а), светильники на две или три ЛЛ располагают сплошными или прерывистыми рядами (рисунок 10, б).

Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании: высота светильника над полом h_п < 5 м, при обслуживании с лестниц или стремянок; на уровне ферм при обслуживании с кранов и т. д.

L – расстояние между соседними рядами светильников или рядами ламп (если по длине они различны, то соответственно L_a, L_b);

l – расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стен, рекомендуется принимать l = (1/3 – 1/2)L.

а) б)

Рисунок 10 – Схемы размещения светильников

В зависимости от формы кривой силы света, которая определяется типом светильника, рекомендуются следующие примерные отношения расстояния L к высоте h:

Значения относительных расстояний между светильниками, l, обеспечивающие максимальную равномерность освещения, приведены в таблице 2.

При размещении светильников по углам прямоугольника эквивалентное расстояние определяется:

.

Определив по таблице 2 L, задаются L_a или L_b и находят недостающий параметр.

Светильники с ЛЛ необходимо размещать рядами параллельно длинной стороне помещения со световыми проемами. Расстояние между рядами, L_b, также определяется из выражения:

Таблица 2 – Наивыгоднейшие значения относительных расстояний l

Светильники с ЛН	l	Светильники с ЛЛ	l
Универсаль Универсаль с затенителем Глубокоизлучатель (Гэ) Глубокоизлучатель (Гс) Глубокоизлучатель (Гк) Люпетта Шар молочного стекла Кольцевые подвесные светильники Плафон одноламповый Плафон ПГТ ПУ без отражателя	1,9 1,8 1,7 1,1 0,8 1,6 2,8 1,7 2,6 2,1 2,5	ЛД, ЛДР, ЛДО, ЛДОР (ОД, ОДО, ОДОР), ПВЛ-6, ВЛО, ПЛУ, НОТЛ, ПЛ-1 ВОД, ВЛН, ПВЛ-1 ШОД, ШЛП	1,4 1,5 1,3

При общем освещении рабочих помещений светильниками с ЛЛ для создания равномерного освещения следует размещать светильники рядами. Светильники могут располагаться рядами с разрывом, величина которого определяется расчетом.

Расстояние от потолка до светильника, h_с, обычно принимается от 0,5 до 0,7 м (в жилых и общественных зданиях пониженной высоты от 0,3 до 0,4 м).

Расчет освещения методом коэффициента использования светового потока.

После того, как произведен выбор типа ламп, их расположение в рассматриваемом помещении и количество, необходимо определить мощность отдельных ламп и всей осветительной установки в целом. Для осветительных установок с ЛН и ДРЛ число ламп определяется из условия их рационального размещения; затем определяется мощность одной лампы, исходя из величины ее светового потока, F_л, лм:

где E_min – минимальная освещенность, лк;

k_з – коэффициент запаса;

S – площадь помещения, м²;

z – коэффициент минимальной освещенности;

N – количество светильников, шт.;

k_и – коэффициент использования.

Значения E_min, k_з, z и k_и выбираются по справочным таблицам. По найденному значению F_л выбирается ближайшая стандартная лампа по таблице 6, поток которой должен отличаться от расчетного не более чем на 10 % в меньшую сторону или на 20 % в большую. При невозможности выбора F_л с такой точностью корректируется число светильников, N. Если по какой-либо причине F_л задан однозначно, то из предыдущей формулы определяется N.

При расчете освещения, выполненного рядами люминесцентных светильников под N в формуле следует понимать число рядов, под Fл – суммарный поток ламп одного ряда. По найденному значению Fл производится компоновка ряда, то есть определяется светотехнически и конструктивно подходящее число и мощность светильников, для которых Fл близко к необходимому. Коэффициент z зависит от многих факторов, из которых основное значение имеет относительное расстояние между светильниками, l. Если светильники расположены по углам квадрата или прямоугольника, z принимается равным 1,15, если люминесцентные светильники расположены рядами, z = 1,1.

Коэффициент использования светового потока определяется по справочникам в зависимости от типа светильника; от коэффициентов отражения от стен, потолка и рабочей поверхности; а также от индекса помещения, i, определяемого по формуле:

где А – длина помещения, м;

В – ширина, м;

H – расчетная высота.

Пример 1.

Освещение инструментального цеха, размеры которого ABH= =603610 м; h_р = 0,8 м; h_с=1,2 м, выполнено лампами типа ДРЛ в светильниках РСП05/Г03.

Наметить размещение светильников в цехе.

h = H – h_р – h_с = 10 – 0,8 – l,2 = 8 м.

Для принятого светильника, имеющего глубокую кривую силы света (буква Г в обозначений светильника), находим значение  = L_a / h =1.

8 м.

При L_a = 8 м в ряду можно разместить восемь светильников, тогда

2l = 60 – 8·7 = 4 м; l = 2 м.

Принимаем число рядов светильников равным пяти, тогда 6 м;

L_a /L_b = 8/6 = 1, 33 < l, 5.

Число светильников в цехе N = 40. Размещение светильников представлено на рисунке 11.

Рисунок 11 – Размещение светильников в цехе

По таблице 4 принимаем _п = 0,7; _с = 0,5; _р = 0,1.

Индекс помещения составит

Из таблицы 5 находим K_и = 0,73.

При E_min = 300 лк и K_з = 1,5 находим:

38280,82 лм.

По таблице 6 подбираем лампу ДРЛ мощностью 700 Вт со световым потоком F_ном = 35000 лм. F_ном отличается от F_р на 9%, что допустимо.

Определение расчетных нагрузок осветительной установки.

Расчетная мощность освещения цеха, P_ро, находится методом коэффициента спроса и с учетом потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА):

где P_но – номинальная (установленная) мощность осветительной сети, Вт;

k_с – коэффициент спроса;

k_пра – коэффициент, учитывающий потери в ПРА.

Номинальная мощность осветительной сети:

где P_нi – номинальная мощность одной лампы, Вт.

Значения коэффициента, учитывающего потери в ПРА, принимаются: для ламп типов ДРЛ и ДРИ, k_пра = 1,1; для ЛЛ со стартерными схемами включения, k_пра = 1,2; для ЛЛ с бесстартерными схемами включения k_пра = 1,3 – 1,35.

Исходные данные для практической работы приведены в таблице 3. Справочные материалы приведены в таблицах 4-7.