Світлотехніка та джерела світла (стр. 4 )

Рішення. Приймаємо систему загального освітлення для всього приміщення і робочих поверхонь. Нормована освітленість досить висока Ен=330 лк, і не рекомендується брати лампи розжарювання. Тому приймаємо люмінесцентну лампу ЛБ як найбільш економічну, а вимоги до високої кольороперєдачі відсутні. Приміщення з нормальним навколишнім середовищем дозволяє вибрати світильник типу ЛДОР з двома лампами потужністю 40 і 80 Вт.

Відстань від стелі до світильника приймаємо 0,5 м (Ас= 0,5 м), hp= 0,8 м, тоді висота підвісу світильника над робочою поверхнею: h = Н - hp - hc = 5 - 0,8 - 0,5 = 3,7 м.

Світильник ЛДОР має криву світлорозподілу типу Д; для нього мож­на прийняти L/h = 1,4, тоді L = h 1,4 = 5,18 м. Приймаємо відстань між рядами світильників L = 5 м. Відстань від крайнього ряду світильників до стін l приймаємо 0,3L, тобто І = 1,5 м, тоді кількість рядів визначається із залежності:

Приймаємо число рядів 6, визначаємо l = 2,5 м.

З характеристики конструкції будови приймаємо = 50 %, = 30 %, = 10 %.

Визначаємо індекс приміщення:

За табл. 1.2 для світильників ЛДОР при заданих коефіцієнтах відбиття визначаємо коефіцієнт використання в = 0,59.

Визначаємо потрібний світловий потік одного ряду при К3= 1,5 іZ= 1,1

Беремо лампи ЛБ потужністю 40 Вт з розрахунковим потоком Фл = 3000 лм і визначаємо потрібне число світильників в одному ряду:

Загальна довжина ряду дорівнює (довжина світильника 1,4 м): 1,4∙31=43,4 м, що більше довжини приміщення, тому доцільно прийняти світильники з лампами потужністю 80 Вт і Ф,;=5220 лм, тоді число світильників у ряду буде N=184576,27/(2∙5220)=17,68=18. Загальна довжина ряду складає 1,57∙18=28,26 м, отже, світильники можуть бути встановлені з невеликим розривом (0,4 м). Таким чином, у цеху встановлюють 18∙6=108 світильників ЛДОР (2x80).

Загальна установлена потужність (без втрат у ПРА) складає Руст=108∙160=17 280 Вт або 17,28 кВт.

Метод питомої потужності приймають для приблизних розрахунків числа світильників на початкових стадіях проектування.

Питомою потужністю Р, Вт/м2, називають відношення сумарної установленої потужності джерел світла, Вт, до площі освітлюваної поверхні S, м2.

Ру

Для розрахунку використовують таблиці питомої потужності, наведені в довідниках для певного типу світильників, освітленості (Е = 100 лк для люмінесцентних ламп, для фактичної освітленості приймається пропорційно 100 лк), коефіцієнта запасу (якщо не відповідає табличному, то виконується пропорційний перерахунок Ру), коефіцієнтів відбиття поверхонь (ρп, ρс, ρр ), значення розрахункової висоти і площі приміщення.

Знайдене з таблиць значення Р помножене на площу приміщення, дає загальну потужність; поділивши загальну потужність на число світильників, визначають потужність кожної лампи:

РЛ

Якщо значення Р перевищує максимально можливу, то збільшують число світильників.

1.5. Розрахунок освітлювальних мереж цеху

Освітлювальні мережі розраховуються: 1) за допустимими втратами напруги, що забезпечує у джерел світла напругу не нижче певних значень; 2) за допустимим нагріванням проводів; 3) за механічною міцністю в залежності від умов прокладки. Головним є розрахунок мережі за величиною розрахункових втрат напруги.

1.1. Визначення розрахункових навантажень і вибір перерізів

Навантаження освітлювальної мережі визначається за нагріванням методом коефіцієнта попиту:

де КП - коефіцієнт попиту;

Ру - сумарна установлена потужність усіх підключених ламп, кВт.

В установках з газорозрядними лампами розрахункове навантаження включає втрати ПРА, які приймаються в процентах від номінальної потужності ламп: для люмінесцентних ламп при стартерних схемах запалювання:

для люмінесцентних ламп при безстартерних схемах запалювання:

для ртутних ламп ДРЛ:

Рекомендується приймати наступні коефіцієнти попиту:

КП = 1 - для дрібних виробничих будівель і групових мереж освітлення;

КП =0,95 - для виробничих будівель, що складені з окремих прольотів;

КП = 0,85 - для виробничих будівель, що складені з окремих приміщень.

Ці коефіцієнти відносяться до мереж живлення. Групові мережі та всі ланки аварійного освітлення розраховуються за навантаженням з КП =1. Вибираючи перерізи проводів і кабелів за умов допустимого нагрівання, необхідно знати розрахункові навантаження, які визначаються за залежностями:

для однофазної (двопровідної 1ф+N) мережі:

для двофазної (трипровідної 2ф+N) мережі:

для трифазної (чотирипровідної Зф + N) мережі:

де cos= 1 - для ламп розжарювання,

cos= 0,95 - для світильників з компенсованими ПРА;

cos= 0,5 - для світильників з некомпенсованими ПРА;

cos= 0,57 для ламп ДРЛ.

За розрахунковим навантаженням (таблиця допустимих навантажень на проводи та кабелі) в залежності від роду прокладки визначають їх перерізи.

Якщо до трифазної чотирипровідної освітлювальної лінії підключено люмінесцентні лампи або лампи ДРЛ, то струм в нульовому проводі не дорівнює нулю, як в лініях з лампами розжарювання при рівномірному навантаженні фаз. Це зумовлено нелінійністю вольт-амперної характе­ристики люмінесцентних ламп, а також наявністю ПРА, що викликає несинусоїдальність кривої струму і, внаслідок цього, по нульовому проводу протікає струм вищих гармонік, що кратні трьом. Величина його повинна бути в межах:

для компенсованих ПРА - < ІФ;

для індуктивних ПРА - < 0,5 ІФ

Для двофазної (2ф+N) і однофазної (1ф+N) ліній перерізи нульових проводів приймають рівними перерізам фазних.

Для чотирипровідних мереж з лампами розжарювання, де крива струму не спотворюється, при рівномірному навантаженні фаз, переріз нульового проводу приймають рівним половині перерізу фазних проводів (на випадок деякої нерівномірності навантажень, яка завжди можлива, так як включення ламп може не співпадати за часом).

Для трифазних ліній з включенням навантажень на лінійну напругу лінійні струми IА, ІВ та ІС залежать від порядку чергування фаз (А-В-С) або (С-В-А)

При прямому слідуванні фаз:

При зворотному слідуванні фаз у кожній формулі необхідно поміняти індекси кутів, тобто , , .

Так як нам невідома послідовність фаз реальної мережі, то необхідно розрахувати струми для обох послідовностей фаз, а перерізи вибрати за найбільшими.

Для відкрито прокладених проводів (АПП, ППВ та ін.) і тросових проводів (APT, АВТ) допустимі струмові навантаження визначаються, як для кабелів з гумовою та пластмасовою ізоляцією. Якщо використовуються одножильні проводи, прокладені пучками, то переріз вибира­ють з таблиць, як для проводів у трубах.

1.5.2. Вибір перерізу проводів за втратами напруги

У загальному випадку втрата напруги в мережі визначається виразом:

∆U = ImR.

В освітлювальних мережах індуктивний опір малий і не дає практич­но помітного збільшення втрат напруги в лінії, що дозволяє не врахову­вати його при розрахунку мереж.

Для однорідної двопровідної мережі втрата напруги може бути записана в наступній формі:

де cos =cosі, Іі - струмові навантаження і-тих приєднань;

R - опір ділянок від джерел живлення до місця приєднання і-того навантаження.

Якщо врахувати, що R = L/F, то вказаний вираз буде мати такий вигляд:

де - питома провідність, м/(Ом∙м)2;