Реферат: Влаштування, монтаж і ремонт освітлювальних електроустановок
Електричними джерелами світла є лампи розжарювання, люмінесцентні лампи низького тиску та ртутні лампи високого тиску.
Електричні лампи розжарювання (рис.2.1, а) найпоширеніші. Принцип дії ламп розжарювання ґрунтується на перетворенні електричної енергії, що підводиться до її волоска, на енергію видимих випромінювань, які впливають на органи зору людини і створюють у неї відчуття світла, близького до білого. Процес перетворення відбувається в лампі при нагріванні її волоска з вольфраму до 2600—2700 °С. Волосок лампи не перегоряє, оскільки температура плавлення вольфраму (3200—3400 °С) значно вища за температуру розжарювання волоска, а також внаслідок того, що з колби лампи видалене повітря або колба заповнена інертними газами (сумішшю азоту, аргону, ксенону), в середовищі яких метал не окислюється.
Рис. 2.1. Електричні лампи: а — розжарювання; б — люмінесцентна низького тиску; в - дугова ртутна високого тиску; 1 — цоколь; 2 — ніжка; 3 — електрод; 4 — гачок; 5 — колба; 6 — волосок; 7 — трубка; 8 — резистор; 9 — основний електрод; 10— кварцовий пальник; 11 — додатковий електрод; 12 — люмінофор: 13 — скляна трубка
Строк служби ламп розжарювання коливається в широких межах, оскільки залежить від умов роботи, в тому числі від стабільності номінальної напруги, наявності чи відсутності механічних впливів на лампу (поштовхи, струси, вібрації), температури навколишнього середовища тощо. Середній строк служби ламп розжарювання загального призначення становить 1000—1200 год.
При тривалій роботі лампи розжарювання її волосок розжарення під дією високої температури нагрівання поступово випаровується, зменшуючись у діаметрі, і, нарешті, перегоряє. Чим вища температура нагрівання волоска розжарення, тим більше світла випромінює лампа, але при цьому інтенсивніше відбувається процес випаровування волоска і скорочується строк служби лампи. Тому для ламп розжарювання встановлюється така температура розжарення волоска, за якої забезпечуються необхідна світловидатність лампи і певна тривалість її служби.
Лампи розжарювання, з внутрішнього об'єму (колби) яких видалено повітря, називаються вакуумними а з колбами, заповненими інертними газами, — газоповними.
Газоповні лампи за інших однакових умов мають більшу світловидатність, ніж вакуумні, оскільки газ, який знаходиться в колбі під тиском, перешкоджає випаровуванню волоска розжарення, що дає змогу підвищити її робочу температуру. Недоліком газоповних ламп є деяка додаткова втрата в них теплоти волоска розжарення через конвекцію газу, що заповнює внутрішню порожнину колби.
З метою зниження теплових втрат газоповні лампи заповнюють малотешюпровідними газами. Одним із способів зниження теплових втрат є також зменшення розмірів і зміна конструкції волоска розжарення. Волоски розжарення ламп виконують у вигляді щільцої гвинтоподібної (моноспіралі) або подвійної спіралі (біспіралі).
Основний недолік ламп розжарювання — низька світловидатність: лише 2—4 % споживаної ними електричної енергії перетворюється на енергію видимих випромінювань, що сприймаються людським оком, решта енергії переходить, головним чином, у теплоту, яка випромінюється лампою.
Досконаліші порівняно з лампами розжарювання люмінесцентні лампи, які дістали широке застосування в освітлювальних електроустановках підприємств, установ, навчальних і лікувальних закладів.
Люмінесцентна лампа (рис. 2.1, б) являє собою скляну герметично закриту трубку 7, внутрішня поверхня якої вкрита тонким шаром люмінофору. З трубки видалено повітря і до неї введено незначну кількість газу (аргону) і дозовану краплю ртуті. Всередині трубки (на її кінцях) у скляних ніжках 2 закріплені біспіральні електроди 3 з вольфраму, з'єднані з двоштирьовими цоколями 1, призначеними для приєднання лампи до електричної мережі через спеціальні патрони.
Під час подавання напруги до лампи між її електродами і виникає електричний розряд у парі ртуті, в результаті чого лампа починає випромінювати потоки світла. Для забезпечення більш інтенсивного випромінювання електронів електроди люмінесцентних ламп вкривають активуючими речовинами, наприклад оксидами стронцію, барію або кальцію.
Залежно від кольоровості випромінюваного лампою світлового потоку розрізняють лампи денного світла (ЛД), білого світла (ЛБ), холодно-білого світла (ЛХБ), тепло-білого світла (ЛТБ) тощо. У приміщеннях або під час робіт, де необхідне точне визначення кольорових відтінків, наприклад у друкарні при виготовленні кольорових репродукцій, у художній майстерні, на текстильному підприємстві тощо, застосовують лампи ЛДІ, призначені для правильного кольоропередавання.
Люмінесцентні лампи низького тиску є газорозрядними електричними джерелами світла. Люмінесцентні лампи низького тиску виготовляють: на напругу 12? В потужністю 15 і 20 Вт; на напругу 220 В потужністю 30, 40, 80 і 125 Вт. Строк служби і нормальної роботи люмінесцентних ламп становить близько 5000 год. за умови нечастих вмикань, стабільності номінальної напруги та забезпечення оптимальної навколишньої температури (яка не виходить за межі 15—25 °С).
У сучасних освітлювальних електроустановках промислових підприємств широке застосування дістають дугові ртутні лампи (ДРЛ) високого тиску. Лампи ДРЛ випускають з двома і чотирма електродами.
Чотириелектродна дугова ртутна лампа ДРЛ (рис. 2.1, в) складається з нарізного цоколя 1, колби (балона) 5 і кварцового пальника 10. Всередині пальника є дозована крапля ртуті і газ — аргон; в кінці пальника впаяні активовані основні 9 і додаткові // електроди з вольфраму. Внутрішня поверхня колби вкрита тонким шаром люмінофору.
Під час подавання напруги до електродів лампи відбувається електричний розряд у парі ртуті високого тиску, який супроводжується інтенсивним випромінюванням світла, в спектрі якого немає оранжево-червоних променів. Відсутність оранжево-червоних променів робить лампу непридатною для освітлення, тому склад люмінофору, яким вкривають внутрішню поверхню колби, підібраний так, що під впливом ультрафіолетового опромінення він випромінює світло оранжево-червоного кольору, яке, змішуючись з основним потоком лампи, створює світло, що сприймається людським оком як біле із слабким зеленуватим відтінком.
Чотириелектродні лампи ДРЛ відрізняються від двохелектродних наявністю в них двох додаткових електродів, підключених до основних електродів через додаткові опори. Наявність додаткових електродів полегшує запалювання лампи, оскільки при подаванні напруги до лампи між основним і найближчим додатковим електродами виникає жевріючий розряд, під дією якого пара ртуті іонізується, сприяючи розряду між основними електродами лампи Лампи ДРЛ з цоколем 0 40 мм випускають потужністю 250—1000 Вт.
Газорозрядні джерела світла (люмінесцентні лампи і лампи ДРЛ) значно економічніші від ламп розжарювання — світловидатність їх і строк служби у кілька разів перевищують світловидатність і строк служби ламп розжарювання.
2.2 Прилади освітлювальних електроустановок
Прилади освітлювальних електроустановок призначені для приєднування джерел світла до електричної мережі, керування джерелами світла і забезпечення необхідних режимів роботи освітлення, які визначаються місцевими умовами, наприклад характером виробництва, тривалістю світлового дня.
До найпоширеніших приладів освітлювальних електроустановок належать патрони (рис.22), вимикачі (рис.23, а, б), перемикачі (рис 23, в), штепсельні розетки з вилками стартерні пристрої для пуску люмінесцентних ламп тощо.
За конструкцією, призначенням і способом встановлення розрізняють патрони підвісні, арматурні з ніпелем або ніпельною шийкою (рис. 2.2, а, б, в), підвісні напівгерметичні з металевим вушком (рис 2.2, г), стельові (рис. 2.2, д) і стінні (рис. 22, в). Патрони відповідно до розмірів цоколів ламп бувають з нарізкою 14, 21 і 40 мм.
Рис. 2.2. Патрони а — арматурний з корпусом із пластмаси, б — арматурний з корпусом із латуні, в — арматурний з корпусом із фарфору, г — підвісний напівгерметичний; д — стельовий пластмасовий, є — стінний фарфоровий похилий, 1 — корпус; 2 — фарфоровий вкладень, 3 — контактні гвинти для приєднування проводів до центрального контакту і гільзи 4 — контакт, 5 — нарізна гільза, 6 — сталеве вушко для підвішування патрона
Вимикачі (рис 2.3, а, б) і перемикачі (рис. 2.3, в) однополюсні на напругу до 250 В і на струми до 10 А призначені для комутації електричних кіл освітлювальних електроустановок змінного струму частотою 50 Гц. Вимикачі й перемикачі однополюсні захищеного і герметичного виконання для відкритого та схованого встановлення повинні витримувати не менше 20 тис. вимикань.
Для підвищення комутуючої здатності та стійкості проти спрацювання контактні частини сучасних вимикачів і перемикачів виконують з металокераміки, що дає їм можливість витримувати понад 200 тис. вимикань.
Приєднання до електричної мережі однофазних і трифазних електроприймачів (переносних ламп, побутових електроприладів, електрифікованого інструменту тощо) з номінальними струмами до 10 і 25 А на напругу до 250 і 380 В відповідно здійснюють за допомогою штепсельних з'єднань.