150475 (594554), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Основні напрями розвитку електроенергетики та електричної промисловості
На сучасному етапі розвитку промисловості виникли важливі питання раціонального використання та якості електроенергії, а також екологічні проблеми, пов'язані з енергетикою. Аналізуючи наслідки бурхливого зростання кількості виробленої електроенергії, вчені дійшли висновку про необхідність раціональнішого використання електроенергії, підвищення коефіцієнта корисної дії (ККД) генераторів і споживачів. Розгорнулися дослідження з використання нетрадиційних джерел енергії. Розроблені і впроваджуються сонячні батареї для живлення автономних споживачів невеликої потужності. У місцевостях, де дмуть сильні вітри, використовуються вітроелектростанції. Споруджуються комплекси, що повністю забезпечують свої потреби в енергії нетрадиційними джерелами. Розробляються і впроваджуються високоефективні системи дистанційного керування, контролю і сигналізації. Електроенергією користуються важка і легка промисловість, транспорт, нафтопереробна промисловість, побутова техніка, наука і культура. У різних галузях народного господарства ми спостерігаємо використання електрики як сильнострумової, так і слабкострумової. Останню відносять до електроніки.
Електроніка більше ніж енергетика увійшла в життя: реалізуються найскладніші та найдосконаліші системи й апарати: від електронного годинника до всесвітньої інформаційної комп'ютерної мережі Іnternet; від простого електронного регулятора до штучного інтелекту; від найпростішого радіоприймача до найскладніших електронних систем спостереження за підводним, наземним, повітряним та космічним простором; від електронного мікрозонду в медицині для дослідження органів людини до міжпланетних ракетних зондів для дослідження інших планет.
1. Влаштування та основне обладнання освітлювальних електроустановок, їх характеристики та будова
1. Освітлювальні електроустановки – це складний комплекс електротехнічних пристроїв, призначених для освітлювання об'єктів.
Ці установки складаються із джерел світла, електроустановочних виробів, освітлювальної арматури, електропроводок, ВРП, щитів, щитків, апаратів захисту й керування та ін.
2. Світловим потоком F називається частина променистого потоку, що сприймається зором людини як світло. Світловий потік виражається в люменах (лм).
3. Проводом називається виріб, який складається з однієї не-ізольованої або однієї й більше ізольованих жил, зверху яких залежно від умов прокладання та експлуатації можуть бути неметалева оболонка та (чи) обплетення дротом або волокнистими матеріалами.
4. Номінальний переріз струмопровідних жил проводів і кабелів вибирається згідно з чинними нормативними документами: 1; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 10; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240; 300; 400; 500; 625; 800; 1000 мм2.
5. Для розподілу електричної енергії в силових і освітлювальних мережах, а також для енергопостачання електроустановок використовують установочні проводи. Вони бувають з гумовою, полівінілхлоридною та поліетиленовою ізоляцією. Струмопровідні жили виготовляють з мідних, алюмінієвих і алюмомідних дротів.
Установочні проводи випускаються з ізоляцією на напругу 380, 660 і 3000 В. Для захисту ізоляції від механічних пошкоджень, а також від діяння вологи та світла використовують оболонку з гуми, пластмаси чи бавовняної пряжі, просоченої протигнильною сполукою.
6. В умовному позначенні установочних проводів їх конструктивні елементи можуть зустрічатися в різних комбінаціях, але більшість проводів мають таку структуру позначення:
7. Для вимикання та вмикання джерел світла в освітлювальних мережах використовують вимикачі, перемикачі, а також пакетні вимикачі та установочні автомати.
Вимикачі та перемикачі для освітлювальних мереж виготовляють стосовно відкритої і прихованої електропроводок. Останнім часом для нормальних умов експлуатації здебільшого їх випускають у клавішному виконанні (рис. 1), причому розміри клавіш у деяких випадках можуть досягати майже розмірів декоративної кришки. Для зручності користування клавіші вимикачів іноді покривають люмінофором, щоб вони світилися в темноті.
Перемикачі зі шнурковими приводами використовують для відкритої електропроводки. Конструкція перемикача дає змогу почергово перемикати, різні кола і таким чином вмикати різну кількість ламп (рис. 2).
Рис. 1
Рис. 2
До цього часу ще застосовуються контактні (механічні) вимикачі і перемикачі. Будова їх і кінематичні схеми різноманітні. Конструкція привода з тяговим шнурком має перекидний механізм з пружиною стискання; повзункова конструкція привода – пружину розтягування або кулачковий механізм; поворотна конструкція – ексцентрик або кулачковий механізм; клавішна та кнопкова конструкція – двоплечовий хитний механізм з пружиною стискання та одноплечовий такий механізм з пружиною розтягування. Однокнопкова конструкція привода може мати механізм з гумовою мембраною та пневматичний механізм з поршнем. Вимикач з такою конструкцією привода може працювати як реле часу.
Для підвищення довговічності й надійності вимикачів і перемикачів їх виготовляють з металокерамічними контактами, стійкими проти спрацювання.
На відміну від контактних вимикачів і перемикачів промисловість випускає аналогічні вироби з безконтактними системами. Це сенсорні вимикачі для стаціонарного встановлення в стінових перегородках; сенсорні вимикачі-світлорегулятори, вмонтовані всередину побутових світильників; прохідні світлорегулятори з резисторним приводом для встановлення на проводі; світлорегулятори з резисторним приводом для стаціонарного встановлення в стінових перегородках. Такі пристрої можуть забезпечити кілька мільйонів циклів «увімкнено – вимкнено», що значно перевищує можливості найсучасніших контактних пристроїв.
Незалежно від конструкції приводів вимикачів і перемикачів до них ставляться певні вимоги: надійність, вібраційна стійкість контактної системи, миттєвість вимкнення, стабільність контактного натискання за час всього строку служби, безшумність спрацьовування, малі габаритні розміри, простота та технологічність виготовлення, невисока вартість.
8. Основними апаратами захисту від перевантаження і струмів короткого замикання в освітлювальних і силових електромережах є запобіжники з плавкими вставками та установочні автомати.
9. В електричних мережах використовують автоматичні вимикачі серій АЕ1000, АЕ2000, А3700, АП50Б, АК50, ВАБ, ВАТ, «Електрон» та ін.
Автоматичні вимикачі серії АК-50 використовують в освітлювальних і силових електромережах. Вимикачі обладнують електромагнітним розчіплювачем з гідравлічним сповільнювачем спрацьовування для захисту в зоні перевантаження або без сповільнювача спрацьовування (відсічка), а також випускають без розчіплювача (неавтоматичний варіант).
Номінальні струми розчіплювача: 0,6; 0,8; І; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6; 8; 10; 12,5; 15; 20; 25; 32; 40; 45; 50 А.
10. Електричні джерела світла за способом генерації ними оптичного випромінювання поділяються па температурні та люмінесцентні. До першої групи належать лампи розжарювання (теплове випромінювання), до другої – газорозрядні лампи (випромінювання завдяки електричному розряду в газах, парах або їх сумішах).
11. Основними параметрами джерел світла є: номінальна потужність; світлова віддача; номінальний світловий потік і йога зниження через певний проміжок часу; напруга мережі живлення; напруга на лампі; пускові та робочі струми; середній або номінальний строк служби.
Газорозрядні джерела світла
Газорозрядні джерела світла – це пристрої, в яких електрична енергія розряду у газі перетворюється на світлову.
Найпоширенішим газорозрядним джерелом світла є люмінесцентна лампа.
Люмінесцентна лампа складається з циліндричного скляного балона, наповненого парою металу або газу (рис. 3). На торцях циліндричного балона розміщено вольфрамові катоди, по яких пропускають струм розжарювання. Для запалювання лампи призначений пускорегулювальний апарат (ПРА), який формує імпульс напруги, що перевищує імпульс запалювання.
ПРА має стартер, дросель і конденсатор.
Стартер складається із скляного балона, в якому розміщено пару контактів. Один з контактів – рухомий, прикріплений до біметалевої пластини, другий – нерухомий, жорстко закріплений на виводі (рис. 4). Скляний балон стартера закривається алюмінієвим ковпачком.
рис. 3 рис. 4
Схему увімкнення люмінесцентної лампи наведено на рисунку 5.
Рис. 5
Якщо електричне коло з люмінесцентною лампою (рис. 5) увімкнути до мережі, то контакти стартера замикають коло і по ньому проходить струм. Під дією струму катоди лампи нагріваються і з їх поверхні починається емісія електронів. Нагрівається також і біметалева пластина стартера, і через деякий час вона, нагрівшись, розмикає контакти – електричне коло розривається. У момент розмикання контактів стартера у дроселі внаслідок самоіндукції наводиться електрорушійна сила, яка разом із напругою мережі прикладена до газового проміжку між катодами лампи. Під дією цієї сумарної напруги, яка перевищує напругу запалювання, лампа запалюється і в ній починається газовий розряд.
Унаслідок рекомбінації електронів, випущених катодами, з іонами газу випромінюється квант світла ультрафіолетової частини спектра. Шар люмінофору поглинає ці кванти і випромінює видиме світло, близьке за спектральним складом до сонячного.
Таким чином, за допомогою люмінофора змінюється спектр випромінювання.
2. Характеристика люмінесцентних ламп
1. До газорозрядних належать лампи, в яких випромінювання видимого діапазону хвиль виникає завдяки електричному розряду в середовищі інертних газів, парів металів і їх сумішей. Це люмінесцентні лампи, дугові ртутні лампи з люмінофором (ДРЛ), дугові ртутні лампи з йодидами (ДРЙ), дугові натрієві та ксенонові лампи високого тиску (ДНаТ, ДКсТ).
2. Люмінесцентні лампи належать до джерел світла низького тиску. Люмінесцентна лампа (рис. 6) має вигляд скляної трубки, внутрішню поверхню якої вкрито тонким шаром люмінофора 2. В скляних ніжках 4 всередині трубки впаяно електроди 3, які приєднано до контактних штирів 6 цоколя 5. З трубки викачано повітря і введено невелику кількість чистого аргону й дозовано крапельки ртуті.
Рис. 6
Для можливості попереднього підігрівання електродів і полегшення початку розряду електроди виконано у вигляді подвійної чи потрійної спіралі з вольфрамового дроту, який покрито шаром оксидів лужноземельних металів (барію, стронцію, кальцію). Лужноземельні метали сприяють більш інтенсивному випромінюванню електронів.
При вмиканні лампи в електромережу ртуть випаровується і в її парах створюється інтенсивне ультрафіолетове випромінювання, під дією якого люмінофор створює світло.
3. Структура умовного позначення люмінесцентної лампи має такий вигляд:
Використовують також лампи типів ЛЕ (для житлових і громадських приміщень), ЛХЕ (для лікувальних закладів), ЛТБЦ (для житлових приміщень, кафе, ресторанів), ЛДЦУФ – з підвищеною часткою ультрафіолетового випромінювання (для підприємств текстильного виробництва).
4. Люмінесцентні лампи випускаються потужністю 8. 13, 15, 20, 30, 40, 65, 80 Вт.
5. Особливостями люмінесцентних ламп є: можливість вмикання в мережу тільки з ПРА, тому що напруга на лампі повинна бути приблизно вдвічі нижча від напруги мережі: робота в обмеженому діапазоні температур (від 5 до 40 °С); велика чутливість до відхилення напруги мережі від номінальної (при зниженні на пруги на 20 % лампа не засвічується).
6. Основним недоліком люмінесцентних ламп є періодичні пульсації їх світлового потоку з частотою, що дорівнює подвійній частоті електричного струму. Через зорову інерцію око людини не спроможне помітити ці миготіння світла. Якщо частота обертання деталі збігається з частотою імпульсів світла, то деталь може здатися нерухомою або такою, що повільно обертається в протилежний бік через стробоскопічний ефект. Це може призвести до травматизму людини.
При вмиканні люмінесцентних ламп у різні фази трифазного струму пульсації світлового потоку виникатимуть у різний час і стробоскопічного ефекту не буде.
7. Перспективами вдосконалення люмінесцентних ламп є поліпшення їх світлотехнічних параметрів. Цього можна досягти вдосконаленням галофосфатного люмінофора і застосуванням більш ефективних конструкцій електродів і лампи в цілому. Останнім часом виробництво переходить на випуск енергоекономічних люмінесцентних ламп зі зниженою потужністю (18 замість 20 Вт; 36 замість 40 Вт; 58 замість 65 Вт), із зменшеним діаметром колби лампи (25 замість 40 мм), із підвищеною світловою віддачею.
8. ПРА газорозрядних ламп призначені для обмеження струму їх дугового розряду. ПРА вмикаються послідовно з газорозрядними лампами і складаються з дроселя, компенсуючого конденсатора для підвищення коефіцієнта потужності та конденсатора, що блокує радіозавади. За способом засвічування ПРА поділяються на три групи: стартерного, швидкого та миттєвого засвічування.
9. Структура умовного позначення більшості ПРА має такий вигляд:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
