Грибанов А.А. Электрическое освещение

Подождите немного. Документ загружается.

контакты стартера, и они замыкаются, обеспечивая подогрев электро-

дов люминесцентной лампы током, ограниченным балластом. После

остывания контактов стартера они размыкаются, и за счёт энергии,

запасённой в магнитном поле индуктивного элемента контура, возни-

кает импульс напряжения, обеспечивающий пробой межэлектродного

промежутка лампы и её зажигание. Конденсатор С1 (ёмкость 10 000 –

12 000 пФ), расположенный в

стартере, уменьшает амплитуду, но уве-

личивает длительность импульса напряжения и время подогрева элек-

тродов люминесцентной лампы, т.е. способствует более надёжному

зажиганию последней. К тому же С1 подавляет радиопомехи. При го-

рении лампы параллельная ей цепь автоматически отключается, так

как напряжение зажигания стартера больше максимального значения

напряжения на лампе. В

схеме может использоваться как индуктив-

ный, так и ёмкостно-индуктивный балласт. Однако в последнем случае

зажигание лампы несколько затрудняется из-за меньших токов подог-

рева электродов люминесцентной лампы.

Схема с полупроводниковым стартером

содержит индуктивный

накопитель энергии и полупроводниковый ключ (полупроводниковый

стартер). В приведённой на рис. 25, а схеме, в которой динистор VS

имеет напряжение включения, меньшее 1,25 U, но большее амплитуд-

ного значения рабочего напряжения на лампе, диод VD защищает ди-

нистор VS по обратному напряжению. Как видно из рис. 25, б, электро-

ды люминесцентной лампы

подогреваются в один полупериод пере-

Рис. 24. Схема включения люминесцентных ламп со стартером

тлеющего разряда

С2

С1

Ст

менного напряжения, а в другой на лампу подается импульс напряже-

ния до тех пор, пока она не зажжется.

Существует много разновидностей подобных, но не более слож-

ных схем. Однако все они имитируют принцип действия схем со стар-

терами тлеющего разряда или термостартерами и поэтому сохраняют

принципиальный недостаток указанных схем — ограниченную

воз-

можность регулирования условий зажигания ламп. Более перспектив-

ны в этом смысле групповые полупроводниковые стартеры ждущего

зажигания.

Схемы с емкостным накопителем энергии

могут представлять со-

бой импульсное устройство последовательного поджига с электрон-

ным коммутатором, в качестве которого используется воздушный раз-

рядник.

Пример – схема включения лампы типа ДКсТ10000 (рис. 26). При

замыкании контакта SB (на время поджига, равное примерно 20 с) по-

дается напряжение сети на первичную обмотку зарядного трансформа-

тора Т1 и конденсатор С1 заряжается напряжением до 3 кВ. Как только

напряжение на С1 достигнет напряжения пробоя разрядника FV, по-

следний пробивается и конденсатор С1 разряжается на первичную об-

мотку импульсного автотрансформатора T2.

Во вторичной обмотке T2 возникают высоковольтные (с ампли-

тудой до 25 кВ) высокочастотные (1000 Гц) импульсы, зажигающие

лампу. Конденсаторы С2, препятствуют попаданию импульсов в сеть.

Лампа работает практически без балласта, так как реактивное сопро-

тивление автотрансформатора составляет примерно 0,15 Ом. Компен-

сация реактивной мощности в схеме не требуется, так как k

=0,95.

Рис. 25. Схема включения люминесцентных ламп со стартером тлеющего

разряда (а) и осциллограммы токов и напряжений (б)

2π

ωt

п,п

Импульсные зажигающие устройства (ИЗУ) для ртутных ламп

высокого давления с ёмкостным накопителем энергии могут являться

генераторами параллельного или последовательного типа. Основные

недостатки схем параллельного поджига: необходимость повышения

изоляционной прочности индуктивного балласта за счет воздействия

на его обмотку зажигающего импульса; шунтирование генератора це-

пью дроссель – сеть, что уменьшает амплитуду импульса, в особенно-

сти для ламп большой мощности (уменьшается индуктивность дроссе-

ля). Схема последовательного поджига тоже не лишена недостатков,

так как обмотки импульсного трансформатора должны рассчитываться

на рабочий ток лампы. Последнее увеличивает расходы материалов на

изготовление ИЗУ, а также создает определенные трудности при их

унификации. У нас выпускаются только схемы последовательного

поджига.

Импульсное зажигающее устройство с полупроводниковым ком-

мутатором и встроенным импульсным трансформатором ИТ предна-

значено для зажигания ртутных ламп высокого давления.

Блок зажигающего устройства (БЗУ) без встроенного импульсно-

го трансформатора предназначен для зажигания ртутных ламп высоко-

Рис. 26. Схема включения лампы типа ДКсТ

С2

С1

Т1

го давления в схеме с балластным дросселем с отводом в обмотке, ко-

торый выполняет функцию импульсного трансформатора.

3.7 Контрольные вопросы

1. Что такое пускорегулирующий аппарат?

2. Какие основные функции выполняют пускорегулирующие ап-

параты?

3. Какие дополнительные функции выполняют пускорегулирую-

щие аппараты?

4. Какие основные виды статических вольтамперных характери-

стик имеют газоразрядные лампы?

5. Какие виды балластов используются на переменном токе?

6. Какие виды балластов используются на постоянном токе?

7. Каким образом осуществляется компенсация реактивной мощ-

ности в комплектах лампа – ПРА?

8. Каким образом осуществляется подавление радиопомех в ком-

плектах лампа – ПРА?

9. Каким образом обеспечивается снижение пульсаций в ком-

плектах лампа – ПРА?

10. Какие основные группы

параметров пускорегулирующих ап-

паратов Вы знаете?

11. На какие основные разновидности делятся схемы мгновенного

зажигания?

12. Почему простейшие схемы мгновенного зажигания так назы-

ваются?

13. На чём основан принцип работы резонансных схем мгновен-

ного зажигания?

14. Как работает схема включения лампы ДРТ?

15. На чём основан принцип работы трансформаторных схем

мгновенного зажигания?

16.

Какие основные схемы питания газосветных трубок Вы знае-

те? В чём состоят их достоинства и недостатки?

17. Как осуществляется компенсация реактивной мощности в

трансформаторных схемах питания газоразрядных ламп?

18. В чём состоит особенность схем быстрого зажигания?

19. Как работает простейшая схема быстрого зажигания трубча-

тых люминесцентных ламп?

20. Какова область применения бесстартерных пускорегулирую

щих аппаратов?

21. Как работает схема включения трубчатой люминесцентной

лампы со стартером тлеющего разряда?

22. Как работает схема включения трубчатой люминесцентной

лампы с полупроводниковым стартером?

23. Как работает схема включения ламп ДКсТ?

24. С какой целью используются импульсные зажигающие уст-

ройства?

4. СВЕТОВЫЕ ПРИБОРЫ

Световым прибором называется устройство, содержащее источ-

ник света (лампу) и

светотехническую арматуру (светотехническая

арматура обычно называется осветительной арматурой) и предназна-

ченное для освещения или световой сигнализации. Светотехническая

арматура перераспределяет оптическое излучение источника света в

пространстве или преобразует его свойства (изменяет спектральный

состав излучения или поляризует его). Наряду с этим световой прибор

выполняет функцию защиты лампы от воздействия окружающей сре-

ды, механических

повреждений, обеспечивает крепление лампы и под-

ключение к источнику питания.

4.1. Классификация световых приборов

Классификация световых приборов осуществляется по главным и

дополнительным признакам. К главным признакам относятся: основная

светотехническая функция, характер светораспределения, условия экс-

плуатации и основное назначение.

По основной светотехнической функции световые приборы

разделены на приборы для освещения – осветительные

приборы и при-

боры для световой сигнализации – светосигнальные приборы (свето-

вые приборы могут совмещать обе эти функции); по характеру свето-

распределения все световые приборы подразделяются на светильники,

прожекторы и проекторы; по условиям эксплуатации – на световые

приборы для помещений, открытых пространств и для экстремальных

сред.

Под экстремальными условиями среды понимаются такие,

ко-

гда одна или несколько характеристик среды имеют значения, резко

превышающие значения для других условий (например, температура

существенно выше +40 ºС или ниже -60ºС, имеет место абсолютный

вакуум или световой прибор погружён в воду).

Светильник – это световой прибор, перераспределяющий свет

лампы (ламп) внутри больших телесных углов (до 4π) и обеспечиваю-

щий угловую концентрацию светового потока с коэффициентом уси-

ления не более 30 для круглосимметричных и не более 15 для симмет-

ричных приборов. Светильники предназначены, как правило, для ос-

вещения относительно близко расположенных объектов (находящихся

на расстояниях, обычно

меньших, чем 20-кратные максимальные раз-

меры светильников) или сигнализации на небольших расстояниях.

В светильниках могут устанавливаться две или более ламп (в

многоламповых люстрах, например, число ламп может исчисляться

сотнями и даже тысячами). Светотехническая арматура для разрядных

ламп включает обычно аппаратуру для зажигания и стабилизации ра-

боты ламп. Светильники для освещения (в

отличие от сигнальных све-

тильников), как правило, сокращённо называют светильниками.

Светильниками общего освещения называются светильники,

предназначенные для общего освещения помещений и открытых про-

странств; светильниками местного освещения – светильники, рас-

считанные в основном на освещение рабочих поверхностей; светиль-

никами комбинированного освещения – приборы, создающие (по-

очерёдно или одновременно) как общее, так и

местное освещение.

Прожектор – световой прибор, перераспределяющий свет лампы

внутри малых телесных углов и обеспечивающий угловую концентра-

цию светового потока с коэффициентом усиления более 30 для кругло-

симметричных и более 15 для симметричных приборов. Прожекторы

служат для освещения удалённых объектов, находящихся на расстоя-

ниях, в десятки, сотни и даже тысячи раз превышающих размер про-

жектора, или

для передачи световых сигналов на большие дистанции.

В группе прожекторов необходимо выделить прожекторы общего на-

значения, поисковые прожекторы, маяки, светофоры и фары.

Прожекторы общего назначения предназначены для длительно-

го освещения рабочих поверхностей и используются для освещения

открытых пространств, фасадов зданий, архитектурных памятников и

т.д.; распространённым для этой группы является название

прожек-

торы заливающего света. Поисковые прожекторы являются про-

жекторами дальнего действия, предназначенными для кратковремен-

ного освещения очень удалённых объектов с целью их обнаружения,

они могут использоваться в качестве зенитных, морских и других про-

жекторов.

Световые маяки (аэродромные, морские, речные, навигационные

и др.) осуществляют световую сигнализацию о расположении маяка.

Светофоры используются для передачи световых сигналов, регу-

лирующих движение транспорта и людей. Фары – световые приборы

прожекторного типа, устанавливаемые на транспортных средствах для

освещения дороги.

Проектор

– световой прибор, перераспределяющий свет лампы с

концентрацией светового потока на поверхности малого размера или в

малом объёме. Проекторы являются в основном осветительной частью

светопроекционных приборов, концентрирующей световой поток на

кадровом окне, в котором расположен рисунок или диапозитив, ото-

бражаемый объективом на экране (экранные проекторы). В настоящее

время всё более широкое

распространение находят технологические

проекторы (концентраторы), предназначенные для лучистого нагрева

объектов, например для испарения жидкостей, плавки металла, накач-

ки лазеров. Экранные проекторы подразделяются на эпископы, диа-

скопы и эпидиаскопы. Эпископы предназначены для проецирования на

экран поверхностей, посылающих в объектив отражённый световой

поток (рисунков, чертежей и др.). В диаскопах проецируемая поверх-

ность (диапозитив

, кинокадр) посылает в объектив прошедший через

неё световой поток. Эпидиаскопы могут работать и как эпископы, и

как диаскопы.

Дополнительными признаками классификации световых приборов

являются:

⌦ вид лампы;

⌦ конкретная светотехническая функция;

⌦ форма фотометрического тела;

⌦ класс светораспределения;

⌦ тип кривой силы света;

⌦ возможность перемещения при эксплуатации;

⌦ способ

установки;

⌦ класс защиты от поражения электрическим током;

⌦ исполнение для работы в определённых условиях эксплуата-

ции;

⌦ степень защиты от пыли и воды;

⌦ способ питания лампы;

⌦ возможность изменения положения оптической системы;

⌦ возможность изменения светотехнических характеристик;

⌦ способ охлаждения.

По конкретной светотехнической функции светильники делят-

ся на светильники

общего, местного, комбинированного, декоративно-

го, экспозиционного освещения и освещения для ориентирования, а

прожекторы – на прожекторы заливающего света, акцентирующего

освещения, для поиска и обнаружения объектов, для освещения на-

правления движения транспортных средств.

По форме фотометрического тела световые приборы делятся на

симметричные, круглосимметричные и несимметричные.

Класс светораспределения определяется соотношением потоков,

направляемых светильниками в верхнюю (Ф

∩

) и нижнюю (Ф

∪

) полу-

сферы. По этому признаку они делятся на светильники прямого (П)

света (Ф

∪

≥0,8Ф

св

), светильники преимущественно прямого (Н) света

(0,6Ф

св

< Ф

∪

< 0,8Ф

св

), светильники рассеянного (Р) света (Ф

∪

– Ф

∩

≤

±0,2Ф

св

), светильники преимущественно отраженного (В) света (0,6Ф

св

< Ф

∩

< 0,8Ф

св

) и светильники отраженного (О) света (Ф

∩

≥ 0,8Ф

св

Типы кривых силы света (для светового потока светильников в

нижнюю полусферу 1000 лм) по ГОСТ 17677-82 приведены на рисун-

ке. Этот ГОСТ устанавливает следующие основные кривые силы света

(в любой полусфере): К – концентрированная, Г – глубокая, Д - коси-

нусная, Л – полуширокая, М – равномерная, Ш – широкая, С - синус-

ная.

По возможности перемещения при эксплуатации

световые

приборы делятся на стационарные, переносные и передвижные.

Стационарный световой прибор – прибор, закреплённый на мес-

те установки, для снятия которого требуется применение инструмента.

Нестационарный световой прибор может быть снят с места эксплуа-

тации без применения инструмента и перемещён с одного места на

другое. Переносный световой прибор – нестационарный прибор с ин-

дивидуальным источником питания или отключаемым при перемеще-

ниях светового прибора.

ГОСТ 16703–79 по способу установки световых приборов делит

их на две большие группы: стационарные и переносные. Переносные

световые приборы делят на ручные, головные, на стойке, на магнитном

основании. Стационарные световые приборы классифицируют на

подвесные, потолочные, настенные, встраиваемые, пристраиваемые и

опорные. Среди опорных

световых приборов выделяют настольные,

напольные, венчающие и консольные. Высоты подвеса подвесных и

потолочных световых приборов составляют, соответственно, более и

менее 0,1 м.

Необходимо отметить, что использовавшиеся ранее термины

«бра» (синоним настенного светильника), «торшер» (напольный све-

тильник), «плафон» (потолочный светильник) являются недопустимы-

ми к применению. Под встречающимся в светотехнической литературе

термином «декоративный светильник» понимается светильник, яв-

ляющийся в основном декоративным элементом интерьера или экс-

терьера и играющий ограниченную роль в создании необходимых ус-

ловий освещения, а «ночником» принято называть светильник, обеспе-

чивающий возможность ориентации в помещении в тёмное время су-

ток.

Рис. 27. Кривые силы света.

По ГОСТ 12.2.007.0–75 устанавливаются пять классов защиты

от поражения электрическим током: 0; 0I; I; II; III.

К классу 0 должны относиться изделия, имеющие по крайней ме-

ре рабочую изоляцию и не имеющие элементов для заземления, если

эти изделия не отнесены к классу II или III.

К классу 0I должны относиться изделия, имеющие по крайней

мере рабочую изоляцию, элемент для заземления и

провод без зазем-

ляющей жилы для присоединения к источнику питания.

К классу I должны относиться изделия, имеющие по крайней ме-

ре рабочую изоляцию и элемент для заземления. В случае если изделие

класса I имеет провод для присоединения к источнику питания, этот

провод должен иметь заземляющую жилу и вилку с заземляющим кон-

тактом.

К классу II должны относиться изделия, имеющие двойную или

усиленную изоляцию и не имеющие элементов для заземления.

К классу III следует относить изделия, предназначенные для ра-

боты при безопасном сверхнизком напряжении, не имеющие ни внеш-

них, ни внутренних электрических цепей, работающих при

другом на-

пряжении.

Изделия, получающие питание от внешнего источника, могут

быть отнесены к классу III только в том случае, если они присоедине-

ны непосредственно к источнику питания, преобразующему более вы-

сокое напряжение в безопасное сверхнизкое напряжение, что осущест-

вляется посредством разделительного трансформатора или преобразо-

вателя с отдельными обмотками.

При использовании в

качестве источника питания разделительно-

го трансформатора или преобразователя его входная и выходная об-

мотки не должны быть электрически связаны и между ними должна

быть двойная или усиленная изоляция.

По исполнению для работы в определённых условиях экс-

плуатации световые приборы подразделяются с учётом следующих

признаков:

а) по климатическому исполнению и категории размещения

;

б) по доминирующему воздействующему фактору:

температуре и относительной влажности воздуха;

механическим воздействиям;

особым факторам среды;

наличию заметных концентраций химически активных веществ.

Степень защиты от пыли и воды характеризуется двумя циф-

рами. Первая – класс или подкласс светильника по степени его защиты

от пыли и соприкосновения с частями, находящимися под напряжени-

ем,

а вторая – степень защиты светильника от проникновения воды. По

защите от пыли конструкции светильника делятся на три класса: пы-

ленезащищенные – 2, пылезащищенные – 5, пыленепроницаемые – 6.

Первый класс (2) имеет защиту от возможности прикосновения паль-

цами к частям светильника, находящимся под напряжением. Классы

(5) и (6) имеют полную защиту от прикосновения с помощью любого

вспомогательного устройства.

Пыленезащищенные

светильники имеют два подкласса: откры-

тые – 2 и перекрытые – 2'. Пылезащищенные делятся также на два

подкласса: частично пылезащищенные – 5, полностью пылезащищен-