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.
Рис 2.3. Вимикачі і перемикачі а - клавішний вимикач для схованого встановлення, б - поворотний герметичний вимикач в - перемикач для схованого встановлення
Рис. 2.4. Елементи штепсельних з'єднань: а - штепсельна розетка на 6 А для відкритого встановлення, б - штепсельна розетка на 6 А для схованого встановлення, в - надплінтусна розетка; г - двополюсна штепсельна розетка на 10 А з плоскими струмовими і заземлюючими контактами для схованого встановлення; д - двополюсна штепсельна розетка на 10 А з заземлюючим контактом захищеного виконання для відкритого встановлення, є - триполюсна штепсельна розетка на 25 А і 380 В із заземлюючим контактом у захищеному виконанні для відкритого встановлення, є - вилка на 6 А; ж - вилка на 10 А з заземлюючим контактом; з - вилка двополюсна на 25 А і 380 В із заземлюючим контактом; и - вилка триполюсна на 25 А і 380 В із заземлюючим контактом.
Штепсельні з'єднання складаються з двох основних елементів: розетки (рис.2.4, а - є) і вилки (рис.2.4, є - и).
Штепсельні розетки випускають з круглими (рис.24, а, б, в) і плоскими (рис.24, г, д, є) контактами. Застосування плоских контактів дає змогу створити більш надійне контактне з'єднання, зменшити витрати міді і майже вдвічі порівняно з круглими контактами збільшити строк їх служби.
Для підключення переносних електроприймачів до електричної мережі напругою понад 36 В у приміщеннях з підвищеною небезпекою і особливо небезпечних застосовують двополюсні (рис 24, г, д) і триполюсні (рис. 24, є) штепсельні розетки з заземлюючим контактом, до якого приєднують провідник місцевої мережі заземлення.
До контактних затискачів двополюсних штепсельних розеток на струми до 10 А можна приєднувати електричні проводи перерізом до 2,5 мм2, до триполюсних розеток на струми до 25 А - проводи перерізом до 16 мм2.
2.3 Світильники освітлювальних електроустановок
Світильники освітлювальних електроустановок призначені для освітлення об'єктів (предметів, робочих поверхонь, виробничих площ тощо), які знаходяться на відстані, що не перевищує, як правило, 25 м.
Світильник складається з арматури і джерела світла. Джерело світла знаходиться всередині арматури, яка забезпечує необхідний розподіл світлового потоку джерела світла і захист його від механічних пошкоджень та впливу зовнішнього середовища.
Залежно від джерела світла освітлювальну арматуру умовно поділяють: для ламп розжарювання і ртутних ламп (рис.2.5, а - д), для люмінесцентних ламп (рис. 2.6, а-г).
Арматура світильників для лампи розжарювання і ртутної лампи складається з корпусу і закріпленого в ньому патрона. До корпусу закритих підвісних світильників прикріплюють внизу захисне скло для запобігання забрудненню і механічним пошкодженням лампи, а вгорі - вушко для підвішування до опорної конструкції. Горловину корпусу важких світильників, які жорстко встановлюють на трубі, виконують у вигляді патрубка з внутрішньою нарізкою 3/4". Деякі типи світильників оснащують спеціальним пристроєм, який вкручують у патрубок корпусу,- бюгелем, що має два сальники для роздільного ущільненого вводу про водів живильної мережі, а також гачок для підвішування.
Характерною особливістю світильників є велика різноманітність їх конструкцій та світлотехнічних характеристик.
Рис 2.5. Арматура світильників з лампами розжарювання і ДРЛ: а - «Універсалі»; б - рудничний; в - пилонепроникний; г - глибокого випромінювання; д - зовнішнього освітлення; 1 - відбивач; 2 - корпус; 8 - болт заземлення; 4 - скоба (вушко) для підвішування, 5 - проводи; 6 - патрон; 7 - кришка; 10 - захисна сітка; 11 - бугель.
Рис. 2.6. Світильники з люмінесцентними лампами: а - ОДР; б - ШЛП; в - ВОД; г - ПВЛ; 1 - підвіс, 2 - ковпачок підвісу; 3 - корпус; 4 - відбивач; 5 - екранізуючі грати; 6 - розсіювач; 7 - опорна рама; 8 - відкидна рама; 9 - вузол кріплення
Арматура світильника для люмінесцентних ламп найчастіше являє собою металевий корпус, у якому змонтовані пускорегулювальні пристрої (ПРП), лампотримачі, стартеротримачі та з'єднувальні проводи. Світильник приєднують до живильної електричної мережі за допомогою затискачів, розташованих під одним з ковпачків вузла підвіски. До корпусу арматури прикріплений відбивач, а на відбивачі залежно від конструкції світильника є екрануючі грати, захисне скло або розсіювач.
Світильники за своєю конструкцією, світлотехнічними показниками та характеристиками повинні відповідати умовам роботи і навколишнього середовища, а також вимогам безпеки і зручності експлуатаційного обслуговування. Рекомендації щодо вибору світильників наведені в табл.8.
Недоліком люмінесцентних ламп і ламп ДРЛ, які вмикаються в мережу змінного струму, є періодичні зміни їх світлового потоку в часі з частотою, що дорівнює подвоєній частоті струму живильної мережі. Ці зміни (пульсації) світлового потоку, які не сприймаються оком людини внаслідок відомої інерції її зору, все ж досить небезпечні, коли лампи застосовують для освітлення рухомих предметів.
При пульсації світлового потоку спотворюється сприйняття зором людини дійсної швидкості і напрямку руху предметів внаслідок стробоскопічного ефекту. Так, освітлювані люмінесцентними лампами і лампами ДРЛ деталі машини або оброблювані предмети, які обертаються з певною частотою, можуть видатися нерухомими і навіть такими, що повільно обертаються в протилежний бік. Тому при освітленні приміщень, де є верстати і механізми з доступними для працюючих частинами, що обертаються, застосовують схеми вмикання люмінесцентних ламп і ламп ДРЛ, які усувають небажані й небезпечні пульсації світлового потоку.
Схеми вмикання ламп розжарювання, люмінесцентних ламп і ламп ДРЛ, які застосовують найчастіше, наводяться нижче.
3. Схема вмикання ламп розжарювання
В освітлювальних електроустановках для керування лампами розжарювання застосовують кілька схем. Так, дві і більше ламп розжарювання можуть приєднуватися до мережі однополюсним вимикачем (рис.3.1, а).
Рис. 3.1. Схеми приєднання ламп розжарювання. а - з одним вимикачем; б - з двома вимикачами; в - з одним перемикачем; г - з двома перемикачами; д - на лінійну напругу; є - на фазну напругу
