5. Електрична частина освітлювальних і опромшювальних установок

Системи напруг, класифікація електричних освітлювальних

мереж.

Компоновка освітлювальної мережі. Захист освітлювальних

мереж.

Апаратура керування мережами освітлювальних і опромінювальних установок. Розрахунок і вибір проводів і кабелів освітлювальних і опромінювальних установок. Експлуатація освітлювальних і опромінювальних установок .

Заходи із захисту від ураження електричним струмом.

Прочитайте і опрацюйте

Л-1, с. 231-246; Л-3, с. 184-206.

Короткі теоретичні відомості та методичні вказівки

Системи напруг, класифікація електричних освітлювальних

мереж.

Для живлення освітлювальних і опромінювальних установок

сільськогосподарських приміщень і будівель приймаються переважно трифазні чотирипровідні мережі змінного струму з напругою 380/220 В із заземленою нейтраллю та 220 В при ізольованій нейтралі.

Нормами допускається відхилення напруги в освітлювальних мережах у межах - 5....+ 5 %. У сільських мережах ці границі не витримуються, оскільки в тих же нормах допустиме відхилення напруги для них складає -7,5...+ 7,5 %. При таких умовах підтримувати

напругу в освітлювальних мережах можна тільки спеціальними пристроями - обмежувачами і стабілізаторами напруги.

Електричну мережу від споживчого трансформатора до електроприймачів прийнято ділити на мережу живлення - від джерела до групового щитка і групову - від групового щитка до електроспоживача. Світильники і опромінювачі розділяють на групи, живлення до яких подають від групових щитків по лініях різних видів: двопровідна (фазний і нульовий провід), трипровідна (два фазних проводи і нульовий або три фазних проводи без нульового) і чотирипровідна (три фазних проводи і нульовий).

Запам'ятайте

Зниження напруги знижує потік ламп і виводить освітленість і опроміненість за межі норм, порушуючи технологічний процес. Для газорозрядних ламп зниження напруги живлення призводить до скорочення строку їх служби, а при зниженні напруги на десять відсотків і більше запалювання ламп не гарантується.

Підвищення на десять відсотків напруги від номінального значення призводить до скорочення строку служби ламп розжарювання майже в чотири рази.

У приміщеннях з особливо важкими умовами середовища (вологих, жарких, запилених) при висоті підвісу світильників меншій ніж 2,5 м рекомендується приймати напругу до 42 В для живлення загального освітлення світильника будь-якої конструкції.

Для живлення ручних світильників у приміщеннях з підвищеною і особливо підвищеною небезпекою слід використовувати напругу не більшу ніж 42 В, а при особливо несприятливих умовах - не більшу ніж 12 В.

Компоновка освітлювальної мережі.

При компонуванні освітлювальної мережі світильників і опромінювачів їх розподіляють на групи, розмічають на плані приміщення місця установки групових щитків, траси мережі живлення і групових мереж. Групові щитки розміщують по можливості в центрі електричного навантаження і в місцях, доступних для обслуговування. Висота встановлення щитків повинна бути не більша ніж 2 м (до верху щитка

Траса групової освітлювальної мережі визначається розташуванням світильників. При прокладанні траси враховуються такі вимоги та особливості:

максимальне скорочення довжини лінії; архітектурно-будівельні особливості приміщення; зручність подальшої експлуатації обладнання. Кожна групова лінія повинна бути захищена запобіжниками або автоматичними вимикачами з електромагнітними розчіплювачами, розрахованими на струм не більший ніж 25 А при живленні ламп розжарювання потужністю до 500 Вт і люмінесцентних ламп. Загальне навантаження освітлювальної чи опромінювальної установки бажано рівномірно розподіляти між фазами мережі живлення.

Світильники розбивають на групи з урахуванням обмежень за допустимою потужністю і кількістю світильників.

При наявності штепсельних розеток приймається потужність

0,6 кВт на одну розетку.

Найбільша допустима встановлена потужність у групових

мережах на напругу 380/220 В складає:

двопровідні мережі (фаза і нуль) - 4,4 кВт для ламп розжарювання; 3,3 кВт для люмінесцентних ламп;

чотирипровідні мережі (три фази і нуль) - 8,8 кВт для ламп розжарювання і 6,6 кВт для люмінесцентних ламп.

При напрузі 220/127 В відповідно:

двопровідні мережі - 2,3 кВт для ламп розжарювання і 1,9 кВт

для люмінесцентних ламп;

чотирипровідні мережі - 7,6 кВт для ламп розжарювання і 5,7 кВт

для люмінесцентних ламп.

Допустима кількість світильників у груповій лінії складає: двопровідна мережа - 20 шт. з лампами розжарювання і 50 шт. з

люмінесцентними лампами;

чотирипровідна мережа - 60 шт. з лампами розжарювання і

150 шт. з люмінесцентними лампами.

На чергове освітлення виділяється десять відсотків від загальної кількості світильників у приміщенні, а в родильних відділеннях - 15 відсотків. Світильники чергового освітлення рівномірно розміщуються на плані приміщення.

Захист освітлювальних мереж.

Проводи електричних мереж залежно від їх типу, способу прокладання і умов роботи розраховані на протікання певних тривало допустимих струмів навантаження. Протікання по проводах струмів,

що перевищують допустимі величини, викликає їх надмірне нагрівання, яке веде до прискореного старіння ізоляції, виходу проводки з ладу, аварійного режиму. Такими аномальними струмами є струми короткого замикання і струми перевантажень.

Електричні мережі у всіх випадках повинні бути захищені від струмів короткого замикання. Захист повинен у найкоротший час вимкнути пошкоджену ділянку лінії при виникненні струмів короткого замикання.

Для будівель і приміщень, у яких необхідно створити особливо надійну і безпечну роботу освітлювальних проводок або де відсутній кваліфікований персонал, крім захисту від струмів короткого замикання, необхідний захист і від струмів перевантажень.

Розрахункові струми груп визначаються за формулами:

для трифазних груп з люмінесцентними лампами

/ ₌ ¹-²⁵^¹°³ ; (5.1)

для однофазних груп з люмінесцентними лампами

. 1,25/у0³ _{; (52)}

* и_Фсоз<р

для трифазних груп з лампами розжарювання

(5-3)

для однофазних груп з лампами розжарювання

> _^.. (5.4)

Розрахунковий струм магістралі , що живить освітлювальний щиток:

1,25|Х,10³ 2Х„1°³

/ = % + _! ! • (5.5)

■У3ї/₄созр 4г\],

Типи освітлювальних щитків вибирають залежно від кількості груп, розрахункових струмів груп, а також захищеності від впливу навколишнього середовища. Технічні характеристики освітлювальних щитків наведено в табл. 8, 9, 10

Для роботи опромінювальних установок складають графік-розклад режиму опромінення. При відхиленні напруги мережі більше ніж на п'ять відсотків у режим опромінення повинні вноситись відповідні поправки для забезпечення заданої дози опромінення. По мірі старіння ламп потрібно відповідно збільшувати тривалість опромінення. Опроміненість, створювану джерелами УФ випромінювання, необхідно періодично перевіряти уфіметром. По мірі старіння ламп необхідно відповідно збільшувати тривалість опромінення. При зниженні опроміненості в результаті старіння ламп більш ніж на ЗО відсотків їх необхідно замінити новими.

Зворотно-поступальний рух опромінювачів в установках для УФ опромінювання повинен здійснюватись автоматично. При зупинці опромінювачів напруга повинна автоматично вимикатись.

При роботі з ввімкненими джерелами УФ випромінювання персоналу необхідно одягати окуляри з димчастого або товстого безколірного скла і запобігати опроміненню незахищених частин тіла. Приміщення, у яких працюють джерела УФ випромінювання, необхідно вентилювати для видалення озону і окислів азоту.

Заходи із захисту від ураження електричним струмом

Заходи із захисту від ураження електричним струмом в освітлювальних мережах та опромінювальних установках визначаються "Правилами з техніки безпеки при експлуатації електрообладнання споживачем".

Споживання електроенергії освітлювальним та опромінювальним обладнанням повинно здійснюватись від окремого розподільного освітлювального щитка шафового типу з дверцятами, які закриваються.

Щиток повинен мати вхідний рубильник або автоматичний вимикач для вимикання всієї мережі, а також автоматичні вимикачі або запобіжники, які забезпечують захист від перевантажень або коротких замикань окремих груп.

У щитках потрібно вказувати номер освітлювальної (опромінювальної) групи чи установки та номінальний струм розчіплювача автоматичного вимикача або плавкої вставки запобіжника.

Найменша висота підвісу світильників з лампами розжарювання допускається 2,5...З м, а світильника з люмінесцентними лампами 2,5 м за умови, що контактні частини захищені від випадкового доторкування.

При підключенні патронів світильників та опромінювачів до електричної мережі гвинтову різьбу приєднують до нульового проводу.

До апаратів управління та арматури світильника проводи або кабелі дозволяється приєднувати за допомогою наконечників або спеціальних затискачів.

Приєднання проводів або кабелю з алюмінієвими жилами дозволяється за наявності у світильників контактної арматури, спеціально призначеної для алюмінієвих проводів. Одножильні проводи перерізом до 10 мм та багатожильні з перерізом 2,5 мм дозволяється приєднувати без наконечників, однак кінці багатожильних проводів необхідно обпаювати.

З'єднання та відгалуження проводів, прокладених у трубах, виконується в з'єднувальних коробках.

Основним заходом захисту від ураження електричним струмом в освітлювальних і опромінювальних установках служить занулення. До частин, що підлягають зануленню, відносяться: корпуси світильників, понижувальних трансформаторів, каркаси освітлювальних щитків, металеві оболонки і броня кабелів, металеві рукави і труби електропроводки, лотки, короби, троси.

Питання для самоперевірки

1. Яка система напруг використовується для живлення освітлювальних і опромінювальних установок?

2. Як класифікуються електричні освітлювальні мережі?

3. Які допустимі відхилення напруги в сільських електричних мережах?

4. Як впливає відхилення напруги на роботу ламп розжарювання?

5. Як впливає відхилення напруги на роботу газорозрядних ламп?

6. Які пристрої використовуються для підтримання напруги в • освітлювальних мережах?

7. Яка напруга використовується для живлення світильників при висоті їх підвісу меншій ніж 2,5 м ?

8. Яка напруга використовується для живлення ручних світильників?

9. Що необхідно враховувати при розміщенні освітлювальних Щитків?

10. Які вимоги враховуються при прокладанні трас освітлювальних проводок

11. Що необхідно враховувати при розподілі світильників на групи?

12. Скільки світильників виділяється на чергове освітлення?

13. До чого може призвести протікання по проводах освітлювальної проводки струмів, що перевищують допустиме значення?

14. Які вимоги ставляться до захисту освітлювальних проводок?

15. Які апарати застосовуються для захисту освітлювальних проводок?

16. Як визначаються розрахункові струми для трифазних і однофазних груп з лампами розжарювання?

17. Як визначаються розрахункові струми для трифазних і однофазних груп з газорозрядними лампами?

18. Як визначається розрахунковий струм для магістралі освітлювальної проводки, що живить групи ламп розжарювання і газорозрядних ламп?

19. Які ви знаєте типи освітлювальних щитків?

20. Назвіть типи автоматичних вимикачів, що застосовуються в освітлювальних щитках.

21. Які марки проводів і кабелів використовують для освітлювальних проводок?

22. Від яких умов залежить вид проводки і спосіб прокладання проводів і кабелів?

23. Як вибрати площу поперечного перерізу проводу або кабелю?

Тести

1. Системи напруг, які використовуються для живлення освітлювальних і опромінювальних установок:

• 660/380 В;

• 1000/660 В;

• 380/220 В.

2. У сільських мережах допускається відхилення напруги в межах:

• 7,5 ...+ 7,5 %;

• 10 ...+ 10 %;

• 12,5 ...+ 12,5 %.

3. Залежність строку служби ламп розжарювання від підвищення напруги на десять відсотків:

• зменшується майже в чотири рази;

• збільшується майже в чотири рази;

• не змінюється.

4. Для живлення ручних світильників у приміщеннях з підвищеною небезпекою використовується напруга не більша ніж:

• 42 В;

• 127 В;

• 220 В.

5. Висота встановлення освітлювальних щитків повинна бути не більша ніж:

• 3 м (до верху щитка);

• 2,5 м (до верху щитка);

• 2 м (до верху щитка);

6. Допустима кількість світильників у двопровідній мережі складає:

• 20 ламп розжарювання і 50 люмінесцентних ламп;

• 60 ламп розжарювання і 150 люмінесцентних ламп;

• 40 ламп розжарювання і 100 люмінесцентних ламп.

7. Кожна групова лінія освітлювальної мережі повинна бути захищена автоматичним вимикачем з номінальним струмом розчіплювача не більшим ніж:

• 6 А;

• 16 А;

• 25 А.

8. Типи освітлювальних щитків вибираються залежно від:

• кількості груп, розрахункових струмів груп, впливу навколишнього середовища;

• типу ламп і світильників та їх кількості;

марки проводів і кабелів та їх перерізу

9. Умови вибору проводів за нагрівом тривалим допустимим струмом:

доп розр'

доп розр '

• І⁴¹ доп ^^Ірозр-

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ЩОДО ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ

Відповідно до навчального плану студент виконує контрольну роботу.

Написання контрольної роботи - найбільш ефективна форма засвоєння опрацьованого матеріалу.

Самостійне виконання контрольної роботи дає змогу студентам глибше вивчити програмний матеріал дисципліни, перевірити уміння самостійно працювати над літературою, нормативними матеріалами, розв'язанням задач, пов'язаних з упровадженням у сільськогос­подарське виробництво освітлювальних і опромінювальних установок.

Контрольну роботу необхідно виконувати, дотримуючись таких вимог:

виконується робота в окремому зошиті, охайно, грамотно, залишаються поля для зауважень викладача і чиста сторінка для написання рецензії;

на обкладинці зошита написати назву дисципліни, номер контрольної роботи, шифр (номер особової справи) студента, варіант, прізвище, ім'я та по батькові, домашню адресу;

запитання та умови задач переписати повністю;

відповідати на запитання в тій послідовності, яка зазначена в завданні;

відповіді на теоретичні питання повинні бути чіткими і конкретними;

креслення і схеми виконуються олівцем з дотриманням позначень, які відповідають діючим державним стандартам;

сторінки контрольної роботи слід пронумерувати, а в кінці її зазначити використану літературу, поставити свій підпис і дату виконання.

Роботи, виконані не за своїми варіантами, не рецензуються.

Контрольна робота складається з трьох теоретичних питань та трьох задач, які розподілені за стоваріантною системою. Номер варіанта відповідає двом останнім цифрам шифру студента-заочника. Якщо, наприклад, шифр 132, то номер варіанта 32. У таблиці розподілу питань і задач контрольної роботи за варіантами у графі "Передостання цифра шифру" знаходите цифру 3 (для даного прикладу) і в графі "Остання цифра шифру" знаходите цифру 2. На перетині цих граф знаходиться прямокутник з номерами питань і задач, на які слід дати відповіді. Номери задач складаються з двох цифр, перша з яких -порядковий номер задачі, а друга - варіант у задачі.

Одержавши після перевірки прорецензовану контрольну роботу, необхідно уважно прочитати рецензію із зауваженнями викладача, проаналізувати свої помилки і внести необхідні доповнення в контрольну роботу.

Якщо роботу не зараховано, то її виконують повторно.

Ф Питання контрольної роботи

1. Фізичні основи оптичного випромінювання. Основні поняття і визначення.

2. Оптична область спектра електромагнітних коливань, її властивості і застосування.

3. Види впливу оптичного випромінювання на живі організми.

4. Вплив оптичного випромінювання на рослини. Суть процесу фотосинтезу.

5. Основні енергетичні величини і одиниці вимірювання оптичного випромінювання.

6. Загальні принципи побудови систем ефективних величин.

7. Основні величини і одиниці вимірювання видимого випромінювання.

8. Зони ультрафіолетового випромінювання і їх застосування.

9. Основні величини і одиниці вимірювання ультрафіолетового випромінювання зони В.

10.Основні величини і одиниці вимірювання ультрафіолетового випромінювання зони С.

11.Основні величини і одиниці вимірювання фотосинтезного випромінювання.

12.Оптичні властивості тіл.

13.Вимірювальні приймачі оптичного випромінювання

14. Будова і принцип дії люксметрів, їх застосування.

15. Прилади для вимірювання оптичного випромінювання.

16. Історія створення електричних джерел оптичного випромінювання.

17. Основні закони теплового випромінювання.

18. Будова і робота ламп розжарювання, їх енергетичні і експлуатаційні характеристики, типи.

19. Будова і робота галогенних ламп розжарювання, їх типи.

20. Будова і робота інфрачервоних ламп, їх застосування.

21. Основні закономірності електричного розряду в газах і парах металів.

22. Будова і принцип дії люмінесцентних ламп низького тиску, їх типи і основні характеристики.

23. Пускорегулюючі апарати для люмінесцентних ламп, схеми їх вмикання.

24. Переваги і недоліки люмінесцентних ламп порівняно з лампами розжарювання.

25. Описати роботу схеми вмикання люмінесцентної лампи з пускорегулюючим апаратом 1УБИ.

26. Накреслити схему безстартерного вмикання люмінесцентної лампи за допомогою розжарювального трансформатора і описати її роботу.

27. Призначення дроселя і стартера в схемі вмикання люмінесцентної лампи.

28. Будова і принцип дії ламп типу ДРЛ, їх типи і основні характеристики.

29. Накреслити схему вмикання лампи ДРЛ і описати її роботу.

30. Будова і принцип дії ламп типу ДРИ, їх типи і основні характеристики.

31. Накреслити схему вмикання лампи ДРИ і описати її роботу.

32. Будова і принцип дії ламп типу ДНаТ, їх типи і основні характеристики.

33. Будова і принцип дії газорозрядних джерел ультрафіолетового випромінювання низького тиску. Основні характеристики і галузь застосування.

34. У чому полягає причина зміни струму, напруги, потужності лампи ДРТ в період її розгорання.

35. Будова і принцип дії газорозрядних джерел ультрафіолетового випромінювання високого тиску. Основні характеристики і галузь застосування.

36. Чому для повторного запалювання лампи ДРТ необхідний деякий час?

37. Газорозрядні джерела випромінювання, що використовуються в рослинництві, їх основні технічні характеристики.

38. Класифікація і основні характеристики світильників.

39. Види і системи освітлення.

40. Вибір типу джерел світла і світильників.

41. Які ви знаєте типи кривих сили світла?

42. Які ви знаєте основні світлотехнічні характеристики світильників?

43. Розміщення світильників у приміщенні.

44. Суть і порядок розрахунку електричного освітлення методом коефіцієнта використання світлового потоку.

45. Суть і порядок розрахунку електричного освітлення точковим методом.

46. Суть і порядок розрахунку електричного освітлення методом лінійних ізолюксів (від світних ліній).

47.Суть і порядок розрахунку електричного освітлення методом питомої потужності.

48. Накреслити схему місцевого керування освітленням з двох місць.

49. Накреслити схему автоматичного централізованого керування освітленням у функції освітленості і описати її роботу.

50. Накреслити схему автоматичного централізованого керування освітленням за заданою програмою і описати її роботу.

51. Типи опромінювачів і установок для опромінення рослин в умовах захищеного грунту, їх характеристики.

52. Розрахунок установок для опромінення рослин з точковими джерелами випромінювання.

53. Розрахунок установок для опромінення рослин з лінійними джерелами випромінювання.

54. Накреслити схему автоматичного централізованого керування опроміненням рослин у спорудах захищеного ґрунту за заданою програмою і описати її роботу.

55. Типи стаціонарних і рухомих установок для ультрафіолето­ вого опромінення тварин і птиці, їх характеристики і особливості безпечного обслуговування.

56. Суть і порядок розрахунку стаціонарних установок ультрафіолетового опромінення тварин

57. Суть і порядок розрахунку рухомих установок ультрафіолето­ вого опромінення тварин.

58. Використання ультрафіолетового випромінювання в різних технологічних процесах сільськогосподарського виробництва.

59. Біологічна дія ультрафіолетового випромінювання.

60. Дозування ультрафіолетового опромінення.

61. Накреслити принципову електричну схему керування установ­ кою ультрафіолетового опромінення УО-4М і описати її роботу.

62. Накреслити принципову електричну схему керування установкою ультрафіолетового опромінення УОК-1 і описати її роботу.

63. Застосування бактерицидного випромінювання в сільсько­ господарському виробництві.

64. Біологічна дія інфрачервоного випромінювання.

65. Опромінювачі та установки для інфрачервоного опромінення тварин і птиці, їх основні характеристики.

66. Суть і порядок розрахунку установок інфрачервоного поромі- нення тварин.

67. Використання інфрачервоного опромінення в технологічних процесах сільськогосподарського виробництва.

68. Накреслити принципову електричну схему керування установкою ультрафіолетового й інфрачервоного опромінення "Луч" і описати її роботу.

69. Накреслити принципову електричну схему керування установкою ультрафіолетового й інфрачервоного опромінення ИКУФ-1М і описати її роботу.

70. Накреслити схему розміщення освітлювального електро­ обладнання і проводок на плані власного будинку (квартири).

71. Системи напруг, класифікація електричних освітлювальних мереж.

72. Компоновка освітлювальної мережі.

73. Захист освітлювальних мереж.

74. Апарати керування мережами освітлювальних та опромінюва- льних установок.

75. Розрахунок і вибір проводів і кабелів освітлювальних установок.

Задача 1.

Розрахувати електричне освітлення сільськогосподарського приміщення.

На фрагменті плану приміщення показати розміщення світильників.

Вихідні дані взяти з табл. 1. Інші потрібні дані взяти самостійно.

Таблиця 1

Вихідні дані до задачі 1

Варі­ант	Назва приміщення і його габаритні розміри АхВхН ,м	Метод розра­хунку освітлен­ня	Нормована освітленість, лк	Рівень робочої поверх­ні від під­логи, м	Дже- . рело світ­ла
1	Пташник 84 х 24 х 3	К.в.с.п.	30	0	Л.Р.
2	Пташник 72 х 10,5x3	К.в.с.п.	75	0	л.л.
3	Пташник 108 х 24х 3	Лін.ізол.	75 |	0,6	л.л.
4	Свинарник 72х 1x2,7	Точковий	20	0	Л.Р.
5	Свинарник-маточник 60 х 12 х 2,7	К.в.с.п.	75	0	л.л.
6	Свинарник 90x21x2,4	К.в.с.п.	20	0	Л.Р.
7	Вівчарня 54 х 9 х 2,2	К.в.с.п.	30	0	Л.Р.
8	Приміщення для стрижки овець 54x10,5x2,1	Точковий	150	0,8	Л.Р.
9	Корівник 72 х 17 х 3,3	К.в.с.п.	30	0,5	Л.Р.
10	Корівник 90 х 24 х 3,3	К.в.с.п.	75	0,5	л.л.
11	Телятник 84 х 24 х 2,7	К.в.с.п.	100	0	л.л.
12	Телятник 72 х 18 х 3,3	К.в.с.п.	50	0	Л.Р.
13	Доїльний зал 30x10x3,3	Точковий	150	0,5	Л.Р.
14	Доїльний зал 30x10x3,3	Лін.ізол.	200	0,5	л.л.
15	Холодильна камера 12x6x3	Точковий	30	0,8	Л.Р.
16	Кормоцех 12 х 8 х 3,3	Точковий	50	0,8	Л.Р.
17	Кормоцех 14 х Юх 3,3	К.в.с.п.	100	0,8	л.л.
18	Токарний цех 12x10x3	К.в.с.п.	150	0,8	л.л.
19	Майстерня 30 хЮх 3,3	Точковий	50	0,8	Л.Р.
20	Гараж 14 х 6 х 3,5	К.в.с.п.	50	0	л.л.

66