Расчет освещения

Известно, что нормальное освещение способствует лучшей работоспособности человека, создает ему комфортные условия для жизнедеятельности, уменьшает неприятные последствия для здоровья.

Существует два типа осветительных установок. Это естественное и искусственное освещение.

Естественное освещение создается природными источниками света. Оно связано со световой ориентацией помещения, с размерами и расположением окон, с цветовой гаммой окраски стен, потолков и пр. Естественное освещение может быть верхним (через световые фонари) и боковым (через окна). Оценку естественного освещения производят в точках, находящихся на пересечении вертикальной плоскости и горизонтального среза помещения на уровне 1 м от пола. Отношение освещенности внутри помещения к освещенности снаружи называется коэффициентом естественной освещенности. Эта величина лимитируется как для верхнего, так и для бокового естественного освещения.

Искусственное освещение осуществляется с помощью электрических ламп. Освещение помещения может быть как общим, так и местным. Искусственное освещение нормируется в пределах 5 — 5000 лк, в зависимости от рода выполняемой работы.

С точки зрения надежности и экономичности в работе осветительных установок существует рабочее, аварийное и охранное освещение. Первый тип освещения используется при обычных производственных и бытовых условиях. Аварийное освещение необходимо для обеспечения светом в экстремальных условиях (освещении проходов при эвакуации людей, подсветка постов управления наиболее ответственных механизмов и др.).

Электропитание рабочих электроустановок осуществляется от общих силовых или осветительных пультов, находящихся в помещении. Аварийное освещение требует дополнительных источников тока (аккумуляторов, резервных линий электропередачи и др.).

Охранное освещение — это минимально необходимый уровень освещения помещений в нерабочее или ночное время. Если при рабочем и аварийном освещении работают самостоятельные светильники, то при охранном может быть использована часть светильников рабочего освещения.

1. Светотехническая часть

1.1 Выбор системы освещения

Существует два вида размещения световых приборов: равномерное и локализованное. При локализованном способе размещения вопрос выбора места расположения светового прибора должен решаться в каждом случае индивидуально на основе размещения освещаемых объектов.

Для овощехранилища нормируемая освещенность Е_н = 35 лк, поэтому выбираем систему общего освещения с равномерным распределением света.

Правильно спроектированная и выполненная осветительная установка спустя некоторое время может перестать удовлетворять предъявляемым требованиям из-за старения источника света, загрязнения светильника и источника света, снижения отражательной способности поверхностей светильника. Чтобы освещенность не снизилась ниже нормируемого значения, на стадии проектирования осветительной установки необходимо ввести коэффициент запаса К_З. Для ламп накаливания К_З=1,15…1,7, для газоразрядных ламп К_З=1,3…2,1.

1.2 Определение мощности осветительной установки

Для решения этой задачи в практике применяют три метода: точечный, метод коэффициента использования светового потока и метод удельной мощности.

Точечный метод применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения помещений и открытых пространств, а также местного освещения при любом расположении освещаемых поверхностей.

Метод коэффициента использования светового потока применяется для общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей только закрытых помещений со светлыми ограждающими поверхностями. Когда нормирована средняя освещенность, его можно применять и для расчета наружного освещения.

Метод удельной мощности является упрощенным методом коэффициента использования и рекомендуется для расчета освещения второстепенных помещений, а также осветительной нагрузки, когда расчет освещения не входит в задание проекта.

При расчете освещения в коровнике мы воспользуемся методом коэффициента использования светового потока.

Рассчитаем высоту подвеса светильников:

Где: H_п — высота помещения.

h_св — высота свеса светильников (обычно 0,25 — 0,5 м).

h_р — высота рабочей поверхности.

По рекомендуемому значению отношения л (для кривой силы света типа Д она находится в диапазоне 1,2 — 1,6) находим расстояние между светильниками и рядами:

L = л*H_р = 1,6*2,75=4,4 м Определяем число рядов:

Т.к. N_a и N_b получились дробными, то их округлим до целого числа и определим количество необходимых светильников.

Уточняем расстояние между светильниками.

2.2 Расчет методом коэффициента светового потока

При расчете методом коэффициента использования светового потока учитывается отражающая способность потолка (с_п), рабочей поверхности (с_р) и стен (с_с).

с_п = 50%

с_р = 10%

с_с = 30%

Чтобы определить коэффициент светового потока найдем индекс помещения:

Коэффициент светового потока з_u = 69% = 0,69

Определяем расчетный световой поток лампы:

Где: Е_Н — нормируемая освещенность

К_зап — коэффициент запаса

S — площадь помещения.

2.3 Расчет точечным методом

Расчет освещенности в контрольной точке Б При расчете рассматриваем 4 ближайших светильника.

Определим расстояние от первого светильника до контрольной точки.

d₁ = 0,5L_b = 1,36 м Определим условную освещенность в контрольной точке.

где:

б — угол между вертикалью проходящей через центр светильника и прямой соединяющей рассматриваемую точку с центром светильника.

Определим расстояние от светильника 3 до контрольной точки.

Определим действительное значение освещенности Проведем расчет в контрольной точке В и рассмотрим 6 ближайших светильников.

2. Электротехническая часть

2.1 Выбор аппаратов защиты от короткого замыкания

где:

P_гр 1,2 — суммарная мощность нагрузки участка сети

U_ф — фазное напряжение.

cos ц — коэффициент мощности нагрузки (для ламп накаливания равен 1).

Определим ток теплового расцепителя.

По результатам расчетов выбираем автоматические выключатели

ВА-47−10А — 4 шт. с током теплового расцепителя 10 А.

По наибольшему току четвертой группы выбираем автоматический выключатель ВА 4729−25 А с током уставки I_У = 25А.

освещение овощехранилище замыкание электропроводка

2.2 Расчет сечения внутренних электропроводок

Осветительные электропроводки напряжением до 1000 В переменного тока выполняются изолированными проводами всех сечений. Для питания рассчитанной ОУ применим кабель ВВГ с двойной изоляцией, пригодный к применению в помещениях с химически активной, жаркой, влажной, сырой, сухой средами при его прокладке по стенам покрытыми штукатуркой и в пустотах плит перекрытий.

Определим сечение проводки для первой группы.

Длина проводки L =75 м Где:

с — коэффициент, зависящий от напряжения сети, материала токоведущей жилы, числа фаз в группе; с=12

U — допустимая потеря напряжения, для распределительных сетей не более 2,5%.

Принимаем к установке для первой группы трехжильный медный провод с двойной изоляцией сечением жилы 4 мм² — ВВГ-3×4. Кабель с медными токопроводящими жилами, с изоляцией из ПВХ-пластиката, в оболочке из ПВХ-пластиката. Предназначен для передачи и распределения электроэнергии в стационарных установках. Для прокладки в сухих и влажных производственных помещениях, на специальных кабельных эстакадах, в блоках, а также для прокладки на открытом воздухе. Кабели не рекомендуются для прокладки в земле (траншеях). Кабель ВВГ рассчитан на напряжение 0.66 — 1, 6 кВ.

Проверяем выбор сечения провода по потере напряжения.

Условие U_ф =2,5%? U_доп =2,5 выполняется, что показывает правильность выбранного провода к эксплуатации в данных условиях.

Проверим провод на нагрев.

Определим сечение проводки второй группы.

Длина проводки L₂ = 71 м

Принимаем к установке для второй группы трехжильный медный провод с двойной изоляцией сечением жилы 4 мм² — ВВГ-3×4.

Проверяем выбор сечения провода по потере напряжения.

Условие U_ф =2,37%? U_доп =2,5 также выполняется.

Проверим провод на нагрев.

Условие выполняется.

Определим сечение проводки третьей группы.

Длина проводки L₃=71 м

S₃ = S₂

Определим сечение проводки четвертой группы.

Длина проводки L₄ = 97 м Принимаем к установке для четвертой группы трехжильный медный провод ВВГ 3×10 с сечением жилы 10 мм².

Проверяем провод на потерю напряжения.

Условие U_ф =1,6%? U_доп =2,5% также выполняется.

Выполним проверку на нагрев.

Допустимый ток провода ВВГ 3×10 I_доп = 50 А Условие выполняется, что показывает пригодность провода выбранного для установки.

2.3 Расчет токов короткого замыкания

Для определения токов короткого замыкания принимаем для питания овощехранилища ТП — 10/0,4кВ, силовой трансформатор типа ТМ — 160кВА. Воздушная линия выполнена проводом марки, А сечением 50 мм² с сопротивлением 1 км провода 0,5784 Ом длина провода 1,5 км.

Определяем полное сопротивление петли фаза — нуль.

Zф.н. = Zт.р. + Zв.л. + Zв.п. + 0,15 (Z т.р. + Zв.л.+ Zв.п.)

Где, Zт.р. — сопротивление трансформатора, Ом

Zв.л. — сопротивление линии, Ом

Zв.п. — сопротивление внутренней проводки, Ом

Zт.р. = 0,162 Ом

Zв.л. = 1,5 * 0,5784 = 0,27Ом

Zв.п. = 0,097 * 10= 0,97Ом

Zф.н. = 0,162+0,27+0,97+0,15 (0,162+0,27+0,97) = 1,61 Ом Ток короткого замыкания.

I = U / *Zф.н.

I = 380 / 1,7*1,61= 138 А

I_k=138?Iн*1,25=12,5.

3. Эксплуатация осветительных установок

Ни одна осветительная установка, как это следует из многочисленных обследований, не может оставаться эффективной, если за ней не будет обеспечен регулярный и хороший уход. Старение ламп и связанное с этим снижение их светового потока, накопление пыли и грязи на отражающих и рассеивающих поверхностях светильников и лампах, а также постепенное ухудшение отражающих свойств поверхностей помещений и оборудования все это способствует потере светового потока и постепенному уменьшению уровня освещенности.

Старение источников света является неизбежным, степень же загрязнения светильников и поверхностей помещений и оборудования может контролироваться, а при хорошо организованной эксплуатации последствия загрязнения могут быть сведены к минимуму. Правильная организация эксплуатации осветительных установок должна предусматривать: тщательную приемку осветительных установок после окончания монтажных работ и после капитальных ремонтов, своевременную смену ламп и чистку светильников, планово-предупредительный осмотр и ремонт светильников и электрической сети.

3.1 Замена ламп и чистка светильников

Сохранность условий освещения, создаваемых осветительной установкой в процессе эксплуатации, зависит от ухода за ней и в значительной степени от своевременности замены источников света и содержания в чистоте осветительных приборов.

Самый простой и, сожалению, наиболее часто применяемый метод замены — это индивидуальный метод замены ламп, когда лампы заменяются по мере сгорания. Недостатком этого является длительное использование потерявших свою эффективность ламп и связанное с этим снижение освещенности, создаваемой осветительной установкой.

Очень важной, необходимой и трудоемкой частью работ по эксплуатации осветительных установок является периодическая очистка колб ламп и отражающих, рассеивающих и других поверхностей и деталей светильников от накопляющейся на них пыли и грязи.

Частота чистки светильников зависит от многих факторов и в первую очередь от среды освещаемого помещения. Так, светильники в цехах металлургического завода нуждаются в большей частоте обслуживания, чем установленные в коридоре больницы. Точно так светильники в шлифовальной мастерской должны чиститься чаще, чем светильники в зале заседания, расположенном в том же здании.

Количество чисток, определенные главой II-А, 9−71 СНиП «Искусственное освещение. Нормы проектирования» по количеству пыли, дыма и копоти, содержащихся в воздушной среде помещений и наружных пространств.

3.2 Приспособления для обслуживания светильников

Особые трудности для эксплуатации осветительных установок вызывает обслуживание светильников, как правило, установленных на значительной высоте от пола (земли). Выполнение работ по замене источников света и загрязненных частей, участвующих в образовании светотехнической схемы светильников, зависит от наличия приспособлений или устройств для доступа к ним. Для этой цели в зависимости от высоты установки светильников могут быть использованы: приставные лестницы или стремянки, передвижные и самоходные телескопические и шарнирно-телескопические вышки, спускные устройства, подвесные и мостовые грузоподъемные краны, стационарные светотехнические мостики, автомашины с корзинкой или площадкой на раздвижной телескопической или шарнирно-телескопической вышке.

Приставные лестницы и стремянки. «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» обслуживание осветительных установок с этих устройств допускается при высоте подвеса светильников, не превышающей 5 м, не менее чем двумя лицами. Длина лестниц и стремянок, должна быть такой, чтобы рабочий мог работать стоя на ступеньке, отстоящей на 1 м от верхнего края лестницы, стремянки. Если стремянка имеет площадку — она должна быть ограждена на высоту 1 м.

Передвижные, телескопические и шарнирно-телескопические подъемники.

Телескопические подъемники широко и успешно применяются для обслуживания светильников наружного освещения, установленных на опорах или кронштейнах на стенах зданий на высоте 6 м и более от уровня земли.

Применение для обслуживания светильников в промышленных зданиях передвижных телескопических подъемников малоэффективно. Эти подъемники обеспечивают узкий фронт работ, ограниченный размерами люльки. На подъем и опускание телескопа перед перемещением подъемника вручную с одной рабочей позиции на другую затрачивается большое количество времени. Как и при использовании лестниц и стремянок, светильники должны располагаться так, чтобы технологическое оборудование и выступающие части фундаментов не мешали установке подъемника. Недостатки подъемников такого типа являются причиной их весьма ограниченного применения в промышленности.

Заключение

В данной работе была разработана осветительная установка овощехранилища. Для эффективной и экономичной работы установки были учтены требования к освещенности помещений.

Для освещения помещения используются светильниками НСП21 с лампами накаливания. Зашита осуществляется автоматическими выключателями серии ВА-47. Выбранные автоматы надежно защищают установку от токов короткого замыкания, и длительных перегрузок.

Данная установка удовлетворяет всем поставленным требованиям и является безопасной в эксплуатации.

1. Кудрявцев И. Ф. «Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок» Москва, ВО «Агропромиздат», 1988 г.

2. Быков В. Г. Захаров В.А. «Методические указания по проектированию электрических осветительных установок» Челябинск, 2009 г.

3. Алиев И. И. «Справочник по электротехнике и электрооборудованию» Ростов-на-дону, «Феникс», 2008 г.

4. Кисаримов Р. А. «Справочник электрика» Москва, «РадиоСофт», 2010 г.

5. Александров В. В. «Электробезопасность сельскохозяйственного производства» Москва, «Нива России», 2008 г.

6. Алексеев К. А. Антипин В.С. «Монтаж приборов и средств автоматизации» Москва, «Энергия», 2009 г.

7. Шичков Л. П. Мохов О.П. «Светотехника и электротехнология» «Методические указания по изучению дисциплины и задание для курсовой работы» Москва 2011 г.