Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Се...
190 downloads
186 Views
509KB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Западный государственный заочный технический университет
Кафедра электроснабжения
УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Факультет – энергетический 140211 – электроснабжение Специализация
– электроснабжение промышленных предприятий
Санкт – Петербург 2006г.
2 Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 389(07) Установки электрического освещения: Методические указания к выполнению лабораторных работ. - СПб: Из - во СЗТУ, 2006- 21стр.
Методические указания к выполнению лабораторных работ соответствуют требованиям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. Лабораторные работы предназначены для ознакомления студентов
с основными
положениями светотехники и элементами осветительных установок.
Рассмотрено и утверждено кафедрой электроснабжения 23 ноября 2005г., одобрено методической комиссией энергетического факультета 25 ноября 2005г.
Рецензенты: кафедра электроснабжения СЗТУ (зав. каф. Г.З. Зайцев, канд. техн. наук, профессор), ген. директор НПЦ АПЭС М.И. Божков, канд. техн. наук Составители: С.В. Можаева, канд. экон. наук, доц., А.Л. Пинегин, канд. техн. наук, доц.
© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2006
3 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ По курсу «Установки электрического освещения» предусмотрено выполнение трёх лабораторных работ, целью которых является закрепление теоретических знаний студентов и приобретение практических навыков. По каждой работе составляется отчёт, который должен содержать: номер и название лабораторной работы; цель работы; перечень оборудования с краткой технической характеристикой; краткое описание хода работы; схемы фотометрических установок; расчётные формулы; результаты расчётов; результаты измерений, сведённые в таблицы и графики. В конце отчёта указывается дата выполнения работы, шифр, фамилия и инициалы студента и ставится личная подпись студента. На каждом очередном занятии в лаборатории студенты представляют оформленные отчёты о работе, законченной на предыдущем занятии. Указания по соблюдению техники безопасности. Работы связанны с использованием электрического тока и напряжения, опасны для жизни человека. Поэтому категорически запрещается самостоятельно производить какие – либо включения на пульте управления, а также вносить какие-либо изменения в схему, находящуюся под напряжением. Для избегания несчастных случаев студенты обязаны выполнять следующие требования: 1. Ознакомиться с инструкцией и расписаться в журнале по технике безопасности. 2. Подготовив работу и сделав необходимые электрические соединения, известить об этом преподавателя и, получив информацию «Напряжение подано», приступить к выполнению работы. 3. Не оставлять на длительное время включенными под нагрузкой регуляторы напряжения на лабораторном стенде. 4. Выполнив измерения, рукоятки регуляторов напряжения вывести на «0». 5. Располагать измерительные приборы и приспособления необходимо с учётом удобств для работы. 6. Ставить в известность преподавателя о неисправности коммутирующих проводов, измерительных приборов, аппаратуры, не делая самостоятельных попыток их устранения. 7. Не смотреть на источник света. 8. Учитывать, что ртутные лампы при разгерметизации являются источником высокотоксичных материалов. 9. При выполнении лабораторных работ быть внимательным, осторожным, соблюдать тишину и дисциплину. В случае поражения человека электрическим током надлежит первому, заметившему это, немедленно нажать кнопку «Аварийное отключение», освободить пострадавшего от действия электрического тока и одновременно поставить в известность о случившемся преподавателя, в обязанности которого входит оказание первой помощи пострадавшему до прибытия врача. Ответственность за соблюдение правил техники безопасности возлагается на студентов, работающих в лаборатории, а контроль за выполнением этих правил ведётся преподавателем. Библиографический список 1. ГОСТ 27682-88. Лампы ртутные высокого давления 2. Кнорринг Г.М. Осветительные установки. -Л.:Энергоиздат, 1981. 3. Епанешников М.М. Электрическое освещение. – М.:Энергия, 1973. 4. Трембач В.В. Световые приборы. – М.:Высш. школа, 1972. 5. Шевкоплясов П.М. Электрооборудование осветительных установок. – Л.:СЗПИ, 1987.
4 Работа 1. ВКЛЮЧЕНИЯ.
ИСТОЧНИКИ
СВЕТА.
ОБЛАСТЬ
ПРИМЕНЕНИЯ
И
СХЕМЫ
1.1.1ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучение основных источников света, их устройства и ознакомление со схемами их включения. 1.2 ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Современные источники света отличаются большим разнообразием, однако их можно объединить в две группы. К одной относятся тепловые – лампы накаливания, к другой – газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные и другие). ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ имеют общее или специальное назначение. Лампы накаливания общего назначения (поз. 1 – 7 на лабораторном стенде), выпускаются в соответствии с международной классификацией на номинальные напряжения: 130, 220, 225, 235 и 240В с интервалом напряжения и питания: 125 – 135, 215 – 225, 220 – 230, 230 – 240 и 235 – 245В. (Лампы с повышенным номинальным напряжением используются в сетях, где возможно повышенное напряжение, и имеют пониженные характеристики). Диапазон мощности ламп общего назначения составляет 15 – 1500Вт. В маркировке ламп буква «В» означает вакуумные лампы, «Г» - галогенные, «К» - лампы с криптоновым наполнением, «Б» - биспиральные лампы. Световая отдача ламп основной серии лежит в пределах 7 – 19 лм/Вт. Номинальный срок службы – 1000 часов. По цветности излучения ламп значительно желтее естественного дневного света при них не обеспечивается правильная цветопередача. Элементарная простота схемы включения делает лампы накаливания наиболее надёжными источниками света. Лампы практически некритичны к изменениям условий внешней среды, включая температуру, но очень чувствительны к отклонениям подводимого напряжения. К лампам накаливания специального назначения относятся автомобильные, железнодорожные, судовые, самолётные, коммутаторные, светофорные, маяковые, кинопроекционные, адаптированные по своим параметрам (напряжению и световому потоку) к условиям использования. Разновидностью обычных ламп накаливания являются галогенные лампы (поз. 8 – 13 на лабораторном стенде), в которых происходящий галоидный цикл обеспечивает возврат на нить накала испарившегося с него вольфрама. В осветительных установках применяются трубчатые лампы типа КГ (кварцевые галогенные) мощностью от 0,1кВт до 20кВт. Лампы имеют форму трубки из кварцевого стекла с цоколями или вводными проводниками по концам. Лампы исключительно компактны. Например, лампы мощностью 2кВт имеют диаметр 10,5мм и длину 335мм. Световая отдача ламп – 22лм/Вт, срок службы – 2500 – 3000 часов. Свет галогенных ламп значительно белее, чем свет обычных ламп накаливания, и в отношении цветопередачи признаётся пригодной даже для освещения экспонатов в музеях. В основном кварцевые галогенные лампы применяются в облучательных установках для инфракрасной сушки, полимеризации, стимулирования химических и биологических процессов, а также в прожекторах для наружного освещения больших территорий. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА представляют собой большую группу ламп, в которых видимое излучение (свет) создаётся электрическими разрядами в газах или парах металлов, причём это излучение в большинстве случаев имеет разный цвет. Наибольшее распространение получили трубчатые люминесцентные лампы низкого давления (ЛД – дневного света, ЛДЦ - дневного света улучшенной цветности, ЛХВ – холодного белого света, ЛБ - белого света, ЛТБ – тёплого белого света); дуговые ртутные (ДРЛ), шаровые ртутные прожекторные с короткой дугой (ДРШ), натриевые низкого и высокого давления (ДНаТ),
5 дуговые ртутные высокого давления с исправленной цветовой характеристикой (ДРИ) и другие. По сравнению с лампами накаливания они имеют ряд преимуществ: − в 4-5 раз больше светоотдача; − в 10-15 раз больше срок службы; − спектр излучения люминесцентных источников света больше приближается к привычному нам солнечному свету. Рассмотрим подробнее устройство и схемы включения газоразрядных источников света (светильник 14). ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ представляют собой герметически закрытую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким равномерным слоем люминофора. Внутри трубки (на её концах) в стеклянных ножках впаяны электроды с вольфрамовой биспиральной нитью, покрытой оксидами щёлочноземельных металлов, способствующих интенсивному излучению электронов. Электроды присоединены к контактным штырям цоколя лампы. Из трубки выкачен воздух и в неё введено небольшое количество аргона и дозированная капля ртути. С торцов колба запаяна. Во время работы лампы ртуть испаряется и в её парах создаётся интенсивное ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в световой поток. Электрический разряд в парах ртути в сочетании с люминофором позволяет получить излучение практически любой цветности. Самой простой является схема включения лампы низкого давления со стартёром и дросселем (рис. 1.1), обеспечивающий устойчивый режим горения.
Рис.1.1. Стартерная схема для одной лампы Двухламповая стартерная схема включения (рис. 1.2) трубчатых люминесцентных ламп применяется для уменьшения возможности появления вредного стробоскопического эффекта, улучшение компенсации индуктивного сопротивления дросселя L1 и L2 и ослабление помех радиоприёму. В цепь дросселя L1 последовательно включены конденсатор С1 и разрядный резистор R1, в результате чего токи в лампах НL1 и НL2 смещены по фазе относительно друг
6 друга. Следовательно, световые потоки обеих ламп смещаются во времени, а их суммарный поток практически постоянен. В настоящее время более 80 % всех выпускаемых ламп включаются в электрическую сеть по стартерным схемам зажигания. ДУГОВАЯ РТУТНАЯ ЛАМПА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (ДРЛ) Для общего освещения закрытых помещений и наружного освещения применяют лампы ДРЛ. В отличие от люминесцентных ламп низкого давления световой поток и зажигаемость ламп высокого давления в меньшей степени зависит от температуры окружающей среды. Стабилизация их параметров наступает через 10-15 минут после включения.
Рис.1.2. Двухламповая стартерная схема включения трубчатых люминесцентных ламп Лампы ДРЛ (поз. 18 – 21 на лабораторном стенде) с исправленной цветностью состоят из кварцевой трубки горелки (поз. 20 на лабораторном стенде), размещённой в колбе, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором, и последовательно включённых резисторов. Слой люминофора может преобразовать интенсивное ультрафиолетовое излучение трубки в свет, пригодный для нужд освещения. В кварцевую трубку впаяны два основных вольфрамовых электрода, покрытых активированным слоем и подсоединённых к центральной части цоколя и два дополнительных (поджигающих). Кроме того, в трубке находится капелька ртути (40 – 65 мг). После откачки воздуха колба заполняется чистым газом (аргоном) под давлением 2,5 - 4,5 кПа.
7 Такая конструкция позволяет зажигать 4 электродную лампу от питающей сети 220 В без поджигающего устройства. Выпускаются лампы ДРЛ мощностью от 50 до 2000 Вт, их световая отдача несколько ниже, чем у трубчатых люминесцентных ламп низкого давления (от 40 до 55 лм/Вт), при том же сроке службы. Применяются наиболее распространённые схемы последовательного включения лампы НL1 и дросселя L1 (рис. 1.3).
Рис.1.3. Схема включения ламп ДРЛ в сеть переменного тока ДУГОВЫЕ РТУТНЫЕ МЕТАЛЛОГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ (ДРИ) (поз. 14 – 17 на лабораторном стенде). Для освещения промышленных и общественных зданий используются дуговые ртутные металлогалогенные лампы, которые являются разновидностью ламп ДРЛ. Они имеют более высокую световую отдачу, что достигается добавлением в ртутный разряд иодида металла. В зависимости от типа металла лампа начинает излучать свет, характерный для него, что позволяет во многих случаях отказаться от люминофора. Введение, например, йодида галлия даёт зеленоватый свет (светоотдача повышается до 70 лм/Вт), натрия – желтоватый цвет, а индия – голубоватый оттенок. Для промышленного внутреннего и наружного освещения в основном применяются лампы мощностью от 125 до 700 Вт, световой поток которых достигает 4500 лм и срок службы 15000 часов. РТУТНЫЕ–КВАРЦЕВЫЕ ШАРОВЫЕ ЛАМПЫ СВЕРХВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (ДРШ) являются мощными концентрированными источниками излучения в видимой и ультрафиолетовой частях спектра. Лампы предназначены для использования в прожекторах, оптических приборах и для лабораторных исследований. Лампа (поз. 25 на лабораторном стенде) состоит из кварцевой колбы с толстыми стенками, в которой установлены два основных вольфрамовых электрода на расстоянии 4 – 7 мм друг от друга. В специальном отростке помещается третий поджигающий электрод. В разрядной трубке, благодаря повышенному давлению паров ртути, поддерживается мощный разряд, увеличивающий яркость лампы и повышающий её светоотдачу. При этом цветность светового
8 потока приближается к дневному свету. Высокая температура внутри колбы требует не только воздушного, но и водяного охлаждения. Лампа ДРШ с поджигающим электродом включается в схему последовательно с балластным сопротивлением. Импульс высокого напряжения для поджигания создаётся с помощью специального поджигающего устройства ПУ. РТУТНО-КВАРЦЕВЫЕ ЛАМПЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (ПРК, ДРТ) являются мощными источниками ультрафиолетового излучения и применяются в медицине в физиотерапевтических целях, в биологии и технике (фотохимические процессы, люминесцентный анализ и т.д.). Лампы ДРТ (поз. 24 на лабораторном стенде) представляют собой кварцевую трубку диаметром 20 – 33 мм с двумя оксидными электродами. На концах трубки имеются металлические колпачки и выводы для присоединения к питающей линии. Трубка наполняется аргоном с дозированным количеством ртути. Для снижения напряжения зажигания на поверхности трубки укреплена металлическая полоса (рис.1.4), соединённая с разъединительным конденсатором С!.
Рис.1.4. Схема включения лампы ДРТ в сеть переменного тока Дуговая ртутная трубчатая лампа НL1 включается в схему с балансным сопротивлением R1. Параллельно лампе включается конденсатор С2 и конденсатор С3 с кнопкой Кн1. При включении кнопки появляется резонансный контур, в который входит дроссель L1 и конденсатор С3. На этом конденсаторе возникает повышенное напряжение, приводящее к её зажиганию. Время разгорания лампы 10 – 15 минут. Для подавления радиопомех служит конденсатор С4. НАТРИЕВЫЕ ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ высокого давления (ДНаТ), расположенные на позиции 22 – 23 на лабораторном стенде, позволяют получать наряду с жёлтым и другие цвета видимого спектра, что в смешении даёт приятный золотисто-белый цвет. Газоразрядную трубку изготовляют из поликристаллического оксида алюминия, устойчивого к воздействию паров натрия. Трубка заполнена натрием и аргоном для облегчения зажигания, а также ртутью для повышения световой отдачи лампы и получения необходимого падения напряжения на ней. Вводы в трубку выполнены из молибдена.
9 Номинальная мощность ламп ДНаТ при том же световом потоке ниже, чем, например, у ламп ДРЛ, ДРИ, что прежде всего связано с более высоким коэффициентом светоотдачи (до 170 лм/Вт). Применяются лампы ДНаТ для уличного освещения и освещения подземных переходов, где не требуется высокое качество цветопередачи. 1.3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ Лабораторная установка включает следующее оборудование: 1. Демонстрационный стенд источников света; 2. Лабораторный стенд включения источников света. 1.4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ Ознакомиться с типами ламп, представленными на лабораторном стенде, их устройством и назначением. Записать параметры всех ламп, представленных на стенде в таблицу 1.1. Т а б л и ц а 1.1. Параметры ламп, представленных на стенде Позиция
Тип
Мощность, Вт
Напряжение на лампе, В
Световой поток, лм
Дроссель ИЗУ(ном.парам.)
1. 2. 29. 1.5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА 1. Краткое описание источников света: устройство, особенности и область применения. 2. Схемы включения ламп ДРЛ, ДРИ, ДНаТ. Литература [2], с.54-63, [3], с.85-107
Работа 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА
ЭЛЛЕКТРИЧЕСКИХ
И
СВЕТОВЫХ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ Исследование пусковых и рабочих характеристик ламп накаливания, ДРЛ, ДНаТ, ДРИ. Определение светового потока ламп, красного отношения ( для ламп с люминесцентным покрытием), стабильности работы ламп при быстром снижении напряжения источника питания. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВЕТОВОГО ПОТОКА Для измерения светового потока служит шаровой фотометр – фотометрический шар (шар Ульбрихта). Схематически разрез его показан на рис. 2.1. Шаровой фотометр это полый шар, внутренняя поверхность которого выкрашена белой, рассеянно отражающей свет краской. Шары большого диаметра делают из двух половин, одна из которых неподвижна, а другая передвигается по направляющим планкам.
10
Рис.2.1. Схематический разрез фотометрического шара Шары малого диаметра имеют достаточно большое отверстие, позволяющее располагать внутри шара источник света или небольшой светильник. Это отверстие закрывается дверкой, которая является частью шаровой поверхности, внутренняя сторона дверки окрашена в белый цвет. Шар имеет небольшое отверстие, которое закрыто молочным стеклом (МС). Внутри шара помещается источник света (И) или светильник и экран (Э), который защищает молочное стекло от прямых потоков. За молочным стеклом МС располагается селеновый фотоэлемент (ФЭ), в цепь которого включён гальванометр. В шаре помещена лампа, световой поток (Фо) которой известен, при этом освещённость от отражённых лучей, измеряемая фотоэлементом (ФЭ) люксметра, составляет величину (Ео). Если отсчёт по шкале люксметра составляет (Ех), когда в шаре находится источник света с неизвестным световым потоком (Фх), то последний равен
Ф оЕх Фх = . Ео ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРАСНОГО ОТНОШЕНИЯ РТУТНЫХ ЛАМП ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (ДРЛ) Красное отношение представляет собой отношение светового потока лампы, излучаемого в красной части видимого спектра, к полному световому потоку. Приближённый метод измерения красного отношения лампы заключается в следующем: свет (освещённость) испытуемой лампы (Х) измеряют в фотометрическом шаре последовательно через красный фильтр и без фильтра. Отношение второго измерения к первому даёт измерение красного отношения. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ РАБОТЫ ЛАМПЫ ПРИ БЫСТРОМ СНИЖЕНИИ НАПРЯЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ Определение стабильности заключается в следующем: напряжение в сети искусственно понижается от 100 до 50 % номинального значения в течение не более 0,5с и сохраняет это значение не менее 5 с. При этом в соответствии с ГОСТ 27687 – 88 лампа не должна гаснуть. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ СВЕТОВОЙ КУБ В качестве переносного прибора по определению светового потока ламп и светильников в условиях лаборатории изготовлен куб размером 0,7х0,7х0,7 м. Куб оборудован так же, как и фотометрический шар. В одной из стенок установлена рамка для фотоэлемента
11 люксметра, защищённая экраном от попадания прямого света источника, под углом 90о к верхней плоскости куба, в её центре, опущена штанга для подвески светильника или источника света. Внутренняя поверхность куба покрыта белой матовой краской. Ошибка измерений не превышает 3-5 % по сравнению с измерениями в шаре, что вполне допустимо для практических целей. УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА Лабораторная установка предназначена для снятия электрических параметров газоразрядных ламп типа ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и ламп накаливания, проверки контрольных точек дросселей для газоразрядных ламп, испытание импульсных зажигающих устройств (ИЗУ, УИЗУ). Установка имеет следующие параметры (рис.2.2): − напряжение питания 220 В; − диапазон регулирования напряжения от 0 до 250 В; − максимальная мощность испытываемой газоразрядной лампы без замены дросселя 500 Вт, с заменой дросселя 1000 Вт.
Рис.2.2. Упрощённая схема лабораторной установки При испытании ламп снимаются следующие параметры: − напряжение зажигания ламп; − пусковой ток; − напряжение, ток и электрическая мощность в неустановившемся режиме (первые 15 минут горения газоразрядных ламп);
12 − напряжение гашения лампы. При испытании дросселей и газоразрядных ламп снимаются следующие параметры: − ток и напряжение холостого хода; − ток и напряжение пускового и рабочего режимов. При испытании импульсного зажигающего устройства ИЗУ (УИЗУ) снимается минимальное напряжение срабатывания. Так как установка применяется совместно с фотометрическим кубом, при испытании ламп можно снять их фотометрические характеристики и сопоставить с паспортными показателями. На установке моделируются различные режимы работ электрической сети, а именно: − отклонение напряжений; − колебание напряжений; − перегрузка пускорегулирующей аппаратуры и т.д. Установка подключается к однофазной двухпроводной сети напряжением 220 В, частотой 50 Гц, имеет заземление металлических частей корпуса, защиту от короткого замыкания и токов перегрузки. В таблицу 2.1 занести цену деления используемых приборов. Т а б л и ц а 2.1. Цена деления используемых приборов прибор цена деления
шкала
Ваттметр, W Вт/дел
дел
Амперметр, А А /дел
дел
Вольтметр, V1 В/дел
дел
Вольтметр, V2 В/дел (Ц 315)
дел
Люксметр лк/дел
дел
ИСПЫТАНИЕ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ДУГОВЫХ ЛАМП ТИПА ДРЛ Подключаются лампы ДРЛ к лабораторной установке так же, как и лампы ДРИ и ДНаТ. Отличие заключается в том, что ключ SА4 устанавливается в положение «ДРЛ». Необходимо заметить, что дроссель, установленный в лабораторном стенде, имеет номинальную мощность 400 Вт, т.е. подключаемая газоразрядная лампа должна иметь ту же номинальную мощность. В случае изменения номинальной мощности газоразрядной лампы необходимо подключить дроссель соответствующей мощности к клеммам Х9.2 и Х15, а лампу к клеммам Х9.1 и Х15. При этом ключ QF1 устанавливается в положение «вкл.», а ключ SA4 устанавливается в положение «0». ВНИМАНИЕ! Замена лампы производится не ранее, чем через 15 минут после её отключения и полного её остывания.
13 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 2.4.1. Снять пусковые характеристики, напряжения зажигания и гашения ламп ДРЛ – 400, ДНаТ – 250, ДРИ – 500, результаты измерений записать в табл. 2.2. Т а б л и ц а 2.2. Пусковые характеристики лампы
1 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Время, с, мин. 3 9 12 15 18 21 24 27 30 33
102 103 104 105
5.06 5.09 10.09 15.09
N
Uзаж. Uгаш.
Uл, В
Р, Вт
Е, лк
Фд, лм
Фл, лм
Световой поток датчика определяется по формуле Фд=Е·Sд, где Е – освещённость датчика, лк; Sд – площадь датчика, м2, (диаметр датчика, D=0,06м). Световой поток лампы определяется по формуле Фл=k·Фд, где k=Sк/Sд, Sк - площадь поверхности куба (длина стороны куба, ls=0,7 м). Определить соответствие рабочих характеристик ламп (в установившемся режиме) паспортным данным лампы. 2.4.2. Исследовать на лабораторном стенде стабильность работы ламп ДРЛ – 400 и ДНаТ – 250 при быстром снижении напряжения. При этом в соответствии с требованиями с ГОСТ 27682-88 лампа не должна гаснуть. 2.4.3. Определить красное отношение для ламп ДРЛ – 400. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА 2.5.1. Краткое изложение поставленной задачи. 2.5.2. Принципиальные схемы подключения газоразрядных ламп. 2.5.3. Графики пусковых характеристик ламп. 2.5.4. Выводы о соответствии ламп требованиям ГОСТ 27682-88. Литература [1],[3]., с.57-60
14 Работа 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СВЕТИЛЬНИКОВ 3.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Ознакомление с конструкцией и назначением светильников. Построение продольных кривых распределения силы света. Определение светового потока. Определение светотехнических характеристик светильников. 3.2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Осветительные приборы принято разделять на две группы, осветительные приборы ближнего действия – светильники и осветительные приборы дальнего действия – прожекторы. Наиболее широкое применение в практике осветительной техники получили светильники, предназначенные для освещения объектов, расположенных на небольшом удалении, обычно не превышающем 20-30 метров. Светильники состоят из источника света и устройства, предназначенного для рационального перераспределения светового потока источника, защиты глаз от чрезмерной его яркости, предохранения источника от механических повреждений и загрязнения, а также для крепления источника и подведения к нему электрического тока. Совокупность приспособлений, предназначенных для выполнения перечисленных функций, называют осветительной арматурой. Классификацию светильников осуществляют по ряду признаков: 1. Характеру светораспределения; 2. Способу установки; 3. Защите от воды и влажности; 4. Защите от воздействия внешней среды и другим признакам. По характеру светораспределения светильники разделяют на следующие классы: − прямого; − преимущественно прямого; − рассеянного; − отражённого и преимущественно отражённого света. Различие между ними заключается в излучении светового потока в нижнюю полусферу: − преимущественно прямого света – не более 60%, но не более 80%; − рассеянного света – не менее 40%, но не более 60%; − преимущественно отражённого света – не менее 20%, но не более 40%; − отражённого света 20% и менее; − для светильников прямого света – 80%; По способу установки светильники различают: − потолочные, поз.14; − встраиваемые в потолок; − подвесные, поз.1-12; − настенные; − напольные. По степени защиты от воды: − водозащищённые; − каплезащищённые; − дождезащищённые; − струезащищённые; − водонепроницаемые; − герметичные, поз.1, 7, 12.
15 По роду защиты от воздействия внешней среды светильники различаются конструкцией: − открытые пылезащищённые, где лампа не отделена от внешней среды, поз. 2, 3, 4, 10, 11, 15; − перекрытые пылезащищённые, попадание пыли в которых ограничивается неуплотнёнными светопропускными оболочками, поз. 9; − частично пылезащищённые – защита от пыли только токопроводящих частей; − полностью пыленепроницаемые – защита от пыли всех частей светильника. Светотехническими характеристиками светильников являются кривые распределения силы света, соотношение световых потоков, излучаемых в нижнюю и верхнюю полусферы, коэффициент полезного действия, защитный угол. Реже используется коэффициент усиления. 3.3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ В лабораторную установку включены светильники поз.1 – 15, распределительный фотометр, люксметр. 3.4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 3.4.1. Ознакомиться с конструкцией светильников, записать тип лампы для каждого светильника и по справочным данным определить световой поток каждой лампы. Результаты представить в табл. 3.1.
Т а б л и ц а 3.1. Светильники поз.1 – 15
№ п/п
Тип светильника
Тип лампы
Мощность лампы Р, Вт
Световой поток лампы Ф, лм
1. 2. 15. 3.4.2. Построить продольные кривые распределения силы света светильников
Iα .
Рис. 3.1. Кривые распределения силы света светильников Поворачивая плечо неподвижного распределительного фотометра вокруг светильника, через каждый 5° до 180° произвести измерения освещённости в плоскости фотоэлемента
16 люксметра ( от 0° до 40° с фильтром, при 40°измерить ещё один раз без фильтра и далее продолжаем измерение без фильтра до 180° ) Угол поворота 0 5 10 15 фотометра, град. Показания Eф люксметра с фильтром Показания люксметра без E фильтра Найти коэффициент фильтра по формуле
kф = где
20
25
30
35
40
45
85
90
E , Eф
- показание люксметра без фильтра, лк; E ф - показание люксметра с
E
фильтром, лк. Показания занести в табл. 3.2
Таблица 3.2. Показания люксметра с фильтром и без фильтра
В таблицу 3.3 занести истинные значения освещенности Тогда сила света для каждого положения плеча будет равна
Iα = L • E
,
где L=2 м - длина хода лучей от светового центра светильника до плоскости фотоэлемента, м; Е – освещённость, лк. Т а б л и ц а 3.3. Сила света для каждого положения плеча № п/п
Тип светильника
Угол в градусах
1. 2.
0° 5°
37.
180°
Е, лк.
I α , кд.
По данным этой таблицы для каждого светильника построить продольную кривую распределения силы света.
17 3.4.3 Методом зональных телесных углов рассчитать световой поток светильника.
Фсв , определяется умножением зональных телесных углов
Световой поток светильника
на силу света в направлении середины каждой из зон и суммированием этих произведений:
N
Ф св ∑ I α .ср ⋅ • ΔΩi =
.
i
Коэффициент полезного действия светильника
η = Фсв , Фл
где
Фл
- световой поток лампы, лм.
Коэффициент усиления светильника:
I max ку= I , c где
I max
- максимальное значение силы света (определяется по кривой распределения силы
света), кд;
I с - средняя сферическая сила света лампы, кд. Результаты расчётов занести в таблицу 3.4. Т а б л и ц а 3.4. Результаты расчётов светового потока светильника № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.
Зона, град. 0 – 10 10 – 20 20 – 30 30 – 40 40 – 50 50 – 60 60 – 70 70 – 80 80 – 90 90 – 100 100 – 110 110 – 120 120 – 130 130 – 140 140 – 150 150 – 160 160 – 170 170 – 180
ΔΩi , ст 0,095 0,283 0,463 0,628 0,774 0,897 0,992 1,058 1,091 1,091 1,058 0,992 0,897 0,774 0,628 0,463 0,283 0,095
3.5 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА 3.5.1 Краткое изложение поставленной задачи. 3.5.2 Результаты измерений. 3.5.3 График опытных зависимостей I α . 3.5.4 Выводы. Литература [2], c.76 – 91, [4], c.9 – 10
Iα
.ср
Ф
св,i
18 Содержание Общие указания……………………………………………………………….3 Работа 1 Источники света. Область применения и схемы включения ………………………………………………………….4 Работа 2 Исследование электрических и световых параметров источников света………………………………………………….11 Работа 3 Исследование светотехнических свойств светильников ......... 16
Редактор И. Н. Садчикова Сводный темплан 2006 г. Лицензия ЛР №020308 от 14.02.97 Санитарно-эпидемиологическое заключение №78.01.953.П.005641.11.03 от 21.11.2003г.
Подписано в печать 10.01.2006. Б.кн.-журн.
П.л.
Формат 60х84 1/16 Б.л.
Тираж 100
Изд - во СЗТУ Заказ
Северо-Западный государственный заочный технический университет Издательство СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5.