10.1. Типи освітлювальних установок
Відомо, що нормальне освітлення сприяє кращій працездатності людини, створює йому комфортні умови для життєдіяльності, зменшує неприємні наслідки для здоров'я. Існує два типи освітлювальних установок. Це природне і штучне освітлення. Природне освітлення створюється природними джерелами світла. Воно пов'язане зі світловою орієнтацією приміщення, з розмірами і розташуванням вікон, з колірною гамою забарвлення стін, стель і пр. Природне освітлення може бути верхнім (через світлові ліхтарі) і бічним (через вікна). Оцінку природного освітлення виробляють в точках, що знаходяться на перетині вертикальної площини і горизонтального зрізу приміщення на рівні 1 м від підлоги. Ставлення освітленості всередині приміщення до освітленості зовні називається коефіцієнтом природної освітленості. Ця величина лімітується як для верхнього, так і для бокового природного освітлення. Штучне освітлення здійснюється за допомогою електричних ламп. Штучне освітлення нормується в межах 5 - 5000 лк, в залежності від роду виконуваної роботи. З точки зору надійності і економічності в роботі освітлювальних установок існує робоче, аварійне та охоронне освітлення. Перший тип освітлення використовується при звичайних виробничих і побутових умовах. Аварійне освітлення необхідно для забезпечення світлом в екстремальних умовах (висвітленні проходів при евакуації людей, підсвічування постів управління найбільш відповідальних механізмів і ін.). Електроживлення робочих електроустановок здійснюється від загальних силових або освітлювальних пультів, що знаходяться в приміщенні. Аварійне освітлення вимагає додаткових джерел струму (акумуляторів, резервних ліній електропередачі та ін.). Охоронне освітлення - це мінімально необхідний рівень освітлення приміщень в неробочий або нічний час. Якщо при робочому і аварійному освітленні працюють самостійні світильники, то при охоронному може бути використана частина світильників робочого освітлення.
10.2. Вимоги до електричного висвітлення
Освітлювальна електрична установка складається з освітлювальної арматури з джерелом світла, комутаційної апаратури, розподільних пультів і електричних мереж. Напруга живлення джерел світла становить 220 або 127 В. В індивідуальному освітленні використовується напруга 36 і 12 В. Потужність освітлювальної установки визначається за світловим потоком, який направляється на робочу поверхню. Іноді користуються так званої питомою потужністю, і за її значенням знаходять потужність однієї лампи:
де РЛ - потужність однієї лампи, Вт; Руд - питома потужність, Вт / м 2; d - площа приміщення, м 2; n - число світильників. Значення освітленості для основних шкільних приміщень і робочих місць наведені в табл. 10.2.1.
10.3. Джерела електричного світла
Традиційними джерелами світла є лампи розжарювання. Однак в даний час широко застосовуються газорозрядні джерела світла. У них невидиме ультрафіолетове випромінювання парів металу або газу перетворюється за допомогою люмінофора в випромінювання, видиме оком. Представником найпоширеніших газорозрядних джерел світла є люмінесцентна лампа (рис. 10.3.1). Усередині балона знаходяться пари ртуті, в яких за певних умов (між попередньо нагрітими струмом катодами необхідно створити імпульс високої напруги) відбувається електричний розряд. В результаті розряду випускаються ультрафіолетові промені. Вони поглинаються шаром люмінофора, яким покриті внутрішні стінки балона. В результаті люмінофорний шар починає випромінювати видиме світло, близький по спектрального складу сонячного.
Для запалювання люмінесцентної лампи її включають в мережу за допомогою стартера і дроселя. При нагріванні струмом катодів виникає тліючий електричний розряд в газі (неоні), яким наповнений балон стартера. При цьому нагрівається і біметалічна пластина стартера. Нагріємо, вона зігнеться і замкне свої електроди, тліючий розряд припиниться. Охолодившись, біметалічна пластина знову розімкне електрод. При цьому (за участю дроселя) між контактами лампи в момент розмикання створюється імпульс високої напруги. У підсумку в парах ртуті між катодом лампи виникнуть електричний розряд. Конденсатор, включений паралельно стартеру, знімає радіоперешкоди при роботі лампи. Дросель, конденсатор і резистор об'єднані в пусковий регулює апарат ПРА. На рис. 10.3.2 показана схема включення лампи за допомогою ПРА.
Люмінесцентні трубчасті лампи низького тиску з дуговим розрядом в парах ртуті діляться на лампи білого світла (ЛБ), холодно-білого світла (ЛХБ), тепло-білого світла (ЛТБ), денного світла (ЛД). Наступним представником газоразрядного джерела світла є ртутно-кварцова лампа високого тиску (тип ДРЛ). У ній люмінофор, поглинаючи ультрафіолетове випромінювання, що виникає при електричному розряді, перетворює його в видиме червоне випромінювання. Ці лампи включають в мережу також за допомогою ПРА. Для освітлення великих просторів використовуються потужні (5, 10, 20 кВт) ксенонові трубчасті лампи типу ДКсТ. Їх включають за допомогою високовольтного пускового пристрою (до 30 кВт).