Системи і види освітлення

При висвітленні виробничих приміщень використовують природне освітлення, що створюється світлом неба (прямим і відбитим), штучне, здійснюємо з електричними лампами, та поєднане, при якому в світлий час доби недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється іскусственним.B спектрі природного (сонячного) світла на відміну від штучного набагато більше необхідних для людини ультрафіолетових променів; для природного освітлення характерна висока диффузность (неуважність) світла, вельми сприятлива для зорових умов роботи.

Природне освітлення поділяють на бічне, здійснюване через світлові прорізи в зовнішніх вікнах; верхнє, здійснюване через аераційні і зенітні ліхтарі, прорізи в перекриттях, а також через світлові прорізи в місцях перепаду висот суміжних прогонів будівель; комбіноване, коли до верхнього освітлення додається бокове.

Рис.1 Приклад пристрої місцевого освітлення. фрезерного ставка

За конструктивним виконанням штучне освітлення може бути двох систем - загальне і комбіноване, коли до загального освітлення додається місцеве, що концентрує світловий потік безпосередньо на робочих місцях (рис. 1).

Загальне освітлення поділяють на загальне рівномірне освітлення (при рівномірному розподілі світлового потоку без урахування розташування обладнання) і загальне локалізоване освітлення (при розподілі світлового потоку з урахуванням розташування робочих місць). Застосування одного місцевого освітлення всередині будинків не допускається.

На машинобудівних підприємствах рекомендується застосовувати систему комбінованого освітлення при виконанні точних зорових робіт (слюсарні, токарні, фрезерні, контрольні операції і т. д.) там, де обладнання створює глибокі, різкі тіні або робочі поверхні розташовані вертикально (штампи, гільйотинні ножиці). Система загального освітлення може бути рекомендована в приміщеннях, де по всій площі виконуються однотипні роботи (у ливарних, складальних цехах), а також в адміністративних, конторських, складських приміщеннях і прохідних. Якщо робочі місця зосереджені на окремих ділянках, наприклад у конвеєрів, розмічальних плит, доцільно локалізовано розміщувати світильники загального освітлення.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяють на такі види: робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне, чергове.

Робоче освітлення обов'язково у всіх приміщеннях і на освітлюваних територіях для забезпечення нормальної роботи, проходу людей та руху транспорту.

Аварійне освітлення влаштовують для продовження роботи в тих випадках, коли раптове відключення робочого освітлення (при аварії) і пов'язане з цим порушення нормального обслуговування обладнання можуть викликати вибух, пожежа, отруєння людей, тривале порушення технологічного процесу, порушення роботи таких об'єктів, як електричні станції, диспетчерські пункти, насосні установки водопостачання та інші виробничі приміщення, в яких недопустиме припинення робіт.

Найменша освітленість робочих поверхонь, що вимагають обслуговування при аварійному режимі, повинна становити 5% освітленості, яка нормується для робочого освітлення при системі загального освітлення, але не менше 2 лк усередині будівель.

Евакуаційне освітлення слід передбачати для евакуації людей з приміщень при аварійному відключенні робочого освітлення в місцях, небезпечних для проходу людей, на сходових клітинах, уздовж основних проходів виробничих приміщень, в яких працює більше 50 чоловік. Евакуаційне освітлення повинно забезпечувати найменшу освітленість у приміщеннях на підлозі основних проходів і на сходах не менше 0,5 лк, а на відкритих територіях - не менше 0,2 лк. Вихідні двері приміщень громадського призначення, в яких можуть перебувати одночасно більше 100 осіб, повинні бути відзначені світловими сигналами-покажчиками.

Світильники аварійного освітлення для продовження роботи приєднують до незалежного джерела живлення, а світильники для евакуації людей-до мережі, незалежної від робочого освітлення, починаючи від щита підстанції. Для аварійного та евакуаційного освітлення слід застосовувати тільки лампи розжарювання і люмінесцентні.

У неробочий час, що збігається з темним часом доби, у багатьох випадках необхідно забезпечити мінімальну штучне освітлення для несення чергувань охорони. Для охоронного освітлення майданчиків підприємств і чергового освітлення приміщень виділяють частину світильників робочого або аварійного освітлення.

Основні вимоги до виробничого освітлення

Основне завдання освітлення на виробництві-створення найкращих умов для бачення. Це завдання можливо вирішити тільки освітлювальною системою, відповідає таким вимогам.

I. Освітленість на робочому місці повинна відповідати характеру зорової роботи, який визначається наступними трьома параметрами:

об'єкт розрізнення-найменший розмір розглянутого предмета, окрема його частина або дефект, який необхідно розрізнити в процесі роботи (наприклад, при роботі з приладами-товщина лінії градуювання шкали; при креслярських роботах-товщина найтоншої лінії на кресленні);

фон-поверхня, прилегла безпосередньо до об'єкта розрізнення, на якій він розглядається; характеризується коефіцієнтом відбиття, що залежить від кольору і фактури поверхні, значення якого перебувають у межах 0,02-0,95; при коефіцієнті відбиття поверхні більше 0,4 фон вважається світлим ; 0,2-0,4-середнім і менш 0,2-темним;

контраст об'єкта з фоном До характеризується співвідношенням яскравостей розглянутого об'єкта (точка, лінія, знак, пляма, тріщина, ризику, раковина або інші елементи, які потрібно розрізнити в процесі роботи) та фону. Контраст визначають за формулою

К = | L0-Lф | / Lф

де Lф і Lo-яскравість відповідно фону та об'єкта.

Контраст об'єкта з фоном вважається великим при значеннях До більш 0,5 (об'єкт і фон різко відрізняються за яскравістю), середнім при значеннях К = 0,2-0,5 (об'єкт і фон помітно відрізняються за яскравістю) і малим при значеннях До менш 0,2 (об'єкт і фон мало відрізняються за яскравістю).

Збільшення освітленості робочої поверхні покращує видимість об'єктів за рахунок підвищення їх яскравості, збільшує швидкість розрізнення деталей, що позначається на зростанні продуктивності праці. Так, при виконанні операції точного складання збільшення освітленості з 50 до 1000 лк дозволяє отримати підвищення продуктивності праці на 25% і навіть при виконанні робіт малої точності, що не вимагають великого зорового напруження, збільшення освітленості робочого місця підвищує продуктивність праці на 2-3%. Проте є межа, при якому подальше збільшення освітленості майже не дає ефекту, тому необхідно покращувати якісні характеристики освітлення.

2. Необхідно забезпечити достатньо рівномірний розподіл яскравості на робочій поверхні, а також в межах навколишнього простору. Якщо в полі зору перебувають поверхні, значно відрізняються між собою по яскравості, то при перекладі погляду з яскраво освітленій на слабо освітлену поверхню очей змушений пере адаптуватися, що веде до стомлення зору. |

Для підвищення рівномірності природного освітлення великих цехів (ливарних, механоскладальних) "здійснюється комбіноване освітлення. Світле фарбування стелі, стін і виробничого устаткування сприяє створенню рівномірного розподілу яркостей у полі зору.

3. На робочій поверхні повинні бути відсутні різкі тіні. Наявність різких тіней створює нерівномірний розподіл поверхонь з різною яскравістю в полі зору, спотворює розміри і форми об'єктів розрізнення, в результаті підвищується стомлюваність, знижується продуктивність праці. Особливо шкідливі рухомі тіні, які можуть призвести до травм. Тіні необхідно пом'якшувати, застосовуючи, наприклад, світильники зі светорассеивающими молочними стеклами.

У механічних цехах, лабораторіях, у приміщеннях точного складання, технологічних і конструкторських відділах необхідно передбачати на вікнах сонцезахисні пристрої (жалюзі, козирки, світлорозсіюючі склопластики), що запобігають проникнення прямих сонячних променів, які створюють на робочих місцях різкі тіні.

4. У полі зору має бути відсутня пряма і відбита блескость. Блескость - підвищена яскравість світяться поверхонь, що викликає порушення зорових функцій (засліпленість), тобто погіршення видимості об'ектов.1

Видимість V характеризує здатність ока сприймати об'єкт; залежить від освітленості, розміру об'єкта, його яскравості, контрасту об'єкта з фоном, тривалості експозиції. Видимість визначається числом порогових контрастів в контрасті об'єкту з фоном: V = K / Knop, де (Кпор-пороговий контраст, тобто найменший помітний оком контраст, при невеликому зменшенні якого об'єкт стає неможливим на фоні.

Пряма блескость пов'язана з джерелами світла, відображена виникає на поверхні з більшим коефіцієнтом відбиття або відображенням у напрямку до ока. Засліпленість призводить до швидкого стомлення і зниження працездатності. Критерієм оцінки сліпучої дії, створюваного освітлювальної установкою, є показник осліпленості Ро значення якого визначають за формулою Ро == (V1/V2- 1) • 1000. де V1 і V2-видимість об'єкта розрізнення відповідно при екранування і наявності яскравих джерел світла в полі зору. Екранування джерел світла здійснюють за допомогою щитків, козирків і т. п.

Пряму блескость обмежують зменшенням яскравості джерел світла, правильним вибором захисного кута світильника, збільшенням висоти підвісу світильників. Відображену блескость послаблюють правильним вибором напрямку світлового потоку на робочу поверхню, а також зміною кута нахилу робочої поверхні. Там, де це можливо, слід замінювати блискучі поверхні матовими.

5. Величина освітленості повинна бути постійною в часі. Коливання освітленості, викликані різким зміною напруги в мережі, мають велику амплітуду, щоразу викликаючи переадаптаціі очі, призводять до значного стомлення. Пульсація освітленості пов'язана також з особливістю роботи газорозрядних ламп.

Коефіцієнт пульсації освітленості Kп-критерій оцінки відносної глибини коливань освітленості в результаті зміни в часі світлового потоку газорозрядних ламп при живленні їх змінним струмом.

Коефіцієнт пульсації освітленості Кп (%) слід визначати за формулою Кп = 100 (Emax-Emin) / 2Ecp "де Emax, Emin і Ecp-максимальне, мінімальне та середнє значення освітленості за період її коливання, лк.

Сталість освітленості в часі досягається стабілізацією напруги живлення, жорстким кріпленням світильників, застосуванням спеціальних схем включення газорозрядних ламп. Наприклад, зниження коефіцієнта пульсації освітленості люмінесцентних ламп з 55 до 5% (при трифазному включенні) призводить до зменшення втоми та підвищення продуктивності праці на 15% для робіт високої точності.

6. Слід вибирати оптимальну спрямованість світлового потоку, що дозволяє в одних випадках розглянути внутрішні поверхні деталей, в інших-розрізнити рельєфність елементів робочої поверхні.

На машинобудівних підприємствах, наприклад, для освітлення розточувальних верстатів застосовують спеціальний світильник з оптичною системою. Такий світильник направляє всередину оброблюваної порожнини концентрований світловий потік лампи. Утворене світлове пляма має освітленість до 3 тис. лк і дозволяє проводити контроль якості обробки, не зупиняючи верстат.

Освіта мікротеней від рельєфних елементів полегшує розрізнення за рахунок підвищення видимого контрасту цих елементів з фоном. Цей метод підвищення контрасту використовують при контролі пиломатеріалів, при визначенні якості обробки поверхонь деталей на стругальних і фрезерних верстатах. Виявилося, що найбільша видимість досягається при падінні світла на робочу поверхню під кутом 60 ° до її нормалі, а найгірша-при 0 °.

7. Слід вибирати необхідний спектральний склад світла. Ця вимога особливо важливо для забезпечення правильної передачі кольору, а в окремих випадках для посилення колірних контрастів.

Правильну передачу кольору забезпечують природне освітлення і штучні джерела світла зі спектральною характеристикою, близькою до сонячної. Для створення колірних контрастів застосовують монохроматичне світло, що підсилює одні кольори і послабляє інші.

8. Всі елементи освітлювальних установок-світильники, групові щитки, що знижують трансформатори, освітлювальні мережі-повинні бути досить довговічними, електробезпеки, а також не повинні бути причиною виникнення пожежі або вибуху .. Забезпечення зазначених умов досягається застосуванням занулення або заземлення, обмеженням напруги для харчування місцевих та переносних світильників до 42 В і нижче (36, 24, 12 В), вибором устаткування, що відповідає умовам середовища в приміщеннях, і захистом елементів освітлювальних мереж від механічних ушкоджень при експлуатації . Крім того, необхідно зменшити до мінімуму теплоту, що виділяється освітлювальної установкою, і шум.

9. Установка повинна бути зручною і простою в експлуатації, відповідати вимогам естетики.

Напруга дотику. Напруга кроку

Дотик до заземлених неструмоведучих частин, які опинилися під напругою. Зазначені частини електроустановок (корпусу, оболонки, кабелю) можуть опинитися під напругою лише випадково в результаті пошкодження ізоляції. При випадковому торканні цих частин людина буде перебувати під впливом напруги дотику (рис.2). Напруга дотику - це напруга між двома точками ланцюга струму, яких одночасно стосується осіб (ГОСТ 12.1.009). При дотику людини до заземленого корпусу, має контакти з однієї з фаз, частина струму замикання на землю буде проходити через людину, а якщо корпус не заземлений, то через людини проходить весь струм замикання на землю (однополюсне дотик).

Рис. 2. Дотик до корпусу, опинився під напругою:

а - при справному заземленні; б - при відсутності заземлення

Величина напруги дотику для людини, що стоїть на грунті і торкнувся який опинився під напругою заземленого корпусу, може бути визначена як різниця потенціалів руки (корпусу) і ноги (грунту) з урахуванням коефіцієнтів:

 1 - враховує форму заземлювача і відстані від нього до точки, на якій стоїть людина;  2 - враховує додатковий опір в ланцюзі людини (одяг, взуття) Uпр = U3   1   2, а струм, що проходить через людину Ih = (I3 * R3 *  1   2) / Rh Найбільш небезпечним для людини є дотик до корпусу, що знаходиться під напругою і розташованому поза полем розтікання (рис. 3).

Рис. 3. Напруга дотику до заземлених неструмоведучих частин, які опинилися під напругою::

I - крива розподілу потенціалів; II - крива розподілу напруги дотику

Напругою кроку (кроковим напругою) називається напруга між двома точками ланцюга струму, що є одна від одної на відстані кроку, на яких одночасно стоїть людина (ГОСТ 12.1.009).

Uш = U3   1 2, Ih = I3 * (R3/Rr   1   2,

де

 1 - коефіцієнт, що враховує форму заземлювача;

 2 - коефіцієнт, що враховує додатковий опір в ланцюзі людини (взуття, одяг). Таким чином, якщо людина знаходиться на грунті поблизу заземлювача, з якого стікає струм, то частина струму може відгалужується і проходити через ноги людини по нижній петлі (мал. 4).

Рис. 4. Включення на напругу кроку

Найбільше напруга кроку буде поблизу заземлювача і особливо, коли людина однією ногою стоїть над заземлювачем, а інший - на відстані кроку від нього. Якщо людина перебуває поза полем розтікання або на одній еквіпотенційної лінії, то напруга кроку дорівнює нулю (рис. 5).

. Необхідно мати на увазі, що максимальні значення  1 і  2 більше таких відповідно  1 і  2, тому шаговое напруга значно менше напруги дотику.

Рис.5. Напруга кроку:

а - загальна схема; б - розтікання струму з опорної поверхні ніг людини

Крім того, шлях струму "нога-нога" менш небезпечний, ніж шлях "рука-рука". Проте є багато випадків ураження людей при впливі крокової напруги, що пояснюється тим, що при дії крокової напруги в ногах виникають судоми, і людина падає. Після падіння людини ланцюг струму замикається через інші ділянки тіла, крім того людина може замкнути точки з великими потенціалами.

Завдання 22

Визначити необхідну товщину бетонних стін між лабораторією, в якій є установка з рентгенівською трубкою, і сусідніми виробничими приміщеннями. Вихідні дані: Найближче робоче місце в сусідньому з лабораторією приміщенні розташовано на відстані 3м від рентгенівської трубки. Тривалість роботи рентгенівської трубки протягом дня становить 6 годин. Сила струму трубки дорівнює 0,8 мА. Напруга на аноді трубки одно 150кВ.

Рішення:

1.Расчет товщини захисних екранів від прямого рентгенівського випромінювання.

Рентгенівське випромінювання має безперервний енергетичний спектр, максимальна енергія якого відповідає номінальній напрузі на рентгенівській трубці U0. При розрахунку захисних екранів від рентгенівського випромінювання слід враховувати зміну його спектрального складу, що виникає в наслідок більш сильного поглинання низькоенергетичних компонентів спектру з ростом товщини захисного шару. Для визначення товщини захисного екрана з бетону при напрузі на аноді 150кВ слід скористатися табл. 1 (додаток). Товщина захисного екрана в цьому випадку визначається залежно від коефіцієнта К2

, Де t-час роботи рентгенівської трубки в тиждень (t = 36ч), I-сила струму трубки, мА; R-відстань між трубкою і робочим місцем, м; D0-гранично допустима тижнева доза опромінення, рівна 1мЗв.

Тоді, тоді за таблицею 1 додатка знаходимо товщину бетонного захисного екрана d0 = 200мм.

При визначенні товщини захисного екрана також рекомендується збільшити розрахункову товщину її на один шар половинного ослаблення. За табл.2 (додаток) визначимо значення товщину шару половинного ослаблення d1 / 2 = 23мм. У результаті отримали, що товщина захисних екранів від прямого рентгенівського випромінювання дорівнює: d = d0 + d1 / 2 = 200 +23 = 223мм.

2. Розрахунок товщини захисних екранів від розсіяного рентгенівського випромінювання.

Для визначення товщини захисного екрана з бетону скористаємося даними табл.3 (додаток), де коефіцієнт К2 такий же як при прямому рентгенівському випромінюванні. У цьому випадку R-відстань від місця розсіювання випромінювання до найближчого робочого місця в сусідньому приміщенні, м. Скориставшись табл.3 отримаємо d = 100мм.

Задача 4

Обчислити значення товщини вторинної обмотки трансформатора струмів нульової послідовності, намотаною провідником ПЕТВ і зробити висновок про можливість розміщення первинних обмоток, якщо Dн = 0,5 D2, типорозмір сердечника К20х10х5, діаметр дроту по міді 0,27 мм, n2 = 1500,.

Рішення:

За типоразмеру сердечника (КD1xD2xh, де D1 та D2-зовнішній і внутрішній діаметри сердечника, см; h-висота сердечника) визначимо D2 = 10см.

Знайдемо середню довжину намотаного шару:

Знайдемо середнє число витків в шарі вторинної обмотки

, Де Ку - коефіцієнт укладання дроту, який дорівнює Ку = 0,8; dіз-діаметр обмоточного дроти з ізоляцією, який визначаємо за додатком 2 dіз = 0,31 мм

тоді

Визначаємо число шарів вторинної обмотки

, Приймаємо nсл = 3

Уточнене значення товщини вторинної обмотки з урахуванням ізоляції і коефіцієнта розбухання Кр = 1,25 визначаємо за формулою:

Виконаємо перевірку:, умова виконується.

Конструкція і розташування провідників первинних обмоток повинні забезпечити мале значення амплітуди сигналу небалансу на виході трансформатора. Досить ефективним способом зниження небалансу є орієнтація і розщеплення первинних провідників у вікні тороїда. Першим способом (орієнтація) полягає в тому, що систему з жорстко закріплених між собою первинних провідників повертають навколо осі тороіда до тих пір, поки не буде досягнутий мінімум небалансу. Експериментально встановлено, що при двох первинних обмотках значення небалансу в залежності від кута повороту системи можуть відрізнятися в 4 рази. Основним недоліком даного способу є трудомісткість налаштування трансформатора.

Другий спосіб (розщеплення первинних провідників) полягає в заміні токоведущего провідника кожної фази кількома паралельними з'єднаними провідниками. Перетин кожного в стільки разів менше вихідного, скільки "розщеплення" заплановано. Мінімальний небаланс досягається в тому випадку, якщо розщеплені частини фазного провідника розташовуються діаметрально протилежно у вікні муздрамтеатру при парному числі "розщеплень". З досвідчених даних відомо, що доцільно використовувати 2 і 4 розщеплення, так як подальше збільшення не призводить до істотного зниження небалансу.

Список літератури

1.Долін П.А. "Основи техніки безпеки в електроустановках". М.: Вища школа, 1984р;

2. "Охорона праці в машинобудуванні" за ред. Юдіна Є.Я. М.: Машинобудування, 1983;

3. "Засоби захисту в машинобудуванні. Розрахунок і проектування "М.: Машинобудування, 1989;

4. "Трансформаторні датчики струму пристроїв захисного відключення (Проектування і розрахунок). Методичний посібник." Новосибірськ: НГТУ, 1992р.

Додаток 1.

Таблиця 1.Толщіна захисного екрана, мм, від прямого рентгенівського випромінювання

Таблиця 2. Значення d1 / 2

Таблиця 1.Толщіна захисного екрана, мм, від прямого рентгенівського випромінювання