Đặc điểm: Mạng điện hạ áp ở đây được hiểu đó là mạng phân xưởng bao gồm mạng động lực hoặc chiếu sáng trong phân xưởng điện áp thường là 380/220V hoặc 220/127V.
4.4 Kết cấu của mạng điện xí nghiệp. 4.4.1 Đường dây trên không.
Nhận xét: Đường dây trên không được sử rất rộng rãi và phổ biến bởi vốn đầu tư ít hơn dễ thi công, dễ phát hiện và sửa chữa v.v…
Theo điện áp định mức và phạm vi sử dụng, người ta phân chia làm ba cấp sau đây:
Cấp I : đường dây có Uđm =35 220 kV Cấp II : đường dây có Uđm =1 22 kV Cấp III : đường dây có Uđm 1 kV
27 1) Dây dẫn:
Yêu cầu đối với dây dẫn là dẫn điện tốt và bền. Dây dẫn điện thường có các loại: dây đồng, nhôm, nhôm lõi thép và thép. Đồng dẫn điện tốt nhưng đồng đắt tiền, hiếm, nên ít dùng. Phổ biến nhất của đường dây trên không là dùng dây nhôm bởi rẻ tiền và nhẹ hơn đồng.
Để tăng cường độ bền người ta thường dùng loại dây nhôm lõi thép. Phần thép ở lõi dùng để tăng độ bền cho dây dẫn.
Một số ký hiệu loại dây nhập từ Nga thường dùng ở đất nước ta.
M - Dây đồng gồm một hay nhiều sợi đồng cùng đường kính vặn thành dây xoắn.
A - Dây dẫn nhôm gồm bảy sởi hay nhiều vặn thành dây xoắn. AC- Dây dẫn nhôm mà lõi là các sợi dây thép tráng kẽm.
2) Cột điện:
Tuỳ theo mục đích sử dụng, cột đường dây có thể phân loại sau: Cột trung gian, cột néo, cột góc, cột cuối, cột chuyển và cột chuyên dùng. Theo đặc tính làm việc, cột đường dây trên không chia làm hai loại: cột néo và cột trung gian. Cột néo: Dùng để kẹp chặt dây dẫn ở một số điểm trên đường đi của đường dây trên không và phải chịu toàn bộ lực kéo dây dẫn và dây chống xét giữa các cột néo.
Các loại cột này yêu cầu cứng và bền . Cột trung gian: Có cấu trúc bình thường.
Người ta thường dùng ba loại cột chính : Cột gỗ, tre. Cột bê tông, cột sắt. Cột sắt thép.
3) Sứ cách điện :
Là bộ phận quan trọng để cách điện giữa dây dẫn và bộ phận không dẫn điện như xà ngang, cột.
Sứ phải có tính năng cách điện cao,chịu được điện áp của đường dây lúc làm việc bình thường cũng như khi bị sét đánh (có hiện tương quá điện áp ).
Thông thường có hai loại sứ :Sứ đứng và sứ bát (treo thành chuỗi thường dùng
trong trường hợp đường dây Uđmm ≥ 35kV).
Khoảng cách giữa các dây dẫn bố trí trên cột quy định như sau: Nếu: Uđm 1 kv thì D = 0.4 0.6 m
Uđm = 6 10 kv D = 0.8 1.2m
Uđm = 35 kv D = 14 m
Uđm = 110 220 kv D = 4 6 m
4.4.2 Đường dây cáp.
Đặc điểm của cáp là cách điện tốt. Cáp được đặt dưới đất và trong những hầm riêng lên tránh được các va trạm do cơ khí và ảnh hưởng trực tiếp của khí hậu như nóng, lạnh, mưa gió. Điện kháng của cáp rất bé so với đường dây trung
tâm cùng tiếp diện lên giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện áp ( x0 của
cáp trung bình là 0.08 /km, còn x0 của đường dây trên không trung bình là
0.4/km ). Cáp được chôn dưới đất lên ít ảnh hưởng đến giao thông và đảm bảo
được mỹ quan. Nhược điểm:
28
r
- Giá thành đắt lên ít được dùng phổ biến mà chỉ dùng ỏ những nơi tương
đối quan trọng.
- Trong quá trình thi công đặt cáp thì việc thực hiện rẽ cáp gặp nhiều khó khăn đòi hỏi phải có thợ điện bậc cao về đặt cáp.
- Do cáp đặt trong hầm hay chôn ngầm dưới đất lên việc xảy ra hư hỏng, sự cố khó phát hiện. Việc sửa chữa tốn kém mà đòi hỏi nhiều thời gian.
CHƯƠNG 5: CHIếU SáNG CÔNG NGHIệP
5.1 Khái niệm mở đầu. 5.1.1 ánh sáng.
Đó là những bức xạ điện từ có chiều dài sóng nằm giữa khoảng 400 và760nm
hay m .( 1nm = m =10-9m) mà mắt con người có thể cảm nhận trực tiếp; đó là
ánh sáng nhìn thấy hoặc gọi đơn giản là ánh sáng.
5.1.2 Quang thông.
Đại lượng đo quang cơ bản là quang thông, nó liên quan đến thông lượng bức xạ thông qua đường cong tương đối có thể nhận được của mắt bình thường.
5.1.3 Cường độ sáng.
Cường độ sáng I – candela (cd). của một nguồn sáng dạng điểm theo một
phương là tỉ lệ giữa quang thông d phát từ trong một góc cơ bản ở xung quanh
hướng này và giá trị d của góc đặt này:
d 1lm I = Hay 1 cd = d 1sr Trong đó: d là thông lượng bức xạ
5.1.4 Độ rọi – E; đơn vị lux, viết tắt là lx.
Độ rọi E của một điện tích ở tại một điểm, là tỉ số giữa quang thông d nhận được bởi một vi phân điện tích ở xung quanh điểm này với diện tích của nó.
d 1lm E = ; Do vậy 1lu x = ds m2
Khi sự chiếu sáng trên bề mặt không đồng đều nên tính trung bình số học ở các điểm khác nhau để tính độ rọi trung bình, sau đó xin giới thiệu một số giá trị thông thường khi chiếu sáng tự nhiên hoặc nhân tạo.
- Ngoài trời, buổi trưa trời nắng: 100.000 lx
- Trời có mây 2000 đến 10.000 lx - Trăng tròn 0.25 lx - Phòng làm việc 400 đến 600 lx - Nhà ở 159 đến 300 lx
- Đường phố được chiếu sáng 20 50 lx
29 o I ds
d
Giả sử có một nguồn sáng 0, diện tích được chiếu sáng ds có pháp tuyến n.
Thông lượng của nguồn 0 đi qua diện tích ds là : d = Id.
Gọi là góc hợp bởi pháp tuyến n của ds với phương r. Góc đặt d chắn trên
một hình cầu bán kính r, một diện tích bằng ds cos.
ds cos d d = = r2 I Từ đây suy ra:
d I cos
E = = ds r2
Kết luận : Độ rọi thay đổi với độ nghiêng tương đối của bề mặt và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách r.
5.2 Dụng cụ chiếu sáng. 5.2.1 Đèn nung sáng. 5.2.1 Đèn nung sáng.
a)Cấu tạo:
- Sợi đốt: Chủ yếu được làm bằng vol fam. Và nó nóng chảy ở 3650 oK và
sự bốc hơi chậm của nó ( áp suất của bốc hơi 5.10-6mmHg ở 28000K) đồng thời
sức bền cơ khí lớn của dây đốt. Dây này được gia công theo phương pháp tổng hợp và được kéo nhỏ đến đường kính 0.01 mm. Dây đốt được soắn kép là công nghệ phổ biến nhất cho phép đạt hiệu quả ánh sáng từ 1020 lm/W, tuổi thọ
trung bình là 1000h. Hiệu quả ánh sáng đạt 2027lm/W và tuổi thọ trung bình
2000h .
- Bóng đèn: Các bóng đèn chiếu sáng thông dụng 15150W, thường làm
bằng thuỷ tinh có thêm chì và có nhiều hình dạng khác nhau. - Đui đèn: Đui ngạnh trê cho công suất nhỏ hơn 150W
Đui xoáy với mọi công suất. b) Nguyên tắc làm việc:
Dựa trên cơ sở bức xạ nhiệt khi dòng điện đi qua sợi dây tóc dây tóc sẽ phát sáng và phát quang.
c) Ưu, nhược điểm: Ưu điểm:
- Nối trực tiếp vào lưới điện . - Kích thước nhỏ.
- Giá rẻ.
- Bật sáng ngay.
- Tạo ra màu sắc ấm áp. - Hệ số cos cao ( =1).
Nhược điểm: Tốn điện, phát nóng và tính năng của đèn thay đổi đáng kể theo biến thiên điện áp nguồn.
30 a)Cấu tạo:
- Bầu đèn: Làm bằng thuỷ tinh dạng hình trụ, đường kính và chiều dài phụ thuộc vào công suất của đèn. Mặt trong của đèn có tráng một lớp bột huỳnh quang. - Điện cực : Làm bằng vol fam có phủ lớp Oxít kiềm thổ làm giảm công thoát điện tử và tăng mật độ bức xạ điện tử. Không gian trong bầu đèn chứa Agon và một chút thuỷ ngân, áp suất trong bình khoảng 3mmHg.
b)Nguyên lý hoạt động:
Nguyên tắc phát quang của loại đèn này dựa trên cơ sở phóng điện của các chất khí. Khi đóng điện hai đầu cực của Stắc-te có điện thế khá lớn làm cho Stắc-te phóng điện, mạch điện được nối liền. Hai điện cực A và B của bóng được đốt nóng, dây tóc nóng lên 8009000C tác dụng làm giảm công thoát điện tử, sau
12s cặp điện cực của Stắc-te nguội đi và tiếp điểm của Stắc-te mở ra, lúc này áp
trên đèn tăng cao có thể gấp 23 lần Unguồn bắt đầu chuyển mạch L - C và tạo
bức xạ tử ngoại kích thích bột phát quang trên thành ống làm chúng phát sáng.
c) Ưu, nhược điểm:
Ưu điểm:
- Hiệu suất ánh sáng lớn. - Tuổi thọ cao.
- Điện tích phát quang lớn.
- Khi điện áp thay đổi trong phạm vi cho quang thông giảm ít(1%). Nhược điểm:
- Chế tạo phức tạp, giá thành cao, Cos thấp .
- Quang thông phụ thuộc vào nhiệt độ, phạm vi phát quang cũng phụ
thuộc vào nhiệt độ . Khi nhiệt độ dưới 15oc thì Stắc-te làm việc khó khăn.
- Khi đóng điện đèn không sáng ngay.
5.2.3 Đèn thuỷ ngân cao áp.
a) Cấu tạo : Bầu đèn được làm bằng thuỷ tinh chịu nhiệt, thành trong bầu phủ lớp bột phát quang, bên trong đặt một giá đỡ có gắn ống phóng điện và các phụ kiện khác ống phóng điện làm bằng thuỷ tinh thạch anh, cho xuyên qua bức xạ tử ngoại
và ánh sáng nhìn thấy trong ống phóng có thuỷ ngân, khí Argon và các điện cực phụ. Điện cực chính làm bằng Vol fam có phủ lớp Oxít kiềm thổ để giảm công thoát điện tử.
Khoảng trống bên trong bầu chứa khí Co2 để bảo toàn tính chất bột phát quang
và cân bằng áp suất hai bên thành bầu. b) Nguyên lý hoạt động:
Giai đoại mồi đèn: Khi nối đèn vào đèn, điện áp lưới đặt lên các cặp cực chính phụ tạo phóng điện trong không gian giữa chúng. Các điện tích được tạo ra về các cực tương ứng và thúc đẩy quá trình Iôn hoá chất khi cho đến khi chuyển sang chế độ phóng điện hồ quang trong hơi thuỷ ngân.
31 Giai đoạn phát xạ: áp suất làm việc trong ống phóng điện cao cỡ 310at tạo
lên bức xạ tử ngoại sóng dài và cả ánh sáng nhìn thấy có bức sóng = 578nm.
Lớp bột ở bên bầu ngoài có độ nhậy cao với bức xạ tử ngoại phat ra từ bầu trong và phát ra ánh sáng vàng đỏ, nó có tác dụng hoàn thiện phổ màu và tăng hiệu quả phát sáng.
c) Ưu, nhược điểm: Ưu điểm:
- Đèn có công suất cao từ 801000W, đáp ứng rất tốt cho chiếu sáng ở không
gian rộng, có độ cao treo đèn lớn. - Phổ màu có chất lượng khá.
- Năng suất phát sáng từ 4050lm/W ( gấp 2 lần đèn sợi đốt).
- Chế độ làm việc làm việc ổn định, không ảnh hưởng môi trường ngoài (to ,độ
ẩm)
- Kích thước nhỏ ,sơ đồ nối đơn giản. Nhược điểm:
- Nhiệt độ bầu ngoài tới 3000c phải có chụp bảo vệ .
- Thời gian mồi đèn lâu khoảng2 phút,và khi đèn tắt phải chờ nguội mới mồi
lại được khoảng 510 phút.
5.2.4 Các loại đèn khác.
- Đèn vạn năng có chụp bằng thuỷ tinh và tán bằng sắt. Hiệu suất từ 55% đến 59% đây là loại đèn chiếu sáng trực tiếp, có thể dùng ở các nơi ít hơi nước, bụi và khói. Công suất từ 200 đến 500W để chiếu sáng chung cho phân xưởng. - Đèn chiếu sâu phía trong chao đèn có tráng một lớp phản xạ ánh sáng.
Quang thông được tập trung trong khoảng không gian 00 -50o. Hiệu suất 58% đến
61%. Dùng với bóng đèn có công suất 200, 500 và 1000W hay dùng cho phân xưởng.
- Đèn phòng bụi, nước đèn có cấu tạo chắc chắn, kín. Bóng đèn lắp sẵn bên
trong có công suất dưới 200W. Thường dùng ở nhà máy hoá chất hầm mỏ và những nơi nhiều bụi, nhiều hơi nước .
- Đèn dùng trong phòng làm việc loại đèn này có chao thuỷ tinh mờ, được sử dụng ở nơi làm việc ,sinh hoạt ít bụi ,thường có công suất dưới 200W. Hiệu suất 83%.
- Đèn chiếu sáng cục bộ thường dùng với bóng 75W. Hiệu suất 50%.
5.3 Yêu cầu và tiêu chuẩn chiếu sáng.
*. Đảm bảo độ rọi tối thiểu (Emin) Độ rọi phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
- Hệ số phản xạ của bề mặt làm việc, hệ số này càng lớn thì độ chói do
nền càng lớn thì Emin càng nhỏ.
- Tỷ số giữ kich thước nhỏ nhất của vật cần quan sát khoảng cách từ mắt
tới vật.
- Độ tương phản cần quan sát và nền.
- Thời gian quan sát, thời gian càng lâu thì độ rọi càng lớn.
Bảng sau qui định độ rọi tối thiểu Emin cho từng đối tượng :(l x)
Loại phòng Đèn sợi đốt Đèn huynh
quang
Mặt phẳng xác địnhđộ dọi
32
Phòng ở phòng sinh hoạt 50 100 Mặt ngang cách
sàn0.8m
Phòng làm việc 100 200 Mặt ngang cách
sàn0.8m
Phòng vệ sinh 30 75 Mặt ngang cách
sàn0.8m
Hành lang,cầu thang 10 50 Mặt ngang cách
sàn0.8m
Trại chăn nuôi 20 - 30 Sàn
Phòng học 300 Mặt bàn
*. Không loá mắt: Vì với cường độ ánh sáng mạnh sẽ làm cho mắt có cảm loá thần kinh bị căng thẳng, thị giác mắt chính xác.
*. Không loá do phản xạ : ở một số vật công tác có tia phản xạ khá mạnh và trực tiếp.
Do đó khi bố trí đèn cần phải chú ý tránh.
*. Không có bóng tối. ở nơi sản xuất, các phân xưởng không nên có bóng tối mà phải sáng đồng đều để quan sát được toàn bộ phân xưởng.
*. Độ rọi yêu cầu phải đồng đều nhằm mục đích khi quan sát từ vị trí này sang vị trí khác mắt người không điều tiết quá nhiều, gây mỏi mệt.
*. Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng bên ngày để thị giác đánh giá được chính xác.
5.4 Các phương pháp tính công suất chiếu sáng. 5.4.1 Phương pháp hệ số sử dụng quang thông. 5.4.1 Phương pháp hệ số sử dụng quang thông.
Phương pháp này dùng để tính toán chiếu sáng chung, không chú ý đến hệ số phản xạ của tường, của trần và của vật cảnh. Thường dùng để tính chiếu sáng cho
các phân xưởng có diện tích lớn hơn 10m2, không thích hợp để tính chiếu sáng
cục bộ và chiếu sáng ngoài trời. Trình tự các bước tính như sau. Bước 1: xác định H = h – ( h1 + h2 )
Bước 2: xác định L (Khoảng cách giữa 2 đèn kề nhau theo tỷ lệ hợp lý L/ H – Bảng 7.4 của giáo trình cung cấp điện ).
Bước 3: xác định chỉ số phòng có diện tích : S = a.b S
= H ( a + b )
Bước 4: xác định hệ số phản xạ trần: trần, , tường
- Đối với trần trắng, tường trắng, cửa sổ tre dèm trắng: =70 - Tường trắng, cửa sổ không che, trần trắng : = 50
- Trần ghỗ, bê tông, tường có cửa sổ : = 30 - Tường và trần trong buồng nhiều bụi, gạch đỏ : = 1 0
Bước 5 : Từ trần, , tường và xác định ksd tra bảng P L 35. Trang 212. Bước 6 : Xác định quang thông của đèn .
E S k Z tt =
33 Trong đó:
tt- Là quang thông của mỗi đèn, lu-men. E - độ rọi .
S - diện tích cần chiếu sáng ,m2. k - hệ số dự trữ.
n - số bóng đèn.
ksd- hệ số sự dụng của đèn, nó phụ vào loạiđèn, kích thước và điều kiện của phản xạ của phòng.
Z = Etb / Emim - hệ số tinh toán, Emin cho trong bảng 13- 36 và 13 - 37. Hệ số Z phụ thuộc vào loại đèn và tỷ số L/H
Thông thường lấy Z = 0,8 1,4.
Bước 7: Tra bảng 7.2 tìm công suất của bóng có ≥ tt Nhận xét: dùng cho đèn sợi đốt.
Ví dụ :Cho một phòng a = 28 m, b =16 m, cao=4.5 m, U=220V.
Xác định công suất đèn sử dụng đèn Ym. yêu cầu E tối thiểu là 30lx .