Lampy fluorescencyjne zwane świetlówkami

Lampy fluorescencyjne zwane świetlówkami są obecnie, obok żarówek, najpowszechniej stosowanymi źródłami światła. W świetlówkach, na skutek przepływu prądu między elektrodami wbudowanymi na końcach rury szklanej wypełnionej argonem i parą rtęci, występuje .promieniowanie nadfioletowe o długości 254 nm. Promieniowanie widzialne uzyskuje się dzięki pokryciu wnętrza rury luminoforami, które naświetlone promieniowaniem nadfioletowym stają się źródłem promieniowania widzialnego. Przez odpowiedni dobór luminoforu można uzyskać różne barwy światła.

Do zalet świetlówek można zaliczyć dużą wydajność świetlną, ok. 33— 70 lm/W, dużą trwałość, ok. 6000 h, małą jaskrawość oraz mniejszą niż w przypadku żarówek zależność strumienia świetlnego od napięcia zasilającego. Strumień świetlny lamp fluorescencyjnych zmienia się w zależności od napięcia.

Trwałość świetlówek w granicach napięcia od 0,93 Un do 1,06 Un jest praktycznie niezmienna. Natomiast w dużym stopniu trwałość świetlówek zależy od częstości ich włączania.

Moc pobierana przez świetlówki bardziej zależy od napięcia niż moc pobierana przez żarówki.

 Układ połączeń świetlówek: a) bez kompensacji mocy biernej, b) z kondensatorem do kompensacji mocy biernej, c) układ antystroboskopowy; LF — świetlówka (lampa fluorescencyjna), Z — zapłonnik, L — statecznik (dławik), C — kondensator do kompensacji mocy biernej.

Do poważnych wad świetlówek należą: konieczność stosowania urządzeń pomocniczych (statecznika i zapłonnika), mały współczynnik mocy (ok. 0,5), powodujący konieczność stosowania kondensatorów kompensacyjnych, tętnienie strumienia świetlnego oraz utrudniony zapłon przy niskich temperaturach (poniżej -5°C) i przy obniżonym napięciu. Tętnienie światła powoduje zjawisko stroboskopowe polegające na mylnej ocenie szybkości ruchu obrotowego. Zjawisko to można zmniejszyć przez zastosowanie trójfazowych układów zasilania lamp, dołączając sąsiadujące lampy do różnych faz. Przy użyciu opraw dwuświetlówkowych zasilanych jednofazowo zjawisko to może być również zmniejszone w wyniku fazowego przesunięcia w obwodzie jednej świetlówki względem obwodu drugiej świetlówki przez włączenie do obwodu jednej z nich kondensatora (rys. c).

Wartości znamionowe strumienia świetlnego świetlówek standardowych typu TL-D i  świetlówek Super 80 New Generation podano w tablicach.

Tablica. Znamionowy strumień świetlny świetlówek standardowych TL-D.

Moc świetlówki [W] Barwa światła i temperatura barwowa
ciepło-biała 3000K [lm] biała 4200K [lm] dzienna 5400K [lm]
18 1 150 1150 1050
36 2850 2850 2500
58 4600 4600 4000

Tablica. Znamionowy strumień świetlny świetlówek TL-D Super 80 New Generation.

Moc świetlówki [W] Barwa światła i temperatura barwowa
ciepło-biała 3000K [lm] biała 4000K [lm] dzienna 6500K [lm]
18 1350 1350 1 300
36 3350 3350 3250
58 5200 5200 5000

Oprócz tradycyjnych świetlówek coraz powszechniej stosowane są świetlówki kompaktowe. Dzięki wyposażeniu ich w trzonki E 14 i E27 można je stosować jako zamienniki tradycyjnych żarówek. Wydajność świetlna świetlówek kompaktowych jest 4—6 krotnie większa niż żarówek. Trwałość świetlówek kompaktowych wynosi 10 000 h. Wartości znamionowe strumienia świetlnego świetlówek kompaktowych podano w tablicy.

Tablica. Znamionowy strumień świetlny świetlówek kompaktowych typu PL

Moc

[W]

Strumień świetlny [lm] lamp typu
PL* Electronic/C PL*Eleetronic/T
9 400
11 600
15 900 900
20 1200 1200
23 1500 1500

 

Żarówki

Żarówki znane od 1879 r. są najbardziej rozpowszechnionym źródłem światła i pomimo stosunkowo małej skuteczności świetlnej w wielu przypadkach są źródłem wciąż niezastąpionym. Zaletami żarówek są: duże zróżnicowanie ich mocy (od części wata do kilku kilowatów) oraz możliwości stosowania różnych wartości napięć zasilania (od 1,5 V do 280 V). Wydajność świetlna żarówek zawiera się w granicach od 8 do 18 lm/W (większe wartości wydajności odpowiadają żarówkom o większej mocy). Wartości znamionowe strumienia świetlnego żarówek głównego szeregu podano w tablicy. Żarówki mogą pracować w bardzo szerokim zakresie temperatury otoczenia, od najniższych występujących w kraju aż do 70°C.

Tablica. Znamionowy strumień świetlny [Im] żarówek o napięciu 230 V

Moc żarówki Strumień świetlny żarówek z bańką
[W] przezroczystą matową
40 430 430
60 730 730
75 960 960
100 1380 1380
150 2200 2200
200 3150 3150
300 5000
500 8400
1000 18800  –
Uwaga. Żarówki o mocy do 200 W — z trzonkiem E 27, o mocy zaś powyżej 200 W — z trzonkiem E 40.

Strumień świetlny  i trwałość T żarówek bardzo silnie zależą od wartości napięcia zasilającego U.

Nieznaczne nawet zwiększenie wartości napięcia powoduje znaczne zmniejszenie trwałości żarówek. Zmniejszenie napięcia zwiększa trwałość, ale jednocześnie powoduje znaczne zmniejszenie strumienia świetlnego, co jest zjawiskiem niekorzystnym. Normalna trwałość żarówek wynosi 1000 h.

Do oświetlenia ogólnego takich obiektów jak stadiony, lotniska itp. stosuje się żarówki halogenowe, których bańki oprócz gazu neutralnego zawierają halogeny, tj. takie pierwiastki jak fluor, chlor, brom i jod. Zastosowanie halogenów zwiększa trwałość oraz wydajność świetlną żarówek, ponieważ w żarówkach halogenowych zachodzi proces regeneracyjny, polegający na tym, że w temperaturze około 3000°C następuje powrót do żarnika wyparowanych z niego cząsteczek wolframu. Średnia trwałość lamp halogenowych wynosi 2000 h. Wartości znamionowe strumienia świetlnego lamp halogenowych podano w tablicy.

Tablica. Znamionowy strumień świetlny żarówek halogenowych o napięciu 230 V.

Moc lampy [W] Strumień świetlny [lm] lamp Rodzaj trzonka
przezroczystych matowych
40 500 475 E 14
60 840 800 E 14 i; E 27
100 1600 1525 E 14 i E 27
150 2550 E 27
500 10250 E 40
1000 24000 E 40
2000 50000 E 40

Elektryczne źródła światła

Światło w elektrycznych źródłach może być wytwarzane dwoma podstawowymi sposobami:

—    przez ogrzewanie odpowiednich cial stałych do wysokiej temperatury,

—    przez spowodowanie promieniowania luminescencyjnego.

Elektryczne źródła światła dzieli się na następujące grupy:

a)    lampy o temperaturowym wytwarzaniu światła — żarówki;

b)    lampy o luminescencyjnym wytwarzaniu światła:

—    lampy fluorescencyjne — świetlówki,

—    lampy wyładowcze: jarzeniowe, rtęciowe, sodowe,

c)    lampy o mieszanym wytwarzaniu światła — rtęciowo-żarowe.

Podstawowymi parametrami charakteryzującymi źródła światła są: strumień świetlny, trwałość oraz wydajność świetlna. Ponadto źródła światła charakteryzują się temperaturą barwową oraz wskaźnikiem oddawania barw.

Temperatura barwowa źródła światła jest to temperatura ciała czarnego, w której wysyła ono promieniowanie o tej samej chromatyczności co promieniowanie rozpatrywanego źródła.

Barwność (chromatyczność) światła danego źródła może być zatem określona przez odpowiednią temperaturę ciała czarnego. Temperatura barwowa żarówek zawiera się w granicach od 2500 K do 3250 K, natomiast temperatury barwowe źródeł wyładowczych zawierają się od 2100 K do 6500 K.

Inną cechą źródeł światła jest zdolność oddawania barw. Cecha ta jest określana wskaźnikiem oddawania barw. Maksymalna możliwa wartość wskaźnika oddawania barw Ra wynosi 100. Im wskaźnik Ra jest większy tym większa dokładność oddawania barw. Największą wartością wskaźnika oddawania barw charakteryzują się żarówki (Ra = 100), najmniejszą lampy wyładowcze sodowe (Ra = 20).

Źródła światła charakteryzują się stałym poborem mocy, a ich moce jednostkowe są niewielkie. Większość źródeł światła pracuje przy współczynniku mocy równym 1 lub bliskim jedności. Cechą niekorzystną elektrycznych źródeł światła jest jednoczesność powodowanych przez nie obciążeń sieci i elektrowni. Jest to szczególnie niekorzystne w okresie zimowym, kiedy obciążenie powodowane przez odbiorniki oświetleniowe nakłada się na obciążenie powodowane przez inne odbiorniki (głównie przemysłowe), doprowadzając do występowania szczytów obciążenia.

Odbiorniki energii elektrycznej

Sieć elektroenergetyczna zasila odbiorniki o bardzo różnym charakterze i przeznaczeniu. Odbiorniki te można klasyfikować z różnych punktów widzenia, ale najpowszechniej jest przyjmowany podział według zastosowania. Decydujący wpływ na pracę sieci i instalacji elektroenergetycznych mają następujące grupy odbiorników:

—    silniki elektryczne,

—    elektryczne źródła światła,

—    urządzenia elektrotermiczne.

Z sieci elektroenergetycznej zasilanych jest wiele innych grup odbiorników, ale ich udział w poborze mocy i energii jest niewielki i nie wywierają one poważniejszego wpływu na pracę sieci.

Podstawowymi parametrami lub cechami odbiorników energii elektrycznej są:

—    rodzaj prądu,

—    napięcie znamionowe,

—    moc znamionowa,

—    moc przy rozruchu,

—    charakter pracy,

—    symetria obciążenia sieci,

—    dopuszczalne odchylenia i wahania napięcia,

—    stopień niezawodności zasilania.

W dalszym ciągu omówione zostaną tylko cechy charakterystyczne odbiorników wywierających decydujący wpływ na pracę sieci elektroenergetycznej.

Budowa baterii kondensatorów

BUDOWA BATERII KONDENSATORÓW.
Produkowane w kraju baterie kondensatorów składają się z jednego członu zasilająco-sterującego oraz z członów kondensatorowych w liczbie od 3 do 12 sztuk. Baterie złożone z tych członów stanowią konstrukcyjną całość i są produkowane jako scalony prefabrykat. Człon zasilająco-sterujący jest przystosowany do połączenia z siecią linią kablową doprowadzoną od dołu. W członie tym znajduje się regulator współczynnika mocy, zegar sterujący, przekaźnik pomocniczy oraz bezpieczniki i . listwa zaciskowa. Człony kondensatorowe są wyposażone w jeden, dwa lub trzy trójfazowe kondensatory oraz w zestaw łączeniowo-zabezpieczający (stycznik + bezpieczniki). Styczniki są sterowane regulatorem współczynnika mocy. W zależności od typu baterii, pewna część członów jest przyłączona na stale, a część stanowią człony regulowane — współpracujące z regulatorem współczynnika mocy. Zegar sterujący może wyłączać baterie w godziny i dni wolne od pracy. Praca poszczególnych członów kondensatorowych jest sygnalizowana lampką sygnalizacyjną. W zależności od okresu, w którym wybudowano baterię, może być ona wyposażona w regulator współczynnika mocy innego typu.

Typy wybranych baterii kondensatorów oraz ich dane techniczne są podane w tablicach. W tych bateriach kondensatory pochodzą z importu.

Tablica. Dane techniczne baterii kondensatorów do kompensacji mocy biernej produkowanych przez Eektromontaż Bydgoszcz

Oznaczenie baterii Moc

baterii

[kvar]

Stopień

regulacji

[kvar]

Znamionowy prąd szczytowy [kA] Liczba członów kondensatorowych
regulowanych nieregulowanych
BK-86m – 15/5 15 5 25 3
BK-86m – 35/5 35 5 7
BK-86m – 40/10 40 10 4 _
BK-86111 – 60/10 60 10 6
BK-86111 – 80/10 80 10 35 8
BK-86ni – 50/12,5 50 12,5 4
BK-86m – 75/12,5 75 12,5 6
BK-86m – 100/12,5 100 12,5 8
BK-88 – 120/20 120 20 6
BK-88 – 150/25 150 25 6
BK-88 – 200/33,3 200 33,3 6
BK-88 – 240/40 240 40 6
BK-88 – 300/50 300 50 6
BK-88 – 180/20 180 20 9
BK-88 – 225/25 225 25 80 9
BK-88 – 300/33,3 300 33,3 9
BK-88 – 360/40 360 40 9
BK-88 – 450/50 450 50 9
BK-88 – 400/33,3 400 33,3 9 3
BK-88 – 480/40 480 40 9 3
BK-88 – 600/50 600 50 9 3

Tablica. Dane techniczne baterii kondensatorów do kompensacji mocy biernej produkowanych przez przedsiębiorstwo TAURUS w Bydgoszczy

Oznaczenie baterii Moc baterii [kvar] Stopień regulacji [kvar] Liczba członów kondensatorowych regulowanych
BKT 96 90/15 90 15 6
BKT 96 120/20 120 20 6
BKT 96 137,5/12,5 137,5 12,5 6
BKT 96 150/15 150 15 6
BKT 96 180/20 180 20 6
BKT 96 200/20 200 20 6
BKT 96 225/25 225 25 6
BKT 96 240/40 240 40 6
BKT 96 250/25 250 25 6
BKT 96 300/50 300 50 6
BKT 96 320/20 320 20 9
BKT 96 360/40 360 40 9
BKT 96 420/20 420 20 10
BKT 96 480/40 480 40 12
BKT 96 550/25 550 25 12
BKT 96 600/50 600 50 12
BKT 96 660/30 660 30 12
BKT 96 720/60 720 60 12

 

Budowa kondensatorów niskiego napięcia

Kondensatory energetyczne w kraju są wykonywane zgodnie z wymaganiami obowiązujących norm, z tym że dotyczy to tylko kondensatorów średniego napięcia, bowiem od dłuższego już czasu nie produkuje się kondensatorów niskiego napięcia. Nie ma wobec tego potrzeby podawania wymagań normy dotyczących oznaczeń i tabliczki znamionowej. Instalowane w kraju kondensatory pochodzą od wielu producentów.

Niezależnie od producenta, budowa kondensatorów jest zbliżona. Kondensator składa się ze szczelnego pudla z blachy stalowej, zwanego obudową, części wewnętrznej, którą stanowią pakiety zwijek, oraz izolatorów przepustowych z zaciskami do przyłączania przewodów. Zwijki kondensatorowe są to elementarne kondensatory, których rodzaj, liczba i sposób połączenia ze sobą zależą od napięcia znamionowego i mocy kondensatora. Izolatory przepustowe są wykonywane z żywic syntetycznych. Kondensatory wykonuje się jako trójfazowe na napięcie równe napięciu sieci 400 V lub 500 V. Kondensatory te są połączone wewnętrznie na ogól w trójkąt. Napięcie znamionowe kondensatora jest to napięcie znamionowe izolacji między jego zaciskami. Inną wielkością podawaną zawsze na tabliczce znamionowej jest pojemność kondensatora między jego zaciskami. Dla kondensatorów trójfazowych podawana jest często suma pojemności całego kondensatora. Jeszcze jedna wielkość powinna być zawsze podana na tabliczce znamionowej. Jest to moc znamionowa kondensatora, którą jest moc bierna [kvar] przy napięciu znamionowym. Na tabliczce znamionowej powinien być podany prąd znamionowy. Jeżeli go nie ma, można go wyliczyć z wielkości podanych wcześniej, tzn. z mocy znamionowej i napięcia. Na tabliczce znamionowej podawane są często obok danych znamionowych, dane rzeczywiste, różniące się trochę od znamionowych, takie jak pojemność i moc. Są to wartości inne dla każdego kondensatora, wynikające z wykonanych pomiarów po jego wyprodukowaniu.

Spośród występujących w kraju kondensatorów najczęściej spotyka się jednostki o mocy: 5; 10; 12,5; 15; 20; 25;33,3; 40; 50 i 60 kvar.