Материал: Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. труды Всероссийской студенческой научно-технической конференции. Шелякин В.П

параметра.

Также на стадии проектирования конструкции ячейки в месте монтажа изолятора можно заложить небольшую перфорацию, что в дальнейшем позволит не замыкаться индукционным токам между собой, тем самым снизит их негативное влияние.

На стадии проектирования обязательно следует учесть, что металлический контур вокруг изолятора должен охватывать сразу 3 фазы. Так наведенные токи от каждой фазы будут компенсировать друг друга, а также увеличится длина контура, что тоже повлияет на снижения вихревого тока. Ни в коем случае нельзя чтобы контур замыкался по отдельности на каждой фазе это с большой вероятностью приведет к сильному нагреву металла и возникновению пожара.

Из рассмотренных нами вариантов современным реалиям соответствует применение пластиков и перфорации (или небольших надрезов). По стоимости самый дешевым способом является разделение вихревых токов перфорацией или надрезами. Более дорогим является применение проставки из органического стекла, однако сегодня на рынке качество этого материала не удовлетворяет требованиям современных устройств. Далее по стоимости и качеству следует вариант изготовления изолирующей подложки из стеклотекстолита. Стоит обратить наше внимание на то, что сегодня бурна развита технология промышленной 3D печати высококачественными композитными пластиками. Свойства таких пластиков схожи со свойствами стеклотекстолита, а у некоторых марок даже превосходят их. Если сравнить эти технологии по цене, то изготовление проставки для одной ячейки с использованием стеклотекстолита обойдется около 1532 руб. (цена на октябрь 2021), а печать композитным пластиком марки PP CF от 30 руб/, что в сумме на одно изделие 261,6 руб. (цена на октябрь 2021). Поэтому сегодня дешевле и качественней будет заказать изготовление проставки на промышленном 3D принтере. Самым эффективным вариантом будет комбинация перфорации с применением изолирующей подкладки, изготовленной 3D печатью.

В данной статье были проанализированы только самые очевидные методы борьбы с токами Фуко. Современным предприятиям и лабораториям, которые связаны с электроэнергетикой, а именно с высоковольтным оборудованием, следует глубже исследовать эту тему, т.к. часть электрических потерь составляют вихревые токи. Например, на ТК “Луховицкие овощи” величина потерь достигает 2,1 ГВт, значение таких больших потерь можно было бы снизить, применив даже те способы, которые мы описали в этой статье. Также исследование и

76

применение технологии противодействия токам Фуко повысит безопасность обслуживающего персонала, путем исключения нагрева изоляторов до критической температуры, при которой происходит их разрушение, которое может привести к опасной ситуации на предприятии.

Воронежский государственный технический университет

77

УДК 628.92/.97

К.Е. Гущин, Д.А. Тонн

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СВЕТОДИОДНОГО ОСВЕЩЕНИЯ В ОФИСНЫХ ЗДАНИЯХ

Рассматриваются достоинства и недостатки современных светодиодных светильников в разрезе перспективы их дальнейшего использования, для реализации технической политики в сфере энергосбережения в РФ по увеличению доли энергоэффективных решений в сфере электроосвещения в офисных зданиях.

Ключевые слова: светильники, светодиод, освещение, энергосбережение, энергоэффективность.

Проблема экономии электрической энергии особенно актуальна в настоящее время. При осуществлении деятельности любого производства, фирмы, компании, в быту применяется большое количество разнообразных электрических и электронных устройств (оборудование промышленных предприятий, осветительные приборы, компьютерная техника, офисная оргтехника, бытовые электрические приборы и т.д.), которые потребляют и преобразуют электроэнергию. Постоянно быстрыми темпами во всем мире увеличивается энергопотребление. Например, в нашей стране с 2009 года потребление электрической энергии выросло более чем на 100 млрд. кВт∙ч в год [1], несмотря на все предпринимаемые меры по энергосбережению. Основная техническая проблема, связанная с ростом энергопотребления, решается рациональным выбором наиболее экономически оправданного варианта пути покрытия вновь вводимых мощностей: либо за счёт увеличения генерации, либо за счет снижения потребления электроэнергии. Во всём мире был сделан выбор в пользу второго варианта по целому ряду причинам:

нехватка полезных ископаемых ресурсов (нефть, газ, уголь и т.п.) и их конечность;

экологичность (разрушение экосистем гидроэлектростанциями

изагрязнение окружающей среды электростанциями на не возобновляемых источниках энергии);

невозможность нарастить выработку электрической энергии с применением возобновляемых и альтернативных источников и технологий из-за особенностей географического расположения;

отсутствие необходимости в дополнительных затратах на постройку ЛЭП.

78

На организацию освещения в Российской Федерации уходит около 13% всей потребляемой электроэнергии. В случае офисных зданий, несмотря на относительно низкую долю их электропотребления в общей установленной мощности всех потребителей, эта величина может достигать 50–60 % от их суммарного электропотребления. Это связано с тем, что освещение в таких объектах включено большую часть рабочего времени, в отличие от различного рода бытовых приборов и оргтехники, которые включаются только по необходимости. Вследствие чего важным мероприятием по энергосбережению является использование энергоэффективных решений в области электроосвещения офисных зданий. Важность и актуальность данной проблематики подчеркивают свежие нормативные документы в сфере технического регулирования, например, такие как [2] и [3].

Имеется несколько вариантов реализации энергосбережения в сфере освещения офисных зданий:

использование люминесцентных ламп, которые до недавних пор были самым распространённым решением. Они имеют свои достоинства и недостатки, главным из которых является наличие опасного для жизни и здоровья граждан, а также и для природной экосистемы, вещества – ртути;

применение галогеновых ламп накаливания, с добавлением в колбу буферных газов. Такие лампы больший срок службы и световую отдачу по сравнению с обычными лампами накаливания, но проигрывают светодиодным и люминесцентным по многим техническим параметрам и эксплуатационным характеристикам;

использование газоразрядных ламп является малораспространённым решением. Свечение подобных ламп возникает при протекании ряда физических процессов и явлений, таких как: явление электромагнитной индукции, возникновение и протекание электрического разряда в газе, возникновение свечения люминофора при взаимодействии с газом. Такие лампы обладают двумя существенными недостатками – использование ртути в составе ламп и опасное электромагнитное излучение;

применение, занявших в 2019 году более 50% рынка, светодиодных светильников, имеющих ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с вышеперечисленными вариантами.

Развитие светодиодного освещения связано с научными разработками в области белых светодиодов. Разработаны так называемые «сверхъ- и ультраяркие» светодиоды, исключительно применяемые для искусственного освещения офисных, рабочих зон и

79

помещений. Существуют различные варианты реализации светодиодного освещения: светодиодные ленты для подсветки и акцентного освещения, интерьерные светильники, филаментные лампы. Рассмотрим основные достоинства данного типа светильников:

высокий срок службы – в среднем 50000 часов, но может достигать и 100000 часов (около 6 лет непрерывной работы), данный параметр во многом зависит от производителя и качества полупроводника;

высокая светоотдача – одна из главных характеристик, определяющих энергоэффективность ламп. По данному параметру светодиодные светильники превосходит лампы накаливания в среднем в 7-10 раз, люминесцентные в 2-2,5 раза;

экологичность – не требует специальных мер по хранению и утилизации, в отличии от газоразрядных и люминесцентных светильников;

возможность управления освещённостью и заданием сценариев работы посредством использования диммируемых источников питания

иразличных протоколов автоматизации, что позволяет экономить электроэнергию и даёт широкие возможности дизайнерам освещения и интерьеров;

широкий выбор светильников в области цветовой температуры, на рынке представлены решения от 3000К до 6600К;

высокий коэффициент мощности;

менее подвержены механическим повреждениям, благодаря отсутствию стеклянных элементов в конструкции;

светодиодные лампы быстро выходят на номинальную яркость

ипотребляют мало мощности, что позволяет использовать их в аварийном освещении со встроенными импульсными блоками питания;

отсутствие ультрафиолетового спектра излучения, это позволяет использовать их в картинных галереях, архивах и т.п.

Несмотря на большой перечень положительных качеств, светодиодное освещение имеет и ряд недостатков:

высокие пусковые токи, которые могут достигать 70-100 кратных значений номинального тока. По этой причине приходится ограничивать количество светильников, подключённых к одному автоматическому выключателю;

наличие пульсаций, оказывающих вредное воздействие на

глаза человека, что вновь подтверждают новые исследования

80