第8章 工厂电气照明

1、 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 内容提要内容提要 工厂照明系统的光源 照明技术的基本知识 常用灯具的类型及选择与布置 工厂的电气照明负荷的供电方式和计算方法 相关线路导线的选择 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 8.1 8.1 电光源电光源 把能发光的物体称为光源， 靠外部供给电能而发光的光源称电光源 光通量 光源在单位时间内，向周围空间辐射出的使人眼产生光 感的能量，称为光源的光通量，用符号表示。 单位为流明（lm） 电光源所发出的光通量（）与该电光源所消耗的电功 率（P）之比，称为电光源的发光效率。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 光强光强 电光源在某一方向单位立体角内 辐射的光通量

2、，即发光的强弱程度， 称为电光源在该方向上的光强度。符 号为I，单位是坎德拉（cd）。 I ：空间立体角 2 rA 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 照度照度 受照物体表面单位面积（A）上接受的光通量 称为照度。符号为E，单位是勒克斯（lx）。用公 式表示为： AE 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 亮度亮度 把发光体在视线方向单位投影面 上的发光强度，称为亮度。符号为L， 单位为cd/m2。 发光体在视线方向的亮度表达式为： AIAIAIL coscos 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 物体的光照性能物体的光照性能 物体的光照性能可用下 面的三个系数来表明： 反射系数： 吸收系数： 透射系

3、数： 以上三个系数并满足： +=1 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 光源的颜色光源的颜色 1）光源的色温（K） 色温是指光源的发光颜色与黑体（能全部吸收光能的物体）所 辐射的光的颜色相同（或相近）时黑体的温度，单位为开尔文。 白炽灯的色温为2400K（10W）2920K（1000W），日光色荧 光灯的色温为6500K。 2）光源的显色性能 光源对被照物体颜色显现的性质，叫光源的显色性。用显色指 数（Ra）表示光源显色性能和视觉上失真程度好坏的指标。物体的 颜色以日光的参考光源照射下的颜色为准，被测光源的显色指数越 高，说明该光源的显色性能越好，物体在该光源的照射下的失真度 越小。 工厂电气照

4、明工厂电气照明 第八章 不同照度、不同色温下光源色调的感受不同照度、不同色温下光源色调的感受 光源的色调感觉 暖色（ 3300K） 中间色（3300K 5300K） 冷色（5300K） 500愉快的中间的阴冷的 5001000 刺激的愉快的中间的10002000 20003000 3000不自然的中间的愉快的 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 8.1.2 8.1.2 工厂常用的电光源工厂常用的电光源 电光源按其发光原理分为： 热辐射光源，如白炽灯、卤钨灯 气体放电光源，如高压汞灯、高压钠灯、荧光灯 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 白炽灯白炽灯 白炽灯是靠电能将灯丝（钨丝）加热 到白炽状态而发

5、光。白炽灯的灯丝通常用 钨制成，这是由于它的熔点高蒸发率小的 原因。白炽灯结构简单，价格低廉，使用 方便，而且显色性好，应用最广泛。但它 发光率低，使用寿命短。且不耐震。现在 利用新的技术和材料，努力改善白炽灯的 性能。 白炽灯适用于无剧烈震动的工业和民 用建筑物的照明。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 卤钨灯卤钨灯 在灯泡内充入一定比例卤素或卤化物的气体，它的发光原 理与白炽灯相同，在通电后灯丝被加热至白炽状态而发光。 广泛应用于一些拍摄现场，舞台、展厅、广场、工业厂房 建筑等照明 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 荧光灯荧光灯 荧光灯也称日光灯， 是利用管内汞蒸汽在外加 电压作用下放电产

6、生的紫 外线，去激发涂在管壁内 上荧光粉而发光。荧光灯 同白炽灯相比使用寿命较 长，发光效率较高，照明 柔和，眩光影响小，色温 接近白天的自然光，显色 性能好。荧光灯常用于办 公场所、教学场所、商场、 住宅照明等，在电气照明 中广泛应用。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 荧光灯外形结构荧光灯外形结构 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 高压汞灯高压汞灯 高压汞灯又称高压水银荧光 灯。是荧光的改进产品，是利用 汞放电时产生的高气压获得可见 光的电光源。它不需要起辉器来 预热灯丝，但必须与相应功率的 镇流器串联使用。高压汞灯发光 效率高，省电，使用寿命较长。 但有明显的频闪，显色性较差， 启动时间

7、较长。常用于道路、广 场、车站、码头、企业厂房内外 照明。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 高压钠灯高压钠灯 高压钠灯是利用高压钠蒸汽放电发光的电光 源。它的发光效率比高压汞灯高，寿命较长，但 显色性也较差。常用于商业区，公共聚集场所照 明。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 其它常用灯其它常用灯 金属卤化物灯 金属卤化物灯是在高压汞灯的基础上为改善光色而 发展起来的新型电光源，不仅光色好，且光效高，但寿 命低于高压汞灯。它适合于显色性要求高的照明场所。 彩色金属卤化物灯是新发展起来的，广泛用于夜晚城市 建筑物的投射照明，绚丽夺目。 管形氙灯 管形氙灯是利用高压氙气放电发光,和太阳光相近,适

8、 合于广场等大面积场所。管形氙灯在点燃前管内已具有 很高的气压，因此点燃电压高，需配专用触发器来产生 脉冲高频高压，价格较高。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 常用照明电光源的主要特性常用照明电光源的主要特性 光源名称白炽灯卤钨灯荧光灯高压汞灯管形氙灯高压钠灯金属卤化物灯 额定功率范围（W）101 000500200061255010001500100000254004001 000 光效6.51919.521256730502037901006080 平均寿命（h）1 00015002000300025005000500100030002 000 显色指数95999599708030409

9、09420256585 启动稳定时间瞬时瞬时13s48min12s48min48min 再启动时间瞬时瞬时瞬时510min瞬时1020min1015min 功率因数110.330.70.440.670.40.90.440.40.61 频闪效应不明显明显明显明显明显明显明显 表面亮度大大小较大大较大大 电压变化对光通量影响大大较大较大较大大较大 环境温度对光通量影响小小大较小小较小较小 耐震性能较差差较好好好较好好 所需附件无无 镇流器 镇流器 镇流器 镇流器 镇流器 启辉器触发器触发器 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 常用电光源的适用场合常用电光源的适用场合 光源名称适用场所 白炽灯 1、

10、局部照明场所、应急照明 2、 频闪小的场所 3、 开、关频繁，需要调光的场所 4、 照度要求不高，照明时间短的场所 5、 防止电磁波干扰的场所 卤钨灯 1、 需要调光的场所 2、 频闪要求小的场所 荧光灯 1、 需要长时间使用的场所 2、 需要舒适的自然光照的地方 3、 悬挂高度较低而照度要求较高的场所 4、 应急照明 高压汞灯高大的厂房，光色要求不高的场所 高压钠灯 1、 道路照明、室外照明 2、 多烟尘的车间 金属卤化物灯 厂房高，照度要求高、光色好的场所 管形氙灯适合于广场等大面积场所，在短时间需要强光的场所，悬挂高度不低于20m 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 8.1.3 8.1.3

11、 工厂常用灯具的选择与布置工厂常用灯具的选择与布置 照明灯具的特性 1）配光曲线 电光源发出的光线是射向四周的，为了充分利用光能，给光源加 装灯罩，使光线重新分配，其发光强度曲线就改变了，这改变后的发 光强度曲线叫灯具的配光曲线 旋转对称轴灯具的配广曲线 直角坐标配光曲线 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 照明灯具的特性照明灯具的特性 2）效率 光源加装了灯罩，重新分配光源发出的光通量，一部分光通 量被灯罩吸收，引起光通量的减少，所以灯具的光通量与光源辐 射的全部光通量的比值，称为灯具的效率，一般为0.50.6。 3）保护角 保护角是指灯丝的水平线与灯丝最外点 至灯罩对边边缘连线的夹角。灯具的

12、保护角 是保护人眼不受光源直射刺激的一个技术指 标。各种灯具的悬挂高度不同，要求的保护 角有所不同。一般为1030。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 灯具的光通量分类灯具的光通量分类 直接照明型（向下投射的光通量为90%-100%，向上投射极少）。 光通量的利用率很高，灯罩一般用反光性能好的不透明材料制成。 半直接照明型（向下投射的光通量为60%-90%，向上投射10%- 40%）。光通量的利用率较高，灯具一般采用半透明材料或灯具上方 有透光间隙。 均匀照明型（向下投射的和向上投射的光通量差不多相等，在40%- 60%）。光通量的利用率较低，但它向周围均匀散发光线，照明柔和。 半间接照明型（

13、向上投射的光通量为60%-90%，向下投射10%- 40%）。大部分光线照在顶棚和墙面上部，把它们变成了二次发光体。 间接照明型（向上投射的光通量为90%-1000%，向下投射极少）。 绝大部分光线照在顶棚和墙面上部，形成房间照明，整个房间光线均 匀柔和，无明显阴影。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 灯具的光通量分类图灯具的光通量分类图 光 强 分 布 灯 具 （ a） 直 接 型 光 强 分 布 灯 具 （ b） 半 直 接 型 光 强 分 布 灯 具 （ c） 均 匀 照 射 型 光 强 分 布 灯 具 （ d） 半 间 接 型 光 强 分 布 灯 具 （ e） 间 接 型 图 8.13

14、 灯具的光通量分类 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 灯具的配光曲线形状分类灯具的配光曲线形状分类 配照型（光强是角度的余弦函数，在=0光强 最大）。 广照型（最大光强分布在较大角度内上，可在较 广的面积上形成均匀的照度）。 深照型（最大光强在0-40的立体角内）。 慢射型（各个角度的发光强度基本相同）。 正弦配光型（光强随角度按正弦规律变化，在 =90光强最大）。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 灯具的结构分类灯具的结构分类 图 8.14 工厂常用的几种灯具 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 安装方式分类安装方式分类 图 8.15 灯具的安装方式 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 灯具的选

15、择灯具的选择 灯具的选择应选用效率高、利用系数高，维护检修方便的灯具。 使用环境条件应采用下列各种灯具： （1）在正常温度下，一般选用开启式灯具 （2）在潮湿或特别潮湿的场所，应采用密闭的防潮灯具或带有防水灯头 的开启式灯具。 （3）在灰尘多的场所，应采用防尘型灯具。 （4）在有爆炸和火灾危险的场所，应按国家标准和规范分等级选择相应 的灯具。 （5）在高温场所，应采用带散热孔的开启式灯具。 （6）在震动或晃动较大的场所，灯具应有保护网和采取减振措施。 （7）在可能受到机械损伤的场所，灯具应有保护网。 （8）在有腐蚀性气体和蒸汽的场所，应采用耐腐蚀材料制成的密闭式灯 具。 工厂电气照明工厂电气照

16、明 第八章 灯具的布置灯具的布置 灯具的布置应满足被照工作面上能得到均匀的照度，应减少眩 光和阴影的影响，尽量减少投资。为了满足照度的要求，维修的方 便，灯具的悬挂高度不能过高，但也不能过低，如过低，人容易碰 着，不安全，会产生眩光，对人眼不利。室内一般灯具的最低悬挂 高度不要低于2.5m，具体按规定选取。 灯具的布置有均匀布置和选择布置。 （1）均匀布置 不考虑生产设备的位置，灯具均匀的分部在整个车 间。 （2）选择布置 灯具的布置与生产设备的位置有关，按工作面布置， 使工作面照度最强。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 均匀布置几种型式均匀布置几种型式 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 8

17、.1.4 8.1.4 照度标准照度标准 车间名称及工作场所 工作面上的最低照度（lx） 混合照明混合照明中的一般照明单独使用一般照明 金属加工车间 一般50030 精度100075 机电装配车间 大件装配50050 精密小件装配100075 机电设备试车 地面20 试车台50050 电修车间 一般3003050 精密50050 喷漆车间 油漆、喷漆 50 调漆配置30 焊接车间 弧焊50 接触焊 划线5005075 锻工车间30 扳金车间50 冲压剪切车间30030 热处理车间30 木工车间 机床区30030 木摸工作台30030 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 8.2 8.2 照明的供电方

18、式及线路控制照明的供电方式及线路控制 工厂照明按用途分为工作照明和事故照明（应急照明）。 工作照明指的是在正常生产和工作的情况下而设置的照明，称工 作照明。工作照明根据装设的方式分一般照明（整个场所照度均匀的 照明）、局部照明（满足在某个部位的照明）和混合照明（由一般照 明和局部照明共同组成）。工厂的工作照明一般由动力变压器供电， 有特殊需要时可考虑专用变压器供电。 事故照明指的是在工作照明发生事故而中断时，供暂时工作或疏 散人员用的照明，称事故照明。供继续工作用的事故照明通常设在可 能引起事故或引起生产混乱及生产大量减产的场所。供疏散人员用的 事故照明设在有大量人员聚集的场所或有大量人员出入的通道和出入 口，并有明显的标志。 事故照明一般与工作照明同时投入，以提高照明的利用率。事故 照明装置的电源必须保持独立性，最好是与工作照明分接不同母线段 上的变压器供电。 工厂电气照明工厂电气照明 第八章 事故照明的接线事故照明的接线 两台变压器交叉供电的照明供电系统 一台变压器供电的照明供电系统