第九章工厂的电气照明

1、第九章 工厂的电气照明 本章主要内容：照明技术的有关概念 工厂常用电光源和灯具的类型及其选择与布置 按照度标准计算照度的利用系数法、概算曲线法和比功率法 照明供电系统及导线截面的选择计算。 第一节 照明技术的基本概念 照明按分为自然照明(天然采光)和人工照明两大类。电气照明具有灯光稳定、色彩丰富、控制调节方便和安全经济等优点，成为应用最为广泛的一种照明方式。 1、光 光(1ight)是一种波长比毫米无线电波短而比x射线长的电磁波，而所有电磁波都具有辐射能。 可见光（380780nm）是能引起人眼视觉的一部分电磁辐射。它又分以下七种单色光：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。人眼对各种波长的可见光，具有

2、不同的敏感性。正常人眼对于波长为555nm的黄绿色光最敏感。 2、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，称为光通量，简称光通，符号为，单位为lm(流明)。 3、发光强度 发光强度简称光强，是光源在给定方向的辐射强度，符号为I，单位为cd(坎德拉)。对于向各个方向均匀辐射光通量的光源，其各个方向的发光强度均相等。 4、照度受照物体表面单位面积上投射的光通量，称为照度，符号为E，单位为lx(勒克斯)。 5、亮度 发光体(不只是光源，受照物体对人眼来说也可看作间接发光体)在视线方向单位投影面上的发光强度，称为亮度。 三、物体的光照性能当光通量 投射到物体上时，一部分光通量

3、 从物体表面反射回去，一部分光通量 被物体所吸收，而余下的光通量 则透过物体。反射比 、吸收比 、透射比 三个参数之间有如下关系： aa1/aa 四、光源的色温和显色性1、光源的色温 光源的色温是以其发光体表面颜色来判定其温度的一个参数，例如白炽灯的色温为2400K(15W)，日光色荧光灯的色温为6500K。 2、光源的显色性能 光源的显色性能是指光源对被照射物体颜色显现的性能。物体的颜色以日光或与日光相当的参考光源照射下的颜色为准。 与日光相当的参考光源的一般显色指数(Ra)定为100，被测光源的一般显色指数越高，说明该光源的显色性能越好，物体颜色在该光源照明下的失真度越小。白炽灯的一般显色

4、指数为9799，荧光灯为7590。 第二节 工厂常用的电光源和灯具 一、工厂常用电光源的类型、特性 电光源按其发光原理分，有热辐射光源和气体放电光源两大类。 1、热辐射光源 热辐射光源是利用物体加热时辐射发光的原理制成的光源，如白炽灯、卤钨灯等。 1）白炽灯的结构简单，价格低廉，使用方便，而且显色性好，但是它的发光效率较低，使用寿命较短，且耐震性较差。 2）卤钨灯(碘钨灯) 发光效率比白炽灯高，卤钨灯的显色性较好,使用寿命较之白炽灯大大延长。卤钨灯的耐震性差，安装时灯管必须保持水平，工作时管壁温度可高达600OC，不能与易燃物靠近,主要用于需高照度的场所,如下图所示。 卤钨灯1灯脚，2钼箔，3

5、钨质灯丝，4支架，5石英玻管(内充微量卤素) 2、气体放电光源 气体放电光源是利用气体放电时发光的原理所制成的光源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等。 1)荧光灯：利用汞蒸气在外加电压作用下产生弧光放电，发出少许可见光和大量紫外线，紫外线又激励管内壁的荧光粉，使之再发出大量的可见光。荧光灯的发光效率比白炽灯高得多，使用寿命也比白炽灯长得多，如右图所示。 2)高压汞灯(又称高压水银荧光灯):它是荧光灯的改进产品，属于高气压的汞蒸气放电光源。高压汞灯的光效高，寿命长，但启动时间较长，显色性较差。 3)高压钠灯:利用高气压的钠蒸气放电发光，其光谱集中在人眼比较敏感的区间，其光效比高

6、压汞灯还高一倍，且寿命长，但显色性更差，启动时间也较长。 4)金属卤化物灯:在高压汞灯基础上为改善光色而发展起来的一种新型光源，其主要辐射，来自充入灯内的钠、铊、铟、镝、钪等金属的卤化物在高温下分解后产生的金属蒸气和汞蒸气混合物的激发。 5)单灯混光灯:近几年发展起来的一种高效节能型光源，如金卤钠灯是由一支金属卤化物灯管芯和一支中显钠灯管芯串联构成，吸取了中显钠灯和金属卤化物灯光效高、寿命长等优点，又克服了这两种光源光色差。 6）氙灯:一种充有高气压氙气的大功率(可达lOOkW)的气体放电灯，俗称“人造小太阳”，不过一般工厂照明中不用。 二、工厂常用电光源类型的选择 当灯具悬挂高度在4m及以下

7、时，宜采用荧光灯；在4m以上时，宜采用高强气体放电灯；当不宜采用高强气体放电灯时，也可采用白炽灯。当采用一种光源不能满足光色或显色性要求时，可采用两种光源组合的混光光源或单灯混光灯。在下列工作场所，宜采用白炽灯照明：1)局部照明场所。2)防止电磁波干扰的场所。3)频闪效应会影响视觉效果的场所。4)灯的开关频繁及需要及时点亮或需要调光的场所。5)照度不高，且照明时间较短的场所。 三、工厂常用灯具的类型及其选择与布置 (一)工厂常用灯具的类型 1、按灯具的配光特性分类 国际照明委员会(CIE)分类法： 直接照明型、半直接照明型、均匀漫射型、半间接照明型、间接照明型。 传统的分类法： 正弦分布型、广

8、照型、漫射型、配照型、深照型。 2、按灯具的结构特点分类 1)开启型：光源与灯具外界的空间相通，如一般的配照灯、广照灯、深照灯等。2)闭合型：光源被透明罩包合，但内外空气仍能流通，如圆球灯、吸顶灯等。3)密闭型：光源被透明罩密封，内外空气不能对流，如防潮灯、防水防尘灯等。4)增安型：光源被高强度透明罩密封，且灯具能承受足够的压力，或称为防爆型。5)隔爆型：光源被高强度透明罩封闭，隔爆型灯应用在有爆炸危险介质的场所。 (二)工厂照明灯具类型的选择 照明灯具应选用效率高、利用系数高、配光合理、保持率高的灯具。应根据工作场所的环境条件，分别采用各种灯具。 (三)室内灯具的布置方案 室内灯具的布置，既

9、要实用、经济，又要尽可能协调、美观。 1、均匀布置：灯具在整个车间内均匀分布，其布置与设备位置无关。2、选择布置：灯具的布置与生产设备的位置有关，大多按工作面对称布置。 第三节 照度标准和照度计算 一、工厂照明的照度标准 为了创造良好的工作条件，提高劳动生产率和产品质量，保障人身安全，工作场所及其它活动环境的照明必须有足够的照度。见附录表28 例如：精细作业、粗糙作业的照度有显著的不同。二、照度的计算 在灯具的型式、悬挂高度及布置方案初步确定之后，就应该根据初步拟定的照明方案，计算工作面上的照度，检验是否符合照度标准的要求；也可以在初步确定灯具型式和悬挂高度之后，根据工作面上的照度标准要求来确

10、定灯具数目，然后确定布置方案。照度的计算方法有利用系数法、概算曲线法、比功率法和逐点计算法等，其它方法计算麻烦，常用比功率法进行计算，过程如下： 单位水平面积上照明光源的安装功率，即 AnPAPPN0P0为受照房间总的灯泡安装功率；PN为每一灯泡功率；n为总的灯数；A为受照房间总的水平面积。 附录表30列出一般照明的比功率参考值，或查阅有关设计手册。 第四节 照明供电系统及其选择 工厂的电气照明，有室内照明和室外照明；一般照明和局部照明；正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明等。 一、应急照明的电源及其控制 应急照明的电源，应区别于正常照明的电源。在正常电源故障停电时宜实行备用电源自动投入(APD)，如右图所示。 二、照明供电系统导线