(部分)工厂电气照明设计

1、第10章 工厂电气照明 10.1 电气照明概述 10.2 常用照明光源和灯具 10.3 照度计算 10.4 照明供电系统小结表10-1 常用照明光源的主要技术特性比较10.2.1 照明光源（1）新固体放电灯1）陶瓷灯泡 2）塑料灯泡3）回馈节能灯泡4）冷光灯泡5）储能灯泡 （2）新气体放电灯 1）无电极放电灯泡 2）氩气灯泡 3）电子灯泡 （3）半导体节能灯10.2.1 照明光源10.2.2 灯具 光源与其配用的灯具（这里主要指灯罩）统称为照明器。灯具的作用是固定和保护光源，以及装饰和美化环境。1工厂常用灯具的类型（1）按灯具的配光特性分类裸露的灯泡所发出的光线是射向四周的，为了充分利用光能，

2、加装灯罩后使光线重新分配，称为配光。按灯具的配光特性来进行分类的方法有两种：一是传统的分类法；一是国际照明委员会（CIE）提出的分类法。 传统分类是根据灯具的配光曲线(为了表示光源加装灯罩后，光强在各个方向的分布情况而绘制在对称轴平面上的曲线，如图10-12形状进行分类： 1）正弦分布型 光强是角度的正弦函数，且当900时光强为最大。如GC15-A、B-1型散照型防水防尘灯。图10-12 配光曲线示意图1-正弦分布型 2-广照型 3-漫射型 4-配照型 5-深照型 4）配照型 光强是角度的余弦函数，且当00时光强为最大。如GC1-A、B-1配照型工厂灯。 5）深照型 光通量和最大光强值集中在0

3、0300间的立体角内。如GC5-A、B-2深照型工厂灯。 6）特深照型 光通量和最大光强值集中在00150的狭小立体角内。如JS300镜面深照型工厂灯。 CIE分类是根据灯具向下和向上投射光通量的百分比进行分类： 1）直接照明型 灯具向下投射的光通量占总光通量的90100，而向上投射的光通量极少。 2）半直接照明型 灯具向下投射的光通量占总光通量的6090，向上投射的光通量只有1040。10.2.2 灯具 2）广照型 最大光强分布在500900之间，可在较广的面积上形成均匀的照度。如GC3-A、B-1广照型工厂灯。 3）漫射型 各个角度的光强是基本一致的。如JXD1-2乳白色玻璃圆球灯。 3）

4、均匀漫射型 灯具向下投射的光通量和向上投射的光通量差不多相等，各为4060之间。 4）半间接照明型 灯具向上投射的光通量占总光通量6090，向下投射的光通量只有1040。 5）间接照明型 灯具向上投射的光通量占总光通量的90100，而向下投射的光通量极少。（2）按灯具的结构特点分类 1）开启型 光源与外界空间直接接触（无罩）。如GC3-A、B-1广照型工厂灯。 2）闭合型 灯罩将光源包合起来，但内外空气仍能自由流通。如JDD1-1圆球吊灯。 3）封闭型 灯罩固定处加以一般封闭，内外空气仍可有限流通。如投光灯。 4）密闭型 灯罩固定处加以严密封闭，内外空气不能流通。如GC35防潮灯。 5）防爆型

5、 灯罩及其固定处均能承受要求的压力，符合防爆电气设备制造检验规程的规定，能安全使用在有爆炸危险性介质的场所。防爆型又分成隔爆型（如B3e-1-30隔爆式荧光灯）和增安型两种。10.2.2 灯具 2灯具的布置（1）室内布置方案布置要求：保证最低的照度及均匀性；光线的射向适当，无眩光、阴影；安装维护方便；布置整齐美观，并与建筑空间协调；安全、经济等。 1）一般照明的布置 通常有两种，即均匀布置（灯具布置与设备位置无关）和选择布置（灯具布置与设备位置有关）。其中均匀布置比较美观均匀，所以一般照明用得较多。 均匀布置的灯具可排列成正方形或矩形或菱形，如图10-13所示。10.2.2 灯具图10-13

6、均匀布置的灯具可排列成正方形或矩形或菱形 2）事故照明的布置 供继续工作用的事故照明，其在主要工作面上的照度，应尽可能保持原有照度的3050。一般做法为：若为一列灯具，可采用事故照明和工作照明相间布置，或与两个工作灯具相间布置；若为两列灯具，可选其中一列为事故照明，或每一列均相间布置事故照明；若为三列灯具，可选其中一列为事故照明或在边旁两列相间布置事故照明。 （2）室内灯具的悬挂高度 室内灯具不宜过高或过低。过高，降低工作面上的照度且维修不方便；过低，容易碰撞且不安全，另一方面要产生眩光，降低人眼的视力。表10-3给出了一般照明灯的悬挂高度最小值。10.2.2 灯具表10-3 室内一般照明灯具

7、距地面的最低悬挂高度10.2.2 灯具10.3 照度计算 10.3.2 照度的计算 当工业企业照明用的灯具形式、光源类型等已初步确定后，就需要计算各工作面的照度，从而来确定灯泡的容量和数量，或对已确定了容量的某点进行照度校验。 1利用系数的概念利用系数（用u表示）是指照明光源投射到工作面上的光通量与全部光源发出的光通量之比。它可用来表征光源的光通量有效利用的程度。利用系数的计算公式为： u/n (10-8) 10.3.1 照度标准 照度是决定照明效果的重要指标。在一定范围内，照度增加会使视觉能力提高，同时使经济性下降。 式中，为投射到工作面上的总光通量；为每盏灯发出的光通量；n为灯的个数 利用

8、系数值的大小与很多因素有关，灯具的悬挂高度越高、光效越高，则利用系数越高；房间的面积越大，形状越接近正方形，墙壁颜色越浅，则利用系数就越高。10.3.2 照度的计算2.利用系数的确定 利用系数的值可按墙壁和顶棚的反射系数及房间的室空间比（受照空间特征）RCR来确定（查有关设计手册，附录表20-4给出了GC1-A、B-1型配照灯的利用系数，供参考）。值可直接查表10-4，RCR的值可按下式计算：RCR(10-9)式中， 为室空间高度（指灯具开口平面到工作面的空间高度，如图10-14所示）；l为房间长度；b为房间宽度。 3计算工作面上的平均照度10.3.2 照度的计算表10-4 顶棚、地面和墙壁的

9、反射系数近似值图10-14 室空间高度示意图 当已知房间的长宽、室空间高度、灯型及光通量时，可按下式计算平均照度： Eavun/A （10-10） 式中，u为利用系数；n为灯的个数；为每盏灯的光通量；A为受照工作面面积（矩形房间即为长宽乘积）。4计算工作面上的实际平均照度10.3.2 照度的计算 由于灯具在使用期间，光源本身的光效要逐渐降低、灯具也会陈旧脏污、被照场所的墙壁和顶棚也有污损的可能，从而使工作面上的光通量有所减少，因此在计算工作面上的实际平均照度时，应计入一个小于1的灯具减光系数K，即工作面的实际平均照度为： EavuKn/A （10-11）减光系数K的值可查表10-5。 5利用系

10、数法的计算步骤 1）根据灯具的布置，确定室空间高度； 2）计算室空间比RCR；10.3.2 照度的计算0.72道路和广场室外0.63锻工车间，铸工车间，碳化车间，水泥厂球磨车间污染严重0.72机械加工车间，机械装配车间，织布车间一般0.82仪器仪表的装配车间，电子元器件的装配车间，实验室，办公室，设计室清洁减光系数灯具每年擦洗次数类 别环境污染特征表10-5 减光系数值 约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反，约束力的作用点在约束与被约束物体的接触处。10.3.2 照度的计算1000平均寿命（h）1860083004610292020901250630350220110光通量（lm）10

11、0050030020015010060402515额定功率（W）220额定电压（V）表10-6 PZ220型普通照明白炽灯的主要技术数据3）确定反射系数（查表10-4）；4）确定利用系数u（由RCR值和反射系数查手册或附录表20-4）；5）根据有关手册或表10-6查出布置灯具的光通量；6）根据有关手册或表10-5查出减光系数K；7）计算平均照度和实际平均照度。例10-1 有一机械加工车间长为32m，宽为20m，高为5m，柱间距4m。工作面高度为0.75m。采用GC1-A-1型工厂配照灯（电光源型号为PZ220-150）作车间的一般照明。车间的顶棚有效反射比c为50，墙壁的有效反射比w为30%.

12、试确定灯具的布置方案,并计算工作面上的平均照度和实际平均照度。该车间的照度标准为75lx。解：（1）确定布置方案查表10-3可知，150W200W的白炽灯最低距地悬挂高度为3m，故可设灯具的悬挂高度为0.5m，则室空高度为10.3.2 照度的计算10.3.2 照度的计算50.750.53.75m又查表10-4可知，该种灯具的最大距高比为1.25，即 1.25，/ 则灯具间的合理距离为1.25 1.253.754.688m初步确定灯具布置方案如图10-15所示。该布置方案的实际灯距为4m4.688m此时灯具个数为：n5840（个） （2）用利用系数法计算照度计算室空间比RCR：满足要求。 RCR

13、 1.523 确定利用系数查表10-4可知：c50，w30，RCR1时0.79；c50，w30，RCR2时0.66。运用插入法可知c50，w30，RCR1.523时u0.722确定布置灯具的光用量查表10-7可知，普通照明用的白炽灯200W，其光通量2920lm。确定减光系数查表10-6可知，机械加工车间的K0.710.3.2 照度的计算计算平均照度Eav 131.77lx计算实际平均照度Eav 92.24lx 计算结果满足照度要求。10.3.2 照度的计算图10-15 例10-1的灯具布置方案10.4 照明供电系统 10.4.1 照明供电网络 照明供电网络由馈电线、干线和分支线组成。如图10

14、-16。图10-16 照明线路的基本形式10.4.2 照明供电方式的选择 1正常照明 一般由动力与照明共用的变压器供电，如图10-17a，在照明负荷较大的情况下，照明也可采用单独的变压器供电。当生产厂房的动力采用“变压器-干线”供电，对外有低压联络线时，照明电源接于变压器低压侧总开关之后；对外无低压联络线时，照明电源接于变压器低压侧总开关之前，如图10-17b；当车间变电所低压侧采用放射式配电系统时，照明电源接于低压配电屏的照明专用线上，如图10-17c。对电力负荷稳定的厂房，动力与照明可合用供电线路，但应在电源进户处将动力与照明线路分开，如图10-17d。 2事故照明供继续工作使用的事故照明

15、（备用照明）应接于与正常照明不同的电源，当正常照明因故停电时，备用照明电源应自动投入。有时为了节约照明线路，也从整个照明中分出一部分作为备用照明，但其配电线路及控制开关应分开装设。我国照明供电一般采用380/220V三相四线中性点直接接地的交流网络供电。 3局部照明机床和固定工作台的局部照明可接自动力线路，移动式局部照明应接至正常照明线路。 4室外照明应与室内照明线路分开供电，道路照明、警卫照明的电源宜接至有人值班的变电所低压配电屏的专用回路上。当室外照明的供电距离较远时，可采用由不同地区的变电所分区供电。10.4.2 照明供电方式的选择10.4.3 照明供电系统图 常用的照明供电系统有图10

16、-17所示几种。 对正常照明，一般情况下都采用图10-17a的动力与照明共用电力变压器供电的照明供电系统，其二次侧的电压为380/220V。若动力负荷会引起对照明不容许的电压偏移或波动，在技术经济合理的情况下，可采用有载调压电力变压器、调压器或照明专用变压器供电；在负荷较大时（如高照度的多层厂房，大型体育设施等），照明也可采用单独的变压器供电。 图10-17b为“变压器-干线”式供电。当生产厂房的动力采用这种供电方式，且与其他变电所无低压联络线时，照明电源宜接到变压器低压侧总开关前；若对外有低压联络线时，照明电源宜接到变压器低压侧总开关之后。 当车间变压器低压侧采用放射式配电系统时，照明电源一

17、般接在照明专用低压屏上，如图10-17c所示，若变电所低压屏的出线回路数有限时，则可采用低压屏引出少量回路，再利用动力配电箱作照明供电。 图10-17d为由外部线路供电的照明与动力合用供电线路的系统图，在电力负荷稳定的生产厂房、辅助生产厂房以及远离变电所的建筑物和构筑物均可使用，但应在电源进户处将动力与照明线路分开。10.4.3 照明供电系统图 对应急照明，供继续工作用的备用照明应接于与正常照明不同的电源，为减少和节省照明线路，一般可从整个照明中分出一部分做备用照明，但配电线路及控制开关应分开装设，如图10-17a所示，若备用照明不作为正常照明的一部分同时使用，则当正常照明因故停电时，备用照明

18、电源应自动投入。10.4.3 照明供电系统图10.4.3 照明供电系统图图10-17 常用照明供电系统图10.4.4 电气照明平面布置 图10-18为某一车间照明的平面布置图，其对应的供配电系统图如图10-19。 由图10-18可以看出，绘制平面布线图时必须注意： （1）标明配电设备和配电线路的型号；灯具的平均照度，如 30 表示平均照度为30lx；以及灯具的位置、灯数、灯具的型号、灯泡的容量、安装高度和安装方式等。按照 GB4728.11-1985规定，灯具的标注格式为 (10-12)图10-18 某车间照明平面图10.4.4 电气照明平面布置图10-19 某车间照明系统图（2）照明灯具的图形符号应按GB4728-85规定绘制。（3）须表示出配电设备的位置、编号及型号规格等，标注的格式与动