电气照明11课件

第11章电气照明

11.1概述

11.2常用照明光源与灯具

11.3照度计算

11.4

照明供电系统

11.5

电气照明设计简介11.1概述基本概念1.光和光通量2.发光强度3.照度4.亮度5.光源的显色性能6.色温1.光和光通量

光是一种辐射能，其本质是一种电磁波，可见光的波长为380～780mm。

光通量（luminousflux），光源在单位时间内，向周围空间辐射出的使人产生光感的能量,用符号Φ表示，其单位为流明（lm）。光通量与光辐射的强度及其波长有关。光效（lm/W）,电光源每消耗1瓦功率所发出的流明数。光效是衡量电光源性能优劣的重要指标，光效越高越好。3.照度

照度（illuminance）是表征被照面上光的强弱的物理量，用受照物体单位面积上的光通量表示。照度的符号为E，单位是勒克斯（lx）。如果光通量均匀地投射到面积为S的表面上，则该表面的光通量为 （11.1.2）4.亮度

发光体在视线方向单位投影面上的发光强度称为亮度（luminace），用符号L表示，单位为cd/m2。图11.1.1所示发光体在视线方向的亮度为:（11.1.3）5.光源的显色性能

光源对被照物体颜色显现的性质称为光源的显色性能。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。光源的显色性能用被测光源照明时与由参考光源照明时物体颜色相符程度，显色指数（）来衡量。日光的显色指数为100，白炽灯的显色指数为97～99，荧光灯的为75～90。照明质量合适的照度照度分布的均匀性眩光的限制光源的显色性照明的稳定性和波动深度的要求为了获得良好的照明质量，通常要考虑以下几个因素：

照明方式和种类

（1）照明方式

一般照明在整个场所或场所的某部分照度基本均匀的照明。局部照明为照亮某个局部而设置的照明称为局部照明。混合照明对于工作位置需要较高照度而对光照方向有特殊要求的场所宜采用混合照明。照明方式和种类（2）照明种类工作照明

正常工作时用来保证被照明场所正常工作时具有适合视力条件的照度。事故照明

用于在工作照明因故障失去后，维持暂时继续工作或安全疏散人员。值班照明

在非生产时间供值班人员使用的照明称为值班照明。警卫照明

用于警卫地区周界的照明。障碍照明

装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。照明光源光源的分类

常用的电光源按发光原理可分为热辐射光源和气体放电光源两类。1.热辐射光源：利用物体加热时辐射发光的原理所制造的光源。如白炽灯、卤钨灯等。2.气体放电光源：利用电场作用下气体放电发光的原理所制造的光源。如荧光灯、高压汞灯、高（低）压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等。（1）白炽灯

白炽灯是靠电流加热钨丝到白炽程度引起热辐射发光的,结构见图10.2.1。其特点是构造简单，价格低，显色性好，有高度的集光性，便于光的再分配，使用方便，适于频繁开关。缺点是光效低，使用寿命短，耐振性差。

（2）卤钨灯

卤钨灯是利用卤钨循环的原理，在白炽灯中充入微量的卤化物，结构见图10.2.2，白炽灯灯丝蒸发出来的钨和卤元素结合，生成的卤化钨分子扩散到灯丝上重新分解，使钨又回到灯丝上，从而既提高了灯的光效又延长了使用寿命。管形卤钨灯必须水平安装，并且应当与易燃物保持一定距离。卤钨灯的耐震性也较差，不适于在振动较大的场所使用，更不能作为移动式光源来使用。（4）高压汞灯

高压汞灯是低压荧光灯的改进产品，如图10.2.4所示，它的光效约比白炽灯高三倍，寿命也长，启动时无需加热灯丝，故只需镇流器。缺点是显色性差，启动慢，对电压要求较高，也不宜频繁启动。（5）高压钠灯结构见图10.2.5，高压钠灯利用高压钠蒸气放电发光，其辐射光的波长集中在人眼较敏感的区域内。具有照射范围广，寿命长，紫外线辐射少，透雾性好等优点。但显色性差，对电压波动较敏感。

（6）金属卤化物灯

金属卤化物灯是在高压汞灯的基础上发展起来的，它克服了高压汞灯显色性差的缺点。在高压汞灯内添加了某些金属卤化物，通过金属卤化物的循环作用，不断向电弧提供金属蒸气，金属原子在电弧中受电弧激发而辐射发光。它具有光色好、光效高、受电压影响小等优点，是目前比较理想的光源。选择适当的金属卤化物并控制相对比例，便可制成各种不同光色的金属卤化物灯。（8）LED灯

LED灯为??灯，?。LED灯特别适合作??的照明。光源的性能及选择

各种常用电光源的主要性能见表10.2.1。

光源的性能及选择

选择照明光源时，一般考虑如下因素。（1）对于一般性生产车间、辅助车间、仓库和站房，以及非生产性建筑物、办公楼和宿舍、厂区道路等，优先考虑选用投资低廉的白炽灯和简座日光灯。（2）照明开闭频繁，需要及时点亮、调光和要求显色性好的场所，以及需要防止电磁波干扰的场所，宜采用白炽灯和卤钨灯。（3）对显色性和照度要求较高，视看条件要求较好的场所，宜采用日光色荧光灯、白炽灯和卤钨灯。（4）荧光灯、高压汞灯和高压钠灯的抗振性较好，可用于振动较大的场所。（5）选用光源时还应考虑到照明器的安装高度。白炽灯适宜的悬挂高度为6～12m，荧光灯为2～4m，高压汞灯为5～18m，卤钨灯为6～24m。对于灯具高挂并需要大面积照明的场所，宜采用金属卤化物灯和氙灯。（6）在同一场所，当采用的一种光源的光色较差时，可考虑采用两种或多种光源混合照明。光源的性能及选择照明灯具灯具是灯泡和灯罩的总称。

1.灯具的光学特性

灯具的光学特性主要体现在光强分布（配光曲线）、遮光角（保护角）和灯具的效率等指标上。照明灯具

（2）效率灯具射出的光通量与光源发出的光通量的比值称为灯具的效率。灯具的效率一般在0.5～0.9之间，其大小与灯罩材料与形状、光源的中心位置有关。照明灯具

（3）遮光角遮光角又称为保护角，指的是灯具出光沿口遮蔽光源发光体使之完全看不见的方位与水平线的夹角，如图10.2.7所示。其值一般在15。～

30。之间。2.灯具的结构

结构型式结构特点开启型光源与外界空间直接接触（无罩）闭合型灯罩将光源包起来，但内外空气仍能流通封闭型灯罩固定处加以一般封闭，内外空气仍可有限流通密闭型灯罩固定处加以严密封闭，内外空气不能流通防爆型灯罩及其固定处和灯具外壳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，可用于有爆炸危险性介质的场所照明灯具

照明灯具

3.灯具的选择根据被照场所对配光的要求、环境条件和使用特点，合理地选择灯具的光强分布、效率、保护角、类型及造型尺寸等，同时还应考虑灯具的装饰效果和经济性，优先选用配光合理、光效髙、寿命长的灯具。一般生产车间、办公室和公共建筑，多采用半直接型或均匀漫射型灯具，从而获得舒适的视觉效果。在正常工作环境中，宜选用开启型灯具。照明灯具

4.室内灯具的悬挂高度室内灯具的悬挂高度不宜过高也不宜过低。过高，不能满足工作面上的照度要求且维修不便；过低，则容易碰撞，而且会产生眩光，降低人的视力。GB50034－1992规定了室内一般照明灯具的最低悬挂高度，见表10.2.5。照明灯具

5.灯具的布置

灯具布置的要求：首先要保证照度要求，要使光线射向适当、限制眩光阴影。还应考虑方便、安全、美观、经济等因素。灯具的布置方式均匀布置选择布置

照明灯具5.灯具的布置11.3照度计算照度计算的目的照度计算的方法照度计算的目的根据所需照度和灯具的型式、悬挂高度及布置方案等条件来确定灯泡的容量和数量；或者是在灯具型式、数量、容量和布置都已确定的情况下，计算某点的照度,以校验是否符合规定的照度标准。GB50034-1992规定了一般生产车间和工作场所工作面上的照度标准，见附录表33。

照度计算的方法利用系数法概算曲线法比功率法逐点计算法利用系数法

1.利用系数

用于计算均匀布置照明器的室内一般照明。利用系数μ是指受照表面上的光通（包括直射光和反射光部分）与全部光源总光通之比。可用下式表示:

（10.3.1）式中——受照表面上的光通,lm；——每盏灯发出的光通量,lm；

n

——房间内所布灯的个数。

利用系数与下列因素有关：（1）灯具的型式、光效和配光曲线;（2）灯具悬挂的高度;（3）房间的面积及形状等;（4）墙壁、顶棚及地面的颜色和洁净程度。利用系数法

2.利用系数的确定

根据以上分析可知，利用系数与墙壁和顶棚的反射系数及受照空间特征（即房间的室空间比）RCR有关，

GC1-A、B-1型配照灯的利用系数见表10.3.1。利用系数法

3.按利用系数法计算工作面上的平均照度

受照工作面上的平均照度可按下式计算

（10.3.4）式中S——受照工作面的面积。考虑灯具使用的实际情况，在式（10.3.4）的基础上引入一个小于1的减光系数K，则工作面上的实际平均照度为（10.3.5）利用系数法

如果已知工作面上的平均照度标准，并已确定灯具的型式和光源功率时，则可由下式确定灯具的盏数n。（10.3.5）利用系数法

概算曲线法

概算曲线法实际上是利用系数法的简化。假设被照水平工作面上的平均照度为100lx，利用式（10.3.5）绘出被照房间面积与灯具盏数之间的关系曲线，GC1-A、B-1型配照灯的概算曲线如图10.3.1所示。因此，如果已知房间面积就可以利用曲线直接查出所需灯具盏数。但需要注意的是，由曲线查出的盏数要根据要求的平均照度Eav进行换算，才能得到实际需要的盏数n，即

（10.3.6）比功率法

所谓比功率，就是单位水平面积上照明光源的安装功率。如果已知不同灯具，在不同悬挂高度，不同房间面积和不同平均照度时的比功率W，则整个被照面积S上照明的总安装功率P为

（10.3.7）

BACK11.4照明供电系统供电电压的选择照明线路供电方式照明方式照明种类供电电压的选择

一般采用交流220V，少数情况下采用交流380V。对于以下特殊场所，应根据情况选用适当的供电电压。（1）地沟、隧道或安装高度低于地面2.4m且有触电危险的房间，采用36V或12V。（2）检修照明亦采用36V或12V。（3）由蓄电池供电时，可根据不同情况分别选用220V、36V、24V或12V。（4）由仪用电压互感器供电时，可采用100V。照明线路

照明线路一般由馈电线、总照明配电箱、干线、照明分配电箱、支线和用电设备（灯具、插座）组成，如图10.4.1所示。供电方式

照明的供电方式与照明方式和照明种类有关。照明方式一般照明局部照明混合照明1.工作照明

（1）一般工作照明

一般工作场所的照明负荷可与动力负荷共用变压器。

在“变压器—干线”系统中，当无低压联络线时，照明电源宜接于变压器低压侧总开关前面，如图所示；当有低压联络线时，照明电源宜接于总开关后面。

照明种类供电方式

（1）一般工作照明

当变压器低压侧线路采用放射式接线时，照明电源一般由变电所低压配电屏引出专用回路,如图所示。

照明种类

对远离变电所的生产厂房和建筑物，电力负荷不大且较稳定时，照明和动力可以合用供电线路，但应在电源进户处将动力与照明线路分开，如图所示。（1）一般工作照明

照明种类

（1）一般工作照明

一般工作场所的照明负荷可与动力负荷共用变压器。当电力线路中的电压波动影响照明质量和灯泡寿命时，照明负荷宜由单独的变压器供电。

照明种类

（2）重要工作照明

重要场所照明要求由两个独立电源供电。这两个独立电源可以来自不同变电所，也可来自一个变电所的两台变压器，这两台变压器必须相互独立。

照明种类2.事故照明事故照明，应区别于正常的工作照明，由独立的备用电源供电。

当装有两台以上变压器时，事故电源应与正常工作照明分别接于不同的变压器，见图10.4.4。

照明种类

如仅有一台变压器，事故照明（尤其是疏散用事故照明）和工作照明应从变电所低压配电屏或母线上分开供电，如图10.4.5所示。2.事故照明

照明种类3．局部照明

机床和固定工作台都带有动力线路，局部照明可与之共用