现代供配电技术 课件7民用照明

民用照明照明ILLUMINATION河南工业职业技术学院HNPI现代供配电技术“现代供配电技术精品在线开放课程>>CONTENT一二照明技术的有关概念常用照明光源目录CONTENT三民用照明设计知识目标能力目标照明技术相关概念掌握如何选择电光源常见的照明方式掌握民用照明如何设计KNOWLEDGEGOALABILITYGOAL电力系统中的电压及电流，数值相差范围极大。为了减少测量仪表的规格，简化其生产过程，保证测量人员的安全操作，对于高电压、大电流均采用互感器降压、变流后再进行测量。同时互感器也可以作为继电保护和信号装置的电源，以使控制和保护装置与高压回路隔开。照明河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE01照明技术的有关概念光是物质的一种形态，是一种辐射能，是在空间中电磁波的形式传播，其波长比无线电波短而比X射线长。光河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE光的基本概念电磁波波谱图如上图所示。电磁波的波长范围极其宽广，光只是其中的一个范围。波长小于380nm的电磁辐射叫做紫外线；波长大于780nm的电磁辐射叫做红外线。紫外线和红外线均不能引起人的视觉。从380nm到780nm这个波长范围的光叫做可见光。顾名思义，可见光能引起人的视觉。把光线中不同强度的单色光，按波长长短依次排列光谱河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE光的基本概念红640～780nm、橙600～640nm、黄570～600nm、绿490～570nm、青450～490nm、兰430～450nm、紫380～430nm。实验证明，正常人眼对于波长为555nm的黄绿色光最敏感，而波长越偏离555nm的光辐射，可见度越小。照明的基本物理量光通量光源在单位时间内，向外辐射出使人眼产生光感觉（可见光）的能量。

符号为Φ，单位为流明(lm)。河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE光通量是说明光源发光能力的基本量。通常该参数在产品出厂的技术参数表中给定。例如：

220V/40W普通白炽灯的光通量为350lm；

220V/40W荧光灯的光通量大于2000lm，是白炽灯的几倍。

光源光通量越大，人们对周围环境的感觉越亮。照明的基本物理量发光强度光源在给定方向上、单位立体角内辐射的光通量。

符号为I，单位为坎德拉(cd)。河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE发光强度是表征光源(物体)发光强弱程度的物理量。照明的基本物理量照度被照物体表面单位面积接收到的光通量，符号为E，单位为勒克司(lx)。照度是计算照明光源用电负荷的主要依据。河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE照度用来表征被照面上接收光的强弱照度不考虑被照面的性质(反射、透射和吸收)、不考虑观察者在哪个方向，因此它只表明被照物体上光的强弱，并不表示被照物体的明暗程度。1lx仅能够辨别物体轮廓；5lx看书阅读还比较困难50lx只能用于短时阅读；距一个40W的白炽灯1m远处的物体表面照度约为30lx;白天采光良好的室内照度为100～500lx。照明的基本物理量亮度光源在给定方向单位投影面积上的发光强度。

符号为L，单位为尼特(nt)、cd/m2。河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE

人眼对明暗的感觉不是取决于物体上的照度，而是取决于物体在眼睛视网膜上成像的照度。亮度考虑了光的辐射方向，可以用来描述发光体或反光物体表面光亮程度。“亮度”是衡量照明质量（明暗程度）的一个重要依据。在同样照度的平面上，放置两个同样大小的物体，一个黑，一个白，看上去表面为白色的物体要亮的多。人体视觉并不取决于物体的照度，而是取决于物体表面的光亮程度，被视物体沿视线方向上的发光强度造成了人体视觉现象。显色性和显色指数显色性同一颜色的物体在具有不同光谱能量分布的光源照射下，显出不同的颜色，即光源对被照物体颜色显现的性质。河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE颜色失真越少，显色指数越高，光源的显色性好。国际上规定参照光源的显色指数为100。白炽灯的一般显色指数为97～99，荧光灯的为79～90，显然荧光灯的显色性要差一些。显色指数被测光源照射下物体的颜色与日光参照光源照射下该物体颜色相符合的程度。发光效率河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE例如：一般白炽灯的发光效率约为7.1～17lm/W，荧光灯的发光效率约为25～67lm/W，荧光灯的发光效率比白炽灯高。发光效率越高，说明在同样的亮度下，可以使用功率小的光源，即可以节约电能。发光效率简称为光效。针对照明灯而言，是指光源发出的总光通量与电灯消耗电功率的比值，也就是单位功率的光通量。物体的光照性能反射比是指反射光的光通量Φp与总投射光通量Φ之比河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE当光通量Φ投射到物体上时，一部分光通从物体反射回去，一部分光通被物体吸收，而余下一部分光通则透过物体，如左图所示：吸收比是吸收光的光通量Φα与总投射光的光通量Φ之比透射比是透射光的光通量Φ与总透射光的光通量之比02常用照明光源电光源河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE1807年英国的戴维制成了碳极度弧光灯。1878年，美国的布拉许利用弧光灯在街道和广场照明取得了成功。1879年10月22日，美国著名电学家和发明家爱迪生点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯，揭开了电应用于日常生活的序幕。电光源人类最早发明的电光源是弧光灯和白炽灯。随着科学技术突飞猛进的发展，各种新光源产品不仅在数量上，而且在质量上也产生了质的飞跃。发光效率高，显色性好，使用寿命长的新型电光源产品不断应用于建筑照明中。电光源的分类河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE热辐射光源热辐射光源利用物体加热时辐射发光的原理所制成的光源称为热辐射光源。河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE

白炽灯有普通照明灯泡和低压灯泡。普通灯泡的额定电压一般为220V，用于一般照明。灯泡功率有10W～1000W不等，灯头有卡口和螺口，其中100W以上者一般采用瓷质螺丝灯口。低压灯泡额定电压一般为6V～36V，功率一般不超过100W，使用标准卡口和螺丝灯口，用于局部照明和携带照明。

白炽灯结构简单，价格低，显色性好，使用方便，适用于频繁开关。但发光效率低，使用寿命短，耐震性差。白炽灯发光原理为灯丝通过电流加热到白炽状态从而引起热辐射发光。热辐射光源河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE

为了使灯管温度分布均匀，防止出现低温区，以保持卤钨循环的正常进行，卤钨灯要求水平安装，其偏差不大于4度。最常用的卤钨灯为碘钨灯。碘钨灯不允许采用任何人工冷却措施（如电风扇吹、水淋等），工作时其管壁温度很高，因此应与易燃物保持一定的距离。碘钨灯耐震性能差，不能用在震动较大的地方，更不能作为移动光源来使用。卤钨灯在灯泡中充入微量的卤化物，利用卤钨循环的作用，使灯丝蒸发的一部分钨重新附着在灯丝上，以达到既提高光效又延长寿命的目的。气体放电光源气体放电光源利用气体放电时发光的原理所做成的光源称为气体放电光源。河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE优点：光效高，使用寿命长，光谱接近日光，显色性好。缺点：有频闪效应，不宜频繁开启。目前使用电子镇流器的荧光灯，其功率因数达到0.9。用在图书馆、教室、隧道、地铁、商场等对显色性要求较高的场所。荧光灯利用汞蒸气在外加电压作用下产生弧光放电，可以发出少许可见光和大量的紫外线，紫外线再激励管内壁的荧光粉使之发出大量的可见光。气体放电光源河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE光效高，寿命长。显色性较差。按构造分：外镇流式高压汞灯和自镇流式高压汞灯。适用于庭院、街道、广场、工业厂房所的照明。高压汞灯是低压荧光灯的改进产品，属于高气压的汞蒸汽放电光源。高压汞灯的外玻壳内壁一般涂有荧光粉，它能将汞蒸汽放电时辐射的紫外线转变为可见光，以改善光色，提高光效。气体放电光源河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE用于交通和广场照明。高显色型高压钠灯，其色温与白炽灯相近，在不少场所可以代替白炽灯，节省电能。由于其显色性好，在更多的场所取代高压汞灯。缺点:受电源电压影响较大。电压波动在-8%～+6%范围内可正常工作，电源电压过高或过低，将会影响灯泡的正常燃点及寿命。高压钠灯利用高压钠蒸气放电，其辐射光的波长集中在人眼感受较灵敏的区域内，故其光效高（为各种电光源之首），寿命长，但显色性差。气体放电光源河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE较高的光效，寿命长，显色性极好。起动电压比较高，起动电流较低，起动时间长。适用于繁华街道、体育馆、商场、广场及高大厂房等。金属卤化物灯其结构与高压汞灯相似，发光管内添加金属卤(碘为主)化物，利用金属卤化物在高温下分解产生金属蒸气和汞蒸气的混合物，激发放电辐射出特征光谱。气体放电光源河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE氙灯光色很好，色温为5500～6000K，平均显色指数为94，寿命比钠灯、汞灯短，接近于白炽灯，仅为1000h左右。常被用于建筑施工现场、广场、车站、码头等需要高照度、大面积照明的场所。氙灯惰性气体弧光放电灯，高压氙气放电时能产生很强的白光，接近连续光谱，和太阳光十分相似，故有“人造小太阳”之美称。新型电光源河南工业职业技术学院HENANPOLYTECHNICINSTITUTE电子节能灯的正式名称是稀土三基色紧凑型荧光灯，20世纪70年代诞生于荷兰的飞利浦公司，之后被我国纳入到了863推广计划。这种光源在达到同样光能输出的前提下，只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4，从而可以节约大量的照明电能和费用，因此被称为电子节能灯。节能灯又称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯，是指将荧光灯与镇流器（安定器）组合成一个整体的照明设备新型电光源河南工