工厂供电 教案 第九章 电气照明

PAGEPAGE1【教学单元分析】

工厂供电课程教案第9章电气照明【教学目标】（1）知识层面了解照明系统的原理和组成。（2）能力层面掌握照明系统的设计方法和计算方法，照明系统的维护和故障排除方法。（3）素质层面能够根据不同的工厂用户需求，设计电网与电气设备之间相互配合的关系。（4）思政育人层面【教学重点与难点】（1）教学重点：1.照明系统的设计方法和计算；2.照明系统设计中灯具的选择。（2）教学难点：1.电缆的选型和配电箱设计。【教学设计】（1）设计要点一通过让学生们列举生活中的照明系统相关应用，观察常见的照明设施，引出有关灯具选择的课程内容，并且说明了不同灯具的适用范围及选择依据。（2）设计要点二在进行照度计算及灯具布置之时，通过使用生活中形成明显对比的两种实例进行引出和计算，激发学生学习兴趣并且能更好的阐述相关知识点。设计依据：直接讲解工程问题相对来说比较难以理解，通过日常生活中的常见设施引出这方面的内容更容易被学生接受，并且也能培养学生独立思考的能力。（3）设计要点三在讲解照明节能部分内容时，引导学生思考中国能源行业发展所面临的问题，在此基础上引出课程思政内容。--PAGE10-【教学实施流程】教学步骤教学内容学生活动设计意图教师活动1通过同学讨论引出照明的相关理论，并讲解详细概念。一、照明基本知识问题引入：大家对照明设备理解是什么？回答：照明系统是一种用于提供人工光源的设备或系统，旨在照亮特定区域，创造适宜的视觉环境。照明系统在各种场景和应用中被广泛使用，包括家庭、商业建筑、工业设施、公共空间等。（一）照明技术的基本概念lm/W,I表示。α的通量dE勒（x1bkod体的吸收率α=1，表示该物体能全部吸收投射来的各种波长的思考问题生通过讨论激出照明技术的热辐射线。（二）照明质量（1）照度：照度是决定物体明亮程度的直接指标。20302060“十四五2035明系统的必由之路。2通过工程实例讲解工厂常用光源和灯具。二、工厂常用电光源（一）常见照明光源及其特征（1）白炽灯（2）卤钨灯（3）荧光灯（4）高压钠灯与低压钠灯（5）金属卤化物灯（6）氙灯（7）LED灯（二）照明光源的选择照明光源的选择，应满足显色性、启动时间要求，并考虑光源、灯具及镇流器等能效及使用寿命等因素，再经过综合技术经济分析比较后确定。选择光源时，不仅是比较光源价格，更应进行全寿命期的综合经济分析，因为一些高效、长寿命光源，虽价格较高，但使用数量减少，运行维护费用降低，在经济上技术上将具有一定优势。实例分析通过一系列不同的工程应用实例向学生展示不同的照明光源和灯具的实际应用。三、工厂常用灯具（一）灯具的分类（1）按配光曲线分类按灯具的配光曲线分类，实际上是按灯具的光强分布特性分类。1-正弦分布型2-广照型3-漫射型4-配照型5-深照型θ=90°50°~90°③漫射型。各个角度的光强是基本一致的。④深照型。光强是角度的余弦函数，当θ=0°时光强最大0°~30°间的立体角内。0°~15°间的狭小（2）按光学特性分类型号名称光通量（%）特点上半球下半球A直接型0~10100~90光线集中，工作面上可获得充分照度B半直接型10~4090~60光线集中在工作面上，空间环境有适当照度，比直接型眩光小C直接-间接（均匀扩散）型40~6060~40空间各方向光通量基本一致，无眩光D半间接型60~9040~10增加反射光的作用，使光线比较均匀柔和E间接型90~10010~0扩散性好，光线柔和均匀，避免眩光，但光的利用率低（3）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)。⑤防爆型。灯罩及其固定处均能承受要求的压力，符合GB1336-1977《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和安全型两种。（4）按灯具的使用光源等分类LED（二）灯具效率或灯具效能灯具的效率指在规定条件下，灯具发出的总光通量占灯具内光源发出的总光通量的百分比，用来表示灯具对光源光通量的利用程度。（三）灯具的遮光角灯具的遮光角又称为保护角，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。（四）照明灯具及主要附件的选择（1）光学特性，如配光、眩光控制等；（2）灯具的效率；（3）经济性；（4）灯具的种类与使用环境相匹配。（五）灯具的布置（1）室内布置方案（2）室内灯具的悬挂高度（3）灯具距高比3通过讲解使学生掌握照度计算的相关理论。四、照度计算照度计算的目的有以下两点。UU1n式中，1为投射到计算工作面上的光通量；为每盏灯发出n（墙壁、顶棚及地面）ρ计手册或生产厂商按一定条件编制的产品样本中的利用系数、。根据前一节所展示的不同工程实例对光源和灯具的设计进行计算。①室空间比式中，hRC为室空间高度；l和b分别为房间的长度和宽度。②顶棚空间比式中，hCC为顶棚空间高度。③地面空间比式中，hfc为地板空间高度。3.计算工作面上的平均照度应用利用系数法确定计算平均照度的基本公式如下：ENUKav Alm；UAK1K按下表确定。环境污染房间或场所举例灯具最少擦拭（次/年）维护系数室内清洁间、检验室等20.80一般商店营业厅、候车室、影剧院、机械加工车间、机械装配车间、体育馆等20.70严重水泥车间等30.60室外雨蓬、站台等20.65注：本表引自GB50034-2013《建筑照明设计标准》表4.1.6维护系数。4.利用系数法的计算步骤应用利用系数法计算平均照度的步骤如下：②计算空间比RCR；③确定反射比ρ；④确定灯具维护系数K；⑤由利用系数表，用内插值法确定利用系数U；⑥计算平均照度Eav。5.灯具数量的计算由实际平均照度计算式（9-10）可知，当房间面积或受照EavNEavAUK4对照明系统的不同种类及供电要求进行详细讲解，使学生掌握工厂照明设计的基础知识。五、照明供电系统（一）照明方式和种类1.照明方式1）一般照明，为照亮整个场所而设置的均匀照明。2）4）混合照明，由一般照明与局部照明组成的照明。2.照明种类1）正常照明，在正常情况下使用的照明。3）值班照明，非工作时间，为值班所设置的照明。4）警卫照明，用于警戒而安装的照明。学生讨论结合前期的课程内容讲解不同应用环境的照明系统对供电方式的要求的标识照明。（二）照明供电电压及供电要求5%~﹣10%。的（1）正常照明的供电方式（2）应急照明的供电方式①来自电力网有效的独立于正常电源的馈电线路。②专用的应急发电机组。散指示标志应由第三种方式供电。3.照明配电系统接地形式TT5针对不同用户需要设计电气照明系统，通过实例分析使同学们更好的掌握设计过程中需要考虑的要点。六、电气照明设计a器供电；在负荷较大时照明也可采用单独的变压器供电。自主设计在进行理论讲学生通过实际的工程实例设计更好的掌握电气照明设计bc下图d由图9-13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；②灯具的平均照度，如30表示平均照度为30lx；和安装方式等。abcdlfebc；dlef（1）跷板开关控制或拉线开关控制（2）声光控开关控制（3）智能控制6结合国家政策及人文环境建设需要对照明的其它相关要求进行讲解。（二）照明节能（1）选择合理的照度标准%。（2）合理选择照明方式小组讨论通过分析国家政策中对绿色助学生了解照明设计过程的（3）选择优质、高效的照明器材选择高效光源，淘汰和限制低效光源的应用常用光源的主要技术指标见下表。光源种类光效率（lm/W）显色指数Ra平均寿命（h）启动时间性价比白炽灯8~12991000快低三基色直管荧光灯65~10580~8512000~150000.5~1.5s高紧凑型荧光灯40~7580~858000~100001~3s不高金属卤化物灯52~10065~8010000~200002~3min较低陶瓷金卤灯60~12082~8515000~200002~3min较高无极灯55~8280~8540000~60000较快较高LED灯60~120*60~8025000~50000特快较低高压钠灯80~14023~2524000~320002~3min高高压汞灯25~55~3510000~150002~3min低选择高效灯具选择低能耗镇流器（4）合理利用自然光（5）优化照明控制课程思政点：电气照明的设计并不能一味追求照度或显色性，而是要在效果和成本之间求取平衡，抓最主要的矛盾。比如教室和手术室的照明方式就截然不同，教室内需要持续稳定的照明，而手术室需要的是高照度高显色性的照明，如果将两者的照明方式互换，教室内就会浪费许多电能资源，而手术室内也