工厂供电_第10章-工厂的电气照明.

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1、1 1 霍平 工厂供电 刘介才 1 2 第十章 工厂的电气照明 本章首先介绍照明技术包括绿色照明的有关概念 ，接着讲述工厂常用的电光源和灯具类型及其选 择与布置，然后重点讲述照明质量、标准及照度 的计算，最后介绍照明供电系统及其导线截面的 选择计算。 工厂供电 2 3 第十章 工厂的电气照明 第一节 照明技术的基本概念 工厂供电 3 照明按其光源方式分，有自然照明（自然采光）和人 工照明两大类。 一.概述 第一节 照明技术的基本概念 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，成为现代人工照明中应用最为广泛 的一种照明方式。 电气照明具有灯光稳定、色彩丰富、控制调节方便 和

2、安全经济等优点，成为现代人工照明中应用最为广泛 的一种照明方式。 4 (一)光和光通量 1.光 光是物质的一种形态，是一种波长比毫米无线电波短 又比X射线长的电磁波，而所有电磁波都具有辐射能。 在电磁波的辐射谱中，光谱的大致范围包括： (1) 红外线，波长为780nm1mm； (2) 可见光，波长为380780nm； (3) 紫外线，波长为1380nm。 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 5 (一)光和光通量 1.光 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 6 1.光 (一)光和光通量 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 可见光 分为： 红（640

3、780nm） 橙（600640nm） 黄（570600nm） 绿（490570nm） 青（450490nm） 蓝（430450nm） 紫（380430nm）等七种单色光。 7 人眼对各种波长的可见光，具有不同的敏感性。 正常人眼对于波长为555nm的黄绿色光最敏感，也就是 这种黄绿色光的辐射可引起人眼的最大视觉。因此波长越 偏离555nm的光辐射，可见度越低。 1.光 (一)光和光通量 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 8 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(luminous flux)，简称光通，符 号为，单位为lm（流明）。

4、 (一)光和光通量 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 9 (二)光强及其分布特性 1.发光强度 发光强度(luminous intensity)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，它在各个方 向的发光强度均等，其值为 为光源在立体角内所辐射的总光通量。 空间立体角=A / r 2，其中r 为球的半径，A为与相对 应的球面积。 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 10 11 2. 配光曲线 配光曲线即发光强度分布曲线，是在通过光源对称轴 的一个平面上绘出的灯具发光强度与对称轴之间角度的 函

5、数曲线 (二)光强及其分布特性 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 11 图a一般照明灯具，配光曲线绘制(极坐标)。光源采用光通 量为1000lm的假想光源 图b聚光强的投光灯，配光曲线绘制（直角坐标） (二)光强及其分布特性 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 12 (三)照度和亮度 1.照度 受照物体表面单位面积投射的光通量，称为照度（ illuminance）。其符号为E，单位为lx（勒克斯）。 如果光通均匀地投射在面积为A 的表面上，则该表面的 照度值为 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 13 2.亮度 发光体（不只是指光源，受照表面的

6、反射光通也可看 作间接光源）在视线方向单位投影面上的发光强度，称为 亮度（luminance）。其符号为L，单位为cd / m2（坎德拉 每平方米）。 (三)照度和亮度 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 (三)照度和亮度 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 14 2.亮度 (三)照度和亮度 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 设发光体表面法线方向的发光强度为I，而人眼视线与发光 体表面法线成角，如图。因此视线方向的发光强为 ，而视线方向的投影面积为 。发光体在 视线方向的亮度为 发光体的亮度值与视线方向无关。 15 (四)物体的光照性能 当光通

7、投射到物体上时，一部分光通从物体表面 反射回去，一部分光通被物体所吸收，而余下的一部分 光通 则透过物体，如图。 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 16 (1)反射比（reflection ratio） 又称反射系数，其定义是反射光通与总投射光通 之比，即 (四)物体的光照性能 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 17 (2)吸收比（absorption ratio） 又称吸收系数，其定义是吸收光通与总投射光通 之比，即 (四)物体的光照性能 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 18 (3)透射比（transmission ratio） 又称透

8、射系数，其定义是透射光通 与总投射光通 之比，即 (四)物体的光照性能 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 19 墙壁、顶棚及地面的反射比近似值（参考） 10% 有大量深色灰尘的墙壁、顶棚；无窗帘遮蔽的玻璃窗；未粉刷的砖墙 ；糊有深色纸的墙壁、 顶棚；较赃污 的水泥地面及广漆、沥青等地面 30% 有窗子的水泥墙壁、水泥顶棚；木墙壁、木顶棚；糊有浅色纸的墙壁、顶棚；水泥地面 50% 刷白的墙壁，但窗子未挂窗帘，或挂深色窗帘；刷白的顶棚，但房间潮湿；墙壁和顶棚虽未 刷白，但洁净 光亮 70% 刷白的墙壁、顶棚，窗子装有白色窗帘 反射比 反 射 面 情 况 r (四)物体的光照性能

9、二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 20 (五)光源的发光效能、色温和显色性 1.光源的发光效能 光源的发光效能（luminous efficacy）是指光源发 出的光通量除以光源功率所得的商，简称光源的光效，其 单位为lm/w（流明每瓦特）。 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 21 2. 光源的色温度 色温度（colour temperature）是以发光体表面颜色 来估计其温度的一个物理量。 光源的色温度用其辐射光的色品与某一温度下“黑体 ”（其辐射能力特别强，可视为完全辐射体）辐射光的色 品相同时黑体的温度来度量。 色温度的单位为K（开尔文）。 普通白炽

10、灯的色温度最高为2900K（1000W灯泡） 普通日光色荧光灯的色温度为6500K（40W）。 (五)光源的发光效能、色温和显色性 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 22 3. 光源的显色性 光源的显色性（colour rendering）是指光源对被照 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。 (五)光源的发光效能、色温和显色性 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 23 3. 光源的显色性 显色指数（符号为Ra）是指由国际照明委员会（CIE） 规定的8种试验色样，在由被测光源照明时与由参考光源照 明时其颜色相符程度的度

11、量。被测光源的Ra越高，说明该 光源的显色性越好，物体颜色在该光源照明下的失真度越 小。 以日光的Ra=100为基准，白炽灯的Ra=9599，而普通 直管形荧光灯的Ra=6072，这说明普通荧光灯的显色性比 白炽灯的显色性差得多。 (五)光源的发光效能、色温和显色性 二.照明技术的有关概念 第一节 照明技术的基本概念 24 25 第十章 工厂的电气照明 第二节 工厂常用的 电光源和灯具 工厂供电 25 (一)工厂常用电光源的类型 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所制成 的光源，如白炽灯和卤钨灯。 (1)白炽灯 灯丝通过电流加热到白炽状态而引起热辐射发光。 白炽灯的结构简

12、单，价格低廉，使用方便，而且显色 性好。但是它的光效低，耗电多，使用寿命较短，耐震性 也较差。 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯具 26 1.热辐射光源 (2)卤钨灯 有两端引入式和单端引入式两种。结构 如图。前者用于需高照度的工作场所，后 者主要用于放映灯等。 (一)工厂常用电光源的类型 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯具 27 1.热辐射光源 (2)卤钨灯 卤钨灯实质上是在白炽灯内充入含有卤素或卤化物的 气体，利用卤钨循环原理来提高灯的光效和使用寿命。 卤钨灯工作时管壁温度可高达600，因此灯不能与易 燃物品靠近。 卤

13、钨灯的耐震性更差，须注意防震。、 卤钨灯的显色性好，使用也方便。 最常用的卤钨灯为碘钨灯。 (一)工厂常用电光源的类型 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯具 28 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， (1)荧光灯 结构如图 1-灯头 2-灯脚 3-玻璃芯柱 4-灯丝（钨丝） 5-玻管（内壁涂荧光粉 ，充惰性气体） 6-汞（少量） (一)工厂常用电光源的类型 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 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 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯

14、具 29 荧光灯是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涂 覆的荧光粉，使之再辐射出大量的可见光。 荧光灯的光效比白炽灯高，使用寿命也比白炽灯长得 多。 2.气体放电光源 (1)荧光灯 (一)工厂常用电光源的类型 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯具 30 荧光灯的接线图 S-起辉器 L-镇流器 C-电容器 灯管起燃后，管内电压降很小，因此借助镇流器L来产 生很大一部分电压降，以维持灯管稳定的电流。 C 用来提高电路功率因数的。未接C 时功率因数只有 0.5左右；接入C 以后功率因数可提高到0.95以上。 一.

15、工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯具 31 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯具 32 荧光灯工作时，其灯光将随着加在灯管两端电压的周 期性交变而频繁闪烁，这就是“频闪效应”(stroboscopic effect)。频闪效应可使人眼发生错觉。 使用荧光灯，必须设法消除其频闪效应。消除频闪效 应的方法很多，最简单的方法，是在该灯具内安装两根或 三根荧光灯管，而各根灯管分别接到不同相的线路上。 2.气体放电光源 (1)荧光灯 (一)工厂常用电光源的类型 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯具 33 荧

16、光灯有普通直管形荧光灯和稀土三基色细管径荧光灯和紧凑型节 能荧光灯。 稀土三基色细管径（26mm）荧光灯具有光效高、寿命长、显色性 较好的优点，可取代普通荧光灯，以节约电能。 紧凑型荧光灯有U形、2U形、H形和2D形等多种形式。常用的2U形紧 凑型荧光灯的结构外形。 紧凑型荧光灯具有光色好、光效高、能耗低和适用寿命长等优点， 可取代普通照明用白炽灯，以节约电能。 2.气体放电光源 (1)荧光灯 (一)工厂常用电光源的类型 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯具 34 荧光灯有普通直管形荧光灯 (1)荧光灯 一.工厂常用电光源的类型、特性及其选择 第二节 工厂常用的电光源和灯具 稀土三基色细管径（26mm）荧光灯具有光效高、寿命长、显色性较好 的优点，可取代普通荧光灯，以节约电能。 紧凑型荧光灯有U形、2U形、H形和2D形等多种形式。常用的2U形紧凑型 荧光