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1、第十章 工厂电气照明,工厂电气照明分类 自然照明（天然采光） 人工照明 电气照明是人工照明中应用范围最广的一种照明方式。 工厂电气照明意义 照明设计是否合理,直接影响 产品质量 劳动生产率 人员视力健康。,10.1 电气照明概述, 红波长640780； 橙波长600640； 黄波长570600； 绿波长490570； 青波长450490； 蓝波长430450； 紫波长380430。,（一）电气照明的基本知识： 1、基本光度单位,1,2,3,4,光通量,发光强度,照 度,亮 度,光源在单位时间内向周围空间辐射出去的、并能使人眼产生光感的能量，称为光通量。Lm=luminance,简称光强，=光源
2、向空间某一方向(立体角度)辐射的光通量密度 Candela烛光。,指单位被照面积上所接受的光通量，即被照物体表面的光通量密度。LUX,发光体在视线方向单位投影面上的发光强度称为亮度。Nit,10.1 电气照明概述,一烛光=一只蜡烛的光芒,发光体（受照物体对人眼可看作是间接发光体）在视线方向单位投影面上的发光强度称为亮度，用符号L表示,（一）电气照明的基本知识： 2、国际单位制（SIE单位制）的光度单位,10.1 电气照明概述,Luminous intensity,Luminous Light,（一）电气照明的基本知识： 3、光单位的定义（简）,10.1 电气照明概述,在标准大气压下（即压强为1
3、01,325牛顿），白金的凝固温度是2045摄氏度。在白金凝固的那一时刻，会发出明亮无比的光芒，其强度大约等于60万支”烛光“的亮度。据此，在现代有关光的“行当”里，人们把白金凝固点所发出的光作为一种工业标准，将其1/600,000正式定义为”烛光“。严格地讲，是在距离白金”发光点“一米远的地方，在一平方米面积上所接收的光能强度的60万分之一（烛光的正式定义）,由发光强度为一烛光的点光源所发出的”光通量“，在一球面角内，为一流明（Lumen）。所谓”球面角“就是单位球面”立体角“（一球面度）。流明是光通量的单位。,一只40W的普通白炽灯的光通量为350470流明，而一只40W的普通直管形荧光灯
4、的光通量为1,800流明，为白炽灯的4-5倍。白炽灯每瓦相当于10流明，而LED白炽灯每瓦相当于110流明，是白炽灯的10倍。,光照度（lux），表示被摄主体表面单位面积上受到的光通量。1勒克司相当于1流明/平方米，即被摄主体每平方米的面积上，受距离一米、发光强度为1烛光的光源，垂直照射的光通量。衡量拍摄环境的一个重要指标。,（一）电气照明的基本知识： 4、灯具的配光曲线（简）,10.1 电气照明概述,（一）电气照明的基本知识： 5、物体光照性能（简）,10.1 电气照明概述,反射光通,吸收光通,透射光通,（二）、照明方式及种类,指照明灯具按其布局方式或使用功能而构成的基本形式。,10.1 电
5、气照明概述,正常工作时的室内外照明,正常照明熄灭后供工作人员暂时继续作业和疏散人员使用的照明。,警卫地区周界的照明,在高层建筑上或基建施工、开挖路段时，作为障碍标志用的照明。,照明光源(提供发光源)和灯具(固定光源)是照明器的两个主要部件。,10.2 常用照明光源和灯具,照明光源,电光源,固体发光光源（热辐射光源）和气体放电光源两大类。,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。 目前常用的热辐射光有,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。目前常用的气体放电光源有5种。,非电光源,白炽灯,卤钨灯,荧光灯,高压汞灯,高压钠灯,金属卤化物灯,
6、氙灯,10.2 常用照明光源和灯具,白炽灯（简）,杜美丝-一种与玻璃膨胀系数接近的合金,白炽灯结构图 1-玻壳 2-灯丝（钨丝） 3-支架（钼线）4-电极（镍丝） 5-玻璃芯柱 6-杜美丝（铜铁镍合金丝） 7-引入线（铜丝） 8-抽气管 9-灯头 10-封端胶泥 11-锡焊接触端,10.2 常用照明光源和灯具,白炽灯（简）,10.2 常用照明光源和灯具,卤钨灯（简）,卤钨灯结构图 1-灯脚 2-钼箔 3-灯丝（钨丝） 4-支架 5-石英玻管（内充微量卤素）,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。为了使灯管温度分布均
7、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40,10.2 常用照明光源和灯具,荧光灯管（简）,汞蒸气在外加电压作用下产生电弧放电，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，使之再发出大量的可见光。二者混合光色接近白色。,由起辉器S、镇流器L和电容器C等组成。当接上电源后，S首先产生辉光放电，使U形双金属片加热伸开，接通灯丝回路，灯丝加热后发射电子，并使管内的少量汞汽化。此时S的辉光放电停止，双金属片冷却收缩，突然断开灯丝加热回路，这就使L两端感生很高的电动势，连同电源电压加在灯管两端，使充满汞蒸气的灯管击穿，产生弧光放电，点燃灯管。,10.
8、2 常用照明光源和灯具,LED灯（简）,10.2 常用照明光源和灯具,紧凑型节能荧光灯（简）,放电管(内壁涂覆荧光粉，管端有灯丝，管内充少量汞),底罩(内装镇流器、辉光启动器和电容器),灯头(内接有引入线),10.2 常用照明光源和灯具,高压汞灯又称“高压水银荧光灯” （简）,(型 1第一主电极2第二主电极3金属支架4内层石英玻璃壳(内充适当汞和氩)5外层石英玻璃壳(内壁涂荧光粉，内外玻璃壳间充氮)6辅助电极(触发极)7限流电阻8灯头,低压荧光灯的改进产品,高压汞灯的外玻壳内壁涂有荧光粉，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,10.2 常用照明光源和灯具,高压汞灯接
9、线 （简）,10.2 常用照明光源和灯具,高压钠灯（简）,它是利用高压钠蒸汽放电工作的，光呈淡黄色。其工作线路图和高压汞灯类似。 高压钠灯照射范围广、光效高、寿命长（比高压汞灯高一倍）紫外线辐射少、透雾性好，但显色性也较差，启动时间（48分钟）和再次启动时间（1020分钟）也较长，对电压波动反应较敏感。,高压钠灯结构图 1-主电极 2-半透明陶瓷放电管（内充钠、汞及氙或氖氩混合气体） 3-外玻壳（内壁涂荧光粉，内外壳间充氮） 4-消气剂 5-灯头,10.2 常用照明光源和灯具,金属卤化物灯（简）,金属卤（碘、溴、氯）化物灯是在高压汞灯的基础上为改善光色而发展起来的新型光源，不仅光色好，而且光效
10、高，受电压影响也较小，是目前比较理想的光源。,10.2 常用照明光源和灯具,系列金卤钠灯（简）,由一支金属卤化物管芯和一支中显钠灯管芯串联组成，吸取了中显钠灯和金属卤化物灯光效高、寿命长等优点，又克服了这两种灯光色差、特别是金属卤化物灯在使用后期光通量衰减和变色严重的缺点，是一种光色好、光线柔和、寿命长以及色温、显色指数等技术指标均优于中显钠灯和金属卤化物灯的新型混光光源。,10.2 常用照明光源和灯具,系列中显钠汞灯（简）,由一支中显钠灯管芯和一支汞灯管芯串联组成，克服了汞灯、钠灯及金属卤化物灯的光色不太适应人的视觉习惯和光效偏低、显色性差、寿命较短等缺点，是一种光效高、光色好、显色指数高、
11、寿命长的部分技术指标优于汞灯、钠灯和金属卤化物灯的新型混光光源。,10.2 常用照明光源和灯具,氙灯（简）,氙灯为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。适用于广场、车站和大型屋外配电装置等。,10.2 常用照明光源和灯具,常用光源的主要性能比较（简）,10.2 常用照明光源和灯具,常用光源的主要性能比较（简）,一般先考虑光效高、寿命长，其次再考虑显色指数、启动性能等次要指标。,10.2 常用照明光源和灯具,常用光源的主要性能比较（简）,一般先考虑光效高、寿命长，其次再考虑显色指数、启动性能等次要指标。,10.2 常用照明光
12、源和灯具,常用光源的主要性能比较（简）,10.2 常用照明光源和灯具,新光源（简）,（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 常用照明光源和灯具,常用光源的选择（简）,应根据识别颜色的要求和照明场所的特点，选择适当的光源 高度较低的房间宜采用细管径(26)的直管型荧光灯（办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间）荧光灯光效高，寿命长，显色性较好，比较适宜这些场合。 商店营业厅也适宜使用细管径(26)的直管型荧光灯来取代较粗管径(26)的直管型荧
13、光灯；或者以紧凑型荧光灯来取代白炽灯，以节约电能。 高大的工业厂房应采用金属卤化物灯或高压钠灯。 一般照明场所由于荧光高压汞灯与其他高强气体放电灯相比，其光效较低，寿命不长，显色指数也不太高，因此一般照明场所不宜采用。 由于普通照明白炽灯的光效低、寿命短，一般情况下不应采用 下列工作场所可采用白炽灯： 要求瞬时启动和连续调光及使用其他光源技术经济不合理时 对防止电磁干扰要求严格的场所（气体放电灯会产生高次谐波电磁干扰） 灯开关频繁的场所（气体放电灯频繁开关时会缩短使用寿命） 照度要求不高、点燃时间不长的场所（使用白炽灯不会造成太大的电能消耗。） 对装饰有特殊要求的场所，如果使用紧凑型荧光灯不合
14、适时，可采用白炽灯。 应急照明灯应选用能快速点燃的光源，如白炽灯、卤钨灯或荧光灯，因为在正常照明断电时，白炽灯、卤钨灯和荧光灯可在接入应急电源后迅速点亮，而采用高强气体放电灯就达不到上述要求。,10.2 常用照明光源和灯具,照明质量与照度标准（简）,10.2 常用照明光源和灯具,照明质量与照度标准（简）,照明质量,从灯具和作业面的布置方面考虑，尽量避免将灯具安装在干扰区内，例如将灯具安装在工作位置的正前上方40以外区域。 从灯具亮度方面考虑，采用发光表面面积大、亮度低、有一定上射光通量的灯具。 从房间表面装饰方面考虑，采用低光泽度的表面装饰材料。,眩光限制、光源颜色、照度均匀度及工作房间表面的
15、反射比,10.2 常用照明光源和灯具,照明质量与照度标准（简）,照明质量,眩光限制、光源颜色、照度均匀度及工作房间表面的反射比,同一颜色的物体在具有不同光谱的光源照射下，能显出不同的颜色。光源对被照物体颜色显现的性质，叫做光源的显色性。,光源的显色指数R是指在待测光源照射下物体的颜色与日光照射下该物体的颜色相符合的程度，而将日光与其相当的参照光源显色指数定为100。因此物体颜色失真越小，则光源的显色指数越高，也就是光源的显色性能越好。 白炽灯显色指数为9799，荧光灯7990,10.2 常用照明光源和灯具,照明质量与照度标准（简）,照明质量,眩光限制、光源颜色、照度均匀度及工作房间表面的反射比
16、,10.2 常用照明光源和灯具,常用灯具的类型（简）,配光特性分类,CIE分类法,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,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。均匀漫射型灯具向下投射的光通量与向上投射的光通量差不多相等。半间接照明型灯具向上投射的光通占总光通量的6090，向下投射的光通量只有1040。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。,传统分类法,正弦分布型其发光强度是角度的正弦函数，并且在90时发光强度最大。广照型其最大发光强度分布在较大角度上，较广面积上形成均匀的照度。光强分布在500900之间，如GC3-A、B-1广照型工厂灯。漫射型各个角度发光强度基本一致。 JXD1-2乳白色玻璃圆球灯配照型其发光强度是角度的余弦函数，并且在0时发光强度. GC1-A、B-1配照型工厂灯。深照型其光通量和最大发光强度值集中在030的狭小立体角内。GC5-A、B-2深照型工厂灯。,CIE国际照明委员会,据灯具向下和向上投射光通量的百分比进行分类,10.
