供电与照明电光源及其选择

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1、HeiLongJiang College of Construction1照明工程设计电光源及其选择HeiLongJiang College of Construction2主要内容： p电光源的种类 p描述电光源的性能指标 p常用电光源的结构、工作原理及特性 重点： p常用电光源的性能指标HeiLongJiang College of Construction31.1工程常用电光源的分类电光源能把电能转换成光能，从而提供光 通量的器具设备。u热辐射光源：利用电能使物体（耐高温、低挥发 ）加热到白炽程度而发光的光源。u气体放电光源：利用气体或蒸汽的放电而发光的 光源。u半导体光源：利用半导体器

2、件发光的光源(LED)。HeiLongJiang College of Construction4从电气照明工程的角度分为：光学指标和电学指标1.2 光源的性能指标u光学性能指标光通量、光强、光效、寿命、光色指标等。u电学性能指标电压、电功率和功率因数。u光源的结构指标外形尺寸和特殊安装要求。 HeiLongJiang College of Construction5一、光学性能指标1.光通量（是衡量电光源发光能力的指标）额定光通量指电光源在额定工作条件下， 无约束发光工作环境下的光通量输出。初始光通量（例如：卤钨灯）100h后的光通量（例如：荧光灯）2.发光效率（是表征光源经济效果的指标）发

3、光效率指光源在额定状态下消耗1W电功 率所发出的光通量(lm/w)。HeiLongJiang College of Construction63.寿命（是衡量电光源可使用时间的指标）u全寿命光源从第一次点燃到不能使用的时间。u平均寿命取一组同一规格的电光源一同点燃，至50的损坏，所经过的小时数。u有效寿命电光源从点燃起，至光通量降低到70-80%时，经过的小时数。HeiLongJiang College of Construction74.光色指标（包括光源和物体表面颜色的描述指标）（1）色表指光源的表观颜色。在定性分析时 ，常用相关色温来度量。色温(K)指光源发射光的颜色与黑体在某一 温度下

4、辐 射的光色相同时的温度，称为该光源的 色温。暖色光 相关色温3300K中见光 3300K相关色温5300K冷色光 相关色温5300KHeiLongJiang College of Construction84.光色指标（2）显色性指光源对被照物体真实颜色的显 现能力。用显色指数Ra表示。范围： Ra=0100 HeiLongJiang College of Construction95.点燃时间和稳定时间（是衡量光源启动速度快慢的指标）u点燃时间指光源接通电源到光源达到额定光 通量输出时所需要的时间。u再点燃时间指光源正常工作时熄灭后再点燃 所需要的时间。u 稳定时间指光源点燃后达到额定光通

5、量或额 度状态的时间。 HeiLongJiang College of Construction10二、光源的电学性能指标1.额定电压 UN2.额定功率 PN 3.功率因数 cosHeiLongJiang College of Construction11三、环境条件对两种光源性能的影响1.频闪效应气体放电电光源在交流电源的作 用下，其光通量随电流一同作周期变化。2.电压特性指电光源电压与额定电压不符时 ，对其使用造成的影响。3.温度特性指环境温度过高或过低会影响其 使用性能。HeiLongJiang College of Construction12电光源热辐射光源气体放电光源白炽灯卤钨灯

6、真空灯充气灯弧光放电灯辉光放电灯低气压灯高气压灯荧光灯 低压钠灯高压汞灯 高压钠灯 高压氙灯 金属卤化物灯霓虹灯氖灯半导体光源：各种颜色的发光二极管1.3工程常用电光源HeiLongJiang College of Construction13一、热辐射光源（一）普通白炽灯1.结构和种类结构：由玻璃壳、灯丝、支架、引线和灯头等 几部分组成。种类：（1）真空灯泡：一般40W（2）充气灯泡：一般40W工作原理：当钨丝因通电而加热至白炽状态（ 24003000K）时，发出可见光。HeiLongJiang College of Construction14白炽灯的结构HeiLongJiang Coll

7、ege of Construction15螺口灯头E插口灯头B聚焦灯头特种灯头灯 头 类 型HeiLongJiang College of Construction162.白炽灯的特点优点：具有高度的集光性，便于控制，适于频繁开关，点燃和熄灭对灯的性能寿命影响小，辐射光谱连续，显色性好，价格便宜，使用方便，便于控光。缺点：使用时放热，光效较低，寿命短。HeiLongJiang College of Construction173.光色指标特点u色温在（2400K2900K）之间，属于暖色光系 列光源。u显色指数在（80-90）之间，是所有光源中最 高的数值。应用：摄影、舞台、电影放映光源、家庭

8、、旅 馆、饭店、装饰照明、信号照明和要求必须保持 物体原颜色的场所照明。HeiLongJiang College of Construction184.使用时注意事项（1）启动电流大（1216IN），一个开关控制数量有限（2）对电压敏感：U5寿命50；U5光通量18（3）使用时间灯丝细PL光通量（4）表面温度高（40200），防止烫伤和炸裂。HeiLongJiang College of Construction19（二）卤钨灯1、结构和种类u结构：石英管、灯丝、支架、电极，内充入惰性气体和少量卤族元素或相应的卤化物。u种类：溴钨灯（光效高）、碘钨灯（寿命长）两端引出单端引出碘或溴HeiLon

9、gJiang College of Construction202.特点优点：体积小、寿命长、发光效率高、寿命终了时光通量为初始值的9598、工作温度高、光色得到改善、显色性好。缺点：价格贵、功率大（1002000W）、耐震性能差、玻璃壳温度高。3.应用：大面积照明场所、电视播放照明、歌舞厅、剧场、绘画、摄影、建筑物投光照明、橱窗照明等。HeiLongJiang College of Construction214.使用时注意事项（1）灯管表面温度高（250600）不适于有易燃、易爆物的场合，且管角引线耐高温；（2）安装水平，倾斜角范围4；（3）不宜于做移动式照明；（4）定期用酒精或丙酮擦洗，

10、保持其透光性。 HeiLongJiang College of Construction22二、气体放电光源 （一）荧光灯1、荧光灯的结构和种类结构：玻璃管、镇流器、启辉器种类：直管型、环型、紧凑型电阻镇流 器 电感镇流 器 电容镇流 器 电子镇流 器插拔式一体式HeiLongJiang College of Construction232.特点优点：表面亮度低、光线柔和、发光效率高、寿命长、属冷色光，适于办公、阅览场所。缺点：点燃慢、有频闪效应、可造成汞伤害、显色性差。3.附件：镇流器、启辉器、补偿电容器HeiLongJiang College of Construction244.使用时注

11、意事项（1）工作环境温度：1825；（2）不宜频繁启动；（3）电源电压波动不宜超过5%；（4）防止汞伤害；（5）有旋转物的场合不宜使用；5.应用：图书馆、教室、办公室、隧道、地铁、商店、室内装饰等HeiLongJiang College of Construction25预热起动快速起动瞬时起动HeiLongJiang College of Construction26（二）HID灯（High Intensity Discharge) u高压钠灯：光通量维持好（75%）、寿命长 （1000020000h）、显色性差、起动时间长（ 4min）、发光效率高、亮度高等。用于高大厂房、广场、车站、道路

12、交通 u高压汞灯：发光效率高、寿命长（50006000h ）、显色性差（3040）、起动时间长（4min）用于广场、街道、建筑工地等。 u金属卤化物灯：显色性好、发光效率高、亮度高 、重量轻等。用于摄影、绘画、体育场、广场等。HeiLongJiang College of Construction27（三）高 压 汞 灯结构 镇流器 工作电路HeiLongJiang College of Construction28三、霓虹灯属辉光放电灯，其特点是高电压、小电流。原理：电源接通二次测产生15KV高压灯管内气体电离产生彩色辉光HeiLongJiang College of Constructio

13、n29性能：发光效率低、显色性差、耗能大、装饰效果强、控制方便。 安装使用注意事项：（1）二次回路与所有金属构架、建筑物等须完全缘；（2）变压器尽量靠近灯侧安装，一般放在支撑霓虹灯的构架上，并用密封箱作防水保护，变压器中性点及外壳必须可靠接地；（3）高压线路与金属构件的建筑物之间及地面之间应保持50m的距离；（4）需配电容补偿器。HeiLongJiang College of Construction30四、半导体光源(LED)的介绍1由于LED发出的光束是向前的并具有一定发 散角，这样就可以不必像白炽灯需要加装反光碗 。而且LED本身发出的是色光，这样就不需要由 有色配光镜来滤光，从而解决了

14、假显示和配光镜 颜色漂移问题，提高光利用率。HeiLongJiang College of Construction312工作寿命长，为510年，维修保养费用低。 而传统信号 灯每年需要更换3至4次，维修保养 费用高。当然510年的寿命是一个理论数据，是 根据LED单管10万小时的寿命来计算，但实际上 LED信号灯由于工作环境恶劣，日晒雨淋、严寒 酷暑，对LED寿命必然会有影响。从早期安装使 用的LED信号灯目前使用情况来看，较早安装的 LED信号灯使用都在四年以上。 HeiLongJiang College of Construction323功耗小，一般约仅为白炽灯光源信号灯的 10%20

15、%。这一点是符合国家的相关能源政策 。4由于单个LED仅为整个信号灯灯盘中的特殊 的一个发光单元，只要信号灯线路板设计合理， 即使个别LED烧毁，也不会影响别的LED发光单 元，从而影响信号灯整体效果。HeiLongJiang College of Construction33但是LED信号灯本身也存在三个特殊的缺点： 1.如前面所讲的因温度升高而产生的光强衰减。 2.LED实际是个半导体PN结，其正向导通电压虽 然都在一个范围内，但各不相同，这种情况导致 部分LED不能工作在正常工作点上。 3.LED价格较之于白炽灯价格要贵几倍。亟待解决的问题:光色和价格HeiLongJiang Colle

16、ge of Construction34u光效较高的：高压钠灯、金属卤化物灯、荧光灯90-130lm/w 70-100lm/w 50-85lm/wu显色性好的：卤钨灯、白炽灯、金属卤化物灯、荧光灯95-100 95-99 60-95 60-80 五、常见电光源的比较HeiLongJiang College of Construction35u寿命长的：高压钠灯、高压汞灯10000-20000h 5000-6000hu能瞬时起动和再起动的：白炽灯、卤钨灯瞬时 瞬时u输出光通量随电压波动最大的是高压钠灯，最小 的是荧光灯。五、常见电光源的比较HeiLongJiang College of Construction36爱迪生1879年发明球型灯泡彩色灯泡