《电气照明》课件

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1、,Company Logo,第10章 电气照明,内容：电气照明是供配电系统中不可缺少的组成部分。实践和实验都证明，照明设计是否合理，将直接影响到生产产品的质量和劳动生产率及工作人员的视力健康。因此电气照明的合理设计对工业生产具有十分重要的意义。 重点：照度计算、 照明供电系统,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章, 10.1 电气照明概述 10.2 常用照明光源和灯具 10.3 照度计算 10.4 照明供电系统 小结 思考与练习,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,10.1 电气照明概述,

2、照明分为自然照明（天然采光）和人工照明两大类，而电气照明是人工照明中应用范围最广的一种照明方式。 实践和实验都证明，照明设计是否合理，将直接影响到生产产品的质量和劳动生产率以及工作人员的视力健康。因此电气照明的合理设计对工业生产具有十分重要的意义。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,10.1.1照明技术的有关概念,1. 光、光谱和光通量 （1）光 光是物质的一种形态，是一种辐射能，在空间中以电磁波的形式传播，其波长比无线电波短而比X射线长。 这种电磁波的频谱范围很广，波长不同其特性也截然不同。 （2）光谱 把光线中不同强度的单色光，按波长

3、长短依次排列，称为光源的光谱。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,光谱的大致范围包括：,红外线波长为780nm1mm； 可见光波长为380nm780nm； 紫外线波长为1nm380nm。 可见，波长为380780nm的辐射能为可见光，他作用于人的眼睛就能产生视觉。但人眼对各种波长的可见光，具有不同的敏感性。实验证明，正常人眼对于波长为555nm的黄绿色光最敏感，因此波长越偏离555nm的辐射，可见度越小。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,（3）光通 光源在单位时间内，向周围空间辐射

4、出的使人眼产生光感的能量，称为光通量。用符号表示，单位为流明（lm）。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,2. 光强及其分布特性,（1）光强 光强就是指发光强度，是表示向空间某一方向辐射的光通密度。用符号I表示，单位为坎德拉（cd）。 对于向各个方向均匀辐射光通量的光源，其各个方向的光强相等， 计算公式为 :,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,式中，为光源发光范围的立体角，单位为球面度（sr），且=A/r2，其中r为球的半径，A为与相对应的球面积；为光源在立体角内所辐射的总光通量。

5、（2）光强分布曲线 光强分布曲线也叫配光曲线，是在通过光源对称轴的一个平面上绘出的灯具光强与对称轴之间角度的函数曲线。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,3.照度和亮度,（1）照度 受照物体表面的光通密度称为照度。用符号E表示，单位为勒克司（lx）。 当光通量均匀地照射到某物体表面上（面积为S）时，该平面上的照度值为 可见，发光体的亮度值实际上与视线方向无关。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,4.物体的光照性能和光源的显色性能,（1）物体的光照性能 当光通量投射到物体上时，一部分光

6、通从物体表面反射回去，一部分光通被物体吸收，而余下一部分光通则透过物体 。 为了表征物体的光照性能，引入了以下三个参数：,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,反射比 是指反射光的光通量与总投射光通量之比，即 =/ （10-4） 吸收比 是吸收光的光通量与总投射光的光通量之比，即 =/ （10-5） 透射比 是透射光的光通量与总透射光的光通量之比，即 =/ （10-6） 该三个参数存在如下关系：+=1 （10-7） 一般特别重视反射比这个参数，因为他与照明设计直接相关。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,

7、第十章,第十一章,（2）光源的显色性能,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。 为表征光源的显色性能，特引入光源的显色指数这一参数。光源的显色指数Ra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。 白炽灯的一般显色指数为9799，荧光灯的为7590，显然荧光灯的显色性要差一些。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,10.1.2照明方式和

8、种类,1. 照明方式 照明可分为一般照明、局部照明和混合照明。 一般照明 供照度要求基本上均匀的场所的照明。 局部照明 仅供工作地点（固定式或便携式）使用的照明。 混合照明 一般照明和局部照明组成的照明。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,2.照明的种类,照明按其用途可分为工作照明、事故照明、值班照明、警卫照明和障碍照明等。 1.工作照明 正常工作时的室内外照明。 2.事故照明 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。 3.值班照明 非生产时间内供值班人员使用的照明。 4.警卫照明 警卫地区周界的照明。 5.障碍照明 在

9、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。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,10.2 常用照明光源和灯具,照明光源和灯具是照明器的两个主要部件，照明光源提供发光源，灯具起固定光源的作用。 10.2.1照明光源 在照明工程中使用的各种光源可以根据其工作原理、构造等特点加以分类。根据光源的工作原理主要分有两大类：一类是热辐射光源，如白炽灯、卤钨灯等；另一类是气体放电光源，如氙灯、钠灯等。气体放电光源按放电形式又可分为辉光放电（如霓虹灯）和弧光放电（如荧光灯、钠灯）。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八

10、章,第九章,第十章,第十一章,1. 热辐射光源,利用物体加热时辐射发光的原理所作成的光源称为热辐射光源。目前常用的热辐射光源有： （1）白炽灯 （2）卤钨灯,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,2. 气体放电光源,利用气体放电时发光的原理所作成的光源称为气体放电光源。目前常用的气体放电光源有： （1）荧光灯 （2）高压钠灯 （3）金属卤化物灯 （4）氙灯 （5）节能灯 （6）单灯混光灯,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,3.各种照明光源的主要技术特性,光源的主要技术特性有光效、寿命、色

11、温等等，有时这些技术特性是相互矛盾的，在实际选用时，一般先考虑光效高、寿命长，其次再考虑显色指数、起动性能等次要指标。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,4.新型照明电光源,普通电光源的制作和使用寿命有很大的局限性，随着新型材料和新工艺的出现，研制出了很多发光效率高、体积小的高效节能电光源，使电光源进入了小型化、节能化和电子化的新时期。常见的新型照明电光源有： （1）固体放电灯。常见的有采用红外加热技术研制的耐高温陶瓷灯泡、采用聚碳酸酯塑料研制出的双重隔热塑料灯泡、利用化学蒸汽沉积法研制出的回馈节能灯泡、表面温度仅40的冷光灯泡、具有发光

12、和储能双重作用的储能灯泡等。 （2）高强度气体放电灯。常见的有无电极放电灯泡，使用寿命长、调光容易；氩气灯泡，耐高温、节能；电子灯泡，节能、使用寿命长。 （3）半导体节能灯。根据半导体的光敏特性研制而成，低电压供电，具有电压低、电流小、发光效率高等明显的节能效果。 （4）LED固体光源。寿命长、光效高，但目前光通量还很低，价格还较高。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,5.光源的选择,选择照明光源时通常考虑以下几点： （1）对光源显色性要求高，开关频繁，禁止电磁干扰等场所，采用白炽灯或卤钨灯。 （2）对于照度要求高，被照面积大的室外场所，

13、采用管形氙灯或金属卤化物灯。 （3）灯具悬挂高度在4m以下，不宜采用荧光灯，灯具悬挂高度在4m以上，可考虑采用高强气体放电灯。 （4）对光源显色性要求不高的场所，优先采用分辨率高，透雾性好的高压钠灯。 （5）因频闪效应影响视觉效果的场所，不宜采用气体放电灯。 （6）当一种光源不能满足光色或显色性要求时，宜采用两种或多种光源的混合照明，以保证较好的发光效率和光色。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,10.2.2 灯具,光源与其配用的灯具（这里主要指灯罩）统称为照明器。照明器的作用是固定光源，将光源的光线按需要的方向进行分布，保护光源不受外力

14、损伤。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,1. 常用灯具的类型,（1）按灯具的配光特性分类 裸露的灯泡所发出的光线是射向四周的，为了充分利用光能，加装灯罩后使光线重新分配，称为配光。按灯具的配光特性来进行分类有两种：一是传统的分类法；一是国际照明委员会（CIE）提出的分类法。,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,传统分类是根据灯具的配光曲线（为了表示光源加装灯罩后，光强在各个方向的分布情况而绘制在对称轴平面上的曲线，见图10-12）形状进行分类，有 ：,a.正弦分布型 b.广照型 d.

15、配照型 e.深照型 f.特深照型,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,CIE分类是根据灯具向下和向上投射光通量的百分比进行分类，有：,a.直接照明型 b.半直接照明型 c.均匀漫射型 d半间接照明型 e.间接照明型,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,（2）按灯具的结构特点分类,开启型 闭合型 封闭型 密闭型 防爆型,第一章,第二章,第三章,第四章,第五章,第六章,第七章,第八章,第九章,第十章,第十一章,2. 灯具的选择,（1）照度满足要求。尽量选用光效高、寿命长、直接配光的灯具，以达到合理利用光通量和减少能耗的目的。 （2）灯具的种类与使用的环境相匹配。一般场所，尽量选用开启型灯具，以得到较高的效率；在相对湿度大于85的潮湿场所宜采用防潮灯具或带防水灯头的开启型灯具；在有腐蚀性气体的场所，宜采用耐腐蚀材料制成的密闭型灯具；在高温场所，宜采用带有散热孔 的开启型灯具；在多尘的场所，应按防尘的保护等级来选择灯具；在有爆炸和火灾危险的场所，宜采用防爆型灯具。 （3）安装高度适当。灯具安装高度过高，一方面降低了工作面上的照度，而要满足照度要求，势必增大光源功率不经济，同时也给维护