《電氣照明》PPT課件.ppt

第十章 電氣照明,10-1 照明基本知識(shí),10-2 常用的電光源和燈具,10-3 照明供電系統(tǒng)及其選擇,10-1 照明基本知識(shí),一、概述,二、照明技術(shù)的基本概念,1.光和光譜 光是一種電磁輻射能，在空間以電磁波的形式傳播。電磁波的波長(zhǎng)不同其特性也不相同，波長(zhǎng)為380780nm的電磁輻射波為可見(jiàn)光，它作用于人的眼睛就能產(chǎn)生視覺(jué)。在可見(jiàn)光的區(qū)域里不同波長(zhǎng)呈現(xiàn)不同的顏色，如紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等七種顏色。,2.照明技術(shù)中的常用物理量 照明技術(shù)中常用的物理量主要有光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度等。其中，照度是一個(gè)很重要的物理量，照明設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是要給工作面提供足夠的照度。我國(guó)在照明標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)各種工作場(chǎng)合規(guī)定了必須的最低照明度。,照明技術(shù)中的常用物理量,3.光源的顯色性和顯色指數(shù) 同一顏色的物體在具有不同光譜功率分布的光源照射下，顯出不同的顏色，光源對(duì)被照物體顏色顯現(xiàn)的性質(zhì)稱(chēng)為顯色性。 光源的顯色指數(shù)是指在待測(cè)光源照射下，物體的顏色與日光照射下該物體的顏色相符合的程度。若將日光的顯色指數(shù)定為100，人工光源的顯色指數(shù)一般小于100，如果物體顏色失真越小，人工光源的顯色指數(shù)越接近100，光源顯色性能就越好。,三、照明的質(zhì)量,1.合理的照度和均勻度 在照明設(shè)計(jì)中，一般是參照國(guó)家制定的照度標(biāo)準(zhǔn)選用照度值，然而在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)提高照度能使視覺(jué)條件提高，這有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)也保護(hù)了工作人員的視力。至于照度的均勻性也不能忽視，如果照度的均勻性不好就容易導(dǎo)致視覺(jué)疲勞并有不舒適感，從而破壞照明效果，因此合理的照度和均勻度是照明質(zhì)量的重要指標(biāo)。,2.眩光的限制 眩光是由于亮度分布不均勻，或亮度變化幅度太大，造成觀看物體時(shí)感覺(jué)不舒適或視力下降。嚴(yán)重的眩光可使人感到眩暈，輕微的眩光時(shí)間長(zhǎng)了視覺(jué)功能也會(huì)下降，因此有必要對(duì)眩光進(jìn)行限制。限制眩光可采用降低燈具的表面亮度，用磨砂玻璃、漫射或格柵等限制眩光；對(duì)局部照明燈具，采用不透光的燈罩且保護(hù)角應(yīng)大于30；對(duì)一般照明的燈具，正確選用其型式并選擇好懸掛高度。,3.光源良好的顯色性 在需要正確辨色的場(chǎng)所，要采用顯色指數(shù)高的光源，如白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈等。 在單一使用高壓汞燈或高壓鈉燈的場(chǎng)合其顯色性不能滿(mǎn)足要求時(shí)，可以采用兩種光源混合使用提高其顯色性。,四、照明方式與種類(lèi),（1）一般照明 在整個(gè)場(chǎng)所或場(chǎng)所的某部分照度基本上的均勻照明。對(duì)于工作位置密度很大而對(duì)光源方向又無(wú)特殊要求，或工藝上不適宜裝設(shè)局部照明裝置的場(chǎng)所，宜單獨(dú)使用一般照明。一般照明是電氣的基本方式，在滿(mǎn)足規(guī)定的照度方面，它起主要的作用。,1.照明的方式,（2）局部照明 局部照明是為了提高局部工作場(chǎng)所的照度，或工作場(chǎng)所對(duì)照度方向有要求而設(shè)置的區(qū)域照明。局部照明器具可直接安裝在工作場(chǎng)所附近，如車(chē)床上的照明燈。局部照明屬于一種補(bǔ)充照明，整個(gè)工作場(chǎng)所不應(yīng)只設(shè)局部照明而不設(shè)一般照明。,（3）混合照明 混合照明又稱(chēng)綜合照明，它由一般照明與局部照明共同組成。對(duì)于工作場(chǎng)所需要高照度并對(duì)照射方向有特殊要求的場(chǎng)合，常采用混合照明方式。其主要優(yōu)點(diǎn)是既可使一般工作場(chǎng)所獲得較均勻的照度，又可使有特殊要求的工作場(chǎng)所獲得較高的照度。,2.照明的種類(lèi),（1）工作照明 為保證工作和生活能正常需要的照明，包括室內(nèi)和室外照明。它可以單獨(dú)使用，也可以與事故照明、值班照明同時(shí)使用，但控制線(xiàn)路必須分開(kāi)。,（2）應(yīng)急照明 當(dāng)工作照明因事故而中斷時(shí)，供暫時(shí)繼續(xù)工作和疏散人員應(yīng)急用的照明，也稱(chēng)為事故照明或備用照明。應(yīng)急照明一般采用白熾燈（或鹵鎢燈），并布置在當(dāng)事故發(fā)生后仍需繼續(xù)工作的場(chǎng)所以及主要通道和出入口。若用于繼續(xù)工作，其照度不應(yīng)低于原照度的10；若用于疏散人員，其照度應(yīng)保證工作人員安全走出房間所需要的照度（不應(yīng)小于0.51x）。,返回,10-2 常用的電光源和燈具,一、電光源的類(lèi)型、特性及其選擇,在電氣照明中，各種電光源可以根據(jù)其原理構(gòu)造等特點(diǎn)分成兩大類(lèi)：一類(lèi)是熱輻射光源利用電流將物體加熱到白熾程度輻射發(fā)光，如白熾燈、鹵鎢燈等；另一類(lèi)是氣體放電電源利用電流通過(guò)氣體發(fā)光，如熒光燈，高壓汞燈等。,白熾燈結(jié)構(gòu)示意圖 1-玻璃外殼 2-燈絲（鎢絲） 3-支架（鉬線(xiàn)） 4-電極（鎳絲） 5-玻璃芯柱 6-杜美絲（銅鐵鎳合金絲） 7-引入線(xiàn) 8-抽氣管 9-燈頭 10-密封膠泥 11錫焊接觸端,（1）白熾燈 是靠電流通過(guò)燈絲時(shí)產(chǎn)生大量的熱能，使燈絲溫度高到白熾的程度（24003600K）從而引起輻射發(fā)光的。,1電光源的類(lèi)型,（2）鹵鎢燈,鹵鎢燈結(jié)構(gòu)示意圖 1-燈腳 2-鉬箔 3-燈絲（鎢絲） 4-支架 5-石英玻璃管（內(nèi)充微量鹵素）,在石英玻璃管中充入微量的鹵化物（碘化物或溴化物），利用鹵鎢循環(huán)的作用，有效地避免了玻殼的黑化，抑制了鎢絲蒸發(fā)，燈的壽命延長(zhǎng)了，光效也提高了（光效比白熾燈高30）。,（3）熒光燈（日光燈）,它是利用汞蒸汽在外加電壓作用下產(chǎn)生弧光放電，發(fā)出少量的可見(jiàn)光和大量的紫外線(xiàn)，這些紫外線(xiàn)再激勵(lì)管內(nèi)壁涂覆的熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光。,熒光燈（日光燈）結(jié)構(gòu)示意圖 1-燈頭 2-燈腳 3-玻璃芯柱 4-燈絲（鎢絲） 5-玻璃管（內(nèi)壁涂熒光粉，充惰性氣體） 6-汞,熒光燈常見(jiàn)問(wèn)題,（4）高壓汞燈,高壓貢燈又稱(chēng)高壓水銀熒光燈，常見(jiàn)的高壓汞燈有熒光高壓汞燈、反射型熒光高壓汞燈以及自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈等三種。高壓汞燈的發(fā)光機(jī)理與熒光燈相同，不同的是燈內(nèi)的汞蒸汽壓強(qiáng)較高，其值從一個(gè)大氣壓至數(shù)個(gè)大氣壓不等，因此其光效就比較高，可達(dá)4060lm/W。高壓汞燈的壽命很長(zhǎng)，其有效壽命（光通量輸出衰減到70時(shí)）可達(dá)到5000小時(shí)左右，質(zhì)量高的可達(dá)24000小時(shí)左右，但顯色性差，平均顯色指數(shù)為2030。,高壓汞燈起動(dòng)時(shí)不需要啟輝器預(yù)熱燈絲，但必須配備相應(yīng)的鎮(zhèn)流器與之串聯(lián)使用。高壓汞燈熄滅后不能立刻再起動(dòng)，要過(guò)510min后，才能再起動(dòng)，因此它不宜用在顯色性要求高、頻繁開(kāi)關(guān)或者比較重要的場(chǎng)合。,高壓汞燈結(jié)構(gòu)示意圖 1-支架及引線(xiàn) 2-起動(dòng)電阻 3-起動(dòng)電源 4-工作電源 5-放電管 6-內(nèi)部熒光負(fù)涂層 7-玻璃外殼,（5）高壓鈉燈,它是一種高氣壓的鈉蒸汽放電光源，它與高壓汞燈的用法基本相同。因高壓鈉燈輻射光的波長(zhǎng)集中在人眼較靈敏的區(qū)域內(nèi)，所以其光效比高壓汞燈還要高。,高壓鈉燈結(jié)構(gòu)示意圖 1-主電極 2-半透明陶瓷放電管（內(nèi)充納、汞及氙或氖氬混合氣體） 3-玻璃外殼（內(nèi)壁涂熒光粉，內(nèi)外殼充氮?dú)猓?4-消氣劑 5-燈頭,（6）金屬鹵化物燈,它是在高壓汞燈基礎(chǔ)上，為改善光色與光效而發(fā)展起來(lái)的一種新型光源，也是目前比較理想的光源。金屬鹵化物燈是在汞燈里加進(jìn)某些金屬鹵化物（如碘化鈉、碘化鉈）并控制適當(dāng)?shù)臐舛?，制成的各種不同光色的金屬鹵化物燈。,金屬鹵化物燈結(jié)構(gòu)示意圖 1-主電極 2-放電管（內(nèi)充汞、稀有氣體及金屬鹵化物） 3-保溫罩 4-石英玻璃外殼 5-消氣劑 6-起動(dòng)電極 7-限流電阻 8-燈頭,目前常用的金屬鹵化物燈有鈉鉈銦燈，其燈內(nèi)充有碘化鈉、碘化鉈、碘化銦，它的平均顯色指數(shù)6065，光效達(dá)7580lm/W。還有鏑燈，其燈內(nèi)充有碘化鏑-碘化銦，它的光色很好，類(lèi)似日光，顯色指數(shù)可達(dá)85以上。,（7）管形氙燈,氙燈是惰性氣體放電弧光燈，氙氣在高壓下放電能產(chǎn)生很強(qiáng)的白光，接近連續(xù)光譜，和太陽(yáng)光十分相似，故有“小太陽(yáng)”之稱(chēng)。,2常用電光源的特性,常用電光源的主要技術(shù)特性,續(xù)表,3常用電光源的選擇原則,（1）在要求顯色性高或在照明開(kāi)關(guān)通斷頻繁，或需要及時(shí)點(diǎn)亮和防止電磁波干擾的場(chǎng)所宜采用白熾或鹵鎢燈。 （2）對(duì)于照度及顯色性要求高的場(chǎng)所，如設(shè)計(jì)室、圖書(shū)館、教室、印刷車(chē)間等宜采用熒光燈。,（4）一般性生產(chǎn)車(chē)間、輔助車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)、廠(chǎng)區(qū)道路等優(yōu)先考慮價(jià)廉的白熾燈。但由于白熾燈光效低、壽命短，可使用氣體放電燈取代白熾燈作為企業(yè)的一般照明。,（3）燈具的懸掛高度，大于4m以上考慮采用鹵鎢燈和高壓汞燈。如照度要求高、被照面積大的屋外場(chǎng)所（廣場(chǎng)等）宜采用管形氙燈或金屬鹵化物燈。,（5）在同一場(chǎng)所，當(dāng)采用一種光源的顯色性達(dá)不到照明要求時(shí)，可考慮采用兩種或多種光源的混和照明，以提高發(fā)光效率和保證有較好的光色。例如采用高壓汞燈與高壓鈉燈的混光照明，既可得到高照度，又比單純使用高壓汞燈省電，而且光色比單使用高壓鈉燈好，鈉燈發(fā)出的黃綠色光正好與汞燈發(fā)出的藍(lán)色光互補(bǔ)，從而產(chǎn)生滿(mǎn)意的效果。,二、常用燈具的類(lèi)型及其選擇與布置,1常用燈具的類(lèi)型,（1）按配光曲線(xiàn)形狀分類(lèi) 1）正弦分布型 光強(qiáng)是角度的正弦函數(shù)，=90時(shí)光強(qiáng)最大，如GC15-A型散照型防水防塵燈。 2）廣照配光型 最大光強(qiáng)分布在5090之間，在較大的平面上形成比較均勻的照度，如G3-A廣照型工廠(chǎng)燈。,3）均勻配光型 光強(qiáng)在各方向大致相等，如乳白色玻璃圓球燈。 4）余弦配光型 光強(qiáng)是角度的余弦函數(shù)，=0時(shí)的光強(qiáng)最大，如GC1-A型工廠(chǎng)配照燈。 5）深照配光型 光通量和最大光強(qiáng)集中在030的狹小立體角之內(nèi)，如GC5-A深照型工廠(chǎng)燈，故只繪出其右下部分（030）的曲線(xiàn)。,燈具按配光曲線(xiàn)分類(lèi) 1-正弦分布型 2-廣照型 3-漫射型 4-配照型 5-深照型,2常用燈具的選擇,首先考慮從照度上滿(mǎn)足生產(chǎn)條件，盡量選用光效高、壽命長(zhǎng)、直接配光的燈具，以達(dá)到合理利用光通量和減少電能消耗的目的。其次考慮燈具的種類(lèi)與使用的環(huán)境應(yīng)相匹配。,常用的幾種燈具 a）配照型 b）廣照型 c）深照型 d）斜照型 e）廣照防水防塵型 f）圓球型 g）雙罩型 h）伸縮型,3室內(nèi)燈具的布置方案,一般照明燈具的布置 a)均勻布置 b)選擇布置,(1) 均勻布置,均勻布置的燈具 a)矩形布置 b)菱形布置,實(shí)驗(yàn)與分析表明：矩形排列，當(dāng)l=l時(shí)照明均勻度最好；菱形排列，當(dāng)l= l時(shí)照度最均勻。,一般而言，當(dāng)墻邊有工作位置時(shí)，可取l=（0.250.3）l；無(wú)工作位置時(shí)，可取l=（0.40.5）l。,（2）選擇布置,燈具的布置與生產(chǎn)設(shè)備的位置有關(guān)。一般按工作面對(duì)稱(chēng)布置，力求使工作面能獲得最有利的光通方向和消除陰影。,返回,10-3 照明供電系統(tǒng)及其選擇,一、照明供電系統(tǒng),1照明電壓的選擇,（1）在正常環(huán)境中，一般照明采用交流220V，由220/380 V三相四線(xiàn)制系統(tǒng)供電。 （2）在嚴(yán)重潮濕、高溫和有導(dǎo)電粉塵的危險(xiǎn)環(huán)境中，以及移動(dòng)燈具或安裝在2.4m以下的固定式燈具，應(yīng)采用36V安全電壓供電。,（3）在工作條件極其惡劣的場(chǎng)所（如鍋爐、金屬容器或平臺(tái)），手提行燈應(yīng)采用12V的電壓供電。 （4）由蓄電池供電時(shí)，可根據(jù)容量大小、電源條件及使用要求等因素分別采用直流220V、110V、36V，24V和12V等電壓供電。,2照明系統(tǒng)的供電方式,（1）工作照明的供電方式 在普通場(chǎng)所，照明負(fù)荷與動(dòng)力負(fù)荷可由一臺(tái)變壓器供電，但照明負(fù)荷供電應(yīng)從變電站低壓配電屏單獨(dú)引出，與動(dòng)力負(fù)荷分開(kāi),由一臺(tái)變壓器供電的照明供電系統(tǒng),（2）應(yīng)急照明的供電方式,在較重要的工作場(chǎng)所或?yàn)槭枭⑷藛T而設(shè)置的應(yīng)急照明，其電源可以考慮與工作電源合用一臺(tái)變壓器,由兩臺(tái)變壓器交叉供電的應(yīng)急照明供電系統(tǒng),二、電氣照明平面布線(xiàn)圖,常用照明燈的圖形符號(hào),a為同類(lèi)型燈具的盞數(shù)；b 為燈具型號(hào)或類(lèi)型代號(hào)；c 為每盞燈的燈泡或燈管數(shù)；d 為燈泡的功率；e 為燈具的安裝高度（對(duì)吸頂燈用“”表示）； f 為燈具的安裝方式，X線(xiàn)吊式，L鏈吊式，G管吊式；l 為燈泡的種類(lèi)，不標(biāo)注白熾燈，L鹵鎢燈，Y熒光燈，G高壓汞燈，N高壓鈉燈，X氙燈，J金屬鹵化物燈，H混光光源。,文字符號(hào)標(biāo)注表達(dá)式,表示該場(chǎng)所共裝6盞燈，燈具的類(lèi)型是深照型，每只燈具內(nèi)裝一個(gè)100W的白熾燈泡，安裝高度為2.5m，采用鏈吊式方法安裝。另外，在燈具旁還需注明其平均照度 。,車(chē)間（部分）工作照明平面布線(xiàn)圖,三、照明供電系統(tǒng)導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇與校驗(yàn),按允許電壓損失選擇導(dǎo)線(xiàn)截面,式中，C為計(jì)算系數(shù)，見(jiàn)下表。M為線(xiàn)路中負(fù)荷功率矩之和,單位為kWm，P為線(xiàn)路的有功功率，kW；為線(xiàn)路的長(zhǎng)度，m。 按上式計(jì)算的結(jié)果，取相近偏大的標(biāo)準(zhǔn)截面。,計(jì)算系數(shù)C值,2按發(fā)熱條件校驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)截面 原則是被計(jì)算的計(jì)算負(fù)荷電流，應(yīng)小于導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)期允許電流值。 3導(dǎo)線(xiàn)允許電流與保護(hù)裝置的配合 導(dǎo)線(xiàn)截面長(zhǎng)期允許電流應(yīng)不小于保護(hù)裝置（熔斷器的熔體或自動(dòng)開(kāi)關(guān)的熱脫扣器）的額定電流。 4按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)截面 原則是所選用的照明線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)截面面積，應(yīng)不小于機(jī)械強(qiáng)度允許的導(dǎo)線(xiàn)最小截面面積。,為什么照明線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇首先按允許電壓損失選擇，然后再按發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn)？,想一想,照明光源對(duì)電壓的變化很敏感，電壓的變化直接影響照明質(zhì)量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于視覺(jué)要求較高的室內(nèi)照明，其允許電壓損失為2%3%，而一般照明線(xiàn)路為5%。,本章結(jié)束,