电气照明资料

河北科技大学电气工程系,#,2020/1/28,电力工程基础,第十章 电气照明,河北科技大学电气工程系,河北科技大学电气工程系,2,2024/11/19,第十章 电气照明,10.1,照明技术的有关概念,0.2,照明方式和种类,10.3,电光源和灯具,10.4,照明质量与照度计算,10.5,照明供电系统,河北科技大学电气工程系,3,2024/11/19,10.1,照明技术的有关概念,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，简称光通，用符号,表示，单位为,lm,（流明）。,电光源每消耗,1W,功率所发出的流明数，称为发光效率，简称光效。,发光强度：,光源在某一特定方向上单位立体角内的辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度，简称光强，用符号,I,表示，单位为,cd,（坎德拉）。即,式中，,为光源在立体角,内所辐射的总光通量；,为空间立体角，,A,为与,相对应的球面积，,r,为球半径。,河北科技大学电气工程系,4,2024/11/19,10.1,照明技术的有关概念,照度：,受照物体单位面积上接收到的光通量，称为照度，用符号,E,表示，单位为,lx,（勒克斯）。即,亮度：,光源在给定方向单位投影面上的发光强度，称为亮度，用符号表示，单位为,cd/m,2,。,如图,10-1,所示，设发光体表面法线方向的光强为,I,，则发光体在视线方向的亮度为,上式表明，发光体表面的亮度与视线方向无关。,图,10-1,亮度的定义示意图,河北科技大学电气工程系,5,2024/11/19,10.1,照明技术的有关概念,光源的色温和显色性,当光源的发光颜色与黑体加热到某一个温度所发出的光的颜色相同时，称该温度为光源的颜色温度，简称色温，单位为,K,（开尔文）。,光源对被照物体颜色显现的性质称为光源的显色性，并用显色指数来表示光源显色性能的好坏。,光源的显色指数，是指在被测光源照射下物体的颜色与日光参照光源照射下该物体颜色相符合的程度。,白炽灯的色温为,2400,2920K,，,日光灯的色温为,6500K,。,日光的显色指数为,100,，白炽灯的显色指数为,97,99,，荧光灯的显色指数为,75,90,。,物体的颜色以日光光源照射下的颜色为准。,河北科技大学电气工程系,6,2024/11/19,10.1,照明技术的有关概念,物体的光照性能,反射比：,吸收比：,透射比：,当光通量 投射到物体上时，其中有 从物体表面反射回去，被物体吸收，透过物体，如图,10-2,所示。,显然有：,又叫反射系数或反射率,又叫吸收系数或吸收率,又叫透射系数或透射率,图,10-2,物体的光照性能说明图,河北科技大学电气工程系,7,2024/11/19,10.2,照明方式和种类,一、照明方式,一般照明：,在整个场所或场所的某一部分照度基本上均匀的照明，称为一般照明。,局部照明：,局限于工作部位的固定或移动的照明，称为局部照明。对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求的场所，宜采用局部照明。,混合照明：,由一般照明和局部照明共同组成的照明，称为混合照明。对于工作位置需要较高 照度并对照射方向有特殊要求的场所，宜采用混合照明。,河北科技大学电气工程系,8,2024/11/19,10.2,照明方式和种类,二、照明种类,工作照明：,正常工作时使用的室内外照明。,事故照明：,当工作照明因事故而中断时，供暂时继续工作或疏散人员等而设置的紧急照明。,值班照明：,在非生产时间内专供值班人员使用的照明。,警卫照明：,用于警卫地区周界附近的照明。,障碍照明：,装设在建筑物上作为障碍标志的照明。,河北科技大学电气工程系,9,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,一、电光源的类型及性能,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，如白炽灯、卤钨灯等。,气体放电光源：,利用气体放电时发光的原理所制成的光源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等。,1,电光源的类型,2,光源的性能,光源的主要性能指标是：光效、寿命、显色指数、起动及再起动时间等。,常用照明电光源的主要技术特性见,表,10-1,。,河北科技大学电气工程系,10,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,3,光源的选择原则,对照度要求不高、要求频闪效应小、开闭频繁、需要防止电磁波干扰、需要调光、局部或事故照明的场所，一般选用白炽灯。,对照度及显色性要求较高的场所，一般选用日光灯。,对照度要求高、显色性要求较好、要求频闪效应小和需要调光的场所，一般选用卤钨灯。,从,表,10-1,可以看出，这些性能指标之间有时是相互矛盾的，在选用电光源时，应优先考虑光效高、寿命长，其次才考虑显色指数和起动性能等指标。,河北科技大学电气工程系,11,2024/11/19,对安装高度较高，并需要大面积照明的场所或震动较大的场所，一般选用荧光高压贡灯或高压钠灯。,选用光源时还应估计灯具的安装高度。,10.3,电光源和灯具,白炽灯适用,6,12m,的悬挂高度；,荧光灯适用,2,4m,的悬挂高度；,高压汞灯和高压钠灯适用,5,18m,的安装高度；,卤钨灯适用于,6,24 m,的安装高度。,当采用一种光源不能满足光色或显色性要求时，可采用两种或多种光源混合照明。,河北科技大学电气工程系,12,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,二、灯具的选用与布置,1,灯具的特性,灯具（照明器）是灯泡和灯罩的总称。灯具的特性可用配光曲线、保护角和灯具效率三个特征量来描述。,配光曲线,（,光强分布曲线,）：,表征灯具在空间各个方向的光强分布特性。,保护角,（,遮光角,）：,表征灯具的光线被灯罩遮盖的程度，也表征避免灯具对人眼直射眩光的范围。,对一般照明灯具，配光曲线绘在极坐标上，其光源采用,1000lm,的假想光源；对聚光很强的投光灯，其配光曲线一般绘在直角坐标上。,河北科技大学电气工程系,13,2024/11/19,一般照明灯具的保护角为灯丝（或发光体）的水平线与灯丝的最边缘点和灯具出光口的连线之间的夹角，如图,10-3,所示。,10.3,电光源和灯具,灯具的效率一般在,0.5,0.9,之间，其大小与灯罩材料与形状、灯丝的位置有关。,灯具效率：,灯具辐射的光通量,1,与光源发出的光通,2,之比，即,图,10-3,灯具的保护角,河北科技大学电气工程系,14,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,2,灯具的分类,按灯具的配光曲线分类,CIE,分类法：根据光通量在灯具上半球与下半球的分配比例，可以将灯具分为五种类型，见表,10-2,。,表,10-2,灯具的分类（按光通量在灯具上、下半球的分配比例）,类型,光通量分布特性,特 点,上半球,下半球,直接型,0%,10%,100%,90%,光线集中，工作面上可获得充分照度,半直接型,10%,40%,90%,60%,光线能集中在工作面上，空间也能得到,适当照度，比直接型眩光小,漫射型,40%,60%,60%,40%,空间各个方向光强基本一致，可达到无眩光,半间接型,60%,90%,40%,10%,增加了反射光的作用，使光线比较均匀柔和,间接型,90%,100%,10%,0%,扩散性好，光线柔和均匀，避免了眩光，,但光的利用率低,河北科技大学电气工程系,15,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,传统分类法：根据灯具的配光曲线形状，可以将灯具分为五种类型，如图,10-4,所示。,广照型：,最大发光强度分布在较大角度（,50,90,）上。,均照型：,光强在各个角度基本相等。,正弦配光型：,光强是角度,的正弦函数，即 。,配照型：,光强是角度,的余弦函数即 。,深照型：,光通量和最大光强集中在,0,30,的狭小立体角内。,图,10-4,灯具的几种典型配光曲线,1,正弦配光型,2,广照型,3,均照型,4,配照型,5,深照型,余弦配光型,漫射型,河北科技大学电气工程系,16,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,按灯具的结构特点分类,开启型：,光源与灯具外界空间直接接触（无罩）。,闭合型,：透明罩将光源包含起来，但内外空气仍能自由流通。,密闭型：,其光源被透明罩密封，内外空气不能对流。,防爆型：,其光源被高强度透明罩密封，透明罩本身及其固定处均能承受足够的压力，能安全使用在有爆炸危险介质的场所。,隔爆型：,其光源也被高强度透明罩密封，但不是靠其密封性来防爆，而是在灯座与灯罩之间有一隔爆间隙，也能安全使用在有爆炸危险介质的场所。,河北科技大学电气工程系,17,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,3,灯具的选用,在空气干燥和少尘的室内场所，应选用开启式灯具。,在潮湿或特别潮湿的场所，应选用密闭型防水防尘灯具或带有防水灯头的开启式灯具。,在含有大量尘埃，但无爆炸和火灾危险的场所，应选用防尘型灯具。,在有爆炸和火灾危险的场所，应按危险场所的等级选择相应的灯具。,在震动较大的场所，应选用防震型灯具，或用普通灯具再加防震措施。,河北科技大学电气工程系,18,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,在有腐蚀气体和蒸汽的场所，应选用耐腐蚀材料制成的密闭式灯具。,在高温场所，应采用带有散热孔的开启式灯具。,在有可能受到机械损伤的场所或灯具的安装高度较低时，灯具应有安全保护措施。,4,灯具的布置,灯具布置的要求,首先要保证照度要求，要使光线射向适当、限制眩光阴影。还应考虑方便、安全、美观、经济等因素。,河北科技大学电气工程系,19,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,灯具的布置方式（图,10-5,）,均匀布置：,灯具有规律地按行、列等距离布置，与设备位置无关。,选择布置：,灯具的布置位置与工作表面的位置有关，大多按工作表面对称布置，力求使工作面获得最有利的光照并消除阴影。,图,10-5,室内灯具的布置方式,a,）均匀布置,b,）选择布置,河北科技大学电气工程系,20,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,均匀布置的灯具可排列成矩形（含正方形），也可以排列成菱形，如图,10-6,所示。,灯具布置是否合理，取决于灯具间的距离,l,和灯具的悬挂高度,h,之比值（简称距高比）。,能使照度均匀度最高的距高比，称为较佳距高比（,表,10-3,）。,图,10-6,灯具的均匀布置示意图,a,）矩形布置,b,）菱形布置,河北科技大学电气工程系,21,2024/11/19,10.3,电光源和灯具,表,10-3,灯具的较佳距高比,l/h,值,照明器类型,l/h,单行布置时房间,最大宽度（,m,）,多行布置,单行布置,配照型、广照型、双罩配置型工厂灯,1.8,2.5,1.8,2.0,1.2,h,深照型、镜面深照型灯、乳白玻璃罩吊灯,1.6,1.8,1.5,1.8,1.0,h,防爆灯、圆球灯、吸顶灯、防水防尘灯、防潮灯,2.3,3.2,1.9,2.5,1.3,h,荧光灯,1.4,1.5,灯具作矩形布置时，应以正方形布置时照度最均匀；灯具作菱形布置时，灯具间呈等边三角形时照度分布最均匀。,由,图,10-6,知：,最边缘一列灯具离墙的距离 为：当靠墙有工作面时，取,=,（,0.25,0.3,）,l,；靠墙为通道时，取,=,（,0.4,0.5,）,l,。,l,为灯具间的距离，对矩形布置，取,河北科技大学电气工程系,22,2024/11/19,10.4,照明质量与照度计算,一、照明质量,照度的合理性：,工作面要有足够的照度和亮度，确保达到国家规定的最低照度标准。,照明的均匀性：,工作面上照明要均匀，且工作面与周围环境的照度的差别也不能太大。,限制眩光：,眩光是由于亮度分布不均匀或亮度变化幅度太大而引起的使人视觉不舒服或视力降低的视觉状态。,光源的显色性：,在需要正确辨色的场所，应采用显色指数高的光源，如白炽灯、日光色荧光灯、日光色熵灯等。,照明的稳定性：,照明的不稳定性主要是由于光源的光通量变化所致。,河北科技大学电气工程系,23,2024/11/19,10.4,照明质量与照度计算,二、照度计算,1.,利用系数法,利用系数的概念：,光源投射到工作面上的光通量与光源发出的