第10章工厂电气照明

第10章工厂电气照明第10章工厂电气照明10.1电光源把能发光的物体称为光源，靠外部供给电能而发光的光源称电光源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，称为光源的光通量，用符号Φ表示。单位为流明（lm）电光源所发出的光通量（Φ）与该电光源所消耗的电功率（P）之比，称为电光源的发光效率。光强电光源在某一方向单位立体角内辐射的光通量，即发光的强弱程度，称为电光源在该方向上的光强度。符号为I，单位是坎德拉（cd）。IΩ：空间立体角2rA照度受照物体表面单位面积（A）上接受的光通量称为照度。符号为E，单位是勒克斯（lx）。用公式表示为：AE亮度把发光体在视线方向单位投影面上的发光强度，称为亮度。符号为L，单位为cd/m2。发光体在视线方向的亮度表达式为：AIAIAILcoscos物体的光照性能物体的光照性能可用下面的三个系数来表明：反射系数：吸收系数：透射系数：以上三个系数并满足：ρ+α+τ=1光源的颜色1）光源的色温（K）色温是指光源的发光颜色与黑体（能全部吸收光能的物体）所辐射的光的颜色相同（或相近）时黑体的温度，单位为开尔文。白炽灯的色温为2400K（10W）～2920K（1000W），日光色荧光灯的色温为6500K。2）光源的显色性能光源对被照物体颜色显现的性质，叫光源的显色性。用显色指数（Ra）表示光源显色性能和视觉上失真程度好坏的指标。物体的颜色以日光的参考光源照射下的颜色为准，被测光源的显色指数越高，说明该光源的显色性能越好，物体在该光源的照射下的失真度越小。不同照度、不同色温下光源色调的感受光源的色调感觉暖色（＜3300K）中间色（3300K～5300K）冷色（＞5300K）≤500愉快的中间的阴冷的500～1000刺激的愉快的中间的1000～20002000～3000≥3000不自然的中间的愉快的10.1.2工厂常用的电光源电光源按其发光原理分为：热辐射光源，如白炽灯、卤钨灯气体放电光源，如高压汞灯、高压钠灯、荧光灯白炽灯白炽灯是靠电能将灯丝（钨丝）加热到白炽状态而发光。白炽灯的灯丝通常用钨制成，这是由于它的熔点高蒸发率小的原因。白炽灯结构简单，价格低廉，使用方便，而且显色性好，应用最广泛。但它发光率低，使用寿命短。且不耐震。现在利用新的技术和材料，努力改善白炽灯的性能。白炽灯适用于无剧烈震动的工业和民用建筑物的照明。卤钨灯在灯泡内充入一定比例卤素或卤化物的气体，它的发光原理与白炽灯相同，在通电后灯丝被加热至白炽状态而发光。广泛应用于一些拍摄现场，舞台、展厅、广场、工业厂房建筑等照明荧光灯荧光灯也称日光灯，是利用管内汞蒸汽在外加电压作用下放电产生的紫外线，去激发涂在管壁内上荧光粉而发光。荧光灯同白炽灯相比使用寿命较长，发光效率较高，照明柔和，眩光影响小，色温接近白天的自然光，显色性能好。荧光灯常用于办公场所、教学场所、商场、住宅照明等，在电气照明中广泛应用。荧光灯外形结构高压汞灯高压汞灯又称高压水银荧光灯。是荧光的改进产品，是利用汞放电时产生的高气压获得可见光的电光源。它不需要起辉器来预热灯丝，但必须与相应功率的镇流器串联使用。高压汞灯发光效率高，省电，使用寿命较长。但有明显的频闪，显色性较差，启动时间较长。常用于道路、广场、车站、码头、企业厂房内外照明。高压钠灯高压钠灯是利用高压钠蒸汽放电发光的电光源。它的发光效率比高压汞灯高，寿命较长，但显色性也较差。常用于商业区，公共聚集场所照明。其它常用灯金属卤化物灯金属卤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电光源，不仅光色好，且光效高，但寿命低于高压汞灯。它适合于显色性要求高的照明场所。彩色金属卤化物灯是新发展起来的，广泛用于夜晚城市建筑物的投射照明，绚丽夺目。管形氙灯管形氙灯是利用高压氙气放电发光,和太阳光相近,适合于广场等大面积场所。管形氙灯在点燃前管内已具有很高的气压，因此点燃电压高，需配专用触发器来产生脉冲高频高压，价格较高。常用照明电光源的主要特性光源名称白炽灯卤钨灯荧光灯高压汞灯管形氙灯高压钠灯金属卤化物灯额定功率范围（W）10～1000500～20006～12550～10001500～10000025～400400～1000光效6.5～1919.5～2125～6730～5020～3790～10060～80平均寿命（h）100015002000～30002500～5000500～100030002000显色指数95～9995～9970～8030～4090～9420～2565～85启动稳定时间瞬时瞬时1～3s4～8min1～2s4～8min4～8min再启动时间瞬时瞬时瞬时5～10min瞬时10～20min10～15min功率因数110.33～0.70.44～0.670.4～0.90.440.4～0.61频闪效应不明显明显明显明显明显明显明显表面亮度大大小较大大较大大电压变化对光通量影响大大较大较大较大大较大环境温度对光通量影响小小大较小小较小较小耐震性能较差差较好好好较好好所需附件无无镇流器镇流器镇流器镇流器镇流器启辉器触发器触发器常用电光源的适用场合光源名称适用场所白炽灯1、局部照明场所、应急照明2、频闪小的场所3、开、关频繁，需要调光的场所4、照度要求不高，照明时间短的场所5、防止电磁波干扰的场所卤钨灯1、需要调光的场所2、频闪要求小的场所荧光灯1、需要长时间使用的场所2、需要舒适的自然光照的地方3、悬挂高度较低而照度要求较高的场所4、应急照明高压汞灯高大的厂房，光色要求不高的场所高压钠灯1、道路照明、室外照明2、多烟尘的车间金属卤化物灯厂房高，照度要求高、光色好的场所管形氙灯适合于广场等大面积场所，在短时间需要强光的场所，悬挂高度不低于20m10.1.3工厂常用灯具的选择与布置照明灯具的特性1）配光曲线电光源发出的光线是射向四周的，为了充分利用光能，给光源加装灯罩，使光线重新分配，其发光强度曲线就改变了，这改变后的发光强度曲线叫灯具的配光曲线旋转对称轴灯具的配广曲线直角坐标配光曲线照明灯具的特性2）效率光源加装了灯罩，重新分配光源发出的光通量，一部分光通量被灯罩吸收，引起光通量的减少，所以灯具的光通量与光源辐射的全部光通量的比值，称为灯具的效率，一般为0.5～0.6。3）保护角保护角是指灯丝的水平线与灯丝最外点至灯罩对边边缘连线的夹角。灯具的保护角是保护人眼不受光源直射刺激的一个技术指标。各种灯具的悬挂高度不同，要求的保护角有所不同。一般为10°～30°。灯具的光通量分类直接照明型（向下投射的光通量为90%-100%，向上投射极少）。光通量的利用率很高，灯罩一般用反光性能好的不透明材料制成。半直接照明型（向下投射的光通量为60%-90%，向上投射10%-40%）。光通量的利用率较高，灯具一般采用半透明材料或灯具上方有透光间隙。均匀照明型（向下投射的和向上投射的光通量差不多相等，在40%-60%）。光通量的利用率较低，但它向周围均匀散发光线，照明柔和。半间接照明型（向上投射的光通量为60%-90%，向下投射10%-40%）。大部分光线照在顶棚和墙面上部，把它们变成了二次发光体。间接照明型（向上投射的光通量为90%-1000%，向下投射极少）。绝大部分光线照在顶棚和墙面上部，形成房间照明，整个房间光线均匀柔和，无明显阴影。灯具的光通量分类图光强分布灯具（a）直接型光强分布灯具（b）半直接型光强分布灯具（c）均匀照射型光强分布灯具（d）半间接型光强分布灯具（e）间接型图8.13灯具的光通量分类灯具的配光曲线形状分类配照型（光强是角度θ的余弦函数，在θ=0°光强最大）。广照型（最大光强分布在较大角度内上，可在较广的面积上形成均匀的照度）。深照型（最大光强在0°-40°的立体角内）。慢射型（各个角度的发光强度基本相同）。正弦配光型（光强随角度θ按正弦规律变化，在θ=90°光强最大）。灯具的结构分类图8.14工厂常用的几种灯具安装方式分类图8.15灯具的安装方式灯具的选择灯具的选择应选用效率高、利用系数高，维护检修方便的灯具。使用环境条件应采用下列各种灯具：（1）在正常温度下，一般选用开启式灯具（2）在潮湿或特别潮湿的场所，应采用密闭的防潮灯具或带有防水灯头的开启式灯具。（3）在灰尘多的场所，应采用防尘型灯具。（4）在有爆炸和火灾危险的场所，应按国家标准和规范分等级选择相应的灯具。（5）在高温场所，应采用带散热孔的开启式灯具。（6）在震动或晃动较大的场所，灯具应有保护网和采取减振措施。（7）在可能受到机械损伤的场所，灯具应有保护网。（8）在有腐蚀性气体和蒸汽的场所，应采用耐腐蚀材料制成的密闭式灯具。灯具的布置灯具的布置应满足被照工作面上能得到均匀的照度，应减少眩光和阴影的影响，尽量减少投资。为了满足照度的要求，维修的方便，灯具的悬挂高度不能过高，但也不能过低，如过低，人容易碰着，不安全，会产生眩光，对人眼不利。室内一般灯具的最低悬挂高度不要低于2.5m，具体按规定选取。灯具的布置有均匀布置和选择布置。（1）均匀布置不考虑生产设备的位置，灯具均匀的分部在整个车间。（2）选择布置灯具的布置与生产设备的位置有关，按工作面布置，使工作面照度最强。均匀布置几种型式10.1.4照度标准车间名称及工作场所工作面上的最低照度（lx）混合照明混合照明中的一般照明单独使用一般照明金属加工车间一般50030精度100075机电装配车间大件装配50050精密小件装配100075机电设备试车地面20试车台50050电修车间一般3003050精密50050喷漆车间油漆、喷漆50调漆配置30焊接车间弧焊50接触焊划线5005075锻工车间30扳金车间50冲压剪切车间30030热处理车间30木工车间机床区30030木摸工作台3003010.2照明的供电方式及线路控制工厂照明按用途分为工作照明和事故照明（应急照明）。工作照明指的是在正常生产和工作的情况下而设置的照明，称工作照明。工作照明根据装设的方式分一般照明（整个场所照度均匀的照明）、局部照明（满足在某个部位的照明）和混合照明（由一般照明和局部照明共同组成）。工厂的工作照明一般由动力变压器供电，有特殊需要时可考虑专用变压器供电。事故照明指的是在工作照明发生事故而中断时，供暂时工作或疏散人员用的照明，称事故照明。供继续工作用的事故照明通常设在可能引起事故或引起生产混乱及生产大量减产的场所。供疏散人员用的事故照明设在有大量人员聚集的场所或有大量人员出入的通道和出入口，并有明显的标志。事故照明一般与工作照明同时投入，以提高照明的利用率。事故照明装置的电源必须保持独立性，最好是与工作照明分接不同母线段上的变压器供电。事故照明的接线两台变压器交叉供电的照明供电系统一台变压器供电的照明供电系统10.3照明线路导线截面及保护装置的选择照明线路导线截面照明线路一般按允许电压损失进行选择，再用机械强度和发热条件进行校验。按允许电压损失计算导线截面的公式：%alUCPLA计算系数C线路额定电压（V）线路类型系数C值铜线铝线380/220三相四线7746.3两相三线3420.5220单相或直流12.87.75110单相或直流3.21.9436单相或直流0.340.2124单相或直流0.1530.09312单相或直流0.0380.023保护装置的选择保护装置类型保护装置电流/照明线路计算电流/A白炽灯、钨灯、荧光灯、金属卤化物灯高压汞灯高压钠灯RL1型熔断器11.3～1.71.5RC1A型熔断器11.0～1.51.1带热脱扣器低压断路器11.11带瞬时脱扣器低压断路器666照明供电系统采用低压断路器和熔断器进行短路保护和过负荷保护。考虑到各种电光源点燃时启动电流的不同，因此不同电光源的保护装置电流（熔体电流或脱扣电流）也应有所区别。用熔断器保护照明线路时，熔断器应安装在相线上，而在公共PE线和PEN线上，不得安装熔断器。用低压断路器保护照明线路时，其过流脱扣器也应安装在相线上。建筑电气识图•动力或动力照明配电箱•照明配电箱•