10-2 常用照明光源与灯具

南京师范大学电气工程系10.2常用照明光源与灯具照明光源1.光源的分类2.光源的性能及选择照明灯具1.灯具的光学特性2.灯具的结构3.灯具的选择4.室内灯具的悬挂高度5.灯具的布置南京师范大学电气工程系照明光源•光源的分类常用的电光源按发光原理可分为热辐射光源和气体放电光源两类。1.热辐射光源：利用物体加热时辐射发光的原理所制造的光源。如白炽灯、卤钨灯等。2.气体放电光源：利用电场作用下气体放电发光的原理所制造的光源。如荧光灯、高压汞灯、高（低）压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等。南京师范大学电气工程系（1）白炽灯白炽灯是靠电流加热钨丝到白炽程度引起热辐射发光的,结构见图10.2.1。其特点是构造简单，价格低，显色性好，有高度的集光性，便于光的再分配，使用方便，适于频繁开关。缺点是光效低，使用寿命短，耐振性差。南京师范大学电气工程系（2）卤钨灯卤钨灯是利用卤钨循环的原理，在白炽灯中充入微量的卤化物，结构见图10.2.2，白炽灯灯丝蒸发出来的钨和卤元素结合，生成的卤化钨分子扩散到灯丝上重新分解，使钨又回到灯丝上，从而既提高了灯的光效又延长了使用寿命。管形卤钨灯必须水平安装，并且应当与易燃物保持一定距离。卤钨灯的耐震性也较差，不适于在振动较大的场所使用，更不能作为移动式光源来使用。南京师范大学电气工程系（3）荧光灯荧光灯是一种低压汞蒸气弧光放电灯，结构如图10.2.3所示，汞蒸气放电时发出可见光和紫外线，紫外线又激励管内壁的荧光粉而发出可见光，两者混合光色接近白色。外荧光灯要与镇流器（或称稳压器）一起使用，将工作电流限制在额定值。荧光灯的优点是光效高，寿命长，显色性好；但需要附件多，不宜用于需要频繁启动的场合。南京师范大学电气工程系（4）高压汞灯高压汞灯是低压荧光灯的改进产品，如图10.2.4所示，它的光效约比白炽灯高三倍，寿命也长，启动时无需加热灯丝，故只需镇流器。缺点是显色性差，启动慢，对电压要求较高，也不宜频繁启动。南京师范大学电气工程系（5）高压钠灯结构见图10.2.5，高压钠灯利用高压钠蒸气放电发光，其辐射光的波长集中在人眼较敏感的区域内。具有照射范围广，寿命长，紫外线辐射少，透雾性好等优点。但显色性差，对电压波动较敏感。南京师范大学电气工程系（6）金属卤化物灯金属卤化物灯是在高压汞灯的基础上发展起来的，它克服了高压汞灯显色性差的缺点。在高压汞灯内添加了某些金属卤化物，通过金属卤化物的循环作用，不断向电弧提供金属蒸气，金属原子在电弧中受电弧激发而辐射发光。它具有光色好、光效高、受电压影响小等优点，是目前比较理想的光源。选择适当的金属卤化物并控制相对比例，便可制成各种不同光色的金属卤化物灯。南京师范大学电气工程系（7）氙灯氙灯为惰性气体弧光放电灯，高压氙气放电时能产生很强的白光，接近连续光谱，与太阳光十分相似，故有“人造小太阳”之称。氙灯特别适合作广场等大面积场所的照明。南京师范大学电气工程系•光源的性能及选择各种常用电光源的主要性能见表10.2.1。南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系•光源的性能及选择从表中可以看出，这些性能指标之间有时是相互矛盾的，在选用电光源时首先应考虑光效高、寿命长其次再考虑显色指数、启动性能以及其他次要指标最后综合考虑环境条件、初期投资与年运行费用南京师范大学电气工程系•光源的性能及选择选择照明光源时，一般考虑如下因素。（1）对于一般性生产车间、辅助车间、仓库和站房，以及非生产性建筑物、办公楼和宿舍、厂区道路等，优先考虑选用投资低廉的白炽灯和简座日光灯。（2）照明开闭频繁，需要及时点亮、调光和要求显色性好的场所，以及需要防止电磁波干扰的场所，宜采用白炽灯和卤钨灯。（3）对显色性和照度要求较高，视看条件要求较好的场所，宜采用日光色荧光灯、白炽灯和卤钨灯。南京师范大学电气工程系（4）荧光灯、高压汞灯和高压钠灯的抗振性较好，可用于振动较大的场所。（5）选用光源时还应考虑到照明器的安装高度。白炽灯适宜的悬挂高度为6～12m，荧光灯为2～4m，高压汞灯为5～18m，卤钨灯为6～24m。对于灯具高挂并需要大面积照明的场所，宜采用金属卤化物灯和氙灯。（6）在同一场所，当采用的一种光源的光色较差时，可考虑采用两种或多种光源混合照明。•光源的性能及选择南京师范大学电气工程系•照明灯具灯具是灯泡和灯罩的总称。1.灯具的光学特性灯具的光学特性主要体现在光强分布（配光曲线）、遮光角（保护角）和灯具的效率等指标上。南京师范大学电气工程系照明灯具（1）配光曲线灯具在空间各个方向上的光强的分布情况用配光曲线来描述。配光特性是衡量灯具光学特性的重要指标。常见的灯具的配光曲线有正弦分布型、光照型、漫射型、配照型和深照型五种形状,如图10.2.6所示。南京师范大学电气工程系照明灯具（2）效率灯具射出的光通量与光源发出的光通量的比值称为灯具的效率。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、光源的中心位置有关。南京师范大学电气工程系照明灯具（3）遮光角遮光角又称为保护角，指的是灯具出光沿口遮蔽光源发光体使之完全看不见的方位与水平线的夹角，如图10.2.7所示。其值一般在15。～30。之间。南京师范大学电气工程系2.灯具的结构结构型式结构特点开启型光源与外界空间直接接触（无罩）闭合型灯罩将光源包起来，但内外空气仍能流通封闭型灯罩固定处加以一般封闭，内外空气仍可有限流通密闭型灯罩固定处加以严密封闭，内外空气不能流通防爆型灯罩及其固定处和灯具外壳均能承受要求的压力，符合《防爆电气设备制造检验规程》的规定，可用于有爆炸危险性介质的场所照明灯具南京师范大学电气工程系照明灯具3.灯具的选择根据被照场所对配光的要求、环境条件和使用特点，合理地选择灯具的光强分布、效率、保护角、类型及造型尺寸等，同时还应考虑灯具的装饰效果和经济性，优先选用配光合理、光效髙、寿命长的灯具。一般生产车间、办公室和公共建筑，多采用半直接型或均匀漫射型灯具，从而获得舒适的视觉效果。在正常工作环境中，宜选用开启型灯具。南京师范大学电气工程系照明灯具4.室内灯具的悬挂高度室内灯具的悬挂高度不宜过高也不宜过低。过高，不能满足工作面上的照度要求且维修不便；过低，则容易碰撞，而且会产生眩光，降低人的视力。GB50034－1992规定了室内一般照明灯具的最低悬挂高度，见表10.2.5。南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系照明灯具5.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。灯具的布置方式均匀布置选择布置南京师范大学电气工程系照明灯具5.灯具的布置