第10章工厂电气照明 §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
第10章 工厂电气照明 § 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
§10.1电气照明概述 工厂电气照明分为自然照明(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。 10.1.1照明技术的有关概念 1.光、光谱和光通量 (1)光 (2)光谱 (3)光通量(光通) 2.光强及其分布特性 光强 光强是即发光强度,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 I=Φ/g (10-1)
§10.1 电气照明概述 工厂电气照明分为自然照明（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。 10.1.1 照明技术的有关概念 1.光、光谱和光通量 （1）光 （2）光谱 （3）光通量（光通） 2.光强及其分布特性 光强 光强是即发光强度，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 I＝Φ／Ω （10-1）
》》10.1.1照明技术的有关概念 180° 式中,9为光源发光范围的立体角,单 位为球面度(sr),且g=A/r2,其中 r为球的半径,A为与9相对应的球面积; Φ为光源在立体角内所辐射的总光通量。 315 (2)光强分布曲线 330 光强分布曲线也叫配光曲线,它是在 40350 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a的函数曲线。 图10-1绘在极坐标上的配光曲线①D-1型配照灯) 配光曲线是用来进行电气计算的一种 □■■■■■■ 基本技术资料。对于一般灯具来说,配光 120 曲线是绘在极坐标上的,如图10-1所示。 对于聚光很强的投光灯,其光强分布 在一个很小的角度内,其配光曲线一般 0000 绘在直角坐标上,如图10-2所示。 J■■■■■ 图10-2绘在直角坐标上的配光曲线(投光灯)
10.1.1 照明技术的有关概念 式中，Ω为光源发光范围的立体角，单 位为球面度(sr)，且Ω＝A／r2 ，其中 r为球的半径，A为与Ω相对应的球面积； Φ为光源在立体角内所辐射的总光通量。 （2）光强分布曲线 光强分布曲线也叫配光曲线，它是在 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α的函数曲线。 配光曲线是用来进行电气计算的一种 基本技术资料。对于一般灯具来说，配光 曲线是绘在极坐标上的，如图10-1所示。 对于聚光很强的投光灯，其光强分布 在一个很小的角度内，其配光曲线一般 绘在直角坐标上，如图10-2所示。 图10-1 绘在极坐标上的配光曲线(D-1型配照灯) 图10-2 绘在直角坐标上的配光曲线（投光灯）
》》10.1.1照明技术的有关概念 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 (Ix) 当光通量Φ均匀地照射到某物体表面上(面积为A)时,该平面上的照度 值为 E=Φ/A (10-2) (2)亮度 发光体(受照物体对人眼可看作是间接 发光体)在视线方向单位投影面上的发光强 度称为亮度,用符号L表示,单位为cdm2 如图103所示,该发光体表面法线方向的光 强为I,而人眼视线与发光体表面法线成角, 因此视线方向的光强= Icosa,而视线方向 的投影面Aa= Acoso,由此可得发光体在视 线方向的亮度为 图10-3亮度概念说明
（2）亮度 发光体（受照物体对人眼可看作是间接 发光体）在视线方向单位投影面上的发光强 度称为亮度，用符号L表示，单位为cd/m2。 如图10-3所示，该发光体表面法线方向的光 强为I，而人眼视线与发光体表面法线成α角， 因此视线方向的光强＝Icosα，而视线方向 的投影面Aα＝Acosα，由此可得发光体在视 线方向的亮度为 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Φ均匀地照射到某物体表面上（面积为A）时，该平面上的照度 值为 E＝Φ／A （10-2） 10.1.1 照明技术的有关概念 图10-3 亮度概念说明
》》10.1.1照明技术的有关概念 L=/Aa=Icosa/Acos=I/A (10-3) 可见,发光体的亮度值实际上与视线方向无关。 4.物体的光照性能和光源的显色性 能 受照物体 (1)物体的光照性能 当光通量Φ投射到物体上时,一部 分光通从物体反射回去,一部分光 通被物体吸收,而余下一部分光通 则透过物体,如图10-4所示。 为了表征物体的光照性能,引入了 以下三个参数: ①反射比 图10-4光通量投射到物体上的情况 是指反射光的光通量Φ,与总投射光 通量Φ之比,即 p=/g (10-4
L＝／Aα＝Icosα／Acosα＝I /A (10-3) 可见，发光体的亮度值实际上与视线方向无关。 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Φ投射到物体上时，一部 分光通从物体反射回去，一部分光 通被物体吸收，而余下一部分光通 则透过物体，如图10-4所示。 10.1.1 照明技术的有关概念 为了表征物体的光照性能，引入了 以下三个参数： ①反射比 是指反射光的光通量 与总投射光 通量Φ之比，即 ρ＝/Φ (10-4) 图10-4 光通量投射到物体上的情况
》》10.1.1照明技术的有关概念 ②吸收比 是吸收光的光通量Φa与总投射光的光通量Φ之比,即 a=1 (105) ③透射比 是透射光的光通量Φr与总透射光的光通量Φ之比,即 τ=/① (10-6) 这三个参数存在如下关系: p+a+t=1 (10-7) 一般特别重视反射比这个参数,因为它与照明设计直接相关。 (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
②吸收比 是吸收光的光通量Φα与总投射光的光通量Φ之比，即 α＝/Φ （10-5） ③透射比 是透射光的光通量Φτ与总透射光的光通量Φ之比，即 τ＝/Φ （10-6） 这三个参数存在如下关系： ρ+α+τ＝1 (10-7) 一般特别重视反射比这个参数，因为它与照明设计直接相关。 （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。 10.1.1 照明技术的有关概念
》》10.1.1照明技术的有关概念 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R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97~99,荧光灯的为79~90,显然荧光灯 的显色性要差一些。 10.12照明方式和种类 1.照明方式 在工厂企业或变电所中,照明方式可分为一般照明、局部照明和混合照明。 1)一般照明供照度要求基本上均匀的场所的照明。 (2)局部照明仅供工作地点(固定式或便携式)使用的照明。 (3)混合照明一般照明和局部照明组成的照明
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Rα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97～99，荧光灯的为79～90，显然荧光灯 的显色性要差一些。 10.1.2 照明方式和种类 1．照明方式 在工厂企业或变电所中，照明方式可分为一般照明、局部照明和混合照明。 （1）一般照明 供照度要求基本上均匀的场所的照明。 （2）局部照明 仅供工作地点（固定式或便携式）使用的照明。 （3）混合照明 一般照明和局部照明组成的照明。 10.1.1 照明技术的有关概念
》》10.1.2照明方式和种类 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
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。 10.1.2 照明方式和种类
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。 10.21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)。 1.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称为热辐射光源。目前常 用的热辐射光有: (1)白炽灯 结构如图105。其发光原理为灯丝通过电流加热到白炽状态从而引起热 辐射发光
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）。 1．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称为热辐射光源。目前常 用的热辐射光有： （1）白炽灯 结构如图10-5。其发光原理为灯丝通过电流加热到白炽状态从而引起热 辐射发光
)10.2.1照明光源 (2)卤钨灯 结构如图10-6。卤钨灯是在灯泡中充 2 入微量的卤化物,利用卤钨循环的作用, 使灯丝蒸发的一部分钨重新附着在灯丝上, 以达到既提高光效又延长寿命的目的 456789 为了使灯管温度分布均匀,防止出现低 10 温区,以保持卤钨循环的正常进行,卤钨 灯要求水平安装,其偏差不大于40。 图10-5白炽灯结构图 1-玻壳2-灯丝(钨丝)3- 支架(钼线) 司= 4-电极(镍丝)5-玻璃芯柱 6-杜美丝(铜铁镍合金丝)7- 引入线(铜丝)8-抽气管 图10-6卤钨灯结构图 9-灯头10封端胶泥11-锡 1-灯脚2-钼箔3-灯丝(钨丝)4-支架5-石英玻管 (内充微量卤素) 焊接触端
10.2.1 照明光源 （2）卤钨灯 结构如图10-6。卤钨灯是在灯泡中充 入微量的卤化物，利用卤钨循环的作用， 使灯丝蒸发的一部分钨重新附着在灯丝上， 以达到既提高光效又延长寿命的目的。 图10-5 白炽灯结构图 1-玻壳 2-灯丝（钨丝） 3- 支架（钼线） 4-电极（镍丝） 5-玻璃芯柱 6-杜美丝（铜铁镍合金丝） 7- 引入线（铜丝） 8- 抽气管 9-灯头 10-封端胶泥 11-锡 焊接触端 为了使灯管温度分布均匀，防止出现低 温区，以保持卤钨循环的正常进行，卤钨 灯要求水平安装，其偏差不大于40。 图10-6 卤钨灯结构图 1-灯脚 2-钼箔 3-灯丝（钨丝） 4-支架 5-石英玻管 （内充微量卤素）