光源灯具的选择

第2章光源灯具的选择

2.1 电光源

电光源按发光原理分为热辐射光源和气体放电光源。气体放电光源按其发光的物质不同又可分为金属类（低压汞灯、高压汞灯）、惰性气体类（如氙灯、汞氙灯）、金属卤化物类（钠、铟）等。

1．光源型号在GB2796-81中规定了白炽灯和气体放电灯的型号标准，见表2-1和表2-2。

反射型荧光高压汞灯泡GYF

氙灯管形氙灯

管形水冷氙灯XG

XSG

额定功率

（W）

结构形式

的顺序号

钠灯低压钠灯泡

高压钠灯泡ND

NG

额定功率

（W）

金属卤化物

灯管形镝灯DDG 额定功率

（W）

光源的额定电压是指光源及其附件组成的回路所需电源电压的额定值。

光源的额定功率是指光源自身及其附件消耗的功率之和。

光源的起动时间是指光源接通电源开始至光源发出的光通量达到稳定值时所需的时间。

光源的寿命分有效寿命和全寿命两种。有效寿命指光源光通量衰减到初始值的70%时的寿命。全寿命是指光源从开始使用到无法使用的寿命。光源的平均寿命是指光源有效寿命的平均值。

2．热辐射光源利用物体通电使之发热到白炽状态而发光的原理所制造的光源称为热辐射光源，其功率因数接近1。

（1）白炽灯：白炽灯是靠钨丝白炽体的高温热

辐射发光，结构简单，使用方便，显色性好。但因

热辐射中只有2～3％为可见光，其发光效率低，

抗震性较差，当灯丝发热蒸发出的钨分子在玻璃泡

上有黑化现象，平均寿命一般达1000h。

当电源电压变化会直接影响白炽灯的使用寿命

和发光效率。

白炽灯经常用在建筑物室内照明和施工工地的

临时照明，聚光灯的电光电压，其额定电压有220V

和36V安全电压，有可用于地下室施工照明或手持

临时照明光源。图2-1 白炽灯的结构

（2）卤钨灯：卤钨灯包括碘钨灯、溴钨灯。在

白炽灯泡中充入微量的卤化物，利用卤钨循环提高

发光效率。发光效率比白炽灯高30%。

为了使卤钨循环顺利进行，卤钨灯必须水平安

装，倾斜角不得大于4 ，不允许采用人工冷却措施（如电风扇冷却），工作时的管壁温度可高达600℃，不能与易燃物接近，灯脚的引入线采用耐高温的导线。

此灯的耐震性、耐电压波动性都比白炽灯差，但显色性很好。经常用于电视转播等场合。

卤钨灯的光效（19.5～21lm/W）和寿命（3500h）及显色性等均较白炽灯为佳，其体积能小型化，灯具也可小型化，已被广泛作为商业橱窗、餐厅、会议室、博物馆、展览馆照明光源。

2．气体放电灯

（1）荧光灯：荧光灯是利用汞蒸气在外加电源作用下产生弧光放电，可以发出少量的可见光和大量的紫外线，紫外线再激励管内壁的荧光粉使之发出大量的可见光。荧光灯由镇流器、灯管、启辉器和灯座组成。

荧光灯的特点是光效高，使用寿命长，光谱接近日光，显色性好，缺点是功率因数低，有频闪效应，不宜频繁开启。目前多使用电子镇流器的荧光灯，其功率因数可以达到0.9以上。

荧光灯一般用在图书馆、教室、隧道、地铁、商场等对显色性要求较高的场所。

（2）荧光高压汞灯（水银灯）：此类灯的外玻璃壳内壁涂有荧光粉，它能将汞蒸气放电时辐射的紫外线转变为可见光，以改善光色，提高光效。

荧光高压汞灯光效高（30～50lm/W），寿命长（5000h），使用于庭院、街道、广场、工业厂房、车站、施工现场等场所的照明。

荧光高压汞灯按构造分外镇流式荧光高压汞灯和自镇流式荧光高压汞灯两种。

（3）高压钠灯：它利用高压钠蒸气放电，其辐射光的波长集中在人眼感受较灵敏的区域内，故其光效高，寿命长，但显色性差。

高压钠灯其光效（60～125lm/W）之高为各种电光源之首，它是用于交通和广场照明的光源。近几年研制成功的高显色型高压钠灯，其色温与白炽灯相近，提高了显色性，在不少场所可以代替白炽灯，从而节省了电能。由于其显色性好，在更多的场所取代了高压汞灯。

（4）金属卤化物灯：其结构与高压汞灯相似，在其发光管内添加金属卤（以碘为主）化物，利用金属卤化物在高温下分解产生金属蒸气和汞蒸气的混合物，激发放电辐射出特征光谱。选择适当的金属卤化物并控制它们的比例，就可得到白光。

金属卤化物灯具有较高的光效（76～110lm/W），寿命长（10000h），显色性极好，适用于繁华街道、美术馆、展览馆、体育馆、商场、体育场、广场及高大厂房等。

2.2 光源的性能指标

2.3 光源的主要附件

1．镇流器和启辉器镇流器和启辉器是各种气体放电灯一般都需配备的主要附件。

荧光灯由镇流器、灯管、启辉器和灯座组成。镇流器是缠绕在硅钢片铁芯上的电感线圈，它的作用是在起动时与启辉器配合产生瞬时高压脉冲促使气体放电，限制并稳定工作电流。启辉器是一个充有氖气的玻璃泡，内有一固定的静触片和用双金属片制成的U形动触片，启辉器内的

小电容是为了在两触片断开时产生火花将触片烧坏，另一作用是消除电磁干扰。灯座的作用是固定灯管用的。

当接通电源后，启辉器内气隙辉光放电，玻璃泡内温度急剧升高，把弯曲的双金属片加热到800～1000℃，使其变形闭合常开接点，接通电路，灯丝通电预热，将电极附近的氩气游离，汞气化。启辉器接点闭合后，停止辉光放电，金属片冷却，接点断开，镇流器线圈产生很高的自感电动势，使灯管两极之间产生弧光放电，点燃灯管。同时，汞蒸气游离将紫外线辐射到管内壁，发出荧光。其光谱组成由荧光粉层的配方来决定。荧光灯的光色有日光、冷白光、暖白光等。

新型荧光灯目前多使用电子镇流器的荧光灯，其特点是节能、起动电压宽、无频闪现象，

有利于保护视力、无噪声，起动时间短（0.5s），工作环境适应范围宽，可以在15～60℃范围内正常工作。

2．补偿电容器气体放电灯电流和电压间有相位差，串联的镇流器是电感线圈，所以照明电路的功率因数比较低（一般为0.45～0.50）。为减少照明线路的损耗，提高功率因数，比较有效的措施是在镇流器的输入端接入一个适当容量的电容器，可将照明回路的功率因数提高到0.85以上。

（a）（b）（c）

（d）（e）（f）

图2-2荧光灯的启动电路

（a）辉光启辉器和扼流镇流器（b）辉光启辉器、扼流圈-电容镇流器（c）辉光启辉器和扼流镇流器并与两灯串联（d）电子启辉器和单相固定的触发器（e）电器启辉器和单向分级触发器（f）电器启辉器和双向触发器

图2-3 荧光灯的调光电路