工厂电气照明的设计说明书

10.2.1 照明光源 2．气体放电光源 利用气体放电时发光的原理所做成的光源称为气体放电光源。目前常用 的气体放电光源有5种。
（1）荧光灯 荧光灯的结构如图10-7所示。它是利用汞蒸气在外加电压作用下产生电
弧放电，发出少许可见光和大量紫外线，紫外线又激励管内壁涂覆的荧光粉， 使之再发出大量的可见光。二者混合光色接近白色。
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）。
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）
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
1）正弦分布型 光强是角度的 正弦函数，且当θ ＝900时光强为最 大。如GC15-A、B-1型散照型防水防 尘灯。
图10-12 配光曲线示意图 1-正弦分布型 2-广照型 3-漫射型 4-配照型
5-深照型
10.2.2 灯具
2）广照型 最大光强分布在500～900之间，可在较广的面积上形成均 匀的照度。如GC3-A、B-1广照型工厂灯。
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。
2）闭合型 灯罩将光源包合起来，但内外空气仍能自由流通。如JDD1-1圆 球吊灯。
3）封闭型 灯罩固定处加以一般封闭，内外空气仍可有限流通。如投光灯。 4）密闭型 灯罩固定处加以严密封闭，内外空气不能流通。如GC35防潮灯。 5）防爆型 灯罩及其固定处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，能安全使用在有爆炸危险性介质的场所。防爆型又分 成隔爆型（如B3e-1-30隔爆式荧光灯）和增安型两种。
来的新型光源，不仅光色好，而且光效
高，受电压影响也较小，是目前比较理
想的光源。
10.2.1 照明光源 （5）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，和太阳光十分相似，故有“人造小太阳”之美称。适用于广场、 车站和大型屋外配电装置等。
3．各种照明光源的主要技术特性
高压钠灯照射范围广、光效高、寿
命长（比高压汞灯高一倍）紫外线辐射
少、透雾性好，但显色性也较差，启动
时间（4～8分钟）和再次启动时间 （10～20分钟）也较长，对电压波动反 应较敏感。
（4）金属卤化物灯 金属卤（碘、溴、氯）化物灯是在
高压汞灯的基础上为改善光色而发展起
图10-11 高压钠灯结构图 1-主电极 2-半透明陶瓷放电管（内充钠、汞 及氙或氖氩混合气体） 3-外玻壳（内壁涂荧 光粉，内外壳间充氮） 4-消气剂 5-灯头
图10-3 亮度概念说明
10.1.1 照明技术的有关概念 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 照明光源 表10-1 常用照明光源的主要技术特性比较
10.2.1 照明光源
（1）新固体放电灯
1）陶瓷灯泡 2）塑料灯泡 3）回馈节能灯泡 4）冷光灯泡 5）储能灯泡
（2）新气体放电灯
1）无电极放电灯泡 2）氩气灯泡 3）电子灯泡
（3）半导体节能灯
10.2.2 灯具
光源与其配用的灯具（这里主要指灯罩）统称为照明器。灯具的作用 是固定和保护光源，以及装饰和美化环境。
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
CIE分类是根据灯具向下和向上投射光通量的百分比进行分类： 1）直接照明型 灯具向下投射的光通量占总光通量的90％～100％，而
向上投射的光通量极少。 2）半直接照明型 灯具向下投射的光通量占总光通量的60％～90％，向
上投射的光通量只有10％～40％。
10.2.2 灯具
3）均匀漫射型 灯具向下投射的光通量和向上投射的光通量差不多相等， 各为40％～60％之间。
4）半间接照明型 灯具向上投射的光通量占总光通量60％～90％，向下 投射的光通量只有10％～40％。
5）间接照明型 灯具向上投射的光通量占总光通量的90％～100％，而向 下投射的光通量极少。
（2）按灯具的结构特点分类
1）开启型 光源与外界空间直接接触（无罩）。如GC3-A、B-1广照型工厂 灯。
图10-8 荧光灯的工作线路图
10.2.1 照明光源
（2）高压汞灯 高压汞灯的结构图如图10-9所示。它是低压荧光灯的改进产品，属于 高气压的汞蒸汽放电光源。
高压汞灯的外玻壳内壁涂有荧光粉， 它能将汞蒸汽放电时辐射的紫外线转变 为可见光，以改善光色，提高光效。
图10-10是一种需外接镇流器的高压 汞灯的工作线路图。另外一种是自镇流 高压汞灯，它利用钨丝作镇流器，并将 钨丝装入高压汞灯的外玻壳内，工作时 镇流钨丝一方面限制放电管电流，同时 也发出可见光。
图10-9 高压汞灯结构图 1-支架及引线 2-启动电阻 3-启动电源
4-工作 电源 5-放电管 6-内不应光负涂层 7外玻壳
图10-10 需外接镇流器的高压汞灯的工作线路图
10.2.1 照明光源
（3）高压钠灯 高压钠灯的结构图如图10-11。它是
利用高压钠蒸汽放电工作的，光呈淡黄 色。其工作线路图和高压汞灯类似。
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
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
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10-7 荧光灯结构图 1-灯头 2-灯脚 3-玻璃芯柱 4-灯
丝（钨丝，电极） 5-玻管（内壁涂荧光粉，充惰性气体）
6-汞（少量）
10.2.1 照明光源 荧光灯的工作线路图如图10-8所示。由起辉器S、镇流器L和电容器C 等组成。当荧光灯接上电源后，S首先产生辉光放电，使U形双金属片加热 伸开，接通灯丝回路，灯丝加热后发射电子，并使管内的少量汞汽化。此 时S的辉光放电停止，双金属片冷却收缩，突然断开灯丝加热回路，这就 使L两端感生很高的电动势，连同电源电压加在灯管两端，使充满汞蒸气 的灯管击穿，产生弧光放电，点燃灯管。
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。
1．工厂常用灯具的类型 （1）按灯具的配光特性分类 裸露的灯泡所发出的光线是射向四周的，为了充分利用光能，加装灯罩后使 光线重新分配，称为配光。按灯具的配光特性来进行分类的方法有两种：一 是传统的分类法；一是国际照明委员会（CIE）提出的分类法。
传统分类是根据灯具的配光曲 线(为了表示光源加装灯罩后，光强 在各个方向的分布情况而绘制在对 称轴平面上的曲线，如图10-12形状 进行分类：
3）漫射型 各个角度的光强是基本一致的。如JXD1-2乳白色玻璃圆球灯。
4）配照型 光强是角度的余弦函数，且当θ＝00时光强为最大。如GC1-A、 B-1配照型工厂灯。
5）深照型 光通量和最大光强值集中在00～300间的立体角内。如GC5-A、 B-2深照型工厂灯。
6）特深照型 光通量和最大光强值集中在00～150的狭小立体角内。如 JS300镜面深照型工厂灯。
图10-1 绘在极坐标上的配光曲线(D-1型配照灯)
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10-2 绘在直角坐标上的配光曲线（投光灯）