灯具的基本概念

2）性能 (1)电气安全指标: 分类:外壳防护､防触电､安装面材料; 内容:结构(电器间隙和爬电距离､强 度等)､绝缘材料､温度､耐久性等; 试验:按照GB7000(IEC60598)进行. (2) 功能指标: 分类:室内灯､透光灯和路灯分类; 光度学参数:光强分布曲线､光束角､效率; 照明用参数:距高比､照度分布､利用系数等 其余功能:活动功能:调节､变色等等; 电器配件功能:光控､译码等
功率(W) 150 250
10
400
12
1000
25
管压升限值(V) 7
造成管压升的原因图示 必须防止这种现象 的发生
(3)反映该现象的一个参数 不少路灯中存在这个现象:
2)在1~2KW大功率金卤灯具中的问题 用于运动照明的光源,问题见表:
样本值
相关色温(CCT) 显色指数(Ra) 5500K >80
不能测量 熄灭
环境气氛: 振动､防冲击､耐候性和符合相应气氛要 求都是保证光源长寿命的基本要求. 防松灯座:
防松固圈:
防冲击: 有多种冲击方式: 手持冲击锤---适合圆滑表面; 单摆冲击锤---适合灯座等;
落球冲击---危险场所的灯具; 冲击机---船用灯具(模拟船只的运动).
危险气氛中的灯具---防爆灯 隔爆型(隔爆腔和间隙) 增安型(采取措施)---I和I I类场所; 本安型(小电流)---各类场所;
三.灯具的光学特性 分灯具的光度学特性和照明性能两方面:
名称 对象 内涵
内容
光度学特性 一个灯具 表述该单灯具的特性
照明性能
数个相同灯具一起使用后 的光度特性
多灯具效果
光强分布(配光)曲线､灯 安装距高比､利用系数､等 具效率(光输出比) ､各 照/亮度分布曲线､眩光数据 环带光通量 实验室测量光强后计算 供选择灯具用 从单灯数据结合实际情况 后计算得来 供照明设计用
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6.灯具的定义和功能 使光源可靠地发出光线,以满足人类从 事各种活动时对光线需求的一种照明设备. 现代的电气灯具除电光源部分外,还包括光 学部件､电气部件和机械部件三部分. 灯具可有照明､显示和效果功能中的任 一种功能. 照明:发出光线用来照明对象,眼看物 显示:发的光线起信号或显示用,眼看光 效果:光线得到气氛或效果,眼看光
电气配合
1.供电电压与灯的寿命 白炽灯的经验公式:
卤钨灯不能降压, 卤钨循环需要管壁 温度(≥2500C)
供电电压对灯的颜色的变化 对金卤灯,供电电压的变化10%就会引起 颜色变化,还会缩短寿命.
原因:冷端温度变化 卤化物循环不利
2.电器附件 1)灯座 以前是使用白炽灯和高压汞灯的. 现在,HID光源的出现带来的诸多变化: (1)启动电流; (2)温度; (3)触发电压; (4)潮湿环境---外墙照明,贴地使用.
隔爆型 场所 0类
增安型 I和I I类
本安型 充气型 各类场所
让光源发出的光线全部送到需要的地方: 高的灯具效率: 光源的光线送出来. 在光学系统中的损失少. 反射比高; 透射比高. 高的照明效率:让光线送到需要的地方
照明效率高就节能 灯具设计和照明设计 都有很大影响.
必须了解现代人的一些活动： 隧道 照明
1.提高管壁温度 放电管的保护套的功能: 1)防止爆炸,用于敞开式 灯具,如敞开式工厂灯; 无保护套的如直泡,用于 封闭式灯具 2)提高放电管的环 境温度,提高光效, 改进色温. 带防爆套 不带防爆套
2.环境温度与光源光通量 CFL灯的ta与W ､ Φ ､ η 的关系:
在筒灯中应了解的 数据,是何种燃点位置 适合工作又将灯的光 通量发挥出来.
来由 作用
1.灯具的空间光强分布曲线 1)立体分布形态表示:灯具射向空间个方向上 的光强大小不同,得到的空间光分布的形态也不 同,下面是它 的立体形态. 一个只有下 半球有光线,另 一个上下半球 都有. 优点:有形态. 缺点:无数值(角度 和大小).
2)立体分布的平面表示 (1)特征平面上(过光轴)的分布表示,用于光 分布对称性好的 灯具. 直角坐标表示
3)触发器: 触发电压:1-3kv(HPS用),3-5kv(MHL用) 触发形式:
触发负载:20pf:光源电器一体化的灯具. 1000pf:远距离(灯杆上下两端). tc:1050C,光源电器一体化的灯具.
让光源把光线全部发出来 1.提高电弧管温度(HID的保护套) 2. 环境温度的生成和控制(T5T8) 3.将遮住光线的地方隐匿起来(白炽灯发 黑) 4.高频对荧光灯来说至关重要
月光下:地面照度1-2lx; 亮度:10-2-10-1 cd/m2,太暗,看不清楚. 纵观从亮到暗的整个范围,人眼能接受的亮 度范围,跨越了6个数量级:
但不能在一个视场内同时接受该跨度值.
在同一视场内能接受的亮度范围,仅为3个 数量级,例如:
明暗跨度过小,显得平淡和朦胧; 明暗跨度过大,产生眩光或艺术要求.
5.灯具的基本功能和相关说明:
灯具安全要求涵盖的内容
让光源发出的光线好好地接过来,如: 1.光学系统:包容角 2.光源燃点方向 3.弧管支架放置位置
让光源有尽可能长的寿命
电气 供电电压, 配合 电器附件
环境 封接处温度,灯头处温度, MHL的外壳 温度 温度 环境温度 环境 粉尘,危险气体,振动 气氛
灯具的基本概念
一.概述 1.人与光 精彩的世界靠人的视觉来感受, 世上万物靠眼睛来观察/创造; 我们周围80%以上的信息来自视觉, 眼睛是最重要的感觉器官!!! 眼睛感受的是光. 有光就有大千世界.
2.自然和光
地球的一半是黑的. 太阳光---日出而作 日落而息 太阳光给出的照度: 露天:照度(lx):地面上几万, 亮度(cd/m2):光地:几万,绿地:~7000, 云彩:~10000;(太亮,刺眼) 树荫下:照度(lx):地面上几千, 亮度(cd/m2):几百.(最舒服：100 cd/m2万岁)
4.人造光----电气光源提供了光 人造光的作用: 1)把黑夜变白昼; 2)创造无窗的工作条件; 人造光的特点: 光通量小,光强变化少。 但不能形成合适的照度 与亮度，须组合,达到： 1）与人眼需要的数值吻合； 2) 灵活性和多样性的满足; 3）恰如其分，节约能源。
但是,无法直接用光源的光线来照明,因为: 1)亮度太高,大多有强烈的眩光(白炽灯和HID 灯的亮度在106cd/m2),少数如荧光灯(104 cd/m2) 也有刺目的感觉. 2)配光曲线简单,无法适合多变的实际环境. 3)大多数情况下,灯向某一方向照明,直接使用 的话,光线的利用率太低. 4)温度和电器安全上的问题. 5)配套电器要安装/使用十分方便. 因此必须配上灯具后才能使用.
石英玻璃用钼箔封接处的温度(过高要氧化) 2000h的话,要<3500C 灯管端点<2800C. 不能将光线聚焦在封接处
螺口温度的限制(未标T的): E14:1350C,E27:1650C,E40:2250C.
2)镇流器 (1)V-A特性曲线的线性问题. (1)保证光源电参数正常,处于良好的工 作状态(工作点); (2)电压升高时不损害光源
HPS的V-W限制曲线 线性差的镇流器就超出平行四边形
(2)整流效应与相应的要求 低压荧光灯和HID临近寿终前的灯管电 流都会因波形不对称而产生直流分量,导致 镇流器过热.
整流效应中的直流分量是电流增加而致过热. 现对所有的HID镇流器都有要求,试验电流下 ≤1800C的线圈温度.一般无法达到. 现都采用加热保护器的方法.
65-70
实测值(裸光源,ta=250C) ~4000K
3)在荧光灯具中的类似问题 在不等于250C环境温度下测试密封灯具 的话,灯具效率是有问题的. 来源于环境温度对灯管光通量的影响太 大.
3.将遮挡光线的位置藏匿起来 白炽灯在燃点过程中,随着钨的蒸发,泡 壳壁上会沉积有蒸发的钨而影响光输出,在 设计灯具时应注意这方面的影响.
4.电源频率和光源 光通量的关系
1)提高荧光灯的光通量; 2)减少阴极暗区的位降 造成的功耗; 3)阴极暗区减少了光通 量.
频率与HID灯的光通量关系不大.
高频带来了许多好处:
1) 在用电子元件得到的高频电源下,利用功率因素校 正电路(PFC)可轻而易举地得到0.99的高功率因素;
2)在高频下低频灯和高频灯,光源的电参数与工频下大不同,
15+15 50 0.550 270
20-26K 32
3)在高频下,光源的寿命延长(原因1)波幅因 数CRF小,阴极溅射小;2)灯管压高,灯管电 流小,阴极发射电子需要量少); 4)细管径的灯,因其灯管电压高,灯管电流小 ,无法在工频下(不能用电感镇流器点亮和工 作)工作,如T5 28W灯管必须用高频,高频时 的管电压:168V,管电流170mA.与T8 36W低 频参数103V､430mA相差甚远.(高阴极电阻 20Ω). 北美的F32WT8灯管也属于这类,灯管电压 137V,灯管电流265mA.(低阴极电阻7.6Ω).
7)高频下光源工作的四大特点: a.恒功率的工作状态: 不同镇流方式下电源电压变化时的灯功率的 变化（HID光源）:
电压变化(%) 一般镇流 ±10 CWA ± 10 电子镇流 ±15 灯功率变化(%) ≥20 ~10 恒定
b.光色稳定 得益于光源的功率变化很小的缘故.
c.流明维持率提高20-30%（指HID光源）.
灯具改变了光源的光分布，满足实用需 要的几个实例: 远射的： 工厂用：
道路用：
学习用：
总结: 光是涂料 来源于光源, 光源有自然光源和人工光源; 人造光是人工涂料(优于/多于天然涂料) 来源于人工光源,即现代的电光源; 灯具是画笔 提供画家作画; 照明设计就是画家 (照明设计师)创作的过 程.
二.灯具的几个基本要素 1）构造: 光源､光学系统､电器 附件､结构件和调节 件.
T5和T8直管型荧光灯的光通量随环境温 度的变化: T8:250C,T5:350C. T8宜用敞开式灯具, T5宜用封闭式灯具.
环境温度引伸出来的问题---大问题､不知晓 几个例子: 1)HPS路灯的效率问题 (1)HPS的寿命曲线 管压越高,越近寿终; 管压越来越高.
(2)高的环境温度促使灯管的管压升 IEC规定的HPS在灯具内的管压升限值
Fra Baidu bibliotek
表格
M(mg/c X(%) c) 6.6 7.1 7.7 8.2 8.8 9.3 9.9 10.4 11.5 12.5 138 118 100 81 62 43 25 13 7 0 前面玻 璃情况 好 好 好 好 好 好 破损 破损 破损 点灯状 态 不稳定 维持亮 结果 X X 好 好 好 好 好 X X X
明暗跨度较 小的例子 办公室的 间接照明
明暗跨度大 的例子 立面照明
眩光的亮度范围
3.人的活动需要合适的光线 早期的活动是直接谋 生存,在自然光和火光下. 他们只需要光。 现在的活动是间接 谋生存,工作和学习--创造财富.必须在合适的照明环境中,进行各 种各样的活动. 他们不仅需要光，更需要光的强弱､分 布和方向。
频率 Hz 50
额定 额定灯 功率 电压(V) (W)
额定灯 电流(A)
两个串 联的阴 极电阻 (Ώ)
额定予 镇流器 热电流(A) 的 电压/电 流(Ώ)
36
103
0.430
40
0.650
390
≥20K
50 ≥20K
32
18 16
102
128 57 55
0.320
0.255 0.370 0.290
40
d.灯的寿命提高将近一倍.来源于灯功率的 恒定.
5。2-3KW单泡壳大功率金卤灯的管压 大功率金卤灯的管压为100V级,电流2030A，充汞少,蒸汽密度低,玻壳碎裂后危及 玻璃和灯具.应换成200V级电流10-15A的 灯泡,充汞量为7.7-9.9mg,蒸发的卤素是充 入量的25-100%.碎裂后也不危及灯具。充 汞量M(mg/cc)和蒸发后过剩卤素X(%)的关 系如下：
5)高频电源的内阻可做得很小,以至可适合短路 电流(启动时)远大于工作电流的情况.如:充氙金 卤灯(汽车前大灯)两者为4 : 1左右,而工频下电 感镇流的只能适合2 : 1左右的水平. 6)在工频和高频下荧光灯的比较：
电源 频率 工频 高频 光通量 功率因数 (相对) 1.0 1.1-1.12 0.99 费用 资源再 (相对) 生循环 0.85(用补偿电容) 1 好 2-6 差