第7章工厂电气照明技术

1、第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 u 7.1 概述 u 7.2 常用照明光源与灯具 u 7.3 照度计算 u 7.4 照明供电系统 u 7.5 电气照明设计简介 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 第一节第一节 概述概述 一、基本概念一、基本概念 二、照明质量二、照明质量 三、照明分类三、照明分类 1.光和光通量 2.发光强度 3.照度 4.亮度 5.光源的显色性能 6.色温 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 1.1.光和光通量光和光通量 光是一种辐射能辐射能，其本质是一种电磁波，可见光的波长为380 780mm。 光通量

2、光通量（luminous flux），光源在单位时间内，向周围空间辐射出 的使人产生光感的能量,用符号表示，其单位为流明（lm）。光通 量与光辐射的强度及其波长有关。 意义：从视觉感受出发描述光源的发光能力意义：从视觉感受出发描述光源的发光能力 光效光效（lm/W）, ,电光源每消耗1瓦功率所发出的流明数。光效是衡量 电光源性能优劣的重要指标，光效越高越好。 一、基本概念一、基本概念 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 2.2.发光强度发光强度 光源在某一特定方向上单位立体角内辐射的光通量，称为光源在该方 向上的发光强度发光强度（luminous intensity），用符号I表示，单

3、位为坎德拉 （cd），简称光强。光强是反映电光源发光强弱程度的物理量。 意义：从视觉感受出发描述光源光通量在空间的分布情况意义：从视觉感受出发描述光源光通量在空间的分布情况 对于向各个方向均匀辐射光通量的光源，其各个方向的发光强度相同， 其值为 （6.1.1） 式中 光源在立体角内所辐射的总光通量； 空间立体角， ， S为相对应的球面积， r为球半径。 2 /rS I 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 照度（illuminance）是表征被照面上光的强弱的物理量，用受照物 体单位面积上的光通量表示。照度的符号为E，单位是勒克斯（lx）。如 果光通量均匀地投射到面积为S的表面上，则该表

4、面的光通量为 3.3.照度照度 E S （6.1.2） 发光体在视线方向单位投影面上的发光强度 称为亮度亮度（luminace），用符号L表示，单位 为cd/m2。意义：描述发光面或反光面亮度分意义：描述发光面或反光面亮度分 布情况，与照明舒适布情况，与照明舒适 性密切相关。性密切相关。 图7.1.1所示发光体在视线方向的亮度为: （6.1.3） cos cos III L SSS 图7.1.1亮度概念说明 4.4.亮度亮度 意义：照明设计的依据意义：照明设计的依据建筑照明设计标准。建筑照明设计标准。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 5.5.光源的显色性能光源的显色性能 光源对被照

5、物体颜色显现的性质称为光源的显色性能光源的显色性能。物体的 颜色以日光或与日光相当的参考光源照射下的颜色为准。 光源的显色性能用被测光源照明时与由参考光源照明时物体颜 色相符程度，显色指数显色指数（ ）来衡量。日光的显色指数为100，白炽 灯的显色指数为9799，荧光灯的为7590。 R 6.6.色温色温 当光源发射出的光的颜色与黑体（能吸收全部光能的物体）在 某一温度时发出的光的颜色相同时，该温度就称为光源的色温光源的色温，符 号为T，单位是开尔文（K）。 光源的色温是以其发光体表面颜色来判定其温度的一个参数， 例如白炽灯的色温为2400K(15W)，日光色荧光灯的色温为6500K。 第第7

6、章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 7.7.物体的光照性能物体的光照性能 当光通量 投射到物体上时，一部分光通量 从物体表面反射 回去，一部分光通量 被物体所吸收，而余下的光通量 则透 过物体。反射比 、吸收比 、透射比 三个参数之间有如下关 系： a a 1/ a a 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 二、照明质量二、照明质量 合适的照度 照度分布的均匀性 眩光的限制 光源的显色性 照明的稳定性和波动深度的要求 为了获得良好的照明质量，通常要考虑以下几个因素： 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （2）按照明用图 u 工作照明 正常工作时用来保证被照明场所正常工作时具有适

7、合 视力条件的照度。 u 事故照明（应急照明） 用于在工作照明因故障失去后，维持暂 时继续工作或安全疏散人员。 u 值班照明 在非生产时间供值班人员使用的照明称为值班照明。 u 警卫照明 用于警卫地区周界的照明。 u 障碍照明 装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。 三、照明分类三、照明分类 （1）按照明方式 u一般照明 在整个场所或场所的某部分照度基本均匀的照明。 u局部照明 为照亮某个局部而设置的照明称为局部照明。 u混合照明 对于工作位置需要较高照度而对光照方向有特殊要求 的场所宜采用混合照明。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 一、照明光源一、照明光源 光源的分类 光源的性能及

8、选择 二、照明灯具二、照明灯具 灯具的光学特性 灯具的结构 灯具的选择 室内灯具的悬挂高度 1. 灯具的布置 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 一、照明光源一、照明光源 1.1.光源的分类光源的分类 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、氙灯、高（低）压钠灯荧光灯、高压汞灯、氙灯、高（低）压钠灯和金属卤化物灯金属卤化物灯等。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （1 1）白炽

9、灯）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： 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。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （2 2）卤钨灯）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

10、在振动较大的场所使用，更不 能作为移动式光源来使用。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （3 3）荧光灯）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。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （4 4）高压汞灯）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

11、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。 （5 5）氙灯）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。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （6 6）高压钠灯）高压钠灯 结构见图，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。 （7 7）金属卤化物灯）金属卤化物灯 金属卤化物灯是在高压汞灯的

12、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。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 2.2.光源的性能及选择光源的性能及选择 各种常用电光源的主要性能见表6.2.1。 在选用电光源时：在选用电光源时： l 首先，应考虑光效高、寿命长； l 其次，再考虑显色指数、启动性能以及其他次要指标； l 最后，综合考虑环境条件、

13、初期投资与年运行费用。 选择照明光源时，一般考虑如下因素：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，优先考虑选用简座日光灯。投资 低廉的白炽因光视效能低，寿命短，能耗大等缺点已逐渐被淘汰灯。 （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。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 No Image 表6.2.1常用照明光源的主要技术特性比较 第

14、第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 选择照明光源时，一般考虑如下因素：选择照明光源时，一般考虑如下因素： （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612m，荧光灯为24m，高压汞灯为518m，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。 2.2.光源的性能及选择光源的性能及选择 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 下列工作场所可采用白炽灯下列工作场所可采用白

15、炽灯 要求瞬时启动和连续调光的场所,使用其它光源技术经济不合理时 对防止电磁干扰要求严格的场所 开关灯频繁的场所 照度要求不高，且照明时间较短的场所 对装饰有特殊要求的场所 应急照明应选用能快速点燃的光源 应根据识别颜色要求和场所特点,选用相应显色指数的光源 其他光源要做到瞬时启动和连续调光较困难，成本高 气体放电光源有高次谐波，会产生电磁干扰 气体放电光源开关频繁时会缩短使用寿命 在这种场所使用白炽灯也不会造成大量电耗 若使用紧凑型荧光灯不合适时 白炽/卤钨/荧光灯在几秒钟内达到 标准流明值, LED用于疏散标志灯 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 二、照明灯具二、照明灯具 灯具是

16、灯泡和灯罩的总称。 1.1.灯具的光学特性灯具的光学特性 灯具的光学特性主要体现在配光特性、遮光角（保护角）和 灯具的效率等指标上。 图6.2.6 配光曲线示意图 （1）配光特性 光源的光强在空间的分布特性通常 用曲线或表格表示，即配光曲线来。 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、广照型、漫射型、 配照型和深照型五种形状,如图 6.2.6所示。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 极坐标配光曲线极坐标配光曲线直角坐标配光曲线直角坐标配光曲线 轴旋转对称轴旋转对称 配光灯具用配光灯具用 光线集中光线集中 的聚光型的聚光型 灯具多用灯具多用 第第7章

17、工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （2 2）效率）效率 荧光灯灯具的效率不应低于下列规定荧光灯灯具的效率不应低于下列规定 灯具出光口形式灯具出光口形式开敞式开敞式 保护罩保护罩( (玻璃或塑料玻璃或塑料) ) 格栅格栅 透明透明磨砂、棱镜磨砂、棱镜 灯具效率灯具效率75%65%55%60% 高强度气体放电灯灯具的效率不应低于下列规定高强度气体放电灯灯具的效率不应低于下列规定 灯具出光口形式灯具出光口形式开敞式开敞式格栅或透光罩格栅或透光罩 灯具效率灯具效率75%60% 灯具的效率一般在0.50.9之间，其大小与灯罩材料与形状、光源的中心位置有关。 灯具发出的总光通量灯具发出的总光通量1 1与

18、光源发出的总光通量与光源发出的总光通量之比之比 %100 1 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （3 3）遮光角）遮光角 图6.2.7 灯具的保护角 作用：遮挡光源的直射光，以限制由光源引起的直接眩光 遮光角又称为保护角保护角，光源发光体最边 缘的一点和灯具出光口的连线同水平线 之间的夹角如图6.2.7所示。 其值一般在15。 30。之间。 光源平均亮度(kcd/m2)120205050500500 遮光角()10152030 从表中可以看出光源平均亮度越 小其保护角越小，灯罩深度就越浅。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 根据灯具发出光通量在上下两个半球空间的分布情况分类

19、根据灯具发出光通量在上下两个半球空间的分布情况分类 灯的上半部分几乎没有光线，光通量利用率最高广泛用于工厂车灯的上半部分几乎没有光线，光通量利用率最高广泛用于工厂车 间等场所间等场所 顶棚很暗，与明亮的灯具易形成对比眩光顶棚很暗，与明亮的灯具易形成对比眩光 光线集中且方向性强，易产生较浓重阴影光线集中且方向性强，易产生较浓重阴影 下射光通供作业照明下射光通供作业照明 上射光通供环境照明上射光通供环境照明 减少了灯具与顶棚间的强烈对比，减少了灯具与顶棚间的强烈对比， 使室内环境亮度适宜、缓解阴影使室内环境亮度适宜、缓解阴影 适当安装可使直接眩光最小，光适当安装可使直接眩光最小，光 线柔和均匀线柔

20、和均匀 光通量损失较多光通量损失较多 增加散射光照明效果，光线更加柔和均匀增加散射光照明效果，光线更加柔和均匀 光通损失更多，经济性差光通损失更多，经济性差 灯具易积尘而影响其效率灯具易积尘而影响其效率 反射光照明，无阴影和眩光反射光照明，无阴影和眩光 光损失大，缺乏立体感光损失大，缺乏立体感 直接型直接型半直接型半直接型 全漫射全漫射( (直直- -间接间接) )型 型 半间接型半间接型间接型间接型 （1 1）按灯具出射光线的分布分类）按灯具出射光线的分布分类 2.灯具的结构灯具的结构 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 灯具的距高比灯具的距高比 两个相邻灯具中心之间距离两个相邻灯具

21、中心之间距离 s s 与灯具到工作面的高度与灯具到工作面的高度 h h 之比之比 2 2） 直接型灯具按距高比分类直接型灯具按距高比分类 h P P Q A B s h 工作面工作面 灯具的允许距高比灯具的允许距高比 s s与与h h之比的最大允许值之比的最大允许值 1/21/2照度角照度角 1/2 1/2照度点照度点Q Q和光中心的连线与光轴之和光中心的连线与光轴之 间的夹角间的夹角 按距高比分类：特狭照、狭照、中照、广照、特广照型按距高比分类：特狭照、狭照、中照、广照、特广照型 h s 2 tan tan2 h s 计算高度（计算高度（m m） 夹角夹角的大小反映距高比的大小反映距高比 第

22、第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 直接型照明器允许距高比分类直接型照明器允许距高比分类 照明器类型 L/h单行布置 时房间最 大宽度/m 多行布置单行布置 配照型、广照型工厂灯双罩配置型工厂灯 深照型、镜面深照型灯乳白玻璃罩吊灯 防爆、圆球灯、吸顶灯、防水防尘灯、防潮灯 荧光灯 1.82.5 1.61.8 2.33.2 1.41.5 1.82.0 1.51.8 1.92.5 1.2h 1.0h 1.3h 分类名称分类名称距高比距高比s/hs/h 特狭照型特狭照型S/h0.5S/h0.5 狭照型狭照型( (深照型深照型, ,集照型集照型) )0.5S/h0.70.5S/h0.7 中照型中

23、照型( (扩散型扩散型, ,余弦型余弦型) )0.7S/h1.00.7S/h1.0 广照型广照型 1.0S/h1.5 1.0S/h1.5 特广照型特广照型1.5S/h1.5S/h 灯具较佳布置的距离比灯具较佳布置的距离比L/h 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 IPIP防护等级分类表示法防护等级分类表示法 1 1） 按灯具外壳防护等级分类按灯具外壳防护等级分类 第一个特征数字第一个特征数字A类类 第二个特征数字第二个特征数字B和和C类类 IP+IP+两个特征数字两个特征数字 防护型式防护型式 A A类：防止人体触及或接近外壳内部的带电部分类：防止人体触及或接近外壳内部的带电部分 防止

24、固体异物进入外壳内部防止固体异物进入外壳内部 B B类：防止水进入外壳内部达到有害程度类：防止水进入外壳内部达到有害程度 C C类：防止潮气进入外壳内部达到有害程度类：防止潮气进入外壳内部达到有害程度 灯具应能在相对湿度为灯具应能在相对湿度为90%90%以上的时正常工作以上的时正常工作 （2 2）按灯具的结构和功能分类）按灯具的结构和功能分类 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 IPIP（国际防护（国际防护internantional protectioninternantional protection）代码）代码由第一位特征 数字（I ）、第二位特征数字（P）、附加字母、补充字母组

25、成。不 要求规定特征数字时，该处由字母X代替。附加字母和补充字母可省 略，不需要代替。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 2 2）按防触电保护分类）按防触电保护分类 （2 2）按灯具的结构和功能分类）按灯具的结构和功能分类 2007年新修订的年新修订的灯具一般安全要求与试验灯具一般安全要求与试验GB 7000.1-2007，取消了，取消了0类类 灯具，从灯具，从2009年年1月月1日实施；从此时起，不再生产、销售和使用日实施；从此时起，不再生产、销售和使用0类灯具。类灯具。 在实际应用中，对于在实际应用中，对于类灯具必须增设类灯具必须增设PE线，并按低压配电设计规范要求线，并按低压配

26、电设计规范要求 作接地故障保护，对于作接地故障保护，对于类灯具不必接地，对于类灯具不必接地，对于类灯具不允许接地类灯具不允许接地 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 2.2.灯具的结构特点分类灯具的结构特点分类 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 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 3.3

27、.灯具的选择灯具的选择 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。 4.4.室内灯具的悬挂高度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。 GB500341992规定了室内一般照明灯具的最低悬挂高度，见表 6.2.5

28、。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 No Image 表表6.2.5室内一般照明灯具距离地面的最低悬挂高度室内一般照明灯具距离地面的最低悬挂高度 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 5. 5.灯具的布置灯具的布置 p358p358 灯具布置的要求： u首先要保证照度要求，要使光线射向适当、限制眩光阴影。 u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 图图6.2.8 均匀布置的灯具均匀布置的灯具 （a）矩形布置）矩形布置 （b）菱形布置）菱形布置 1、均匀布置：灯具在整个车间内均匀分布，其布置与设备位置无关。 2、选择布置：灯具布置与生产设备位

29、置有关，大多按工作面对称布置。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 第三节第三节 照度计算照度计算 一、一、照度计算的目的照度计算的目的 二、二、照度计算的方法照度计算的方法 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 一、照度计算的目的一、照度计算的目的 根据所需照度和灯具的型式、悬挂高度及布置方 案等条件来确定灯泡的容量和数量；或者是在灯具型 式、数量、容量和布置都已确定的情况下，计算某点 的照度,以校验是否符合规定的照度标准。 GB50034- 1992规定了一般生产车间和工作场所工作面上的照度 标准，可查相关表。 P410 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 二、照度计

30、算的方法二、照度计算的方法 u1、利用系数法 u2、概算曲线法 u3、比功率法 u4、逐点计算法 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 1、利用系数法 （1 1）利用系数）利用系数 用于计算均匀布置照明器的室内一般照明。利用系数是指受 照表面上的光通（包括直射光和反射光部分）与全部光源总光通之 比。 它考虑了光通的直射分量和放射分量在水平面上产生的总照度。 可用下式表示: （6.3.1） 式中 受照表面上的光通,lm； 每盏灯发出的光通量,lm； n 房间内所布灯的个数。 e n e 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （2 2）利用系数与下列因素有关：）利用系数与下列因素有关：

31、 1 1）灯具的型式、光效和配光曲线;光效能越高，光通越集中，利 用系数越高。 2 2）灯具悬挂的高度;高度越高，反射光通量越多，利用系数越高。 3 3）房间的面积及形状等;面积越大，越正方形，利用系数越高。 4 4）墙壁、顶棚及地面的颜色和洁净程度。 （3 3）利用系数的确定）利用系数的确定 根据以上分析可知，利用系数与墙壁和顶棚的反射系数 及受照空 间特征（即房间的室空间比）RCR有关。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 室空间室空间 灯具平面灯具平面 工作面（参考面）工作面（参考面） hcc hrc hfc 地板空间地板空间 顶棚空间顶棚空间 a. 室形指数和空间系数 矩形房间

32、的三个空间矩形房间的三个空间 顶棚：灯具平面到顶棚之空间顶棚：灯具平面到顶棚之空间 地板：工作面与地板之空间地板：工作面与地板之空间 室空间：灯具平面与工作面空间室空间：灯具平面与工作面空间 1 1）利用系数的有关概念）利用系数的有关概念 顶棚空间高度顶棚空间高度 室空间高度室空间高度 地板空间高度地板空间高度 室形指数室形指数RIRI rc( ) lw RI hlw l l房间长度，房间长度，m m w w房间宽度，房间宽度，m m 约约0.60.65.05.0 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 ii w i A A A Ai i第第i i 块表面的面积，块表面的面积，m m2 2

33、 i i第第i i块表面的反射比块表面的反射比 空间系数（比）空间系数（比） 顶棚空间系数顶棚空间系数 地板空间系数地板空间系数 cc 5()hlw CCR lw lw wlh RCR )(5 rc fc 5()hlw FCR lw 宽而矮：宽而矮：13 中等宽和高：中等宽和高：36 窄而高：窄而高：610 有效顶棚空间反射比有效顶棚空间反射比cc 查表查表P361 有效地板空间反射比有效地板空间反射比fc 查表查表P361 反映房间的受照空间的特征 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 2 2）按利用系数法计算工作面上的平均照度）按利用系数法计算工作面上的平均照度 考虑灯具使用的实际情

34、况，在式（6.3.4）的基础上引入一个 小于1的减光系数K，受照工作面上的平均照度可按下式计算 （6.3.4） 式中 S受照工作面的面积。 av Kn E S 如果已知工作面上的平均照度标准，并已确定灯具的型式和 光源功率时，则可由下式确定灯具的盏数n。 （6.3.5） av E S n K 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 确定房间的空间系数确定房间的空间系数RCRRCR 计算有效空间反射比计算有效空间反射比cc cc和 和fc fc以及墙面平均反射比 以及墙面平均反射比w w 根据房间的污染特征，确定维护系数根据房间的污染特征，确定维护系数K K 代入公式，计算平均照度代入公式，

35、计算平均照度E Eav av 根据灯具的利用系数表，确定利用系数根据灯具的利用系数表，确定利用系数 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 不同灯具的利用系数表不能混用不同灯具的利用系数表不能混用 若若RCRRCR不是整数，可用直线内插法计算不是整数，可用直线内插法计算 若反射比不是若反射比不是1010的整数倍，可四舍五入的整数倍，可四舍五入 若若fc fc与利用系数表编制条件不同 与利用系数表编制条件不同(20%)(20%)，要求出，要求出 利用系数的修正系数值，也用直线内插法求解。过利用系数的修正系数值，也用直线内插法求解。过 程见例题程见例题 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技

36、术 例例7-1：有一教室长：有一教室长6.6m，宽，宽6.6m，高，高3.6m。在离顶棚。在离顶棚0.5m的高的高 度内安装有度内安装有8只只YG1-1型型36W荧光灯具，课桌高度为荧光灯具，课桌高度为0.8m，教室，教室 内各表面的反射比见图内各表面的反射比见图( (4-19) )所示。试计算课桌面上的平均照度所示。试计算课桌面上的平均照度 ( (36W荧光灯光通量取荧光灯光通量取3350lm) )。 解：解：采用利用系数法计算采用利用系数法计算 500 2300 800 =0.1 =0.3 =0.5 =0.8 求室空间系数求室空间系数RCR hrc 3.60.50.82.3m rc 5()

37、 5 2.3 (6.66.6) 6.6 6.6 3.48 hlw RCR lw 5）平均照度计算举例 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 5）平均照度计算举例 求各反射比求各反射比 由图纸由图纸 顶棚反射率顶棚反射率cc 70% 500 2300 800 =0.1 =0.3 =0.5 =0.8 地板反射率地板反射率fc 10% 墙面反射率墙面反射率w 50% 确定利用系数确定利用系数 查灯具的利用系数表（附录查灯具的利用系数表（附录1-2） RCR3, cc70%, w50%时时, 0.53 RCR4, cc70%, w50%时时, 0.46 用直线内插法求利用系数用直线内插法求利用系

38、数 RCR3.48 , cc70%, w50%时时, 0.5 RCR 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 fc10% :RCR3的修正系数为的修正系数为0.957, RCR4的修正系数为的修正系数为 0.963，直线内插后直线内插后, RCR3.48, fc10%时的修正系数为时的修正系数为0.96。 5）平均照度计算举例 确定减光系数确定减光系数K取取K0.8 计算平均照度计算平均照度Eav av 3350 8 0.48 0.8 236.3lx 6.6 6.6 NK E A RCR3.48,cc70%,w50%,fc10%时时, 0.960.50.48 求利用系数求利用系数 修正修正

39、fc20%时对利用系数的影响时对利用系数的影响 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 av 3350 8 0.48 0.8 236.3lx 6.6 6.6 n K E A 不满足要求不满足要求 原因：原因： av (6.6 6.6) 300 10.2 3350 0.48 0.8 AE N K 盏 取取N12盏盏 讨论讨论: 光源光效低、或灯具数量少、或灯具的利用系数低光源光效低、或灯具数量少、或灯具的利用系数低 解决方案：解决方案： 选光效更高光源、或增加灯具数量、或提高利用系数选光效更高光源、或增加灯具数量、或提高利用系数 5）平均照度计算举例 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技

40、术 布灯方案一布灯方案一 750 1700 6600 6600 2200 750 1700 1700 1100 距高比：距高比： A-A：1.7/2.30.74 B-B：2.2/2.30.96 5）平均照度计算举例 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 布灯方案二布灯方案二 1650 3300 6600 6600 2200 1650 距高比：距高比： A-A：3.3/2.31.44 B-B：2.2/2.30.96 5）平均照度计算举例 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 例题：某车间的平面面积为例题：某车间的平面面积为3618m2，桁架下弦离地，桁架下弦离地5.5m，工作面离，工

41、作面离 地地0.75米。拟采用米。拟采用GC1-A-1型工厂配照灯（装型工厂配照灯（装220V、150w白炽灯）作白炽灯）作 车间的一般照明。试初步确定车间所装灯具的灯数。车间的一般照明。试初步确定车间所装灯具的灯数。 解：根据车间的建筑结构，一般照明灯具宜悬挂在桁架上。如果灯具下解：根据车间的建筑结构，一般照明灯具宜悬挂在桁架上。如果灯具下 吊吊0.5m，则灯具的悬挂高度（在工作面上的高度）为，则灯具的悬挂高度（在工作面上的高度）为 GC1-A-1型工厂配照灯的最大距高比型工厂配照灯的最大距高比L/h1.25，因此灯具间的合，因此灯具间的合 理距离为理距离为 根据车间的结构和以上计算所得的合

42、理灯距，该布置方案的灯距根据车间的结构和以上计算所得的合理灯距，该布置方案的灯距 （几何平均值）为：（几何平均值）为： 初步确定灯具布置方案如下图。该方案是否满足照明，尚待进一步初步确定灯具布置方案如下图。该方案是否满足照明，尚待进一步 利用照度来检验。利用照度来检验。 mh25. 475. 05 . 05 . 5 mmhl3 . 525. 425. 125. 1 mml3 . 52 . 565 . 4 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 概算曲线法实际上是利用系数法的简化。假设被照水平工作面上 的平均照度为100lx，利用式（6.3.5）绘

43、出被照房间面积与灯具盏 数之间的关系曲线，GC1-A、B-1型配照灯的概算曲线如图7.3.1所示。 因此，如果已知房间面积就可以利用曲线直接查出所需灯具盏数。 但需要注意的是，由曲线查出的盏数 要根据要求的平均照度Eav 进行换算，才能得到实际需要的盏数n，即 （6.3.6） n 100 avE n n 2、概算曲线法、概算曲线法 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 图6.3.1GC1-A、B-1型配照灯概算曲线 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 概算曲线法应用举例 某车间长48m, 宽18m, 工作面高0.8m, 灯具距工作面10m; 有 效顶棚反射比cc0.5, 墙面平均

44、反射比w0.3, 有效地板反 射比fc0.2；选用CDG101-NG400型灯具照明。若工作面照 度要求达到50lx, 试用灯具概算曲线计算所需灯数。 解：用灯具的概算曲线计算 由曲线得cc0.5, w0.3, fc0.2, h10m时，N5.5 工作面面积A4818 864 m2, 计算高度h10m 50 5.52.75 100 n 个 根据实际照明现场情况，取n3个 当照度为50lx时所需灯数： 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 比功率W 就是单位水平面积上照明光源的安装功率。 如果已知不同灯具，在不同悬挂高度，不同房间面积和不同平均照 度时的比功率P0，则整个被照面积S上照明的

45、总安装功率P为 （6.3.8） 0 PPS 3、单位容量法（比功率法）、单位容量法（比功率法） 其它方法计算麻烦，常用比功率法进行计算。 附录表36 列出一般照明的比功率参考值，或查阅有关设计手册。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 例题：某车间的平面面积为3618m2，桁架下弦离地5.5m，工作面离 地0.75米。要求的平均照度Eav30lx，拟采用GC1-A-1型工厂配照灯 （装220V、150w白炽灯）作车间的一般照明。试用比功率法确定车 间所装灯具的灯数。 解：由h4.25m， Eav30lx及S=648m2，查表得P0=6.3W/m2 该车间一般照明总的安装功率为P=6.3

46、6484082.4W 应装GC1-A-1型配照灯的灯数为 nP/PN=4082.4/150=27.2 按比功率法计算的灯数比按利用系数法确定的灯数略多。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 一、一、 概述概述 二、二、 照明供电照明供电 三、三、 照明线路计算照明线路计算 四、四、 照明线路的保护照明线路的保护 五、五、 导线、电缆的敷设与选择导线、电缆的敷设与选择 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 1.1.电气设计的基本要求电气设计的基本要求 2.2.电气设计的主要任务电气设计的主要任务 3.3.电气设计步骤电气设计步骤 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 力求把人

47、身触电和设备损坏事故降低到最低限度 确保供电的不间断性满足负荷要求 尽可能降低投资和运行费用 设施安装应考虑使用、维护的方便 应尽量不要损坏建筑物的美观 以近期建设为主，适当考虑发展的可能性 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 （1） 正确选择供电电压、配电方式 确保照明设备对电能质量的要求 （2） 进行负荷计算 正确地选择导线、控制与保护电器 （3） 选择合理、方便的控制方式 以便照明系统的管理、维护和节能 （4） 选择合理的保护方法 确保照明装置和人身的电气安全 （5）尽量减少电气部分的投资和年运行费 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 1）收集原始资料 2)确定供电电源

48、3)确定配电系统 4) 确定控制方式 5)确定保护措施 6)进行线路计算 7) 选择电线(缆) 8)确定计量方式确定计量方式 电源情况、负荷对供电的要求 确定供电电源，选择供电电压 划分配电分区，确定网络接线方式 灯具控制形式（开关数量和安装位置） 短路、过负荷、单相接地保护 计算负荷、电流、电压损失，保护整定 型号、截面及敷设方式 电能计量与其它用电统一考虑 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 1.1.照明对供电电源的要求照明对供电电源的要求 2.2.照明供电方式照明供电方式 3.3.照明供电网络照明供电网络 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 (1)照明对电源电压质量的要求

49、 电压偏移 电压偏移对照明的影响： 正偏移电压(Un)寿命 负偏移电压( Un) 光通量照度 在某一时段内，电压幅值缓慢变化而偏离标称值的程度 GB50034-2004规定： 灯具的端电压不宜大于其额定电压的，亦不宜低于其 额定电压的下列数值： 一般工作场所 远离变电所的小面积一般工作场所 应急照明和用安全特低电压供电的照明 1.1.照明对供电电源的要求照明对供电电源的要求 多次启动寿命 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 电压波动 电压波动对照明的影响： 在某一时段内，电压幅值急剧变化而偏离标称值的程度 电压波动光通量变化产生闪烁刺激眼睛照明质量 电压骤降气体放电灯自熄无法正常工作(

50、再启燃时间长) 荧光灯:160V 高压钠灯、金卤灯:183190V 1.1.照明对供电电源的要求照明对供电电源的要求 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 改善电压质量的措施 照明宜与较大功率冲击性电力负荷接自不同变压器，或 与电力负荷接自同一变压器时，照明应由专用馈电线路供电 照明与冲击性负荷共用配电线路时，应合理减少系统阻抗 无窗厂房或工艺设备对电压质量要求较高的场所，宜采用有 载自动调压变压器 合理采用无功功率补偿措施，有效地降低系统的电压降落 分配单相负荷时，应尽量做到三相平衡 1.1.照明对供电电源的要求照明对供电电源的要求 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 照明负荷

51、分级 2) 照明对供电可靠性的要求 一级负荷符合下列条件之一者 中断正常照明将造成 人身伤亡 重大的政治影响 重大的经济损失 公共场所秩序严重混乱 注意：一级负荷中符合下列条件之一者为负荷 1.1.照明对供电电源的要求照明对供电电源的要求 发生爆炸、火灾及严重中毒事故等场所 特别重要的交通/通信枢纽、国家级建筑（国宾馆、会堂等） 影响实时处理计算机及计算机网络正常工作 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 二级负荷二级负荷符合下列条件之一者符合下列条件之一者 中断正常照明将造成中断正常照明将造成 较大的政治影响较大的政治影响 较大的经济损失较大的经济损失 公共场所秩序混乱公共场所秩序混乱

52、 三级负荷三级负荷 不属于一、二级负荷的照明负荷均属于三级负荷不属于一、二级负荷的照明负荷均属于三级负荷 1.1.照明对供电电源的要求照明对供电电源的要求 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 照明负荷对电源的要求 一级负荷 普通一级负荷：两个独立电源供电 负荷：除两个独立电源外，还必须增设应急电源 二级负荷 两个电源供电 三级负荷 单电源供电 1.照明对供电电源的要求 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 一级照明负荷 双变压器变电所 两路独立高压电源 单变压器变电所+应急电源 一路高压电源+应急电源 220/380V 应应急急照照明明 电电力力 正正常常照照明明 自自动动转转

53、换换装装置置 蓄蓄电电池池组组或或柴柴油油发发电电机机组组 或或有有附附近近引引来来的的独独立立电电源源 （b） 2.照明供电方式 220/380V 应急应急 照明照明 动力动力 正常正常 照明照明 动力动力 第第2电源电源第第1电源电源 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 特别重要照明负荷 第三个电源为自启动发电机 两个独立高压电源+发电机 两个独立高压电源+应急电源 第三个电源为蓄电池或EPS等 220/380V 应急照明应急照明 正常照明正常照明 自启动发电机自启动发电机 D.yn11 220/380V 动力动力 D.yn11 第一电源第一电源第二电源第二电源 G 消防电梯、消防

54、水泵等消防电梯、消防水泵等 220/380V 蓄电池组蓄电池组 或或UPS D.yn11 220/380V D.yn11 第一电源第一电源第二电源第二电源 自动转自动转 换装置换装置 重要场所照明要求由两个独立电源两个独立电源供电。这两个独立电源可以来 自不同变电所，也可来自一个变电所的两台变压器，这两台变压器必 须相互独立，还可以增设其它备用电源。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 二级照明负荷二级照明负荷 两台变压器的供电方式两台变压器的供电方式 2.照明供电方式 220/380V 应急应急 照明照明 动力动力 正常正常 照明照明 动力动力 第二电源第二电源第一电源第一电源 应急

55、照明应急照明正常正常 照明照明 220/380V 动力动力 动力动力动力动力 动力动力 220/380V 应急照明应急照明 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 220/380V 应急照明应急照明 动动力力 正常照明正常照明 D.yn11 三级照明负荷 照明与电力共用变压器 照明接自变电所低压总照明接自变电所低压总 断路器之后，与电力在断路器之后，与电力在 母线上分开母线上分开 照明接自变电所照明接自变电所 低压总断路器之前低压总断路器之前 2.照明供电方式 电力干线电力干线220/380V 动力动力 正常照明正常照明 D.yn11 在“变压器干 线”系统中，当无低无低 压联络线压联络线

56、时，照明电 源宜接于变压器低压 侧总开关前面前面，如图 所示；当有低压联络有低压联络 线线时，照明电源宜接 于总开关后面后面。 低压联络线一般指将两 个不同低压电源连接起 来的线路，或者指将两 个不同供电系统连接起 来的线路 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 外部线路供电 照明与电照明与电 力分线路力分线路 供电供电 照明与电照明与电 力合用供力合用供 电线路电线路 正常正常 照明照明 动力动力 电源线电源线 应急应急 照明照明 正常正常 照明照明 电力电力 电源线电源线 1 2 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 当变压器低压侧线路采用放放 射式接线射式接线时，照明电源一般

57、由变 电所低压配电屏引出专用回路专用回路。 对远离变电所的生产厂房 和建筑物，电力负荷不大且较 稳定时，照明和动力可以合用 供电线路，但应在电源进户处 将动力与照明线路分开分开。 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 局部照明局部照明 机床和固定工作台都带有动力线路，局部照明可与 之共用电源。移动式局部照明应从照明配电箱或动力配 电箱的专用回路上引出独立的分支线路供电。 室外照明 室外照明负荷应与室内照明负荷分开供电，道路照 明、警卫照明应接至变电所低压配电屏的专用回路。但 当露天工作场地距离车间很近且容量不大时，也可由室 内照明配电箱分出专用回路供电，并单独控制。 第第7章工厂电气照明

58、技术章工厂电气照明技术 应急电源种类 (2) 应急照明的供电方式 接自电力网有效地独立于正常照明电源的线路 蓄电池组，包括灯内自带蓄电池、集中设置或分区集中设 置的蓄电池装置 应急发电机组 以上任意两种方式的组合 包括EPS或UPS等装置 可靠性高、转换快、但持续时间短 注意：应急电源应满足应急照明的要求 经济、持续时间长 持续时间较长 转换时间较长 2.照明供电方式 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 应急电源选取 根据建筑物的实际电源条件选取： A. 若有接自电网的第二电源时，应优先采用此形式 B. 若为消防等设置发电机组时，宜采用此形式 C. 若不具备电网或发电机组时，应采用蓄电

59、池组 D. 对于重要场所，也可采用以上三种方式中任意两种组合 根据建筑物的使用要求选取： A. 蓄电池作疏散标志电源可靠性 B. 电力网线路或蓄电池作安全照明电源转换时间短 C. 电力网线路或发电机组作备用照明电源持续工作时间长 2.照明供电方式 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 应急照明，应区别于正常的工作照明，由独立的备用电源供电。 当装有两台以上变压器时，应急电源应与正常工作照明分别接于不 同的变压器，如前页图。 如仅有一台变压器，应急照明（尤其是疏散用事故照明）和工作 照明应从变电所低压配电屏或母线上分开供电。 220/380V 应应急急照照明明 电电力力 正正常常照照明明

60、自自动动转转 换换装装置置 蓄蓄电电池池组组或或柴柴油油发发电电机机组组 或或有有附附近近引引来来的的独独立立电电源源 220/380 V 应急应急 照明照明 动力动力 正常正常 照明照明 动力动力 第第2电源电源第第1电源电源 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 应急照明的电源及其控制 应急照明的电源，应 区别于正常照明的电源。 在正常电源故障停电时宜 实行备用电源自动投入 (APD)，如右图所示。 2.照明供电方式 第第7章工厂电气照明技术章工厂电气照明技术 (1) 照明供电网络的接线形式 三种： 变电所变电所 正常照明正常照明 放射式放射式 树干式树干式 混合式混合式 各负荷独立