《工厂供电技术》-项目十一 电气照明

工厂照明分自然照明和人工照明两大类。电气照明属于人工照明的一种，由于具有灯光稳定、易于控制、调节方便、安全经济等优点，成为现代人工照明中应用最为广泛的一种照明方式。电气照明设计是工厂企业供电设计中一个不可缺少的组成部分，良好的照明是保证安全生产、提高劳动生产效率和产品质量、保障职工视力健康的必要措施。因此，合理地进行照明设计对工矿企业的正常生产和安全有着十分重要的意义。为了便于掌握照明设计的有关知识，首先介绍电气照明技术中的几个基本概念。相关知识任务一电气照明灯具布置与照度计算下一页照明技术的有关概念1)光、光谱和光通量

(1)光光是物质的一种形态，是一种辐射波，其波长比无线电波短而比x射线长。所有电磁波都有辐射能，发光体发射的辐射能中，仅仅有很少一部分能直接引起视觉，这部分辐射能称为可见光或光，它仅占电磁波谱中很窄的一段。

(2)光谱把光线中不同强度的单色光，按波长长短依次排列，称为光谱。光谱的大致范围包括:①红外线:波长为780nm~1mm;②可见光:波长为380nm~780mm;③紫外线:波长为1nm~380nm。任务一电气照明灯具布置与照度计算下一页上一页可见光的波长为380~780nm(1nm=10-9m)，在可见光范围内，不同波长的光给人的颜色感觉不同，波长从380nm一780nm之间依次变化时，能引起红、橙、黄、绿、青、蓝、紫一七种颜色的感觉。通常一七种不同颜色的光混合在一起即为白光。波长大于780nm的辐射能称为不可见的红外线和各种电磁波;波长小于380nm的辐射能称为不可见的紫外线和各种射线。实验证明，人眼对各种波长的可见光具有不同的敏感性。正常人眼对于波长为555nm的黄绿色光最敏感，也就是说这种黄绿色光的辐射能引起人眼的最大的视觉。因此，波长越偏离555nm，其光辐射的可见度越小。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算

(3)光通量光源在单位时间内，向周围辐射出的使人眼产生光感的能量称为光通量，简称光通，用符号少表示，其单位为流(明)(1m)2)光强及其分布特性

(1)光强光强是发光强度的简称，它是光源在给定方向上单位立体角内辐射的光通量，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，各个方向的光强相等，其值为 (11-1)式中:I为发光强度，单位为cd;Φ为光源在立体角内所辐射的总光通量，单位为lm,Ω为光源辐射光通量的空间立体角，单位为sr下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算(球面度)。光源辐射光通量的空间立体角为 (11-2)式中:A为与月相对应的球表面积;:为球的半径。

(2)光强分布曲线光强分布曲线也称为配光曲线，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的角度a的函数曲线。光强分布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，光强分布曲线是绘制在极坐标上的，如图11-1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，其下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算光强分布曲线一般绘制在直角坐标上，如图11-2所示。3)照度和亮度

(1)照度照射于被照面上的光通量密度，即光通量与其所照射的表面积之比称为照度，用E表示，它是衡量照明质量的主要指标。被光均匀照射的平面上的照度为 (11-3)式中:E为照度，单位为勒克斯(1x);Φ为被照面积上接收到的光通量,单位为lm;A为被照面积，单位为m2。如果被照面上的光通量分布不均匀时，则被照面上某点的照度为 (11-4)下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算式中:dΦ为人射到dA面积素的光通量素;dA为被照面积素。

(2)亮度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。设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a角度，如图11-3所示。则视线方向的光强为Ia=Icosa，视线方向的投影面为Aa=Acosa，由此可见发光体在视线方向的亮度为可见，亮度值与视线方向无关。

(3)发光效率照明灯的发光效率是指光源发出的全部光通量少与其全部输人功率P之比。即下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算下一页上一页 (11-5)式中:η为发光效率，单位为1m/W;P为照明灯的输人功率，单位为W。对于一般白炽灯η=6.5~19lm/W;对于荧光灯，η=25~55lm/W。

4)光的吸收、反射及透射当光通过媒质传播时，一般都会发生吸收、反射及透射等现象，如图11-4所示。

(1)光的吸收媒质中传播时，其强度越来越弱，在这个过程中，光的一部分能量转变为其他形式的能量(如热能)，这就是媒质对光的吸收。任务一电气照明灯具布置与照度计算通常用吸收系数a来表征媒质对光的吸收作用，吸收系数是被媒质吸收的光通量少。与人射到媒质上的光通量少之比。即 (11-6)不同的媒质对光的吸收是不同的，而且与光在媒质中的光程(即媒质吸收层的厚度)有关，光程越大，吸收也越大。

(2)光的反射一种子媒质传播到另一种媒质时，有一部分或全部自分界面射回原来的媒质，这种子现象叫做光的反射。用反射系数P来表征物体对光的反射能力，反射系数等于自物体反射的光通量Φ与人射到物体上的光通量少之比。即 (11-7)下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算

表11-1列出了不同物质的反射系数。比较表中数据可知，由于煤和岩石的反射系数远远低于其他物质，所以矿井内需要加强人工照明，以便增加照度。

(3)光的透射光从一种子媒质射人另一种媒质，并从这种媒质穿透出来的现象叫光的透射。用透射系数T来表示在透射前后光通量的变化，透射系数是透过媒质的光通量ΦT与投射到媒质上的光通量少之比。即 (11-8)透射系数与媒质的厚度有关，厚度越大则透射系数越小。一般来说，光线投射到物体上都会同时发生反射、透射和吸收现象。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算按能量守恒定律，则等式两边同除以少得:则 (11-8)式(11-9)说明物体的反射系数、透射系数和吸收系数之和等于to2.照明的方式和种类

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、局部照明下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算和混合照明。

(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:仅在工作地点加强照度的照明。

(3)混合照明:一般照明和局部照明组合而成的照明。对于工作密度很大而对光照方向无特殊要求的场合，宜采用一般照明;对局部地点需要高照度并对照射方向有要求时，宜采用局部照明;对工作位置需要较高并对照射方向有特殊要求的场所，宜采用混合照明。

2)照明种类照明按其用途可分为工作照明、事故照明、值班照明、警卫下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算照明和障碍照明等。

(1)工作照明:正常工作时的室内外照明。

(2)事故照明:工作照明因各种原因熄灭后，供工作人员暂时继续工作用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:警卫地区周围的照明。

(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。工作照明一般可以单独使用，也可以和事故照明、值班照明同时使用，但要分开控制。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算事故照明应该装设在可能引起事故的设备、材料周围及主要通道和人口处，并在灯的明显部位涂以红色，且照度不应小于工作照明所规定的照度的10%，三班倒生产的重要车间及有重要设备的车间和仓库等场所应装设值班照明;障碍照明一般用红色闪烁灯。3.常用电光源与照明灯具在工厂照明中，目前用于照明的电光源按其发光原理可分为两大类:一类是热辐射光源，如白炽灯和卤钨灯(包括碘钨灯和浪钠灯);另一类是气体放电光源，如日光灯、高压汞灯和钠灯等。为了合理、安全地用光通量，获得足够的照度和舒适的照明，通常在电光源外附加一些附件(如罩、架等)。光源与附件的组合下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算称为灯具。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源有以下几种:(1)白炽灯白炽灯是使用最普通的热辐射光源，靠电流加热灯丝到白炽状态而发光。图11-5是普通白炽灯的构造简图。它由玻璃泡壳、灯丝、固定灯丝的支架、引线和灯头等组成。它的结构简单，价格低，使用方便，而且显色性好，因此无论在工厂企业还是城乡，应用都很广泛。它的缺点是发光效率较低，使用寿命较短(一般为1000h)且不耐震。当电源电压大于其额定电压时会大大缩短其使用寿命。

(2)卤钨灯卤钨灯是在白炽灯泡内充人少量卤族元素或卤化物气体，利用卤钨循环原理来提高灯的效率和使用寿命，其发光效率比下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算白炽灯高30%。图11-6是卤钨灯的结构图，它由灯脚、灯丝、灯丝固定支架和石英玻管等组成。为了使灯管温度均匀，防止出现低温区，以保持卤钨循环顺利进行，卤钨灯必须水平安装，倾角不得大于40，而且不允许进行人工冷却(如电扇吹、水淋等)，否则将严重影响灯的使用寿命。卤钨灯在工作时管壁温度可达600℃，所以不能与易燃物靠近。卤钨灯的耐震性和耐电压波动性比白炽灯差，如使用方法正确其寿命比白炽灯长。卤钨灯的显色性很好，使用也很方便。

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。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算目前常用的气体放电光源有:荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氛灯。

(1)荧光灯荧光灯俗称日光灯，其结构如图11-7所示。它由玻璃制成的细长灯管、装在灯管两端的灯丝、灯管内壁涂的白色荧光粉和灯头、灯脚等组成。荧光灯是一种气体放电光源，它利用汞蒸气在外加电压作用下产生弧光放电，发出少许可见光和大量紫外线，紫外线又激发灯管内壁涂覆的荧光粉，使其发出大量的可见光。所以一般荧光灯的发光效率比白炽灯高3~4倍左右，其使用寿命也比白炽灯长，但荧光灯的显色性较白炽灯差。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算特别是它的频闪效应，容易使人眼产生错觉，将一些旋转的物体误为不动的物体，对安全生产不利，因此在有旋转机械的车间里很少采用。如果要在此环境中使用荧光灯，必须设法消除其频闪效应。消除频闪效应的简便方法是在一个灯具内，安装两根或三根灯管，而每根灯管分别接到不同相的线路上。普通荧光灯电路主要由镇流器、启辉器和荧光灯管组成，为了改善功率因数还可以并联电容器，如图11-8所示。此时荧光灯的调动是靠接通电源时，启辉器辉光放电使U形双金属片受热膨胀与静触极接触，接通灯丝加热电路;启辉器两电极接触停止放电后，U形电极因冷却而与静触极分开，切断电路;由于电流的突然消失，下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算在镇流器上产生比电源电压高许多的感应电势，该电势与电源电压共同作用，使灯管内的惰性气体电离而放电，辐射出的紫外线激发灯管内的荧光粉后，发出可见光。普通荧光灯电路由于铁芯线圈镇流器，耗能大、有噪音、频闪效应严重。目前常用节能式荧光灯，它的荧光灯管就是普通荧光灯，只是将铁芯线圈式镇流器和启辉器换成了电子镇流器。采用电子镇压流器后，因无铁芯损耗，所以耗能大为降低。而且电子镇压流器工作时对外呈容性，从而可改善电网的功率因数。节能灯是通过电子镇流器将50Hz的交流电变成25kHz的高频电源来点燃荧光灯管的。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算其启辉迅速(25内即可点亮灯管)，启辉电压低，发光效率高(为普通荧光灯的2倍)，无噪音，无50Hz的频闪现象。荧光灯的光效高，寿命长，但使用附件较多，不适宜安装在频繁启动的场合。

(2)高压汞灯高压汞灯又称高压水银荧光灯，它是普通荧光灯的改进产品，属于高气压的汞蒸气放电光源。它不需启辉器来预热灯丝，但使用时必须串联相应功率的镇流器，其结构如图11-9所示。在工作时，第一主电极与辅助电极(触发极)间首先击穿放电，使管内的汞蒸发，导致第一主电极与第二主电极间击穿，发生弧光放电，使管壁的荧光物质受激发，产生大量的可见光。上一页下一页任务一电气照明灯具布置与照度计算

图11-10是一种需外接镇流器的高压汞灯的工作线路图。高压汞灯的光效比白炽灯高3倍左右，寿命也长，但对电压的要求较高，不宜装在电压波动较大的线路上。

(3)高压钠灯高压钠灯是利用高气压的钠蒸气放电发光，光呈淡黄色，其辐射光谱集中在人眼较为敏感的区域，所以它的光效比高压汞灯还要高1倍，且寿命长，但显色性较差，启动时间较长。其结构如图11-11所示，其接线与高压汞灯相同。

(4)金属卤化物灯金属卤化物灯是在高压汞灯的基础上为改善光色而发展起来的新型光源。它不仅光色好，而且光效高，受电压影响也较小，是目前比较理想的光源。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算其发光原理为，在高压汞灯内添加某些金属卤化物，靠金属卤化物的循环作用，不断向电弧提供相应的金属蒸气，金属原子在电弧中受电弧激发而辐射该金属的特征光谱线。选择适当的金属卤化物并控制它们的比例，可制成各种不同光色的金属卤化物灯。这种灯可用于商场、广场和体育馆等。

(5)氛灯氛灯为惰性气体放电灯，高压氛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，故称为“小太阳”。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光源的主要技术特性有光效、寿命、色温等，有时这些技术下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算特性相互矛盾，在实际选用时，一般考虑光效高、寿命长，其次考虑显色指数、启动性能等次要指标。常用照明光源的主要特性比较见表11-2。4)电光源的选择电光源可根据表11-2电光源的特性和使用场所对照明的要求选择。一般情况下，应尽量选择发光效率高、使用寿命长的照明灯。在显色性要求高的场所应选择显色指数高的电光源。在电压波动大的场所应选择光通量受电压变化影响小的电光源。在温度变化大的场所应选择光通量受温度变化影响小的电光源。在有震动的场所应选择耐震性能好的电光源。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算下一页4.灯具的选择与布置合理地选择与布置灯具，可以使电光源发出的光通量得到更充分的利用和更合理的分配，还可以防止起眩光(眩光是指由于亮度太大而造成视觉的不适)以及保护灯泡不受外界潮气和外力的影响，并可增加美感等。

1)灯具的类型

(1)按灯具的配光特性分类。裸露的灯泡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有两种:一种是传统的分类法;另一种是国际照明委员会提出的分类法。上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算传统分类是根据灯具的配光曲线形状进行分类，可以分为下面几种:正弦分布型、广照型、漫射型、配照型、深照型和特深照型。国际照明委员会的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，可以分为:直接照明型、半直接照明型、均匀漫射型、半间接照明型和间接照明型。

(2)按灯具的机构特性分类。按结构特点分可以分为开启型、闭合型、封闭型、密闭型和防爆型。开启型:光源与外界空间直接接触(没有灯罩)。闭合型:灯罩将光源包合起来，但内外空气能够自由流通。封闭型:灯罩固定处加以一般密封，内外空气仍可有限流通。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算密闭型:灯罩固定处加以严密封闭，内外空气不能流通。防爆型:灯罩及其固定处均能承受要求的压力，能安全使用在有爆炸危险性介质的场所。

2)灯具的选择工厂企业所用灯具的类型，应根据使用场所的特点和对照明的要求选择，而且应尽量选择高效的灯具。

(1)根据配光特性选择灯具在一般公用和民用建筑物内，通常采用半直接照射型和均匀漫射型照明灯具，使整个室内的空间照度均匀。在生产厂房多采用直接照射型灯具，使作业面得到充分的照度。在室外一般多采用均匀漫射灯具。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算

(2)根据环境条件选择灯具为了保证灯具使用上的安全与经济，对不同的环境条件应选择不同结构的灯具。在空气较干燥和少尘的工作场所，采用开启型灯具。在空气潮湿和多尘的工作所，可采用防水、防尘的各种封闭型灯具。在含有大量尘埃或有腐蚀性气体的工作场所，采用密封型灯具。有爆炸危险的工作场所，可根据危险程度选用增安型或隔爆型灯具。在有机械碰撞的工作场所采用带有保护网罩的灯具。闭合型灯具，如吊灯和吸顶灯等，可用在门厅、走廊、会议室等处。

3)室内灯具的布置灯具的布置就是确定灯具在室内的空间位置。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算灯具布置的合理与否直接影响到光投射方向、作业面的照度、眩光和阴影的限制及美观大方的效果。

(1)灯具的悬挂高度悬挂高度是指电光源距作业面的垂直距离。灯具如果悬挂过高，将降低作业面上的照度，要达到规定的照度，则必须增大光源功率，不够经济，而且更换与维护也不方便。灯具如果悬挂过低，会产生眩光，增大阴影，而且也不安全室内灯具至悬挂点的距离称为悬垂距离，一般为0.3~1.5m，大多取0.7m。根据限制眩光的要求，室内一般照明灯具对地面的最低悬挂高度，应不低于表11-3中规定的数值。其他可参考国家《工业企业照明设计标准》的规定来确定。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算

(2)室内灯具的平面布置室内灯具的平面布置要求:保证最低照度及均匀性，光线的射向适当，无眩光和阴影;安装维修方便;布置整齐美观，并和建筑空间协调;安全、经济、美观等。一般照明灯具的平面布置主要采取以下两种布置方案:①均匀布置。灯具在整个工作间内均匀布置，其布置与生产设备的位置无关。均匀布置的灯具可排列成正方形、矩形或菱形，如图11-12所示。②选择布置灯具的布置与作业面的位置相关，大多是按作业面对称布置，力求在作业面能获得最有利的光通方向和消除在作业上的阴影。由于均匀布置较选择布置更为整齐美观，且使整个工作间照度下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算较为均匀，因此工作间内的一般照明大多采用均匀布置，在部分需要加强照度的地方可增加局部照明。

(3)灯具的布置间距灯间的距离与其悬挂高度的比值LlH，称为距高比。灯具布置的合理与否，主要取决于距高比。距高比越小，照度均匀性越好，但经济性差;距高比越大，照度均匀性就越差。合适的距高比可根据灯具的特征查有关技术手册。一般较合理的距高比为1.4~1.8。5.照度标准照度是决定照明效果的重要指标。在一定范围内，照度增加会使视觉能力提高，同时使经济性下降。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算为了提高劳动生产率和产品质量，保护职工的健康，在工作场所及其他活动环境的照明必须有足够的照度。有的工作环境除设有一般照明外，还应增设局部照明，即形成混合照明。新建、扩建或改建的工业企业照明可按国标GB50034-92来确定其照度;对一般生产车间和工作场所工作面上的照度值可按表11-4、表11-5和表11-6来确定最低照度值。当工厂企业照明用的灯具的类型、悬挂高度及布置方案初步确定后，就可以根据初步确定的照明方案来计算作业面上的照度，校验照度是否符合规定标准的要求;也可以根据作业面上的照度标准要求来确定灯泡的容量和灯具的数量，然后确定布置的方案。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算常用照度计算方法有利用系数法、概算曲线法、比功率法、逐点计算法等，其中概算曲线法是利用系数法的简化。这里只介绍利用系数法和比功率法。

1)利用系数法

(1)利用系数的概念照明光源的利用系数(用a表示)是表征照明光源投射到作业面上的光通量与房间内光源发出的总光通量之比。投射到作业面上的光通量考虑了光通的直射光部分和反射光部分在作业面上的总照度。根据定义利用系数应表示为 (11-10)式中:a为利用系数;Φ1为投射到作业面上的光通量，单位为lm;下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算Φ为每盏灯发出的光通量，单位为lm;n以为房间内的灯数。

(2)利用系数的确定利用系数a的大小取决于照明灯具的特性、房间的形状和大小与被照空间各平面的反射系数的大小等因素。灯具的发光效率越高，光通越集中，利用系数越高;灯具悬挂越低，则直射光通越多，利用系数越高;墙壁、顶棚及地面颜色越浅，则反射光通越多，利用系数越高;房间的面积越大，越接近于正方形，则直射光通越多，因此利用系数也越高。从以上分析可知，利用系数除与反射系数有关外，还与受照空间特征有关。房间的受照空间特征可用参数“室空间比”来表征。室空间比RCR可按下式确定，即下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算 (11-11)式中:hRC为室空间的高度(灯具至作业面的空间高度，如图11-13所示)，单位为m;l为房间的长度，单位为m;b为房间的宽度，单位为m。根据墙壁、顶棚的反射系数，室空间比和灯具的形式查表即可求出该条件下的利用系数。表11-7给出了GC1-A(B)-1型配照灯，采用功率为150W的白炽灯时的利用系数a与反射系数和室空间的关系。该灯具的最大允许距高比为1.25。

(3)根据利用系数计算工作面上的实际平均照度随着灯具的使用，光源本身的光效要逐渐降低，灯具也要陈旧脏污，被照场所的墙壁下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算和顶棚也有污损的可能，从而使作业面上的光通量有所减少。在计算作业面上的实际平均照度时，应计人一个小于1的“减光系数k"。因而作业面上的实际平均照度为 (11-12)式中:Eav为平均照度，单位为lx;k为减光系数，根据照明场所的清洁度一般取0.6~0.8;a为利用系数;少为每盏灯发出的光通量，单位为lm;n为灯的盏数;A为受照房间的面积，单位为m。

若已知平均照度、房间的特征和灯具的形式及功率，则可求出所需灯具的盏数即 (11-13)下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算

(4)利用系数法计算实际平均照度利用系数法计算实际平均照度的步骤具体如下:①根据灯具的布置，确定室空间的高度。②计算室空间比RCR。③确定反射系数(查表)。④确定利用系数a(查相应的表)。⑤根据有关手册查布置灯具的光通量少。⑥根据设计手册查出减光系数k。⑦计算实际平均照度。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算

[例10-1]某机械加工车间的平面面积为32×20m2，屋顶离地面高度为5m，柱间距为4m。作业面离地0.8m，拟采用GC1-A-1型配照灯(每盏装150W白炽灯)作车间的一般照明。车间顶棚的反射系数Pc=0.5,墙壁的反射系数pW=0.3，试选择灯具的数量并确定灯具的布置方案，并计算车间的实际平均照度。该车间的照度标准为75lx。[解](1)确定布置方案。查表11-3,150~300W的白炽灯最低距地悬挂高度为3m，因此可设灯具的悬挂高度为0.5m，则室空高度为该灯具的最大距高比为1.25，即

，则灯具间的合理下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算距离为初步确定灯具布置方案如图11-14所示。该布置方案的实际距离为满足距高比要求。此时，灯具的个数n=5x8=40个。(2)利用系数法计算照度。①计算室空间比RCR，即下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算②确定利用系数。已知车间顶棚的反射系数pC=0.5，墙壁的反射系数PW0.3。查表11-4并用插值法计算得利用系数a=0.722。③确定灯具的光用量。查白炽灯的技术数据功率为150W的灯泡其光通Φ=2090lm。④确定减光系数。取k=0.7。⑤计算实际平均照度，即计算结果满足照度要求。

2)比功率法比功率就是单位面积上照明光源的安装功率。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算为了简化计算，根据不同的照度要求、不同的房间面积、灯具的类型和灯具的悬挂高度，确定出单位面积上的电光源的安装功率，并制成表格。设计计算时根据单位面积上所需的安装功率，计算照明光源总功率的方法，称比功率法或单位容量法。各种型号灯具的比功率可从有关设计手册中查得，表11-8给出了配照灯的比功率参考值。设计时从表中查出不同条件下的比功率，然后求出室内的总安装容量。即 (11-14)式中:P∑为全部灯泡的安装容量，单位为W;P为单位面积的安装容量，单位为W/m2;A为被照面积，单位为m2。下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算再根据单个灯泡的容量，确定出所需安装的灯泡盏数，或根据所需布置的灯泡盏数，计算出每个灯泡所需的容量。

[例11-2]试用比功率法确定例题11-1中车间所需照明灯的盏数。设平均照度Eav=75lm。

[解〕由H=5m,EEav=751m及A=32x20=640m2，查可得P=14W/m。W/m2，因此该车间所需一般照明的安装总容量为采用150W白炽配照灯的盏数应为下一页上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算考虑到均匀布置，采用60盏灯。这样实际照度大于设计照度。任务实施填写任务实施表11-9。评价总结根据任务一电气照明灯具布置与照度计算，结合任务实施表和收获体会进行评议总结，并填写成绩评议表11-10。返回上一页任务一电气照明灯具布置与照度计算任务二照明供电系统设计目前，在照明装置中，采用的都是电光源，为了保证电光源正常、安全、可靠地工作，同时便于管理维护，又利于节约电能，就必须有合理的供配电系统和控制方式予以保障。相关知识1.照明供电系统

(1)照明供电电压正常照明和事故照明灯的工作电压一般为220V。照明线路的供电一般采用380/220V三相四线制中性点直接接地的供电系统，只有在线路电流不超过30A时，方可采用220V单相供电线路。对空间狭窄、特别潮湿、易触电的危险场所，以及人经常接触的下一页下一页上一页任务二照明供电系统设计手提行灯、局部照明灯，应采用安全电压供电。矿井井下的照明采用127V电压。照明电压的质量对照明灯的寿命和光通影响很大，为此要求灯泡的端电压不应超过其额定电压5%;远离变电所的场所难以满足5%的要求时，允许为10%;对应急照明、道路照明、警卫照明及电压为12~42V的照明电压允许降低10%。

(2)照明供电网络照明供电网络由馈线、干线和分支线组成，如图11-15所示。馈线是指将电能从变电所低压配电屏送到总照明箱的线路;干线是指将电能从配电箱送到各个照明箱的线路;分支线是指由干线分出，下一页上一页任务二照明供电系统设计将电能送到每一个照明配电箱的线路，或从照明箱接到各灯的线路。照明供电网络的接线方式有树干式、放射式和混合式。其中，以放射式和树干式的混合式为多。

(3)照明供电方式的选择我国照明供电一般采用380/220V的TN-S或TN-C的交流网络供电。

1)正常照明一般由动力与照明共用的变压器供电，如图11-16(a)所示。在照明负荷较大的情况下，照明电也可以由单独的变压器供电。当生产厂房的动力采用“变压器一干线”供电，对外有低压联络母线时，照明电源接于变压器低压侧总开关之后，对外没有联络母线，照明电源任务二照明供电系统设计接于变压器低压侧总开关之前，如图11-16(b)所示;当车间变电所低压侧采用放射式配电系统时，照明电源接于低压配电屏的照明专用开关上，如图11-16(c)所示;对负荷稳定的厂房，动力和照明可以合用供电线路，但应在电源进户处将两者分开，如图11-16(d)所示。

2)事故照明供继续工作或疏散人员的事故照明应接于与正常照明不同的电源，当正常照明因故停电时，事故照明电源应立即自动投人。有时为了节约照明线路，事故照明可以取自正常照明线路，但其配电线路与控制开关应分开安装。

3)局部照明下一页上一页任务二照明供电系统设计机床和固定工作台的局部照明可接自动力线路，移动式局部照明应接自正常照明供电线路。

4)室外照明室外照明应与室内照明线路分开供电，室外照明应由室内低压配电屏引出专用回路供电。当室外照明的供电距离较远时，可采用由不同区域的变电所分区供电。

(4)电气照明的平面布置为了施工和安装的需要，设计时应绘制电气照明平面布置图，如图11-17所示。其对应的照明供配电系统如图11-18所示。2.照明负荷计算下一页上一页任务二照明供电系统设计照明负荷一般采用需要系数法计算。即 (11-15)式中:P30为计算负荷，单位为W;凡l为需要系数，计算照明支线时取1，照明干线的需要系数见表11-11;Pe为总安装容量，单位为W，包括镇流器、触发器等附件消耗的功率。如三相负荷不平衡，取最大一相负荷的3倍。三相线路计算电流为单相线路计算电流为下一页上一页任务二照明供电系统设计上两式中，UN、Uφ为额定线电压、相电压，单位为V；P30、P30为三相、单相计算负荷，单位为W;coscp为光源的功率因数(见表11-2)。3.照明线路导线及保护装置的选择

(1)照明线路导线的选择室内照明线路导线一般采用塑料或橡皮绝缘电线，井下采用电缆。导线的截面应按导线的长时允许电流、线路的允许电压损失、导线的机械强度选择和校验，导线的截面还应不小于保护装置所允许的最小截面。当采用气体放电光源时，因其三次谐波电流较大，所以三相四线系统中的中性线截面应按最大一相的电流选择。下一页