上海电力学院工业用电设备电气照明讲课讲稿.ppt
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1、上海电力学院工业用电设备电气照明3照度:照度:被照面上单位面积入射的光通量。被照面上单位面积入射的光通量。用用E表示,单位为表示,单位为lx(勒克斯)。(勒克斯)。能否看清一个物体,与这个物体单位面积所得到的光通量有关。所以,照度是照明工程中最常用的术语和重要的物理量之一,在当前的照明工程设计中,一直将照度值作为考察照明效果的量化指标。例:a在在40W白炽灯下白炽灯下1m远处的照度约为远处的照度约为301x,加搪瓷伞形白色灯罩后可增加为加搪瓷伞形白色灯罩后可增加为70lx。b满月晴空的月光下为满月晴空的月光下为0.2lx。c晴朗的白天室内为晴朗的白天室内为100500 lx。一般情况下,1 l
2、x的照度仅能辨别物体的轮廓;照度为510 lx时,看一般书籍比较困难;短时阅读的照度不应低于50lx。4亮度:亮度:描述发光面或反光面上光的明亮程度的光度量,描述发光面或反光面上光的明亮程度的光度量,单位是坎德拉平方米(单位是坎德拉平方米(cd/m2)。通常情况下:)。通常情况下:a40W荧光灯的表面亮度约为荧光灯的表面亮度约为7000 cd/m2;b无云的晴朗天空平均亮度约为无云的晴朗天空平均亮度约为5000cd/m2;c太阳的亮度高达太阳的亮度高达1.6109cd/m2以上。以上。注意:一般当亮度超过注意:一般当亮度超过1.6105cd/m2时,人眼就感到难以忍受了。时,人眼就感到难以忍受
3、了。第第6章章 电气照明电气照明 6.1 照明的基本概念和常用术语照明的基本概念和常用术语一常用的光度量一常用的光度量2022/11/112上海电力学院 电力系二物质的光学性质二物质的光学性质 光光通通过过介介质质(空空气气、液液体体、固固体体等等)传传播播时时,一一般般都都发发生生吸吸收收、折折射射、透透射射、反射和偏振等现象。反射和偏振等现象。4 4物质的光谱选择性:物质的光谱选择性:光的波长不同时,各种物质吸收、光的波长不同时,各种物质吸收、反射反射和透射的情况也可能不同,这种和透射的情况也可能不同,这种 现象称现象称为物质对光有光谱选择性。为物质对光有光谱选择性。图图6.1.2 光的折
4、射、透射、反射光的折射、透射、反射 第第6章章 电气照明电气照明 6.1 照明的基本概念和常用术语照明的基本概念和常用术语2022/11/113上海电力学院 电力系1 1发光效率:发光效率:光源消耗单位电功率所发出的光通量,光源消耗单位电功率所发出的光通量,简称光效,单位是简称光效,单位是lm/Wlm/W。光效是表征光源经济效果的参数之一。在输出相同的光通量时,光效高的电光源比光效低的电光源节省电能。在能完成相同的照明功能条件下,要优先选用光效高的电光源替代光效低的电光源。三电光源的技术特性参数三电光源的技术特性参数2光源寿命光源寿命:(1)有有效效寿寿命命。指指灯灯开开始始点点燃燃至至灯灯的
5、的光光通通量量衰衰减减到到额额定定光光通量的某一百分比时所经历的点灯时数。一般通量的某一百分比时所经历的点灯时数。一般7080。(2)平平均均寿寿命命。指指一一组组试试验验样样灯灯,从从点点燃燃到到其其中中的的50的的灯失效时,所经历的点灯时数。灯失效时,所经历的点灯时数。第第6章章 电气照明电气照明 6.1 照明的基本概念和常用术语照明的基本概念和常用术语2022/11/114上海电力学院 电力系 3光源的颜色:光源的颜色:光源的颜色,简称光色。光源的颜色,简称光色。它用色温和显色指数两个指标来度量。它用色温和显色指数两个指标来度量。1)光源的色温:)光源的色温:当某一光源的颜色与某一温度下
6、黑体的颜色当某一光源的颜色与某一温度下黑体的颜色 相同时,黑体的温度即为这种光源的颜色温相同时,黑体的温度即为这种光源的颜色温 度,简称色温,单位为开尔文,记作度,简称色温,单位为开尔文,记作K。光源的色温是灯光颜色给人直观感觉的度量,与光源的实际温度无关。不同的色温给人不同的冷暖感觉,高色温有凉爽的感觉,低色温有温暖的感觉。一般地说,在低照度下采用低色温的光源会感到温馨快活;在高照度下采用高色温的光源则感到清爽舒适。在比较热的地区宜采用高色温冷感电光源,在比较冷的地方宜采用低色温暖感的电光源。因此,可根据各自的环境条件和爱好,选择适宜色温的电光源。第第6章章 电气照明电气照明 6.1 照明的
7、基本概念和常用术语照明的基本概念和常用术语三电光源的技术特性参数三电光源的技术特性参数2022/11/115上海电力学院 电力系2)显色指数:)显色指数:在该光源照射下物体表面显示的颜色与在标准在该光源照射下物体表面显示的颜色与在标准 光源照射下显示的颜色相符合的程度,光源照射下显示的颜色相符合的程度,即光源显现物体颜色的特性。即光源显现物体颜色的特性。光源的显色指数是指在待测光源照射下,物体的颜色与物体在日光下所显示的颜色相符合的程度。显色指数最大值为100。一般认为:显色指数为80100的光源其显色性较好,5079之间显色性一般,小于50为显色性较差。几几种种常常见见电电光光源源的的显显色
8、色指指数数如如表表6.1.1所所示示。显显色色性性是是选选用用电电光光源源的的一一项项重重要要因因素素,对于显色性要求很高的照明用途更是如此。对于显色性要求很高的照明用途更是如此。3光源的颜色:光源的颜色:光源的颜色,简称光色。光源的颜色,简称光色。它用色温和显色指数两个指标来度量。它用色温和显色指数两个指标来度量。第第6章章 电气照明电气照明 6.1 照明的基本概念和常用术语照明的基本概念和常用术语三电光源的技术特性参数三电光源的技术特性参数2022/11/116上海电力学院 电力系4光源起动性能:光源起动性能:指指灯的启动和再启动特性,灯的启动和再启动特性,用启动和再启动所需要的时间来度量
9、。用启动和再启动所需要的时间来度量。一般地讲,热辐射电光源的启动性能最好,能瞬时起动发光,也不受再起动时间的限制;气体放电电光源的启动特性不如热辐射电光源,不能瞬时起动。除荧光灯能快速起动外,其他气体放电灯的起动时间最少在4min以上,再起动时间最少也需要3min以上。不能承受启动和再起动约束的场合,像住宅、商厦、宾馆、酒楼、康乐场所等的室内照明只能选用普通白炽灯、卤钨灯和荧光灯。第第6章章 电气照明电气照明 6.1 照明的基本概念和常用术语照明的基本概念和常用术语三电光源的技术特性参数三电光源的技术特性参数2022/11/117上海电力学院 电力系5闪烁与频闪效应闪烁与频闪效应1)闪烁:)闪
10、烁:在交流电各半个周期内,光源的光通量随着电流在交流电各半个周期内,光源的光通量随着电流 的增减发生周期性的明暗变化的现象称为闪烁。的增减发生周期性的明暗变化的现象称为闪烁。一般情况下,肉眼不宜觉察到由交流电引起的光源闪烁。2)频闪效应:)频闪效应:在以一定频率变化的光线照射下,在以一定频率变化的光线照射下,观察到的物体运动呈现静止或不同于实际运动状观察到的物体运动呈现静止或不同于实际运动状 态的现象称为频闪效应。态的现象称为频闪效应。具有频闪效应的光源照射周期性运动的物体时会降低视觉分辨能力,严重时会诱发各种事故,所以,具有明显闪烁和频闪的光源其使用范围将受到限制。第第6章章 电气照明电气照
11、明 6.1 照明的基本概念和常用术语照明的基本概念和常用术语三电光源的技术特性参数三电光源的技术特性参数2022/11/118上海电力学院 电力系四大类:四大类:热辐射式电光源、气体放电电光源、热辐射式电光源、气体放电电光源、微波硫电光源微波硫电光源 、半导体电光源。、半导体电光源。第一代第一代 热辐射电光源热辐射电光源 利用钨丝发热而发光。利用钨丝发热而发光。代表产品:白炽灯和代表产品:白炽灯和2020世纪世纪6060年代开发的卤钨灯。年代开发的卤钨灯。优点:结构简单、光色好、发光柔和稳定、成本低,使用方便;优点:结构简单、光色好、发光柔和稳定、成本低,使用方便;缺点:光效低、耗电大、寿命短
12、,逐步为节能电光源取代。缺点:光效低、耗电大、寿命短,逐步为节能电光源取代。6.2.1 照明电光源概况照明电光源概况电光源:通电后能发光的器件;电光源:通电后能发光的器件;照明电光源:用作照明的电光源。照明电光源:用作照明的电光源。6.2 照明电光源照明电光源第第6章章 电气照明电气照明2022/11/119上海电力学院 电力系 第二代第二代 气体放电电光源气体放电电光源 自自2020世纪世纪3030年代起开发,较白炽灯发光机理不同年代起开发,较白炽灯发光机理不同 (辉光放电),发光效率有质的飞跃。(辉光放电),发光效率有质的飞跃。代表产品:代表产品:1 1荧光灯荧光灯(19381938年问世
13、),光效高白炽灯年问世),光效高白炽灯5 5倍,作一般照明;倍,作一般照明;2 2低压钠灯低压钠灯,光效高白炽灯十几倍,光色单一(黄光),光效高白炽灯十几倍,光色单一(黄光),只能作道路、隧道照明;只能作道路、隧道照明;3 3高压气体放电光源高压气体放电光源(高压汞灯、大功率氙灯等),(高压汞灯、大功率氙灯等),功率大、光效高,用作场馆和泛光照明;功率大、光效高,用作场馆和泛光照明;第第6章章 电气照明电气照明 6.2 照明电光源照明电光源6.2.1 照明电光源概况照明电光源概况四大类:四大类:热辐射式电光源、气体放电电光源、热辐射式电光源、气体放电电光源、微波硫电光源微波硫电光源、半导体电光
14、源。、半导体电光源。2022/11/1110上海电力学院 电力系 第三代第三代 节能气体放电光源节能气体放电光源 自自2020世纪世纪6070年代起开发年代起开发代表产品有:代表产品有:1 1细管径荧光灯细管径荧光灯(T8T8、T5T5、T4T4)2 2紧凑型荧光灯紧凑型荧光灯(电子节能灯)(电子节能灯)细细管管径径荧荧光光灯灯和和紧紧凑凑型型荧荧光光灯灯较较普普通通荧荧光光灯灯光光效效高高(从从4050lm/W提提高高到到50105lm/W)、显显色色性性好好、寿寿命命长长、且且结结构构紧紧凑、通用性好,已成为室内照明主体;凑、通用性好,已成为室内照明主体;第第6章章 电气照明电气照明 6.
15、2 照明电光源照明电光源6.2.1 照明电光源概况照明电光源概况2022/11/1111上海电力学院 电力系 第三代第三代 节能气体放电光源节能气体放电光源 自自2020世纪世纪6070年代起开发年代起开发 3 3高强度气体放电光源(高强度气体放电光源(HID),),如高压钠灯(如高压钠灯(HPS)、金属卤化物灯()、金属卤化物灯(MH),),20世纪世纪60年代研制、年代研制、80年代形成规模生产。年代形成规模生产。较高压汞灯光效高(较高压汞灯光效高(11.5倍),倍),显色性好(显色指数显色性好(显色指数60),),寿命寿命6000小时以上,小时以上,广泛用于道路、场馆、大型照明工程等。广
16、泛用于道路、场馆、大型照明工程等。第第6章章 电气照明电气照明 6.2 照明电光源照明电光源6.2.1 照明电光源概况照明电光源概况2022/11/1112上海电力学院 电力系 第四代第四代 新光源新光源1 12020世纪世纪8090年代已开发出一批新型节能气体光源,包括:年代已开发出一批新型节能气体光源,包括:无汞荧光灯、高频无极荧光灯、平面荧光灯、无汞荧光灯、高频无极荧光灯、平面荧光灯、高显色性高压钠灯、陶瓷金属卤化物灯、微波硫灯。高显色性高压钠灯、陶瓷金属卤化物灯、微波硫灯。2 2几种未来新型光源几种未来新型光源,包括:包括:涂有光触媒的荧光灯、长余辉残光型荧光灯、涂有光触媒的荧光灯、长
17、余辉残光型荧光灯、可变色荧光灯、四基色荧光灯。可变色荧光灯、四基色荧光灯。3.半导体电光源半导体电光源第第6章章 电气照明电气照明 6.2 照明电光源照明电光源6.2.1 照明电光源概况照明电光源概况2022/11/1113上海电力学院 电力系 第四代第四代 新光源新光源3.半导体电光源半导体电光源 用半导体发光二极管用半导体发光二极管(Light-Emitting Diode,LED 作为光源。作为光源。因白光LED最接近日光,更能较好地反映照射物体的真实颜色,所以白光LED照明最有魅力。应用半导体PN结发光原理制成LED问世于20世纪60年代初,90年代以来,随着氮化稼为代表的第三代半导体
18、的兴起,以及白色LED的研究成功,使实现半导体发光LED照明成为可能。传统白炽灯泡采用热发光技术,浪费了90%的能源。而发光二极管的效能转换效率却非常高。第第6章章 电气照明电气照明 6.2 照明电光源照明电光源6.2.1 照明电光源概况照明电光源概况2022/11/1114上海电力学院 电力系 第四代第四代 新光源新光源3.半导体电光源半导体电光源氮化稼基白光氮化稼基白光LED的优点:的优点:耗电量低,耗电量低,仅为相同亮度白炽灯的仅为相同亮度白炽灯的1020。寿命长,寿命长,普通灯泡寿命只有普通灯泡寿命只有1000小时;小时;而白光而白光LED灯寿命却可以达到灯寿命却可以达到10万小时。万
19、小时。环保,环保,只用只用3伏的直流电压保证其没有电磁干扰,伏的直流电压保证其没有电磁干扰,同时寿命长又保证少产生废物,同时寿命长又保证少产生废物,不像日光灯点亮后会产生汞蒸汽等污染物。不像日光灯点亮后会产生汞蒸汽等污染物。体积小、重量轻、方向性好,体积小、重量轻、方向性好,可耐各种恶劣条件可耐各种恶劣条件,比如可以泡放在水中等。,比如可以泡放在水中等。LED与太阳能发电的结合被人们称为与太阳能发电的结合被人们称为21世纪最理想的照明方案。世纪最理想的照明方案。第第6章章 电气照明电气照明 6.2 照明电光源照明电光源6.2.1 照明电光源概况照明电光源概况2022/11/1115上海电力学院
20、 电力系第第6章章 电气照明电气照明 6.2 照明电光源照明电光源6.2.1 照明电光源概况照明电光源概况照明电光源发展简况,见照明电光源发展简况,见 P175 P175 表表6.2.16.2.1主要灯种性能比主要灯种性能比较较,见见 P176 P176 表表6.2.26.2.2 6.2.2 热辐射电光源热辐射电光源6.2.3 气体放电光源气体放电光源6.2.4 节能气体放电光源节能气体放电光源6.2.5 大面积照明的革命大面积照明的革命6.2.6 微波硫灯微波硫灯2022/11/1116上海电力学院 电力系 在节电和满足显色性要求的前提下,在节电和满足显色性要求的前提下,选择电光源一般应遵循
21、以下原则:选择电光源一般应遵循以下原则:1 1一般室内照明一般室内照明,宜用荧光灯代替白炽灯,最好选用三基色荧光灯。宜用荧光灯代替白炽灯,最好选用三基色荧光灯。2 2处理有色物品的场所处理有色物品的场所,应满足显色性要求,宜采用显色性好的光源或三基色荧光灯。应满足显色性要求,宜采用显色性好的光源或三基色荧光灯。3 3灯具悬挂较低的工作场所灯具悬挂较低的工作场所,宜采用荧光灯。宜采用荧光灯。4 4安装高度在安装高度在1010米以上的室内光源米以上的室内光源,宜采用金属卤化物灯。为了产生必要的照度和具有较好的显宜采用金属卤化物灯。为了产生必要的照度和具有较好的显 色性,也可考虑高压钠灯、金属卤化物
22、灯和荧光灯混合使用。色性,也可考虑高压钠灯、金属卤化物灯和荧光灯混合使用。6.2.7 照明电光源的选用照明电光源的选用第第6章章 电气照明电气照明 6.2 照明电光源照明电光源2022/11/1117上海电力学院 电力系5 5一般厂房和露天工作场所一般厂房和露天工作场所,宜采用高功率荧光灯取代高压钠灯或金属卤化物灯。宜采用高功率荧光灯取代高压钠灯或金属卤化物灯。除特殊情况外,不宜采用管形卤钨灯和大功率白炽灯。除特殊情况外,不宜采用管形卤钨灯和大功率白炽灯。6 6开闭频繁、面积小、要求照度不高的地点开闭频繁、面积小、要求照度不高的地点,采用普通白炽灯。采用普通白炽灯。生产场所应尽量不用自镇流式高
23、压汞灯和大功率白炽灯。生产场所应尽量不用自镇流式高压汞灯和大功率白炽灯。7 7115的的低温场所低温场所,宜采用与快速启动电子镇流器配套的荧光灯。宜采用与快速启动电子镇流器配套的荧光灯。8 8企业厂区和居民小区的道路照明企业厂区和居民小区的道路照明,宜采用高功率荧光灯取代高压钠灯或高压汞灯。宜采用高功率荧光灯取代高压钠灯或高压汞灯。第第6章章 电气照明电气照明 6.2 照明电光源照明电光源6.2.7 照明电光源的选用照明电光源的选用2022/11/1118上海电力学院 电力系电光源和灯具组成的设备。电光源和灯具组成的设备。6.3 照明器照明器6.3.3 工厂照明的配置工厂照明的配置工厂照明系统
24、通常分为两类:工厂照明系统通常分为两类:1.1.高度在高度在1515米以上的高大厂房米以上的高大厂房,一般采用气体放电灯作顶蓬光源,一般采用气体放电灯作顶蓬光源,采用较窄光束的照明器吊装在屋架下弦。采用较窄光束的照明器吊装在屋架下弦。墙上和柱上可设投光荧光灯,墙上和柱上可设投光荧光灯,两者结合以保证工作面上所需照度。两者结合以保证工作面上所需照度。2.2.一般性厂房一般性厂房,应该采用高功率荧光灯为主要光源,应该采用高功率荧光灯为主要光源,照明器布置可以与梁垂直也可与梁平行。照明器布置可以与梁垂直也可与梁平行。第第6章章 电气照明电气照明2022/11/1119上海电力学院 电力系1 1应考虑
25、维修方便和使用安全。应考虑维修方便和使用安全。2 2有有爆爆炸炸性性气气体体或或粉粉尘尘的的厂厂房房内内,应应选选用用防防尘尘、防防水水或或防防爆爆式式照照明明器器,控控制制开开关关不不应应装装在在同同一一场场所所,需需要要装装在在同同一一场场所所时应采用防爆式开关。时应采用防爆式开关。3 3潮潮湿湿的的室室内内外外场场所所,应应选选用用具具有有结结晶晶水水出出口口的的封封闭闭式式照照明明器或带有防水口的敞开式照明器。器或带有防水口的敞开式照明器。4 4灼热、多尘场所应采用投光灯。灼热、多尘场所应采用投光灯。5 5有有腐腐蚀蚀性性气气体体和和特特别别潮潮湿湿的的室室内内,应应采采用用密密封封式
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