电力工程基础第10章课件.ppt
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- 电力工程 基础 10 课件
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1、2022-12-15电力工程基础第10章电力工程基础第电力工程基础第10章章电力工程基础第10章第十章第十章 电气照明电气照明n10.1 照明技术的有关概念n0.2 照明方式和种类n10.3 电光源和灯具n10.4 照明质量与照度计算n10.5 照明供电系统 电力工程基础第10章10.1 照明技术的有关概念照明技术的有关概念n光通量:光通量:光源在单位时间内向周围空间辐射出的使人眼产光源在单位时间内向周围空间辐射出的使人眼产生光感的能量,称为光通量,简称光通,用符号生光感的能量,称为光通量,简称光通,用符号表示,单表示,单位为位为lm(流明)(流明)。电光源每消耗电光源每消耗1W功率所发出的流
2、明数,称为发光效功率所发出的流明数,称为发光效率,简称光效。率,简称光效。n发光强度:发光强度:光源在某一特定方向上单位立体角内的辐射的光源在某一特定方向上单位立体角内的辐射的光通量,称为光源在该方向上的发光强度,简称光强,用符光通量,称为光源在该方向上的发光强度,简称光强,用符号号I I表示,单位为表示,单位为cdcd(坎德拉)。即(坎德拉)。即 式中,式中,为光源在立体角为光源在立体角内所辐射的总光通量;内所辐射的总光通量;为空间为空间立体角,立体角,A为与为与相对应的球面积,相对应的球面积,r为球半径。为球半径。电力工程基础第10章10.1 照明技术的有关概念照明技术的有关概念n照度:照
3、度:受照物体单位面积上接收到的光通量,称为照度,受照物体单位面积上接收到的光通量,称为照度,用符号用符号E表示,单位为表示,单位为lx(勒克斯)。即(勒克斯)。即 n亮度:亮度:光源在给定方向单位投影面上的发光强度,称为亮光源在给定方向单位投影面上的发光强度,称为亮度,用符号表示,单位为度,用符号表示,单位为cd/m2。如图如图10-1所示,设发光体表面法线方所示,设发光体表面法线方向的光强为向的光强为I,则发光体在视线方向的亮,则发光体在视线方向的亮度为度为上式表明,发光体表面的亮度与视线方向无关。上式表明,发光体表面的亮度与视线方向无关。图图10-1 亮度的定义示意图亮度的定义示意图电力工
4、程基础第10章10.1 照明技术的有关概念照明技术的有关概念n光源的色温和显色性光源的色温和显色性当光源的发光颜色与黑体加热到某一个温度所发出的光当光源的发光颜色与黑体加热到某一个温度所发出的光的颜色相同时,称该温度为光源的颜色温度,简称色温,的颜色相同时,称该温度为光源的颜色温度,简称色温,单位为单位为K(开尔文)。(开尔文)。光源对被照物体颜色显现的性质称为光源的显色性,并光源对被照物体颜色显现的性质称为光源的显色性,并用显色指数来表示光源显色性能的好坏。用显色指数来表示光源显色性能的好坏。光源的显色指数,是指在被测光源照射下物体的颜色与光源的显色指数,是指在被测光源照射下物体的颜色与日光
5、参照光源照射下该物体颜色相符合的程度。日光参照光源照射下该物体颜色相符合的程度。白炽灯的色温为白炽灯的色温为2400 2920K,日光灯的色温为日光灯的色温为6500K。日光的显色指数为日光的显色指数为100,白炽灯的显色指数为,白炽灯的显色指数为9799,荧光灯的显色指数为,荧光灯的显色指数为7590。物体的颜色以日光光源照射下的颜色为准。物体的颜色以日光光源照射下的颜色为准。电力工程基础第10章10.1 照明技术的有关概念照明技术的有关概念n物体的光照性能物体的光照性能反射比:反射比:吸收比:吸收比:透射比:透射比:当光通量当光通量 投射到物体上时,其中有投射到物体上时,其中有 从物体表面
6、反从物体表面反射回去,射回去,被物体吸收,被物体吸收,透过物体,如图透过物体,如图10-2所示。所示。显然有:显然有:又叫反射系又叫反射系数或反射率数或反射率 又叫吸收系又叫吸收系数或吸收率数或吸收率 又叫透射系又叫透射系数或透射率数或透射率 图图10-2 物体的光照性能说明图物体的光照性能说明图电力工程基础第10章10.2 照明方式和种类照明方式和种类一、照明方式一、照明方式v一般照明:一般照明:在整个场所或场所的某一部分照度基本上均在整个场所或场所的某一部分照度基本上均匀的照明,称为一般照明匀的照明,称为一般照明。v局部照明:局部照明:局限于工作部位的固定或移动的照明,称为局限于工作部位的
7、固定或移动的照明,称为局部照明。局部照明。对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求的场所,宜采用局部照明。的场所,宜采用局部照明。v混合照明:混合照明:由一般照明和局部照明共同组成的照明,称由一般照明和局部照明共同组成的照明,称为混合照明。对于工作位置需要较高为混合照明。对于工作位置需要较高 照度并对照射方向有照度并对照射方向有特殊要求的场所,宜采用混合照明。特殊要求的场所,宜采用混合照明。电力工程基础第10章10.2 照明方式和种类照明方式和种类二、照明种类二、照明种类v工作照明:工作照明:正常工作时使用的室内外照明。正常工作时使用的室内外照明。v事故
8、照明:事故照明:当工作照明因事故而中断时,供暂时继续工作当工作照明因事故而中断时,供暂时继续工作或疏散人员等而设置的紧急照明。或疏散人员等而设置的紧急照明。v值班照明:值班照明:在非生产时间内专供值班人员使用的照明。在非生产时间内专供值班人员使用的照明。v警卫照明:警卫照明:用于警卫地区周界附近的照明。用于警卫地区周界附近的照明。v障碍照明:障碍照明:装设在建筑物上作为障碍标志的照明装设在建筑物上作为障碍标志的照明。电力工程基础第10章10.3 电光源和灯具电光源和灯具一、电光源的类型及性能一、电光源的类型及性能v热辐射光源: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,利用物体加热时
9、辐射发光的原理所制成的光源,如白炽灯、卤钨灯等。如白炽灯、卤钨灯等。v气体放电光源:气体放电光源:利用气体放电时发光的原理所制成的光源,利用气体放电时发光的原理所制成的光源,如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等。如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氙灯等。1电光源的类型电光源的类型2光源的性能光源的性能 光源的主要性能指标是:光效、寿命、显色指数、起光源的主要性能指标是:光效、寿命、显色指数、起动及再起动时间等。动及再起动时间等。常用照明电光源的主要技术特性见表常用照明电光源的主要技术特性见表10-1。电力工程基础第10章10.3 电光源和灯具电光源和灯具3光源的选择原则
10、光源的选择原则对照度要求不高、要求频闪效应小、开闭频繁、需要防对照度要求不高、要求频闪效应小、开闭频繁、需要防止电磁波干扰、需要调光、局部或事故照明的场所,一般止电磁波干扰、需要调光、局部或事故照明的场所,一般选用白炽灯。选用白炽灯。对照度及显色性要求较高的场所,一般选用日光灯。对照度及显色性要求较高的场所,一般选用日光灯。对照度要求高、显色性要求较好、要求频闪效应小和需对照度要求高、显色性要求较好、要求频闪效应小和需要调光的场所,一般选用卤钨灯。要调光的场所,一般选用卤钨灯。从表从表10-1可以看出,这些性能指标之间有时是相互矛可以看出,这些性能指标之间有时是相互矛盾的,在选用电光源时,应优
11、先考虑光效高、寿命长,其次盾的,在选用电光源时,应优先考虑光效高、寿命长,其次才考虑显色指数和起动性能等指标。才考虑显色指数和起动性能等指标。电力工程基础第10章对安装高度较高,并需要大面积照明的场所或震动较大对安装高度较高,并需要大面积照明的场所或震动较大的场所,一般选用荧光高压贡灯或高压钠灯。的场所,一般选用荧光高压贡灯或高压钠灯。选用光源时还应估计灯具的安装高度。选用光源时还应估计灯具的安装高度。10.3 电光源和灯具电光源和灯具白炽灯适用白炽灯适用612m的悬挂高度;的悬挂高度;荧光灯适用荧光灯适用24m的悬挂高度;的悬挂高度;高压汞灯和高压钠灯适用高压汞灯和高压钠灯适用518m的安装
12、高度;的安装高度;卤钨灯适用于卤钨灯适用于624 m的安装高度。的安装高度。当采用一种光源不能满足光色或显色性要求时,可采用当采用一种光源不能满足光色或显色性要求时,可采用两种或多种光源混合照明。两种或多种光源混合照明。电力工程基础第10章10.3 电光源和灯具电光源和灯具二、灯具的选用与布置二、灯具的选用与布置1灯具的特性灯具的特性 灯具(照明器)是灯泡和灯罩的总称。灯具的特性可灯具(照明器)是灯泡和灯罩的总称。灯具的特性可用配光曲线、保护角和灯具效率三个特征量来描述。用配光曲线、保护角和灯具效率三个特征量来描述。v配光曲线(光强分布曲线):配光曲线(光强分布曲线):表征灯具在空间各个方向的
13、表征灯具在空间各个方向的光强分布特性。光强分布特性。v保护角(遮光角):保护角(遮光角):表征灯具的光线被灯罩遮盖的程度,表征灯具的光线被灯罩遮盖的程度,也表征避免灯具对人眼直射眩光的范围。也表征避免灯具对人眼直射眩光的范围。对一般照明灯具,配光曲线绘在极坐标上,其光源采用对一般照明灯具,配光曲线绘在极坐标上,其光源采用1000lm的假的假想光源;对聚光很强的投光灯,其配光曲线一般绘在直角坐标上。想光源;对聚光很强的投光灯,其配光曲线一般绘在直角坐标上。电力工程基础第10章 一般照明灯具的保护角为灯丝(或发光体)的水平一般照明灯具的保护角为灯丝(或发光体)的水平线与灯丝的最边缘点和灯具出光口的
14、连线之间的夹角,如线与灯丝的最边缘点和灯具出光口的连线之间的夹角,如图图10-3所示。所示。10.3 电光源和灯具电光源和灯具灯具的效率一般在灯具的效率一般在0.50.9之间,其大小与灯罩材料与之间,其大小与灯罩材料与形状、灯丝的位置有关。形状、灯丝的位置有关。v灯具效率:灯具效率:灯具辐射的光通量灯具辐射的光通量1与光源发出的光通与光源发出的光通2之之比,即比,即图图10-3 灯具的保护角灯具的保护角电力工程基础第10章10.3 电光源和灯具电光源和灯具2灯具的分类灯具的分类n按灯具的配光曲线分类按灯具的配光曲线分类CIE分类法:根据光通量在灯具上半球与下半球的分配比分类法:根据光通量在灯具
15、上半球与下半球的分配比例,可以将灯具分为五种类型,见表例,可以将灯具分为五种类型,见表10-2。表表10-2 灯具的分类(按光通量在灯具上、下半球的分配比例)灯具的分类(按光通量在灯具上、下半球的分配比例)类型类型光通量分布特性光通量分布特性特特 点点上半球上半球下半球下半球直接型直接型0%10%100%90%光线集中,工作面上可获得充分照度光线集中,工作面上可获得充分照度半直接型半直接型10%40%90%60%光线能集中在工作面上,空间也能得到光线能集中在工作面上,空间也能得到适当照度,比直接型眩光小适当照度,比直接型眩光小漫射型漫射型40%60%60%40%空间各个方向光强基本一致,可达到
16、无眩光空间各个方向光强基本一致,可达到无眩光半间接型半间接型60%90%40%10%增加了反射光的作用,使光线比较均匀柔和增加了反射光的作用,使光线比较均匀柔和间接型间接型90%100%10%0%扩散性好,光线柔和均匀,避免了眩光,扩散性好,光线柔和均匀,避免了眩光,但光的利用率低但光的利用率低电力工程基础第10章10.3 电光源和灯具电光源和灯具传统分类法:根据灯具的配光曲线形状,可以将灯具分传统分类法:根据灯具的配光曲线形状,可以将灯具分为五种类型,如图为五种类型,如图10-4所示。所示。广照型:广照型:最大发光强度分布在最大发光强度分布在较大角度(较大角度(5090)上。)上。均照型:均
17、照型:光强在各个角度基本光强在各个角度基本相等。相等。正弦配光型:正弦配光型:光强是角度光强是角度的正弦函数,即的正弦函数,即 。配照型:配照型:光强是角度光强是角度的余弦的余弦函数即函数即 。深照型:深照型:光通量和最大光强集光通量和最大光强集中在中在030的狭小立体角内。的狭小立体角内。图图10-4 灯具的几种典型配光曲线灯具的几种典型配光曲线1正弦配光型正弦配光型 2广照型广照型 3均照型均照型 4配照型配照型 5深照型深照型余弦配光余弦配光型型漫射型漫射型电力工程基础第10章10.3 电光源和灯具电光源和灯具n按灯具的结构特点分类按灯具的结构特点分类开启型:开启型:光源与灯具外界空间直
18、接接触(无罩)。光源与灯具外界空间直接接触(无罩)。闭合型闭合型:透明罩将光源包含起来,但内外空气仍能自由:透明罩将光源包含起来,但内外空气仍能自由流通。流通。密闭型:密闭型:其光源被透明罩密封,内外空气不能对流。其光源被透明罩密封,内外空气不能对流。防爆型:防爆型:其光源被高强度透明罩密封,透明罩本身及其其光源被高强度透明罩密封,透明罩本身及其固定处均能承受足够的压力,能安全使用在有爆炸危险介固定处均能承受足够的压力,能安全使用在有爆炸危险介质的场所。质的场所。隔爆型:隔爆型:其光源也被高强度透明罩密封,但不是靠其密其光源也被高强度透明罩密封,但不是靠其密封性来防爆,而是在灯座与灯罩之间有一
19、隔爆间隙,也能封性来防爆,而是在灯座与灯罩之间有一隔爆间隙,也能安全使用在有爆炸危险介质的场所。安全使用在有爆炸危险介质的场所。电力工程基础第10章10.3 电光源和灯具电光源和灯具3灯具的选用灯具的选用在空气干燥和少尘的室内场所,应选用开启式灯具。在空气干燥和少尘的室内场所,应选用开启式灯具。在潮湿或特别潮湿的场所,应选用密闭型防水防尘灯具或在潮湿或特别潮湿的场所,应选用密闭型防水防尘灯具或带有防水灯头的开启式灯具。带有防水灯头的开启式灯具。在含有大量尘埃,但无爆炸和火灾危险的场所,应选用防在含有大量尘埃,但无爆炸和火灾危险的场所,应选用防尘型灯具。尘型灯具。在有爆炸和火灾危险的场所,应按危
20、险场所的等级选择相在有爆炸和火灾危险的场所,应按危险场所的等级选择相应的灯具。应的灯具。在震动较大的场所,应选用防震型灯具,或用普通灯具再在震动较大的场所,应选用防震型灯具,或用普通灯具再加防震措施。加防震措施。电力工程基础第10章10.3 电光源和灯具电光源和灯具在有腐蚀气体和蒸汽的场所,应选用耐腐蚀材料制成的密在有腐蚀气体和蒸汽的场所,应选用耐腐蚀材料制成的密闭式灯具。闭式灯具。在高温场所,应采用带有散热孔的开启式灯具。在高温场所,应采用带有散热孔的开启式灯具。在有可能受到机械损伤的场所或灯具的安装高度较低时,在有可能受到机械损伤的场所或灯具的安装高度较低时,灯具应有安全保护措施。灯具应有
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