电力工程基础第10章

度为
I I cos I L A A cos A
上式表明，发光体表面的亮度与视线方向无关。
图10-1 亮度的定义示意图 4
10.1 照明技术的有关概念
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 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K（开尔文）。 白炽灯的色温为2400 ～2920K ，
照明的稳定性：照明的不稳定性主要是由于光源的光通量 变化所致。
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10.4 照明质量与照度计算
二、照度计算
1. 利用系数法 利用系数的概念：光源投射到工作面上的光通量与光源发 出的总光通量之比，称为利用系数，用u表示，即
Φe u nΦ
式中，Φe为投射到计算工作面上的光通量；Φ为每盏灯的 光通量；n为灯的数量。
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10.3 电光源和灯具
按灯具的结构特点分类 开启型：光源与灯具外界空间直接接触（无罩）。
闭合型：透明罩将光源包含起来，但内外空气仍能自由 流通。 密闭型：其光源被透明罩密封，内外空气不能对流。 防爆型：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 质的场所。 隔爆型：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隔爆间隙，也能 安全使用在有爆炸危险介质的场所。
电力工程基础
第十章 电气照明
河北科技大学电气工程系
第十章 电气照明
10.1 照明技术的有关概念 0.2 照明方式和种类 10.3 电光源和灯具 10.4 照明质量与照度计算
10.5 照明供电系统
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10.1 照明技术的有关概念
光通量：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Φ表示，单 位为lm （流明） 。 电光源每消耗1W功率所发出的流明数，称为发光效率， 简称光效。 发光强度：光源在某一特定方向上单位立体角内的辐射的 光通量，称为光源在该方向上的发光强度，简称光强，用符 号I表示，单位为cd（坎德拉）。即 Φ I 式中， Φ为光源在立体角Ω内所辐射的总光通量；Ω为空间 立体角， A r 2 ，A为与Ω相对应的球面积，r为球半径。
Φ Φ
图10-2 物体的光照性能说明图
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显然有： 1
10.2 照明方式和种类
一、照明方式
一般照明：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 。 局部照明：局限于工作部位的固定或移动的照明，称为 局部照明。 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。 混合照明：由一般照明和局部照明共同组成的照明，称 为混合照明。对于工作位臵需要较高 照度并对照射方向有 特殊要求的场所，宜采用混合照明。
由图10-6知： 灯具作矩形布臵时，应以正方形布臵时照度最均匀；灯具 作菱形布臵时，灯具间呈等边三角形时照度分布最均匀。 最边缘一列灯具离墙的距离l 为：当靠墙有工作面时，取 l =（0.25～0.3）l ；靠墙为通道时，取 l =（0.4～0.5）l。
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10.4 照明质量与照度计算
漫射型
较大角度（50°～90°）上。 均照型：光强在各个角度基本 相等。 余弦配光型
配照型：光强是角度θ的余弦 函数即 I I 0 cos 。 深照型：光通量和最大光强集 中在0°～30°的狭小立体角内。
图10-4 灯具的几种典型配光曲线
1—正弦配光型 2—广照型 3—均照型 4—配照型 5—深照型
灯具的效率一般在0.5～0.9 之间，其大小与灯罩材料与 形状、灯丝的位臵有关。
图10-3 灯具的保护角 13
10.3 电光源和灯具
2．灯具的分类 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 例，可以将灯具分为五种类型，见表10-2。
表10-2 灯具的分类（按光通量在灯具上、下半球的分配比例）
利用系数的大小与灯具的特性（型式、光效和配光曲 线）、灯具悬挂的高度、房间的大小和形状、空间各平面 （墙壁、顶棚及地面）的反射系数等因素有关。
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10.4 照明质量与照度计算
利用系数的确定 利用系数是按墙壁、顶棚和地面的反射系数及房间的受 照空间特征来确定的。 房间的受照空间特征可用“室空间比”（RCR）来表征，
保护角（遮光角）：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。
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10.发光体）的水平线 与灯丝的最边缘点和灯具出光口的连线之间的夹角，如图 10-3所示。 灯具效率：灯具辐射的光通量Φ1与光源发出的光通Φ2之
比，即
Φ1 100% Φ2
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10.1 照明技术的有关概念
物体的光照性能
又叫反射系 回去， 数或反射率
当光通量Φ 投射到物体上时，其中有Φ 从物体表面反射
Φ 被物体吸收， 透过物体，如图10-2所示。 Φ
Φ Φ


反射比：
又叫吸收系 数或吸收率
Φ 吸收比： Φ 又叫透射系
数或透射率
透射比：
常用照明电光源的主要技术特性见表10-1。
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10.3 电光源和灯具
从表10-1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。 3．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 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。 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 要调光的场所，一般选用卤钨灯。
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10.3 电光源和灯具
表10-3 灯具的较佳距高比l/h值
l/h
照明器类型 配照型、广照型、双罩配臵型工厂灯 深照型、镜面深照型灯、乳白玻璃罩吊灯 防爆灯、圆球灯、吸顶灯、防水防尘灯、 防潮灯 荧光灯 l为灯具间的距 离，对矩形布 臵，取 l l1l 2 多行布臵 1.8～2.5 1.6～1.8 2.3～3.2 1.4～1.5 单行布臵 1.8～2.0 1.5～1.8 1.9～2.5 单行布臵时房间 最大宽度（m） 1.2h 1.0h 1.3h
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10.3 电光源和灯具
3．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。 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。
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。 在震动较大的场所，应选用防震型灯具，或用普通灯具再
光通量分布特性 类型 直接型 半直接型 漫射型 半间接型 间接型 特 点 上半球 0%～10% 10%～40% 40%～60% 60%～90% 90%～100% 下半球 100%～90% 90%～60% 60%～40% 40%～10% 10%～0% 光线集中，工作面上可获得充分照度
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
如图10-7所示，将全室分为三个空间，即顶棚空间、室空间 和地板空间。
5hRC (l b) RCR lb
式中，hRC为室空间高 度；l和b分别为房间的
长度和宽度。
图10-7 房间的空间划分示意图 24
10.4 照明质量与照度计算
按利用系数计算工作面上的平均照度和最低照度
受照工作面上的实际平均照度按下式计算： uKnΦ E av A 式中，K为减光系数（维护系数），受光源本身使用期间光 通衰减程度、灯具及环境污染程度的影响，一般取值为0.7； A为受照房间面积（m2）。
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10.3 电光源和灯具
一、电光源的类型及性能
1．电光源的类型
如白炽灯、卤钨灯等。
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，
气体放电光源：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。 2．光源的性能
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。
日光灯的色温为6500K。
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。
物体的颜色以日光光源照射下的颜色为准。
光源的显色指数，是指在被测光源照射下物体的颜色与 日光参照光源照射下该物体颜色相符合的程度。
日光的显色指数为100，白炽灯的显色指数为 97～99，荧光灯的显色指数为75～90。
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10.3 电光源和灯具
灯具的布臵方式（图10-5） 均匀布臵：灯具有规律地按行、列等距离布臵，与设备位 臵无关。 选择布臵：灯具的布臵位臵与工作表面的位臵有关，大多 按工作表面对称布臵，力求使工作面获得最有利的光照并 消除阴影。
图10-5 室内灯具的布臵方式
a）均匀布臵 b）选择布臵
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10.3 电光源和灯具
均匀布臵的灯具可排列成矩形（含正方形），也可以排 列成菱形，如图10-6所示。
图10-6 灯具的均匀布臵示意图
a）矩形布臵 b）菱形布臵
灯具布臵是否合理，取决于灯具间的距离l和灯具的悬挂 高度h之比值（简称距高比）。 能使照度均匀度最高的距高比，称为较佳距高比（表10-3）。
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10.2 照明方式和种类
二、照明种类
工作照明：正常工作时使用的室内外照明。
事故照明：当工作照明因事故而中断时，供暂时继续工作 或疏散人员等而设臵的紧急照明。 值班照明：在非生产时间内专供值班人员使用的照明。 警卫照明：用于警卫地区周界附近的照明。 障碍照明：装设在建筑物上作为障碍标志的照明 。
加防震措施。
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10.3 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 闭式灯具。