06第六章工厂供电88102解析Word格式文档下载.docx

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若光通量。

均匀地投射在面积为A的表面上，该表面的照度为

E＝Φ／A（6－l）

照度既不考虑被照面的性质（如反射、吸收等），也不考虑观察者在哪个方向，因此它只能表示光照的强弱，并不能表明被照物体的明暗程度。

（4）亮度发光体在给定方向单位投影面上的发光强度称为发光体在该方向上的亮度。

符号为L，单位为。

cd／m2。

如图6－2，设面积为A的发光体表面法线方向的光强为I，人眼视线与发光体表面法线成α角，视线方向的光强Iα=Icosα，而视线方向的投影面为Aα=Acosα。

发光体在视线方向的亮度为：

L＝la／AIα＝I／A（6－2）

上式表明：

发光体的亮度值与视线方向无关。

（5）物体的光照性能当光通量由投射到某一物体上时，一部分从物体表面反射回来即反射光通Φρ，一部分光通被吸收，即吸收光通Фα，余下部分透过物体，即透射光通Фτ。

。

如图6--3所示，为表征物体的光照性能，引入以下参数：

反射系数ρ＝Фρ／Ф（6-3）

吸收系数α=Φα/Φ（6－4）

透射系数。

τ=Φτ/Φ（6-5）

三系数关系ρ+α+τ＝l（6-6）

三个系数中，反射系数ρ与照明的关系较大，如果能增强周围物体（如墙壁、顶棚）的表面清洁程度，提高它们的反射系数，那么照明效果将会大大提高。

图6—3光通投射在物体上的情形图6—2说明亮度的概念

Φ一投射总光通；

Фρ一反射光通；

Φα一吸收光通；

Φτ一透射光通

（6）光源的显色性和显色指数同一颜色的物体在不同光谱光源的照射下，能显示出不同的颜色，光源对被照物体颜色显现的性质称为光源的显色性。

为表征光源的显色性能引入光源的显色指数。

光源的显色指数Ra是指在待测光源照射下，物体的颜色与日光照射下该物体颜色相符的程度，一般将日光的Ra定为100，如果待测光源的Ra越高，说明该光源的显色性越好，物体的颜色失真越小。

二、照明的种类和照明质量

1．照明的种类

（1）按照明方式分

①一般照明在整个场所或场所的某部分照度基本上均匀的照明称为一般照明。

对工作岗位密度很高，而对光照方向又无特殊要求或工艺不宜装设局部照明的场所，宜单独使用一般照明。

②局部照明局限于工作部位固定的或移动的照明。

对于局部地点需要的高照度，并对照射方向有要求时，宜采用局部照明。

如机床上的工作灯照明即属于局部照明。

③混合照明一般照明与局部照明共同组合的照明。

对于工作位置需要较高照度，照射方向有特殊要求时，都采用混合照明。

既有一般照明，又适应了局部的高照度的要求。

（2）按照明功能分

①工作照明用来保证生产规定的视觉条件的照明，称做工作照明。

②事故照明工作照明由于电气事故而熄灭时，为了继续工作或安全疏散人员而设置的照明。

事故照明一般采用白炽灯，涂以红色，布置在可能引起事故的设备周围及主要通道的出入口处（如重要生产车间、变电所主控室等）。

2．照明的质量

高质量的照明，就是尽可能地创造舒适的照明环境，建立良好的视觉条件，具体考虑的问题有工作面上照度是否合理；

眩光的限制；

光源的显色性是否合适等等。

（1）合理的照度照度是决定物体明亮程度的间接指标。

在一定的范围以内，照度增加就能使视觉能力提高。

有利于保护操作人员的视力，提高劳动生产率，因此合理的照度是照明质量的重要指标。

（2）限制眩光眩光是由于亮度分布不均，或亮度变化幅度太大造成观看物体时感觉不舒适的视觉条件，限制眩光可采用降低灯具表面亮度，用磨砂玻璃、漫射玻璃限制眩光（局部照明用不透光的反射罩，选择合适的保护角），合理的布置灯具，选择合适的悬挂高度等。

（3）光源良好的显色性在需要正确辨色的场所，要采用显色性好的光源，如白炽

灯等。

第二节工厂常用的电光源和灯具

一、工厂常用的电光源

电光源按其发光原理可分为两大类，一类是热辐射光源，它是利用物体发热时辐射发光的原理制造的光源，如白炽灯、卤钨灯等。

另一类是气体放电光源，它是利用气体放电时发光原理制造的光源，如荧光灯、高压汞灯等。

1．工厂常用电光源的类型

（1）白炽灯白炽灯是靠钨丝（灯丝）通过电流产生高温，从而引起热辐射发光的光

源。

它具有结构简单、价格低廉、使用方便、显色性好等优点，所以得到极其广泛的应用，但因其热辐射中只有2％－3％的可见光，所以它的发光效率较低，寿命较短，且不耐震。

（2）卤钨灯卤钨灯是在白炽灯内充入少量卤化物，利用卤钨循环原理来提高灯的发光效率（比白炽灯高30％）和使用寿命，卤钨灯的结构如图6－4。

图6--4卤钨灯

l一电极；

2一灯丝。

3一支架；

4一石英玻管（内充微量卤素）

卤钨灯正常工作时管壁温度在600℃左右，不能与易燃物品接近，为便于卤钨循环顺利进行，卤钨灯需水平放置，倾斜角不得大于±

4°

，而且不允许采用人工冷却措施。

卤钨灯的耐震性比白炽灯差，但寿命比白炽灯长。

（3）荧光灯俗称日光灯，它是利用汞蒸气在外加电压作用下产生弧光放电，发出少量可见光和大量紫外线，这些紫外线再激励管内壁涂覆的荧光粉发出大量可见光。

因此荧光灯的发光效率比白炽灯高得多，在使用寿命方面也优于白炽灯，但其显色性较差，特别是它有频闪效应（即灯光随交流电周期变化而频繁闪烁），使人眼产生错觉。

它不适于在辨色要求高和有旋转运动的场所使用。

图6-5是荧光灯的接线图。

图中S是启辉器，它有两个电极，其中一个弯成U型的

电极为双金属片。

当荧光灯接上电压后，启辉器首先产生辉光放电，至使双金属片加热伸开，使两极短接，从而使管内的少量的汞气化。

图中L是镇流器，实质上是带铁心的电感线圈。

当启辉器两极短接使灯丝加热后，由于启辉器辉光放电停止，双金属片冷却收缩，从而突然断开灯丝加热电流，这就使镇流器两端感生很高的电势，该电势连同电源电压一起加在灯管两端，使充满汞蒸气的灯管击穿，产生弧光放电，由于灯管起燃后，管内压降很小，因此又要借助镇流器产生很大一部分压降，来维持灯管稳定的电流。

另外，镇流器的另一个作用在于限制灯管的工作电流，因为荧光灯是低气压放电灯，工作在弧光放电区，此时灯管具有负的伏安特性，当外加电压变化时工作不稳定。

为了保证灯管的稳定性，它就必须和镇流器一起使用，利用镇流器的正伏安特性来平衡灯管的负伏安特性，从而，将灯管的工作电流限制在额定数值。

图中C是用来提高功率因数的。

未接C时功率因数只有0.5左右，接上C后功率因数可提高到0.95以上。

图6—5荧光灯的接线（a）结构图；

（b）接线图

使用荧光灯时应注意以下几点：

①荧光灯工作最适宜的环境温度为18～2℃，环境温度过高和过低都会造成荧光灯启动的困难和光效的下降。

当环境的相对湿度在75％～80％范围时，灯管放电所需的起燃

电压将急剧上升，造成启动的困难。

②灯管必须有相应规格的镇流器和启辉器配套使用，否则会缩短灯的寿命或造成启动困难。

③电源电压的变化不宜超过上±

5％，否则将影响灯的光效和寿命。

④荧光灯最忌频繁启动，频繁启动缩短寿命。

⑤破碎的灯管要妥善处理，防止汞害。

附录表42列出了荧光灯技术数据，供参考。

（4）高压汞灯又称高压水银荧光灯，是上述荧光灯的改进产品，属于高气压的汞蒸气放电光源。

分为荧光高压汞灯、反射型高压汞灯和自镇流荧光高压汞灯三种。

反射型荧光高压汞灯玻壳内壁上部镀有铝反射层，具有定向反射性能；

自镇流高压汞灯用钨丝作为镇流器，是利用高压汞蒸气放电、白炽体和荧光材料三种发光物质同时发光的复合光源。

这类灯的外玻璃壳内壁涂有荧光粉，它能将汞蒸气放电时辐射的紫外线转变为可见光，以改善光色，提高光效。

图6--6为普通荧光高压汞灯结构和接线图。

它不需要启辉器预热灯丝，但它必须与相应的镇流器串联使用。

工作时，第一主电极和辅助电极之间首先击穿放电，使管内汞蒸发，导致第一主电极和第二主电极击穿，发生弧光放电，使管壁内的荧光粉受激，产生大量的可见光。

高压汞灯的光效较高（比白炽灯高3倍）、寿命长，但起动较慢（需4－8min），显色性更差。

电源电压变化对荧光高压汞灯的光电参数有较大影响，见图6—7所示。

故电源电压变化不宜大于±

5％。

图6－7电源电压变化对400W荧光高压汞灯光电参数的影响。

图6—6高压汞灯的构造图6—7电源电压变化对400W荧光高压汞灯光电参数的影响

使用时应注意以下几点：

l）灯可以在任意位置点燃，但水平点燃时，光通输出将减少7％，且容易自熄。

2）外玻璃壳破碎后，灯虽仍能点亮，但将有大量紫外线辐射，会灼伤人的眼睛和皮肤。

3）外玻离壳温度较高，必须配以足够大的灯具，否则会影响灯的性能和寿命。

4）灯管必须与相应规格的镇流器配套使用，否则会缩短灯的寿命或造成启动困难。

5）再启动时间长，不能用于迅速点亮要求的场所。

6）破碎的灯管要及时妥善处理，防止汞害。

（5）钠灯它是一种高气压的钠蒸气放电光源，钠灯是利用在钠蒸气中放电发光的一种光源。

蒸气压力低发出黄橙色光，为低压钠灯；

蒸气压力高，使光谱幅度扩大形成白橙色光，为高压钠灯。

与高压汞灯的接线基本相同，但光效比高压汞灯高一倍左右，使用寿命和起动时间与高压汞灯相比也更长，显色性也更差。

l）低压钠灯

结构如图6－8所示。

在以抗钠玻璃制成的U形发光管里，除封入钠以外，为了容易启动，还充入氖、氩混合气体。

为了要减少热损失而提高发光效率，使外管内部进行真空，同时在外管内壁涂上氧化铟之类透明红外反射层。

图6－8低压钠灯的构造

低压钠灯发光效率高，在烟雾中透过率良好，但显色性极差。

利用其高效和透过率优良的特点，被应用隧道与道路照明。

灯的点燃是以开路电压较高的漏磁变压器进行直接启动。

灯工作的位置一般为水平点

燃。

如果倾斜较大，则在点燃管中的液态钠，会向下移动，对灯特性带来不良影响。

2）高压钠灯

采用氧化铝陶瓷管，在管内不仅封入钠与汞，同时充入作为启动用的氙气。

氙具有热绝缘良好的性能，以及提高发光效率的作用。

为提高发光效率，还在外管内放入了钡吸收剂，保持高真空并抑制热扩散。

外管的形式，有透明式，外管内面涂上扩散层的形式和反射式。

高压钠灯与荧光灯及荧光高压汞灯相比，具有显色性较差的缺点。

但它具有相当高的发光效率，它与低压钠灯相比，具有优良的光色与显色性。

作为节约能量的光源而获得较高的评价。

该灯启动电压较高，需要次级电压较高的镇流器。

该灯与低压钠灯的情况不同，并无点灯方向的限制。

（6）金属卤化物灯（金属卤素灯）它是在荧光高压汞灯的基础上为改善光色而发展的一种光色好，光效高的新型光源。

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，金属质子在电弧中受激发而辐射金属的特征光谱线。

选择适当的金属卤化，并控制它们的比例，便可制成各种不同光色的金属卤化物灯，目前较常用