照明行业标准.docx
《照明行业标准.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《照明行业标准.docx（147页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
照明行业标准
Coca-colastandardizationoffice【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
照明行业标准
目录：
第一章道路照明用电光源
第二章镇流器
第三章道路照明灯具
第四章道路照明的原理
第五章道路照明标准
第六章道路照明的设计
第七章道路照明的计算
第八章道路照明的测量
第九章道路照明的控制
第一十章照明低压线路导线截面的选择
第一十一章电缆的选择与敷设
第一十二章变压器的选择
第一十三章架空线路的机械计算
第一章道路照明用电光源
自从电能开始用于照明后，相继制成钨丝白炽灯、低压汞灯、高压灯、高压钠灯、低压钠灯、卤钨灯、金属卤化物灯等电光源。
目前，国内在道路照明上使用最多的电光源是白炽灯、高压汞灯和高压钠灯，因为它们分别具有价格便宜、使用方便和有很高的发光效能以及较长的使用寿命。
1、电光源分类（按发光原理分类）
（1）热辐射光源：
1）钨丝白炽灯，如普通照明灯泡。
2）卤钨循环白炽灯，如管形照明卤钨灯泡。
（2）气体放电光源（按发光物质分类）：
1）金属类：
①汞灯，它又分低压汞灯（又称荧光灯、日光灯）、高压汞灯（简称荧光高压汞灯）2种；②钠灯，它又分低压钠灯、高压钠灯（普通型高压钠灯和高显色高压钠灯）2种。
2）惰性气体类：
氙灯；汞氙灯。
3）金属卤化物类：
钠铊铟灯；镝灯。
2、道路照明对电光源的要求
（1）发光效能高。
（2）使用寿命长，寿命周期的一致性好。
（3）有较好的显色性和适当的低亮度。
3、电光源的主要特性比较
道路照明常用电光源（国产）的主要特性比较，如表1-1所示。
电光源名称
白炽灯
高压汞灯
高压钠灯
低压钠灯
金属卤化物灯
额定功率范围（W）
10~1000
50~400
35~1000
18~180
400~1000
光效（lm/W）
~19
30~50
60~120
100~175
60~80
平均寿命（h）
1000
2500~5000
16000~24000
2000~3000
2000
一般显色指数Ra
95~99
30~40
20~25
65~85
启动标定时间（min）
瞬时
4~8
4~8
7~15
4~8
再启动时间（min）
瞬时
5~10
10~20
5以上
10~15
功率因数cosφ
~
~
~
频闪效应
不明显
明显
明显
明显
明显
表面亮度
大
较大
较大
不大
大
电压变化对光通的影响
大
较大
大
大
较大
环境温度对光通的影响
小
大
较小
小
较大
耐震性能
较差
好
好
较好
好
所需附件
无
镇流器
镇流器
镇流器
触发器、镇流器
表1-1道路照明常用光源的主要特性比较注1、光效是发光效能的简称，指一个电光源每消耗1W功率的电能所发出的光通量，单位为lm/W（流明/瓦）。
2、电光源的寿命分全寿命、有效奉命和平均寿命。
全寿命指电光源从开始燃点到不能再启动的时间总和。
有效寿命是指电光源的总光通量下降到初始值的70%时的总共点燃时间。
平均寿命是一批灯在额定电源电压和试验室条件（电源电压波动不大于±2%，环境25±5℃，无灯具的自燃冷却状态）下点燃，且每启动一次至少点燃10h；至少有50%被试验灯能继续燃点时的累计燃点小时。
3、双金属片启动的内触发高压钠灯的再启动时间与灯泡周围的温度有关，一般在10~20min；用触发器启动的外触发高压钠灯再启动时间一般不超过1min。
4、1000W钠铊铟灯目前需用触发器启动。
第一节白炽灯
白炽灯泡是根据热辐射的原理制成。
它是依靠电流将灯丝加热到白炽的温度（2400~3000K）面辐射出可见光的光源。
灯丝是白炽灯泡的主要部分，灯丝断了，灯泡也就坏了。
温度很高的灯丝在空气中很容易被氧化，所以它应在没有有害气体的环境中工作，即将泡壳内抽成真空或充入与灯丝不起化学作用的氮气等惰性气体。
普通白炽灯泡的结构，如图1-1所示。
白炽灯泡的灯丝一般都绕成单螺旋状或双螺旋状（即为将绕成单螺旋状的灯丝再绕成较大的螺旋状）。
灯丝是白炽灯的主要部分。
制作灯丝的材料应具备：
①熔点高；②蒸发率小；③可见辐射的选择性较好；④机械性能较好。
现在，几乎所有的白炽灯泡都是用钨作灯丝，只有极少数的灯采用其它灯丝材料。
钨丝白炽灯泡的发光效能在~19lm/w。
一般灯泡功率在40W及以下是真空灯泡；功率在40W及以上是充气灯泡。
充填气体是用氩气和氮气的混合气体，工作压力为（760乇）。
氩气和氮气的比例，由额定电压和灯丝的发光温度决定。
灯泡内充以惰性气体的目的是为了减少钨的蒸发。
因为钨在蒸发过程中遇到惰性气体的阻拦，有一部分钨粒子会折回到灯丝上，这样就减少钨的蒸发量，从而可相应提高灯丝的工作温度，提高灯泡的发光效能。
双螺旋白炽灯泡也是从提高灯丝的工作温度出发，从而提高灯泡的光效。
在同功率的情况下，双螺旋白炽灯泡比单螺旋白炽灯泡可提高光效12%以上，是值得采用的节能产品。
道路照明用白炽灯一般用40W、60W、100W，仅在个别场合用500W、1000W的大功率灯泡。
500W以下的白炽灯泡的外形呈梨形，安装位置可以任意向；500W及以上的则呈圆形，使用时，必须灯头在下。
普通白炽灯泡的型号是PZ220-40：
PZ的意思是普通白炽灯泡；220为灯泡的额定电压，其单位为V；40为灯泡的额定功率，其单位为W。
有时，为提高道路照明灯泡的寿命和适当延长巡修周期，采用额定电压为230V的白炽灯泡。
在使用白炽灯泡时应注意：
（1）电源电压的变化对灯泡寿命和光效影响很大。
电压升高则白炽灯泡的寿命急剧减短。
光通量对电源电压的变化也比较敏感，电压降低时光通量输出也随着减少。
白炽灯主要参数与电压变化的关系见图1-2。
（2）钨丝的冷态电阻比热态小得多，故白炽灯泡瞬时启动电流最高值达额定电流的8倍以上，但在时间内即可衰减到额定值。
第二节荧光高压汞灯
高压汞灯是荧光高压汞灯的习惯叫法。
高压汞灯属第二代电光源。
它是道路照明、工厂照明的主要电光源，因它有较高的光较和高寿命，而且价格也较低。
一、高压汞灯
1、灯的构造
高压汞灯分内外2层：
①外层是一个耐高温的硬质玻璃壳。
在玻璃壳仙壁均匀地涂有荧光粉；②内层是一个耐用高温、耐高压的透时石英玻璃制成的发光管。
发光管内充有适量的汞和为降低启动电压并具有保护电极的氩气。
在放电管两端的钼箔上封接有钨丝绕制并涂有电子粉的电极，为了使启动容易，在灯头侧的主电极旁装有辅助电极。
辅助电极要比相邻的主电极略长一些，在一定程度上可提高灯的寿命，为限制主电极与辅助电极间的放电电流值，辅助电极上串有一个40~60kΩ的附加电阻。
高压汞灯在外壳与内管之间抽成真空并充入少量惰性气体，用来减少热传导并保证灯的稳定工作。
2、工作过程
高压汞灯应与其功率相匹配的镇流器组成一电路，如图1-3所示。
当接通电源时，辅助电极E3与靠近的主电极E1之间产生辉光放电，立即使主电极E1和E2之间引燃点亮。
由于放电管内温度上升，使汞在数分钟内全部蒸发，汞汽压上升到设计值~。
这个过程中灯泡的工作电压从零上升到设计值；电流从启动电流值随着灯泡工作电压从零上升到稳定值也逐步减少到稳定值。
当电流在额定工作电流附近时，启动过程就算结束。
当高压汞灯熄灭后，必须等到放电管逐步冷却，汞蒸气压降下来后，才能重新点燃。
从熄灭到再点燃的时间，称为再启动时间。
二、自镇流高压汞灯
将高压汞灯装在外玻璃壳内的钨丝作镇流器用，并与放电管串起来，构成自镇流高压汞灯。
钨丝均匀地排列在放电管四周在灯泡稳定工作时钨丝的设计光效为5~7lm/w.
表1-2荧光高压汞灯光电参数
型号
额定
（W）
电源
（V）
工作电压（V）
工作电流（A）
启动电流（A）
光通量
（lm）
色温
（K）
平均寿命（h）
配用镇流器阻抗（Ω）
GGY50
50
交流
220
9515
1570
5500
3500
285
GGY80
80
10015
2940
202
GGY125
125
11515
4990
5000
134
GGY175
175
13015
7350
100
GGY250
250
13015
11025
4400
6000
71
GGY400
400
13515
21000
45
GYZ160
160
2560
1000
GYZ250
250
4900
GYZ450
450
11000
自镇流高压汞灯的寿命是由钨丝的寿命脉决定的，为了使灯泡能有较长的寿命，放电管的工作电压要选得高些，以利控制灯泡的工作电流值。
常用自镇流高压汞灯有160W、250W、450W。
如GYZ-450是用250W放电管与200W钨丝配制而成的。
由于它的光效低，除非在安装镇流器有特殊困难的灯型外，不宜大量应用在道路照明上。
各种型号的荧光高压汞灯的光电参数，如表1-2所示。
三、使用注意事项
（1）电源电压如突然降低5%及以上，可能造成灯泡自行熄灭。
新灯泡的工作电压如果低于表1-2所列数值的下限值，灯泡的使用寿命就会降低。
（2）高压汞灯可以在任意位置上点燃。
但在水平位置点然时，光通量的输出将减少。
水平点燃与灯头在下的垂直点燃时，灯容易自行熄灭。
（3）在高压汞灯的放电管中，充有一定量的汞，破碎的放电管要妥善处理，以防止汞蒸发危害人体健康。
（4）电源电压的变化对400W高压汞灯的光电参数的影响，如图1-4所示。
第三节高压钠灯
自1960年以来，称为第三代光源的高压钠灯已被道路、码头、货场等照明广泛采用。
一、结构和工作原理
图1-5表示高压钠灯的结构。
放电管采用半透明多晶氧化铝制成。
氧化铝能耐受高温，抗钠腐蚀。
氧化铝管的两端用氧化铝陶瓷帽封接，老产品用铌帽封接。
在氧化铝管内，除充钠以外，还充入一定量的汞，钠和汞的重量比大约是1：
2~1：
10。
目前，灯泡厂以钠汞齐的形式充入。
灯内添加汞的原因有：
①提高发光效能，并提高交流电路的功率因数。
如400W高压钠灯，在不充汞时，灯的工作电压只有40~44V，电流约10A；充入汞后，灯的工作电压升到100V，电流降到，这样还可使镇流器做得小又经济。
②适当改善光颜色。
在这里，汞蒸气起缓冲气体和增加放电电抗的作用。
二、高压钠灯的触发过程
在放电管内充有氙气的高压钠灯，在触发时，需在放电管两端加上约2500V左右的高电压，才能使两电极间在氙气中放电。
此时灯的光色由很暗的白色辉光，很快变为蓝色光，这表明放电管内的汞蒸发已有足够的压力，激发和电离主要在汞蒸气中发生；随后发出单一的黄色光，说明在较低的钠蒸气压力下钠产生了共振辐射；随着钠蒸气压力的提高，灯发出金白色光启动过程结束。
此启动过程表现在电参数上的变化是，电流值从较大的启动电流逐步降低到接近工作电流；灯泡的工作电压从零逐步升高到接近工作电压。
当工作电流、工作电压均稳定在额定值附近时，启动过程结束。
在放电管内充氙气时，因氙的热导损耗较小，效率比氩气要高一些，但触发比较困难。
如在放电管内充有氩氖混合气，放电管外绕有金属丝，则制成在220V电压下能触发的快速触发高压钠灯。
充氩氖的高压钠灯的光效与寿命均低于充氙的高压钠灯。
三、高压钠灯的触发种类
高压钠灯的触发方式可分为内触发、外触发两种。
1、触发式高压纳灯
外触发高压钠灯泡是采用电子触发器在电源接通瞬间灯管两端获得高压脉冲将灯管点燃。
目前常用的触发器有：
（1）镇流器抽头式电子触发器，其原理图如图1-6所示。
在电源正半周时，交流电流通过二极管D对电容C1充电；在电源负半周时，电源电压和C1上所充电压叠加在一起加到可控硅T上，当电源电压从零向负半周的最大值变化时，不仅T的阳极电压增加，而且控制电压也增加，适当选择电参数，可使可控硅在电源电压达到某一点时导通，原来加在它上面的电压几乎完全加在镇流器L的a、b两端，选择好ab和bc的匝数比，就可在灯两端获得大于2500V以上的瞬间高压，将灯点燃。
（2）独立式电子触发器，其原理与镇流器抽头式电子触发器大致相同。
其不同的是图1-7中的镇流器不起脉冲变压器的作用，而在触发器中另有一微型脉冲升压变压器。
这种触发器与高压钠灯并联安装。
（3）对电子触发器的性能要求。
电子触发器的工频开始工作电压应控制在175±10V之间；再触发电压应与开始工作电压基本相等。
为什么将开始工作电压规定在这个范围内呢因高压钠灯的工作电压规定为100±2V，即最高不许超过120V（新品）。
而在燃点过程中，其工作电压随点燃时间的增加而逐步上升。
工作电压上升的速度与充汞量、消气剂的吸附能力有关。
高压钠灯的熄弧电压约在145V左右。
为防止在高压钠灯燃点过程中，因触发器工作电压偏低而不间断的启动，造成灯泡闪烁，触发器自燃，所以将触发器的最低开始工作电压控制在145V以上；而照明低压线路的末端电压应不低于180V。
抽关式触发器在北京的使用情况较好，特别是以插接方式连接、安装、调试较方便。
2、内触发式高压钠灯
内触发高压钠灯是在灯泡壳内安装一双金属片开关和加热电阻丝，如图1-8所示。
其工作原理是当接通电源时，电流经过加热电阻丝R和双金属片开关AB并对AB加热，由于双金属片一面是金属镍，另一面是金属镍铬，正反面的膨胀系数不同，在达到一定温度时，双金属片产生弯曲变形，触点A与B分离，在A与B分离的瞬间，在镇流器电感线圈L上产生数千伏自感电势加在灯的两端，将灯点燃。
灯工作后，由于电弧管的热辐射，外壳内温度升高，使开关A、B触点维持在断开状态。
直热式双金属片内触发高压钠灯的触发速度极快，经改进提高后有替代外触发高压钠灯的可能。
四、高压钠灯的参数
高压钠灯的参数，见表1-3。
型号
电源电压
（V）
额定功率
（W）
灯电压
（V）
触发电流（A）
工作电流
（A）
额定光通量
（lm）
灯头
型号
内触发
外触发
NG50
NG70
NG100
NG150
NG250
NG400
220
50
70
100
150
250
400
90±15
—
3200
5160
8180
14200
22200
41800
E27
100±20
E40
NG1000
220
380
1000
110
185
—
106800
E40
注高压钠灯产生厂有：
沈阳市华光灯泡厂、上海市亚明灯泡厂、南京电子厂等。
普通高压钠灯的色温为2000~2100K，平均显色指数R。
=23~25。
在室内体育馆可用高显色高压钠灯，它的色温2300K，显色指数R。
约为60~70lm/W左右。
普通高压钠灯的光、电参数随电源电压的变化情况，如图1-9所示。
五、高压钠灯的寿命
经10多年的生产经验，高压钠灯的单个寿命已由最初的几十小时，到1990年底提高到8000h以上（平均寿命）。
国际先进水平为16000~24000h。
外触发高压钠灯的启动电流值较小，镇流器的阻安特性曲线接近一条水平线（见第二章图2-7），随着外触发高压钠灯的广泛采用，将使高压钠灯的寿命进一步提高。
第四节低压钠灯
低压钠灯是一种接近于黄色的单色光光源，它的发光效能可达150lm/W。
它适合于作为效区公路的光源。
低压钠灯的结构，如图1-10所示。
外壳内抽成高真空，以减少气体对流和传导引起的热损耗。
为提高和维护真空度，大兴安岭在抽成真空后，蒸散一层消气剂。
外壳的内壁涂以氧化铟（In2O2）、氧化锡（SnO2）为主要成份的红外反射层，以减少热辐射损耗。
低压钠灯的内管弯成U型。
U型管由2层玻璃组成，外层是易于加工成形而性能良好的软玻璃（钠钙玻璃）；内层是用加工性能很差的抗钠性能良好的高硼更上一层玻璃（含硅、三氧化二硼、三氧化二铝、氧化钙、氧化铝等）制成，其厚度约在左右。
U型管上每隔一段就有一个隆起的小窝，小窝内可存钠。
U型管内充有高纯钠、氖气和微量氩气。
为避免灯管太长和使放电管的温度保持在270℃左右，保证钠蒸气压力为，故将放电管弯成紧靠在一起的U型状。
低压钠灯一般采用高阻抗的漏磁变压器提供触发所需的电压，触发电压在400V以上。
漏磁变压器的体积大，其自身功耗也大，使全电路的效率降低。
低压钠灯触发后需8~10min才能达到全部光输出。
此阶段后，电气特性能变化很小，如图1-11所示。
灯工作位置应使U型管保持水平。
这样，钠的分布均匀，发光效率也较高。
低压钠灯的光电参数，如表1-4所示。
表1-4低压钠灯的光电参数
型号
额定功率
（W）
光源电压
（V）
工作电压
（V）
工作电流
（A）
光通量
（lm）
灯头型号
功率因数
cosΦ
ND18
ND35
ND55
ND90
ND135
18
35
55
90
135
220
60
70
109
112
164
1800
4800
8000
12500
21500
BY22d
±
注ND18由沈阳灯泡厂生产
第五节照明电路的无功补偿
道路照明用电光源已大量采用高压汞灯、高压钠灯等气体放电灯，它们的功率因数cosφ约在~之间。
因功率因数cosφ偏低，灯泡工作电流中无功电流成份偏多，从提高照明电路的经济效益着眼，一般应该对气体放电灯进行无功补偿，补偿后不但可以适当减少新装时的报装容量和减低报装投资，而且可以减少照明低压线路的年度线路电能损失，还可提高线路末端电压。
一、无功补偿方法
1、分散补偿即单灯补偿
道路照明负荷的特点是分散、均匀。
为减小每一个负荷点的电流值，宜在每一负荷点上并联一个电容量适当的电容器。
气体放电灯电路是一个电感性负荷，电路的功率因数由cosφ提高到cosφ′时，要求并联补偿的电容器的电容值，可按下式计算：
（18页有一公式）
式中C——电容值（μF）；
P——被补偿的照明电路总功率（W）；
U——电源电压（V）；
Tgφ——补偿前cosφr的φ角正切值；
tgφ′——补偿后cosφ的φ′角正切值。
Cosφ、sinφ和tgφ与φ之间的对应关系，见表1-5。
对道路照明用气体放电灯进行单灯补偿时，由于线路电流值的减小而使在低压线路上的电能损耗降低，使电容器的投资在2年左右得到全部补偿，而且可以在基建时减少线路贴费、变压器贴费的投资。
表1-5eosφ、sinφ和tgφ与φ的对应关系值
cosφ
sinφ
tgφ
Φ
cosφ
sinφ
tgφ
φ
1
0
0
0
4357′
806′
4446′
1129′
4534′
1404′
4622′
1616′
4709′
1812′
4756′
1957′
4842′
2134′
4927′
2304′
5012′
2430′
5057′
2551′
5141′
2708′
5225′
2821′
53°08′
2932′
53°51′
3041′
54°33′
31°47′
55°15′
32°52′
5557′
33°54′
56°38′
34°55′
57°19′
35°54′
58°00′
36°52′
58°40′
37°49′
59°20′
38°44′
60°00′
39°39′
63°15′
40°32′
66°25′
41°25′
69°31′
42°16′
72°32′
43°07′
75°31′
在用裸铝线架设的架空线路的主干线与引下线连接部位间，因铜铝接头的存在，难于保证接触良好。
如在此负荷侧致使电容器频繁的充放电产生电弧烧伤主干线。
共用一熔断器保护灯泡与电容器电路，一旦熔丝更换工作。
所以，宜对电缆线路上的气体放电灯进行单灯补偿，而架空线路上的气体放电灯不宜采用单灯补偿。
单灯补偿用的电容器内部应加装放电电阻Rc，其值计算如下（20页有一公式）
式中C——电容器的容量（μF）。
2、集中补偿
照明负荷集中的大型广场、立交桥等场所，在分散补偿有困难时，采用集中补偿是解决补偿的办法之一。
优点是安装维护简单、运行可靠、利用率高。
缺点是不能减小配电低压线路上的电能损耗，并需加装放电设备。
在人体直接接触电容器的带电部分前，必须严格执行停电、放电、挂地线的安全措施，以确保人身安全。
二、无功补偿度的选择
在电气工程中希望电路的功率因数cosφ尽量接近于1。
但是，由于供电电流波形畸变的影响，补偿电容器的电容电流只能补偿灯电路电流波形的基波成份，而电容电流不能补偿或降低畸变电流波形中的谐波成份。
所以一般补偿度选择在
tgφ=（cosφ=为宜.
高压汞灯与高压钠灯有、无补偿电容器的电气参数,可参照表1-6.
第六节气体放电灯然点时的异常现象
新生产的高压汞灯应在电源电压180V时能正常启动,而有的需在电压210V下方能启动.这些启动电压高低不一的原因是:
（1）电极的发射物质的一至性差.因为电极制成后,在真空烘烤过程中,各电极所处位置不同等原因造成.
表1-6高压汞灯、高压钠灯有、无补偿参数表
光源种类
额定功率（W）
灯泡管压（V）
无电容器补偿
有电容器补偿
电流（A）
功率因数cosφ
视在功率（VA）
补偿电容器电容值（μF）
电流（A）
功率因数cosφ
视在功率（VA）
启动电流
工作电流
启动电流
工作电流
高压汞灯
80
108
198
10
101
125
128
242
10
154
250
130
462
336
400
135
720
30
462
高压钠灯
150
250
16
627
30
319
400
107
990
50
495
（2）内管中充气气压的不同.
（3）高压汞灯的主、副电极间距离不同及两主电极的相对位置不在同一直线上.
高压汞灯、高压钠灯经长时间燃点过程中,有个别的灯泡会出现忽着忽灭的现象.这种现象可分为2类:
（1）非周期
升级会员 