工厂供电第十章工厂的电气照明

为表征物体的光照性能，特引入以下三个参数：
(1) 反射比（reflection ratio） 又称反射系数，其定义是反射光
通 与总投射光通Φ之比，即

(10-4)
(2) 吸收比（absorption ratio） 又称吸收系数，其定义是吸收光
通 与总投射光通Φ之比，即

二. 照明技术的有关概念 (一) 光和光通量
1. 光 光(light)是物质的一种形态，是一种波长比毫米无线电波短又比X射线长的电磁波，而所有电磁波都具有辐射能。 在电磁波的辐射谱中，光谱的大致范围包括： (1) 红外线，波长为780nm～1mm； (2) 可见光，波长为380～780nm； (3) 紫外线，波长为1～380nm。 可见光又可分为：红（640～780nm）、橙（600～640nm）、黄（570～600nm）、绿（490～570nm）、青（450～ 490nm）、蓝（430～450nm）和紫（380～430nm）等七种单色光。 人眼对各种波长的可见光，具有不同的敏感性。实验证明，正常人眼对于波长为555nm的黄绿色光最敏感，也就是这 种黄绿色光的辐射可引起人眼的最大视觉。因此波长越偏离555nm的光辐射，可见度越低。 2. 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(luminous flux)，简称光通，符号为Φ， 单位为lm（流明）。
第十章 工厂的电气照明
内容提要：本章首先介绍照明技术包括绿色照明的有关概念，接着讲述工厂常用的电光源和灯具类型及其选择与布 置，然后重点讲述照明质量、标准及照度的计算，最后介绍照明供电系统及其导线截面的选择计算。
第一节 照明技术的基本概念
一. 概 述 照明（lighting）按其光源方式分，有自然照明（自然采光）和人工照明两大类。 电气照明由于它具有灯光稳定、色彩丰富、控制调节方便和安全经济等优点，因而成为现代人工照明中应用最为 广泛的一种照明方式。 实践证明，工业生产的产品质量和劳动生产率与照明质量有密切的关系。良好的照明是保证安全生产、提高劳动 生产率和产品质量、保障职工视力健康的必要措施。因此电气照明的合理选择设计对工业生产具有十分重要的作用。 这里必须强调指出：合理的电气照明，必须达到绿色照明的要求。所谓“绿色照明”，是指节约能源，保护环境， 有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量，保护身心健康的照明。 我国现在在国民经济建设中，大力提倡和实行一条节能减排、保护环境的科学发展的方针，其中就包括实施绿色 照明。
2. 亮度
E A
(10-2)
发光体（不只是指光源，受照表面的反射光通也可看作间接光源）在视线方向单位投影面上的发光强度，称为亮度
（luminance）。其符号为L，单位为cd / m2（坎德拉每平方米）。
假设发光体表面法线方向的发光强度为I，而人眼视线与发光体表面法线成 角，如图10-2 所示。因此视线方向的
(二) 光强及其分布特性 1. 发光强度 发光强度(luminous intensity)简称光强，是光源在给定方向的辐射强度，符号为I，单位为cd（坎德拉）。 对于向各个方向均匀辐射光通量的光源，它在各个方向的发光强度均等，其值为
式中Φ为光源在立体角Ω内所辐射的总光通量。
I
(10-1)
空间立体角Ω=A / r 2，其中r 为球的半径，A为与Ω相对应的球面积。
反射比 70% 50% 30% 10%
(五) 光源的发光效能、色温和显色性 1. 光源的发光效能
光源的发光效能（luminous efficacy）是指光源发出的光通量除以光源功率所得的商，简称光源的光效，其单位为 lm/w（流明每瓦特）。普通白炽灯的光效为7.3～25 lm/ w，而紧凑型荧光灯的光效达44～87 lm/w，这说明后者的光效远 高于前者，因此如以紧凑型节能荧光灯取代白炽灯，将大大节约电能。
(10-5)
(3) 透射比（transmission ratio） 又称透射系数，其定义是透射
光通 与总投射光通Φ之比，即

(10-6)
以上三个参数之间有下列关系：
1
图10-3 光通投射到物体上的情形

—反射光通
p
—吸收光通
—透射光通
(10-7)
在照明技术中应特别注重反射比这一参数，因为它直接影响到工作面上的照度。
2. 配光曲线 配光曲线即发光强度分布曲线，是在通过光源对称轴的一个平面上绘出的灯具发光强度与对称轴之间角度的 函数曲线。 对一般照明灯具，配光曲线绘在极坐标上，如图10-1a所示。其光源采用光通量为1000lm的假想光源。而对于聚光很强的 投光灯，由于其光强集中在一个很小的空间角内，因此其配光曲线一般绘在直角坐标上，如图10-1b所示。
表10-1所列为各种情况下墙壁、顶棚及地面的反射比近似值，供参考。 表10-1 墙壁、顶棚及地面的反射比近似值（参考）
反射面情况 刷白的墙壁、顶棚，窗子装有白色窗帘 刷白的墙壁，但窗子未挂窗帘，或挂深色窗帘；刷白的顶棚，但房间潮湿；墙壁和顶棚虽未刷 白，但洁净光亮 有窗子的水泥墙壁、水泥顶棚；木墙壁、木顶棚；糊有浅色纸的墙壁、顶棚；水泥地面 有大量深色灰尘的墙壁、顶棚；无窗帘遮蔽的玻璃窗；未粉刷的砖墙；糊有深色纸的墙壁、顶 棚；较赃污的水泥地面及广漆、沥青等地面
发光强度为 I I cos ， 而视线方向的投影面积为 A Acos 。由此可得发光体在视线方向的亮度为
L I I cos I A Acos A
(10-3)
Hale Waihona Puke 由上式可以看出，发光体的亮度值实际上与视线方向无关。
图10-2 亮度说明图
(四) 物体的光照性能 当光通Φ投射到物体上时，一部分光通 从物体表面反射回去，一部分光通 被物体所吸收，而余下的一部分光通 则 透过物体，如图10-3所示。
图10-1 灯具的配光曲线 a) 绘在极坐标上的配光曲线（配照灯） b) 绘在直角坐标上的配光曲线（投光灯）
(三) 照度和亮度
1. 照度
受照物体表面单位面积投射的光通量，称为照度（illuminance）。其符号为E，单位为lx（勒克斯）。
如果光通Φ均匀地投射在面积为A 的表面上，则该表面的照度值为