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第五节 电气照明及动力设备工程

电气照明是现代人工照明极其重要的手段，是现代建筑的重要组成部分。其中常用电光源的特点和灯具的选择及安装是电气安装工程的重要部分。

一、常用电光源和安装

(一)常用电光源及特性

凡可以将其他形式的能量转换成光能，从而提供光通量的设备、器具统称为光源。而其中可以将电能转换为光能，从而提供光通量的设备、器具则称为电光源。常用的电光源有热致发光电光源(如白炽灯、卤钨灯等)，气体放电发光电光源(如荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物灯等)，固体发光电光源(如LED和场致发光器件等)。

气体放电光源一般比热辐射光源光效高、寿命长，能制成各种不同光色，在电气照明中应用日益广泛。热辐射光源结构简单、使用方便、显色性好，故在一般场所仍被普遍采用。

1.白炽灯

白炽灯是靠钨丝白炽体的高温热辐射发光，它结构简单，使用方便，显色性好。尽管白炽灯的功率因数接近于1，但因热辐射中只有2%?3%为可见光，故发光效率低，一般为7?251m/W，平均寿命约为1000h，受到振动容易损坏。

白炽灯主要由玻璃泡体、灯丝和灯头组成。白炽灯泡内都抽成真空，功率大于40W的灯泡充以氮气或氮氩混合气体，以减缓灯丝氧化和金属分子扩散，提高灯丝的使用温度和发光效率，增加使用寿命。

由于钨丝的冷态电阻比热态电阻小很多，故其瞬时启动电流很大，由于灯丝所消耗的电能大部分转化为热能，点燃时玻璃泡体温度可能达到120?20℃左右;电压变化对白炽灯寿命和光通量都有严重影响，如电压升高5%,使用寿命降低一半，电压降低5%，白炽灯的光通量下降18%。

2.荧光灯

荧光灯由镇流器、灯管、启动(启辉)器和灯座等组成。灯内抽真空后封人汞粒，并充入少量氩、氮、氖等气体。所以荧光灯也是一种低压的汞蒸气弧光放电灯。在最佳辐射条件下，能将2%的输入功率转换为可见光，60%以上转换为紫外线辐射，紫外线再激发灯管内壁荧光粉而发光。

目前常见的荧光灯有：

(1)直管形荧光灯：这种荧光灯属双端荧光灯。常见标称功率有4W，6W，8W，12W，15W，20W，30W，36W，40W，65W，80W，85W和125W。管径用T5，T8，T10，T12。灯头用G5，G13。目前较多采用T5和T8、T5显色性好，对色彩丰富的物品及环境有比较理想的照明效果，光衰小，寿命长，平均寿命达10000h。适用于服装、百货、超级市场、食品、水果、图片、展示窗等色彩绚丽的场合使用。T8色光、亮度、节能、寿命都较佳，适合宾馆、办公室、商店、医院、图书馆及家庭等色彩朴素但要求亮度高的场合使用。

为了方便安装、降低成本和安全起见，许多直管形荧光灯的镇流器都安装在支架内，构成自镇流型荧光灯。

(2)彩色直管型荧光灯：常见标称功率有20W，30W，40W。管径用T4，T5，T8。灯头用G5、G13。彩色荧光灯的光通量较低，适用于商店橱窗、广告或类似场所的装饰和色彩显示。

(3)环形荧光灯：除形状外，环形荧光灯与直管形荧光灯没有多大差别，常见标称功率有22W，32W，40W，灯头用G10q。主要提供给吸顶灯、吊灯等作配套光源，供家庭、商场等照明用。

(4)单端紧凑型节能荧光灯：这种荧光灯的灯管、镇流器和灯头紧密地联成一体(镇流器放在灯头内)，故被称为"紧凑型"荧光灯。由于无须外加镇流器，驱动电路也在镇流器内，故这种荧光灯也是自镇流荧光灯和内启动荧光灯。整个灯通过E27等灯头直接与供电网连接，可方便地直接取代白炽灯。这种荧光灯大都使用稀土元素三基色荧光粉，因而具有节能功能。

3.卤钨灯

卤钨灯也是一种热辐射光源，在被抽成真空的玻璃壳内除充以惰性气体外，还充入少量的卤族元素如氟、氯、溴、碘。在卤钨灯点燃时，从灯丝蒸发出来的钨在汇壁区与卤元素反应形成挥发性的卤钨化合物。为了使管壁处生成的卤化物处于气态，其管壁温度很高，必须使用耐高温的石英玻璃和小尺寸泡壳，由于泡壳尺寸小、强度高，其工作气压比普通白炽灯高很多，这样使卤钨灯中钨的蒸发受到更有力的抑制。由于上述两个原因，所以卤钨灯工作温度和光效大为提高，寿命也增长。

目前广泛采用的是溴、碘两种卤素，分别叫溴钨灯和碘钨灯。由于碘蒸气呈现紫红色，吸收5%的可见光，光效比溴钨灯低4%?5%，但寿命比溴钨灯长。

碘钨灯管内充入惰性气体使发光效率提高。其寿命比白炽灯高一倍多。使用中灯管要平放，倾角不超过4°;注意勿溅上雨水，因为灯管温度高达250℃。

4.高压水银灯

高压水银灯又称"高压汞灯"，是利用高压水银蒸气放电发光的一种气体放电灯。灯管内装有一对电极且抽去空气，充人少量氩气和液态水银。通电后氩气放电将水加热和气化，水银蒸气受电子激发而放电产生强烈辉光，经常用在道路、广场和施工现场的照明中，高压水银灯按构造的不同可以分为两种：

(1)外镇流式高压水银灯。

外泡及内管中均充入惰性气体氮和氩，内管中还装有少量水银，外泡内壁里还涂有荧光粉。工作时内管中水银蒸气压力很高，通常为101.325?1014.25kPa，所以称为高压水银灯。

镇流器的作用有两种，其一是产生高压脉冲以点燃高压汞灯，其二是稳定工作电流。补偿器的作用是改善功率因数。

高压汞灯的优点是省电、耐振、寿命长、发光强;缺点是启动慢，需4?8min;当电压突然跌落5%时会熄灯，再次点燃时间约5?10min;显色性差，功率因数低。

(2)自镇流高压汞灯。

自镇流高压汞灯省去了镇流器，代之以自镇流灯丝，没有任何附件，旋人灯座即可点燃。

自镇流高压汞灯的优点是发光效率高、省电、附件少，功率因数接近于缺点是寿命短，只有大约1000h。由于自镇流高压汞灯的光色好、显色性好、经济实用，故可以用于施工现场照明或工业厂房整体照明。

5.高压钠灯

高压钠灯使用时发出金白色光，具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾熊力强和不诱虫等优点，广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。高显色高压钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。

高压钠灯在外泡壳内装有放电管，它是用半透明的氧化铝陶瓷或全透明刚玉制成，它耐高温，和金属钠不起化学反应。放电管内充有钠、汞和氙气。热继电器的双金属片是用两种热膨胀系数不同的金属片压制而成。

高压钠灯工作中放电管表面温度很高，为了保持其温度一定(250?300°C)，所以放电管外面用外泡壳保温，外泡壳内抽成真空，以减少外界环境的影响。

高压钠灯发光效率高，属于节能型光源。它的结构简单，坚固耐用，平均寿命长。钠灯辐射光颜色单一，为589nm的黄色光谱，显色性差，但紫外线少，不招飞虫。若电压突然跌落5%以上，则可能自灭，再次启动需要10?15min才能再燃。钠灯黄色光谱透雾性能好，最适于交通照明;光通量维持性能好，可以在任意位置点燃;耐振性能好;受环境温度变化影响小，适用于室外;但功率因数低。

6.金属卤化物灯

金属齒化物灯是气体放电灯中的一种，其结构和高压汞灯相似，是在高压汞灯的基础上发展起来的，所不同的是在石英内管中除了充有汞、氩之外，还有能发光的金属卤化物(以碘化物为主)。

金属卤化物灯应用有钠-铭-铟灯(JZG或NTY)、管形镝灯(DDG)等。主要用在要求高照度的场所、繁华街道及要求显色性好的大面积照明的地方。

金属卤化物灯的特点：

(1)发光效率高，平均可达70?100lm/W,光色接近自然光。

(2)显色性好，即能让人真实地看到被照物体的本色。

(3)紫外线向外辐射少，但无外壳的金属卤化物灯则紫外线辐射较强，应增加玻璃外罩，或悬挂高度不低于5m。

(4)平均寿命比高压汞灯短。

(5)电压变化影响光效和光色的变化，电压突降会自灭，所以电压变化不宜超过额定值的±5%。

(6)应用中除要配专用变压器外，lkW的钠-铭-铟灯还应配专用的触发器才能点燃。

7.氙灯

氙灯是采用高压氙气放电产生很强白光的光源，和太阳光相似，故显色性很好，发光效率高，功率大，有"小太阳"的美称，它适于广场、公园、体育场、大型建筑工地、露天煤矿、机场等地方的大面积照明。

氙灯可分为长弧氙灯和短弧氙灯两种。在建筑施工现场使用的是长弧氙灯，功率很高，用触发器启动。大功率长弧氙灯能瞬时点燃，工作稳定。耐低温也耐高温，耐振性好。氙灯的缺点是平均寿命短，约500?1000h，价格较高。由于氙灯工作温度高，其灯座和灯具的引人线应耐高温。氙灯是在高频高压下点燃，所以高压端配线对地要有良好的绝缘性能，绝缘强度不小于30kV。氙灯在工作中辐射的紫外线较多，人不宜靠得太近。

8.低压钠灯

低压钠灯是利用低压钠蒸气放电发光的电光源，在它的玻璃外壳内涂有红外线反射膜，低压钠灯的发光效率可达200lm/W，是电光源中光效最高的一种光源，寿命也最长，还具有不炫目的特点。

低压钠灯是太阳能路灯照明系统的最佳光源，低压钠灯发射波长是为589.0nm和589.6nm的单色光，这两条黄色谱线的位置靠近人眼最灵敏的波长为555.0nm的绿色谱线，在人眼中不产生色差，因此分辨率高，对比度好，特别适合于高速公路、交通道路、市政道路、园、庭院照明。低压钠灯是替代高压汞灯节约用电的一种高效灯种，应用场所不断扩大。

9.发光二极管(LED)

LED是电致发光的固体半导体高亮度点光源，可辐射各种色光和白光、0?100%光输出(电子调光)。具有寿命长、耐冲击和防振动、无紫外和红外辐射、低电压下工作安全等特点。但LED的缺点有：单个LED功率低，为了获得大功率，需要多个并联使用，并且单个大功率LED价格很贵。显色指数低，在LED照射下显示的颜色没有白炽灯真实。主要用于：交流电源、开关、插座、保险管座指示灯，LED广告招牌灯，LED单色或者彩色显示屏，LED路灯、汽车信号灯和LED电动车照明灯等。

(二)灯器具安装

按《建筑电气照明装置施工及验收规范》GB50617—2010,灯器具安装基本要求为：

1.—般规定

(1)灯头绝缘外壳不应有破损或裂纹等缺陷;带开关的灯头，开关手柄不应有裸露的金属部分。

(2)连接吊灯灯头的软线应做保护扣，两端芯线应搪锡压线;当采取螺口灯头时，相线应接于灯头中间触点的端子上。

(3)成套灯具的带电部分对地绝缘电阻值不应小于2MΩ。

(4)引向单个灯具的电线线芯截面积应与灯具功率相匹配，电线线芯最小允许截面积不应小于1mm2。

(5)灯具表面及其附件等高温部位靠近可燃物时，.应采取隔热、散热等防火保护措施。以卤钨灯或额定功率大于或等于100W的白炽灯泡为光源时，其吸顶灯、槽灯、嵌入灯应采用瓷质灯头，引人线应采用瓷管、矿棉等不燃材料作隔热保护。

(6)变电所内，高低压配电设备及裸母线的正上方不应安装灯具，灯具与裸母线的水平净距不应小于1m。

(7)室外墙上安装的灯具，灯具底部距地面的髙度不应小于2.5m。

(8)露天安装的灯具及其附件、接线盒等应有防腐蚀和防水措施。

(9)成排安装的灯具中心线偏差不应大于5mm。

(10)质量大于10kg的灯具，其固定装置应按5倍灯具重量的恒定均布载荷全数作强度试验，历时15min，固定装置的部件应无明显变形。

2.常用灯具

(1)吸顶或墙面上安装的灯具固定用的螺栓或螺钉不应少于2个。室外安装的壁灯其泄水孔应在灯具腔体的底部，绝缘台与墙面接线盒盒口之间应有防水措施。

(2)悬吊式灯具安装应符合下列规定：

1)带升降器的软线吊灯在吊线展开后，灯具下沿应高于工作台面0.3m。

2)质量大于0.5kg的软线吊灯，应增设吊链(绳)。

3)质量大于3kg的悬吊灯具，应固定在吊钩上，吊钩的圆钢直径不应小于灯具挂销直径，且不应小于6mm。

4)采用钢管作灯具吊杆时，钢管应有防腐措施，其内径不应小于10mm，壁厚不应小于1.5mm。

(3)嵌入式灯具安装。

接线盒引向灯具的电线应采用导管保护，电线不得裸露;导管与灯具壳体应采用专用接头连接。当采用金属软管时，其长度不宜大于1.2m。

(4)庭院灯、建筑物附属路灯、广场高杆灯安装应符合下列规定：

1)灯具与基础应固定可靠，地脚螺栓应有防松措施;灯具接线盒盒盖防水密封垫齐全、完整。

2)每套灯具应在相线上装设相配套的保护装置。

3)灯杆的检修门应有防水措施，并设置需使用专用工具开启的闭锁防盗装置。

(5)高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯安装应符合下列规定：

1)光源及附件必须与镇流器、触发器和限流器配套使用。触发器与灯具本体的距离应符合产品技术文件要求。

2)灯具的额定电压、支架形式和安装方式应符合设计要求。

3)电源线应经接线柱连接，不应使电源线靠近灯具表面。

4)光源的安装朝向应符合产品技术文件要求。

(6)安装于线槽或封闭插接式照明母线下方的灯具应符合下列规定：

1)灯具与线槽或封闭插接式照明母线连接应采用专用固定件，固定应可靠。

2)线槽或封闭插接式照明母线应带有插接灯具用的电源插座;电源插座宜设置在线槽或封闭插接式照明母线的侧面。

(7)埋地灯安装应符合下列规定：

1)埋地灯防护等级应符合设计要求。

2)埋地灯光源的功率不应超过灯具的额定功率。

3)埋地灯接线盒应采用防水接线盒，盒内电线接头应做防水、绝缘处理。

3.专用灯具

(1)应急照明灯具安装应符合下列规定：

1)应急照明灯具必须采用经消防检测中心检测合格的产品。

2)安全出口标志灯应设置在疏散方向的里侧上方，灯具底边宜在门框(套)上方0.2m。地面上的疏散指示标志灯，应有防止被重物或外力损坏的措施。当厅室面积较大，疏散指示标志灯无法装设在墙面上时，宜装设在顶棚下且距地面高度不宜大于2.5m。

3)疏散照明灯投人使用后，应检查灯具始终处于点亮状态。

4)应急照明灯回路的设置除符合设计要求外，尚应符合防火分区设置的要求。

5)应急照明灯具安装完毕，应检验灯具电源转换时间，其值为：备用照明不应大于5s;金融商业交易场所不应大于1.5s;疏散照明不应大于5s;安全照明不应大于0.25s。应急照明最少持续供电时间应符合设计要求。

(2)霓虹灯的安装应符合下列规定：，

1)灯管应采用专用的绝缘支架固定。固定后的灯管与建筑物、构筑物表面的距离不应小于20mm。

2)霓虹灯灯管长度不应超过允许最大长度。专用变压器在顶棚内安装时，应有防火措施，并不宜被非检修人员触及;在室外安装时，应有防雨措施。

3)霓虹灯专用变压器的二次侧电线和灯管间的连接线应采用额定电压不低于15kV的高压绝缘电线。二次侧电线与建筑物、构筑物表面的距离不应小于20mm。

4)霓虹灯托架及其附着基面应用难燃或不燃材料制作。室外安装时，应耐风压。

(3)建筑物景观照明灯具安装应符合下列规定：

1)在人行道等人员来往密集场所安装的灯具，无围栏防护时灯具底部距地面高度应在2. 5m以上。

2)灯具及其金属构架和金属保护管与保护接地线(PE)应连接可靠，且有标识。

(4)航空障碍标志灯安装应符合下列规定：

1)灯具安装在屋面接闪器保护范围外时，应设置避雷小针，并与屋面接闪器可靠连接。

2)当灯具在烟囡顶上安装时，应安装在低于烟囱口 1.5?3m的部位且呈正三角形水平布置。

(5)手术台无影灯安装应符合下列规定：

1)固定灯座的螺栓数量不应少于灯具法兰底座上的固定孔数，螺栓应采用双螺母锁紧。

2)固定无影灯基座的金属构架应与楼板内的预埋件焊接连接，不应采用膨胀螺栓固定。

3)开关至灯具的电线应采用额定电压不低于450V/750V的铜芯多股绝缘电线。

(6)紫外线杀菌灯的安装位置不得随意变更，其控制开关应有明显标识，且与普通照明开关位置分开设置。

(7)游泳池和类似场所用灯具，安装前应检查其防护等级。自电源引入灯具的导管必.须采用绝缘导管，严禁采用金属或有金属护层的导管。

(8)建筑物彩灯安装应符合下列规定：

1)当建筑物彩灯采用防雨专用灯具时，灯具应有泄水孔。

2)建筑物彩灯宜采用LED等节能新型光源，不应采用白炽灯泡。

3)彩灯配管应为热浸镀锌钢管，按明配敷设，并采用配套的防水接线盒，其密封应完好;管路、管盒间采用螺纹连接，连接处的两端用专用接地卡固定跨接接地线，跨接接地线采用绿/黄双色铜芯软电线，截面积不应小于4mm2。

4)彩灯的金属导管、金属支架、钢索等应与保护接地线(PE)连接可靠。

(9)太阳能灯具安装应符合下列规定：

1)灯具内部短路保护、负载过载保护、反向放电保护、极性反接保护功能应齐全。

2)太阳能灯具应安装在光照充足、无遮挡的地方，应避免靠近热源。

3)太阳能电池组件应根据安装地区的讳度，调整电池板的朝向和仰角。

4)系统接线顺序应为蓄电池一电池板一负载;系统拆卸顺序应为负载一电池板一蓄电池。

(10)防爆灯具安装应符合下列规定：

1)检查灯具的防爆标志、外壳防护等级和温度组别应与爆炸危险环境相适配。

2)灯具的外壳应完整，无损伤、凹陷变形，灯罩无裂纹，金属护网无扭曲变形，防爆标志清晰。

3)灯具的紧固螺栓应无松动、锈蚀现象，密封垫圈完好。

4)灯具附件应齐全，不得使用非防爆零件代替防爆灯具配件。

5)灯具的安装位置应离开释放源，且不得在各种管道的泄压口及排放口上方或下方。

6)导管与防爆灯具、接线盒之间连接应紧密，密封完好;螺纹啮合扣数应不少于5扣，并应在螺纹上涂以电力复合酯或导电性防锈酯。

7)防爆弯管工矿灯应在弯管处用镀锌链条或型钢拉杆加固。

(三)插座和开关安装

1.插座

(1)当交流、直流或不同电压等级的插座安装在同一场所时，应有明显的区别，且必须选择不同结构、不同规格和不能互换的插座。

(2)插座的接线应符合下列规定：

1)单相两孔插座，面对插座，右孔或上孔应与相线连接，左孔或下孔应与中性线连接;单相三孔插座，面对插座，右孔应与相线连接，左孔应与中性线连接。

2)单相三孔、三相四孔及三相五孔插座的保护接地线(PE)必须接在上孔。插座的保护接地端子不应与中性线端子连接。

3)保护接地线(PE)在插座间不得串联连接。

4)相线与中性线不得利用插座本体的接线端子转接供电。

(3)插座的安装应符合下列规定：

1)当住宅、幼儿园及小学等儿童活动场所电源插座底边距地面高度低于1.8m时，必须选用安全型插座。

2)当设计无要求时，插座底边距地面高度不宜小于0.3m;无障碍场所插座底边距地面高度宜为0.4m,其中厨房、卫生间插座底边距地面高度宜为0.7?0.8m;老年人专用的生活场所插座底边距地面高度宜为0.7?0.8m。

3)暗装的插座面板紧贴墙面或装饰面，四周无缝隙，安装牢固，表面光滑整洁、无碎裂、划伤，装饰帽(板)齐全;接线盒应安装到位，接线盒内干净整洁，无锈蚀。暗装在装饰面上的插座，电线不得裸露在装饰层内。_

4)地面插座应紧贴地面，盖板固定牢固，密封良好。地面插座应用配套接线盒。插座接线盒内应干净整洁，无锈蚀。

5)同一室内相同标高的插座高度差不宜大于5mm;并列安装相同型号的插座高度差不宜大于1mm。

6)应急电源插座应有标识。

7)当设计无要求时，有触电危险的家用电器和频繁插拔的电源插座，宜选用能断开电源的带开关的插座，开关断开相线;插座回路应设置剩余电流动作保护装置;每一回路插座数量不宜超过10个;用于计算机电源的插座数量不宜超过5个(组)，并应采用A型剩余电流动作保护装置;潮湿场所应采用防派型插座，安装高度不应低于1.5m。

2.开关

(1)同一建筑物、构筑物内，开关的通断位置应一致，操作灵活，接触可靠。同一室内安装的开关控制有序不错位，相线应经开关控制。

(2)开关的安装位置应便于操作，同一建筑物内开关边缘距门框(套)的距离宜为0.15?0.2m。

(3)同一室内相同规格相同标高的开关高度差不宜大于5mm，并列安装相同规格的开关高度差不宜大于1mm，并列安装不同规格的开关宜底边平齐，并列安装的拉线开关相邻间距不小于20mm。

(4)当设计无要求时，开关安装高度应符合下列规定：

1)开关面板底边距地面高度宜为1.3?1.4m。

2)拉线开关底边距地面高度宜为2?3m，距顶板不小于0.1m，且拉线出口应垂直向下。

3)无障碍场所开关底边距地面高度宜为0. 9?1. 1m。

4)老年人生活场所开关宜选用宽板按键开关，开关底边距地面高度宜为1.0?1.2m。