用电设备讲师手册模板.doc

国网技术学院标准化课程
讲师手册

课程名称：电动机和电力牵引
课程编码：
培训对象：国网非电专业新职员
开发人：王晓玲 王秀明
冷北雪 卢文华
认证时间：8月

1 电动机
★教学目标：
1．陈说电机定义及分类
2．三相异步电动机基础结构和工作原理
3．电动机铭牌数据
★讲解1：1.1电机概念及分类
★播放幻灯片：第2、3页
★教学事件：
利用电磁现象进行电能和机械能相互转换机械称为电机。
将机械能转换成电能电机称为发电机；
将电能转换为机械能电机称为电动机。
电动机分类：
电动机
交流电动机
直流电动机
三相电动机

单相电动机
同时电动机

异步电动机

她励、并励电动机

串励、复励电动机

★讲解2：1.2三相异步电动机基础结构和工作原理
★播放幻灯片：第2页
★教学事件：
1．三相异步电动机基础结构
（1）定子部分
① 定子铁心：由导磁性能很好硅钢片叠成——导磁部分。
② 定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。
③ 机座：固定定子铁心及端盖，含有较强机械强度和刚度。
（2）转子部分
① 转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路一部分。
② 转子绕组： 1）鼠笼式转子：转子铁心每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。
（3）气隙
异步电动机气隙是均匀。大小为机械条件所能许可达成最小值。

图 三相异步电动机结构
右图是一台鼠笼型异步电动机外形图

下面是它关键部件拆分

鼠笼型转子铁心和绕组结构示意图

三相绕线型转子结构图

2． 三相异步电动机基础工作原理
1） 转动原理
① 电生磁：三相对称绕组通往三相
对称电流产生圆形旋转磁场。
② 磁生电：旋转磁场切割转子导体
感应电动势和电流。
③ 电磁力：转子载流（有功分量电
流）体在磁场作用下受电磁力作用，
形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将
电能转化为机械能。
★讲解3：1.3电动机铭牌数据
★播放幻灯片：第12页
★教学事件：
例：

2 电力牵引
★教学目标：
1．陈说电力牵引及特点
2．电力牵引对电力系统要求和影晌
3．电力牵引供电系统
4．电气化铁道供电系统
★讲解1：2.1电力牵引及特点
★播放幻灯片：第页
★教学事件：
电力牵引是以电能为牵引动力，驱动电力机车运行，是现代铁路三种牵引动力型式 (蒸汽、内燃、电力牵引)之一。它是用电力机车从部署在电气化铁路沿线接触网上获取电能，经过牵引电动机，将电能转换为机械能，以驱动机车运行。属于电力牵引范围有电气化铁路、地下铁道、矿山电力机车、城市公共电车等。
电力牵引中电力机车用电取自电力牵引供电系统，即外部电源。蒸汽机车、内燃机车受其自带能源设备限制，功率不能过大，而电力机车本身不带一次能源设备，不受锅炉、柴油机限制，轴功率可达l0OOkW以上，所以电力牵引能多拉、快跑，提升了运输能力。
电力牵引含有以下特点:
(1)电力牵引因不受自带能源设备限制，由大容量电力系统供电，含有功率大，速度高、过载能力强、输送能力大等特点，可满足高速、重载、大运量铁路干线和陡坡、长大隧道山区铁路运输需要。
(2)因为电力牵引从外部供电系统取得能源，含有广泛利用一切天然能源可能性，如火力发电，水力发电，原子能、太阳能发电和其它全部可转变为电能能源，所以能够广泛地选择和经济合理地使用国家能源。
(3)运行费用低，劳动生产率高。因为电力机车功率大、效率高、开启加速时间短，约为内燃机车1/2，运行速度快，提升了列车牵引质量，缩短了机车周转时间，并降低了机车整备检修作业时间，在相同运量下，可降低机车数量，提升劳动生产率。燃料消花费也极大地降低，在相同线路坡道下，电力牵引比内燃牵引可节省燃料30% (折合为标准煤)。所以，电力牵引运行费比其它牵引方法要显著降低。
(4)易于实现自动化，不造成环境污染，有利于改善劳动条件。电力机车把电能转变为机械能，伴随电子技术、计算机技术和自动控制理论发展，电力牵引系统自动化程度越来越高。电力机车在运行中无灰、烟等有害气体排出，对自然环境无污染，对改善运行人员劳动条件全部是有利。
★讲解2：2.2电力牵引对电力系统要求和影晌
★播放幻灯片：第7页
★教学事件：
电力牵引对供电安全、可靠、不间断供电有较高要求，以确保铁路运输安全，尤其是繁忙干线、多隧道和高坡山区电气化铁路，供电一且中止，将严重影响运输，甚至危及人身财产安全。其次因为电力牵引采取直流或交流电力机车，尤其是单相工频交流牵引，采取整流器式电力机车，在相控或再生制动时，交流机车产生高次谐波、负序电流，对通信产生干扰，并对电力系统安全运行产生影响；直流机车迷散电流对地下金属管路、地下建筑物有腐蚀作用，也需采取有效方法，加以限制。
★讲解3：2.3电力牵引供电系统
★播放幻灯片：第8、9、10、11页
★教学事件：
电力牵引供电系统是向电力机车供电，以实现电力牵引电力网络。电力牵引供电系统通常由牵引变电所、馈电线、接触网、 轨道回路、回流线等组成，有时还设有分区亭、开闭所、AT所 (即自隅变压器供电所)。图为电力牵引供电系统示意图。牵引供电系统按电流制分为交流和直流两大类。

图　电力牵引供电系统示意图

电力机车能量传输过程：
车上
受电弓
牵引
变压器
牵引
整流器
转向架
牵引电机
机车车辆
27.5kv单相接触网
交流
直流
机械能
电能

★讲解4：2.4电气化铁道供电系统
★播放幻灯片：第12、13、14、15、16、17、18、19页
★教学事件：电气化铁道供电系统
该系统电能取自电力系统。牵引供电系统和城市供电系统产权分界点在牵引变电所一次侧进线门型架处。通常，来自城市供电系统电能，在牵引变电所变换后，经馈电线、接触网送到电力机车，然后由轨道 (或地)回路、回流线返回牵引变电所。

1.牵引变电所
在牵引变电所中，按要求装设变压变流设备，把电力系统供给电能变为适合电力机车牵引要求电能。对于单相交流工频制电气化铁道，牵引变电所完成变压、分相等任务;对于单相交流低频制电气化铁道，牵引变电所完成降压变频任务;对于直流制电气化铁道，牵引变电所完成变压变流 (变交流电为直流电)任务。因为它关键担负牵引用电能变换工作，所以叫做牵引变电所。其相邻变电所间距离为45士2Okm，即在30一7Okm范围内。

2.馈电线
连接牵引变电所和接触网或经开闭所接触网线路。其作用是把牵引变电所变换完备牵引用电能馈送给接触网。
3．接触网
沿电气化铁路架空敷设输电网，它和电力机车受电弓滑板接触，将牵引变电所供给电能送给电力机车。
4．轨道回路
由钢轨组成牵引负荷返回通路。轨道回路结构和闭塞方法相关。在半自动闭塞区段。牵引电流在钢轨中流动不受限制，只要确保回路通畅即可。在自动闭塞区段，钢轨中除有牵引电流外，还有信号电流。因为牵引电流要求沿钢轨流动不受限制，而信号电流却只能在闭塞分区内部流动，为此，在两相邻闭塞分区钢轨衔接处设有绝缘轨缝和扼流线圈，图所表示。

架空式接触网组成

1－扼流线 2－回流线 3－钢轨 4－吸上线 5－绝缘轨缝
图 有轨道时吸上线连接方法图
两个线圈分别设在绝缘轨缝两侧，两端接钢轨，中性点用吸上线连接。其特征要求:1确保沿两根钢轨流动工频牵引电流在不一样闭塞分区间顺利经过;2阻止沿一根钢轨流动低频信号电流经过不一样闭塞分区。
5．回流线
指连接钢轨和牵引变电所导线，把钢轨中回路电流导人牵引变电所。
6．分区亭
在电气化铁道上，为了增加供电工作灵活性，提升运行可靠性，在两个牵引变电所形成供电区中间常设分区亭。关键设备有断路器、互感器、变压器等。分区亭能依据需要，改变接触网运行方法，将相邻馈电臂或复线区段同一馈电臂上、下行线路接触网接通或断开，从而提升了供电灵活性和供电质量。
★讲解7：学员共享、学员总结
★播放幻灯片：第20页
★教学事件：
组织学员讨论，并进行自我评价。
★评定：
总结性评价：1． 电动机概述
2． UPS系统结构
形成性评价：1．陈说UPS定义、分类及作用
2．绘制UPS主体结构、描述UPS扩展结构
★时间：总共90分钟
1．引发注意 5分钟
2．学员参与学习活动、学员分享 75分钟
模块1：电动机（40分钟）
活动1：讲解电动机定义及分类、三相异步电动机基础结构和工作原理、电动机铭牌数据。
1） 看图形演示提问：讲师结合演示文稿提问电动机概念。（2分钟）
2） 讲师讲解：电动机结构及工作原理、电动机铭牌数据（8分钟）
3） 小组讨论：电动机结构及工作原理、铭牌数据。☆（10分钟）
活动2：练习
1） 学员练习：针对讲师给出题目实现陈说电动机定义、结构、工作原理及铭牌数据目标。★（10分钟）
模块2：电力牵引（35分钟）
活动1：陈说电力牵引及特点、电力牵引对电力系统要求和影晌、电力牵引供电系统、电气化铁道供电系统
1） 小组讨论：讲师提出电力牵引对电力系统要求和影晌、电力牵引供电系统、电气化铁道供电系统，学员自由讲话，完成练习题，讲师总结。（8分钟）
2） 学员练习：结合上面结果，小组每个组员总结电力牵引对电力系统要求和影响。☆（15分钟）
活动2：以学员讲话形式描述电力牵引供电系统主体组成
1） 小组测试：每个小组选一名学员进行讲话，叙述电力牵引供电系统主体组成，并由大家评分。★（12分钟）
3．学员总结 10分钟
学员练习，陈说电动机、电力牵引定义、分类及工作原理，填写电动机各部件名称，描述电动机铭牌数据意义，描述电力牵引供电系统四、牵引变电所
。

3．电气照明
★教学目标：
1．掌握电气照明基础概念
2．了解电光源种类、特点及使用注意事项
3．了解照明器种类及照明供电方法
4. 了解电气照明节电技术
★讲解1： 3.1电气照明基础概念
★播放幻灯片：1-4页
★ 教学事件：
照明分自然照明和人工照明两大类。照明目标就是给周围各对象以适宜光分布，使大家明视觉功效发挥效力，同时还造成舒适，快乐，心情舒畅气氛。照明技术也为光利用技术。电气照明是利用电光源将电能转换为光能人工照明。它是电能最早应用领域，至今已经有百余年历史。伴随科学技术发展，生产水平提升，大家对它提出越来越高要求，使得电光源不仅在质量上有了很大改善，而且新品种不停涌现。
从电气照明发展趋势来看，关键是挺高电光源光效、延长寿命、改善光色、降低附件及配置适宜灯具等。简单说要提升照明质量，节省用电，降低购置和维护费用。
1．光
光是能引发视觉辐射能，它是一个电磁波。光波长为380nm～780nm范围内，不一样波长光给人颜色感觉不一样。波长长于780nm辐射及短于380nm辐射均不能引发视觉，前者称为红外辐射，后者称为紫外辐射。
2.光通量
光在单位时间内，向周围空间辐射并引发视觉能量，称为光通量。单位：流明（lm)。
人眼视觉灵敏度能够用光谱光效能来表示。光谱光效能是光通量和对应辐射通量之比，单位是lm/W。所谓辐射通量是单位时间内发射、传输或接收辐射能。人眼对不一样波长光灵敏度不一样，在白天或光线较强地方，人眼对黄光、绿光最为灵敏，红光、紫光灵敏度最小。
3．发光强度
发光强度（简称光强）是光源在给定方向上，单位立体角内辐射光通量，用I表示，单位为坎德拉（cd）。
4.照度
单位面积上接收光通量称为照度，用E表示，单位为勒克斯（lx) 。晴天正午，太阳直射时照度（0.2～1）×105lx；晴朗满月夜，地面照度为0.2lx。国际上，照度也有用辅透（phot）作为单位，1phot=104lx。
5.亮度
亮度是光源在给定方向上单位投影面积上发光强度。
6.色温
当光源发出光颜色和黑体（能吸收全部光能物体）加热到温度Tc所发出光颜色相同或相同时，称该温度Tc为光源色温度，简称色温。
色温以开尔文（K）为单位，白炽灯色温为2400～2900K，管型氙灯相关色温为5500～6000K。
不一样色温给人感觉是不一样。对人感觉而言，在色温低暖色调灯光（如白炽灯）下，较低照度就有舒适感觉，而在色温较高冷色调灯光（如荧光灯）下，则需要较高照度才能有舒适感。
7.显色性、显色指数
同一颜色物体在含有不一样光谱功率分布光源照射下，会显出不一样颜色。光源显现被照物体颜色性能成为光源显色性。
光源显色指数是指在待测光源照射下，物体显示颜色和物体在日光下所显示颜色相符合程度。颜色失真少，显色指数高，光源显色性好。国际上要求参考光源显色指数为100.显色指数分为特殊显色指数和通常显色指数。
特殊显色指数指对某一选定标准颜色样品显色指数，符号为Ri。通常显色指数是指光源对CIE（国际照明委员会）要求八种颜色样品特殊显色指数平均值。
★讲解2： 3.2 电光源
★播放幻灯片：5-15页
★ 教学事件：
电光源按其发光原理分为热辐射式电光源和气体放电式电光源两大类。
3.2.1 热辐射式电光源
热辐射式电光源是利用物体通电加热时辐射发光原理作成，如白炽灯和卤钨灯等。
3.2.1.1 白炽灯
白炽灯是靠钨丝经过电流加热灯丝至白炽状态而引发辐射发光。
白炽灯结构简单，价格低，光色柔和，显色性好，使用最早，可进行亮度调整，点灯不需要任何附件，使用方便，适适用于频繁开关。但发光效率低，使用寿命短，耐震性差。
白炽灯灯丝工作温度越高，灯光效也越高，但钨丝蒸发加紧，灯寿命缩短。为了抑制蒸发，通常在灯泡制作时，先将灯泡内部抽成真空，然后再充以氩或氮或氩和氮混合气等惰性气体。只有少数小功率灯泡是真空。
在使用中应注意事项：电源电压改变对灯泡寿命和光效应影响很大。当电压升高5%时，寿命将缩短二分之一；当电压降低5%时，光通量将降低快要20%。
3.2.2 卤钨灯
卤钨灯是在白炽灯泡中充入微量卤族元素（如碘、溴）和惰性气体，利用卤钨循环作用，使灯丝蒸发一部分钨重新附着在灯丝上，以达成既提升光效、延长寿命目标。
卤钨循环原理：卤钨灯工作时，高温灯丝蒸发出来钨，在泡壁周围温度较低区域里和卤素化合生成气态卤化钨。当卤化钨向灯丝扩散时，又在高温下分解成钨分子和卤素，钨分子以沉积方法回到灯丝上，当钨分子沉积数量恰好等于灯丝蒸发数量时，就形成了动态平衡，这个过程就称为卤钨循环。
卤钨灯使用注意事项：电源电压许可偏移值为±5%；瞬时起动电流大；为了使灯管温度分布均匀，预防出现低温区，以保持卤钨循环正常进行，卤钨灯要求水平安装，其偏差小于±4°；在工作时，其管壁温度达600℃左右，为确保钨循环，不得采取任何人工冷却方法；灯脚引线应采取耐高温导线，灯管应远离易燃物；卤钨灯防震性差，不应使用在有震动场所，也不应作为移动式局部照明。
3.2.2气体放电光源　
气体放电式电光源是利用气体放电时发光原理制成。有荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物灯、氙灯等。
3.2.2.1荧光灯
俗称日光灯，它结构简单、制造轻易、光色好、发光效率高、寿命长和价格廉价，是各类放电光源中最为成功、使用最广泛一个。
3.2.2.1.1 工作原理
荧光灯是利用汞蒸气在外加电压作用下产生弧光放电，发出少许可见光和大量紫外线，紫外线又激励灯管内壁涂覆荧光粉，使之发出大量可见光。
3.2.2.1.2 使用注意事项
1) 电源电压改变不宜超出土5%，若电压改变太大，将影响灯光效和寿命。
2）荧光灯工作最适宜环境温度为18～25℃。环境温度过低或过高时
会造成开启困难和光效下降。
3）灯管必需和对应规格镇流器和起辉器配套使用，不然会缩短寿命或造成开启困难。
4）切记频繁开启，不然会影响灯管寿命。
5)破碎灯管要立即妥善处理，以防汞害。
3.2.2.2高压汞灯
3.2.2.2.1高压汞灯类型
照明常见高压汞灯有荧光高压汞灯、反射型荧光高压汞灯和自镇流荧光高压汞灯三种，这类灯外玻壳内壁均涂有荧光粉，它能将汞蒸汽放电时辐射紫外线转变为可见光，以改善光色、提升光效。其中反射型荧光高压汞灯玻壳内壁上部镀有铝反射层，含有定向反射性能，使用时可不用灯具；自镇流荧光高压汞灯用钨丝作为镇流器，是利用高压汞蒸汽放电、白炽体和荧光材料三种发光物质同时发光复合光源。
3.2.2.2.2使用注意事项:
1)电源电压忽然下降超出5%时， 可能造成灯泡自行熄灭。
2)灯可在任意位置点燃，但水平点燃时，光通量输出将降低7%，且灯轻易自熄。
3)开启时，电极溅射较大，所以开启次数多，灯寿命要缩短。
4）外玻壳破碎时，灯虽仍能点亮，但大量紫外线辐射将灼伤人眼和皮肤。破碎灯管要立即妥善处理，预防汞害。
5)灯管必需和对应规格镇流器配套使用，不然会缩短灯寿命或造成开启困难。
6)灯熄灭后再开启时间长(约5 -lOmin)，不能用于有快速点亮要求场。
7）壳温度较高，配用灯具应有良好散热条件，不然将影响灯性能和寿命。
3.2.2.3钠灯
在发光管内除了充有惰性气体和汞以外，再加入过量钠。因为钠气压、电离电位均较低，放电管中放电发光就以钠为主，所以称这类发光灯管为钠灯。
依据充入钠蒸汽压力高低，钠灯可分为高压钠灯和低压钠灯。
(1)高压钠灯。高压钠灯是利用高压钠蒸汽放电发光，光呈淡黄色，光效高，寿命很长，紫外辐射少，透雾性好。适适用于街道、广场、交通枢纽、展览馆等场所照明。
高压钠灯发光效率和灯充气情况相关。钠蒸汽压力低，发光效率高，但显色性差；压力高时，发光效率低，但显色性好。
(2)低压钠灯。低压制灯在灯管中充以低压钠蒸汽。其外部结构和通常荧光灯相类似，内部结构则和高压钠灯相同。低压钠灯是冷开启式，要求供电电压较高，为此采取漏磁自耦变压器升压。
低压钠灯虽有极高发光效率，但发出是近似黄色单色光，显色性很差，几乎不能分辨被照物颜色。所以只能用于显色性要求很低场所，比如工厂厂区照明、道路、煤厂等照明，但它有很好透雾性。
3.2.2.4金属卤化灯
金属卤化物灯是在高压汞灯基础上为改善光色而发展起来一个新型光源，不仅光色好，而且发光效率高。一般照明卤化物灯，在外形上和高压汞灯相类似，只是它玻璃壳上没有荧光粉涂层、放电管中除了充有氩气和汞以外，还加了一些金属卤化物。其次是电极需用纯钨或钍钨制造。这是因为涂有氧化物发射型电极会被卤再物添加剂损坏。
添加了金属卤化物以后，光色较高压汞灯有了较大改善，发光效率比高压汞灯高出1-2倍。只要选择合适金属卤化物，并控制她们百分比，就能够制成多种不一样光色金属。
现在，中国用于照明有钠铊铟灯和管形镝灯两种。
金属卤化物灯使用注意事项。
1）电源电压改变不宜大于土5%。电压改变除对关键参数有影响外，还会造成光色改变。在电压改变较大时，灯熄灭现象比高压汞灯还要严重。
2)对无外玻璃壳灯，因为紫外线辐射较强，灯具应加玻璃罩，无玻璃罩时，，悬挂高度不宜低于14m，以防紫外线对人伤害。
3）管形镝灯依据使用时放置方向要求有三种结构形式:水平点燃；垂直点燃，灯头在上；垂直点燃，灯头在下 。安装时必需记清灯方向标识。
4）其它和高压汞灯注意事项4）、5）、6）、7）相同。
3.2.2.5氙灯
高压氙灯放电时产生很强白光，靠近连续光谱，和太阳光十分相同，所以有"小太阳"之称。
管形缸灯结构和其它气体放电光源一样，是一个密封放电管。管内两端装有钍钨棒电极，而且有高纯度氙气。
管形氙灯在点燃前管内己含有很高气压，所以点燃电压高，约为20-30kV，需配用专用触发器来产生脉冲高频电压，从而引发灯管放电，使灯点燃。
氙灯因为光色靠近日光，所以是用于纤维、纺织、 陶瓷等需要正确辨色工业照明。又因为它功率大、 亮度高、所以也适适用于广场、车站、码头、大型车间、
露天矿井等大面积场所照明。
氙灯紫外线较强，为预防对人体伤害，需要设滤光玻璃，悬挂高度不宜低于20m。
3.2.3 光源性能比较
光源性能关键指标有三个:光效、寿命、光色(有时为显色性) ，其它指标如受电压波动而引发光特征改变程度，开启及再开启性能，抗振性，附件多少、功率因数高低等。
气体放电光源比热辐射光源光效高，寿命长，光色品种多，在工厂照明中应用十分广泛。白炽灯结构简单，使用方便，价格廉价，显色性好，故在通常场所仍被普遍采取。为便于比较，表中，分别列出了常见照明电光源关键性能基础参数。

特征参数
白炽灯
卤钨灯
荧光灯
高压汞灯
高压钠灯
金属卤化物灯
管形氙灯
额定功率（W）
15～1000
500～
6～125
50～1000
35～1000
125～3500
1500～100000
发光效率 (lm/W)
10～15
20～25
40～90
30～50
70～100
60～90
20～40
使用寿命（h）
1000
1000～15000
1500～5000
2500～6000
6000～1
1000
1000
色温（K）
2400～2920
3000～3200
3000～6500
5500
～4000
4500～7000
5000～6000
通常显色指数（%）
97～99
95～99
75～90
30～50
20～25
65～90
95～97
开启稳定时间
瞬时
瞬时
1～3s
4～8min
4～8min
4～8min
瞬时
再开启时间间隔
瞬时
瞬时
瞬时
5～10min
10～15min
10～15min
瞬时
功率因数
1
1
0.33～0.52
0.44～0.67
0.44
0.4～0.6
0.4～0.9
电压波动不宜大于

±5%UN
±5%UN
低于5%自灭
±5%UN
±5%UN
频闪效应
无
无
有
有
有
有
有
表面亮度
大
大
小
较大
较大
大
大
电压改变对光通量影响
大
大
较大
较大
大
较大
较大
环境温度改变对光通量影响
小
小
大
较小
较小
较小
小
耐震性能
较差
差
很好
好
很好
好
好
需增装附件
无
无
镇流器 起辉器
镇流器
镇流器
镇流器 触发器
镇流器 触发器
适用场所
广泛应用
厂前区、屋外配电装置、广场
广泛应用
广场、车站、道路、屋外配电装置等
广场、街道、交通枢纽、展览馆等
大型广场、体育场、商场等
广场、车站、大型屋外配电装置
★讲解3： 3.3照明器
★播放幻灯片：16页
★教学事件
照明器是指电光源和灯具组成设备。照明器功效有：将光源光通量进行重新分配，以达成合理利用；保护视力，预防或减轻高亮度光源产生眩光；固定和保护光源，并将灯和电源相连；美化和装饰环境，经过照明器优美造型和适宜外观颜色来满足大家审美要求。其中灯具(由灯座和灯罩组成部分)是为特定光源设计制造，在选择和使用上必需使其和光源种类和功率等配合一致、配套使用，所以在实际应用中，照明器和灯具并无严格界限。也就是说，能够把照明器了解为灯具。
3.3.1照明器特征
照明器特征有以下三个原因表征。
1.光分布
|光分布用于表示照明器周围空间光强分布特征，可依据它合理选择及部署照明器，并进行照明计算
2.照明器效率
照明器射向周围空间光通量和照明器中光源发出光通量之比，称为照明器效 率，照明器光源所发出光通量，一部分射向周围空间，一部分被照明器吸收，所以照明器效率绝大部分全部小于1。它大小用来表示灯具光学系统利用率高低，也作为评价照明器技术经济效果优劣一个指标。
3.保护角
照明器保护角应配置合适，使在保护范围内看不到光源，以避免直射眩光。 3.3.2照明器分类
照明器分类也可看成是灯具、或甚至直接看作是灯罩分类，通常可按以下多个方面来分类。
3.3.2.1.按光通量在空间分布特征分类
(1)直接型。光通量输出90%-100%向下发射，只有0-10%向上发射。所以这种类型光线集中，工作面上能够取得充足照度。
(2)半直接型。光通量输出60%-90%向下发射，只有10%-40%向上发射，光线能 集中在工作面上，空间环境也能得到合适照明，比直接型眩光小。
(3)漫射型。光通量输出40%-60%向下发射，40% -60%向上发射，这种型式在空间各个方向光强基础一致，可达成无眩光。
(4)半间接型。光通量输出10%-40%向下发射，60%-90%向上发射，增加了反射光作用，使光线作用比较均匀柔和。
（5）间接型。光通量输出90%-100%向下发射，0%-10%向上发射，扩散性好，光线柔和均匀，避免了眩光，但光利用率低。
3.3.2.2 按结构特点分类
(1)开启型。光源和外界空间直接接触。
(2)闭合型(保护型)。透光罩将光掘包合起来，但内外空气仍能自由流通。
(3)封闭型(防水型)。玻璃灯罩和灯外壳结合处加有填料，使灯泡和外界隔开。
(4)密封型。透光罩固定处加以严密封闭，和外界隔绝相当可靠。内外空气不能流通。
(5)防爆型。能安全使用在有爆炸危险性介质场所。防爆型还能够分为隔爆型和安全型。
3.3.23.按在建筑物上安装方法分类
(1)吸顶式。将照明器直接安装在顶棚上。
(2)嵌入顶棚式。将照明器嵌装在顶棚内，人眼看不到照明器。
(3)悬挂式。将照明器从顶棚上悬挂下来。
(4)墙内嵌入式。将照明器嵌入到墙内使用。
(5)墙壁灯。用托架直接将照明器装在墙上。
除上述多个外，还有作为装饰用枝形花吊灯；作辅助性照明用可移动式照明器、天棚照明器等。
照明器还可按灯罩所用材料分类，可分为金属灯罩、玻璃灯罩、塑料灯罩等几类。
★讲解4：3.4 照明供电
★播放幻灯片：17页
★教学事件：
3.4.1照明分类
电气照明种类繁多，世界各国归类方法、名词术语不尽相同。不一样种类照明供电方法、电源切换时间、连续工作时间及照度差异很大。
3.4.1.1.根据照明方法分类
(1)通常照明。使整个场所或场所某一部分照度基础均匀一个照明。
(2)分区通常照明。在房间内不一样被照面上，产生不一样照度照明方法。当某一工作区需要照度高于通常照明照度时，多采取分区通常照明方法照明。
(3)局部照明。为了提升某一工作地点照度，直接在工作地点周围装设照明设施照 明方法。如钳工台照明、机床照明等等。
(4)混合照明。亦称综合照明，由通常照明和局部照明共同组成一个照明方法。 3.4.1.2.根据照明作用分类
(1)正常照明。满足正常照明所需要照明。它是电气照明基础种类。
(2)应急照明。正常照明因故障熄灭后，供人员疏散、保障安全或继续工作照明设施。应急照明按功效又分三种，即疏散照明、安全照明和备用照明。
(3)值班照明。照明场所在无人工作时，保留一部分照明。值班照明可利用正常照明中能单独控制一部分，或事故照明一部分或甚至全部。
(4)警卫照明。为警戒需要而在厂区、仓库区、或其它警E范围所需警卫照明装置。
(5)障碍照明。为确保夜行安全而设置照明。如高层建筑物上装置照明灯光，以避免飞机碰撞、航道两侧障碍指示设施等等。
3.4.2照明供电
3.4.2.1.供电电压
照明供电电压在正常环境中，通常采取交流220V或380V。在相对湿度常常在90%以上，环境温度常常在40℃以上、导电地面或有导电性尘埃场所，而灯安装高度在2.4m 以下或移动式照明器，则供电电压不得超出36V。在条件更差工作场所，手提灯供电电压不得超出12V。
由蓄电池供电时，依据容量大小、电源条件、具体使用要求等原因，可分别采
用220、36、24、12V等电压等级。
3.4.2.2.电源选择
(1)正常照明电源:通常可和动力适用，由380V/220V电力变压器供电；当车间变压器低压侧采取放射式配电系统时，照明供电应接在低压配电屏上照明专线上；一些辅助生产厂房或远离变压器建筑，可采取动力和照明适用供电线路；当生产厂房电力采取 “变压器—干线”式供电，而对外又系低压联络时，则照明电源、应接在变压器低压侧总开关之前；如对外有联络线时，则照明宜接在变压器低压侧总开关以后，并宜采取单独照明干线。
(2)应急照明电源:应有独立供电电源。独立电源供电方法可采取:①当工厂有两个电源时，应急照明和正常照明应分别接在由不一样电源供电线路上；②自备发电机组或蓄电池组；③当只需装置单个或少许应急照明时，可采取成套应急照明灯；④在特殊关键场所，在正常照明故障时，应急照明电源要能够自动投入。
(3)局部照明电源:机床和固定工作台局部照明可接到动力线路；移动式局部照明应接自正常照明线路。
(4)室外照明电源:①道路照明可采取单相(小负荷时)或三相四线(大负荷时)供电，但应注意三相平衡；②室外距离较远时，可由多个变压器分区供电；③各独立工作(间歇工作或临时工作)地段或场所室外照明，因为用途和使用时间不一样，应采取就地单独控制方法。
3.4.2.3.电压质量
(1)电压偏移。电压偏移对照明器工作不利。电压高于额定值，电光源寿命缩短；电压低于额定值，光源发出光通量降低，影响视觉。所以电压升高应不超出额定电压 105%，而电压降低通常应不低于额定电压90%。对视觉要求较高场所，则不应低于额定电压97.5%。
(2)电压质量改善。
1)照明负荷和冲击性电力负荷不要适用一台变压器供电。
2)在技术经济上合理时，照明应由专用变压器供电。
3)采取有载调压变压器调压。
3.4.2.4.照明线路保护
各类照明线路均应有短路保护，对下列两类线路还应有过负荷保护:①在燃烧体或有燃烧体建筑物结构上，采取有延燃性外被层绝缘导线明敷线路；②关键仓库、住宅、公共建筑和商店、企业办公楼、有发生火灾和爆炸危险房间、场所线路。对于室外照明供电线则不要求过负荷保护。
所采取保护装置通常为:熔断器；带脱扣自动开关；带复式脱扣器自动开关等。
★讲解5：3.5电气照明节电技术
★播放幻灯片：18页
★教学事件：
伴随社会发展，国民经济各部门用电量全部在不停增加，照明用电也在不停增加，在中国生产和大家生活中照明用电量通常约占总用电量7% - 8%，但也有部分地域竟高达15%以上，可见照明消耗电能也是很大，所以节省照明用电也是很关键一个方面。
节省照明用电是以不降低照明质量为前提。照明节电方法关键有:选择高效
电光源、灯具及附件；合理地进行照明设计；合理地控制照明时间；充足利用自然光；加强对照明装置管理、维护等。
一、选择高效电光源和灯具
在确保照明质量前提下，降低照明用电量根本方法就在于提升照明设备
效率，即 提升光源和灯具效率。
(1) 合理选择高效电光源。近几十年来，电光源技术发展很快，产品种类繁多，
功率最 大电光源为200kW，功率最小灯泡仅有O.1W。选择电光源时，除满足照明场所对光源显色性要求和有一定寿命外，从节能见解上说，关键是选择发光效率高电光源。
从以上介绍可知，发光效率最高是低压钠灯，可达成200lm/W；其次是高压钠
灯，可达成125lm/W；白炽灯只有15lm/W左右，发光效率最低。依据工作场所对照明要求，选择显色性好、寿命长、光效高电光源，能够取得显著节能和经济效益。居民家庭采取三基式荧光灯替换白炽灯是现在世界各国推广节电方法。
(2)合理选择高效灯具。由上述介绍可知灯具作用是固定电光源，把光源发出
光能分配到需要方向，预防光源引发眩光，保持光源不受外力和外界环境产生影响。灯具还含有装饰作用。灯具选择对照明装置影响很大，如选择不妥，就可能使装置费用提升，电能消耗增加，甚至影响到安全生产，要合理选择灯具,必需综合考虑以下各项。
1)所选灯具类型必需和光源类型、功率相配套。
2)依据环境条件选择适宜灯具，以确保安全运行和有较高照明效率。
3)依据光强分布要求选择灯具，以达成合理利用光通量和降低电能消耗目标。
4)从经济性方面考虑来选择灯具。这关键考虑其首次投资和年运行维护费用。
比如效率高灯具投资虽较高，但所需光源功率却能够较小，从而减小了电能消费。
二、合理地进行照明设计
照明设计包含照明方法选择、照度选定、照明器选择等项内容。不一样工作场所对电气照明有不一样要求，为了满足照明需要，就有不一样照明方法。选择照明方法时应注意:对照明方向和光照质量无严格要求场所，宜选择通常照明，这么能够用大功率高效光源，以降低照明器数量，节省投资资；对需要高照度有照射方向要求场所，宜采取局部照明；对照度、光照质量、照射方向有不一样要求场所，宜采取混合照明。混合照明中通常照明和局部照明照度比最大不能超出1: 10。
适合工作视觉要求照度，是保护视力、提升劳动生产率和产品质量关键条
件。世界各国对工作场所和工作面上最低照度值全部有要求，在确定照度时，可按工作场所和照明对象不一样，从要求中选择。
三、合理地控制照明时间
照明时间应依据需要掌握，随用随开，这是节电一项有效方法。所以，对每
一个照明设备应配置一个开关，同时再配以自动控制装置，这么就可按实际需要来控制照明时间、开灯数量，以消亡长明灯。如路灯可采取光电照明控制，楼道和走廊可采取光控、声控或延时 自停开关等。
四、充足利用自然光
充足利用太阳光是实现照明节电关键部分。在设计建筑物采光时，选择效率
高、性能好采光方法，是充足利用自然光基础。在室内装饰时，采取反射系数高装饰材料，方便有效利用自然光。另外，利用夏季光照时间长特点，实施夏时制也是节省照明用电一项有效方法。
五、加强对照明装置管理、维护和改造
照明节电光靠合理设计是远远不够，比如光源发光效率伴随光源老化
而逐步衰减；灯具会因积尘、污染使光通量降低；隶属设备使用日久而老化等原因，使照明质量下降，同时造成了电耗增加。为此必需加强管理维护，井对陈旧设计和装置加以改造。
(1)依据具体场所制订照明器清扫周期。
(2)对发光效率已劣化电光源进行立即更换。
(3)采取高光效节能型光源(如节能型自炽灯、节能型荧光灯)替换发光效率低
旧光源。
(4)更换功率因数低、损耗大传统整流器。对功率因数低电光源，如气体放
电光源，采取电容器进行无功赔偿。
(5)降低配电线损耗。一是增大过负荷导线截面积；二是改变配电线方法。
(6)对陈旧设计要重新估量照明水平，照明方法。改善自然采光和照明器类型及
数目，使陈旧设计趋向合理化。
★讲解6：学员共享、学员总结
★播放幻灯片：19页
★教学事件：
组织学员讨论，并进行自我评价。
★评定：
总结性评价：1．掌握电气照明基础概念
2．了解照明