电气照明概说
出处：按学科分类—政治、法律 中国商业出版社《最新单位消防工作实务全书第三卷》第1314页（7500字）
电气照明在现代社会中，已经成为不可缺少的物质条件之一，它广泛的应用于现代生产和生活中，其作用愈来愈显着。在发电厂、变电所及其它各个部门中，照明显得更为重要，任何时候都不得中断。随着生产、科学、技术的发展，随着生产自动化和人们生活水平的现代化，对照明的可靠性要求愈来愈高。电气照明是一种干净、廉价、优质且便于控制的光源，它是利用电能发光的一种光源。在电能转换成光能的过程中，要产生大量的热，而且具有较高的温度，异常情况下，温度更高，甚至导致火灾事故的发生。电气照明火灾事故的发生，直接影响到工农业生产，影响到人们的正常生活。照明火灾在发电厂和变电所后果更严重，因此对电气照明的火灾事故应高度重视，并采取措施，防止火灾事故的发生。
(一)电气照明的种类
电气照明光源是光源的一种。光源是指能够发出一定波长范围的电磁波，包括可见光(波长0．77～0．39μm)与不可见光(如红外光，波长为0．77～1000μm，紫外光，波长为0．39～0．04μm)的物体，一般指能够发可见光的发光体。光源按其发光原理可分为：热辐射光源，如太阳、白炽灯等；气体放电光源，如碳精灯、水银灯、荧光灯等；激光器是一种新型光源。激光器本身又可分为固体激光器、气体激光器、半导体激光器和液体激光器等；另外还有场致发光屏幕等新型光源。激光是受激辐射而得到加强的光，其特点有4个：1．亮度极高，如一台红宝石巨脉冲激光器的发光亮度，比高压脉冲氙灯的亮度高37亿倍，比太阳表面亮度高十几亿倍(约1010倍)。2．方向强，几乎为平行光束。3．高度单色性，氦氖激光器发出的激光谱线宽度小于一千万分之一埃。4．激光具有很好的相干性。此外，还有场致发光屏等新型光源。上述可见光源常用于照明和显示信号。不可见光源主要用于医疗、通信、夜间照相等特殊用途。激光光源由于具有上述特性，其光束广泛地应用加工(打孔、焊接、切割)高熔点的材料(将强大的激光束聚焦到照射物体上，在不到1／1000s的时间内可产生几千万度的高温)，也用于医疗、精密计量、测距、全息检测、农作物育种、同位素分离、催化、信息处理、引发核聚变、科学研究等各个方面。一般光源的分类如表4－5－2。
表4－5－2 光源分类表
1．电气照明按发光原理分类
电气照明按照发光原理可分为热辐射光源、气体放电光源和固体发光光源(场致发光)三大类，其中热辐射光源和气体放电光源为照明电光源，固体发光光源主要用于信号标志和图形显示技术。详见表4－5－3电气照明分类表。
表4－5－3 电气照明分类表
2．按照使用性质分类
电气照明按照使用的性质，一般可分为工作照明、事故照明、障碍标志信号照明和警卫照明等。
工作照明是供室内外工作场所作为正常工作使用的照明。
事故照明是当工厂、车间和重要场所发生电源中断，工作照明失去时，会由于正常工艺程序的中断和误操作而引起爆炸、火灾、人身伤亡或生产秩序长期混乱等严重事故的场所，供事故情况下继续工作的照明。在工作照明中断以后易发生工伤事故的生产车间或露天工作场地，人员密集的公共建筑物(影剧院、会场等)及楼梯、通道、无天然采光的大型生产厂房等均应设事故照明。事故照明一般采用白炽灯。在有触电危险的场所，应采用36V的低电压照明。如电力系统的主控制室、继电保护室、高低压配电装置室、锅炉控制室、汽机控制室等处，国调中心、网调、中调、地调的调度室、枢纽变控制室、机场指挥中心、防空指挥中心、医院手术室等，必须装设事故照明。事故照明装设位置应根据设计规范和实际工作需要决定。
障碍标志信号照明按照所在地区航空和交通部门的规定执行。发电厂烟囱、水塔应装设障碍标志信号照明，由光电管自动控制。
发电厂和变电所的警卫照明，应根据需要与当地公安(保卫)部门协商确定。
3．按照照明方式分类，有一般照明、分区一般照明、局部照明和混合照明等
4．按照照明电压等级分类(对白炽灯而言)
(1)普通白炽灯泡：电压为220V，功率为15、25、40、60、100、200、500、1000W等规格。
(2)低压灯泡：用于安全行灯，其额定电压有12V、24V、36V，功率为10、15、20、25、30、40、50、60、100W等规格。在有触电危险的场所如锅炉本体各层步道平台上，应装设12V固定插座，在除氧器或汽包内工作必须采用12V行灯。
(3)经济灯泡：电压为6～8V，与经济灯头配用或配用一个电铃变压器，用于灯光不需很亮之处，以节约用电。
(4)开关指示灯泡：用于开关板上作指示信号，如发电机、变压器、线路、机、炉控制台及其各种控制台屏上的指示灯。
5．按照照明功能和照明方法的特点将照明分为室内照明、室外照明、道路交通照明以及其他非视觉照明。
(1)室内照明有工作照明、陈列照明、休息娱乐照明、医院照明、室内活动照明和交通区照明。
(2)室外照明有工作场地照明、运动场地照明和城市夜景照明等。
(3)道路交通照明有道路照明和交通信号灯。
(4)非视觉照明有多种用途，如工业上红外辐射进行烘干、紫外灯检漏和使油墨固化等；农业上驱赶害虫，加速温室植物生长等；医疗方面用紫外线灯杀菌，红外辐射和紫外辐射做保健照射和治疗等；在摄影、复印、电影等实用技术方面的应用。
6．长用照明灯有白炽灯、日光灯、卤钨灯、氙灯、荧光灯、高压汞灯、金属卤化物灯、钠灯和特种电光源灯(闪光灯、黑光灯、霓虹灯、电致发光灯)
(1)白炽灯。白炽灯应用最广，其电气线路可根据控制要求进行设计，图4－5－9列举了两种白炽灯的典型电路图。
图4－5－9 白炽灯典型电路图
(a)一只单连开关控制两盏灯或多盏灯；(b)两只双连开关在两个地方控制一盏灯
安装白炽灯注意事项：
①光源的位置、高度应适当，既要保证安全，又要使光照均匀明亮；
②灯罩型式应根据需要和条件合理选择；
③正确计算使用场所需要的照度，以满足工作需要；
④安装应做到安全、经济、合理、美观并利于维修。
(2)日光灯。日光灯由灯管、镇流器、启动器等三个主要部分组成。安装日光灯必须使镇流器与电源电压、灯管功率相配合。镇流器是发热体，安装位置应考虑散热和机械承重。启动器应根据灯管功率来选用。应采取防灯管脱落措施，灯架与顶棚应保持一定距离，以利通风和散热。
日光灯接线见图4－5－10所示。
图4－5－10 日光灯接线图(单管)
(3)管形氙灯。管形氙灯的两端以钍钨棒为放电极，石英玻璃管为放电管，采用气泡式钼片封接方法，充入一定量的氙气制成。氙灯属于高气压自持弧光放电灯，在启动时，钍钨电极的温度为周围大气温度，没有发射电子，灯管内氙气也没有电离。因此，需用专门的启动装置——“触发器”进行引燃。“触发器”启动后，在脉冲变压器的二次绕组感应出高频的高电压，使灯管气体击穿导通电弧，便可开始正常工作。接线图及触发器工作原理见图4－5－11。
图4－5－11 管形氙灯接线与触发器原理图
(a)管形氙灯接线图；(b)触发器工作原理图
SB－启动按钮；JC－接触器；T1－电源变压器；T2－自耦变压器；T3－脉冲变压器；L1、L2－高频扼流圈；C1、C2－电容器；C3、C4－电容器；Φ1、Φ2－电容器；Φ3、Φ4－电源端子；G－放电间隙
在使用中触发器与灯管功率、电源电压必须相匹配，触发器的输出电压很高，使用中应注意安全。其引线电缆不得与任何金属及绝缘性能差的物体相接触，应保持40mm的绝缘距离，防止高压对地击穿。灯管固定应小心，防止玻璃管碎裂，灯管表面应用四氯化碳清擦，保持表面干净。灯管的悬挂高度视功率而定，10kW的不宜低于20m；20kW的不宜低于25m。触发器控制端，其最大电流瞬间可达60A，按钮容量应足够大，也可用刀闸控制(合闸时间应严格控制)。触发器接线应正确，Φ1、Φ2接灯管二端，Φ3、Φ4接220V电源，Φ4接相线，Φ3接中线。氙灯功率很大，应考虑防雨，防止灯管损毁，防止引燃可燃物质。
氙灯多用于广场、港口、码头、机场、大型建筑工地以及模拟日光的大型温室等大面积高亮度的照明场合。
(4)高压水银灯。具有光效高，寿命长，用电省，耐震性能好等优点，可应用于广场、街道、车站、码头等场所。电路接线见图4－5－12所示。
图4－5－12 高压水银灯接线图
L－镇流器
(5)紫外线杀菌灯。紫外线杀菌灯的电路接线如图4－5－13所示。
图4－5－13 紫外杀菌灯接线图
T－漏磁变压器
紫外线杀菌灯是低压水银蒸气放电灯，主要辐射2537Ǻ紫外线，适用于制药工业、食品制造业作杀菌、光化学反应及食物储藏室灭菌消毒用。使用时必须与专门配套的漏磁变压器一起使用。灯管工作时具有大量的紫外线辐射，应注意安全，防止伤害人体。装卸灯管避免用手直接接触灯管表面，防止沾污而影响杀菌能力，灯管表面应保持干净。
(6)反射型高压水银荧光灯。反射型高压水银荧光灯泡，内壁具有反射镀层，使用时无需加反射装置，光线集中而均匀。使用时灯泡必须与镇流器L配套使用。电压应稳定，压降应不超过5%，否则有可能中途熄灭。主要应用于广场、车站、工厂、码头、运动场所等。
反射型高压水银荧光灯电路接线见图4－5－14所示。
图4－5－14 反射型高压水银荧光灯接线图
L－镇流器
(7)反射型黑光高压水银灯。反射型黑光高压水银灯具
有强烈的紫外线辐射，玻璃壳内壁有反射层，光线集中，体积小，不加滤色片。电路接线见图4－5－15所示。
图4－5－15 反射型黑光高压水银灯接线图
L－镇流器
使用时灯泡必须与镇流器配套使用。灯泡的黑玻璃热稳定性和机械稳定性较差，切勿与硬的物体撞击。在使用前后不允许有导热性好的金属或其他物品与灯泡玻璃接触。熄灭以后灯泡不能采用任何方式的强迫冷却。
反射型黑光高压水银灯可用于荧光探伤和荧光分析，在工农业生产、医疗等方面都有广泛的应用。
(8)照明用碘钨灯。该灯体积小，只有同功率的普通灯泡体积的1／100。使用时间长，是普通灯泡的一倍半。光色好，光效高，使用方便。电路接线图与普通灯泡一样。
(9)自镇流高压水银灯。自镇流高压水银灯是由水银放电管、白炽钨丝和荧光层组成的一种复合灯泡。使用时，将灯泡旋入灯座内即可。电路中不需加镇流器，安装简单、方便。适用于广场、车间、工地、街道等场所。
(10)普通反射型灯泡。普通反射型灯泡玻璃内壁有镜状反射层，形成抛物线状反光面。可作高层建筑物照明，也可用于需要光线集中照射的地方。
(11)红外线灯泡。红外线灯泡的玻璃内壳有反射涂层，能将辐射出的红外线集中到一个方向照射，受热均匀。广泛用于烘干、医疗、家畜饲养及灯光孵化等用。
(12)高压钠灯。高压钠灯是一种高压钠蒸气放电灯泡，发光体是电弧管，管内充有一定量的氙气、钠和汞。钠灯在额定电压下启动，还要在灯泡两端加上脉冲电压，因此电路除串有镇流器外，通常在灯泡两端并联一只电子触发器。灯泡启动后，灯内氙气产生电离，随着放电管温度的升高，钠和汞蒸气参与放电，同时光输出，并逐步增加，经5～10min后，光输出达最大值。高压钠灯的工作电路如图4－5－16。
图4－5－16 高压钠灯电路图
1－镇流器；2－触发器；3－灯泡
该灯具有发光效率高、耗电省、透雾能力强、寿命长等优点。广泛用于道路、驿站、机场、码头、工矿企业的照明，是一种高效节能新光源。由于它起动稳定时间约需4～8min，熄灭后再起动约需10～15min，故不宜用在频繁开闭照明的场所，也不能作事故照明灯用。
(二)照明灯具的结构及选用原则
1．照明灯具的结构
照明灯具由灯座、灯泡(灯管)、镇流器、变压器、开关、挂线盒、插座等部分组成。
照明灯具的结构，对火灾危险性影响很大，按其结构、特点分为以下四种：
(1)开启型灯具：其灯泡和灯头直接与外界空间接触，只能用于干燥、无腐蚀性气体和无爆炸危险性气体的场所。
(2)封闭型灯具：其玻璃罩与灯具的外壳之间有衬垫密封，与外界分隔，但内外空气仍有有限的流通。
(3)防水、防尘型(隔尘型、密封型)灯具：其玻璃罩外缘与灯具外壳间的衬垫用螺栓压紧密封，使内外空气隔绝。
(4)防爆型灯具：玻璃罩本身及其固定处的灯具外壳，均能承受规定的压力，能安全使用在有爆炸介质的场所，基本型式有隔爆型和防爆安全型两种。①防爆安全型(A)：在正常运行时，不产生火花、电弧和危险温度；或者将正常运行时能产生火花、电弧的部件，装在灯具内单独的隔爆小室内。②防爆隔爆型(B)：在灯具内部发生爆炸时，灯具铝盖及玻璃罩能够承受灯具内爆炸压力，火焰通过一定间隙的防爆面，不致引爆灯具外部的爆炸介质。
2．选择灯具的一般原则
照明灯具应根据环境条件、用途和光强分布等具体要求进行选择。在火灾爆炸危险环境应根据危险分区、照明灯具的种类和防爆结构的要求，选择相应的照明灯具。
(1)有腐蚀性气体及特殊潮湿的场所，应采用密封型灯具，灯具的各种部件还应进行防腐处理或采用耐酸型照明灯具。如化学的酸泵间、碱泵间、水泵房、淋浴室等应采用该型灯具。
(2)潮湿的厂房内和户外宜采用密封防水、防尘型灯具，亦可采用有防水灯座的开启型灯具。
(3)灼热多尘场所(如出钢、出铁、轧钢、锻工车间等场所)，宜采用投光灯。一般尘埃场所，宜采用防尘型灯具。
(4)可能直接受外来机械损伤的场所，应采用有保护网罩的灯具。如锅炉本体和汽轮机本体各层照明。
(5)震动场所(如有锻锤、空压机、桥式起重机)使用的灯具应有防震措施，如采用吊链等软性连接灯具或采用防震型照明灯具。
(6)在正常环境中宜选用开启式照明灯具。
(7)对于火灾和爆炸危险环境照明灯具的选择对移动式和携带式灯具的要求比对固定式灯具的要求高，因为其移动性大，使用位置可以任意变化，有时被放置到非常容易达到爆炸浓度的区域使用。携带式还往往被移至设备内部使用，所以要求更加严格。因此，移动式和携带式灯具选用上安全等级要求更高。