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文檔簡介

1、第第10章章 工廠電氣照明工廠電氣照明 10.1 電氣照明概述電氣照明概述 10.2 常用照明光源和燈具常用照明光源和燈具 10.3 照度計算照度計算 10.4 照明供電系統(tǒng)照明供電系統(tǒng)小結(jié)小結(jié)10.1 電氣照明概述電氣照明概述工廠電氣照明分為自然照明(天然采光)和人工照明兩大類,而電氣照明是工廠電氣照明分為自然照明(天然采光)和人工照明兩大類,而電氣照明是人工照明中應(yīng)用范圍最廣的一種照明方式。人工照明中應(yīng)用范圍最廣的一種照明方式。10.1.1 10.1.1 照明技術(shù)的有關(guān)概念照明技術(shù)的有關(guān)概念 1.1.光、光譜和光通量光、光譜和光通量 (1 1)光)光 (2 2)光譜)光譜 (3 3)光通量

2、(光通)光通量(光通) 2. 2.光強及其分布特性光強及其分布特性 光強光強 光強是即發(fā)光強度,是表示向空間某一方向輻射的光通密度。用符光強是即發(fā)光強度,是表示向空間某一方向輻射的光通密度。用符號號i i表示,單位為坎德拉(表示,單位為坎德拉(cdcd)。)。 對于向各個方向均勻輻射光通量的光源,其各個方向的光強相等,對于向各個方向均勻輻射光通量的光源,其各個方向的光強相等,計算公式為計算公式為 i(10-110-1)10.1.1 照明技術(shù)的有關(guān)概念照明技術(shù)的有關(guān)概念式中,式中,為光源發(fā)光范圍的立體角,單為光源發(fā)光范圍的立體角,單位為球面度位為球面度(sr)(sr),且,且a ar2 r2 ,

3、其中,其中r r為球的半徑,為球的半徑,a a為與為與相對應(yīng)的球面積;相對應(yīng)的球面積;為光源在立體角內(nèi)所輻射的總光通量。為光源在立體角內(nèi)所輻射的總光通量。(2 2)光強分布曲線)光強分布曲線 光強分布曲線也叫配光曲線,它是在光強分布曲線也叫配光曲線,它是在通過光源對稱軸的一個平面上繪出的燈具通過光源對稱軸的一個平面上繪出的燈具光強與對稱軸之間角度光強與對稱軸之間角度的函數(shù)曲線。的函數(shù)曲線。 配光曲線是用來進行電氣計算的一種配光曲線是用來進行電氣計算的一種基本技術(shù)資料。對于一般燈具來說,配光基本技術(shù)資料。對于一般燈具來說,配光曲線是繪在極坐標上的,如圖曲線是繪在極坐標上的,如圖10-110-1所

4、示。所示。 對于聚光很強的投光燈,其光強分布對于聚光很強的投光燈,其光強分布在一個很小的角度內(nèi),其配光曲線一般在一個很小的角度內(nèi),其配光曲線一般繪在直角坐標上,如圖繪在直角坐標上,如圖10-2所示。所示。圖10-1 繪在極坐標上的配光曲線(d-1型配照燈)圖10-2 10-2 繪在直角坐標上的配光曲線(投光燈)(2)亮度)亮度 發(fā)光體(受照物體對人眼可看作是間接發(fā)光體(受照物體對人眼可看作是間接發(fā)光體)在視線方向單位投影面上的發(fā)光強發(fā)光體)在視線方向單位投影面上的發(fā)光強度稱為亮度,用符號度稱為亮度,用符號l表示,單位為表示,單位為cd/m2。如圖如圖10-3所示,該發(fā)光體表面法線方向的光所示,

5、該發(fā)光體表面法線方向的光強為強為i,而人眼視線與發(fā)光體表面法線成,而人眼視線與發(fā)光體表面法線成角,角,因此視線方向的光強因此視線方向的光強icos,而視線方向,而視線方向的投影面的投影面aacos,由此可得發(fā)光體在視,由此可得發(fā)光體在視線方向的亮度為線方向的亮度為 3照度和亮度照度和亮度(1)照度)照度 受照物體表面的光通密度稱為照度,用符號受照物體表面的光通密度稱為照度,用符號e表示,單位為勒克司表示,單位為勒克司(lx)。)。當(dāng)光通量當(dāng)光通量均勻地照射到某物體表面上(面積為均勻地照射到某物體表面上(面積為a)時,該平面上的照度)時,該平面上的照度值為值為 ea (10-2) 10.1.1

6、照明技術(shù)的有關(guān)概念照明技術(shù)的有關(guān)概念圖10-3 10-3 亮度概念說明 laicosacosi /a (10-3)可見,發(fā)光體的亮度值實際上與視線方向無關(guān)??梢?,發(fā)光體的亮度值實際上與視線方向無關(guān)。4 4物體的光照性能和光源的顯色性物體的光照性能和光源的顯色性能能(1 1)物體的光照性能)物體的光照性能當(dāng)光通量當(dāng)光通量投射到物體上時,一部投射到物體上時,一部分光通從物體反射回去,一部分光分光通從物體反射回去,一部分光通被物體吸收,而余下一部分光通通被物體吸收,而余下一部分光通則透過物體,如圖則透過物體,如圖10-410-4所示。所示。10.1.1 照明技術(shù)的有關(guān)概念照明技術(shù)的有關(guān)概念為了表征物

7、體的光照性能,引入了為了表征物體的光照性能,引入了以下三個參數(shù):以下三個參數(shù): 反射比反射比是指反射光的光通量是指反射光的光通量 與總投射光與總投射光通量通量之比,即之比,即 / (10-4)圖10-4 10-4 光通量投射到物體上的情況 吸收比吸收比 是吸收光的光通量是吸收光的光通量與總投射光的光通量與總投射光的光通量之比,即之比,即 / (10-5) 透射比透射比 是透射光的光通量是透射光的光通量與總透射光的光通量與總透射光的光通量之比,即之比,即 / (10-6)這三個參數(shù)存在如下關(guān)系:這三個參數(shù)存在如下關(guān)系: +1 (10-7)一般特別重視反射比這個參數(shù),因為它與照明設(shè)計直接相關(guān)。一般

8、特別重視反射比這個參數(shù),因為它與照明設(shè)計直接相關(guān)。(2 2)光源的顯色性能)光源的顯色性能同一顏色的物體在具有不同光譜的光源照射下,能顯出不同的顏同一顏色的物體在具有不同光譜的光源照射下,能顯出不同的顏色。光源對被照物體顏色顯現(xiàn)的性質(zhì),叫做光源的顯色性。色。光源對被照物體顏色顯現(xiàn)的性質(zhì),叫做光源的顯色性。10.1.1 照明技術(shù)的有關(guān)概念照明技術(shù)的有關(guān)概念 為表征光源的顯色性能,特引入光源的顯色指數(shù)這一參數(shù)。光源為表征光源的顯色性能,特引入光源的顯色指數(shù)這一參數(shù)。光源的顯色指數(shù)的顯色指數(shù)r是指在待測光源照射下物體的顏色與日光照射下該物體是指在待測光源照射下物體的顏色與日光照射下該物體的顏色相符合

9、的程度,而將日光與其相當(dāng)?shù)膮⒄展庠达@色指數(shù)定為的顏色相符合的程度,而將日光與其相當(dāng)?shù)膮⒄展庠达@色指數(shù)定為100。因此物體顏色失真越小,則光源的顯色指數(shù)越高,也就是光源的顯色因此物體顏色失真越小,則光源的顯色指數(shù)越高,也就是光源的顯色性能越好。性能越好。 白熾燈的一般顯色指數(shù)為白熾燈的一般顯色指數(shù)為9799,熒光燈的為,熒光燈的為7990,顯然熒光燈,顯然熒光燈的顯色性要差一些。的顯色性要差一些。 10.1.2 照明方式和種類照明方式和種類1 1照明方式照明方式在工廠企業(yè)或變電所中,照明方式可分為一般照明、局部照明和混合照明。在工廠企業(yè)或變電所中,照明方式可分為一般照明、局部照明和混合照明。(1

10、 1)一般照明)一般照明 供照度要求基本上均勻的場所的照明。供照度要求基本上均勻的場所的照明。(2 2)局部照明)局部照明 僅供工作地點(固定式或便攜式)使用的照明。僅供工作地點(固定式或便攜式)使用的照明。(3 3)混合照明)混合照明 一般照明和局部照明組成的照明。一般照明和局部照明組成的照明。10.1.1 照明技術(shù)的有關(guān)概念照明技術(shù)的有關(guān)概念2照明的種類照明的種類照明按其用途可分為工作照明、事故照明、值班照明、警衛(wèi)照明和障照明按其用途可分為工作照明、事故照明、值班照明、警衛(wèi)照明和障礙照明等。礙照明等。(1)工作照明)工作照明 正常工作時的室內(nèi)外照明。正常工作時的室內(nèi)外照明。(2)事故照明)

11、事故照明 正常照明熄滅后供工作人員暫時繼續(xù)作業(yè)和疏散人員正常照明熄滅后供工作人員暫時繼續(xù)作業(yè)和疏散人員使用的照明。使用的照明。(3)值班照明)值班照明 非生產(chǎn)時間內(nèi)供值班人員使用的照明非生產(chǎn)時間內(nèi)供值班人員使用的照明(4)警衛(wèi)照明)警衛(wèi)照明 警衛(wèi)地區(qū)周界的照明警衛(wèi)地區(qū)周界的照明(5)障礙照明)障礙照明 在高層建筑上或基建施工、開挖路段時,作為障礙標在高層建筑上或基建施工、開挖路段時,作為障礙標志用的照明。志用的照明。 10.1.2 照明方式和種類照明方式和種類10.2 常用照明光源和燈具常用照明光源和燈具 照明光源和燈具是照明器的兩個主要部件,照明光源提供發(fā)光源,燈具照明光源和燈具是照明器的兩

12、個主要部件,照明光源提供發(fā)光源,燈具起固定光源的作用。起固定光源的作用。 10.2.1 照明光源照明光源在照明工程中使用的各種光源可以根據(jù)其工作原理、構(gòu)造等特點加以分類。在照明工程中使用的各種光源可以根據(jù)其工作原理、構(gòu)造等特點加以分類。根據(jù)光源的工作原理主要分有兩大類:一類是熱輻射光源,如白熾燈、鹵根據(jù)光源的工作原理主要分有兩大類:一類是熱輻射光源,如白熾燈、鹵鎢燈等;另一類是氣體放電光源,如氙燈、鈉燈等。氣體放電光源按放電鎢燈等;另一類是氣體放電光源,如氙燈、鈉燈等。氣體放電光源按放電形式又可分為輝光放電(如霓虹燈)和弧光放電(如熒光燈、鈉燈)。形式又可分為輝光放電(如霓虹燈)和弧光放電(如

13、熒光燈、鈉燈)。 1熱輻射光源熱輻射光源利用物體加熱時輻射發(fā)光的原理所制成的光源稱為熱輻射光源。目前常利用物體加熱時輻射發(fā)光的原理所制成的光源稱為熱輻射光源。目前常用的熱輻射光有:用的熱輻射光有:(1)白熾燈)白熾燈結(jié)構(gòu)如圖結(jié)構(gòu)如圖10-5。其發(fā)光原理為燈絲通過電流加熱到白熾狀態(tài)從而引起熱。其發(fā)光原理為燈絲通過電流加熱到白熾狀態(tài)從而引起熱輻射發(fā)光。輻射發(fā)光。10.2.1 照明光源照明光源 (2)鹵鎢燈)鹵鎢燈 結(jié)構(gòu)如圖結(jié)構(gòu)如圖10-6。鹵鎢燈是在燈泡中充。鹵鎢燈是在燈泡中充入微量的鹵化物,利用鹵鎢循環(huán)的作用,入微量的鹵化物,利用鹵鎢循環(huán)的作用,使燈絲蒸發(fā)的一部分鎢重新附著在燈絲上,使燈絲蒸發(fā)的

14、一部分鎢重新附著在燈絲上,以達到既提高光效又延長壽命的目的。以達到既提高光效又延長壽命的目的。圖10-510-5 白熾燈結(jié)構(gòu)圖1-玻殼 2-燈絲(鎢絲) 3-支架(鉬線)4-電極(鎳絲) 5-玻璃芯柱 6-杜美絲(銅鐵鎳合金絲) 7-引入線(銅絲) 8-抽氣管 9-燈頭 10-封端膠泥 11-錫焊接觸端 為了使燈管溫度分布均勻,防止出現(xiàn)低為了使燈管溫度分布均勻,防止出現(xiàn)低溫區(qū),以保持鹵鎢循環(huán)的正常進行,鹵鎢溫區(qū),以保持鹵鎢循環(huán)的正常進行,鹵鎢燈要求水平安裝,其偏差不大于燈要求水平安裝,其偏差不大于40。圖10-610-6 鹵鎢燈結(jié)構(gòu)圖1-燈腳 2-鉬箔 3-燈絲(鎢絲) 4-支架 5-石英玻管

15、(內(nèi)充微量鹵素) 2氣體放電光源氣體放電光源 利用氣體放電時發(fā)光的原理所做成的光源稱為氣體放電光源。目前常用利用氣體放電時發(fā)光的原理所做成的光源稱為氣體放電光源。目前常用的氣體放電光源有的氣體放電光源有5種。種。(1)熒光燈)熒光燈 熒光燈的結(jié)構(gòu)如圖熒光燈的結(jié)構(gòu)如圖10-7所示。它是利用汞蒸氣在外加電壓作用下產(chǎn)生電所示。它是利用汞蒸氣在外加電壓作用下產(chǎn)生電弧放電,發(fā)出少許可見光和大量紫外線,紫外線又激勵管內(nèi)壁涂覆的熒光粉,弧放電,發(fā)出少許可見光和大量紫外線,紫外線又激勵管內(nèi)壁涂覆的熒光粉,使之再發(fā)出大量的可見光。二者混合光色接近白色。使之再發(fā)出大量的可見光。二者混合光色接近白色。10.2.1

16、照明光源照明光源圖10-710-7 熒光燈結(jié)構(gòu)圖1-燈頭 2-燈腳 3-玻璃芯柱 4-燈絲(鎢絲,電極)5-玻管(內(nèi)壁涂熒光粉,充惰性氣體) 6-汞(少量) 熒光燈的工作線路圖如圖熒光燈的工作線路圖如圖10-8所示。由起輝器所示。由起輝器s、鎮(zhèn)流器、鎮(zhèn)流器l和電容器和電容器c等組成。當(dāng)熒光燈接上電源后,等組成。當(dāng)熒光燈接上電源后,s首先產(chǎn)生輝光放電,使首先產(chǎn)生輝光放電,使u形雙金屬片加熱形雙金屬片加熱伸開,接通燈絲回路,燈絲加熱后發(fā)射電子,并使管內(nèi)的少量汞汽化。此伸開,接通燈絲回路,燈絲加熱后發(fā)射電子,并使管內(nèi)的少量汞汽化。此時時s的輝光放電停止,雙金屬片冷卻收縮,突然斷開燈絲加熱回路,這就的

17、輝光放電停止,雙金屬片冷卻收縮,突然斷開燈絲加熱回路,這就使使l兩端感生很高的電動勢,連同電源電壓加在燈管兩端,使充滿汞蒸氣兩端感生很高的電動勢,連同電源電壓加在燈管兩端,使充滿汞蒸氣的燈管擊穿,產(chǎn)生弧光放電,點燃燈管。的燈管擊穿,產(chǎn)生弧光放電,點燃燈管。10.2.1 照明光源照明光源圖圖10-8 熒光燈的工作線路圖熒光燈的工作線路圖(2)高壓汞燈)高壓汞燈高壓汞燈的結(jié)構(gòu)圖如圖高壓汞燈的結(jié)構(gòu)圖如圖10-9所示。它是低壓熒光燈的改進產(chǎn)品,屬于所示。它是低壓熒光燈的改進產(chǎn)品,屬于高氣壓的汞蒸汽放電光源。高氣壓的汞蒸汽放電光源。 高壓汞燈的外玻殼內(nèi)壁涂有熒光粉,高壓汞燈的外玻殼內(nèi)壁涂有熒光粉,它能將

18、汞蒸汽放電時輻射的紫外線轉(zhuǎn)變它能將汞蒸汽放電時輻射的紫外線轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?,以改善光色,提高光效。為可見光,以改善光色,提高光效?圖圖10-10是一種需外接鎮(zhèn)流器的高壓是一種需外接鎮(zhèn)流器的高壓汞燈的工作線路圖。另外一種是自鎮(zhèn)流汞燈的工作線路圖。另外一種是自鎮(zhèn)流高壓汞燈,它利用鎢絲作鎮(zhèn)流器,并將高壓汞燈,它利用鎢絲作鎮(zhèn)流器,并將鎢絲裝入高壓汞燈的外玻殼內(nèi),工作時鎢絲裝入高壓汞燈的外玻殼內(nèi),工作時鎮(zhèn)流鎢絲一方面限制放電管電流,同時鎮(zhèn)流鎢絲一方面限制放電管電流,同時也發(fā)出可見光。也發(fā)出可見光。10.2.1 照明光源照明光源圖10-9 10-9 高壓汞燈結(jié)構(gòu)圖1-支架及引線 2-啟動電阻 3-啟動電源

19、4-工作電源 5-放電管 6-內(nèi)不應(yīng)光負涂層 7-外玻殼圖10-10 需外接鎮(zhèn)流器的高壓汞燈的工作線路圖 (3)高壓鈉燈)高壓鈉燈 高壓鈉燈的結(jié)構(gòu)圖如圖高壓鈉燈的結(jié)構(gòu)圖如圖10-11。它是。它是利用高壓鈉蒸汽放電工作的,光呈淡黃利用高壓鈉蒸汽放電工作的,光呈淡黃色。其工作線路圖和高壓汞燈類似。色。其工作線路圖和高壓汞燈類似。 高壓鈉燈照射范圍廣、光效高、壽高壓鈉燈照射范圍廣、光效高、壽命長(比高壓汞燈高一倍)紫外線輻射命長(比高壓汞燈高一倍)紫外線輻射少、透霧性好,但顯色性也較差,啟動少、透霧性好,但顯色性也較差,啟動時間(時間(48分鐘)和再次啟動時間分鐘)和再次啟動時間(1020分鐘)也較

20、長,對電壓波動反分鐘)也較長,對電壓波動反應(yīng)較敏感。應(yīng)較敏感。10.2.1 照明光源照明光源圖10-11 10-11 高壓鈉燈結(jié)構(gòu)圖1-主電極 2-半透明陶瓷放電管(內(nèi)充鈉、汞及氙或氖氬混合氣體) 3-外玻殼(內(nèi)壁涂熒光粉,內(nèi)外殼間充氮) 4-消氣劑 5-燈頭(4)金屬鹵化物燈)金屬鹵化物燈 金屬鹵(碘、溴、氯)化物燈是在金屬鹵(碘、溴、氯)化物燈是在高壓汞燈的基礎(chǔ)上為改善光色而發(fā)展起高壓汞燈的基礎(chǔ)上為改善光色而發(fā)展起來的新型光源,不僅光色好,而且光效來的新型光源,不僅光色好,而且光效高,受電壓影響也較小,是目前比較理高,受電壓影響也較小,是目前比較理想的光源。想的光源。 (5 5)氙燈)氙燈

21、 氙燈為惰性氣體弧光放電燈,高壓氙氣放電時能產(chǎn)生很強的白光,接近氙燈為惰性氣體弧光放電燈,高壓氙氣放電時能產(chǎn)生很強的白光,接近連續(xù)光譜,和太陽光十分相似,故有連續(xù)光譜,和太陽光十分相似,故有“人造小太陽人造小太陽”之美稱。適用于廣場、之美稱。適用于廣場、車站和大型屋外配電裝置等。車站和大型屋外配電裝置等。3各種照明光源的主要技術(shù)特性各種照明光源的主要技術(shù)特性 光源的主要技術(shù)特性有光效、壽命、色溫等等,有時這些技術(shù)特性是光源的主要技術(shù)特性有光效、壽命、色溫等等,有時這些技術(shù)特性是相互矛盾的,在實際選用時,一般先考慮光效高、壽命長,其次再考慮顯相互矛盾的,在實際選用時,一般先考慮光效高、壽命長,其

22、次再考慮顯色指數(shù)、啟動性能等次要指標。色指數(shù)、啟動性能等次要指標。 各種照明光源的主要技術(shù)特性見表各種照明光源的主要技術(shù)特性見表10-1,供對照比較。,供對照比較。4 4新型電光源新型電光源隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會進步的需要,已有的電光源性能不盡完美,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會進步的需要,已有的電光源性能不盡完美,如今世界各國都在積極地開發(fā)新材料、新技術(shù),不斷地改進各種不同特色的如今世界各國都在積極地開發(fā)新材料、新技術(shù),不斷地改進各種不同特色的電光源,進一步降低電能消耗,研制出多種新型電光源。電光源,進一步降低電能消耗,研制出多種新型電光源。10.2.1 照明光源照明光源表表10-1 常

23、用照明光源的主要技術(shù)特性比較常用照明光源的主要技術(shù)特性比較10.2.1 照明光源照明光源(1 1)新固體放電燈)新固體放電燈1 1)陶瓷燈泡)陶瓷燈泡 2 2)塑料燈泡)塑料燈泡 3 3)回饋節(jié)能燈泡)回饋節(jié)能燈泡4 4)冷光燈泡)冷光燈泡 5 5)儲能燈泡)儲能燈泡 (2)新氣體放電燈)新氣體放電燈 1)無電極放電燈泡)無電極放電燈泡 2)氬氣燈泡)氬氣燈泡 3)電子燈泡)電子燈泡 (3)半導(dǎo)體節(jié)能燈)半導(dǎo)體節(jié)能燈10.2.1 照明光源照明光源10.2.2 燈具燈具 光源與其配用的燈具(這里主要指燈罩)統(tǒng)稱為照明器。燈具的作用光源與其配用的燈具(這里主要指燈罩)統(tǒng)稱為照明器。燈具的作用是固定

24、和保護光源,以及裝飾和美化環(huán)境。是固定和保護光源,以及裝飾和美化環(huán)境。1 1工廠常用燈具的類型工廠常用燈具的類型(1 1)按燈具的配光特性分類)按燈具的配光特性分類裸露的燈泡所發(fā)出的光線是射向四周的,為了充分利用光能,加裝燈罩后使裸露的燈泡所發(fā)出的光線是射向四周的,為了充分利用光能,加裝燈罩后使光線重新分配,稱為配光。按燈具的配光特性來進行分類的方法有兩種:一光線重新分配,稱為配光。按燈具的配光特性來進行分類的方法有兩種:一是傳統(tǒng)的分類法;一是國際照明委員會(是傳統(tǒng)的分類法;一是國際照明委員會(ciecie)提出的分類法。)提出的分類法。 傳統(tǒng)分類是根據(jù)燈具的配光曲傳統(tǒng)分類是根據(jù)燈具的配光曲線

25、線( (為了表示光源加裝燈罩后,光強為了表示光源加裝燈罩后,光強在各個方向的分布情況而繪制在對在各個方向的分布情況而繪制在對稱軸平面上的曲線,如圖稱軸平面上的曲線,如圖10-1210-12形狀形狀進行分類:進行分類: 1 1)正弦分布型)正弦分布型 光強是角度的光強是角度的正弦函數(shù),且當(dāng)正弦函數(shù),且當(dāng)900900時光強為最時光強為最大。如大。如gc15-agc15-a、b-1b-1型散照型防水防型散照型防水防塵燈。塵燈。圖10-1210-12 配光曲線示意圖1-正弦分布型 2-廣照型 3-漫射型 4-配照型 5-深照型 4)配照型)配照型 光強是角度的余弦函數(shù),且當(dāng)光強是角度的余弦函數(shù),且當(dāng)0

26、0時光強為最大。如時光強為最大。如gc1-a、b-1配照型工廠燈。配照型工廠燈。 5)深照型)深照型 光通量和最大光強值集中在光通量和最大光強值集中在00300間的立體角內(nèi)。如間的立體角內(nèi)。如gc5-a、b-2深照型工廠燈。深照型工廠燈。 6)特深照型)特深照型 光通量和最大光強值集中在光通量和最大光強值集中在00150的狹小立體角內(nèi)。如的狹小立體角內(nèi)。如js300鏡面深照型工廠燈。鏡面深照型工廠燈。 cie cie分類是根據(jù)燈具向下和向上投射光通量的百分比進行分類:分類是根據(jù)燈具向下和向上投射光通量的百分比進行分類: 1 1)直接照明型)直接照明型 燈具向下投射的光通量占總光通量的燈具向下投

27、射的光通量占總光通量的9090100100,而,而向上投射的光通量極少。向上投射的光通量極少。 2 2)半直接照明型)半直接照明型 燈具向下投射的光通量占總光通量的燈具向下投射的光通量占總光通量的60609090,向,向上投射的光通量只有上投射的光通量只有10104040。10.2.2 燈具燈具 2 2)廣照型)廣照型 最大光強分布在最大光強分布在500500900900之間,可在較廣的面積上形成均之間,可在較廣的面積上形成均勻的照度。如勻的照度。如gc3-agc3-a、b-1b-1廣照型工廠燈。廣照型工廠燈。 3 3)漫射型)漫射型 各個角度的光強是基本一致的。如各個角度的光強是基本一致的。

28、如jxd1-2jxd1-2乳白色玻璃圓球燈。乳白色玻璃圓球燈。 3 3)均勻漫射型)均勻漫射型 燈具向下投射的光通量和向上投射的光通量差不多相等,燈具向下投射的光通量和向上投射的光通量差不多相等,各為各為40406060之間。之間。 4 4)半間接照明型)半間接照明型 燈具向上投射的光通量占總光通量燈具向上投射的光通量占總光通量60609090,向下投,向下投射的光通量只有射的光通量只有10104040。 5 5)間接照明型)間接照明型 燈具向上投射的光通量占總光通量的燈具向上投射的光通量占總光通量的9090100100,而向,而向下投射的光通量極少。下投射的光通量極少。(2 2)按燈具的結(jié)構(gòu)

29、特點分類)按燈具的結(jié)構(gòu)特點分類 1 1)開啟型)開啟型 光源與外界空間直接接觸(無罩)。如光源與外界空間直接接觸(無罩)。如gc3-agc3-a、b-1b-1廣照型工廠廣照型工廠燈。燈。 2 2)閉合型)閉合型 燈罩將光源包合起來,但內(nèi)外空氣仍能自由流通。如燈罩將光源包合起來,但內(nèi)外空氣仍能自由流通。如jdd1-1jdd1-1圓圓球吊燈。球吊燈。 3 3)封閉型)封閉型 燈罩固定處加以一般封閉,內(nèi)外空氣仍可有限流通。如投光燈。燈罩固定處加以一般封閉,內(nèi)外空氣仍可有限流通。如投光燈。 4 4)密閉型)密閉型 燈罩固定處加以嚴密封閉,內(nèi)外空氣不能流通。如燈罩固定處加以嚴密封閉,內(nèi)外空氣不能流通。如

30、gc35gc35防潮燈。防潮燈。 5 5)防爆型)防爆型 燈罩及其固定處均能承受要求的壓力,符合燈罩及其固定處均能承受要求的壓力,符合防爆電氣設(shè)備制防爆電氣設(shè)備制造檢驗規(guī)程造檢驗規(guī)程的規(guī)定,能安全使用在有爆炸危險性介質(zhì)的場所。防爆型又分的規(guī)定,能安全使用在有爆炸危險性介質(zhì)的場所。防爆型又分成隔爆型(如成隔爆型(如b3e-1-30b3e-1-30隔爆式熒光燈)和增安型兩種。隔爆式熒光燈)和增安型兩種。10.2.2 燈具燈具 2燈具的布置燈具的布置(1)室內(nèi)布置方案)室內(nèi)布置方案布置要求:保證最低的照度及均勻性;光線的射向適當(dāng),無眩光、陰影;安布置要求:保證最低的照度及均勻性;光線的射向適當(dāng),無眩

31、光、陰影;安裝維護方便;布置整齊美觀,并與建筑空間協(xié)調(diào);安全、經(jīng)濟等。裝維護方便;布置整齊美觀,并與建筑空間協(xié)調(diào);安全、經(jīng)濟等。 1 1)一般照明的布置)一般照明的布置 通常有兩種,即均勻布置(燈具布置與設(shè)備位置無關(guān))和選擇布置通常有兩種,即均勻布置(燈具布置與設(shè)備位置無關(guān))和選擇布置(燈具布置與設(shè)備位置有關(guān))。其中均勻布置比較美觀均勻,所以一般照(燈具布置與設(shè)備位置有關(guān))。其中均勻布置比較美觀均勻,所以一般照明用得較多。明用得較多。 均勻布置的燈具可排列成正方形或矩形或菱形,如圖均勻布置的燈具可排列成正方形或矩形或菱形,如圖10-1310-13所示。所示。10.2.2 燈具燈具圖圖10-13

32、 10-13 均勻布置的燈具可排列成正方形或矩形或菱形均勻布置的燈具可排列成正方形或矩形或菱形 2 2)事故照明的布置)事故照明的布置 供繼續(xù)工作用的事故照明,其在主要工作面上的照度,應(yīng)盡可能保持供繼續(xù)工作用的事故照明,其在主要工作面上的照度,應(yīng)盡可能保持原有照度的原有照度的30305050。一般做法為:若為一列燈具,可采用事故照明和。一般做法為:若為一列燈具,可采用事故照明和工作照明相間布置,或與兩個工作燈具相間布置;若為兩列燈具,可選其工作照明相間布置,或與兩個工作燈具相間布置;若為兩列燈具,可選其中一列為事故照明,或每一列均相間布置事故照明;若為三列燈具,可選中一列為事故照明,或每一列均

33、相間布置事故照明;若為三列燈具,可選其中一列為事故照明或在邊旁兩列相間布置事故照明。其中一列為事故照明或在邊旁兩列相間布置事故照明。 (2 2)室內(nèi)燈具的懸掛高度)室內(nèi)燈具的懸掛高度 室內(nèi)燈具不宜過高或過低。過高,降低工作面上的照度且維修不方室內(nèi)燈具不宜過高或過低。過高,降低工作面上的照度且維修不方便;過低,容易碰撞且不安全,另一方面要產(chǎn)生眩光,降低人眼的視力。便;過低,容易碰撞且不安全,另一方面要產(chǎn)生眩光,降低人眼的視力。表表10-310-3給出了一般照明燈的懸掛高度最小值。給出了一般照明燈的懸掛高度最小值。10.2.2 燈具燈具表表10-3 室內(nèi)一般照明燈具距地面的最低懸掛高度室內(nèi)一般照明

34、燈具距地面的最低懸掛高度10.2.2 燈具燈具10.3 照度計算照度計算 10.3.2 照度的計算照度的計算 當(dāng)工業(yè)企業(yè)照明用的燈具形式、光源類型等已初步確定后,就需要計算各當(dāng)工業(yè)企業(yè)照明用的燈具形式、光源類型等已初步確定后,就需要計算各工作面的照度,從而來確定燈泡的容量和數(shù)量,或?qū)σ汛_定了容量的某點進行工作面的照度,從而來確定燈泡的容量和數(shù)量,或?qū)σ汛_定了容量的某點進行照度校驗。照度校驗。 1利用系數(shù)的概念利用系數(shù)的概念利用系數(shù)(用利用系數(shù)(用u表示)是指照明光源投射到工作面上的光通量與全部光源發(fā)出表示)是指照明光源投射到工作面上的光通量與全部光源發(fā)出的光通量之比。它可用來表征光源的光通量有

35、效利用的程度。的光通量之比。它可用來表征光源的光通量有效利用的程度。利用系數(shù)的計算公式為:利用系數(shù)的計算公式為: u/n (10-8) 10.3.1 10.3.1 照度標準照度標準 照度是決定照明效果的重要指標。在一定范圍內(nèi),照度增加會使視覺能力照度是決定照明效果的重要指標。在一定范圍內(nèi),照度增加會使視覺能力提高,同時使經(jīng)濟性下降。提高,同時使經(jīng)濟性下降。 式中,式中,為投射到工作面上的總光通量;為投射到工作面上的總光通量;為每盞燈發(fā)出的光通量;為每盞燈發(fā)出的光通量;n為為燈的個數(shù)燈的個數(shù) 利用系數(shù)值的大小與很多因素有關(guān),燈具的懸掛高度越高、光效越高,利用系數(shù)值的大小與很多因素有關(guān),燈具的懸掛

36、高度越高、光效越高,則利用系數(shù)越高;房間的面積越大,形狀越接近正方形,墻壁顏色越淺,則則利用系數(shù)越高;房間的面積越大,形狀越接近正方形,墻壁顏色越淺,則利用系數(shù)就越高。利用系數(shù)就越高。10.3.2 照度的計算照度的計算2.2.利用系數(shù)的確定利用系數(shù)的確定 利用系數(shù)的值可按墻壁和頂棚的反射系數(shù)利用系數(shù)的值可按墻壁和頂棚的反射系數(shù)及房間的室空間比(受及房間的室空間比(受照空間特征)照空間特征)rcrrcr來確定(查有關(guān)設(shè)計手冊,附錄表來確定(查有關(guān)設(shè)計手冊,附錄表20-420-4給出了給出了gc1-agc1-a、b-1b-1型型配照燈的利用系數(shù),供參考)。配照燈的利用系數(shù),供參考)。值可直接查表值

37、可直接查表10-410-4,rcrrcr的值可按下式計算:的值可按下式計算:lbbl rch5rcr(10-9)(10-9)式中,式中, 為室空間高度(指燈具開口平面到工作面的空間高度,如圖為室空間高度(指燈具開口平面到工作面的空間高度,如圖10-10-1414所示);所示);l l為房間長度;為房間長度;b b為房間寬度。為房間寬度。rch 3計算工作面上的平均照度計算工作面上的平均照度10.3.2 照度的計算照度的計算表表10-4 10-4 頂棚、地面和墻壁的反射系數(shù)近似值頂棚、地面和墻壁的反射系數(shù)近似值圖10-1410-14 室空間高度示意圖 當(dāng)已知房間的長寬、室空間高度、燈型及光通量時

38、,可按下式計算平均當(dāng)已知房間的長寬、室空間高度、燈型及光通量時,可按下式計算平均照度:照度: eaveavun/a un/a (10-1010-10) 式中,式中,u u為利用系數(shù);為利用系數(shù);n n為燈的個數(shù);為燈的個數(shù);為每盞燈的光通量;為每盞燈的光通量;a a為受照為受照工作面面積(矩形房間即為長寬乘積)。工作面面積(矩形房間即為長寬乘積)。4 4計算工作面上的實際平均照度計算工作面上的實際平均照度10.3.2 照度的計算照度的計算 由于燈具在使用期間,光源本身的光效要逐漸降低、燈具也會陳舊臟由于燈具在使用期間,光源本身的光效要逐漸降低、燈具也會陳舊臟污、被照場所的墻壁和頂棚也有污損的可

39、能,從而使工作面上的光通量有污、被照場所的墻壁和頂棚也有污損的可能,從而使工作面上的光通量有所減少,因此在計算工作面上的實際平均照度時,應(yīng)計入一個小于所減少,因此在計算工作面上的實際平均照度時,應(yīng)計入一個小于1 1的燈的燈具減光系數(shù)具減光系數(shù)k k,即工作面的實際平均照度為:,即工作面的實際平均照度為: eaveavukn/a ukn/a (10-1110-11)減光系數(shù)減光系數(shù)k k的值可查表的值可查表10-510-5。 5利用系數(shù)法的計算步驟利用系數(shù)法的計算步驟 1)根據(jù)燈具的布置,確定室空間高度;)根據(jù)燈具的布置,確定室空間高度; 2)計算室空間比)計算室空間比rcr;10.3.2 照度

40、的計算照度的計算0.72道路和廣場室外0.63鍛工車間,鑄工車間,碳化車間,水泥廠球磨車間污染嚴重0.72機械加工車間,機械裝配車間,織布車間一般0.82儀器儀表的裝配車間,電子元器件的裝配車間,實驗室,辦公室,設(shè)計室清潔減光系數(shù)燈具每年擦洗次數(shù)類 別環(huán)境污染特征表表10-5 減光系數(shù)值減光系數(shù)值 約束力的方向總是與約束所能限制的運動方向相反,約束力的作用點在約約束力的方向總是與約束所能限制的運動方向相反,約束力的作用點在約束與被約束物體的接觸處。束與被約束物體的接觸處。10.3.2 照度的計算照度的計算10001000平均壽平均壽命(命(h h)186018600 0830083004610

41、4610292029202090209012501250630630350350220220110110光通量光通量(lmlm)100010005005003003002002001501501001006060404025251515額定功額定功率(率(w w)220220額定電額定電壓(壓(v v)表表10-6 pz22010-6 pz220型普通照明白熾燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù)型普通照明白熾燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù)3 3)確定反射系數(shù)(查表)確定反射系數(shù)(查表10-410-4););4 4)確定利用系數(shù))確定利用系數(shù)u u(由(由rcrrcr值和反射系數(shù)查手冊或附錄表值和反射系數(shù)查手冊或附錄表20-42

42、0-4););5 5)根據(jù)有關(guān)手冊或表)根據(jù)有關(guān)手冊或表10-610-6查出布置燈具的光通量查出布置燈具的光通量;6 6)根據(jù)有關(guān)手冊或表)根據(jù)有關(guān)手冊或表10-510-5查出減光系數(shù)查出減光系數(shù)k k;7 7)計算平均照度和實際平均照度。)計算平均照度和實際平均照度。例例10-1 有一機械加工車間長為有一機械加工車間長為32m,寬為,寬為20m,高為,高為5m,柱間距,柱間距4m。工作面。工作面高度為高度為0.75m。采用。采用gc1-a-1型工廠配照燈(電光源型號為型工廠配照燈(電光源型號為pz220-150)作車)作車間的一般照明。車間的頂棚有效反射比間的一般照明。車間的頂棚有效反射比c

43、為為50,墻壁的有效反射比,墻壁的有效反射比w為為30%.試確定燈具的布置方案試確定燈具的布置方案,并計算工作面上的平均照度和實際平均照度。該并計算工作面上的平均照度和實際平均照度。該車間的照度標準為車間的照度標準為75lx。解:(解:(1 1)確定布置方案)確定布置方案查表查表10-310-3可知,可知,150w150w200w200w的白熾燈最低距地懸掛高度為的白熾燈最低距地懸掛高度為3m3m,故可設(shè),故可設(shè)燈具的懸掛高度為燈具的懸掛高度為0.5m0.5m,則室空高度為,則室空高度為10.3.2 照度的計算照度的計算10.3.2 照度的計算照度的計算rch5 50.750.750.50.5

44、3.75m3.75m又查表又查表10-410-4可知,該種燈具的最大距高比為可知,該種燈具的最大距高比為1.251.25,即,即 1.25,/ / lrch則燈具間的合理距離為則燈具間的合理距離為1.25 1.25 l1.251.253.753.754.688m4.688mrch初步確定燈具布置方案如圖初步確定燈具布置方案如圖10-1510-15所示。所示。該布置方案的實際燈距為該布置方案的實際燈距為l444m4m4.688m4.688m此時燈具個數(shù)為:此時燈具個數(shù)為:n n5 58 84040(個)(個) (2 2)用利用系數(shù)法計算照度)用利用系數(shù)法計算照度計算室空間比計算室空間比rcrrc

45、r:滿足要求。滿足要求。 rcr lbbl rch5 2032203275. 351.523 確定利用系數(shù)確定利用系數(shù)查表查表10-410-4可知:可知:cc5050,ww3030,rcrrcr1 1時時0.790.79;cc5050,ww3030,rcrrcr2 2時時0.660.66。運用插入法可知。運用插入法可知cc5050,ww3030,rcrrcr1.5231.523時時u u0.7220.722確定布置燈具的光用量確定布置燈具的光用量查表查表10-710-7可知,普通照明用的白熾燈可知,普通照明用的白熾燈200w200w,其光通量,其光通量2920lm2920lm。確定減光系數(shù)確定

46、減光系數(shù)查表查表10-610-6可知,機械加工車間的可知,機械加工車間的k k0.70.710.3.2 照度的計算照度的計算計算平均照度計算平均照度eav anu 2032292040722. 0131.77lx計算實際平均照度計算實際平均照度eav aknu 20302920407 . 0722. 092.24lx 計算結(jié)果滿足照度要求。計算結(jié)果滿足照度要求。10.3.2 照度的計算照度的計算圖圖10-15 10-15 例例10-110-1的燈具布置方案的燈具布置方案10.4 照明供電系統(tǒng)照明供電系統(tǒng) 10.4.1 10.4.1 照明供電網(wǎng)絡(luò)照明供電網(wǎng)絡(luò) 照明供電網(wǎng)絡(luò)由饋電線、干線和分支線組

47、成。如圖照明供電網(wǎng)絡(luò)由饋電線、干線和分支線組成。如圖10-1610-16。圖10-16 照明線路的基本形式10.4.2 照明供電方式的選擇照明供電方式的選擇 1 1正常照明正常照明 一般由動力與照明共用的變壓器供電,如圖一般由動力與照明共用的變壓器供電,如圖10-17a10-17a,在照明負荷較大,在照明負荷較大的情況下,照明也可采用單獨的變壓器供電。當(dāng)生產(chǎn)廠房的動力采用的情況下,照明也可采用單獨的變壓器供電。當(dāng)生產(chǎn)廠房的動力采用“變變壓器壓器- -干線干線”供電,對外有低壓聯(lián)絡(luò)線時,照明電源接于變壓器低壓側(cè)總開供電,對外有低壓聯(lián)絡(luò)線時,照明電源接于變壓器低壓側(cè)總開關(guān)之后;對外無低壓聯(lián)絡(luò)線時,

48、照明電源接于變壓器低壓側(cè)總開關(guān)之前,關(guān)之后;對外無低壓聯(lián)絡(luò)線時,照明電源接于變壓器低壓側(cè)總開關(guān)之前,如圖如圖10-17b10-17b;當(dāng)車間變電所低壓側(cè)采用放射式配電系統(tǒng)時,照明電源接于;當(dāng)車間變電所低壓側(cè)采用放射式配電系統(tǒng)時,照明電源接于低壓配電屏的照明專用線上,如圖低壓配電屏的照明專用線上,如圖10-17c10-17c。對電力負荷穩(wěn)定的廠房,動力。對電力負荷穩(wěn)定的廠房,動力與照明可合用供電線路,但應(yīng)在電源進戶處將動力與照明線路分開,如圖與照明可合用供電線路,但應(yīng)在電源進戶處將動力與照明線路分開,如圖10-17d10-17d。 2 2事故照明事故照明供繼續(xù)工作使用的事故照明(備用照明)應(yīng)接于

49、與正常照明不同的電源,供繼續(xù)工作使用的事故照明(備用照明)應(yīng)接于與正常照明不同的電源,當(dāng)正常照明因故停電時,備用照明電源應(yīng)自動投入。有時為了節(jié)約照明線當(dāng)正常照明因故停電時,備用照明電源應(yīng)自動投入。有時為了節(jié)約照明線路,也從整個照明中分出一部分作為備用照明,但其配電線路及控制開關(guān)路,也從整個照明中分出一部分作為備用照明,但其配電線路及控制開關(guān)應(yīng)分開裝設(shè)。應(yīng)分開裝設(shè)。我國照明供電一般采用我國照明供電一般采用380/220v380/220v三相四線中性點直接接地的交流網(wǎng)絡(luò)供電。三相四線中性點直接接地的交流網(wǎng)絡(luò)供電。 3 3局部照明局部照明機床和固定工作臺的局部照明可接自動力線路,移動式局部照明應(yīng)接至

50、正常機床和固定工作臺的局部照明可接自動力線路,移動式局部照明應(yīng)接至正常照明線路。照明線路。 4 4室外照明室外照明應(yīng)與室內(nèi)照明線路分開供電,道路照明、警衛(wèi)照明的電源宜接至有人值班的應(yīng)與室內(nèi)照明線路分開供電,道路照明、警衛(wèi)照明的電源宜接至有人值班的變電所低壓配電屏的專用回路上。當(dāng)室外照明的供電距離較遠時,可采用由變電所低壓配電屏的專用回路上。當(dāng)室外照明的供電距離較遠時,可采用由不同地區(qū)的變電所分區(qū)供電。不同地區(qū)的變電所分區(qū)供電。10.4.2 照明供電方式的選擇照明供電方式的選擇10.4.3 10.4.3 照明供電系統(tǒng)圖照明供電系統(tǒng)圖 常用的照明供電系統(tǒng)有圖常用的照明供電系統(tǒng)有圖10-1710-1

51、7所示幾種。所示幾種。 對正常照明,一般情況下都采用圖對正常照明,一般情況下都采用圖10-17a10-17a的動力與照明共用電力變的動力與照明共用電力變壓器供電的照明供電系統(tǒng),其二次側(cè)的電壓為壓器供電的照明供電系統(tǒng),其二次側(cè)的電壓為380/220v380/220v。若動力負荷會引。若動力負荷會引起對照明不容許的電壓偏移或波動,在技術(shù)經(jīng)濟合理的情況下,可采用有起對照明不容許的電壓偏移或波動,在技術(shù)經(jīng)濟合理的情況下,可采用有載調(diào)壓電力變壓器、調(diào)壓器或照明專用變壓器供電;在負荷較大時(如高載調(diào)壓電力變壓器、調(diào)壓器或照明專用變壓器供電;在負荷較大時(如高照度的多層廠房,大型體育設(shè)施等),照明也可采用單

52、獨的變壓器供電。照度的多層廠房,大型體育設(shè)施等),照明也可采用單獨的變壓器供電。 圖圖10-17b10-17b為為“變壓器變壓器- -干線干線”式供電。當(dāng)生產(chǎn)廠房的動力采用這種供電方式供電。當(dāng)生產(chǎn)廠房的動力采用這種供電方式,且與其他變電所無低壓聯(lián)絡(luò)線時,照明電源宜接到變壓器低壓側(cè)總開關(guān)式,且與其他變電所無低壓聯(lián)絡(luò)線時,照明電源宜接到變壓器低壓側(cè)總開關(guān)前;若對外有低壓聯(lián)絡(luò)線時,照明電源宜接到變壓器低壓側(cè)總開關(guān)之后。前;若對外有低壓聯(lián)絡(luò)線時,照明電源宜接到變壓器低壓側(cè)總開關(guān)之后。 當(dāng)車間變壓器低壓側(cè)采用放射式配電系統(tǒng)時,照明電源一般接在照明專當(dāng)車間變壓器低壓側(cè)采用放射式配電系統(tǒng)時,照明電源一般接在

53、照明專用低壓屏上,如圖用低壓屏上,如圖10-17c10-17c所示,若變電所低壓屏的出線回路數(shù)有限時,則可所示,若變電所低壓屏的出線回路數(shù)有限時,則可采用低壓屏引出少量回路,再利用動力配電箱作照明供電。采用低壓屏引出少量回路,再利用動力配電箱作照明供電。 圖圖10-17d10-17d為由外部線路供電的照明與動力合用供電線路的系統(tǒng)圖,在為由外部線路供電的照明與動力合用供電線路的系統(tǒng)圖,在電力負荷穩(wěn)定的生產(chǎn)廠房、輔助生產(chǎn)廠房以及遠離變電所的建筑物和構(gòu)筑電力負荷穩(wěn)定的生產(chǎn)廠房、輔助生產(chǎn)廠房以及遠離變電所的建筑物和構(gòu)筑物均可使用,但應(yīng)在電源進戶處將動力與照明線路分開。物均可使用,但應(yīng)在電源進戶處將動力

54、與照明線路分開。10.4.3 照明供電系統(tǒng)圖照明供電系統(tǒng)圖 對應(yīng)急照明,供繼續(xù)工作用的備用照明應(yīng)接于與正常照明不同的電源,對應(yīng)急照明,供繼續(xù)工作用的備用照明應(yīng)接于與正常照明不同的電源,為減少和節(jié)省照明線路,一般可從整個照明中分出一部分做備用照明,但配為減少和節(jié)省照明線路,一般可從整個照明中分出一部分做備用照明,但配電線路及控制開關(guān)應(yīng)分開裝設(shè),如圖電線路及控制開關(guān)應(yīng)分開裝設(shè),如圖10-17a10-17a所示,若備用照明不作為正常照所示,若備用照明不作為正常照明的一部分同時使用,則當(dāng)正常照明因故停電時,備用照明電源應(yīng)自動投入。明的一部分同時使用,則當(dāng)正常照明因故停電時,備用照明電源應(yīng)自動投入。10.4.3 照明供電系統(tǒng)圖照明供電系統(tǒng)圖10.4.3 照明供電系統(tǒng)圖照明供電系統(tǒng)圖圖10-17 常用照明供電系統(tǒng)圖10.4.4 電氣照明平面布置電氣照明平面布置 圖圖10-1810-18為某一車間照明的平面布置圖,其對應(yīng)的供配電系統(tǒng)圖如圖為某一車間照明的平面布置圖,其對應(yīng)的供配電系統(tǒng)圖如圖10-1910-19。 由圖由圖10-1810-18可以看出,繪制平面布線圖時必須注意:可以看出,繪制平面布線圖時必須注意: (1 1)標明配電設(shè)備和配電線路的型號;燈具的

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