轮胎厂的照明节能设计

寇渭新

(昊华工程有限公司，北京 100143)

轮胎厂的照明节能设计

Energy-saving lighting design for tire factory

寇渭新

(昊华工程有限公司，北京 100143)

简述了应用高效光源的必要性。详细论述了灯具、镇流器选择的重要性，是提高能效的重要因素。

照明；节能；光源；灯具；镇流器；效益

1 照明节能是照明设计的重要因素

在轮胎厂照明工程设计中，应考虑五个要素。

第一、安全：主要是防电击、防火安全。

第二、适用：满足使用要求，必要的照度水平和良好的照明质量，满意的视觉环境。

第三、节能、环保：提高照明系统能效。

第四、经济：合理的初建费用和运行维护费用，良好的性价比。

第五、美观：给人视觉的美感。

五个要素是一个系统的、完整的有机结合。安全是基本保证，适用是通常应满足的要求，节能、环保则是重要考虑因素。

2 推广应用高效光源取代低效光源

2.1 严格限制（乃至禁止）使用白炽灯

（1） 白炽灯有很多优点，显色性好、起点简单快捷、调光方便等，但是光效太低、能耗高、不适合选用。

（2） 我国2013年颁布了《建筑照明设计标准》（GB50034—2013），规定了严格限制白炽灯应用及要求。

2.2 限制荧光高压汞灯应用

荧光高压汞灯光效低，显色性不好，不利于照明节能和照明质量，所以国标GB50034—2013规定一般照明不应采用荧光高压汞灯光。

2.3 积极推广和合理应用三基色荧光灯

（1）三基色荧光灯具有高光效及各种优异性能。稀土三基色直管荧光灯光效已达100～105 lm/W，显色指数（Ra）达80～85，有各种色温（2 700～8 000 K）可满足不同需要，可用于生产车间及办公场所。

（2）三基色荧光灯应用要求

a. 选用细管径（≤26 mm）灯管，即T8、T5管，光效更高，节能、节材，更环保。

b. 选用稀土三基色荧光灯，其光效更高、显色性好（Ra＞80），寿命更长，虽然价格高，但光效高，所需要的灯管数减少15%～25%，所减少的灯具和镇流器费用足以弥补灯管增加的费用，甚至还多，不仅节能，还降低了建设投资。

c. 选用功率较大的灯管：功能性照明场所应选用不小于4"长灯管（即T8-36 W，T5-28 W）；除装饰要求特殊外，不应选用2"长的灯管（即T8-18 W，T5-14 W）。这种小灯管耗电要增加35%～40%。

d. 对多数功能性照明场所，照度多在300～750 lx左右，宜选用中色温荧光灯。

2.4 其他光源的选择

高大厂房可选用高光效金属卤化物灯，道路照明可选用高光效但是显色性能不好的高压钠灯。

3 灯具是保证照明安全，提高能效的重要因素

3.1 合理选用灯具是照明安全的重要保证

照明安全最主要是防电击、防火，还有防爆、防尘、防水、防腐、防机械损伤等。

按《灯具的一般安全要求与试验》（GB7000.1—2007），规定灯具的防电击分类为三类：

I类——除基本绝缘外，还有附加措施，即外露可导电部分应按地（通过PE线）。

II类——除基本绝缘外，还有附加措施，即双层或加强绝缘。

III类——采用安全特低电压（SELV）供电。

轮胎厂在实际应用中，选用II类、III类较少，大多数都选用I类灯具，并应接PE线并做接地故障保护。

3.2 合理选用灯具，提高照明能效

灯具对照明系统能效有重要影响，为此，应合理选择灯具：

第一、选择灯具效率高的灯具，在满足限制眩光条件下，尽量选用不带遮光附件的直接型灯具。

第二、选择光通维护率高的灯具。

第三、按室形指数选择配光，室形指数较大时，应选择宽配光灯具。

第四、建筑条件，如墙壁、顶棚、地面应有较高反射比。

4 镇流器是保证照明质量，提高能效不可忽视的因素

4.1 镇流器对照明质量和能效的影响

（1）不同类型镇流器自身功耗不同

电感镇流器的功耗比较大，尤其是小功率放电灯镇流器功耗占灯功率的百分比更大；

高效节能型电感镇流器降低了自身功耗，HID灯更是显著；

荧光灯电子镇流器功耗更低，T8荧光灯用电子镇流器时，用高频电流，光效提高约10%。

（2）电感镇流器存在一定的频闪效应，对连续作业有不良影响，高频电子镇流器可降低频闪深度。

（3）电感镇流器谐波较小，而电子镇流器谐波比较大，特别是功率≤25 W的放电灯，其谐波（特别是3次谐波）太大，加大了对配电系统的污染。

（4）线路功率因数：电感镇流器功率因数很低，约为0.4～0.5左右；电子镇流器＞25 W灯者可达0.95以上；而≤25 W以下灯管，由于谐波影响，功率因数仅0.5～0.6。

4.2 镇流器的选用

（1）按设计标准规定选型。

a. 自镇流荧光灯应配电子镇流器。

b. T8直管荧光灯应配电子式镇流器或节能电感式镇流器，T5灯管只能用电子式镇流器。

c. HID灯应配节能电感式镇流器，小功率HID灯可用电子式镇流器；对于电压偏差较大，宜用恒功率型镇流器；对于道路照明，可用变功率（双功率）镇流器，以便在后半夜降低一半照度。

（2）采用节能电感镇流器时，应提高功率因数，降低频闪效应的影响。

（3）采用电子镇流器时，应选用优质产品，保证使用寿命和可靠性，更应重视谐波的不良影响。

按照国标《电磁兼容限值谐波电流发射限值》（GB17625.1—2003）规定的C类设备（即照明设备）谐波电流限值，对功率＞25 W的放电灯，3次谐波电流为基波电流的百分数，不超过“30 λ”（λ为电路功率因数），说明谐波比较大，对配电系统有一定影响。

对功率≤25 W的放电灯，3次谐波限值为86%，5次谐波为61%。不仅污染电网，且在三相四线系统的中性线（N线）上呈现3倍电流叠加，建议采取以下措施：

a. 一座建筑内不要大量使用≤25 W的灯管。

b. 如果必须使用，设计提出技术要求，规定3次谐波或总谐波限值不大于20%（或30%）。

c. 采取滤波措施。

d. 加大配电线路，特别是N线截面。

4.3 有3次谐波时，配电线电流计算及截面选择

（1）谐波效应的计算： 当用电缆或绝缘线套管时，按《建筑物电气装置布线系统载流量》（GB/ T16895.15—2002）之附录C的方法，各相平衡的三相四线制系统，N线和相线截面相同，同一电缆内视为一个综合发热体原则来选择截面。

当3次谐波电流小于等于基波电流的33%时，应按相线电流（含谐波）选截面；

当3次谐波大于33%时，应按N线电流选截面（其中，3次谐波为33%～45%时，应除以0.86系数）。

（2）计算示例：某照明配电线路供给单灯功率≤25 W放电灯，设线路计算电流为100 A（未计谐波），3相平衡； 3次谐波最大达86%，此时，N线产生的电流（IN）按式（1）计算：IN=100×86×3=258 A （1）

此时，计入谐波后相线的计算电流约可达150～200 A。按258 A选择相线和N线截面。

如果是明敷导线，也可以分别按不同电流选择相线和N线截面。

5 照明节能的社会效益和经济效益

照明是人类光明的事业，节能、环保是人类共同的永恒主题，当前国家倡导节能环保，推进照明节能及绿色照明工程，在轮胎厂选用高光效光源、高能效灯具和镇流器，既可以为企业降低一定的能耗，同时还能响应国家倡导的节能环保，为节能环保做出一定贡献。

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1009-797X(2015)02-0061-03

A

10.13520/j.cnki.rpte.2015.04.017

寇渭新（1972-），男，1995年毕业于郑州工业学院工业电气自动化专业，主要从事电气设计工作。

2015-04-27