輪胎廠的照明節能設計

寇渭新

(昊華工程有限公司，北京 100143)

輪胎廠的照明節能設計

Energy-saving lighting design for tire factory

寇渭新

(昊華工程有限公司，北京 100143)

簡述了應用高效光源的必要性。詳細論述了燈具、鎮流器選擇的重要性，是提高能效的重要因素。

照明；節能；光源；燈具；鎮流器；效益

1 照明節能是照明設計的重要因素

在輪胎廠照明工程設計中，應考慮五個要素。

第一、安全：主要是防電擊、防火安全。

第二、適用：滿足使用要求，必要的照度水平和良好的照明質量，滿意的視覺環境。

第三、節能、環保：提高照明系統能效。

第四、經濟：合理的初建費用和運行維護費用，良好的性價比。

第五、美觀：給人視覺的美感。

五個要素是一個系統的、完整的有機結合。安全是基本保證，適用是通常應滿足的要求，節能、環保則是重要考慮因素。

2 推廣應用高效光源取代低效光源

2.1 嚴格限制（乃至禁止）使用白熾燈

（1） 白熾燈有很多優點，顯色性好、起點簡單快捷、調光方便等，但是光效太低、能耗高、不適合選用。

（2） 我國2013年頒布了《建筑照明設計標準》（GB50034—2013），規定了嚴格限制白熾燈應用及要求。

2.2 限制熒光高壓汞燈應用

熒光高壓汞燈光效低，顯色性不好，不利于照明節能和照明質量，所以國標GB50034—2013規定一般照明不應采用熒光高壓汞燈光。

2.3 積極推廣和合理應用三基色熒光燈

（1）三基色熒光燈具有高光效及各種優異性能。稀土三基色直管熒光燈光效已達100～105 lm/W，顯色指數（Ra）達80～85，有各種色溫（2 700～8 000 K）可滿足不同需要，可用于生產車間及辦公場所。

（2）三基色熒光燈應用要求

a. 選用細管徑（≤26 mm）燈管，即T8、T5管，光效更高，節能、節材，更環保。

b. 選用稀土三基色熒光燈，其光效更高、顯色性好（Ra＞80），壽命更長，雖然價格高，但光效高，所需要的燈管數減少15%～25%，所減少的燈具和鎮流器費用足以彌補燈管增加的費用，甚至還多，不僅節能，還降低了建設投資。

c. 選用功率較大的燈管：功能性照明場所應選用不小于4"長燈管（即T8-36 W，T5-28 W）；除裝飾要求特殊外，不應選用2"長的燈管（即T8-18 W，T5-14 W）。這種小燈管耗電要增加35%～40%。

d. 對多數功能性照明場所，照度多在300～750 lx左右，宜選用中色溫熒光燈。

2.4 其他光源的選擇

高大廠房可選用高光效金屬鹵化物燈，道路照明可選用高光效但是顯色性能不好的高壓鈉燈。

3 燈具是保證照明安全，提高能效的重要因素

3.1 合理選用燈具是照明安全的重要保證

照明安全最主要是防電擊、防火，還有防爆、防塵、防水、防腐、防機械損傷等。

按《燈具的一般安全要求與試驗》（GB7000.1—2007），規定燈具的防電擊分類為三類：

I類——除基本絕緣外，還有附加措施，即外露可導電部分應按地（通過PE線）。

II類——除基本絕緣外，還有附加措施，即雙層或加強絕緣。

III類——采用安全特低電壓（SELV）供電。

輪胎廠在實際應用中，選用II類、III類較少，大多數都選用I類燈具，并應接PE線并做接地故障保護。

3.2 合理選用燈具，提高照明能效

燈具對照明系統能效有重要影響，為此，應合理選擇燈具：

第一、選擇燈具效率高的燈具，在滿足限制眩光條件下，盡量選用不帶遮光附件的直接型燈具。

第二、選擇光通維護率高的燈具。

第三、按室形指數選擇配光，室形指數較大時，應選擇寬配光燈具。

第四、建筑條件，如墻壁、頂棚、地面應有較高反射比。

4 鎮流器是保證照明質量，提高能效不可忽視的因素

4.1 鎮流器對照明質量和能效的影響

（1）不同類型鎮流器自身功耗不同

電感鎮流器的功耗比較大，尤其是小功率放電燈鎮流器功耗占燈功率的百分比更大；

高效節能型電感鎮流器降低了自身功耗，HID燈更是顯著；

熒光燈電子鎮流器功耗更低，T8熒光燈用電子鎮流器時，用高頻電流，光效提高約10%。

（2）電感鎮流器存在一定的頻閃效應，對連續作業有不良影響，高頻電子鎮流器可降低頻閃深度。

（3）電感鎮流器諧波較小，而電子鎮流器諧波比較大，特別是功率≤25 W的放電燈，其諧波（特別是3次諧波）太大，加大了對配電系統的污染。

（4）線路功率因數：電感鎮流器功率因數很低，約為0.4～0.5左右；電子鎮流器＞25 W燈者可達0.95以上；而≤25 W以下燈管，由于諧波影響，功率因數僅0.5～0.6。

4.2 鎮流器的選用

（1）按設計標準規定選型。

a. 自鎮流熒光燈應配電子鎮流器。

b. T8直管熒光燈應配電子式鎮流器或節能電感式鎮流器，T5燈管只能用電子式鎮流器。

c. HID燈應配節能電感式鎮流器，小功率HID燈可用電子式鎮流器；對于電壓偏差較大，宜用恒功率型鎮流器；對于道路照明，可用變功率（雙功率）鎮流器，以便在后半夜降低一半照度。

（2）采用節能電感鎮流器時，應提高功率因數，降低頻閃效應的影響。

（3）采用電子鎮流器時，應選用優質產品，保證使用壽命和可靠性，更應重視諧波的不良影響。

按照國標《電磁兼容限值諧波電流發射限值》（GB17625.1—2003）規定的C類設備（即照明設備）諧波電流限值，對功率＞25 W的放電燈，3次諧波電流為基波電流的百分數，不超過“30 λ”（λ為電路功率因數），說明諧波比較大，對配電系統有一定影響。

對功率≤25 W的放電燈，3次諧波限值為86%，5次諧波為61%。不僅污染電網，且在三相四線系統的中性線（N線）上呈現3倍電流疊加，建議采取以下措施：

a. 一座建筑內不要大量使用≤25 W的燈管。

b. 如果必須使用，設計提出技術要求，規定3次諧波或總諧波限值不大于20%（或30%）。

c. 采取濾波措施。

d. 加大配電線路，特別是N線截面。

4.3 有3次諧波時，配電線電流計算及截面選擇

（1）諧波效應的計算： 當用電纜或絕緣線套管時，按《建筑物電氣裝置布線系統載流量》（GB/ T16895.15—2002）之附錄C的方法，各相平衡的三相四線制系統，N線和相線截面相同，同一電纜內視為一個綜合發熱體原則來選擇截面。

當3次諧波電流小于等于基波電流的33%時，應按相線電流（含諧波）選截面；

當3次諧波大于33%時，應按N線電流選截面（其中，3次諧波為33%～45%時，應除以0.86系數）。

（2）計算示例：某照明配電線路供給單燈功率≤25 W放電燈，設線路計算電流為100 A（未計諧波），3相平衡； 3次諧波最大達86%，此時，N線產生的電流（IN）按式（1）計算：IN=100×86×3=258 A （1）

此時，計入諧波后相線的計算電流約可達150～200 A。按258 A選擇相線和N線截面。

如果是明敷導線，也可以分別按不同電流選擇相線和N線截面。

5 照明節能的社會效益和經濟效益

照明是人類光明的事業，節能、環保是人類共同的永恒主題，當前國家倡導節能環保，推進照明節能及綠色照明工程，在輪胎廠選用高光效光源、高能效燈具和鎮流器，既可以為企業降低一定的能耗，同時還能響應國家倡導的節能環保，為節能環保做出一定貢獻。

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TB2

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

A

10.13520/j.cnki.rpte.2015.04.017

寇渭新（1972-），男，1995年畢業于鄭州工業學院工業電氣自動化專業，主要從事電氣設計工作。

2015-04-27