輪胎廠的照明節(jié)能設(shè)計(jì)

寇渭新

(昊華工程有限公司，北京 100143)

輪胎廠的照明節(jié)能設(shè)計(jì)

Energy-saving lighting design for tire factory

寇渭新

(昊華工程有限公司，北京 100143)

簡(jiǎn)述了應(yīng)用高效光源的必要性。詳細(xì)論述了燈具、鎮(zhèn)流器選擇的重要性，是提高能效的重要因素。

照明；節(jié)能；光源；燈具；鎮(zhèn)流器；效益

1 照明節(jié)能是照明設(shè)計(jì)的重要因素

在輪胎廠照明工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮五個(gè)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(zhì)量，滿意的視覺環(huán)境。

第三、節(jié)能、環(huán)保：提高照明系統(tǒng)能效。

第四、經(jīng)濟(jì)：合理的初建費(fèi)用和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，良好的性價(jià)比。

第五、美觀：給人視覺的美感。

五個(gè)要素是一個(gè)系統(tǒng)的、完整的有機(jī)結(jié)合。安全是基本保證，適用是通常應(yīng)滿足的要求，節(jié)能、環(huán)保則是重要考慮因素。

2 推廣應(yīng)用高效光源取代低效光源

2.1 嚴(yán)格限制（乃至禁止）使用白熾燈

（1） 白熾燈有很多優(yōu)點(diǎn)，顯色性好、起點(diǎn)簡(jiǎn)單快捷、調(diào)光方便等，但是光效太低、能耗高、不適合選用。

（2） 我國(guó)2013年頒布了《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034—2013），規(guī)定了嚴(yán)格限制白熾燈應(yīng)用及要求。

2.2 限制熒光高壓汞燈應(yīng)用

熒光高壓汞燈光效低，顯色性不好，不利于照明節(jié)能和照明質(zhì)量，所以國(guó)標(biāo)GB50034—2013規(guī)定一般照明不應(yīng)采用熒光高壓汞燈光。

2.3 積極推廣和合理應(yīng)用三基色熒光燈

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

（2）三基色熒光燈應(yīng)用要求

a. 選用細(xì)管徑（≤26 mm）燈管，即T8、T5管，光效更高，節(jié)能、節(jié)材，更環(huán)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(zhǎng)，雖然價(jià)格高，但光效高，所需要的燈管數(shù)減少15%～25%，所減少的燈具和鎮(zhèn)流器費(fèi)用足以彌補(bǔ)燈管增加的費(fèi)用，甚至還多，不僅節(jié)能，還降低了建設(shè)投資。

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

d. 對(duì)多數(shù)功能性照明場(chǎng)所，照度多在300～750 lx左右，宜選用中色溫?zé)晒鉄簟?/p>

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(jī)械損傷等。

按《燈具的一般安全要求與試驗(yàn)》（GB7000.1—2007），規(guī)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(dǎo)電部分應(yīng)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(qiáng)絕緣。

III類——采用安全特低電壓（SELV）供電。

輪胎廠在實(shí)際應(yīng)用中，選用II類、III類較少，大多數(shù)都選用I類燈具，并應(yīng)接PE線并做接地故障保護(hù)。

3.2 合理選用燈具，提高照明能效

燈具對(duì)照明系統(tǒng)能效有重要影響，為此，應(yīng)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(hù)率高的燈具。

第三、按室形指數(shù)選擇配光，室形指數(shù)較大時(shí)，應(yīng)選擇寬配光燈具。

第四、建筑條件，如墻壁、頂棚、地面應(yīng)有較高反射比。

4 鎮(zhèn)流器是保證照明質(zhì)量，提高能效不可忽視的因素

4.1 鎮(zhèn)流器對(duì)照明質(zhì)量和能效的影響

（1）不同類型鎮(zhèn)流器自身功耗不同

電感鎮(zhèn)流器的功耗比較大，尤其是小功率放電燈鎮(zhèn)流器功耗占燈功率的百分比更大；

高效節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器降低了自身功耗，HID燈更是顯著；

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

（2）電感鎮(zhèn)流器存在一定的頻閃效應(yīng)，對(duì)連續(xù)作業(yè)有不良影響，高頻電子鎮(zhèn)流器可降低頻閃深度。

（3）電感鎮(zhèn)流器諧波較小，而電子鎮(zhèn)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(duì)配電系統(tǒng)的污染。

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

4.2 鎮(zhèn)流器的選用

（1）按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選型。

a. 自鎮(zhèn)流熒光燈應(yīng)配電子鎮(zhèn)流器。

b. T8直管熒光燈應(yīng)配電子式鎮(zhèn)流器或節(jié)能電感式鎮(zhèn)流器，T5燈管只能用電子式鎮(zhèn)流器。

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

（2）采用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器時(shí)，應(yīng)提高功率因數(shù)，降低頻閃效應(yīng)的影響。

（3）采用電子鎮(zhèn)流器時(shí)，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，保證使用壽命和可靠性，更應(yīng)重視諧波的不良影響。

按照國(guó)標(biāo)《電磁兼容限值諧波電流發(fā)射限值》（GB17625.1—2003）規(guī)定的C類設(shè)備（即照明設(shè)備）諧波電流限值，對(duì)功率＞25 W的放電燈，3次諧波電流為基波電流的百分?jǐn)?shù)，不超過“30 λ”（λ為電路功率因數(shù)），說明諧波比較大，對(duì)配電系統(tǒng)有一定影響。

對(duì)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(wǎng)，且在三相四線系統(tǒng)的中性線（N線）上呈現(xiàn)3倍電流疊加，建議采取以下措施：

a. 一座建筑內(nèi)不要大量使用≤25 W的燈管。

b. 如果必須使用，設(shè)計(jì)提出技術(shù)要求，規(guī)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(shí)，配電線電流計(jì)算及截面選擇

（1）諧波效應(yīng)的計(jì)算： 當(dāng)用電纜或絕緣線套管時(shí)，按《建筑物電氣裝置布線系統(tǒng)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(tǒng)，N線和相線截面相同，同一電纜內(nèi)視為一個(gè)綜合發(fā)熱體原則來選擇截面。

當(dāng)3次諧波電流小于等于基波電流的33%時(shí)，應(yīng)按相線電流（含諧波）選截面；

當(dāng)3次諧波大于33%時(shí)，應(yīng)按N線電流選截面（其中，3次諧波為33%～45%時(shí)，應(yīng)除以0.86系數(shù)）。

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

此時(shí)，計(jì)入諧波后相線的計(jì)算電流約可達(dá)150～200 A。按258 A選擇相線和N線截面。

如果是明敷導(dǎo)線，也可以分別按不同電流選擇相線和N線截面。

5 照明節(jié)能的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

照明是人類光明的事業(yè)，節(jié)能、環(huán)保是人類共同的永恒主題，當(dāng)前國(guó)家倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，推進(jìn)照明節(jié)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(zhèn)流器，既可以為企業(yè)降低一定的能耗，同時(shí)還能響應(yīng)國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保，為節(jié)能環(huán)保做出一定貢獻(xiàn)。

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TB2

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

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10.13520/j.cnki.rpte.2015.04.017

寇渭新（1972-），男，1995年畢業(yè)于鄭州工業(yè)學(xué)院工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)，主要從事電氣設(shè)計(jì)工作。

2015-04-27