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常用电光源和安装、电动机种类和安装
第四节 电气照明及动力设备工程
考情分析：本节近年4单2多，共6道。
一、常用电光源和安装
(一)常用电光源及特性
常用的电光源有：
热致发光电光源(如白炽灯、卤钨灯等)
气体放电发光电光源(如荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物灯等)
固体发光电光源(如LED和场致发光器件等)。
气体放电光源一般比热辐射光源光效高、寿命长，能制成各种不同光色，在电气照明中应用日益广泛。热辐射光源结构简单、使用方便、显色性好，故在一般场所仍被普遍采用。
1.白炽灯
白炽灯是靠钨丝白炽体的高温热辐射发光，它结构简单、使用方便、显色性好。白炽灯的功率因数接近于1.故发光效率低，平均寿命约为1000h，受到振动容易损坏。
白炽灯适用于：要求照度不很高的场所，局部照明、应急照明，要求频闪效应小或开关频繁的地方，避免气体放电灯对无线电或测试设备干扰的场所，需要调光的场所。
2.卤钨灯
卤钨灯也是一种热辐射光源。卤钨灯工作温度和光效大为提高，寿命也增长，已取代普通白炽灯。卤钨灯适用于照度要求较高、显色性要好，且无振动的场所，要求频闪效应小的场所及需要调光的场所。
3.荧光灯
荧光灯是一种低压的汞蒸气弧光放电灯。
荧光灯适用于悬挂高度较低、又需要照度较高的场所，需要正确识别色彩的场所等。
目前常用的荧光灯有：
(1)直管形荧光灯。T5显色性好，光衰小，寿命长，平均寿命达10000h.
(4)单端紧凑型荧光灯。灯管、镇流器和灯头紧密地联成一体(镇流器放在灯头内)，故称为“紧凑型”荧光灯。通过E27等灯头直接与供电网连接，可方便地直接取代白炽灯。这种荧光灯大都使用稀土元素三基色荧光粉，因而具有节能功能。
4.高压水银灯
高压水银灯又称高压汞灯，是利用高压水银蒸气放电发光的一种气体放电灯。
高压汞灯的优点是省电、耐振、寿命长、发光强;缺点是启动慢，需4～8min，当电压突然跌落5%时会熄灯，再次点燃时间约为5～10min，显色性差，功率因数低。
自镇流高压汞灯优点是发光效率高，省电，附件少，功率因数接近1.缺点是寿命短，只有大约1000h，但光色好，显色性好，经济实用，故可以用于施工现场照明工业或工业厂房整体照明。
5.高压钠灯
高压钠灯使用时发出金白色光，具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点;广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、车站、广场、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。
高压钠灯发光效率高，属于节能型光源，适用于要求照度高、但对光色无要求场所以及多烟尘场所。它的结构简单，坚固耐用，平均寿命长。钠灯辐射光颜色单一，为589nm的黄色光谱，显色性差，但紫外线少，不招飞虫。
钠灯黄色光谱透雾性能好，最适于交通照明;光通量维持性能好，可以在任意位置点燃;耐振性能好;受环境温度变化影响小，适用于室外;但功率因数低。
6.金属卤化物灯
金属卤化物灯主要用在要求高照度的场所、繁华街道及要求显色性好的大面积照明的地方。
7.氙灯
氙灯是采用高压氙气放电产生很强白光的光源。和太阳光相似，故显色性好，发光效率高，功率大，有“小太阳”的美称，它适于广场、公园、体育场、大型建筑工地、露天煤矿、机场等地方的大面积照明。
建筑施工现场使用的是长弧氙灯，大功率氙灯能瞬时点燃，工作稳定，耐低温也耐高温，耐振性好。氙灯的缺点是平均寿命短，约500～1000h，价格较高。氙灯在工作中辐射的紫外线较多，人不宜靠得太近。
8.低压钠灯
低压钠灯是电光源中光效最高的一种光源，寿命也是最长，还有不眩目的特点。
低压钠灯是太阳能路灯照明系统的最佳光源，低压钠灯发射波长是为589.0nm和589.6nm的单色光，特别适合于高速公路、交通道路、市政道路、公园、庭院照明。也是替代高压汞灯节约用电的一种高效灯种。
9.发光二极管(LED)
LED是电致发光的固体半导体高亮度点光源，可辐射各种色光和白光。具有节能、寿命长、绿色环保、耐冲击和防振动、无紫外和红外辐射、低电压下工作安全等特点。
缺点有：单个LED功率低，为了获得大功率，需要多个并联使用，但单个大功率LED价格很贵;显色指数低，在LED照射下显示的颜色没有白炽灯真实。
(二)灯器具安装
1.一般规定
(3)引向单个灯具的绝缘导线截面积应与灯具功率相匹配，绝缘铜芯导线的线芯截面积不应小于1mm2.
(4)除敞开式灯具外，其他各类容量在100W及以上的灯具，引入线应采用瓷管、矿棉等不燃材料作隔热保护。
(7)质量大于10kg的灯具，固定装置及悬吊装置应按灯具重量的5倍恒定均匀荷载做强度试验，且持续时间不得少于15min。
(9)除采用安全电压以外，当设计无要求时，敞开式灯具的灯头对地面距离应大于2.5m。
2.常用灯具
(2)悬吊式灯具安装应符合下列规定：
1)带升降器的软线吊灯在吊线展开后，灯具下沿应高于工作台面0.3m;
3.专用灯具
(3)景观照明灯具安装应符合下列规定：
1)在人行道等人员来往密集场所安装的灯具，无围栏防护时，灯具底部距地面高度应在2.5m以上。
(三)插座和开关安装
1.插座
(2)插座的接线应符合下列规定：
1)单相两孔插座，面对插座：右孔或上孔应与相线连接，左孔或下孔应与中性线连接;
单相三孔插座，面对插座，右孔应与相线连接，左孔应与中性线连接;
2)单相三孔、三相四孔及三相五孔插座的保护接地线(PE)必须接在上孔，插座的保护接地端子不得与中性线端子连接;同一场所的三相插座，其接线的相序应一致。
3)保护接地导体(PE)在插座间不得串联连接;
4)相线与中性导体不得利用插座本体的接线端子转接供电。
2.照明开关安装
(1)相线应经开关控制。
(2)开关边缘距门框边缘的距离宜为0.15～0.20m。
(四)吊扇、壁扇、换气扇安装
2)吊扇扇叶距地高度不应小于2.5m。
二、电动机种类和安装
(一)电动机分类
(1)按工作电源分类：直流和交流，其中交流电动机分为单相电动机和三相电动机。
(2)按结构及工作原理分类：异步电动机和同步电动机。
(3)按启动与运行方式分类：电容启动式电动机、电容运转式电动机、电容启动运转式电动机和分相式电动机。
(4)按用途分类：驱动用电动机和控制用电动机。
(5)按转子的结构分类：笼型感应电动机和绕线转子感应电动机。
(二)电动机的型号及选择
1.型号
常用的产品代号有：
Y：小型三相交流鼠笼异步电动机;
YR：小型三相绕线转子异步电动机;
2.电动机的选择
(1)电动机形式的选择。需根据环境条件确定电动机的形式，如开启式、防护式、封闭式、密闭式或防爆式。
(2)功率的选择。
负载转矩的大小是选择电动机功率的主要依据。
电动机铭牌标出的额定功率是指电动机轴输出的机械功率。
为了提高设备自然功率因数，应尽量使电动机满载运行，电动机的效率一般为80%以上。
3.电动机的启动方法
(1)直接启动。也称全压启动，启动方法简单，一般仅适用于容量7.5kW以下的三相异步电动机。具体接线方法有星形连接和三角形连接。
(2)减压启动
①星-三角启动法(Y-△)。当电动机正常工作时为三角形连接时，先用星形连接启动。
②自耦减压启动控制柜(箱)减压启动
这种启动方法不管电动机是星接或三角接都可使用。它可以对三相笼型异步电动机作不频繁自耦减压启动，以减少电动机启动电流对输电网络的影响，并可加速电动机转速至额定转速和人为停止电动机运转。对电动机具有过载、断相、短路等保护。
③绕线转子异步电动机启动方法
为了减小启动电流，绕线转子异步电动机采用在转子电路中串入电阻的方法启动，这样不仅降低了启动电流，而且提高了启动转矩。起动前把电阻调到最大值，合上开关后转子开始转动，随着转速的增加，逐渐减少电阻，待电动机转速稳定后，把启动电阻短路，即切除全部启动电阻。
④软启动器
软启动器与频率转换器相似，同样以电子和可控硅为基础。采用软启动器，可以控制电动机的电压，使其在启动过程中逐渐地升高，很自然地限制启动电流，这就意味着电动机可以平稳地启动，机械和电应力也降至最小;该装置还有一种附带的功能，即可用来“软”停机。
由于该启动器采用电子式电路，可以相对比较容易地通过安全和事故指示灯增强其基本功能，改善电动机的保护，简化故障查找，如失相、过电流和超高温保护，以及正常运行、电动机满电压和某些故障指示。
另外，软启动器除了完全能够满足电动机平稳启动这一基本要求外，还具有很多优点，比如可靠性高、维护量小、电动机保护良好以及参数设置简单等。
⑤变频启动
变频器是把工频电源(50Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机变速运行的设备。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
(三)电机的安装
(2)基础验收
一般基础承重量不应小于电机重量的3倍，基础各边应超电机底座边缘100～150mm。
(7)电机干燥
1)1kV以下电机使用1000V摇表，绝缘电阻值不应低于1MΩ/kV;
2)1kV及以上电机使用2500V摇表，定子绕组绝缘电阻不应低于1MΩ/kV，转子绕组绝缘电阻不应低于0.5MΩ/kV，并做吸收比(R60/R15)试验，吸收比不小于1.3.
干燥方法为：
外部干燥法(热风干燥法、电阻器加盐干燥法、灯泡照射干燥法)
通电干燥法(磁铁感应干燥法、直流电干燥法、外壳铁损干燥法、交流电干燥法)。
(8)电机控制和保护设备安装应符合下列要求：
1)电机控制及保护设备一般设置在电动机附近，以保证能监视到启动、运行状况。
2)每台电动机均应安装控制和保护设备。
4)装设过流和短路保护装置(或需装设断相和保护装置)，保护整定值一般为：
采用热元件时，按电动机额定电流的1.1～1.25倍;
采用熔丝(片)时，按电机额定电流的1.5～2.5倍。
(10)电机试运行
电动机第一次启动一般在空载情况下进行，空载运行时间为2h，并记录电机空载电流。
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