照明故障的原因及处理

一、照明的相关概念

1、可见光

可见光是电磁波辐射到人的眼睛，经视觉神经转换为光线，即被肉眼看见的那部分光谱。

2、光通量

光源发射并被人眼睛接受的能量之和。

3、光强

可见光在某一特定方向角内所放射的强度。

4、照度

光通量与照射面积之间的比例系数。

5、色温

光源所发出光的颜色与某一温度下“黑体”的颜色相同时，“黑体”的温度就称为该光源的色温。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成分越多，红色的成分越少。色温的单位为开尔文（K），白炽灯的色温为2700K，日光灯的色温为6000K。

6、光色

光色实际上就是色温，大致分三类：暖色<3300K；中间色3300～5000K；日光色>5000K。

7、显色性

显色性就是指不同光谱的光源照射在同一颜色的物体上时，所呈现不同颜色的特性。通常用显色指数（Ra）来表示光源的显色性。光源的显色指数愈高，其显色性能愈好。

8、灯具效率

指灯具输出的光通量与灯具内光源输出的光通量之间的比例，也叫光输出系数。灯具效率是衡量灯具利用能量效率的重要标准。其大小与灯罩所用材料、灯罩形状、光源中心位置有关。

9、光源效率

光源效率是指一个光源所发出的光通量φ 与该光源所消耗的电功率P之比。实际效率*发光效率=发光功率。

10、亮度

光源在某一方向上的单位投影面在单位立体角中反射光的数量称为光源在某一方向的光亮度。

11、眩光

视野内亮度极高的物体或强烈的亮度对比造成视觉不舒适称为昡光。

12、灯具平均寿命

是指50%灯具损坏的时间，也就是灯具的额定寿命。

13、光束角

光束角指的是灯具1/10最大光强之间的夹角。

14、遮光角

灯具出光边界与中心水平线的夹角称为遮光角，又叫保护角。在遮光角范围内看不到光源，避免了直射眩光。

15、暖色光

色温在3300K以下，红光成分较多，给人以温暖、健康、舒适的感觉。

16、冷白色光

又叫中性色，色温在3000~5300K之间，光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉。

17、冷色光

又叫日光色，色温在5300K以上，接近自然光，有明亮的感觉，易使人精力集中。

二、照明的分类

1、正常照明

正常情况下生产装置中的办公室、变电站、值班室、道路照明和生活所需的替代日光和辅助日光的照明。

1）一般照明

区域中均等照明，与位置无关。

2）局部照明

对特定位置、区域高照度需要的照明。

3）混合照明

一般照明和局部照明结合的照明。

2、应急照明

当正常照明因故停电熄灭后，对关键地点和关键位置，短时间内提供的应急光源。应急照明装置应由单独电源供电，照明线路上不得接其他临时用电线路或用电设备。应急照明电源应可靠。如采用蓄电池供电，连续供电时间不应少于20min，应急照明的照度不应低于工作照明总照度的10%。

1）事故照明

在关键生产地点或生产位置失去正常照明的情况下，短时间内提供的应急光源。如控制室、消防中心、总机室等。

2）疏散照明

在紧急情况下，保证人员安全疏散所提供的基本照明光源。

3）安全照明

在紧急情况下，保正处在危险环境中人员安全所设置的照明光源。

三、照明光源的分类

1、热辐射光源

热辐射光源是利用电流通过物体加热时辐射发光的原理所制成的光源，如白炽灯，卤钨灯等，能瞬时启动，功率因数高，cosφ=1。

1）白炽灯

白炽灯是电流将灯丝加热到白炽程度，灯丝热辐射发出可见光。白炽灯显色性好，无频闪现象，但光效低，使用寿命短。

2）卤钨灯

在耐高温的石英玻璃灯管内充填惰性气体，同时加入微量的卤素物质，利用卤钨再生循环的作用，蒸发的钨与卤素结合成卤化钨，无法附在高达600℃灯管内壁上，又扩散或对流到高温灯丝附近分解成卤素和钨，钨被吸附在灯丝表面，卤素又与蒸发出来的钨反应。卤钨灯应水平安装，水平线偏角不得大于4°，否则卤素物质将沉淀到灯管低端，高的一端失去卤素物质，这段钨丝会过早损坏断裂。

2、气体放电光源

气体放电光源是利用气体放电时发光的原理制成的，如荧光灯、高压汞灯、钠灯、金属卤化物灯、氙灯、无极灯等。

1）荧光灯

荧光灯是一种低压汞蒸气放电灯，灯管内充有稀薄的惰性气体和汞蒸气。由钨制成的灯丝涂有利于发射电子的氧化物。

荧光灯热损失小，光通量分布均匀。但频繁启动会降低寿命，不适用于频繁启动的场所。

2）高压汞灯

高压汞灯内管为石英放电管，外管加有反射膜成为反射型高压汞灯，使光通集中投射。在外管内将钨丝与放电管串联成为自镇流式高压汞灯。高压汞灯熄灭后再起动需5～10s，不适用于事故照明。

3）钠灯

特种玻璃制成的放电管内充有适量的钠、汞滴和惰性气体，放电管和玻璃壳之间抽成真空。钠灯透雾能力强。

4）金属卤化物灯

金属卤化物灯在放电管内除充有汞和氩气外，还充有发光的金属卤化物。金属卤化物灯发光效率高，显色性好，是一种接近日光色的节能新光源，广泛应用于体育馆、展览中心、工业厂房、车站、码头等大型场所。

5）氙灯

氙灯是一种在管状石英泡壳内充有适量高纯度氙气的放电弧光灯，灯管内工作压力为高压或超高压。氙气放电能发出很强的弧光，光谱跟日光接近，氙灯又称为人造小太阳。氙灯发光效率高，使用寿命长。氙灯工作时辐射紫外线较多，人不宜靠得太近，氙灯适用于广场、飞机场等大面积照明。

6）无极灯

无极灯又叫电磁耦合放电灯，它是利用高频磁场激发荧光粉放电的，灯内没有灯丝，所以寿命很长。无极灯由高频发生器、耦合器和灯泡三部分组成。它是通过高频发生器的电磁场以感应的方式耦合到灯内，使灯泡内的气体雪崩电离形成等离子体。等离子体受激原子返回基态时辐射出紫外线，灯泡内壁的荧光粉受到紫外线激发产生可见光。无极灯节能、无频闪、防震、环保、高光效、寿命长，广泛应用在路灯、隧道、长时间不需要人维护的地方。

3、半导体LED光源

1）半导体LED灯基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用。

2）发光二极管LED的核心部分是P型半导体和N型半导体组成的晶体片，二者之间的过渡层PN结两端加上正向电压，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外线到红外线不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

3）最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来在汽车信号灯和指示屏中得到了应用。现在广泛应用于各种照明，产生了很好的经济效益。

四、照明灯具的选用

1、配光的选择

配光的选择主要是根据各类灯具的配光特点及使用场合要求来综合考虑。

1）办公室及公共建筑中，房间的墙和顶棚要求有一定的亮度，要求房间内多表面有较高的反射比，并需有一部分光直接射到顶棚和墙上。可选用上射光通量不小于15%的半直接形灯具，有吊顶的可采用嵌入式格栅荧光灯具。

2）工业厂房应采用效率较高的开启式直接型灯具。高大的厂房内可选用配光较窄的灯具，但对有垂直照度要求的场所不宜采用；厂房不高或要求减少阴影时，可采用中照型、广照型等配光的灯具。

3）为了限制眩光，应采用表面亮度低、保护角符合规定的灯具，如带有格栅或漫射罩的灯具。

4）要求垂直照度时，可选用不对称配光的灯具，也可选用指向型灯具，如聚光灯、射灯等。

2、按环境条件选择

按环境条件选择，应特别注意有火灾危险、爆炸危险、灰尘、潮湿、振动和化学腐蚀等特殊的环境条件，灯具的外壳防护等级应确保灯具在特殊环境条件下安全工作。

3、按防触电保护要求选择

1）0类灯具安全程度不高，只能用于安全程度好的环境，如空气干燥、木地板的场所。

2）I类灯具金属外壳接地，安全程度有所提高，可用于投光灯，路灯等。

3）II类灯具绝缘性好，安全强度高，适用于环境差，人经常触摸的灯具，如台灯，手提灯等。

4）III类灯具采用特低电压，安全程度最高，用于恶劣环境，如机床灯，儿童用灯等。

4、按经济性选择

在满足照明质量、环境条件和防触电要求的情况下，应尽量选用效率高、利用系数高、安装维护方便的灯具。对可供选择的灯具和照明方案进行经济合理性比较，主要考虑初投资费、年运行费及年维护费。

5、灯具外形应与建筑物相协调

灯具的造型、尺寸、外表面的颜色等应与建筑物协调一致，还可以通过采用艺术灯具，如壁灯、吊灯、特制的各种灯具等来达到美化环境，烘托建筑的目的。

五、照明装置的安装要求

照明装置的安装要求可以概括成八个字: 正规 、 合理 、 牢固 、 整齐 。

1 、吊灯应装有挂线盒，每一支挂线盒只可装一盏吊灯。吊灯线的绝缘必须良好，并不得有接头。

2 、户内吊灯灯具高度一般不应小于2.5m。在干燥的非生产环境，如受条件限制，户内吊灯灯具高度允许降低为2～2.2m；户内吊灯灯具位于桌面上方与人碰不到的地方时，灯具高度允许降级为1.5m。户外灯具高度一般不应小于3m，墙上灯具高度可减为2.5m；不足以上高度时应加防护。

3 、装在户内的霓虹灯离地高度不应低于2.5m，低于2.5m时应加以遮护；装于户外的霓虹灯变压器和霓虹灯灯管离地高度不应低于4m，距离阳台、窗口及架空线至少1m。

4 、金属卤化物灯（钠、铊、镝灯）安装高度应在5m以上；管行氙气灯不应在低于20m高度以下使用。

5 、灯具安装应牢固可靠，户外灯除要考虑承受本身重量外，还要考虑承受风力。1kg以下的灯具可采用软导线自身吊装，吊盒及灯座内均应做防拉脱结扣；1～3kg的灯具采用吊链或吊管安装，采用吊链安装者，导线应编织在吊链内；采用吊管安装者，吊管直径不得小于10mm，管内导线不得有接头。质量在3kg以上的灯具应采用预理吊钩或螺栓。

6 、大型花灯的固定及悬吊装置，应作1.2倍的过载起吊试验。安装在重要场所的大型灯具的玻璃罩应有防止其碎裂后向下溅落的措施，一般可用透明尼龙丝编织的保护网。

7 、照明灯具，日光灯镇流器等发热元件不能紧贴可燃物安装，其间应有足够的距离，周围可燃物不得阻碍灯具通风。

8 、对于易燃易爆物的防护距离，普通灯具不宜小于300mm，聚光灯及碘钨灯等高热灯具不宜小于500mm，且不得直接照射易燃物。达不到防护距离时，应采取隔热措施。

9 、灯具若有导电金属件、金属管或吊链，应采取接零或接地措施。

10 、螺口灯头的中心触头应与相线连接，螺口应与零线(N)连接；

11 、碘钨灯及其他金属卤化物灯的灯线应固定在专用接线柱上；

12 、吊灯挂线盒内的接线应采取措施，防止接头处受力使灯具跌落；

13 、灯具内接线必牢固，外接线必须做可靠的防水绝缘包扎。

14 、任何灯具都必须经过照明开关配电与控制，配置完整的电源隔离、过载与短路保护及漏电保护器。

15 、路灯还应该逐灯另设断路器保护。

16 、配电箱内单相照明线路的开关必须采用双极开关；照明器具的单开关必须装在相线上。开关应排列整齐，便于操作；相邻开关相线、零线的配置及开、合的位置应一致。接线必须保证开关在断开位置时灯具不得带电。

17 、开关的安装高度一般为1.3m。暂设工程的照明灯具宜采用拉线开关控制，其安装高度为2～3m。宿舍区禁止设置床头开关。

18 、照明线路的相线和工作零线上都应装设断路器，断路器的额定电流原则上按过载保护确定。

19、 每一照明支路断路器额定电流不应超过16Ａ，每一照明支路上所接的灯具原则上不超过25盏。

六、照明故障的原因及处理

1、漏电

1）原因描述

线路绝缘破损或老化，电流从绝缘结构中泄漏出来，这部分泄漏电流不经过原定电路形成回路，而是通过建筑物与大地形成回路或超近在相线、中性线之间构成局部回路。漏电若不严重，没有明显的故障现象；若漏电流大于漏电保护器整定电流，漏电保护器就会跳闸。发生漏电的原因通常有以几下种：

（1）施工中损伤了电线和照明灯附件的绝缘结构。

（2）线路和照明灯附件年久失修，绝缘老化。

（3）违规安装，如导线直埋在建筑物的粉刷层内。

2）故障处理

将电源断电，用低压绝缘电阻表逐段测量火线和零线的对地绝缘电阻。发现绝缘电阻低的回路后，检查维修或更换此回路的线路、灯具。

2、过载

1）原因描述

实际电量超过线路导线的额定容量。故障现象为保护熔丝烧断或开关因过载跳闸。若保护装置未能及时起到保护作用，就会引起严重电气事故。引起过载故障的主要原因：导线截面小，原设计的线路和实际应用的情况不配套或由于盲目过量用电引起。

2）故障处理

（1）相应增加线路截面，增大保险丝和开关容量。

（2）重新分配负荷，方便时可将部分负荷挪到其他回路，或增加一路新的配电回路。

3、短路

1）原因描述

许多电气火灾就是在短路状态下酿成的。短路时保险丝熔断或开关跳闸。造成短路的原因很多，主要有：

（1）施工质量不佳，不按规范化的要求进行施工。

（2）用电器具内部存在短路故障引起。

（3）线路年久失修。

（4）导线或附件等受外力破坏而引起。

2）故障处理

先检查线路、照明设备、开关设备外观，看是否有明显的短路灼烧痕迹；若没有，可将电源断电，用万用表欧姆档逐段测量火线与零线间的电阻来查找短路点。

4、断路

1）原因描述

断路可能的原因：

（1）线头接触部分生锈；

（2）导线表面绝缘层虚接而里面芯线断开。

2）故障处理

（1）若火线带电，闭合照明开关后灯不亮，且断点前的零线带电为零线断了；

（2）若断点后火线、零线都无电，所有灯都不亮，说明是主回路中火线有断点；

（3）若个别灯不亮，说明是分支回路中有断点，可用逐段验电的方法来查找断点。

5、特殊断线

1）原因描述

三相四线或三相五线配电的照明回路，当总零线断路时，一般情况下是由于三相照明负荷分配不均匀，现象为有的回路的灯亮度比正常时亮，有的回路的灯比正常时暗或不亮；分别测量三相火线对零线电压，有的大于220V，有的小于220V。原因是总零线断开后，其电位已不再是变压器中性点的电位，而是由三相负荷的分配情况所决定的。总零线断路可能的原因：

（1）电缆受外力损伤。

（2）零线截面积过小，长时间发热老化。

2）故障处理

重新敷设一根零线，其截面积不应小于三相火线的截面积。若负荷电流中有3次电流分量，零线的截面积还应相应增大。