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LED交通灯基础知识-照明灯具

作者: 来源: 日期:2014/2/28 19:13:42 点击:1334 属于:行业知识

 LED交通灯属于灯具一类,灯具就是光源、灯罩及附件的总称。在现代照明中,光源虽然是主要的,但灯罩的作用非常重要。灯罩起着固定和保护光源,控制并重新分配光在空间中的分布,防止眩光等作用。
  1. 灯具的分类
  
   灯具的品种极其丰富,外形千变万化,性能千差万别,对灯具的分类方法也是多种多样,主要有以下几种。
  •  按采用的电光源分类:把灯具分成白炽灯具、荧光灯具、高压气体放电灯具、LED灯具等。
  • 按灯具的配光分类:把灯具分成直接照明型、全漫射照明型、全反射照明型、半间接照明型、间接照明型等五类。
  • 按建筑物的安装情况分类:把灯具分成吸顶灯、吊灯、壁灯、嵌入式灯、地脚灯、庭院灯、自动应急照明灯、移动式灯、道路广场灯等。
  • 按灯具的使用场所分类:把灯具分成开启型灯具、闭合型灯具、密封型灯具、防爆型灯具、安全型灯具、防振型灯具等。
  • 按安装方式分类:把灯具分成嵌入式、移动式和固定式三种。
  • 按用途方式分类:把灯具分成民用灯具、建筑灯具、工矿灯具、投光照明灯具、公共场所灯具、嵌入式灯具、船用荧光灯照明灯具、道路照明灯具、汽车/摩托车/飞机照明灯具、特种车辆照明灯具、电影/电视舞台照明灯具、防爆灯具、水下照明灯具,LED交通灯具。
 
  1. 灯具的配光曲线
 
发光强度在空间的分布是灯具的重要特性,通常用曲线来表示,所以又叫配光曲线,配光曲线一般有三种表示方法:一是极坐标法,二是直角坐标法,三是等发光强度曲线。
  • 极坐标配光曲线
   在通过光源中心的测光平面上,测出灯具在不同角度的发光强度值。从某一方向起,以角度为函数,将各角度的发光强度用矢量标注出来,连接矢量顶端的曲线即为极坐标配光曲线。如果灯具是有旋转对称轴的,则只需用通过轴线的一个测光平面上的发光强度分布曲线就能说明其发光强度在空间的分布,如果灯具在空间的光分布是不对称的,则需要若干测光平面的发光强度分布曲线才能说明其发光强度的空间分布状况。
  • 直角坐标配光曲线
   对于聚光型灯具,由于光束集中在十分狭小的空间立体角内,很难用极坐标来表达其发光强度的空间分布状况,就采用直角坐标配光曲线表示法,以横轴表示发光强度,以纵轴表示光束的投角。如果是具有对称旋转轴的灯具,则只需一条配光曲线来表示;如果是不对称灯具,则需多条配光曲线来表示。
  • 等发光强度曲线
   将发光强度相等的矢量顶端连接起来的曲线称为等发光强度曲线,将相邻等发光强度曲线的值按一定比例排列,画出一系列的发光强度曲线所组成的图称为等发光强度曲线图,常用的图有圆形网图、矩形网图与正狐网图。由于矩形网图既能说明灯具的发光强度分布,又能说明光量的区域分布,所以目前投光灯具采用的等发光强度曲线图都是矩形网图。
 
  1. 灯具的应用
 
  •  深照型灯具和特深照型灯具,由于它们的光线集中,适用于高大厂房或要求工作时有高照度的场所。这种灯具配有镜面反射罩,并以高压钠灯、金属卤化物灯、高压汞灯作光源,能将光线控制在狭小的范围内,获得很高的轴线发光强度。在这种灯具照射下,水平照度高,阴影很浓。
  • 石英灯也叫射灯,是一种轻型的投光灯灯具,主要用于重点照明,因此多数是窄光束配光,并且能自由转动随意选择方向。射灯装在内设电源线的导轨上,灯具可以沿轨道滑动,灵活性较大,非常适合商店、展览馆的陈列照明。
  • 筒灯一般是嵌入式灯具,将灯具嵌入在吊顶内,这种安装不会打破吊顶的装饰效果,而且它有较好的下射配光,能形成各式各样的光分布,具有很好的防眩光效果,能创造安静幽雅的环境气氛,一般用在酒楼、宾馆、家庭的客厅等处。
  • 荧光灯支架是一种均匀配光型直接照明灯具,它能产生均匀照明的效果,不容易产生阴影。敞开式荧光灯支架光效高,但有眩光,对保护视力不利。配棱晶罩灯具光效有所下降,但几乎没有眩光。荧光灯光效高,因此广泛用于商店、图书馆、学校、办公楼、银行等处。如果将荧光灯管组成一定的几何图案(如正方形、菱形、正三角形、正五边形等)安装在大厅里(营业厅、候车厅等),会产生良好的艺术照明效果。
  • 格栅灯盘,也是一种荧光灯灯具,与荧光灯支架不同的是它采用了光效反光罩,把光线控制在一定的范围内,提高了光的利用率,同时设遮光格栅来遮蔽光源,减少灯具的直接眩光。格栅灯具有嵌入式和吸顶式两种安装方式,它主要用于办公室、图书馆、商店等处。
 
  1. 灯具的功能
   灯具的基本功能是提供与光源的电气连接,此外还有许多其他重要的功能。大部分光源全方位地发射光线,这对大多数应用而言是浪费的,并由此造成眩光。因此,对大多数灯具而言,调整光线到预期方位,同时把光损失降至最低,减少光源的眩光,拥有令人满意的外形及强化灯点燃与未点燃环境的装饰性也是灯具的功能。灯具必须是耐用的,且能为光源,如有必要,有时也为控制电气附件提供一个电气、机械及热学上的安全壳体。
  •  光源的防护:光源除需要电气连接以外,还必须有机械支撑并要受到防护,防护程度视要求而定。
  • 适宜的机械性能:灯具部件必须有足够强的机械强度,从而确保在安装和使用时有适当的耐久性,同时有充分强的悬挂强度,金属部件必须有足够的耐腐朽能力。
  • 壳体要求:室外用灯具必须有严格的防尘和防水要求,而对某些特殊要求的室内灯具也要提供防护,以地狱水和尘埃的侵入。使用防护等级代码划分灯具外壳的防护等级。IP防护等级是由两个数字组成的,第一个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的防护等级(接触物保护、外来物保护等级);第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度(防水保护等级);数字越大,表示其防护等级越高。IP(International Protection)灯具防护等级见表1-4、表1-5.
 
      表1-4 灯具防尘、防止外物侵入的防护等级
标示数字 防护等级 定义
0 没有防护 对外界的人或物无特殊防护
1 防止大于50mm的固体物体侵入 防止人体(如手掌)因意外而接触到灯具内部的零件。防止较大尺寸(直径大于50mm)的外物侵入
2 防止大于12mm的固体物体侵入 防止人的手指接触到灯具内部的零件。防止中等尺寸(直径大于12mm,长度大于80mm)的外物侵入
3 防止大于2.5mm的固体物体侵入 防止直径或厚度大于2.5mm的工具、电线或类似的细小外物侵入而接触到灯具的内部零件
4 防止大于1.0mm的固体物体侵入 防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线或类似的细小外物侵入而接触到灯具的内部零件
5 防尘 完全防止外物侵入。虽不能完全防止灰尘侵入,但侵入的灰尘的量并不会影响灯具的正常操作
6 尘密 完全防止外物侵入,且可完全防止灰尘侵入
 
 
表1-5 灯具防湿气、防水侵入的防护等级
标示数字 防护等级 定义
0 没有防护 对外界的人或物无特殊防护
1 防止滴水侵入 垂直滴下的水滴(如凝结水)对灯具不会造成有害影响
2 倾斜15°时仍可防止滴水侵入 当灯具由垂直倾斜至15°时,滴水对灯具不会造成有害影响
3 防止喷洒的水侵入 防雨或防止与垂直的夹角小于60°的方向所喷洒的水进入灯具造成损坏
4 防止飞溅的水侵入 防止各方向飞溅而来的水进入灯具造成损坏
5 防止喷射的水侵入 防止来自各方向由喷嘴喷射出的水进入灯具造成损坏
6 防止大浪的侵入 装设于甲板内的灯具,防止因大浪的侵袭而浸水造成损坏
7 防止浸水时的水侵入 灯具浸在水中一定时间或水压在一定标准以下能确保不因进水而造成损坏
8 防止沉没时的水侵入 灯具无限期地沉没在指定水压的状况下,能确保不因进水而造成损坏
 
  • 电气要求:灯具也可根据保护使用者防电击的方式进行分类。类型1的灯具基本绝缘,所有的金属体都与一个接地端子连接,该端子用来与供电中的接地系统相连接。类型2的灯具防护由双重绝缘下的工作的两线照明电路提供。类型0的灯具不接地,仅有普通绝缘措施。各种电器元件和电线都必须在安全情况下工作。
  • 热要求:个部件的工作温度不能超过欧洲标准EN60598(英国出版的BS4533、BSI1981-1990)所规定的数值。热耐久性试验是在比额定环境温度高10℃、开关循环交替,高电压为5%~10%的条件下工作7天。试验时间和高电压值视光源和控制电器的类别而定。
  • 标志要求:必须有生产厂家的标识、供电电压、额定功率、分类、额定最高温度等。标志必须耐久,制作方法经得起试验。
  • 测试:新设计产品在工厂投产以前要进行一整套的测试项目,包括机械测试、外壳测试、电气测试、热测试和光度学测试。
 
  1. 灯用电气附件
   为保证不同类型电光源(白炽灯和气体放电灯)在电网电压下正常、可靠地工作而配置的电气器件统称为灯用电气附件。灯用电气附件按用途分类见表1-6.
 
      表1-6 灯用电气附件按用途分类
灯用电气附件 灯用变压器 低压普通白炽灯和卤钨灯变压器
霓虹灯用变压器(含冷阴极灯)
镇流器 荧光灯镇流器(含自镇流荧光灯)
高强度气体放电灯用镇流器
启辉器 荧光灯启辉器
触发器 高强度气体放电灯触发器
电容器 功率因数补偿;抗干扰;与镇流器配合稳定工作电流
灯用特殊电源 短弧疝灯直流电源
发光二极管电源
其他 热保护器和其他电气控制器件
 
   灯用电气附件按工作原理分类见表1-7
表1-7 灯用电气附件按工作原理分类
灯用电气附件 灯用变压器 铁芯(干式)变压器
电子型变压器
电感镇流器 阻抗型(铁芯型)电感镇流器
谐振式(铁芯型、恒功率)镇流器
(LC超前顶峰式镇流器)
半谐振式(铁芯型)镇流器
漏磁升压式(铁芯型)镇流器
电子镇流器 荧光灯电子镇流器
高强度气体放电灯电子镇流器
(HID电子镇流器)
启辉器、触发器 荧光灯启辉器
电子触发器
机械振子触发器
电容器 功率因数补偿;抗干扰;与镇流器配合稳定工作电流
 
  1. 灯具的机械附件
    • 灯头
   在灯具的结构中,固定光源并使其与灯座相连接的部件称为灯头。灯头分为:
  •  螺口式灯头。用圆螺纹与灯座进行连接的灯头,用“E”标志。
  • 插口式灯头。用插销与灯座进行连接的灯头,用“B”标志。
  • 插脚式灯头。用插脚与灯座进行连接的灯头,用“G”(对双插脚与多插脚灯头)或“F”(对单插脚灯头)标志。
  • 灯座
   保持灯的位置和使灯头与电源相连接的器件。防潮灯座是供潮湿环境和户外使用的灯座。这种灯座在使用时其特性能不受雨水和潮湿气候影响。
 
  1. 照明装置的安全性
   根据照明装置所涉及的有关设计和结构,照明装置可以分为以下三大类:
  •  具有抗电击安全保护性的照明装置。
  • 具有抗外界物体进入特性(如防灰尘、防潮特性)的照明装置。
  • 安装表面具有抗燃特性的照明装置。
   IEC对照明装置的安全性分为四类,分别如下:
  • 0类的表示符号为□。这类照明装置的电绝缘的,没有接地。装置的外壳可以由绝缘材料制成,从而部分或整体形成照明装置的绝缘功能;这类照明装置的外壳也可以由金属材料制成,但是其中的电路带电部件需和外壳绝缘。对于0类照明装置,可以对其中的带电部件实行强制性绝缘或双重绝缘。
  • 1类的表示符号为。对1类照明装置,除了被电绝缘的元件外,同时也提供了接地(用符号表示)并且这个接地部分对照明装置的外漏金属部件进行了连接,以确保外漏金属部件在带电的情况下能实现保护功能。对照明的供电接线端子也应同时提供接地端子。
  • 2类的表示符号为◎。对2类照明装置的外漏金属部件应确保不带电,这既可以通过双重绝缘也可以通过接地保护。
  • 3类的表示符号为㊣。这类照明装置在极低电压供电时也能确保安全工作,不会对周围环境造成危害。最常用的应用情况就是低交流电供应的应用场合(如42V)。对这类照明装置可以不用提供接地保护。
   为了确保电子产品的安全性,在欧洲国家范围有一种叫CE的认证,CE是“Conformite Europeenne”的缩写,表示在欧洲国家范围内流通产品一致性的最基本的要求,以确保市场监控部门有效地监控有关产品的性能指标。电光源产品要受到电磁兼容(EMC)和低电压电子产品监控部门的监控,CE主要针对与电子产品的安全性有关的内容。
   电光源产品在投入市场时应满足安全性、EMC和电性能的有关技术标准要求,并应通过有关技术认证部门的技术认证。
   根据IEC的要求,照明装置的供电电压应在额定供电电压的-8%~+6%范围内的变化。如果电源供电电压范围变化过大,则会产生以下几种结果:
  •  如果照明装置的供电电压过低,则会降低电光源的输出光通量;色漂移;在极端情况下产生照明装置的点火困难。
  • 如果照明装置的供电电压过高,则会降低电光源的使用寿命;降低照明控制装置的使用寿命;色漂移;功耗增加;在极端情况下会产生安全问题。  


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