船舶照明与通讯.docVIP

第九章 船舶照明系统 电气照明对人的生活和生产活动都有着极重要的影响。在夜间或光线不足的情况下，电气照明提供好的视觉条件，通过视觉获得必要的信息才能进行有效的生产活动。因此从普遍的意义而言，照明对生产的安全、劳动生产率、产品质量和劳动卫生都有直接影响。就船舶而言，它还关系到船舶航行的安全。此外，船上人员几乎日夜处于电气照明条件下的工作和生活，不仅要求提供适当的照度，还需要提供一种舒适优美的生活环境。 　　本章内容主要包括照明技术的基本概念、船舶电光源和照明器的类型和特点，以及船舶照明供电系统的控制、保护和维护等。 §9-1 船舶照明电光源与照明器具 　　常用的电光源可分为两大类：(1)热辐射光源,如白炽灯、卤钨灯；(2)气体放电光源，如荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和汞氙灯等。 　　一、船舶照明电光源 1. 热辐射电光源 　　普通白炽灯及卤钨循环白炽灯都是用电能将灯丝加热到白炽程度而产生热辐射光。 　　1）白炽灯：结构简单，使用灵活，能瞬时点燃，无频闪，可调光，可任意位置点燃,价格便宜等。但由热灯丝蒸发出来的钨附着于温度较低的灯泡内壁，使灯泡逐渐黑化，光通减少，光效变低。同时使灯丝变细,寿命不长，且耐振性差。其寿命和光通量受电压波动影响较大，电压升高5%,寿命缩短25%；电压降低5%，光通减少18%。其结构如图9－1a)所示。 　　船用白炽灯的特点：灯丝稍粗,且其支撑加固，有较高的机械强度和耐振性。除作为普通照明光源外，船舶航行灯、信号灯和应急照明灯都只采用白炽灯，因为它不会因电压低落而熄灭。航行灯一般用插口灯头，大功率白炽灯都用螺口灯头，以增大导电接触面积。 　　 a) 白炽灯 b) 碘钨灯 图 9－1 热辐射电光源 2）卤钨灯：为克服普通白炽灯的缺点而出现了卤钨循环白炽灯，其结构如图9－1b)所示。耐高温的石英玻璃灯管内充有较高压力的惰性气体，同时充人微量的卤族元素碘或溴等。螺旋状的钨丝沿管轴线装置在一些支架上。灯丝热蒸发出来的钨向四周扩散时，与卤素化合生成气态的碘(或溴)化钨。因管壁温度比普通白炽灯泡的高，使卤化钨难于吸附于管壁；并且当其扩散或对流运动到更高温度的灯丝处时,卤化钨又分解为卤素和钨，使钨重新附着于灯丝上，如此循环不已。从而抑制黑化，延缓灯丝的变细，提高使用寿命。卤钨灯的光效比普通白炽灯高得多，因为它工作温度比白炽灯高。卤钨灯体积小功率大，携运方便，适用于较大空间要求高照度的场所的照明。如船舶蠢天甲板大面积照明，用lKW卤钨灯的亮度相当于5KW的普通白炽灯。 　　有些碘钨灯的灯管要求水平安装，其倾斜度不超过规定的角度，以避免因倾斜管内气体 对流不均而出现低端低温区的黑化，也避免倾斜使灯丝拉断。但溴钨灯的点燃位置没有限 制，因溴在灯内的分布不受对流的影响。 2．气体放电灯 　　由于所有气体放电灯都是利用强电场加速自由电子，使自由电子能以很大的动能撞击气 体或金属蒸汽的原子，产生雪崩式的电离并使温度升高。在高温下金属蒸汽原子又产生热电离，从而形成自持放电过程。电离的原子吸收能量跃迁到一个不稳定的激发态，但很快就自发的以辐射光子的形式释放出能量，返回到基态。处于不同激发态的原子，辐射出不同频率的光，有可见光也有不可见光。不可见光(例如紫外线)也可用来激发荧光物质发出可见光。当形成自持放电后，电流将急剧增大。为维持一定电流下的稳定持续放电，需要降低放电电压和限制放电电流。所以气体放电灯一般都要有能产生较高的点燃电压和限制放电电流的装置,如镇流器和触发器等。 　　1）荧光灯(俗称日光灯) 　　荧光灯是一种预热式低压汞蒸汽气放电灯。灯管抽空后充人少量的氩气和汞，灯管内壁涂有荧光物质，管内两端灯丝上涂有发射电子的阴极物质。灯管的型号、形状和功率不同，所要求的启动电压、工作电压和工作电流等不同,因此与其配套的镇流器和启动器也不尽相同。图9－2是荧光灯的一般接人电路。 　 　　　 图9－2 荧光灯接线图 　　启动器是一种简单的自动开关，电源电压可使其两电极间产生辉光放电，使双金属U形电极受热变形而接通灯丝电路，灯丝加热阴极发射电子；2～3s后因U形片冷却复原而断开电路，从而镇流器产生附加自感电压使灯管点燃。此后镇流器起降压限流作用。点燃后由于灯管的工作电压低于电源电压，启动器不再产生辉光放电。新型电子镇流器体积小、重量轻、耗电少。启动时产生高频脉冲起燃电压，不需要启动器,因而启动快(0.4～1.5s)。 　　荧光灯具有表面亮度低、表面温度低、光效高、寿命长、显色性较好、光通分布均匀等优点，广泛应用于精细工作或长时间从事紧张视力工作的场所。但不适于频繁开关