核电站配电室照明灯具布置调整影响分析

曹凯

【摘要】文章通过研究核电站配电室中灯具由于通风管干涉原因引起的照明布置变化，对两种方案使用利用系数法计算改变布置前后房间内的平均照度及在工作面上的点照度，对计算结果进行科学性、理论性的分析，通过比较分析，选择最好的解決方案。通过该问题的解决，目的使大家达到认知并掌握正确调整灯具布置的理论依据。

【关键词】核电站;配电室;照明;影响分析          【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.096

1、引言

照明系统是核电站的重要组成部分，好的照明布置，可以为运行和检修人员创造舒适合理的视看环境，提高运行维护的工作效率，保证核电站安全、稳定、可靠运行。光线太强或者太弱均会影响运行和检修人员站内工作的效率。因此，我们必须要了解多强的光是适合工作的。照度即为光照强度，物理上可以解释为单位面积上通过的光通量。

在M310及ASE91等核电照明安装工程中，经常会出现照明专业与其他专业碰撞从而调整灯具布置的情况，照明布置的改变势必改变原设计的照度。在满足原设计的照度及国家规范要求的前提下，如何选用最佳的调整方案是重中之重。

2、配电室灯具布置问题分析

核电31UCB08130房间（配电室）中存在大量的BFA、BFB、BFK、BMJ等低压配电设备，其作为核电系统中的低压动力控制枢纽，操作员记录房间中盘柜数据、动作都关系着整个核电系统运行的安全，现场优良的照明起着重要作用。

31UCB08130房间中，俄罗斯设计院照明灯具布置采用的灯具型号是INOX LED1200 60W，由于合同中规定灯具属于中方供货，经过中方转换为国之光厂家GZG-LSF1250型号的灯具。

GZG-LSF1250型号灯具的技术参数是：电压220V，功率50W，光通量3443Lm，防护等级IP65，外形尺寸为210×1310×100mm。

图1云图所示31UCB08130房间中正常照明灯具的安装方式是距地面3.5米挂墙安装，但灯具被纵向风管挡住，导致设备作业面的亮度太低，影响现场工作人员操作及数据的记录，照明无法满足现场运行要求。

平均照度的计算通常应用利用系数法，该方法考虑了由光源直接投射到工作面上的光通量和经过室内表面相互反射后再投射到工作面上的光通量。利用系数法适用于灯具均匀布置、墙和天花板反射系数高、空间无大型设备遮挡的室内一般照明。

应用利用系数法计算平均照度的基本公式：

式中：

Eav——工作面上的平均照度，lx;

∅——光源光通量（按照国际规定的标准人眼视觉特性评价的辐射通量的导出量），lm;

N——光源数量;

U——利用系数（由灯具的照射和墙、顶棚的反射而得到的光通量与光源发射的额定光通量之比。所以，他与灯具类型、灯具效率、照明方式、房间内各表面的反射系数有关。与灯具效率相比，灯具的利用系数反映的是光源光通量最终在工作面上的利用程度）;

A——工作面面积，m²;

K——灯具的维护系数（照明设备使用一定周期后，在工作面上产生的平均照度与该装置在相同条件下新安装时产生的平均照度之比。为使招募场所实际照度水平不低于规定维持的平均照度值，照明设计计算时，应考虑因光源的光通量的衰减、灯具和房间表面污染引起的照度降低，因此，照度计算时应计入维护系数值[2]K=0.80;

根据公式（2-1）计算31UCB08130房间内的平均照度，可得：

GB50034-2013《建筑照明设计标准》中规定配电装置室的平均照度要求最低要求是200lx，很显然，调整前房间内的平均照度不满足国家标准要求。

3、调整方案的比较、分析与论证

针对照明不满足现场安装需求，现场实行的调整方案有两种：

3.1方案一

降低灯具的安装标高，固定在墙上安装。

3.1.1方案一的平均照度分析计算

灯具调整后的该房间平均照度根据公式2-1计算

可得：

3.1.2方案一工作面的点照度分析计算

根据图1，线光源在垂直工作面P点上的点照度计算公式为：

式中：

——线光源光通量为1000lm时，在θ平面上垂直于轴线的单位长度光强，cd/m;

∅——光源光通量，lm;

h——线光源在计算水平面上的计算高度，m;

AF——垂直方位系数。

线光源指的宽度b小长度L小的多的发光体。线光源的长度小于计算高度的1/4（即L<1/4 h）时，按点光源进行照度计算，其误差小于5%。当L≥1/4 h时，一般应按线光源进行点照度计算[3]。

当线光源由间断的各段光源构成，各段光源的特性相同（即采用相同的灯具），并按统一轴线布置，而各段的间距s又不大时，可以视为连续的线光源。不连续线光源按连续光源计算照度当其距离时，误差小于10%。此时光强或单位长度光强应乘以一个修正系数C，其计算公式为：

式中：

l'——各段灯具长度;

s——各段灯具间的距离;

N——整列光源中的灯具数量;

在31UCB08130房间中，调整后的灯具之间的间距s=0.50m，高度h=1.0m，cosθ=0.78，经计算可知，所以可以视为连续的线光源，此时无需考虑修正系数。

根据公式2-3计算可得：

3.2方案二

将灯具移动到风管另外一侧安装，灯具的安装方式改为悬挂式安装。

3.2.1方案二的平均照度分析计算

灯具调整后的该房间平均照度根据式2-1计算

可得：

3.2.2方案二工作面的点照度分析计算

按照方案二调整后的灯具之间的间距s=0.50m，高度h=1.0m，cosθ=0.78，经计算可知，所以可以视为连续的线光源。

根据公式2-2计算可得：

3.3 方案一与方案二的比较、分析

（1）灯具根据方案一与方案二调整后的平均照度都是211Lx，通过对比，211Lx的照度都能满足国家标准GB 50034-2013《建筑照明设计标准》的规定;

（2）设备工作面上的点照度通过比较可知，方案二的63.2Lx的点照度优于方案一的50Lx的点照度;

（3）方案一的方法解决了照明不被遮挡的问题，但是由于设备31BFB03的工作面高度为0.5至1.7米，当记录人员在设备前方记录数据的时候，灯光处在背后，会有阴影投射在工作面上，阴影的存在可能会影响设备的读数及工作人员对工作面上颜色的识别。方案二不仅解决了照明不被遮挡的问题，而且解决了工作面阴影区域存在的问题。这方面，方案二优于方案一。

综合分析，采用了方案二来满足现场安装。

结论：

本文通过对核电配电室房间内灯具布置调整的影响分析，分别分析了两种方案对房间内平均照度及工作面点照度产生的影响。得出的结论为：方案二对配电室房间内灯具布置调整方案是合理的。

通过本课题的研究，向大家阐述在核电站照明布置修改时所需要的理论依据，希望对核电站乃至其他项目安装过程中已经处理或者将要处理的照明修改问题提供一定的指导作用。

参考文献：

[1]戴瑜兴，民工建筑电气设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2007;

[2]北京照明学会照明设计专业委员会，照明设计手册（第二版），中国电力出版社，2006。

[3]GB50034-2013《建筑照明设计标准》