T5型日光灯应用实践

T5荧光灯应用的几点体会 一、 能源形势 随着经济建设的高速发展，我国对资源和能源的需求量也急剧上升。根据国 家统计局发布的2006年统计数据可以看到：2006年我国的发电装机容量已经达到62200万千瓦。年发电量达到28657.3亿千瓦时的水平，居世界第二位。另一方面发电总量的77.82 %来自于火力发电，电煤几乎占了全国煤炭总产量的50%！全国向大气中排放的二氧化碳总量中的80%，二氧化硫总量中的90%来自火力发电。对我国环境造成了很大的影响。党中央和国务院将环境和能源的问题放在了重中之重的地位，是非常英明的。 我国居民生活电总量已经达到了3252亿千瓦小时，比2000年几乎增加了1倍。批发、零售业和住宿、餐饮业用电达到847.3亿千瓦小时，比2000年增加1.15倍。其增速明显高于GDP 的增长速度，这部分用电中照明用电占了相当大的比例。这组数据一方面显示城乡居民生活水平在迅速提高，另一方面表明照明节电的任务时非常艰巨的。 二、荧光灯的简要回顾    早期的荧光灯都是按照T12 (灯管直径12/8英寸)规格设计的，灯管内涂有卤磷酸盐并充氩气。由于其光效明显高于白炽灯，光效达到40~50lm/W（白炽灯只有10~15lm/W），因此荧光灯一问世立即得到了社会广泛的认可。荧光灯经过多年的生产和应用已经非常成熟，一直到上世纪末仍然为人们普遍应用。在工业商业和写字楼照明中最为常见的1200mm - 40W和600mm-20W灯管,。从数据中可以看出，灯管这个的长度正好和公共建筑物内600X 600mm天花板相匹配。 上个世纪70年代中前期的那次“能源危机”极大地刺激了整个西方世界，几个世界知名的电光源公司几乎同时开发了比T12明显节能的 T8型日光灯管。 T8灯管的名义直径是8/8英寸，内部充的是氪和氩的混合气体（75% ：25%）。由于氪气会使电极的损耗减小，所以T8日光灯管的效率比T12高，光效达到70lm/W左右。T8灯管和T12灯管相比，其节电率在10%左右。从80年代进入我国市场，到现在已经成为直管两端日光灯市场上的的绝对主力。2006年T8灯光的产量已经达到68731.09万支，为照明节电做出了非常大的贡献。 二、 T5灯管 1974年在荧光灯的发展史上发生了一个重大的事件：在桑顿和凯丹的三基色理论的指导下，使用三基色荧光粉的荧光灯管研制成功。使荧光灯的光效，寿命，色彩还原性能都得到了一次质的飞跃。这给开发高光效的细管荧光灯奠定了基础。 T5荧光灯从名称上就可以看得出这种日光灯管的直径更细，只有5英分，（5/8英寸）公称直径是16mm。光效可以达到100lmW-1以上， 由于灯管变细，所以其表面负荷加大，加上灯管细了以后电子温度会升高，使得185.0nm紫外线辐射的比例增加。根据测试T8灯管的该波长紫外线的辐照度是T12灯管的2倍左右。这就加速了卤磷酸盐荧光粉的衰退过程，影响了灯管的寿命。而三基色荧光粉对紫外线辐照却有着卓越的抗御能力。T5灯管的紫外线辐照度是T12 灯管的6倍左右，如果不使用三基色荧光粉，灯管的寿命问题是根本无法解决的。 但是三基色荧光粉的价格是卤盐荧光粉价格的50倍以上，因此三基色灯管的价格比卤盐灯管高得多，这对三基色荧光灯管的推广很不利。上世纪末，这个问题有了突破，一则是因为稀土元素的市场价格随着产量提高有所下降，二则人们普遍开始采用一种叫做双涂层的工艺。工艺过程是这样的，首先在灯管的内壁涂上一层卤磷酸盐荧光粉，然后在这一层粉的上面再涂上一层三基色荧光粉。这样卤盐荧光粉光谱宽的特性得到了发挥，同时三基色荧光粉抵抗紫外线辐照的能力也得到了充分的发挥，灯管的造价随之大幅度降低，目前市场上国产的T5日光灯管几乎都是用这种工艺生产的。 从厂家提供的参数可以看出，在环境温度25CO的时候，T5-28瓦的灯管和T8-36瓦卤磷酸盐荧光粉灯管的光通量几乎相等，但是寿命要长1/2。显色指数Ra82~85，（卤磷酸盐荧光粉灯管的显色指数一般在Ra70左右）。在得到相同照明效果的前提下，T5灯管的耗电量比T8要下降23%左右。 目前国内的几个大型电光源生产厂家已经采用了产量达到1200支/小时的自动化生产设备，使产品质量有了相当可靠的保证。 另外，T5日光灯管的工作电压明显高于T8 灯管，常见的电感式镇流器无法点燃T5灯管，所以和T5灯管相配的镇流器几乎都是电子式的。而电子镇流器的耗电量比电感镇流器要减小50%左右。这使 T5型日光灯比T8更加省电。 根据笔者亲自采集来的一些测试数据表明：如果使用T5日光灯替换卤磷酸盐荧光粉T8日光灯（配电感型镇流器）后，灯具的总耗电量要下降40%左右。此外，还会带来一系列好处： 1） T5日光灯管的工作电流(0.17A)比T8灯管的(0.43A)要小得多，而线 损与电流的平方成正比（线损=I2R），所以使用T5荧光的以后，照明线路的线损及变压器的铜损都会下降。 2） 由于功率下降T5灯具的发热量明显小于T8，这使建筑物内空调负 荷也随之减小，可以有效地降低空调系统的用电量。 3） T5灯管的显色指数Ra达85明显高于使用卤磷盐的T8的67，视觉 效果会有较大改善。 4） 由于T5荧光灯都是用电子镇流器，能够有效地克服频闪效应，光通 量提高10%以上，能够有效地减轻人的视觉疲劳。 目前所有进行过T5灯管替代T8改造后的建筑物都取得了非常好的节电效果。 四、 T5 灯管推广中的一些问题 尽管使用T5日光灯比T8，T12日光灯要明显节约用电，但推广的速度比T8慢了许多。笔者根据这些年的观察有以下一些发现： T8型荧光灯在全世界的推广是异常顺利的。因为两种灯管安装尺寸和电参数完全相同，所以用户该用T8灯管的时候没有任何障碍。 而T5灯管和T8灯管相比就发生了很大的变化： 1）外形尺寸 A、T8-36瓦和T12-40瓦灯管的长度是1200mm ,而T5-28瓦灯管的长度1149mm。 B、T8和T12灯管的灯头型号是G13 ,而T5灯管的灯头型号是G5。（灯头型号的数字代表灯头两个触脚之间的距离，G13表示触脚距离是13mm，而G5是5mm。） 2）电参数 灯管型号 工作电压V 工作电流A T12，T8 103 0.43 T5 167 0.17       由此可见，T8和T12的灯及其附属电路与 T5灯管毫无相似之处。想要使用T5灯管，首先要将原来的灯具拆掉换上T5型日光灯的灯具才行。 这一来就大大提高了更换新光源的成本，同时更换新光源所花费的工时也随之大幅度增加。正是这个原因严重地影响了T5 荧光灯的推广。 五、解决的途径 2005年在市场上出现了一种叫作：T5日光灯转换器的产品（专利号ZL2004，20095742.9）。该产品比较成功地解决了这个问题，使得T5日光灯的推广明显地方便起来。 基本结构是这样的：因为T5日光灯管比T8日光灯管短51mm，而转换器两个部件加起来得的长度正好也是51mm。在转换器的外侧是与T8灯具连接的G13灯头，而内侧是与T5灯管连接的G5灯头。转换器比较粗的那一部分（A）实际上就是一个电磁镇流器。细的那一部分（B）只起转换作用。将转换器安装在T5日光灯管的两端以后，其安装尺寸和T8灯管完全相同。这样T8灯具就能够和T5灯管很好地结合起来了。如图： 还有两点要注意： 1、 必须把原来的起辉器换成一个保护器，保护器的作用实际上 就是相当于保险丝。此时原来的电感镇流器在回路中作为滤波线圈使用，它能够滤除大部分向电网反馈的高次谐波。 2、 如果原灯具带有补偿电容，则应将其断开。采用转换器以后， 完成一支T5灯管的安装只用一分钟的时间，工作效率非常高。这个产品的出现使T5日光灯管的应用变得十分简单，对T5日光灯管的推广起到了非常好的促进作用。 例如：解放军某学院将教室和办公室的照明用T10荧光灯（18000支），全部更换成了由普罗斯普（北京）节能公司提供的夜牛牌T5日光的转换器，加配欧司朗T5-28瓦灯管。全学院用电量下降了17%，仅仅主楼每个月就节约电费5万余元。 北京东环广场将在地下车库，值班机房等处的1700支T8型—36瓦日光灯（电感镇流器）更换成夜牛牌T5转换器+欧斯朗T5型—28瓦灯管 ，节电率超过44%，年节电量超过30万千瓦时。 但注意这种产品不宜在比较潮湿环境或者电网中高次谐波含量比较高的地方使用。 市场上还出现了一种支架型T5—T8日光的转换器，其原创也是一种很好的思路。如图： 这种转换器的外观是一个支架，支架的外连接尺寸正好与T8灯管尺寸的安装尺寸相同，T5灯管安装在这个灯架之内。这种支架型转换器实际是一个电子镇流器。 在应用中发现它也有不足： 1、安装在支架上的T5灯管的轴线与原来T8灯管的轴线不在一条线上，T5灯管轴线要下沉10至25mm（因为品牌不同而异）。在防暴灯具和带有漫射面板的格栅灯具中往往无法安装。 2、在带有柱状近抛物线反射器的T8灯具中，由于同样的原因T5的灯管不在柱状反射面的焦线上，加上支架遮挡了射出来的部分光线，所以照明效果不如原来使用T8灯管时均匀。 建议此时选用自带反射器的转换支架，其照明效果还是很好的。 六、选用T5日光灯要注意的一些问题 1、 适配性 各品牌T8灯管和镇流器之间基本上不存在适配性问题，因为标准中对灯管的电参数有非常明确的规定。但T5灯管到目前为止没有这方面的统一标准。各厂家都在根据自己的厂标组织生产，于是适配性的问题就突现出来了，如果选用的镇流器和灯管之间不匹配性不好，就会引起一些的不良后果，例如：灯管寿命缩短或者灯管的光通量降低等等。因此，已经使用T5型日光灯的单位在进行灯管更换的时候一定要尽可能要使用与原来品牌的灯管。 还有一点，社会上盛行着一种叫做“OEM”（贴牌）的委托加工形式，市场上出现了不少闻所未闻的品牌。这些产品的寿命往往比较短，一旦这个品牌消失了，用户就只能改用其它品牌的产品，此时适配性问题就接踵而。这给使用单位带来了不少麻烦，甚至带来不应有的损失。因此建议大家尽可能避免使用贴牌产品。 2、环境温度 T5日光灯管和T8日光灯管之间还有一个明显的差异——最佳工作的环境温度不同。请看下表： 从表中可以看出：T8日光灯管的最佳工作环境温度是摄氏25度左右，T5日光灯管的最佳工作环境温度是摄氏35度左右，因为此时灯管内汞蒸气压正处在最佳点。日光灯管在高于或者低于最佳工作温度点的时候灯管的效率都会下降。例如：T8日光灯在0摄氏度的时候，它的光输出量只有最大光输出的50%多。T5灯管的光输出大约只有最大光输出的20~30%。 正因为存在这样一个问题，T5荧光灯管不适合在环境温度比较低的地方使用。例如：在我国北方地区的室外照明、北方地区地下车库出入口处照明等等。此时T5灯管的光输出将会大幅度衰减，当气温下降到-10CO的时候，T5灯管几乎不能够正常点燃。此时即使能够勉强点燃，灯管的寿命也会大受影响。 3、 要注意高次谐波问题。 目前市场上的T5荧光灯镇流器和转换器质量参差不齐，高次谐波就是其中一个比较重要的问题。部分产品为了降低生产成本，在荧光灯辅助电路中没有设置功率因数矫正回路和滤波回路，这些产品的高次谐波严重超标。在商场、写字楼等等大面积使用的地方是存在一定危险性的。因为三次谐波是叠加的，其后果是干线的中性线电流大幅度上升，以至超过中线的额定载流量，最终因为导线过热引发火灾。当年江西省某商场的大火就是因此而引发的。同时如果低压电网中高次谐波成分过高就会影响供电质量，对电网中的灵敏设备产生不利的影响，也增加了电网中其他用电设备的耗电，同时还会影响它们的寿命。因此在大面积使用T5荧光灯灯具或者T5荧光灯转换器的之前，一定要对产品的高次谐波问题进行认真地考察。 4、正确选用反射器（俗称反光罩） 在许多有关电照明的教科书上，为了使学生对照度单位lx有一个比较具体的认识，经常举这样一个例子：一只40瓦白炽灯在距离人的面孔1米的时候，人脸上的照度是30lx左右。如果在灯泡的后面加上一个搪瓷的反射器，人脸上的照度就可以上升到80lx左右。可见正确选用反射器对提高照明效果是非常有意义的。 但目前建筑物公共区域内（地下停车场，员工走廊，设备机房等等）荧光灯具大多不带反射器，这实际上就是浪费。建议使用单位和个人在选用T5灯具的时候，要根据使用现场的具体情况正确选择灯具的反射器，这样可以减少照明灯具的数量，达到节约照明用电的目的。 4、 谨防假冒伪劣 目前市场上T8—T5转换器的品牌非常多，其中相当一部分都是假冒伪劣 产品，是依靠不完全仿造生产出来的，产品质量很不能令人满意。有的为了减小成本在元件选择的时候降低标准，有的对线路进行了简化。由此导致在使用的过程中装唤起 七、几点建议 1、 抓紧完善相关的国家标准和行业标准的， 国家的主管部门应该抓紧制定一整套T5日光灯管的标准，尽快结束目前 T5荧光灯生产中的“战国时代”。从根本上解决灯管与镇流器的适配性问题，为T5灯管的大规模推广打下良好的基础。 2、 从源头抓推广 选用T5荧光灯灯具的初期投入和选用T8灯具相差无几，但在建设初期就使用T5荧光灯的建筑物却很少。笔者在2007年内先后看见了10余座大中型商写建筑物的设计图纸。其中，只有1套图纸选用了T5 荧光灯。当就这个问题询问设计单位的时候，一部分表示对T5荧光灯不是十分了解，另一部分表示委托设计单位没有提出这方面的要求。 为什么我们的照明节电工作总是在“先浪费后治理”的怪圈里徘徊呢？这个问题值得探讨。主管部门是否应该考虑将工作重点向前移，从设计规范， 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 审核的阶段就入手，实行全过程控制，这样节能管理才会更加有效。 3、加强照明节电的普及力度 节约能源、保护环境是我们国家的既定方针，因此节能降耗工作的能否 广泛开展，一方面是政策法规，另一方面就是看全民的参与程度。全民的参与程度与节能技术，节能管理，节能产品的普及有着极其密切的关系。取决于节能信息在全社会的共享程度。 只有节能的理念，意识，基本知识等等在各阶层人们的思想深处中有了淀积，整个社会人群的节能意识提高到一定程度以后，整个国家才会从被动节能过渡到主动节能，我们才能建设成节能型，环保型社会。而这个淀积的过程是十分漫长的，这是一项艰苦细致的工作。在这方面，一些发达国家的经验很值得我们借鉴的。 以上是这几年使用T5荧光灯实践中的一些体会，仅供各位读者参考。由于笔者工作接触面比较窄，难免挂一漏万，仅希望本文能对T5荧光灯的推广起到抛砖引玉的作用。 参考文献： 1、朱小清主编    照明技术手册            北京 机械工业出版社  2003 2、余丽华        电气照明                上海  同济大学出版社 2001 3、陈大华译      光源与照明              上海  复旦大学出版社 2000 4、周太明等      光源原理与设计          上海  复旦大学出版社 2006 5、周太明等      高效照明系统设计指南    上海  复旦大学出版社 2003 6、赵革等        电光源实用手册          北京  中国物资出版社 2005 7、刘跃群        光源电器原理与应用技术  北京  化学工业出版社 2003 8、日本照明协会  照明手册（日本）        北京    科学出版社  2005 9、周太明等      高效照明系统设计        上海  复旦大学出版社 2004 10 编写组        荧光灯生产基本知识      北京  轻工业出版社  1983 11、刘锡金等      荧光灯使用常识          北京  轻工业出版社  1987  12、由沈晓琳提供的 普罗斯普（北京）节能公司技术资料            2005