传统道路照明

传统道路照明（精选6篇）

传统道路照明 篇1

随着社会的发展, 城市道路照明已逐渐发展成为体现城市整体形象的综合市政工程。经济合理地建设城市道路照明系统, 既美化城市环境, 又提高道路交通运输效率, 方便人民生活, 因此得到了全国大大小小城市的重视。目前, 我国相当一部分中小城市和乡镇的道路照明设计不规范, 不但浪费大量能源, 而且影响照明效果, 甚至对夜间交通埋下了安全隐患。因此在城市建设过程中我们要做好城市道路照明的设计工作。

1 道路照明的评价指标

评价城市道路照明系统的好坏, 主要有以下四项标准:

1.1 平均亮度

人们能够看清楚道路表面上的物体, 主要取决于路面的表面亮度。亮度是道路表面单位面积上反射出的光量。道路表面的亮度对是不是能够清晰地看到目标物体起非常重要的作用。路面的表面亮度越高, 察觉障碍物的机会也就越大。研究表明, 当路面的亮度为0.6cd/m2升至2cd/m2, 能见度从25%提高到80%, 这表明平均亮度越高, 驾驶员就越舒适。

1.2 照明均匀度

道路不仅要求有良好的平均亮度, 而且要保证最小亮度值, 如果路面在某一区域亮度很低, 观察者就不能够很快速、准确的看到障碍物, 对行车安全就会造成重大影响。它包括总体均匀度和纵向均匀度。在设计过程中为了保持观察者有一个可以接受的察视能力, 设计标准规定总体均匀度不应低于0.4。在设计过程中, 如果纵向均匀度设计的亮度不均匀, 在道路的路面上会出现明显的连续的明暗交替的条纹, 工程上称之为视觉的“斑马效应”。一般建议主要道路和次要道路的纵向均匀度的最小值分别为0.7和0.5左右。纵向均匀度的大小与灯的间距和路面平均亮度有关。实验证明, 减小灯间距和增加路面亮度, 可使纵向均匀度值增加。

1.3 眩光限制

眩光分为失能眩光和不舒适眩光。眩光的形成是由于视场中有极高的亮度或亮度对比度过大, 而使视觉功能下降 (失能眩光) 或使眼睛感到不舒适 (不舒适眩光) 。分别用阈值增量TI和眩光控制等级G来表示。TI变化越大轴向均匀度越低, 眩光控制等级G越高, 人眼睛观察的不舒适程度越小。

1.4 道路照明的诱导性

道路照明诱导性主要反映的是人在观察过程中前面的实物所引起的诱导性综合效果的程度。如果在行车过程中一个司机想很容易看到和正确理解车前面道路的走向, 这就要求道路照明的诱导性要好, 同时诱导性好的道路照明也能快速的使驾驶者反应出自身所处车道边界与其他车道或自身行车所处的道路与其他道路的交叉点。

2 道路照明光照的设计

2.1 光源

道路照明的光源应根据光源的寿命、光通量、效率、显色性及道路地理位置等因素综合比较确定。在我国现阶段适用于道路照明的光源有白炽发光灯、荧光灯 (低压气体放电灯) 和高强气体放电灯三大类, 具体选择哪种光源的灯还需根据以上情况进行分析。

2.2 灯具

灯具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向, 以提高光的利用率和避免眩光。道路照明灯具按安装形式不同可分为支架安装灯具、悬臂安装灯具、灯杆顶部安装灯具、悬跨线安装灯具和墙壁安装灯具。道路照明包括道路、立交、广场等场所的照明。选择灯具时应考虑它的照明效果、经济节能和装饰性等要求。各个道路照明用光源的主要特性见表1。

具体的灯具在选择过程中应根据环境条件、光效、寿命、显色指数、耐震性能和节能等多个指标结合城市道路照明设计标准, 同时参照表1来进行选择。

3 道路照明方式的设计

我国道路照明系统常用的照明方式有常规照明方式、高杆照明方式等多种照明方式。

常规道路照明方式的灯具布置可分为双侧对称布置、单侧布置、中心对称布置、双侧交错布置和横向悬索布置等, 在选择时应根据灯具的配光类型、灯具的安装高度和间距来选择布置方式。灯杆型照明的特点是, 在设置路灯时可以依据道路的线型变化配备照明设备, 可以根据照明的路段具体情况分别设置路灯, 同时还具有很好的诱导性, 对于装饰和美化城市环境也起到一定的作用。特别是高杆照明方式既增加了灯具的相对地面的高度, 还减少眩光, 不但增加了整个照明系统的舒适感, 又增加了路面的照明亮度, 增宽了路面照明的平均分布, 而且整个路面的亮度均匀度也不会减少, 这样相对而言就可以减少一定的照明设备的数量。它的布置方式分为平面对称、径向对称和非对称三种方式, 在选择时可根据灯杆安装位置、高度、间距以及灯具最大光强的投射方来进行选择。

4 道路照明的控制及供电半径的确定

随着计算机的普及, 我国路灯的控制装置已由简单的继电器控制发展到微机控制。道路照明的控制方式分光电控制和定时控制两类。光电控制方式所采用的元件为光控开关。定时控制方式所采用的元件为微机智能监控系统或微电脑控制仪。由于路灯是社会服务的窗口, 不管采用哪种控制方式, 均需要确保操作简单方便, 控制设备安全可靠。低压电器设备, 原则上应选择质量、信誉比较好的厂家的产品。控制方式应以安全、简单、方便、节能为主, 如选择使用全夜光灯方式、半夜灯单侧隔一亮一方式等照明方案。道路开灯、关灯的照明水平宜为5-10LX。在确定路灯的供电半径时, 也要从多个方面来进行考虑, 例如要满足整个供电管网的电缆电压损失, 方便工作人员对路灯的管理、维护、保养等, 要考虑一旦发生断电事故时停电影响的范围。以采用普通照明供电电压为例, 在设计过程中其供电半径宜在400米到600米之间, 最大不要超过600米。

总之, 在道路照明设计过程中, 不但要满足人们对道路照明的需求, 而且要考虑到人们在形成过程中的交通安全, 尽可能在设计过程中减少交通事故的发生, 同时在设计过程中还要结合城市的总体规划, 结合地区道路特点和环境的要求, 以技术先进、经济合理、安全可靠、节能环保、维修保养方便等方面综合达到最优为原则进行设计。

摘要：城市道路照明系统是城市公共设施的重要组成部分, 已经成为一个城市现代化水平的主要标志。随着经济社会发展和人民生活水平的提高, 人们对道路照明提出了更高的规范要求, 笔者结合工作的实践经验, 从道路照明设计、光源灯具的选用、控制管理等方面进行探讨。

关键词：道路照明,设计规范标准,灯具光源,节能控制

参考文献

[1]范.波基德.波尔著, 林贤光, 李景色译.《道路照明》荷兰, 1990.

[2]《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006.

[3]崔铁山.《城市道路照明建设及其节能改造研究》[J].价值工程, 2011, 30 (19) :20～21.

[4]白学平.《城市道路照明设计探讨》[J].青海交通科技, 2009 (5) .

道路照明设计浅谈 篇2

关键词：城市道路,照明设计,路灯布设,电缆敷设,节能

1 道路的分类

城市道路分为快速路、主干路、次干路、支路、居住区道路。快速路、主干路、次干路、支路,尽管它们两侧一般设置供非机动车通行的车道和供行人使用的步行道,但是,根据其主要功能和形态,仍将这些道路统称为机动车交通道路。

2 道路照明的评价指标

1)机动车交通道路照明的评价指标包括:路面平均亮度(Lav)、路面亮度总均匀度(u0)、路面亮度纵向均匀度(u1)、眩光控制、环境比、诱导性。设计道路照明时应确保其具有良好的诱导性。2)人行道路照明的评价指标包括:平均水平照明度、最小水平照度、半柱面照度(或垂直照度)、眩光限制、立体感。

3 路灯的布设

1)设计中,灯杆的设置根据城市道路的宽度、绿化隔离带的设置确定,一般采用单侧布置、双侧对称布置、双侧非对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式。a.灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4,灯具的仰角不宜超过15°;b.灯具的布置方式、安装高度和间距经计算后确定。2)在布置灯具时应根据受照场地和周围环境合理选择灯具及配置方式,避免不顾场合千篇一律采用径向对称的单一布灯模式。设计时应注意以下几点:a.要考虑避开行人斑马线、公交车站站台等。b.交叉路口应特别注意加强通向每条路的出入口照明,以利于驾驶员更容易分辨路口,同时还应特别注意避免和限制眩光。c.对于曲线段照明,若路面较宽则在双侧布灯时不宜交叉布置,因为交叉布置有可能失去诱导,导致交通事故。转弯处的灯具不得安装在直线路段的延长线上。d.在面积照明特殊场所应考虑设置高杆灯。

4 灯杆、光源、灯具的选择

4.1 灯杆的选择

道路照明的设计中,都选用拔梢钢杆,内外热镀锌表面喷塑,灯杆壁厚不小于4 mm,具有较强的抗弯能力。

4.2 光源、灯具的选择

4.2.1 机动车交通道路光源、灯具的选择

1)光源。机动车交通道路照明的光源主要应采用高强度气体放电灯,就目前来说,以高压钠灯作为首选。高压钠灯具有寿命长、光效高、质量稳定而且能够满足机动车交通道路照明指标要求的特点。在有些对显色性要求较高的场所,可以考虑采用金属卤化物灯。而对于高压汞灯,则应该限制使用。

2)灯具。在快速路、主干路上必须采用截光型或半截光型灯具;次干路上应采用半截光型灯具;支路上也可以采用半截光型灯具。宽阔的机动车交通道路,当采用高杆灯照明方式时,应该选择、配置光束比较集中的泛光灯。采用密闭式道路照明灯具时,光源腔的防护等级不应低于IP54。环境污染严重、维护困难的道路和场所,光源腔的防护等级不应低于IP65。灯具电气腔的防护等级不应低于IP43。 高强度气体放电灯宜配用节能型电感镇流器,功率较小的光源可配用电子镇流器。

4.2.2 人行道路光源、灯具的选择

1)光源。此类道路可以使用高强度气体放电灯(高压钠灯、金属卤化物灯)、细管径荧光灯、紧凑型荧光灯。

2)灯具。商业区步行街、人行道路、人行地道、人行天桥以及有必要单独设灯的非机动车道,宜采用功能性和装饰性相结合的灯具。当采用装饰性灯具时,其上射光通比不应大于25%,其机械强度应符合现行GB 7000.1灯具一般安全要求与实验的规定。对于完全供行人或非机动车使用的居住区道路,在灯具选择方面有更大的空间,而且可以更多地采用装饰性灯具。

5 道路照明供配电及控制

5.1 供配电系统设计

1)供电网络设计应符合规划的要求,配电变压器的负荷率不宜大于70%,宜采用地下电缆供电;2)变压器应选用接线组别为Dyn11的三相配电变压器,并应正确选择变压比和电压分接头;3)应采取补偿无功功率措施;4)应使三相负荷平衡。配电系统中性线的截面不应小于相线的导线截面,而且应满足不平衡电流及谐波电流的要求。道路照明配电回路应设保护装置,每个灯具应设有单独保护装置。道路照明供电线路的人孔井盖及手孔井盖、照明灯杆的检修门及路灯户外配电箱,均应设置需使用专门工具开启的闭锁防盗装置。道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统,采用TT系统时,应装设漏电保护;采用TN-S接地方式时,其保护电器应符合GB 50054-1995低压配电设计规范的要求。金属灯杆及构件、灯具外壳、配电及控制箱屏等外露可导电部分,应进行保护接地,并应符合国家现行相关标准的要求。路灯灯具一般采用单灯就地补偿,功率因数按0.9计算,负荷率按75%～80%考虑。

5.2 路灯照明控制

道路照明应根据所在地区的地理位置和季节变化合理确定开关灯时间,并应根据天空亮度变化进行必要的修正。开关灯的控制可以采用光控和时控相结合的智能控制方式,当道路照明采用集中遥控系统时,终端宜具有在通信中断的情况下自动开关路灯的控制功能和手动控制功能。

道路照明开灯时的天然光照度水平宜为15 lx;关灯时的天然光照度水平,快速路和主干路宜为30 lx,次干路和支路宜为20 lx。

6 电缆敷设及接地保护

在设计路灯照明时,电缆一般采用YJV-1000系列4+1芯低压电缆,截面控制在4×25+1×16以内,每个出线回路负荷控制在10 kW左右。电缆穿PVC管或可挠曲波纹管直埋于绿化带0.5 m以下,横穿公路时设电缆检查孔并穿钢管敷设,埋深1 m。由于金属灯杆内有电缆接头和导线接头,如发生相线碰壳,将对人产生危险。为了保证人身安全,金属灯杆采用单灯接地保护措施,接地电阻应不大于10 Ω。路灯采用TN-S系统,变压器的工作接地和保护接地共用一套接地装置,接地电阻不大于4 Ω。灯杆处的保护接地利用路灯干线电缆中的接地PE线与灯杆外壳、基础钢筋焊接为一体,最终与变压器接地装置焊接为一体,并每隔一定距离设置重复接地装置,接地电阻要求不大于10 Ω。若采用TT制,安装电气设备时要求N线与PE线不相互接错,不短路,N线不允许重复接地,保持对地绝缘良好。

7 节能

7.1 合理选择照明器材

常规灯具功率应达70%,泛光灯效率应达65%。由于气体放电灯功率因数一般为0.4～0.6,通常采用就地电容补偿和配用电子镇流器予以提高,一般补偿到0.8～0.9。

设计人员在设计中应采用高效节能的电光源、照明灯具及灯用电器附件,用节能电感镇流器和电子镇流器取代传统的亮能耗电感镇流器,采用各种照明节能控制设备或器件。

7.2 深夜降低路面照度

1)针对主、次干道灯具布置,采取全夜灯、半夜灯的控制方法,配电时采用间隔配用出线回路的方法,深夜间隔关闭半数灯具。2)采用双光源灯具,深夜交通量小时关闭一支光源。3)目前采用的SLC智能节能照明控制器,其控制模式包括时控、光控、时光混合控制、手动控制、上位机远程控制等,可实现全夜灯及半夜灯控制,并可根据灯具的特性和照明要求设置降压幅度,从而达到节能效果。4)对灯具进行定时清扫和维护,提高光通量利用率。

8 结语

随着我国经济建设的发展,道路照明质量不断提高,对方便群众生活、美化城市起了很大作用,但伴随而来的是能耗的大幅提高。而今全球都在提倡绿色照明,作为一名设计人员要做好道路照明设计,就要熟悉工程概况、规程规范,了解先进的产品,将先进的技术、环保节能且价格经济的产品应用于工程中,满足使用要求。

参考文献

[1]北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册[M].第

城市道路照明光源的选用 篇3

1 各种光源的工作原理

(1) 高压钠灯是弧光放电的灯泡, 启动后电弧管两端电极之间产生电弧, 由于电弧的高温作用使管内的液钠汞气受热蒸发成为汞蒸汽和钠蒸汽, 阴极发射的电子在向阳极运动过程中, 撞击放电物质的原子, 使其获得能量产生电离或激发, 然后由激发态回复到基态, 或由电离态变为激发态, 再回到基态无限循环, 此时多余的能量以光辐射的形式释放, 便产生了光。

(2) 金卤灯是在汞和稀有金属的卤化物混合蒸汽中产生电弧放电发光的放电灯, 它是在高压汞灯基础上添加各种金属卤化物制成的第三代光源。

(3) 节能荧光灯是指将荧光灯和镇流器组成一个整体的照明设备。主要是通过镇流器给灯管灯丝加热, 高温达到一定程度时, 灯丝开始发射电子碰撞氩原子, 氩原子碰撞后获得能量又撞击汞原子, 在吸收能量后, 产生电离, 发出紫外线激发荧光粉发光。

(4) LED灯即发光二极管, 其核心是一个半导体的晶片, 晶片的一端附在一个支架上, 一端是负极, 另一端连接电源的正极, 当电流作用于此晶片的时候, 电子被推向PN结的P区, 在P区里跟空穴复合, 然后以光的形式发出能量。

(5) 无极灯是由高频发生器产生高频电能, 通过耦合器线圈在放电腔 (灯泡) 中感应交变磁场, 反过来又诱发电场, 使灯泡内的气体雪崩电离形成等离子体, 电子在电场中被加速后, 与汞原子碰撞, 使汞原子激发到更高能级上, 激发的汞原子从较高级上返回基态时, 发生紫外线光子, 激发泡壳内壁的荧光粉, 产生可见光。

综上所述, 各种光源都应用了功率电子学、等离子体学、磁性材料学等现代电子理论, 但相对而言, 无极灯的原理最为先进和复杂。

2 性能参数比较

(1) 光效:是节能意义的主要参数, 上述几种光源都是节能的产品, 具体描述如下:高压钠灯80~140 lm/W, 金卤灯65~130lm/W, 节能荧光灯45lm/W, LED灯50~80lm/W, 无极灯65 lm/W。从资料数字对比, 高压钠灯节能意义最为明显。

(2) 显色指数:几种光源的显色指数都比较理想, 其中高压钠灯70~80, 金卤灯65~95, 节能荧光灯80, LED灯75~80, 无极灯80。从显色指数比较上列各种光源无优劣之分。

(3) 色温:越高代表光色越白越亮:高压钠灯2000K, 金卤灯4000K, 节能荧光灯2700~7000K, LED灯3500~10000K, 无极灯2700~6500K。实际应用中, 金卤灯被认为是能够发出不耀眼但明亮的金白色光源。

(4) 使用寿命:高压钠灯20000小时, 金卤灯5000~20000小时, 节能荧光灯8000小时, LED灯80000小时, 无极灯60000小时。目前普遍认为LED灯寿命最长。

(5) 环保:高压钠灯、金卤灯、节能荧光灯, 灯内均含有汞蒸汽, 制灯注汞时, 会造成对生产环境的污染, 有损工人健康。电弧管排气时, 有微量汞蒸汽排出, 处理不当, 会排入大气。灯破损会对环境产生污染。LED灯无汞, 无极灯汞不会蒸发, 是绿色环保光源。

(6) 价格:节能荧光灯价格最低, 其次是高压钠灯, 再就是无极灯, LED灯最贵。

3 各类光源的优缺点

优点:高压钠灯透雾能力特强, 不诱虫;金卤灯金白色光, 最接近太阳光;节能荧光灯价格最低;LED灯寿命最长, 无污染, 发展前景最好;无极灯电压适用范围大。

缺点:高压钠灯无明显缺点;金卤灯熄灭需3~5分钟才能开启, 电压波动较大时, 会熄灭以致不能重新启动;节能荧光灯寿命最短, 易损坏造成污染;LED灯价格最贵;无极灯无突出缺点。

4 结束语

城市道路照明的节能设计 篇4

据《发展中的中国城市照明》数据, 中国路灯总盏数约为900万盏, 年用电量约850亿千瓦时, 占中国总发电量的4%至5%, 道路照明年总经费约500亿元。因此, 在保证道路照明的功能前提下, 节约电能对国家的经济发展有很大的作用, 所以探讨道路照明的节能非常有必要。

照明设计是实现节能的核心环节, 应该给予高度的重视。在进行道路照明的设计时, 应该提出多种方案, 并进行节能计算, 在满足照明标准要求的前提下, 进行综合经济分析比较, 然后选择最佳的方案, 切忌随心所欲, 凭经验办事。

照明节能是一项系统工程, 要从提高整个照明系统的每个环节的效率来考虑。道路照明的节能设计主要从以下几个方面进行考虑:1) 合理确定道路照明标准值;2) 选择高效率节能灯具和高光效照明光源, 选用节能型镇流器;3) 进行单灯无功补偿, 提高线路功率因数, 降低线路损耗;4) 夜半降压节能和照明智能控制。下文将对以上四点进行具体讨论。

1 合理确定道路照明标准值

道路的照度 (亮度) 标准值, 直接决定着所需光通量的大小, 而光通量又基本决定了光源的功率大小, 因此, 照度 (亮度) 标准值的大小基本决定了光源功率的大小。机动车道设置照明的目的是为驾驶员创造良好的视觉环境, 以达到保障交通安全、提高交通效率、降低犯罪和美化夜景的效果。非机动车道和人行道的设置照明的目的是为行人提供舒适和安全的视觉环境。节能设计不是靠降低照明水平来实现的, 而是在满足照明功能的前提下再考虑节能的。因此, 在确定道路照明标准时, 应根据道路的等级, 确定合理的照度标准, 并根据车辆行驶速度、交通流量等实际因素, 和考虑城市的性质、规模选择低档值或高档值。《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006中规定的数值基本上是满足机动车驾驶员视觉作业要求的合理数值, 再提高路面高度水平, 对驾驶员的视觉作业没有太大的帮助, 反而会造成能源浪费、光污染、光干扰等负面问题。因此在进行道路照明时不应盲目追求高标准, 避免进行高亮度的攀比, 走出“越亮越好”的认识误区。

2 选择高效率节能灯具和高光效照明光源, 选用节能型镇流器

照明光源的光效, 直接决定着相同的光通量耗电的多少, 也决定了光源的功率, 因此在照明设计中显得非常重要。常用照明光源光效由高向低为低压钠灯、高压钠灯、金属卤化物灯、三基色荧光灯、普通型荧光灯、紧凑型荧光灯、高压汞灯、卤钨灯、普通白炽灯。目前, 道路照明的光源应采用高压钠灯、金属卤化灯等传统高光效光源, 并尝试采用LED灯等新型高效光源。步行街, 人行道等也可采用小功率金属卤化灯、细管径荧光灯和紧凑型荧光灯。不应采用高压汞灯、卤钨灯和白炽灯等低光效光源, 避免造成能源浪费。根据计算, 250W高压钠灯的光通量等于甚至超过400W荧光高压汞灯, 替换后的节电率达到37.5%, 在道路照明设计中, 必须对光源的选择加以重视。

目前, 我国绝大多数气体放电灯使用传统型电感镇流器, 其优点是寿命长、可靠性高和价格低, 而其缺点是体积大, 而且功率损耗大, 约为灯功率的20%~25%, 是一种不节能的镇流器。

电子镇流器的优点是节能, 其自身功耗低, 只有3~5W的功耗, 而且功率因数高、灯光效率高、重量轻、体积小、可调光、允许电压偏差大, 能使灯的总输入功率约降低20%。

节能型电感镇流器通过优化铁芯材料和改进工艺等措施降低自身功耗, 一般可降低20%~50%, 使灯的总输入功率下降5%~10%, 其能耗介于传统型和电子型镇流器之间。

综上所述, 选择节能型镇流器能使灯的总输入功率降低10%~20%, 在节能效果上相当可观。在道路照明设计中, 高压钠灯和金卤灯等高压气体放电灯应选用节能型电感镇流器, 在小功率范围可选用电子镇流器。

3 进行单灯无功补偿, 提高线路功率因数, 降低线路损耗

气体放电灯 (一般采用节能型电感镇流器) 的自然功率因数一般在0.4~0.6之间, 所以照明线路的功率因数较低。为提高线路的功率因数, 减少线路损耗, 利用单灯补偿更为有效, 措施是在镇流器的输入端接入一适当容量的电容器, 可将单灯功率因数提高到0.85~0.9。进行无功补偿后, 功率因数提高到0.9, 以250W高压钠灯为例, 电流由补偿前的3.10A降低为1.61A, 为补偿前的52%, 相应的线路损耗将只有原来的27%, 节能效果相当显著。

4 半夜灯降压节能和照明智能控制

在深夜普遍降低路面亮度 (照度) 是节能效果最为明显的一项措施。目前采取这种措施的国家和地区都非常多, 由于深夜车流量减少, 应该普遍推行这一措施。对于主干路和次干路, 正常照度较高, 可以考虑深夜降低照度。但居住区夜间行人的安全和住户安全极为重要, 且照度本来就不高, 即使再降低, 节能效果也不明显。主要采取的措施有:1) 采用双光源灯具, 深夜关闭一支光源, 即节能, 又不会影响均匀度, 但灯具和电缆投资;2) 采用深夜关掉不超过半数灯具的方法 (隔盏关灯) , 缺点是简单实用, 但需要多敷设一根供电电缆, 也会导致路面照度均匀度降低;3) 采用深夜能自动降低路灯光源功率的装置, 如双功率镇流器、有载调压变压器、降压装置等。

照明控制选择合理的控制方式, 比如时控和光控相结合的智能控制方式, 根据所在地区的地理位置和季节变化合理确定开关灯时间, 这样才能够做到需要开灯的时能立即开启, 需要关灯时能及时关闭, 最大可能的缩短灯具的点然时间, 达到节能的目的。

目前, 道路照明智能控制器已经在许多地区推广, 并广泛应用, 取得了显著的节能效果。它不仅可以实现半夜降压节能, 还具有时控和光控相结合的控制功能, 并且可以实现软启动和稳压功能, 延长气体放电灯的使用寿命。另外, 智能照明控制器安装在照明线路的最前端, 除设备本身外, 不需要另外增加设备和投资, 简单可靠。据相关计算, 使用道路照明智能控制器的节能效果达30%以上, 因此, 在道路照明设计中应该广泛采用。

5 结论

以上四个方面, 是道路照明设计中采取的主要措施, 具有显著的节能效果。同时, 在设计中应采取其他的节能措施如使三相负荷平衡等, 并定期进行灯具清扫、光源更换等。

(上接第150页)

不成电流回路, 故障点就没有电流通过, 所以励磁系统仍保持正常状态, 而且对于机组的正常运行没有什么影响。但是, 当转子回路一点接地存在后, 在拉合励磁开关或发变组出口两侧断路器, 或进行改变大设备状态操作时, 或者当事故发生时, 在转子回路中可能会产生操作过电压, 这时候很有可能导致转子回路其他一点或多点接地, 严重威胁发电机安全运行。当转子发生两点接地时, 由于一部分转子被短接掉, 转子电流会急剧增大, 转子和定子电压会有所降低, 无功功率明显降低, 功率因数提高甚至进相。由于转子一部分被短接, 原本均匀的磁场发生畸变, 机组振动加剧, 发电机转子及汽轮机大轴被磁化, 严重威胁发电机组的安全运行。因此研究转子绕组接地的原因, 处理方法和接地查找具有重要的实际意义。

参考文献

[1]赵凯华, 陈熙谋.电磁学.高等教育出版社, 2011, 7.

[2]李玉海, 陈雪峰, 李鹏.电力主设备继电保护的理论实践及运行案例.中国水利水电出版社.

摘要：本文概述了城市道路照明中的节能设计所能采取的措施和节能的效果。

城市道路照明节能技术浅析 篇5

路灯照明节能技术与方案,分为以下几个部分:线路节能,光源节能,运行方式上的节能。

以下将对我国目前路灯照明工程的线路、光源及运行方式的弊端和危害进行分析,同时提出解决方案,希望能对道路照明节能工作有所参考。

1 照明线路的节能

根据每个照明回路所带路灯的容量和接地形式,确定照明线路的电缆截面及芯数,由于,路灯的光源大多数都采用高压钠灯或金卤灯,其功率因数较低,所以,必须采用单灯补偿,使每个灯功率因数值达到0.85以上,从而,降低照明线路上的无功损耗,减小电缆的截面积,从而达到节能的目的。

2 光源节能

根据国家相关部门的要求,逐步淘汰高耗能低光通量的光源。在各个城市使用的道路照明光源一般为高压钠灯或金卤灯。两种灯具各有各的特点,高压钠灯寿命长,但显色性稍差,金卤灯的寿命较短,但显色性好,这两种光源的光通量差不多,适用于不同的场合。随着光源制造技术的不断发展,光源的光通量不断提高,所以,在道路照明设计中应尽量选用高光通量的光源,同时,根据道路状况的不同,配用相应的灯罩,达到优良的配光曲线,使路灯在相同功率的情况下,路面的照度值更大,从而到达节能的目的。

3 运行方式的节能

现阶段,多数道路照明的节能方案都是从这方面出的。道路照明节能运行方式有:半夜灯控制,定时控制,光控,降压控制。

在上世纪70年代,由于美日韩等国经济的高速发展,曾经导致过一次严重的能源危机,在当时,日本曾使用过路灯隔盏亮控制技术,即上半夜灯全亮,后半夜,隔盏关闭,实现节能。

这种控制方式,采用特殊布线实现,但由于电力供应是三相线,而要实现1/2的功率控制,因此无论如何,都将导致电力变压器的三相严重不平衡。

一般比较常用的通过三相线,分出4路照明线路,上半夜4路全亮,后半夜断开其中2路,只2路供电。前半夜出现有一相带2路负载,后半夜有一相空载。

3.1 半夜灯控制方式

(1)变压器寿命缩短,选型困难。工程为了省钱,往往功率选型偏小,变压器寿命缩短。比如4路线路,每路50A,前半夜,三相电路将是50A,100A,50A,后半夜三相电流将是50A,50A,0A,从上面看出,工程选择变压器时,如果选3×100A,成本太高,也觉得浪费,如果选3×50A,又出现过载,一般可能会选择3×70A的变压器,这样,前半夜,变压器一般处于过载状态,发热严重,寿命缩短。

(2)功率总不能平衡,威胁电网安全。路灯变压器一般直接挂在高压线路上,如果大量的路灯供电,都采用这种极端不平衡的方式,很难控制高压侧的线路平衡,极端情况下,将导致电网崩溃。

(3)全半夜以及后半夜不平衡,导致灯具电压过高,灯具烧毁严重。从上面的数据看出,变压器工作总不能平衡,因此上半夜50A的轻载线路上将出现过压,电压高达250 V以上,灯具寿命大大缩短,灯具高温烧毁严重。后半夜,空载的相,如果挂有仪器,也将出现高压,使仪器仪表容易损坏。

(4)后半夜时,道路长达40m的阴影,出现斑马效应,给行车带来安全隐患,也影响社会治安和城市形象。

隔盏控制方式在大城市很少采用,但在地级城市和县城比较多。但自2002年电荒以来,为了节能,这种控制方式又以节能工程改造理由,通过“节能公司的商务”运作,重新作为一种“高科技”节能技术,被部分地区采纳。据我们所知,改造费用还不低。

但也有一些城市,对半夜灯的控制方式进行了改良,原有照明线路一般都采用三相供电,进线改良后的半夜灯采用单相回路供电。在道路照明箱控制的范围内,将道路照明控制箱设置在该范围的三分之一处,在三分之一的范围采用L1相,在剩余的三分之二的道路两侧,分别采用L2相和L3相,每一相设两个回路,一个是全夜灯回路,另一个是半夜灯回路,此种方法可以有效的解决每相功率的不平衡及由此导致的照明变压器寿命降低。

3.2 定时控制及光控

此两种路灯控制方式,现在在大多数城市已普遍采用。定时控制器内设一个天文钟,可根据不同城市的纬度不同进行设置,这样,可保证在太阳升起前30分钟熄灯,在太阳落山后30分钟开灯。光控其实是对定时控制的一个补充,即在白天突然下雷震雨或遭沙尘暴时,能见度非常低使,由光控探头开启道路照明。

3.3 降压控制

降压控制可分为:可控硅移相调压,单灯电磁调压分布式控制,单灯可控硅自动调压及变压器调压。

可控硅移相调压这种技术,是家用调光台灯技术的大功率化,2002年前采用。由于路灯强制电容补偿,而可控硅无法适应电容负载,因此退出照明节能市场。另外,由于电流电压谐波严重,许多城市明文禁止大量使用。

单灯电磁调压分布式控制这种技术分2类:

一类是保留Hid等的镇流器,外加一个固定降压或分时段降压的自藕变压器,这类产品几乎具有“固定电磁降压/分档降压”和“单灯可控硅降压”的所有缺点,成本非常高,性能也差。耗铜和矽钢量巨大。由于要动用工程车,后期维护成本非常高。

另一类是去除原Hid灯的电感镇流器,改用“换档镇流器”。由于存在档位切换,除引起灭灯,故障率高,维修成本高外,新镇流器的成本以及改造工程成本也十分高。

这种方案,耗用大量铜材和矽钢,被盗和破坏严重。

单灯可控硅自动调压是在原有的技术上,利用现代网络通讯技术进行改良,它是在每套路灯上安装了可控硅、电脑芯片及通讯接口。每个灯可根据电脑芯片内的程序开灯、熄灯,同时,也可根据通讯口,由人工在很远的地方通过无线控制单灯的开启,此种技术造价较高并且还未有很多应用的实例。

最后一种是利用照明变压器调压的技术,既在半夜后,分时段降低变压器的输出电压,使每个照明回路的功率减少而达到节能的目的。此种方法在全国许多城市已运用,节能效果不错。

参考文献

【1】任元会.工业与民用供配电设计手册.(第三版).中国电力出版社,2005.

【2】低压配电设计规范.GB50054-94北京:中国建筑工业出版社.

城市道路照明的节能探讨 篇6

关键词：节能,照度标准,智能调控

1 城市道路照明节能的重要性

随着我国城市发展、经济繁荣、社会进步和人民生活水平提高及环境质量的要求,城市照明(指功能照明和景观照明的统称)已经成为城市规划、建设和管理中的一项重要工作。城市道路照明作为方便居民生活的必备条件,近些年来发展很快,从而加大了对能源的需求和消耗。

调查发现,目前很多已完工的城市道路照明工程的照度过高,有的甚至片面追求高亮度、大规模、超豪华,建设和配置不切合实际。不仅达不到城市功能性照明的初衷,而且破坏了视觉适应的平衡,浪费了能源,也造成了光污染,影响了居住和生态环境的和谐与平衡,加剧了电能紧张。因此,城市道路照明节能具有重要意义。

2 城市道路照明现状

据调查,我国小型城市在夜晚9点后,大中城市在午夜12点后,道路上几乎空无一人,即使是北京、广州、上海这样的大都市,凌晨2点后,道路上也罕有行人、车辆。从这一时段直至清晨6点路灯熄灭,在较低交通流量的道路上仍保持较高的照度,不能按需调控,随之而来的就是要支付较高的照明综合费用(电费和维修、维护费)。而为了降低道路照明的成本,许多城市多采取传统的节能方式——关掉部分照明器,如“半夜灯”和“斑马灯”。其中的弊病不言而喻——不仅导致了路面照度分布不均匀,给社会治安及交通安全埋下了隐患,而且不能避免后半夜电网电压升高对灯具寿命的减损,不能称为真正意义上的节能。随着当今社会的发展,应当采取和利用科技手段,科学地节约能源,解决问题,营造城市居民的现代化环境及经济繁荣景象。

3 道路照明节能探讨

3.1 合理选定照明标准值

根据现行的CJJ 45-2006城市道路照明设计标准中的要求,高质量的道路照明不仅仅是亮,而且要亮得合理,亮得科学,新颁布的我国城市道路中的机动车交通道路照明标准值如表1所示。

照度标准确定后,我们可以根据手工逐点计算法或利用照明计算软件对灯具进行照度计算,从而确定出灯具布置形式、杆高、路灯间距、光源容量等,实现合适的照度,避免盲目设计。

3.2 高效节能的照明器材

3.2.1 光源

城市道路照明光源应采用气体放电灯。通常应用于道路照明的光源有高压钠灯、金卤灯、高压汞灯。其中,高压钠灯具有光效高(120 lm/W),寿命长(24 000 h)等优点,但显色指数较低(25 Ra),适用于快速路、主干道、市政干道等。金属卤化物灯虽光效较低(80 lm/W),寿命短(10 000 h),但其显色指数较高(75 Ra),适用于市中心、商业中心等个别对颜色识别要求较高的街道。

目前,用金卤灯(80 lm/W)和高效高压钠灯(135 lm/W)取代高压汞灯(55 lm/W)和普通高压钠灯(120 lm/W),可明显提高光通量,节能效果明显,可在设计时予以考虑。

3.2.2 灯具

灯具性能对节能至关重要,主要是指灯具效率和配光的作用。灯具的光照主要特性:配光性能;灯具效率;防止眩光特性。只有使用IP防护等级高(密封式灯具必须达到IP55以上),反射效率高(灯具效率在70%以上)和配光曲线好的照明灯具,才能充分利用光源发出的光通量,才能真正达到节能的目的。

3.2.3 电容补偿

目前,城市道路照明中,绝大多数采用了气体放电灯,其功率因数较低,一般在0.45以下,从而使同路电流增大,在线路上产生相当大的损耗。而通常情况下,在每盏灯上并联电容进行补偿,可使功率因数提高到0.85左右,减少了无功损耗,而且减少了电缆截面,降低了成本。

3.2.4 镇流器

采用气体放电灯的照明系统中,除光源自身功率消耗外,与之配套的镇流器也要消耗一部分电能,采用节能型电感镇流器(如:环形电感镇流器、可变功率镇流器)取代普通镇流器,可节能5%左右。

3.3智能照明调控技术

智能照明调控技术是采用当今国际上流行的电脑智能控制路灯节能技术。它充分考虑了城市道路照明的实际状况,依据人体工程学中的视觉理论,采用现代控制论中的最优控制方法,实现了对路灯电压及照度的动态智能化管理,即TPO管理(TIME时间/PLACE地点/OVVASION场合)。此项技术的基本思路就是:在繁忙的时段,控制路灯保持原设计的照度,接近午夜时分,道路上人少车稀时,开始自动调整电压,通过对用电电压的智能控制,减少后半夜因城市整体的用电减少所引起的电压偏高而造成的大量电能浪费。它的主要优点是:在调整电压的同时大幅度降低了电耗,节约有功电耗达40%以上。

再则,现有道路照明灯具大多使用的是高压钠灯,其设计寿命为20 000 h(4年～5年)。但是由于许多地区的电网电压波动严重,有些甚至超过额定电压的15%,特别是在后半夜,由于用电负荷减少致使电网电压有时接近237 V～245 V,从而大大缩短路灯灯泡的实际使用寿命,一般为1年～1.5年,造成维护费用居高不下。

智能照明调控技术针对大功率气体放电灯(如高压钠灯、高压汞灯)的特性,在现有时控和光控及组合控制路灯的开或关功能基础上,在整个照明时段内对灯的照度进行预设曲线节能控制,实现自动调压,自动稳压并输出无谐波污染的正弦波电压,以适应大功率气体放电灯的工作要求。一般情况下,无论电源电压是偏高还是波动,都能够实现上半夜进行恒功率照明,而下半夜进行大幅度降压和稳定节能照明,既保持照明均匀性,又节省电能(节能幅度高达40%),并且能使灯具寿命延长3倍～4倍,从而达到了双重意义上的节能。

4 结语

道路照明节能是一项推动城市照明技术全面发展和进步的系统工程,其意义重大而深远。我们要以“节约能源、保护环境”为宗旨,积极推广绿色照明,努力达到“高效、节能、环保、健康”的城市道路照明系统,以适应和服务于我国的社会进步和现代化进程。

参考文献

[1]CJJ 45-2006,城市道路照明设计标准[S].

[2]绿色照明工程项目办公室.中国建筑科学研究院绿色照明工程实施手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[3]汪建平.道路照明[M].上海:复旦大学出版社,2005.