高压钠灯（精选4篇）
高压钠灯 篇1
1 路灯节能概况
国外的路灯节能技术发展的比较早, 国内是在20世纪90年代开始发展, 今年来, 国内的节能技术发展的很快, 对照度、高效、绿色等方面都提出了高要求, 相对于国外的理念更加合理。国内外节能主要方式有:
1.1 分时控制
在20世纪70年代, 由于欧美国家经济高速发展, 能源需求一度不足, 为此, 设计出路灯分时节能技术, 即上半夜路灯全亮, 后半夜控制一半路灯熄灭、一半路灯亮, 实现节能。
1.2 变频降压控制
在近代, 变频技术不断发展, 可以通过交流变直流再变交流调节频率, 能够有效的克服的晶闸管的谐波产生, 但是这种调节方式电路设计比较复杂, 变频器现在价格也比较贵。
1.3 微控制器调节控制
当今的微控制器芯片发展快速, 对实时控制、数字控制都有较大优势, 结构也相对简单, 对输出电压能够保证稳定输出, 同时也能有效抑制谐波的产生, 相对于变频技术的成本也大幅度降低, 为此微控制器调压方式是交理想的节能方式。
2 系统设计
基于单片机的路灯节能控制器系统框图如图1。
系统包括电压采样电路、控制电路、显示电路、键盘电路等。
2.1 传感器采集电路
霍尔传感器具有良好线性、测量频率宽、测量精度高、响应快等优点, 对于采样电网电源的电压和频率是比较好的选择, 采样电源电压主要从传感器电压输入到放大器, 经过低通滤波器之后, 输入AD转换器, 转换成二进制数据输入单片机中。
2.2 液晶显示电路
为了显示系统的输入电压、输出电压、电源频率、设置参数等信息, 本设计采样JM12864液晶显示屏, JM12864可以显示16*16点阵汉子, 而且内置驱动器, 单片机只要对驱动器简单设置就容易显示汉字。
2.3 软件设计
断路器QF闭合后, GPS信号采集, 路灯节能系统开始运行, 如果电压过大或过小, 装置断电保护路灯, 并报警, 反之, 则闭合接触器K1, 采集电压, 电压如果在正常范围之内, 闭合K2, 断开K1, 系统进入节能控制。
3 电路的仿真
利用matlab对变压器各种运行状态进行数学仿真, 具体仿真结果如图2。
4 总结和展望
路灯节能是目前国内节能系统中比较热的课题, 在城市规划中, 路灯是公共用电中比较消耗大的电器, 智能节电控制系统比较适合大、中规模的路灯照明控制, 节能系统能有效的降低用电设备的耗能。因此, 本设计对社会的生产、生活具有重要的作用。本设计的节能控制系统不仅仅能达到节能目的, 还能延长灯具的使用寿命, 具有较高的推广价值。
本设计的节能装置还不是一个整体系统, 还不能做到远程监控, 集中管理等先进技术, 对于未来的节能系统必然会把整个路灯信息、路灯控制和节能情况等通过总线形式, 形成一个整体的监控系统, 类似于道路监控系统, 其电路核心也会偏向于更加强大的嵌入式系统发展, 其系统的扩展性和功能性必将大大增加。
摘要：随着我国经济高速发展, 城市规模越来越大, 对路灯的照度、亮度要求越来越高;路灯耗电急剧增加。而国家要求节能用电, 为此, 对路灯的节能设计越来越高。目前, 全国普遍使用的路灯是高压钠灯, 因为, 高压路灯具有发光效率高、寿命长、透雾性强, 可调光等特点。本设计就是基于AT89S52单片机而设计的调压节能器。
关键词：路灯,节能,单片机
参考文献
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基于高压钠灯降压运行的特性研究 篇2
从上世纪50年代起, 高压钠灯的发展已经有半个多世纪了。随着研究的深入和技术的进步, 灯的综合性能得到了很大的提高。如:目前标准型400 W高压钠灯的光效为105 lm/W, 使用寿命为24×103h, 并具有高光效、节能、寿命长、穿透性好和不诱虫等特点。伴随着城市化进程的快速推进及各地道路建设呈现出的高涨势头, 在道路照明中, 高压钠灯得到了广泛的应用。
在实际道路照明应用中所面对的现状是:后半夜车流及行人的大量减少, 道路的照度可以适当的降低, 而此时处于用电低谷期照明电压却大幅度上升, 带来了能源及照明光源过度消耗。为此, 道路照明实施降压供电的运行方式正在得到推广应用。此举不仅提高了灯的节能效果、降低过度损耗, 而且使用中的维护工作量也大大减轻, 取得了良好的实际效果。但是应该看到, 对于高压钠灯来说, 灯的运行参数对电压变化的敏感度很高, 降压供电运行是一种灯的非正常工作状态, 各种运行参数都偏离了设计时的最佳状态, 因此会带来一系列相关的问题, 需要加以认真分析和研究。
本文以在道路上使用数量最多、标准配置的250 W高压钠灯为例, 通过理论分析和实际测试, 研究降压供电对灯运行参数的影响, 提出解决问题的相应方案。
1 灯降压运行参数的研究
高压钠灯属于第三代优质照明光源, 为道路照明上使用最广泛、效率最高的光源之一, 并且可以在一定的降压条件下较好的运行。根据前、后半夜时段道路交通的流量情况, 以及路灯照明的实际供电条件, 通过降低灯上的电压能够得到节能、调光和延长寿命的效果。
1.1 降压运行方式简述
灯的降压供电运行主要有两类方式。
1.1.1 单灯降压方式
(1) 单灯降压方式基本原理是使高压钠灯在正常电压和低电压两个条件下工作。常见的灯功率组合 (正常功率/节能功率) :400 W/250 W, 250 W/150 W, 150 W/100 W, 100 W/70 W, 70 W/50W。
(2) 具体方案是采用组合镇流器形式, 主要有双镇流器并联式和双镇流器 (或绕组) 串联式两类。通过改变灯线路上的绕组的电感量 (有的与镇流器分开, 有的合二为一) , 来降低加在灯上的电压。在前半夜, 灯运行于正常照明状态, 提供足够的照度来保障交通的顺畅;在后半夜, 交通流量很小, 灯运行于降压照明状态, 提供适当降低的照度。
1.1.2 供电线路降压方式
在不改动原有灯照明系统结构的基础上, 通过适当降低照明干线的供电电压, 可以获得节能、调光和延长使用寿命的积极效果, 并且对于在下半夜供电电压上升幅度大的情况, 节能和调光的效果就更好。主要的方式有电压补偿式和调压式两类。
(1) 在电压补偿式中, 灯供电线路中串联有补偿变压器的二次绕组。其一次绕组分别接有数只开关。通过逻辑控制电路来改变开关的状态, 使得补偿变压器的一次绕组进行多种组合, 在二次测获得不同的输出电压。此电压与电源电压叠加后加到灯上, 使灯得到一定范围的可变电压, 运行于正常照明和降压节能状态, 具有调节范围大, 调节平滑度好的特点。
(2) 调压式不同于电压补偿式中补偿变压器二次绕组与灯线路是串联的情况, 其一次测绕组与电源并联, 二次测电压则通过抽头来获得。分为低压调压式和高压调压式两类。
低压调压式为通过逻辑控制电路来操作切换开关, 在次级可以获得多种的电压输出。具有总体效率高、结构简单、调节方便、范围大等特点。
高压调压式为结合道路专用的照明供电变压器, 通过逻辑控制电路的作用, 采用不断电的有载分接开关, 来调节10 k V输入端高压中心点附近的绕组匝数, 以获得不同的低压输出, 具有调节范围广、输出功率大、整体效率高等优势。
1.2 灯的降压运行特性
1.2.1 正常电压条件下的运行特性
图1给出了高压钠灯 (HPS) 在电感镇流并按照二级近似处理条件下的等效电路。从实际灯的使用情况来看, 正常电压条件下稳态工作时, 且电源电压为正弦波, 高压钠灯灯管的电流 (也即镇流器电流) 接近于正弦波;镇流器电压有畸变, 灯管电压接近于方波, 两者都与正弦波相距较远, 并且三者的向量不满足于直角三角形关系, 为一钝角三角形。本文主要是定性地讨论在正常电压和降压电压两种条件下, 灯运行时的电压、电流、功率等参数的变化特点, 因此采用起决定作用的正弦基波量来分析。对于高次谐波的影响, 可以采用等效正弦波替代法或者是系数修正法来加以解决。
图2给出了对应于图1电路的灯的电压、电流等的向量关系。各参数关系式列举如下:
(式中:均为有效值;1.15, 1.12, 0.9为修正系数) ;
(5) 电感绕组储能:。当电流为零时, 值为零;当电流为最大 (峰值) 时, 值为最大。其最大值为。
1.2.2 降压条件下的运行特性
当电压改变时, 高压钠灯相应的参数, 如:灯电流、灯功率、灯功率因数及输出光通量等也同时改变, 因此灯工作时的光、电特性与供电电压的关系极为密切。具体分析是:电压降低时引起灯管电流减小, 电弧管的冷端温度降低, 汞、钠蒸汽压力减小, 灯有功功率变小, 寿命延长。但与此相伴随的是:灯的发光效率下降, 运行不稳定, 易熄灭甚至不能启动。
为了直观获得当电压变化时灯参数的变化情况, 选取某国际著名品牌的250W标准高压钠灯, 按照图3所示的电路, 采用FLUKE真有效值数字仪表进行了多个参数的实测。测试中的环境温度约为25℃, 以电压为变量, 同一电压下取三次测试的平均值, 得到的测试结果见图4所示。现将各参数变化情况表述如下:
(1) 灯电流
由图4-1可见, 灯电压变化时, 电流也发生变化。即当变化时, 高压钠灯的电流也同时发生变化, 但是变化的范围较小, 从1.23 A (160 V时) ~1.45A (220 V时) , 近似呈直线状态, 也就是说灯电压的改变对灯电流的变化影响较小, 可以将灯近似看成为一具有电流源特性的负载。
(2) 灯总电流谐波失真 (THD)
由于灯电压的偏离, 使得灯工作时的参数违背了设计时的约定条件, 从而引起放电管工作特性的变化, 反映到电流的谐波变化近似呈左半V形曲线。当灯运行在额定电压220 V范围时 (210~220 V) , 灯电流的THD为最小 (23.3%) ;当灯运行在降压状态时 (160~220V) , 电流THD的增加较为明显, 电压越低, 电流THD越高, 比如在160 V时THD就高达37.1%。
(3) 灯功率
供电电压变化造成灯电流的变化, 并由此使得灯所消耗的总输入功率 (含镇流器, 见图4-2) 、有功功率以及无功功率都在发生相应的变化。灯电压由低升高时, 呈现出近似线性的增长, 反映出灯的消耗功率在增加, 而的变化具有特殊性。由图4可见, 电源供给灯的无功变化近似呈左半V形。在220 V时, 灯消耗的无功为最小 (91.3 VAr) , 究其原因是灯的无功补偿是按照此电压条件来配置的, 补偿尽量接近于理想状态。当电压低于220 V时, 补偿电容C提供的无功由于的降低而剧烈减少, 而与此同时, 由于灯的电流变化较小, 电感消耗的无功的减少相对有限, 因此灯的无功的值相对于正常运行情况下非但不减小, 反而增大, 表现出灯总体上呈现出较大的电感性, 即由电源提供的无功功率在增加。
(4) 功率因数
灯的近似呈单边上拱形曲线。在190~220 V电压范围时, 灯的功率因数很高, 能够达到0.9以上。当灯电压低于190 V时, 由于灯的无功消耗在增加, 导致呈逐步降低趋势, 比如在灯电压为160V时仅为0.72。
(5) 光通量比值
由灯的运行特性可知:灯功率的变化必然要引起灯输出光通量的变化。限于测试条件, 光通量变化的测试是以灯在220 V时的值为基准, 采用取对比值方式来进行的。灯电压的改变与其输出的光通量成正比, 近似呈一上升的直线关系。灯电压为220 V时输出的的比值为1, 当灯电压为160 V时, 输出仅为0.32, 不到正常照明的三分之一, 下降很多。
2 问题分析及解决方法
上面简单列举了常用的降压节能运行技术方案。在此结合对250 W高压钠灯的实际测试情况, 就存在的主要问题加以讨论, 探讨解决的方法。
2.1 主要问题分析
2.1.1 电路瞬时断电流问题
采用机械开关 (继电器、接触器等有断点的开关) 是这类线圈绕组切换的常用方式, 因此切换时常会有10~20 ms的断电流时间, 而基于高压钠灯的工作方式, 当发生瞬时断电流时, 高压钠灯会发生断弧、熄灭再起动甚至灯烧毁等严重影响运行的问题。
2.1.2 绕组切换及触头烧蚀问题
机械开关的寿命有限、切换的速度较慢且具有随机性。在串联电感绕组降压中, 当开关闭合短接绕组时, 因电感的储能作用, 被短接绕组中的电流, 经过开关流动, 消耗在绕组的内阻 (导线电阻和铁心损耗) 中, 白白地消耗了能量。同时由于绕组内阻较小, 所形成的环流巨大, 引起绕组的过度发热以及烧蚀开关的触点;而当开关断开时, 绕组电流发生突变, 其自感作用在开关的触点间产生瞬时高压, 引起电弧烧蚀触点;同样在调压降压中, 开关的触头由一档调到另一档, 电流的突变将引起绕组产生高压而引起触头的烧蚀、拉弧, 特别是在较为频繁的切换中, 触头的寿命将大大减少。
因此, 在进行绕组切换时就要考虑到灯电路的瞬时断电流、绕组的能量释放、绕组的自感作用, 以及由此给高压钠灯的正常使用及寿命所带来的诸多严重问题。
2.1.3 灯的最低运行电压
在进行路灯照明配电设计时, 需要认真考量线路末端电压是否能够满足灯在降压条件下的最低运行要求。对于供电线路长且处于降压节能运行条件下的道路照明, 除了遵循常规的设计原则外, 需要着重对待线路的末端压降问题, 以及灯能够运行的最低电压, 防止运行不稳定而造成闪烁、断弧和熄灭。
2.1.4 无功消耗问题
对于在正常电压条件下功率因数符合标准的灯线路, 由于灯在降压运行时无功消耗将有较大增加, 表现出按正常运行配置的无功补偿不足, 灯线路的功率因数偏低, 损耗加大, 不符合高效照明的要求。因此降压运行时就要考虑到功率因数降低、无功消耗的增加所带来的补偿欠缺问题, 需要增加无功补偿量, 以便于取得良好的降压应用效果。
2.1.5 电流谐波的加大问题
灯在降压运行中, 电流谐波大大增加。当线路较长且内阻较大时, 电流谐波将引起线路上的电压谐波加大。对于采用照明单独供电的灯线路, 电流谐波将使得变压器的铁心损耗加大、绕组温度升高、发热过度及运行条件变差, 并且谐波将导致无功补偿电容的电流加剧, 引起过热;而采用公用变压器供电的灯线路, 不仅对变压器存在上述影响, 而且可能使同一线路上对谐波敏感的其他负载受到干扰, 甚至是无法正常工作。
2.2 解决方案的探讨
基于上述灯降压运行所带来的诸多问题, 在此进行必要的探讨, 并给出针对性的建议。
2.2.1 电子软开关的应用
高压钠灯降压节能应用中的绕组切换就需要解决两个主要问题:一是对于串联降压的灯节能方案, 要尽量减少电感绕组被短接时能量的无谓损耗, 提高灯的总体使用效率, 节约能源;二是确保在绕组调压抽头切换过程中的灯电流不断, 并且可以做到频繁的切换。要实现上述的要求, 就需要在灯电流过零点时进行切换, 也就需要采用电子软开关切换方式来进行, 具有切换快速方便、无冲击、无电火花产生及能量损失小等特点。
2.2.2 合理的供电
(1) 使用稳压降压调节器——前半夜稳压供电, 消除由于电压波动引起的灯工作不稳、过负荷等问题;后半夜降压稳压供电 (预值可以事先设定) , 起到延长灯的使用寿命、节能的良好效果;
(2) 增加线路的无功补偿——在供电线路上实时动态补偿。由于灯降压运行所带来的无功消耗的增加, 并采用分相独立调节原理来精确补偿;
(3) 研发新型专用照明供电调节器——将照明专用供电变压器与智能稳压降压调节器相结合, 开发出具有多种运行模式的智能照明专用电压调节器。白天只有功率很小的 (约数W) 控制电路工作 (可由太阳能电池板配合蓄电池供电) 主回路不需要工作, 以延长设备的使用寿命、节约大量的空耗电能;
2.2.3 合理有效的调控方式
采用基于智能控制的灯分段投入运行方式, 减小较长线路整体同时投入时的瞬时启动的冲击电流对供配电设备的容量要求, 同样也能够减少对供配电的设备冲击, 节约建设的初投资。
3 结束语
基于高压钠灯作为一种高效优质的照明光源在道路上大量的应用、现有不同时段道路交通流量、前后半夜照明供电波动较大等原因, 通过对高压钠灯在非正常条件 (降压) 下的运行参数分析, 并结合实际的测试结果来具体分析降压条件下灯的参数变化情况, 已经得到了一些初步的结果, 并有针对性的提出了相应的解决方法。但是在实际的使用中, 仍然有不少问题值得进一步探讨。特别需要对降压条件下灯的光电参数变化做进一步细致的研究。其中包括:灯改造投入前后的性价比、灯使用寿命、光效、节能效果, 以及道路照度及均匀度的变化、对交通安全的影响等等。
参考文献
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高压钠灯 篇3
近十年来,中国经济的迅猛发展,使用电量持续上升。以三峡水利枢纽工程为标志的水电以及大量新建火电站的并网,一定程度上满足了这种用电需求。但是供应的增加并非解决问题的长远之计,节能才是中国能耗由粗放式转为集约式的必由之路。绿色照明的提出,就是基于此背景。而高压钠灯(High Pressure Sodium,简称HPS)电子镇流器正是绿色照明的典型应用之一。
在所有高强度气体放电灯(High Intensity Discharge Lamp,简称HID)中,高压钠灯的光效最高,并且有很长的寿命(24000小时),广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。高压钠灯以70W~1000W最为常见。由于高压钠灯的负阻特性以及数千伏的点火电压,故它需要配套的镇流器来点灯。
传统的电感镇流器会给电网带来很强的谐波污染,这在大量应用时表现特别明显,不仅使输电线路功耗增加,而且影响了电网的稳定性。同时电感镇流器效率低、发热严重的现象本身也造成了能量的浪费。此外体积笨重,给运输、安装和维护都造成了不便;更为严重的是缺少各种保护功能,在恶劣条件下不能很好地保护灯。
近年来新型的高压钠灯电子镇流器的迅速发展适应了节能的要求,它具有体积小、谐波污染小、效率高、保护功能完善等优点,高端的还具有通讯、调光等智能化特点。目前250W以下电子镇流器已被广泛应用。在激烈的竞争中,大量性能不同的电子镇流器充斥于市场中,然而用户却难以分辨其差别,往往以价格作为唯一衡量标准,这迫使厂家过分牺牲性能来保证其价格低廉。用户一旦选用了质量性能低劣的产品,很容易会对这一类产品产生坏印象,使其口碑变差,这对于国家的节能目标以及行业的长远发展十分不利。本文介绍的高压钠灯电子镇流器的主要电气指标,可为其性能评价提供有效的参考依据。
1 高压钠灯电子镇流器的主要电气指标
1.1 输入电压(Input Voltage)
输入电压反映了电网的基本情况,这与不同国家或地区的电网状况有关。通常要满足最大或者最小值10%的波动,以中国大陆标称值为220V/50Hz电网为例,波动范围为180~240V,那么设计值范围需要在162~265V。一般情况频率需要满足50~60Hz。
1.2 功率因数(Power Factor,PF)
传统的电力电子整流电路如图1所示。其电压、电流波形如图2所示。可见电流基波与电压波形有一个相位差,其余弦值称为功率因数。其物理意义表征了无功功率的大小,无功功率对于用电器不会有影响,但是占用了电网资源(变压器容量),增加了电网损耗。理想情况是电网接电阻性负载,这样就没有无功功率。因此PF值越接近1越好。
通常低端电源产品不采用功率因数校正(PFC)电路而只通过输入滤波器补偿,其PF值可以做到0.5以上;采用逐流电路等无源PFC的产品PF可以做到0.6以上;采用有源PFC电路的产品一般可以做到0.95以上。
1.3 谐波含量(Total Harmonic Distortion,THD)
图2中电流含有大量的谐波成分,它们是引起电网污染的重要原因。THD表征了谐波含量的多少。它的定义是:
其中,f1=基频幅度,f2=2次谐波幅度,f3=3次谐波幅度,f4=4次谐波幅度…fn=n次谐波幅度。
通常采用有源PFC电路的产品THD可以做到20%以下。它的大小与有源PFC电路以及输入滤波器有关。
1.4 工作温度
高压钠灯往往应用于苛刻的外部环境,季节交换、纬度差异使得电子镇流器需要适应很宽范围的温差。除了系统的设计,器件需要满足这个范围。民用、工业与军品级别芯片温度范围的差别使得其价格差别很大,直接影响到电子镇流器的成本。此外,内部使用的开关半导体器件MOS管、二极管在高低温下的电压电流表现迥异,这给大功率电子镇流器的设计带来极大的可靠性问题。因此,工作温度范围是电子镇流器的一个衡量指标。
1.5 保护功能
完善的保护功能确保了镇流器的可靠性。恶劣情况下镇流器的输出端即接灯线有可能出现短路、断路等情况;灯寿命将近时会出现整流态;外部环境温度过高时镇流器自温升温度过高,这些都需要镇流器内部硬件或软件实现保护功能。
1.6 电磁兼容性(EMI)
电磁干扰一般从两个角度考虑,一个是产品对外部干扰的抵抗程度越高越好,一个是对外部的干扰程度越小越好。电子镇流器工作在高频模式,不可避免存在电磁干扰的情况,因此这是一个成熟产品重要的考核指标。国内参照EN55015标准。
1.7 能效因数(BEF)
这是评定HPS灯镇流器和灯的组合体中镇流器能效水平的参数,该参数为HPS镇流器流明系数与线路功率的比值。该指标随着灯功率的不同而不同,因此数值越大表示越节能。
1.8 灯功率(Lamp Power)
灯功率的大小决定了灯的光通量等参数,简单讲即灯的亮度。批量生产中,灯功率往往有一定偏差,这是由于元器件差异造成的。电感镇流器控制的灯功率取决于电网电压,电网电压波动严重则灯功率波动范围也大。但是通常情况下正常灯的功率不可超过标称值的3%。
1.9 点火电压(Ignition Voltage)
点火电压反映了镇流器的点灯性能。HPS由于其构造的特点,需要千伏级别的高电压才能将其点亮。而且点亮电压与灯的温度密切相关,温度越高越难点亮。
1.1 0 调光
灯满功率全时段运行无疑使电能大量耗费掉。带有调光功能的电子镇流器具有定时控制或者外围线路通讯控制等人工智能,在无人或者人少的时段或路段控制灯的亮度以节约电能。
1.1 1 通讯
通讯功能可以使远程控制系统实现灯的不同时段或路段的调光,也可以分组控制灯的亮灭。以达到节能与美观的目的。
2 理想高压钠灯电子镇流器的主要性能指标
1)输入电压:162~265V
2)功率因数:≥0.99
3)谐波含量:≤8%
4)工作温度:-30℃~+60℃
5)保护功能:过压、过流、过温及灯短路、断路等各种保护功能
6)电磁兼容性:参照EN55015标准
7)能效因数:≥0.34(250W)
3 结论
目前市场上HPS灯电子镇流器厂家很多,产品也五花八门,但是真正能在市场上被用户接受的凤毛麟角,原因无外乎:
(1)市场因数:由于目前市场上许多厂家有着急功近利的心态及用户希望价格与电感镇流器差不多的双重因数作用下,导致了厂家用差的元器件的产品卖给用户,结果可想而知。
(2)可靠性:由于灯的工作环境比较恶劣,因此对镇流器的要求比较高,特别是工作温度。目前许多电子镇流器在常温下可以正常工作,但是一旦在马路上使用效果就大打折扣。
(3)由于高强度气体放电灯目前国内生产厂家很多,生产工艺及参数差别很大,使得电子镇流器在考虑保护功能时,参数很难统一。
(4)电子镇流器涉及电路拓扑、高频电子变换、零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)、LC串联或并联谐振、谐波滤波与PFC、电磁干扰抑制、信号传感与信号采集和处理、PWM控制或频率调制(FM)等电力电子技术以及信号传感、采集和控制、电子元器件、电光源器件及声光学等方方面面。其各项技术指标严格,所以要制作出满足各项电气指标的高性能、低价格、小体积、使用安全可靠的电子镇流器并非易事。
因此对于电子镇流器生产和销售厂商来说,未来的路还任重道远。对于广大电子镇流器用户来说,了解和熟悉其主要电气指标是提高鉴别能力,保障自身利益的有效途径之一。
参考文献
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高压钠灯 篇4
1 LED路灯概述
LED是Light Emitting Diode的缩写, 翻译为发光二极管, 因而LED路灯属于半导体照明灯。LED灯可有效应用信号、显示、背光源等多方面的技术。经多年的实践, LED技术应用范围逐步由原有的小功率背光照明转向大功率功能性照明。
1.1 LED路灯的优势
LED路灯发射光具有单向性, 光照效率较高, 很少出现漫射现象;拥有典型的二次光学设计, 节能效果好;显色指数较高, 可以满足市中心、繁华地段、居住区等对色彩识别标准;功率因数能够达到0.95, 不必安装电解电容;采用环氧树脂封装, 具有较强的耐振动效果, 适用于道路桥梁等的照明;由于不含重金属汞, 在报废时不会对环境造成危害;发射光不会出现频闪现象, 可有效用于运动物体的照明;具有较好的启动性能;输入交流电电压范围较广, 可用于远距离路灯电缆电路, 且极少出现自熄问题。
1.2 LED路灯的劣势
LED路灯为定向发射光, 峰值光强较高, 给灯具的光学配光带来相应的技术难度;光源发光角度过小, 灯下光线较为密集, 其亮度和均匀度不能达到城市道路照明标准, 不能用于主干线和次干线等道路照明;高功率LED路灯散热问题未得到处理, 使其光衰迅速, 使用年限缩短, 不能满足道路长时间、高质量照明的要求;LED路灯受IP防护等级、灯具散热、电子元器件、雷电感应等影响, 使其有效使用寿命缩短;白光LED受制造工艺缺陷、反射杯和透镜配合误差的影响, 易于引起“黄圈”现象;发射光中具有蓝色光成分, 舒适感较差。
2 高压钠灯概述
我们所用的高压钠灯, 是一种具有高强度和高发光效率的气体放电灯。经过多年的实践应用, 现已被广泛应用于城市道路照明系统中。
2.1 高压钠灯的优势
发光效率一般为100~130 lm/W, 功率越高, 光效也就越好;寿命长, 有效使用时间可长达12 000~24 000 h;城市主干线装设低色温的高压钠灯, 可保持良好的视觉效果;在多雾、多尘和阴雨等天气, 发射光较强的穿透力可体现出其独特优势。此外, 高压钠灯还具有耗电少、不诱虫等特点。
2.2 高压钠灯的劣势
通常高压钠灯的显色指数为20~30, 色温在1 726.8℃左右。由于显色指数低, 不适用于城市中心、商业繁华地段、居住区等的照明;颜色改进型或者高显色类型的高压钠灯都是在削弱光效基础上研制而成的;功率因数普遍较低, 应安装电解电容来提升功率因数;容易受到电压波动性的影响, 引起自熄现象;启动、再启动持续时间较久。
3 LED路灯和高压钠灯的应用分析
3.1 节能效果
城市路灯照明系统在维持光照强度、均匀度的基础上, 应该最大程度地实现电能节约。就发光效率而言, 高压钠灯通常为90~130 lm/W, LED灯为50~90 lm/W, 由此可见, 高压路灯的具体光效要比LED高;在平均照度方面, LED路灯由于自身特点的限制, 能够覆盖路面的光通量低于高压钠灯, 其利用率也比高压钠灯小;从灯具配光来讲, 装设LED路灯所用的路灯数量要高出高压钠灯的1/5;从功率因素角度来讲, 高压钠灯功率因素约为0.42, 设置电解电容后能够达到0.85~0.90, 而LED路灯的功率因数高达0.95, 相比之下, 高压钠灯体现出独特的优势。
3.2 经济实用性
LED光源受自身均匀度和功率的影响, 在相同的道路距离内装设的灯杆往往比高压路灯多, 再加上LED路灯价格较高, 与高压钠灯相比, 所具备的经济实用性较弱;在灯具设计和使用方面, 应用LED路灯降低箱式变压器容量和路灯电力电缆长度并没有达到预期的效果, 因而LED路灯在成本节约方面的效果也不显著。
3.3 运行维护
高压钠灯经过多年的实践应用, 生产工艺已趋于成熟, 质量和性能较为稳定、可靠, 能够满足不同场合的需求。高压钠灯需要运行维护的部位为电源和配套的电器设备, 其系统结构简单, 易于操作, 故障发生时便于维修, 另外, 所需维修费用也较少。而LED路灯出现运行故障时, 在现场很难及时维修, 需要整体更换。LED路灯与高压钠路灯相比, 不仅在使用年限、稳定性方面存在差距, 其维修和更换也较为频繁。
3.4 产品标准
LED路灯技术发展迅速, 对产品标准的制订还需要一些时间, 因而当前市场上LED路灯产品所具备的不同性能指标都低于高压钠灯产品, 根本原因是LED路灯在技术水平、产品质量方面参差不齐, 阻碍着LED路灯产业的正常发展。
4 LED路灯和高压钠灯的应用趋势
高压钠灯在道路照明中占主导地位, 这种形势将会一直持续, 直至被光色好、显色指数高、优质高效的新型绿色电光源来取代。目前, 国内外LED路灯使用还处在试验阶段, 要达到大范围的使用, 仍然需要很长一段时间的技术研发和试验。
5 结束语
综上所述, 通过对LED路灯和高压钠灯在道路照明中的应用进行分析得知, LED路灯的应用应坚持客观、科学的原则, 在提升研制技术的基础上, 改善其性能指标, 加大扶持力度, 不断完善产品标准和检测体系, 使其能够切实取代高压钠灯光源, 成为城市道路照明系统的主体光源。
摘要：在充分了解城市道路照明系统特征的基础上, 从节能、实用、维护、产品标准等多个角度对LED路灯和高压钠灯进行分析, 为建设城市良好的道路照明系统提供参考依据。
关键词：LED路灯,高压钠灯,道路照明,电力节能
参考文献