高壓鈉燈降壓調(diào)光節(jié)電試驗

張振 張萬奎

(湖南理工學(xué)院，湖南岳陽 414006)

高壓鈉燈是一種高強度氣體放電燈，利用104Pa高氣壓的鈉蒸氣放電發(fā)光。高壓鈉燈是目前世界上在道路照明中應(yīng)用得最廣泛、光效最高的照明光源之一，也是我國綠色照明工程倡導(dǎo)首選應(yīng)用的節(jié)能型照明產(chǎn)品。

1 高壓鈉燈降壓節(jié)電應(yīng)用

近年來，我國城市道路照明與城市照明進一步融合，擴大了城市道路照明的市場規(guī)模。道路照明市場將在未來幾年間發(fā)展為城市照明市場。包括城市夜景照明、公共照明、商業(yè)照明、道路照明。不少新建或改建的城市道路照明亮 (照)度幾倍甚至上十倍的高于國際照明委員會CIE和我國建設(shè)部的推薦值。有關(guān)資料顯示，一批大中城市的一些道路平均照明度達45 lx(亮度在3 Cd/m2)以上，有的道路平均照度甚至達到140 lx。

路燈供電線路設(shè)計時，為了避免送電過程中的線路損耗，及用電高峰時末端電壓過低而造成路燈不能點亮，路燈變壓器確定輸出電壓一般高于額定值的5%以上，隨著電網(wǎng)電壓的波動，路燈供電電壓時高時低，特別是午夜用電低谷時，電網(wǎng)電壓會更高，路燈變壓器輸出電壓會超出正常電壓的15%以上，高達240V。例如，寧波市3萬余盞路燈的電源幾乎都是從公用變壓器接出的。為了確保用電高峰時的電壓，公用變壓器的輸出電壓都調(diào)的較高，以致到下半夜用電低谷時，電網(wǎng)電壓升高，有的高達240V以上。廣州路燈的85%是由公用變壓器供電，廣州市東區(qū)供電局2003年9月實測，路燈1～4時電壓高達243V。城市路燈下半夜電壓普遍超過230V，這樣將增加高達22%的耗電量。

根據(jù)高壓鈉燈熄弧電壓試驗和國標GB/T13259—2005附錄F:高壓鈉燈熄滅電壓值的測量方法的試驗，高壓鈉燈正常點燃之后，將燈具電壓突然降至190V，甚至180V，高壓鈉燈都不會熄滅。因此，高壓鈉燈可以實施降壓供電。

2 高壓鈉燈降壓調(diào)光試驗

2003年6月20日，南京專業(yè)生產(chǎn)高壓鈉燈的772廠對250W高壓鈉燈，在直徑為2米的光球內(nèi)，按國家標準測定了不同電壓下的光電參數(shù)，結(jié)果如表1所示。

表1 高壓鈉燈不同電壓的光電參數(shù)

從表1可以看出，在使用高壓鈉燈等氣體放電燈的道路照明系統(tǒng)中，在深夜節(jié)電運行時段，考慮末端電壓降低的前提下，將供電電壓降低在10%以內(nèi)運行是最隹的選擇。供電電壓200V時，燈電流降低6.3%;同時延長了光源使用壽命，降低了維修成本。200V電壓供電時，高壓鈉燈的光通量降低25%，光效降低5%，但深夜道路照明質(zhì)量 (均勻度)不受影響，沒有諧波等不良效果。

3 高壓鈉燈降壓節(jié)電試驗

高壓鈉燈節(jié)降壓節(jié)電裝置2009年3月11日送湖南省計量檢測院測試:電光源為飛利浦亞明照明有限公司生產(chǎn)的NG70高壓鈉燈，鎮(zhèn)流器規(guī)格型號:BSN70L300I;SON:70W;Imaiains;0.98A;cosφ0.4生產(chǎn)廠家:PHILIPS。觸發(fā)器規(guī)格型號:CD-2a，生產(chǎn)廠家:上海亞明燈泡廠有限公司。測量儀表為長沙湘星儀表廠生產(chǎn)的電壓表42L6-V，0～250V，精度10V;電流表42L-6A，0～2A，精度0.1A;電流檢測值如表2中的示值，電壓檢測值如表3中的示值。2009年3月11日湖南省計量檢測院使用0.02級、編號0305069、證書號DLdr2008-9039的三相電能表檢定裝置;電流檢測值如表2中的實際值，電壓檢測值如表3中的實際值。 (湖南省計量檢測院測試證書編號:EB字第2009-0049號)

表2 高壓鈉燈電流檢測

表3 高壓鈉燈電壓檢測

從表2表3可知，供電電壓220V時，高壓鈉燈電流為1.04A，而供電電壓降至200V時，高壓鈉燈電流為0.95A，不考慮降壓前后高壓鈉燈電阻微小的變化，降壓后節(jié)電16.6%。

2009年12月1日，湖南省計量檢測院對試驗裝置中的70W高壓鈉燈節(jié)電進行專門檢測。測試證書編號:EQ字第2009-0756號。測試使用的主要計量標準器:三相現(xiàn)場多功能校驗儀編號09149、證書號EB字2009-0024、技術(shù)特征0.1級。測試時間1小時。測試結(jié)果如表4所示。

表4 高壓鈉燈電能檢測

結(jié)論為:70W高壓鈉燈200V供電比220V供電節(jié)電16%。

4 單相變壓器供電的高壓鈉燈照明節(jié)電新系統(tǒng)

單相V/V0-V/V變壓器路燈照明節(jié)電系統(tǒng)不需要增加自耦變壓器、補償變壓器或電抗器等設(shè)施，入夜時變壓器作 V/V0接線;在下半夜通過光-電子控制器自動斷開變壓器二次側(cè)的中性線，變成V/V接線;使燈具的電壓從相電壓自動變換到線電壓的一半。由于下半夜變壓器二次側(cè)的線電壓為400V，這樣就實現(xiàn)了燈具供電電壓從220V降為200V。

城市道路照明目前廣泛應(yīng)用的高壓鈉燈，改由單相變壓器供電，組成 V/V0—V/V單相變壓器—高壓鈉燈節(jié)電照明系統(tǒng)，可以收到單相變壓器節(jié)電、下半夜路燈自動降壓節(jié)電的雙重節(jié)電效果。

［1］張萬奎，丁躍澆.城市道路照明半夜燈實施的一種方案.照明工程學(xué)報，第16卷第2期P52～54，2005年6月

［2］張振.城市道路照明供電電壓與控制的優(yōu)化.燈與照明，2009(2)P55～56，59，2009年6月

［3］張振，張萬奎.城市道路照明最佳供電電壓，中國照明電器，2009(3)P16～18，2009年3月

［4］張萬奎，李曉松，丁躍澆.V/V0變壓器—路燈節(jié)電照明系統(tǒng)負荷分析.照明工程學(xué)報.第17卷第3期P21～23，2006年9月

［5］Raymond Yeager.Lighting Design ＆ Application(美).2006(3)，P52～57