成都地鐵1號線車輛客室LED照明改造淺析

林彬　陳玉文　畢冬云

摘 要：地鐵車輛照明的光源通常使用的是熒光燈，其存在使用效率低，能耗大，壽命短，效果差等缺點，不能滿足軌道交通日益發(fā)展的需要，達不到綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的要求。LED照明是一種半導體照明光源，最近幾年發(fā)展迅猛，被越來越多地應用到地鐵車輛領域，并受到廣泛的關注。最近，成都地鐵1號線的兩列車成功地將車內(nèi)照明由熒光燈管改為LED照明。

關鍵詞：成都地鐵；LED照明；改造

1 成都地鐵1號線介紹

成都地鐵1號線于2005年獲批并開建，總共分為三期工程，升仙湖至世紀城站（一期工程）於2010年9月27日開通，世紀城站至廣都站（二期工程）於2015年7月25日開通，廣都至五根松站、四河至科學城站（三期南段工程）、韋家碾站目前處於建設階段，預計於2018年開通。

截至2016年8月，成都地鐵1號線運營總里程達到23.9公里，有22座車站，包含3座換乘站；紅花堰車輛段、紅星路停車場兩個車輛基地。

2 成都地鐵1號線客室照明設計

成都地鐵1號線客室照明系統(tǒng)由兩條燈帶組成，燈具采用鋁型材結構，其結構具有耐振動，耐沖擊和防潮、防塵的特性，并能方便地進行維修、維護。成都地鐵一號線客室照明系統(tǒng)由應急照明和普通照明組成，M車每輛車有24只40W/AC220V的燈具用于客室普通照明，4只位于門區(qū)40W/DC110V的燈具用于客室應急照明。TC車每輛有20只40W/AC220V的燈具用于客室普通照明，4只位于門區(qū)40W/DC110V的燈具用于客室應急照明?？褪艺Ｕ彰鞯墓╇婋娫词茿C220V。在客室的每個門區(qū)均有一個應急照明燈具，當列車兩個SIV均故障時，由蓄電池向應急照明燈具逆變器供電，從而維持車輛應急照明。

3 成都地鐵1號線客室LED照明替換方案

AC220V-36W熒光燈管的替換方案：

（1）直接選用T8-1.2M-14W-AC220V的LED燈管替換原來的AC220V熒光燈管，拆掉熒光燈的電子鎮(zhèn)流器，拆掉原來電子鎮(zhèn)流器輸出端連接到接線端子上面的電線。

（2）利用帶有線鼻子的橡膠線短接接線端子的N和L分別到燈管兩端的輸入端如圖1所示，線橫截面積應為1.5平方，接線端子用專用壓線鉗壓接牢固。

（3）短接線的參數(shù)說明

4 成都地鐵1號線客室LED照明替換后的優(yōu)點

4.1 節(jié)能效果好

4.1.1 現(xiàn)有照明能耗

現(xiàn)在的電客車照明采用的是普通日光燈管，其功率為35W，加上前面的電子鎮(zhèn)流器，其總的功耗大約42瓦左右，一列車的總功耗大約7392（42*176），如果按一列車照明每天工作18小時計算，一年按350天計算，那一年總功率消耗就是46569.6kW電量。

4.1.2 改造后能耗

改造后采用T8-14W型LED燈管，其功耗為14W，由于前面電路中沒有鎮(zhèn)流器，所以其功耗與標稱值14W相差不是很大，如果按前面的數(shù)據(jù)計算，其一年總功率消耗大約為15523.2kW電量。

4.1.3 對比結果

如果按照上面的數(shù)據(jù)進行計算，那么一年一列車可以節(jié)約電量30000度電，按市場電價0.48元/度電來算，一年可以節(jié)約成本1.44萬元。如果按成都地鐵1號線現(xiàn)在的47列車來算，那一年就可以節(jié)約成本67.68萬元。

4.2 照度更好，更加環(huán)保

4.2.1 發(fā)光效率高

熒光燈的發(fā)光效率大約是55-80lm/W，而LED的發(fā)光效率在100lm/W以上。二者之差現(xiàn)在已經(jīng)將近一倍，而以后有可能繼續(xù)拉開差距。

4.2.2 燈具的有效光效大

因為普通熒光燈是360度發(fā)光的，反方向發(fā)出的光沒有什么用處。因此熒光燈通常采用白色的燈罩，將一部分反向光反射回來，通常熒光燈的燈具效率只能達到70%。而LED日光燈是120度發(fā)光的，所以全部光都是有效光。雖然有時候120度發(fā)光角度還是感覺窄了一點，但大多數(shù)情況下還是能夠滿足要求的。而且發(fā)光角度也是可以根據(jù)實際的需要來進行調(diào)整的。

4.2.3 使用壽命長

理論上，LED的使用壽命能達到100000小時，經(jīng)過組裝，加上各種電器元件的損耗，一支LED日光燈的壽命可以達到50000小時以上。而一支普通的熒光燈的壽命通常只能達到4500-5000小時。兩者的壽命相差將近10倍。

4.2.4 無污染，更環(huán)保

我們知道，熒光燈都含有汞，汞是一種重金屬，不溶于水，對人和環(huán)境都有很大的危害。由于熒光燈都是采用易碎的玻璃作為外殼，一旦玻璃發(fā)生破碎，汞就會就會蒸發(fā)到大氣中，可能使周圍空氣中的汞濃度超標，對人體造成傷害。而LED日光燈中不含任何有毒物質，是一種完全綠色環(huán)保無污染光源。

5 結束語

目前，成都地鐵1號線已經(jīng)完成了10107和10147共兩列車的客室LED照明改造工作，通過和前期未改造車對比，改造后的車照度明顯高于普通熒光燈管，同時由于LED燈管內(nèi)置了歐司朗驅動芯片，無需鎮(zhèn)流器，因此對于維保人員的檢修也更加方便，以前客室中燈管不亮，我們首先要判斷是燈管故障還是鎮(zhèn)流器故障，現(xiàn)在如果燈管不亮就可以直接更換燈管，能大大提高工作效率。

終上所述，將普通日光燈管改造成LED燈后，不僅光照度沒有減弱，對客室照明沒有帶來影響，而且提高了可靠性，節(jié)約了成本，提高了工作效率，從現(xiàn)場整改的效果來看，改造方案是成功可行的。

參考文獻

[1]LED驅動電路設計與運用[M].人民郵電出版社.

[2]TB/T2917-1998.鐵道客車電氣照明技術條件[S].

[3]成都地鐵1號線地鐵車輛用戶手冊（車輛部分）使用維護說明書[Z].南車青島四方股份公司.

作者簡介：林彬（1975，09-），工作單位：成都地鐵運營有限公司。