道路照明的節(jié)電技術(shù)現(xiàn)狀及節(jié)電控制終端的設(shè)計(jì)

陳文昌

1 引言

伴隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車的逐步普及，道路照明顯得日益重要。有相關(guān)的研究表明，好的道路照明大約能夠減少20%的夜間交通事故，所以，城市的亮化工程是城市現(xiàn)代化建設(shè)的必要內(nèi)容之一。而為了營造出優(yōu)美與舒適的投資環(huán)境，提升城市品牌形象，我國城市照明工程得到了快速發(fā)展，這在一定程度上增加了城市的用電量，加劇了我國日趨緊張的能源供需矛盾。就此，本文對道路照明系統(tǒng)節(jié)電控制要點(diǎn)作一分析。

2 道路照明與控制系統(tǒng)現(xiàn)狀

近年來各地政府都十分重視城市的照明工程，把城市照明設(shè)施建設(shè)作為改善和美化城市環(huán)境的一個(gè)重要措施，但實(shí)施過程中也存在著很多不足之處：

2.1 注重景觀卻輕視功能照明

有些道路的照明太過于強(qiáng)調(diào)其藝術(shù)的造型，而忽視了道路照明應(yīng)有的以功能照明為主的本質(zhì)。比如對六車道的道路兩旁進(jìn)行安裝蘭花與荷花等的造型路燈，其乳白色燈具的透光性非常差，因此，只好去不斷的加強(qiáng)光源的功率及其數(shù)量，本來只要安裝一支400W的普通路燈就可以取得照明效果，現(xiàn)在要用6支250W才可以達(dá)到。而從諸多城市的照明項(xiàng)目來講，其中的夜景照明占到了整個(gè)城市照明的2/3；而其功能照明如橋梁、隧道和道路等的照明卻僅有1/3左右。很顯然，城市的照明工程規(guī)劃是重視景觀照明而輕視功能性的照明。

2.2 照明的亮度出現(xiàn)超標(biāo)

有些城市由于太過追求其城市的形象，常常盲目于追求其燈光的照明亮度，而出現(xiàn)部分的交通主干道路面的照明平均照度達(dá)到了51lx，甚至有的個(gè)別路面的平均照度竟達(dá)到105lx，這些都大大超出了我國或者國際的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定照度值，此種盲目于追求路面的亮度現(xiàn)象，不但導(dǎo)致電能的過度浪費(fèi)，也增加了光污染。

2.3 管理上不到位

不少城市的路燈照明系統(tǒng)的管理制度不夠完善，很多地方都有重建設(shè)輕管理現(xiàn)象，在照明工程竣工之后，對照明設(shè)施也缺乏定期的維護(hù)管理，使得不少的工程出現(xiàn)了亮燈率低，照明效果不佳的現(xiàn)象。

3 道路照明節(jié)電控制終端設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮節(jié)電理念

城市的道路照明設(shè)計(jì)是城市照明節(jié)電的重要環(huán)節(jié)之一。對道路照明進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)是一個(gè)較為綜合性的概念，其包涵了諸多方面的選擇，因此要對方案進(jìn)行綜合性的比較，并從中選出最佳的方案。所以，當(dāng)下提倡“以人文本與情景節(jié)電”的城市道路設(shè)計(jì)理念，及時(shí)的在設(shè)計(jì)中采取新技術(shù)和新規(guī)范更為合適。

3.2 選擇合理的照明光源

眾所周知，光源是影響能耗的重要因素之一，所以，合理的對光源進(jìn)行選擇是降低道路照明耗能必要前提。當(dāng)前，城市的道路照明光源通常使用的是鈉燈、白熾燈和金鹵燈等，然而，對道路照明光源的要求則是：發(fā)光的效能要好，使用的壽命要長，并有和好的顯色性與合理的低照度。所以，路燈光源的選擇要按照道路的具體情況，并結(jié)合各種燈性能，積極的選擇：配光好和效率高以及維護(hù)工作量較小的高效光源。

根據(jù)表1的參數(shù)，機(jī)動車的交通道路照明，應(yīng)首考慮光源為高壓鈉燈，這是因?yàn)楦哜c燈是光效最高的光源，其比低壓鈉燈具有更好的顯色性能，同時(shí)也具有較長的壽命長等，這都符合普通道路照明的基本要求。而因要達(dá)到相同的視覺效果和所需的道路照度，金鹵燈則要比高壓鈉燈的低。所以，對顏色的識別要求比較高的道路，可使用金屬鹵化物燈，其不僅有前面的優(yōu)點(diǎn)，也還可進(jìn)行相應(yīng)的亮度調(diào)節(jié)，在下半夜可以通過降低照度來進(jìn)行節(jié)電。與此同時(shí)，小功率的金屬鹵化物燈的顯色性更好，發(fā)熱也很少，其則可用于人行道路照明。而對于高壓汞燈與白熾燈，其光效太低，使用此類的光源則會導(dǎo)致能源大量浪費(fèi)，并且其照明的水平也是很難符合標(biāo)準(zhǔn)要求，所以，應(yīng)停止對它們的使用。此外，LED燈也是近些年來新型的光源，當(dāng)前，其光效達(dá)70lm/W，而在滿足同等水平的基礎(chǔ)上，可減少燈具數(shù)量，從而起到了對能源進(jìn)行節(jié)約的效果，然而，其也還有不少技術(shù)性的瓶頸問題需要解決，依然處在一個(gè)成長性的階段，當(dāng)然，也可在某些領(lǐng)域進(jìn)行選擇性的使用。

3.3 選擇較為節(jié)電的鎮(zhèn)流器

通常而言，照明器效率越高，其光通量的利用率也就會越大。然而，鎮(zhèn)流器在其照明中過程消耗的電能是絕對是一個(gè)不容忽視的環(huán)節(jié)。眾所周知，普通電感鎮(zhèn)流器，其通常消耗的電能大約為光源的15%，然而節(jié)電型電子鎮(zhèn)流器與其電感鎮(zhèn)流器的消耗也僅約是光源的10%。而當(dāng)下的電子鎮(zhèn)流器的校正方法為有源功率因數(shù)，它的功率因數(shù)達(dá)到了0.99，這便降低了其輸入電流與其供電線路上的負(fù)荷和損耗。其比電感鎮(zhèn)流器的節(jié)電要大于30%，而對電網(wǎng)的輸電損耗可降低70%，因此，其具有節(jié)約有色金屬和節(jié)電性等的優(yōu)點(diǎn)，是城市路燈系統(tǒng)必然首選。

3.4 通過完善管理來進(jìn)行節(jié)電

3.4.1 控制運(yùn)行的時(shí)間

對運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行控制也是節(jié)電的重要舉措之一。當(dāng)下城市道路的主干道的路幅比較寬，很多會考慮到使用雙臂或者單臂的燈，然而，當(dāng)?shù)搅讼掳胍箷r(shí)，車輛變的稀少，對照明的質(zhì)量要求也就可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕档?。另外，也有很多的三塊板式道路結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，通只考慮了快與慢車道以及人行道照明，因此可按照實(shí)際的情況來采用如下的方式節(jié)電：①全和半夜的運(yùn)行方式。通常采取的是間隔亮燈與熄燈方法。此兩種方法不僅控制方便，而且時(shí)間也可以靈活的進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)也降低了故障，而其缺點(diǎn)則是照度不夠均勻，因此，可采用取雙光源的照明器，在其后半夜關(guān)掉一盞；②降低其光通量。此類有兩種：a采用整體降低電壓和電流的節(jié)電裝置；b采取變功率的鎮(zhèn)流器；③將時(shí)間與光照進(jìn)行結(jié)合控制。不少的城市會按照其本市的天黑時(shí)間來采用相應(yīng)的時(shí)間控制，按照光敏控制器的控制特點(diǎn)，可采取光照與時(shí)間控制結(jié)合的方式進(jìn)行控制；④使用智能化的集中控制（如圖1）。對城市的照明進(jìn)行智能化的控制，尤其是隨著路燈的“三遙”監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其對路燈節(jié)電起到了一定的推動作用，可動態(tài)的來對路燈進(jìn)行遠(yuǎn)距離的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理，可以準(zhǔn)確的報(bào)出故障，并合理的進(jìn)行開關(guān)燈，從而有效的進(jìn)行路燈節(jié)電。

圖1 智能化管理控制道路照明系統(tǒng)架構(gòu)示意圖

3.4.2 定時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和管理

由于照明燈具與光源的污染，使得光通量出現(xiàn)降低現(xiàn)象，這也是導(dǎo)致能源浪費(fèi)的重要原因之一。因此，制定合適的養(yǎng)護(hù)和管理制度，進(jìn)行及時(shí)的故障燈修復(fù)，定期對壽命到期和光通量減小的光源進(jìn)行更換與維護(hù)線路是非常重要的。此外，定時(shí)的對照明的燈具進(jìn)行相應(yīng)的清洗，除去燈具的表面污垢與灰塵，這樣就可以使得道路的平均照度得到提升，同時(shí)也取得了很好的照明效果。

3.5 整合現(xiàn)有變壓器

通常而言，在對道路的照明進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，所使用的變壓器都會留有部分的負(fù)載，這在使用過程之中，有可能出現(xiàn)更改供電線路的情況，出現(xiàn)部分的變壓器的負(fù)載率降低和效率低下等的情況。此時(shí)，變壓器的空載無功損耗就會占到電費(fèi)的絕大部分，浪費(fèi)非常明顯。所以，可將負(fù)荷并入到相鄰的變壓器，提高相應(yīng)變壓器利用率，減少無功損耗，從而達(dá)到節(jié)電的目的。這樣按照24元/kVA計(jì)算，一臺250kVA的變壓器停用后，一年就可以節(jié)省72000元，數(shù)量相當(dāng)可觀。

4 結(jié)束語

伴隨經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加深，城市化建設(shè)取得了迅猛進(jìn)展，能量的消耗大幅度提高，特別是近些年能源的價(jià)格不斷提升，使得道路照明用電的耗費(fèi)給財(cái)政經(jīng)費(fèi)帶來了不小的負(fù)擔(dān)。而面對此類的能源危機(jī)，各國都在尋找“節(jié)電減排”的途徑，對此，對道路照明進(jìn)行節(jié)電顯然成為了一種必然的趨勢。道路照明節(jié)電控制終端設(shè)計(jì)應(yīng)按照地方實(shí)際情況來設(shè)計(jì)節(jié)電的方式，合理預(yù)算，嚴(yán)格把關(guān)施工質(zhì)量，安排后期保修工作，將我們的城市建設(shè)的更加美麗，更加明亮，更加環(huán)保。