城市道路照明节能浅析

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【摘要】随着社会经济和城市建设的快速发展,城市道路照明作为城市文明和现代化程度的重要标志。道路照明耗电作为节能技术应用的一个领域,近年来也受到了广泛关注。道路照明节能包含很多方面的内容，既有照明设备选择、路灯的控制方式、线路设计等方面的要求，又包括新技术的应用等，是一个系统性的复合工程。道路照明节能工程，是照明节能的重要部分，不容忽视。

【关键字】城市道路；照明节能；节能控制

一、道路照明节能的意义

城市道路照明是城市功能性照明的主体，已经成为衡量城市现代化水平的重要标志，随着时代的进步，社会的发展和人们的生活水平的不断提高，人们对道路照明的要求也越来越高，它不但为车辆驾驶员提供了良好的视觉环境，减少交通事故的发生，而且又增加了夜间行车的安全感和舒适感，在提高交通运输效率的同时还可以有效的防止犯罪活动和美化环境。

二、我国城市道路照明现状

1、城市道路照明设备现状

目前，我国城市道路照明广泛采用高强度气体放电光源（HID），与之配套使用的电器设备有电感型镇流器、触发器和补偿电容。这些配套的设备在使用的过程中会出现以下问题：

功率因数低：电感镇流器自身的功率因数很低，虽然可以通过电容补偿方式将功率因数提高到0.9，但是随着时间的推移，电容在生命周期中会不断衰减失效。

自身功耗大：电感镇流器的自身功耗通常会达到光源的12%～18%，这将造成很多电能浪费。

无法恒功率输出：电感镇流器输出功率不稳定，随着输入电压的变化而变化。因此，在输入电压不稳定，特别是在下半夜电压高的情况下，会耗费大量的电能。以400W为例，输入电压达到260V的时候，电感镇流器的输出功率将超过600W，比正常情况下要多输出近50%的电能。

缺少智能调光功能：在夜半人稀的时候，电感镇流器控制下的光源不但不能降低光照度以便节能，而且还会因电压过高而增加灯光的照度，造成不必要的浪费。近年来，尽管城市上出现了具有调光性能的电感型镇流器，但由于其价格较高，浪费投资。

2、城市道路照明控制现状

道路照明用电的种种问题主要集中在两个方面：第一，路灯的管理问题，要监控路灯使用现状，做到开灯、关灯和及时检修路灯的合理分配；第二，用电量的控制问题，路灯照明存在着高流量时照度不够，低流量时电能浪费严重的现象。

三、城市道路照明的节能措施

城市道路照明的节能应从电光源的选择、灯具的选择照明控制方法和策略等方面综合考虑。

1、选择高效节能的电光源及其附件

光源的节能主要取决于它的发光效率，选择高效率的光源有利于减少照明电能的消耗。同时还应该考虑电光源的显色指数、使用寿命、点燃特性等指标。我国目前普遍采用的路灯照明灯具以高压钠灯和金属卤化物灯等气体放电灯为主高压钠灯的光效一般为80―130lmw，显色指数30，色温2000k，金属卤化物灯的光效一般为67―110 lmw，显色指数65，色温5000k，且钠灯的透雾性能比较好，可以容易的看出：在道路照明设计中，高压钠灯是首选方案。

高压钠灯与金属卤化物灯在使用时均需要镇流器等附件才能正常工作，在选择镇流器时，应选择具有高效、节能、无噪声、功率因数高和电压范围宽的电子型镇流器。电子型镇流器能大幅度的节能，这不仅因为电子型镇流器本身能耗就小，而且它还可以使线路功率因数大大提高，达到线路损耗下降的目的。

LED作为一种新型光源，具有节能、污染少、无噪声、寿命长、启燃快等特点，特别符合绿色照明的理念和要求。在同样亮度下，LED灯的耗电量仅为普通白炽灯的110，而其寿命可延长100倍，在道路照明领域应用上，将会有很大的空间。LED光源在道路照明方面的应用，必将是大势所趋。

2、合理进行线路的布置

除了上面提到的灯具配套电器的附件能耗外，道路照明的间接能耗还包括照明用电供电线路的能耗，对于供电路的能耗，要求在道路照明的初始设计中，必须合理的设计供电点、供电线路的长度和配电的方式，保证线路中电压损失符合要求，同时尽量地减少线路的电能损耗。对于道路照明有不同配电方式，其中三相四线式配电方式的线路电能损耗最小。若假设导线截面、配线距离、照明负荷和功率因数都相同，则不同的配电方式，线路损耗比较见下表。

不同配线的电能损耗比较

配电方式 损耗比%

单相网络 100

单相二线式 100

三相三线式 25

三相四线式 16.7

3、优化道路照明控制系统

在进行道路照明的控制和管理时，要充分考虑时间、天气、交通流量的因素。合理控制道路照明的运行和停止。城市的主干道路一般分为快车道和慢车道，照明设计应该考虑这一因素，在主干路、次干路采取的措施包括：

（1）使用双光源灯具

深夜的交通流量小，关闭一支光源，既可以达到节能目的，又不影响路面亮度（或照度）均匀度。设计时可以考虑关掉双光源中的一盏。这种控制方式在节能的同时，还保证了照度均匀度，这就是双光源的调节方法，间隔关闭路灯的方式曾经应用的比较多，在此方法中，闲时关闭一半却是可以达到节电的目的，但却付出了照明均匀度的代价，特别是行车的纵向方向，将极大地影响到行车的舒适度，造成交通事故率的上升。

（2）采用智能控制装置

随着微电子技术、无线数据传输技术和现在电力电子技术的飞速发展，智能化道路照明控制系统也开始进入应用，智能化道路照明系统能够根据不同区域的不同功能需求，在每天的不同时段、不同自然光照度或者不同交通流量情况下，按照特定的设置，实现对道路照明的动态智能化管理，既TPO管理（TIME时间／PLACE地点／OCCASION场合）。智能化道路照明控制系统，通过综合考虑和分析与道路照明密切相关的时间、路段、环境照度和交通流量等因素的场景控制方法，在微机中按照预设的控制策略，对道路照明进行动态智能化管理，控制路灯在不同情况下实现多样化的道路照明场景，从而在提高照明质量的同时获得最佳的节能效果。

（3）通过路灯维护实现节能

清扫和维护灯具等照明设备对节能有着重要的现实意义。对灯具来说，若能按半年或一年周期进行一次彻底清洗的话。保持0.65 以上的维护系数应该是没有问题的。但是，若长期不进行清洗或清洗做得不彻底，同时灯具的防护等级又较低的话，其维护系数甚至有可能减低到0.3～0.4。即可以通过清扫灯具来提高光源光通量利用率，这样就有可能在满足照明数量和质量要求的前提下，通过选用功率较小的光源，从而达到节能的目的。

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