沈 駒，劉軍啟

0 前言

長(zhǎng)期以來(lái)，鐵路站場(chǎng)的照明特別是在電氣化區(qū)段一直采用一般的道路照明燈具，容量大、光損多，不適用于鐵路特殊的環(huán)境和特點(diǎn)。為此，鐵道部要求鐵路行業(yè)推動(dòng)綠色照明工程，在“十一五”期間鐵路二等以上車站將基本普及節(jié)能光源和智能化控制技術(shù)。隨著鐵路站場(chǎng)改造和客運(yùn)專線的蓬勃發(fā)展，用于鐵路站場(chǎng)的節(jié)能型綠色照明燈具研發(fā)提上了議事日程。

1 鐵路站場(chǎng)照明的現(xiàn)狀和特點(diǎn)

在我國(guó)的鐵路站場(chǎng)照明中，中小站居多。室外場(chǎng)所及露天無(wú)棚站臺(tái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于有棚站臺(tái)，但是很多室外場(chǎng)所及露天無(wú)棚站臺(tái)沒(méi)有專用的照明燈具，大多采用現(xiàn)成的普通道路照明燈具進(jìn)行照明。根據(jù)相關(guān)知識(shí)，道路照明燈具是為了配合交通工具、行人的交通需求而設(shè)計(jì)的，其特點(diǎn)是燈具為截光型燈具，該燈具內(nèi)部的反光器采用蝙蝠翼配光，通過(guò)選擇合適的光源、高度、仰角使道路照明組成一個(gè)視覺(jué)的最佳方案，以達(dá)到沿行車方向提供最佳照明。該燈具的光線主要投射在燈具左右兩側(cè)，而鐵路站場(chǎng)及站臺(tái)一般為狹長(zhǎng)形，特別是由于目前大部分車站已經(jīng)或正在完成電氣化改造任務(wù)，在站場(chǎng)、站臺(tái)上基本采用的是沿股道方向安裝燈頭（緣于電氣距離的規(guī)定，不能垂直股道安裝）。該安裝方式偏重兩側(cè)股道的照射，鐵軌過(guò)于明亮，而站臺(tái)照度不夠，對(duì)燈具的照明利用率不高，也達(dá)不到規(guī)定的照度要求。如采取縮小燈柱布置間距的方法進(jìn)行彌補(bǔ)，則在有限的站場(chǎng)站臺(tái)長(zhǎng)度內(nèi)，燈柱的數(shù)量就會(huì)增多，既增加了照明成本和電能的損耗，也影響車站的整體美觀。

鐵路站場(chǎng)、站臺(tái)照明，特別是中小站臺(tái)，主要是為乘客上下車、郵政運(yùn)輸車及其他設(shè)備提供照明。幾乎沒(méi)有交通隱患，站場(chǎng)、站臺(tái)為狹長(zhǎng)形，照明光線應(yīng)按股道方向延伸。

站臺(tái)上不設(shè)置較高的燈具以便于維修，也符合電氣化鐵道對(duì)帶電距離的要求。因燈柱高度較低，燈具的外形需小巧一些、并應(yīng)整體協(xié)調(diào)。

由于高度的局限，光源功率不宜太大，但應(yīng)能達(dá)到照度要求，站場(chǎng)、站臺(tái)行人及工作人員能辨清較大的物體。

考慮到站場(chǎng)上其他設(shè)施的布置，燈桿的間隔距離不能太小，要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的地面照度和均勻度。

2 燈具研制設(shè)計(jì)要求

節(jié)能照明燈具的主要技術(shù)指標(biāo)：光源為高壓鈉燈；功率為150 W；燈柱高度為4.8～5.2 m；燈柱挑長(zhǎng)為0.5 m；燈具仰角為30°；燈具效率為66.5%；燈頭防護(hù)等級(jí)為IP65。

在確定燈具高度和布燈間距的前提下，根據(jù)站場(chǎng)不同使用場(chǎng)所確定使地面照度達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的照度值，均勻度大于0.25。

燈具光線的輸出方向?yàn)橄蚯胺竭h(yuǎn)處伸展。反光器的輸出光線要增多向前輸出的光，減少兩側(cè)的光，提高燈具內(nèi)光輸出的利用率。

進(jìn)行模擬配光：繪制一個(gè)符合站臺(tái)照明環(huán)境要求的反光器配光曲線理論原理圖。然后根據(jù)該配光曲線圖，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行反推光學(xué)理論對(duì)反光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)比選完成反光器初步的設(shè)計(jì)方案。

用照度計(jì)算軟件，計(jì)算站場(chǎng)不同使用場(chǎng)所的照度值，從理論上檢驗(yàn)是否符合照度值的要求。

3 研發(fā)后的鐵路站場(chǎng)照明節(jié)能燈具特點(diǎn)

北京電鐵通信信號(hào)勘測(cè)設(shè)計(jì)院與其他單位合作成功研發(fā)了專用于“鐵路站場(chǎng)照明節(jié)能燈具”。它采用提高反光器光學(xué)質(zhì)量，降低光損，改變光輸出方向，解決燈具在垂直方向光通量分布低和均勻度不高的問(wèn)題，達(dá)到節(jié)能和減少成本的目的，使配光曲線能完好地檢驗(yàn)設(shè)計(jì)照度的實(shí)際情況，較大幅度地提高了燈具的輸出效率。

該燈具的燈頭、燈蓋由鋁合金壓鑄制造，采用一體化設(shè)計(jì)，電器元件采用內(nèi)裝式結(jié)構(gòu)，為便于維修，燈頭為上開(kāi)結(jié)構(gòu)，燈具表面靜電噴塑處理。燈頭內(nèi)反光器采用鏡面魚(yú)鱗紋鋁板模壓成型，表面陽(yáng)極氧處理。透光罩采用高透光率、不易碎PC罩，并用硅橡膠密封圈與燈頭密封。

該成果的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)就是反光器的研制，有效減少了燈具在鐵路特定環(huán)境的最大光損，克服了常用道路照明燈具因采用蝙蝠翼配光的不足，使光線的輸出和利用率大幅提高，光色均勻、柔和，大幅提高了照度均勻度，照明效果理想。鐵路站場(chǎng)照明節(jié)能燈具配光曲線對(duì)照見(jiàn)圖1。鐵路站場(chǎng)節(jié)能燈具逐點(diǎn)照度計(jì)算值如表1所示，表1的測(cè)試條件：路燈桿高度為5 m；高壓鈉燈功率為 150 W；燈頭仰角為30°；測(cè)量范圍為30 m×8 m；布燈方式為面對(duì)面布燈距離30 m。

圖1 鐵路站場(chǎng)照明節(jié)能燈具配光曲線對(duì)照?qǐng)D

表1 鐵路站場(chǎng)照明節(jié)能燈具逐點(diǎn)照度表

按表1的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可計(jì)算出：平均照度51.6 lx；最大照度179.2 lx；最小照度14.67 lx；均勻度0.28 lx，各種數(shù)據(jù)完全達(dá)到了鐵路標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有關(guān)數(shù)值。該產(chǎn)品對(duì)推動(dòng)鐵路行業(yè)綠色照明工程做出了積極響應(yīng)，結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行科技產(chǎn)品創(chuàng)新，對(duì)鐵路節(jié)能降造進(jìn)行了積極的探索和嘗試。

從改進(jìn)后的燈具配光曲線圖可知，該燈具克服了原蝙蝠翼配光的不足，減少了反光器向兩側(cè)擴(kuò)散的光線，光線向中部集中成狹長(zhǎng)形，使沿站臺(tái)方向能得到更多的照明。

4 經(jīng)濟(jì)效益

按改建一個(gè)中等站計(jì)算，站臺(tái)燈柱24基，岔區(qū)及輔助照明6基，共計(jì)30基。按新型燈具使用測(cè)算每基燈柱可節(jié)電200 W，即一個(gè)中等站可節(jié)電6 kW，按夜間照明 10 h計(jì)算每天可節(jié)約電能60 kW·h。每年每個(gè)站即可節(jié)約電能 21900 kW · h，鐵路營(yíng)業(yè)線車站如此之多則經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。

5 結(jié)束語(yǔ)

鐵路站場(chǎng)照明節(jié)能燈具是適合鐵路無(wú)棚站臺(tái)及室外場(chǎng)所照明的新型節(jié)能燈具。該產(chǎn)品能滿足鐵路站場(chǎng)特定環(huán)境的要求與應(yīng)用，具有改善鐵路電力負(fù)荷緊張，創(chuàng)造舒適的視覺(jué)照明環(huán)境等特點(diǎn)，可節(jié)約成本，降低工程造價(jià)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)鐵路無(wú)棚站臺(tái)及室外場(chǎng)所照明的空白，鐵路無(wú)棚站臺(tái)及室外場(chǎng)所向節(jié)約型、環(huán)保型發(fā)展是必然趨勢(shì)，因此該燈具具有很好的推廣應(yīng)用前景。

[1]TB10008-2006鐵路電力設(shè)計(jì)規(guī)范.

[2]GB9468-1988 道路照明燈具光度測(cè)試.

[3]鄒吉平.燈具配光曲線及其標(biāo)準(zhǔn)格式[J].照明，2007，（8）：79-84.