黃 強(qiáng)

廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司電氣工程所 510010

電磁感應(yīng)燈在道路照明中的應(yīng)用

黃 強(qiáng)

廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司電氣工程所 510010

在道路照明設(shè)計(jì)當(dāng)中，鈉燈由于其性能良好，工藝成熟，價(jià)格較低被廣泛應(yīng)用在道路照明中。隨著社會(huì)的發(fā)展，照明產(chǎn)品也向節(jié)能、環(huán)保、低碳的方向發(fā)展，道路照明也出現(xiàn)了電磁感應(yīng)燈等其他光源的替代產(chǎn)品。

電磁感應(yīng)燈；道路

概述

道路照明目的是在夜間為車輛駕駛者及路邊行人提供良好的視覺環(huán)境，達(dá)到保障夜間交通安全，提高交通運(yùn)輸效率，方便人民生活。合理的夜間道路照明至少可以會(huì)降低交通事故率、提高交通引導(dǎo)性,從而提高道路的利用率,降低犯罪率,對(duì)提高環(huán)境的舒適度以及美化城市也有重要意義。隨著節(jié)約能源、節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境的意識(shí)逐步得到增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)高效、合理、舒適、便捷的照明是今后道路照明的發(fā)展的趨勢(shì)。實(shí)施綠色科學(xué)的照明方案通過節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，將具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，而其中一個(gè)可行的方案就是使用效率高、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品，逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的低效照明電器產(chǎn)品。當(dāng)前各大城市的路燈的光源主要為高壓鈉燈，電磁感應(yīng)燈作為一種新的照明光源，具有長(zhǎng)壽命、高顯色、節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在家庭、公共場(chǎng)所、城市及景觀照明等領(lǐng)域已逐步得到應(yīng)用，隨著技術(shù)的不斷成熟，也逐步應(yīng)用到城市道路照明中，使道路照明的光源也有了更多的選擇。

1 電磁感應(yīng)燈的基本原理

1.1 光源的基本原理

電磁感應(yīng)燈是由高頻發(fā)生器、功率耦合線圈、無極熒光燈管組合而成的。其燈管為真空放電腔體，在一端設(shè)置汞齊（固汞），放電腔內(nèi)填充緩沖放電氣體，形成連續(xù)的閉合放電環(huán)路，放電腔通過環(huán)形鐵氧體磁芯的中心軸線。事實(shí)上，放電腔成為變壓器的次級(jí)，通過對(duì)環(huán)繞放電腔外鐵氧體磁芯上的線圈交變的高頻正弦電壓，使電能藕合進(jìn)放電腔，通過線圈的電流產(chǎn)生穩(wěn)定的磁通量，進(jìn)而又沿放電腔產(chǎn)生感應(yīng)電壓來維持放電，使汞離子氣化產(chǎn)生的紫外線激發(fā)稀土三基色熒光粉發(fā)出可見光的。

1.2 電磁感應(yīng)燈的基本特點(diǎn)

1）壽命較長(zhǎng)。由于燈沒有電極結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)使其壽命要比傳統(tǒng)的燈長(zhǎng)很多。燈的壽命主要取決于鎮(zhèn)流器。隨著技術(shù)的進(jìn)步，鎮(zhèn)流器的壽命可以達(dá)到60000小時(shí)。

2）良好光性能。電磁感應(yīng)燈有較高的光效，特別是大功率的燈。例如，200W的燈光效可以超過80lm/W。由于汞齊技術(shù)的使用，使燈在冷端溫度在60℃～120℃變化仍有穩(wěn)定的光性能。

3）啟動(dòng)性能較好。光源啟動(dòng)快，可以達(dá)到毫秒級(jí)，且可以頻繁啟動(dòng)。

4）無閃爍。由于光源采用了高頻電子鎮(zhèn)流器來驅(qū)動(dòng)，因此不會(huì)產(chǎn)生眼睛可以感受到的閃爍。

5）功率因數(shù)高。燈具的補(bǔ)償電路可使燈的功率因數(shù)可以達(dá)到0.95以上。

6）發(fā)光溫度較低。電磁感應(yīng)燈的溫度不會(huì)超過180℃，所以設(shè)計(jì)的燈具可以采用真空鍍膜而不會(huì)脫落，因此燈具的光輸出可以維持在較高水平，降低光衰。同時(shí)溫度較低，可以減緩燈具的老化。

2 設(shè)計(jì)方案

工程概況：本道路工程為市區(qū)高架橋，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為城市快速路，全長(zhǎng)約4km，雙向四車道，寬18米，防撞欄1.2米高，按照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2006中的要求，路面平均照度維持值不低于30Lx，均勻度不低于0.4。

設(shè)計(jì)中燈具采用雙側(cè)對(duì)稱布置方式，燈桿高度8米（防撞欄高1.2m，實(shí)際距離路面9.2m），燈距25m，光源為250W電磁感應(yīng)燈，施工完成后對(duì)路面的照度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果如下：

表1

圖1 道路燈具布置圖

圖2 照度測(cè)量示意圖

圖3 現(xiàn)場(chǎng)夜間場(chǎng)景

圖4 現(xiàn)場(chǎng)日間場(chǎng)景

3 結(jié)語

通過本工程的案例可以看出，在道路照明中采用電磁感應(yīng)燈是可行的，在達(dá)到相同照度水平的條件下，電磁感應(yīng)燈比傳統(tǒng)的高壓鈉燈節(jié)能（采用250W的高壓鈉燈軟件模擬計(jì)算的結(jié)果照度水平僅約為同功率電磁感應(yīng)燈的70%）。同時(shí)，對(duì)高壓鈉燈和電磁感應(yīng)燈的性能做如下的比較：

表2

但電磁感應(yīng)燈的初期投入較高，燈具的價(jià)格數(shù)倍于高壓鈉燈，考慮到燈具的壽命、后期的維護(hù)量工作量等因素，全壽命周期成本應(yīng)較采用高壓鈉燈少。因此，隨著技術(shù)的進(jìn)步，在產(chǎn)品質(zhì)量可靠、穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，采用電磁感應(yīng)燈在道路照明工程中是一種可行的方案。

[1]城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).CJJ45-2006

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.108

黃強(qiáng) 大學(xué)本科 工程師。