城市路灯照明节能措施的研究与探讨_城市路灯节能措施

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城市路灯照明节能措施的研究与探讨

黄冬来[1]

冯海清[2]

石强[3]（黄冬来[1]，湘潭职业技术学院，湖南 湘潭 411102 冯海清[2]，湘潭职业技术学院，湖南 湘潭 411102 石强[3]，湖南华菱线缆有限公司，湖南 湘潭 411102）

［摘 要］ 本文针对城市路灯照明的电能消耗，在不影响正常城市照明需要的前提下，对路灯照明系统的各个环节，就如何保证照明质量，提出有效的降低电能耗损措施，实现城市亮化合理、科学用电、有效的实现节能降耗。［关键词］ 路灯照明 降损 节能

Research and Discuion on the measure of energy saving for streetlamp

Huang Donglai Feng Haiqing[2]

Shi Qiang[3]

（Huang Donglai[1]，Xiangtan Vocational & Technical College, Xiangtan 411102, China

Feng Haiqing，Xiangtan Vocational & Technical College, Xiangtan 411102, China Shi Qiang[3]，Hunan Valan wird & Cable CO.,LTD

Xiangtan 411102, China)

Abstract:For electric power consumption of city lighting engineering，this paper analyse every link of streetlight system and propose effective measure of reducing electric power lo about how to ensure quality of lighting，realize reasonable brightization of city、saving energy and electricity。

Key words:

Energy Conservation;lose reducing

一、引言

路灯作为城市亮化工程的主要组成部分，在夜晚，起到了非常重要的作用。路灯不仅提供夜间的交通安全照明，更是维持夜间治安必要的设施。从路灯设施的好坏可以看出一个城市现代化的水平，达到改善城市夜间形象，提高城市的知名度和美誉度的效果，因此世界各城市对路灯设施的建设均非常重视。但是路灯照明在起着重要作用的同时，也在消耗着大量的电力能源。据相关资料显示,目前我国用于照明的年用电量达3216亿度，约占全国总发电量的12%～13%，而城市照明(指景观照明和功能照明的统称)的年用电量约占全国总发电量的6%～7%。在这个数据的背后隐藏有诸多城市在积极注重城市形象建设和品位提升，加强城市亮化工程的建设的同时，也造成了城市亮化照明用电消耗的大幅提升。以湘潭市的道路照明消耗为例：目前湘潭市采用的路灯，主要是高压钠灯，一盏路灯的功率约为100W－300W，一些大型路灯功率可以达到1000W以上。我们以一盏路灯200W来计算，一个晚上工作12个小时，那么一盏路灯就要消耗200×12/1000＝2.4度电能，湘潭市近20余万盏的路灯一年的电能消耗近两亿度，合计路灯照明的电能消耗开支近亿元。特别是随着近几年来能源价格的大幅上涨，庞大的路灯电费开支也成了当地政财的一大负担，缺电和照明落后成为制约经济发展的瓶颈。照明节电问题也列为了除动力用电节电以外的另一重大节电项目，这无疑对推动用电节能工作的开展，具有非常重要的意义。

二、城市路灯照明的现状及问题 1.重形象、轻科学规划

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从调查走访过的城市分析，我国诸多城市的夜景照明均存在过于追求城市形象和亮度，而存在着对城市照明系统的科学分析论证不足、统一规划或规划相对滞后的问题。出现了诸多该亮的不亮，不该亮的反而很亮的现象，整个城市的夜景分散零乱，没有主次和特点，这样的设计规划不仅浪费了能源，而且整体照明效果也不好。2.重景观、轻功能照明

笔者通过对多个城市照明项目实例进行了对比分析，其中完成夜景照明的实例占整个城市照明工程实例的2/3；而功能性照明实例，如道路、桥梁、隧道等照明实例仅占整个城市照明工程实例的1/3左右。明显反映出了城市照明工程规划重景观、轻功能照明，这也应引起我们的高度重视。3.照明亮度超标

在我国的部分城市因过于追求城市形象，盲目追求灯光照明的亮度，出现了部分城市的交通主要干道路面照明的平均照度，均大大高出我国或国际标准规定的照度值（国家规定主干道的平均照度为30lx），路面平均照度的平均值达到51lx，个别路面平均照度竟然达到了105lx。这种盲目追求路面亮度的现象，不仅造成了电能的过渡浪费，而且还产生了照明眩光、光污染等问题，其照明的负面效应较为突出。4.管理问题

由于城市路灯照明系统管理制度的不完善，造成部分城市只重建设而轻管理的现象，特别是在照明工程建成竣工后，照明设施的维护管理工作未能跟上，以致不少工程出现了亮灯率低，照明效果急剧下降的现象。

三、城市路灯照明节能措施

（一）照明设备的节能 1.光源的节能

道路照明系统应积极推广节能型的高压钠灯、金属卤化物灯。高压钠灯和金属卤化物灯是目前高强度气体放电灯(HID)中主要的高效照明产品。高压钠灯的特点是寿命长、光效高、透雾性强。可广泛用于道路照明、泛光照明、广场照明等领域。用高压钠灯替代高压汞灯，在相同照度下可节电37%。金属卤化物灯是一种在高压汞灯的基础上在放电管内添加金属卤化物，使金属原子或分子参与放电而发光的高压气体放电灯，它的特点是寿命长、光效高、显色性好，广泛应用于城市景观照明、商业照明、体育场馆照明等领域，用它替代高压汞灯，在相同照度条件下，可节电30%。

大功率高光效LED照明光源也是近年来国内外快速发展起来的新型光源,它具有光效高(≥90 lm/W(1W LED))、寿命长(30000～50000h)、耐震动不易损坏、瞬时启动、光源中不加汞，无污染，而且可以充分利用太阳能和风能发电，达到弥补电能不足等优点。在同样亮度下，LED灯的耗电量仅为普通白炽灯的1/10，而其寿命却可延长100倍，特别符合绿色照明的理念和要求，因此积极推广LED路灯具有重要的节能意义。2.灯具的节能

转变道路照明工程建设的传统规划观念，积极选择配光好、效率高、维护工作量小的灯具，如：LED照明，在达到同等照明水平的基础上，减少灯具的数量，从而起到节约能源的效果。

各个城市可因地制宜选择太阳能路灯和风光互补型新型的路灯。考虑主干道采用高压钠灯照明；次干道和一般道路使用太阳能和电网自动投切供电的高效LED照明形式；城郊结合部道路积极推广高效LED太阳能或风光互补型路灯。通过减少路灯照明对电网供电的依赖，达到用电节能的目的。3.选用节能型电感镇流器

电子镇流器的工作原理是将50Hz工频电源先整流为直流电,再经高频振荡电路变为高频

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交流电亮灯。电子镇流器采用有源功率因数校正的方法,其功率因数可达0.99,降低了输入电流,降低了供电线路的负荷与损耗。电子镇流器与电感镇流器相比,节电30%以上,对电网输电损耗减少70%以上。

由于电子镇流器需要并联电容产生高压谐振点亮灯的特点，如果谐波控制不当,会增强电极溅射、电磁波污染严重等缺点，但因其高的节能性、大量节约有色金属的优点,仍是路灯系统的首选。

（二）路灯供配电系统节能 1.变压器节能

保持变压器的高效率工作，是减少变压器损耗的基本手段。路灯供电系统应根据负荷大小，合理选择变压器容量和高效率的变压器，使其运行过程中保持较高的效率。同时在白昼期间对变压器实施高压侧切除，以消除变压器的空载运行损耗，也可实现节能的效果。

2.三相平衡

合理布置变电站的位置，科学布设供电线路，减少变电所的低压侧的线路长度，保持负荷的三相平衡，减少线路损耗，也能起到节能效果。

3.采用智能光源降压—稳压—调光技术

在夜间交通繁忙时段，控制路灯保持较高的照度；接近午夜时分，开始自动调光、控制路灯保持较低的照度。采用光源降压—稳压—调光技术在调光的同时，也大幅度的降低了电能消耗，节约有功电耗可达30%以上，采用此项技术还可延长路灯的使用寿命。

4． 无功补偿

由于道路照明灯具绝大部分属于感性负荷，运行功率因数往往不到0.5，所以线路中存在较大的无功电耗。如果将现有的供电系统电容集中补偿形式改造成单个灯具内进行功率因数补偿，则可将功率因数补偿到0.9 以上，则可降低线损70%以上。

5． 规范电工操作工艺

在路灯规划和安装的过程中，通过进行合理的布局，尽量减少导线的接头、改善导线的铰接工艺质量、做好连接导线处的绝缘恢复等工作，来积极降低导线接触电阻和漏电流的影响，达到电能传输线路损耗降低的目的。

（三）路灯管理节能 1． 合理确定照明标准

根据道路类别、所在环境及在城市路网中的重要性等,确定所设计道路的合适照度值，不应盲目追求高照度。一般中小城市道路的平均照度取值接近设计标准的低档值,中心城市、大都市的设计取值靠近设计标准的高档值；即使同一城市，也可根据道路的需要合理的选择照度值，实现电能的有效利用。

2． 半夜灯控制

由于现在城市的主干道路幅较宽，较多的考虑使用了双臂灯或单臂灯，而下半夜，车辆稀少，对照明质量的要求可以适当降低。此外，现在很多三块板式的道路结构，在照明设计时通常考虑了快、慢车道及人行道的照明。而在后半夜，慢车道的非机动车和行人很少，对照明的要求不高。对于这些情况，采用全、半夜灯的运行模式，合理的关掉部分路灯照明，可取得较好的节能效果。

3.合理的养护与管理制度

由于光源和照明灯具的污染，使光通量降低、这也是造成能源浪费的原因。制定合理的养护管理制度，及时修复故障灯，定期更换寿命到期、光通量降低的光源，及时维护供电线路也是重要。通过对照明灯具的经常清洗，去除灯具表面的灰尘和污垢，只需花费少量的资金，就能使路面的平均照度大为上升，也可取得不错的照明效果。

（四）使用先进控制装置，实现智能控制节能

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积极加装“三遥”控制路灯系统。路灯管理人员可在确保照明功效的前提下，对具体道路进行夜间路灯使用情况的调研分析，并根据调研结果适时对亮灯数量，可以根据实际需要及天气、节令变化控制路灯的随时开启和关闭，可以根据昼夜时长差异灵活控制路灯的开启和发光明暗程度。利用“三遥”控制系统，将路灯在后半夜利用率较低的时候将二头灯或多头灯自动熄灭变成单头灯, 也可以把双排灯自动熄灭变成单排灯, 使路灯由原来的“全夜灯”变成“半夜灯”,从而避免了电能的严重浪费。

四、结论

构建城市路灯较为系统的节能体系，实现路灯的有效的节能，应从多方面入手，全面系统地进行设计施工。在保证正常照明的需求前提下，选择适合于本地实际的节能方式，不盲从，不生搬硬套别人的方案，合理预算，有效分配资金，严把施工质量，把我们的城市建设得更亮、更美、更环保。

参考文献: [1] 中华人民共和国行业标准《城市道路照明设计标准》[S] 45—2006 [2] 方大千,等.节约用电实用技术回答[M].北京:人民邮电出版社,2008:235-236.[3] 马志溪.供配电工程[M].北京:清华大学出版社,2009:331.[4] 许继明.路灯系统节能探讨[M].北京:电子工业出版社,2007 :1.作者简介：黄冬来[1]（1976-），男，湖南湘潭人，讲师，研究方向：电工和电子技术。

冯海清[2]（1950-），男，湖南湘潭人，高级工程师，研究方向：节能技术的研究。

石 强[3]（1982-），男，湖南湘潭人，助理工程师，研究方向：LED照明。

黄冬来 学历：大学本科 联系方式:*** E-mail：huangdonglai715@163.com