分析無(wú)極燈在路燈照明中的應(yīng)用

　　引言

　　無(wú)極燈是21世紀(jì)的一種高效節(jié)能綠色新光源，主要由燈泡、耦合器和高頻發(fā)生器組成，其工作原理是：高頻電磁場(chǎng)能量以感應(yīng)方式耦合到燈泡內(nèi)，使燈泡內(nèi)的氣體擊穿，形成等離子體，等離子體受激發(fā)原子返回基態(tài)時(shí)，輻射出2537nm的紫外線，燈泡內(nèi)壁熒光粉受到紫外線激發(fā)而發(fā)出可見(jiàn)光。

　　1 主要特點(diǎn)

　　無(wú)極燈兼?zhèn)涠喾N光源的優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域均能滿足人們對(duì)高質(zhì)量照明的需求。

　　（1）壽命長(zhǎng)壽命長(zhǎng)達(dá)60000h,相當(dāng)于20只節(jié)能燈、10只熒光燈、6只金鹵燈、4只高壓鈉燈的壽命，免維護(hù)。適用于道路、隧道等人工維護(hù)成本較高的場(chǎng)所；

　?。?）高效、節(jié)能光效為60lmW,與高壓鈉燈等效后為100lmW（中介視覺(jué)），是白熾燈的5倍。適合要求節(jié)能的場(chǎng)所；

　?。?）低光衰燃點(diǎn)2000h,光衰8%。適用于光照均勻度要求高且不易更換的場(chǎng)所；

　?。?）功率因數(shù)高功率因數(shù)098,不需補(bǔ)償，無(wú)功電力消耗低；

　　（5）無(wú)頻閃工作頻率為265MHz,眼睛不疲勞，有利于視力健康，對(duì)旋轉(zhuǎn)的機(jī)器設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)誤差。適合工礦企業(yè)中機(jī)械加工場(chǎng)所、學(xué)校照明、道路照明；（6）顯色性好顯色指數(shù)為Ra70~80,顏色不失真，光色柔和，分辨率高。適用于商場(chǎng)等顯色性要求高的場(chǎng)所；

　?。?）適用溫度范圍寬在-20~50范圍內(nèi)，都能正常啟動(dòng)和工作，使用地區(qū)沒(méi)有限制；

　?。?）環(huán)保無(wú)極燈98%以上的材料可回收利用，采用高溫汞齊，常溫下不釋放汞，特別符合國(guó)家環(huán)保要求；

　?。?）可瞬時(shí)啟動(dòng)、頻繁開(kāi)關(guān)即開(kāi)即亮，適合應(yīng)急照明；

　?。?0）多種光色可選適合各種場(chǎng)所，應(yīng)用面廣；

　?。?1）耐震性好沒(méi)有燈絲，可用于有震動(dòng)的場(chǎng)所；

　　（12）燈工作溫度低燈泡表面溫度110,適用于加油站、化工及有粉塵等防爆場(chǎng)所的照明；

　?。?3）對(duì)無(wú)線電設(shè)備系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾無(wú)極燈的工作頻率為265MHz,是歐盟推薦的無(wú)極燈專用頻率，EMC測(cè)試合格的產(chǎn)品，不會(huì)對(duì)任何已知的無(wú)線電設(shè)備造成輻射干擾。

　　2 無(wú)極燈與其它光源的比較

　　2.1 無(wú)極燈與高壓鈉燈的性能比較

　　由于路燈目前大部分使用的是高壓鈉燈，下面著重與高壓鈉燈的參數(shù)作對(duì)比，見(jiàn)表1.

　　由表1中知，與高壓鈉燈相比，高頻無(wú)極燈具有高顯色性、無(wú)頻閃、瞬時(shí)啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今照明領(lǐng)域中優(yōu)秀的新型電光源。

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　　2.2 無(wú)極燈與LED燈的性能比較

　　無(wú)極燈與LED同為綠色電光源的新秀，它們有著許多相似的特點(diǎn)，但在應(yīng)用領(lǐng)域上各有偏重。無(wú)極燈屬弧光放電，LED燈為固體發(fā)光。LED燈單體功率小，目前主要用于景觀、裝飾、字幕廣告等照明；而無(wú)極燈單體功率大，主要以工礦場(chǎng)所和戶外公共照明為主。

　　表2是兩種光源性能和指標(biāo)的對(duì)比。今后這兩種最新技術(shù)的綠色照明電光源將會(huì)在各自發(fā)光機(jī)理的基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展，并逐步取代大部分傳統(tǒng)低效照明電光源。

　　2.3 無(wú)極燈的中介視覺(jué)優(yōu)勢(shì)

　　人眼的視網(wǎng)膜上有兩種感光細(xì)胞，錐體細(xì)胞和桿狀細(xì)胞，其作用見(jiàn)表3。

　　在環(huán)境亮度介于10-2~10cdm2的環(huán)境下的視覺(jué)為中介視覺(jué)，錐體細(xì)胞和桿狀細(xì)胞共同參與中介視覺(jué)活動(dòng)。夜晚道路照明亮度在03~10cdm2之間，屬于中介視覺(jué)環(huán)境。[!--empirenews.page--]

　　由于桿狀細(xì)胞和錐狀細(xì)胞感光的光譜靈敏度不同，桿狀體的最大靈敏波長(zhǎng)為507nm,這是暗視覺(jué)的峰值波長(zhǎng)；錐狀體的最大靈敏波長(zhǎng)為555nm,這是明視覺(jué)的波長(zhǎng)。在中介視覺(jué)情況下，由于二者同時(shí)工作，而且不同亮度水平下兩種細(xì)胞參與工作的程度不一樣，所以沒(méi)有一個(gè)固定的峰值波長(zhǎng)。光源在中介視覺(jué)條件下，相對(duì)于明視覺(jué)時(shí)的測(cè)試亮度，均有一個(gè)有效亮度系數(shù)范圍。

　　高壓鈉燈含黃光成份（580nm）較多，因此中介視覺(jué)時(shí)有效亮度系數(shù)取08~09,而無(wú)極燈為紫外線激發(fā)三基色熒光粉發(fā)光，該燈的紅、綠、藍(lán)成分相互配合，在綠藍(lán)波段較多，符合夜晚照明的中介視覺(jué)光譜，在中介視覺(jué)時(shí)的有效亮度系數(shù)取13~15。

　　另外，據(jù)研究表明，反應(yīng)時(shí)間與光源的光譜組成有關(guān)，對(duì)于輻射光譜中含有較多藍(lán)綠色光的光源，反應(yīng)時(shí)間比高壓鈉燈短，而且隨著適應(yīng)水平下降兩者差距增大。在夜晚駕駛汽車時(shí)，駕駛員察覺(jué)危險(xiǎn)性的反應(yīng)時(shí)間越短越好。

　　可見(jiàn)，無(wú)極燈由于光譜適合中介視覺(jué)照明要求，在中介視覺(jué)和暗視覺(jué)下具有良好視覺(jué)工效，適合夜晚照明。

　　3 無(wú)極燈用于道路照明的經(jīng)濟(jì)性分析

　　3.1 無(wú)極燈用于道路照明單側(cè)布燈時(shí)的照明等級(jí)

　　見(jiàn)表4。其中WJ135B5000和WJ85P5000為無(wú)極燈型號(hào)。

　　3.2 無(wú)極燈與高壓鈉燈的經(jīng)濟(jì)性比較

　　現(xiàn)以200米長(zhǎng)路面為例，分析兩種不同寬度的路面使用無(wú)極燈與高壓鈉燈的經(jīng)濟(jì)性，表5列出兩種相應(yīng)的無(wú)極燈使用方案。

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　　如果不改變?cè)懈邏衡c燈的照明布局，只需要簡(jiǎn)單的光源替換，在保證道路照明標(biāo)準(zhǔn)的前提下，不僅可以大大節(jié)約電費(fèi)支出，而且由于無(wú)極燈壽命長(zhǎng)，還可減少維護(hù)費(fèi)用，在節(jié)約人力、財(cái)力的同時(shí)，提高安全系數(shù)，減少事故幾率。表6中是兩種方案的經(jīng)濟(jì)性分析。

　　高壓鈉燈的低顯色指數(shù)使被照明物體表面模糊，為看清物體，易使司機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于高度緊張狀態(tài)；而高頻閃能引起司機(jī)的疲勞、頭昏眼花等不適感覺(jué)；而且高壓鈉燈眩光嚴(yán)重，易使司機(jī)視覺(jué)受到干擾，影響正常駕駛。以上這些問(wèn)題都容易造成事故。

　　目前道路照明用燈80%以上都是高壓鈉燈，但目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行的理論分析和試驗(yàn)表明，高壓鈉燈的光譜特性不符合人眼在道路照明環(huán)境中的中介視覺(jué)特性，它不是道路照明中的最佳光源。無(wú)極燈具有高光效、顯色性好、低能耗、光污染小、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，而且其光譜特性符合人眼在道路照明環(huán)境中的視覺(jué)特性標(biāo)準(zhǔn)，是夜晚道路照明的最佳選擇。

　　4 無(wú)極燈用于道路照明的案例介紹

　　下面是無(wú)極燈用于太原高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)照明改造部分案例。

　　4.1 道路概況

　　此次需要更換路燈的道路有創(chuàng)業(yè)街、高新街、技術(shù)路、產(chǎn)業(yè)路、科技街、振興街、開(kāi)通巷、開(kāi)拓巷及一條未命名的巷。上述街巷全長(zhǎng)約3km,路寬約6m。道路性質(zhì)為區(qū)內(nèi)道路。

　　4.2 原道路布燈情況

　　原道路布燈情況為單側(cè)布燈，燈桿間距約25~30m,高度約8m,光源為250W高壓鈉燈。

　　4.3 道路照明標(biāo)準(zhǔn)

　　見(jiàn)表7。

　　4.4 照明燈具及布燈方式

　　僅需更換燈頭及光源。燈頭擬采用BLDY11燈頭，光源采用135W高頻無(wú)極放電燈，共需更換116盞燈。

　　4.5 經(jīng)濟(jì)效益分析

　　從表8中可以看出，一年節(jié)約的電費(fèi)相當(dāng)于無(wú)極燈光源的成本投入，剩余兩年不僅省去光源的購(gòu)買成本和換燈費(fèi)用，而且還可節(jié)省電費(fèi)近10萬(wàn)元，3年共節(jié)約費(fèi)用近20萬(wàn)元。