城市路灯照明节能有效策略探究

城市路灯照明节能有效策略探究

蒋纯华

广西桂林兴安县路灯管理所541300

摘要：路灯作为城市照明中不可或缺的一部分，是城市基础设施中一个重要的组成部分。路灯在服务城市发展，方便市民生活的同时也在消耗着大量的电力资源。对城市路灯照明来说，在满足使用功能的基础上，大力开展节能工作已经成为城市发展中必须思考的问题。本文在此从城市路灯照明的意义出发，对如何科学有效做好路灯照明节能提出了几个重要策略。

关键词：路灯；意义；电气设备

前言：近年来，我国的城市道路照明发展迅速，1999年全国安装300万盏路灯，目前已经达到约一亿盏，安装功率达到二点五千万千瓦，一年的耗电量约为590亿度。面对能源与环境危机，如何科学的节能路灯照明成为路灯行业很重要的一个问题。

一、做好城市路灯照明节能的重要意义

节能照明的实施是改善居民生活质量和发展高效照明工具为目的城镇居民营造出经济、舒适和环保的照明环境，以低能耗获取最佳的照明效果。而部分地方政府主管部门及经销商将其作为招投标中的硬性要求进行了规划将绿色节能单纯视为增加节电率没能很好地考虑到照明前景需求，于是就导致了照明工程完工后，出现了各种不尽人意的情行。所以，道路照明一样应当充分考虑到满足广大人民群众的需求要求采取更加进一步的加强灯具技能措施外从照明设置的节能方而进行商讨。在城市道路照明节能的方法与渠道、控制系统、光源选择、功率、以及路灯的固定期限的维护等方面进行加强，对于环保节能必将起到积极而重要社会与现实意义。

二、道路照明节能设置与“绿色照明”

1、照度标准

照度标准通常指水平照度，指各类场所人工电气照明照度水平值，《城市道路照明设计标准》（GJJ45-91）就是其中较重要的一项设计规范。照度的衡量指标主要包括：照明好坏对看清物体的影响，舒适度，视角功能、节能等因素。在地区照度水平的选定中就应严格执行相应道路照明标准。新标准施行后，城市道路照明设计除选用其中部分标准外，应注意到新旧标准间的差别：新标准强调的是工作面上的平均照度与照度范围。作为节能设计的重要技术参数，应严格贯彻执行。

2、主车道照明节能设置

杆柱式、高杆式和高栏式等市政道路照明设置的优势不一，在城市路灯节能尤其应注意到这一点，以求以最经济的能耗获取最佳照明效果。其中目前主车道照明普遍采用的杆柱式设置就应注意到以下几点：气体放电灯杆高于10～15m范围内最经济，同时安装高度设计应参考光源光通安装灯具的最低高度值，如安装高度10m以上，灯具的光源光通量（1m）就应在25000以下；在保证合理照度和抑制眩光要求的基础上，悬臂长度应低于杆柱高度的1/4；将灯具安装倾角（或称悬臂倾斜角度）控制在5°以下，则能同时兼顾行车道与人行道照明利用率，在节能同时，满足正常的居民出行需要。

三、科学有效做好路灯照明节能的几个重要策略

1、选用优质电器元件

高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等都是气体放电灯，在燃点时都是弧光放电，灯泡负的伏安特性，即电流增大时，灯电压小是升高而是下降，必须串联一具有门的伏安特性的元件来平衡这种负特性，具有下特性的元件称为限流器或镇流器。日前，普遍采用的是电感镇流器，其本身有一定的功率损耗。优质镇流器具备阻抗稳定性和伏安性好，功率因素高，功率损耗低等特点。这样才能稳定灯泡工作电流，延长灯泡使用寿命。

2、改进路灯照明设施的电路设计

这种改进一般是针对现有路灯照明系统，通过增加、更换电器元件，控制输出电压、电流、功率的大小，从而实现节能。如可控硅调压。可控硅是传统的电力电子器件，采用可控硅交流调压技术的原理是利用可控硅在路灯配电柜或箱式变处让交流电压在一个周期里间断通过或关断来达到调低电压的目的，但其缺点是可控硅交流调压会产生高次谐波和线路震荡，降低灯泡寿命，如果是公用变压器还会产生电力污染。此外电路改进技术还有分档位电磁降压节能、无触点稳压节能等。

3、做好路灯供配电系统节能

3.1保护变压器，使变压器的损耗降到最低

最基本的手段就是保持变压器高效率的工作。路灯供电系统应根据负荷的大小，合理选择变压器容量和高效率的变压器，使变压器达到高效运行的状态。合理分配负荷，保持负荷的三相平衡，减少线路损耗，是在供电时就达到节能的目的。

3.2加装单灯补偿电容

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。

4、采用路灯降压控制技术

随着我国发电设备不断竣工并网发电，输配电网经过升压改造，导致电网的电压普遍偏高，特别是晚间电压更高。此时路灯系统在高于设备额定电压状态下运行，将会导致设备过度发热，缩短寿命，浪费大量能源。通过调整供电电压，降低不必要的用电损耗，不仅可以达到节电的目的，还能保护终端设备，延长设备的平均使用寿命。目前，我国路灯照明行业通过降压途径来实现节电目的的做法从工作原理上大致分为3类：①可控硅斩波型照明节能装置。通过控制晶闸管的导通角，将电网输入的正弦波电压斩掉一部分，降低输出电压的平均值，达到控压节电的目的；②自耦降压式调控装置。自耦变压器的一、二次侧线圈有磁和电的联系，在输出电压调节范围不大时它的容量比较小，所以消耗的材料少，造价低，效率高；③无触点补偿式调压器。用可控硅代替继电器触点，可控硅工作在全导通状态，因此无谐波产生，是针对目前大部分电网电压不稳定、突变频繁的状况而研制生产的新一代交流稳压器。

5、对路灯电路进行无功补偿

可采用单灯补偿和集中补偿两种方式。路灯采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数相当低，一般在0.45以下，从而使回路电流大，在线路上产生的损耗相当可观。《城市道路照明设计标准》中，要求气体放电灯应加电容补偿，补偿后功率因数应不小于0.8。但标准中并没有明确是在路灯电源处集中补偿，还是在灯具处分散补偿。笔者认为，由于路灯设施是均匀分布在道路纵向两侧，由路灯电源至路灯灯具的低压配线较长，道路照明系统产生的损耗主要发生在这一段。采用路灯电源处集中补偿方式，其优点是安装简单，运行可靠，利用率高，缺点是不能减少低压线路上的电压损耗和电能损耗，只能对电网起无功补偿作用，另外必须加装放电设备。而采用单灯分散补偿时，无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节能效果。

6、优化路灯照明线路

在电力资源的输送中，事实上有一部分的电能是消耗在线路上的，电线路的老化，电线的介质电阻大都会对电能进行损耗的，因此必须要完善电路建设，改造已经老化的线路，更换成铜芯线，从输送过程中就降低电能的损耗，做好路灯照明的管理，不仅要在表面上进行管理控制，还有从电线中进行有效的管理，这样从源头；细节上进行节能照明。

7、推广绿色照明光源

随着经济发展，我国的照明用电将大幅度提高，绿色节能照明的研究应用，将越来越受到重视。太阳能LED照明灯具作为冷光源产品，具有性价比较高、绿色环保、安全可靠、质量稳定、使用寿命长、安装维护简便等特点，可广泛应用于绿地照明、公路照明、广告灯箱照明、城市造型景观照明及家居照明系统。

根据城市路灯照明的实际情况，采用节能高效的节能灯、LED路灯、太阳能灯等，在合适的道路，选用较好的产品，代替原有的低效有害光源，可以很好地达到路灯的节能。

四、结语

在路灯管理方面，必须要综合考虑技术科学先进、经济性好，节省能源，安全环保等因素，再根据实际情况，合理选择适当的电气设备，大力推广和使用节能高效绿色照明产品，运用先进的控制方式，设计出节能高效环保和技术领先的城市道路绿色照明系统。

参考文献：

[1]农树新.城市绿色照明与路灯节能措施分析[J].低碳世界，2013，16：43-44.

[2]李悦铭.小议路灯节能系统的控制研究[J].科技创新导报，2010（36）.