關(guān)鍵詞 節(jié)能環(huán)保  光衰壽命  頻閃污染  維修時(shí)效  單燈控制

全球面臨能源緊缺、環(huán)境危機(jī)，在我國政府“建設(shè)節(jié)約型社會(huì)”的國策引導(dǎo)下，路燈行業(yè)作為電能消耗大戶，積極尋求降耗節(jié)能途徑。濰坊是全國首個(gè)LED路燈全覆蓋城市，也是國家科技部“十城萬盞”首批啟動(dòng)城市之一，自2006年底起逐步對(duì)中心城區(qū)高壓鈉燈、金鹵燈等傳統(tǒng)光源進(jìn)行替換。截至目前，濰坊全市在用路燈照明、景觀亮化光源共計(jì)15萬盞，其中LED燈12.2萬盞，路燈處管轄路燈4.4萬盞，其中LED燈4.1萬盞。作為LED燈應(yīng)用最早、存量最大的城市，濰坊市路燈管理處組織工程技術(shù)人員和維修人員進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)十二年對(duì)比使用，基本摸索出了LED燈的優(yōu)點(diǎn)、缺陷、使用及維修方法。為更好使用LED路燈，本文從效率節(jié)能、光衰壽命、頻閃污染、維修時(shí)效、單燈控制等方面粗淺分析總結(jié)。

一、基本情況

我市高壓鈉燈于1981年3月安裝試用，因其具有功率大、壽命長(zhǎng)、穿透力強(qiáng)、環(huán)境要求不高等優(yōu)點(diǎn)，1993年開始普及，到2006年11月市區(qū)運(yùn)行3.9萬盞。2006年底濰坊開始試用LED路燈，因其高效節(jié)能、光衰小壽命長(zhǎng)、環(huán)保無污染、便于單燈控制等優(yōu)點(diǎn)，逐步取代高壓鈉燈、金鹵燈。于2009年12月開始普及使用，截止至目前，濰坊市共有路燈、景觀燈150790盞，總功率16858.8KW。其中道路照明97184盞，景觀亮化53606盞。使用LED光源122285盞，占比81.1%。

濰坊市路燈管理處負(fù)責(zé)城區(qū)48條主次干道照明、17處夜景亮化維修養(yǎng)護(hù)，包含：燈塔2座、高桿燈16桿、半高桿燈120桿、路燈18520桿；總共44231盞，裝燈功率3260KW。其中道路照明36403盞，功率3180KW；景觀燈7828盞，功率80KW。其中LED光源41717盞，占比94.3%，市區(qū)內(nèi)基本實(shí)現(xiàn)LED全覆蓋。

二、實(shí)際使用情況對(duì)比

1、效率對(duì)比

理論上整燈光效，高壓鈉燈90—140LM/W。鈉燈弧光放電，電弧管兩電極之間產(chǎn)生弧電發(fā)熱耗電，鎮(zhèn)流器電感線圈發(fā)熱耗電20%--30%。高壓鈉燈360°發(fā)光，靠燈罩反光體反射到路面，30%--40%光線照射在燈具內(nèi)，照射在路面光通量35%—45%。如250W鈉燈初始光通30000LM，光效45LM/W。

LED光源發(fā)光體是燈珠，發(fā)光二極管在一定正向偏置電壓、微弱電流情況下，使半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光，所以熱量能耗小，是鈉燈1/3。因其定向性發(fā)光直射到所需要的區(qū)域，透鏡損失、燈具損失10%，85%光通量照射到路面。如100W的LED初始光通量11200LM，光效82.5LM/W，相較鈉燈，效率更高。

以濰坊市寶通街道路照明舉例：原寶通街雙挑雙光源400w的4火金鹵燈，總功率1600w；用LED后，機(jī)動(dòng)車道200w單火、非機(jī)動(dòng)車道160w，合計(jì)360w,節(jié)能77.5%。原東風(fēng)街雙挑雙光源400w的3火鈉燈，合計(jì)1200w；用LED后，機(jī)動(dòng)車道170w、非機(jī)動(dòng)車道50w,合計(jì)220w，節(jié)電81%，且現(xiàn)場(chǎng)照明質(zhì)量檢測(cè)完全達(dá)標(biāo)。

2、光衰壽命對(duì)比

理論上鈉泡3000小時(shí)光衰30%左右，LED光源10000小時(shí)光衰5%左右；鈉泡壽命在5000—15000小時(shí)，LED光源有30000—50000小時(shí)。但實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，鈉泡與理論差別很大，使用6個(gè)月后，肉眼可察明顯變暗，開始燒壞，壽命平均1年，個(gè)別2年，使用到后期啟動(dòng)困難，甚至間歇性工作。而大功率LED使用一年，通過光衰測(cè)試儀測(cè)量光衰僅8%左右，肉眼基本看不出變化；使用4年開始出現(xiàn)不同程度損壞，6年部分單元損壞。據(jù)此，LED路燈的使用壽命是鈉燈的4倍。

3、使用安全性對(duì)比

鈉燈、金鹵燈工作后溫度很高，壞泡中5%為炸泡，還有些因高溫烤裂了燈罩；觸發(fā)器擊輝燈管過程中，脈沖電壓1千多伏，維修時(shí)常有漏電擊穿手套有麻痛感；個(gè)別維修人員測(cè)電壓時(shí)誤操作，表筆點(diǎn)測(cè)在光源兩端，會(huì)擊穿萬用表電壓檔。而LED路燈發(fā)光二極管是一種低壓元件，溫度也低很多，使用12年來無一炸泡，烤裂燈罩不過10個(gè)。鋁合金壓鑄燈殼、防水、抗沖擊、抗氧化、防震能力強(qiáng)，沒有鎢絲玻殼等易損壞部件，安全性更高。由于溫度低、電壓低的特點(diǎn)，為應(yīng)用留下了更大空間，所以大量應(yīng)用于水下景觀亮化、橋梁護(hù)欄裝飾、樓宇景觀亮化等公共場(chǎng)所的各類亮化工程。

4、光線頻閃污染對(duì)比

高壓鈉燈是高強(qiáng)度氣體放電發(fā)光，有頻閃。發(fā)散光源，不定向的向四周散射，照到路面光通量35-45%，散光多刺眼，光線經(jīng)燈罩反射后有副波瓣產(chǎn)生，有眩光直視會(huì)眼暈。光譜中含紅外線、紫外線等有害射線。燈管中含有害金屬汞污染。

LED路燈直流電驅(qū)動(dòng)，穩(wěn)定柔和的光效；PN結(jié)發(fā)光，遠(yuǎn)比金屬離子鹵化物發(fā)光穩(wěn)定，頻閃輕，有利于保護(hù)眼睛；光線投射角度可以通過調(diào)整透鏡基板角度，實(shí)現(xiàn)定向照明，均勻配光，散光少可直視光源；光線更接近自然光，新燈運(yùn)行，直視側(cè)視，肉眼均無不適感。且不含紅外線、紫外線，無輻射，可廣泛用于室內(nèi)；更不含有害金屬，可以回收利用，減少環(huán)境污染。

5、損壞率于使用季節(jié)差異

高壓鈉燈、金鹵燈工作時(shí)產(chǎn)生很大熱量，特別是夏季散熱差，加快燈泡老化，縮短燈泡壽命。2007年底，濰坊市路燈管理處共有36000盞高壓鈉燈、金鹵燈運(yùn)行，平均每天燒毀燈泡60個(gè)左右，日損壞0.17%,夏季每天更換120泡左右，日損壞0.34%（鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器故障除外）。

LED路燈全覆蓋后，共有41717盞運(yùn)行，每日LED燈頭壞10個(gè)左右，日損壞率0.02%。，不受季節(jié)影響，90%是電源驅(qū)動(dòng)器損壞，個(gè)別LED燈珠燒壞。工作量是原來1/4左右，節(jié)省大量人車資源。

6、對(duì)變壓器、供電線路、電壓要求對(duì)比

電纜供電過程會(huì)產(chǎn)生壓降，變壓器輸出點(diǎn)、電纜首端電壓一般230V以上，末端190V左右。線路較遠(yuǎn)的經(jīng)過大街小巷進(jìn)小區(qū)，最末端可能170V左右。鈉燈、金鹵燈效率下降或無法啟輝，出現(xiàn)燈亮路不明，甚至有電不亮燈現(xiàn)象。LED路燈允許工作電壓范圍更寬泛，170—280V都可以正常亮燈；驅(qū)動(dòng)器為直流驅(qū)動(dòng)，保證了大功率LED燈亮度，解決了困擾多年的小區(qū)路燈普及問題。

鈉燈、金鹵燈功率大，變壓器、線路幾乎滿負(fù)荷運(yùn)行，壞變壓器、燒交流接觸器、燒電纜時(shí)有發(fā)生。特別在夏季雨后，因線路接頭絕緣不好更是故障頻發(fā)季節(jié)。LED路燈功率小，線路總電流低很多，變壓器、電纜故障減少為原來的1/4不到。

7、抗雷擊、脈沖電壓對(duì)比

2008年健康街LED路燈架設(shè)完畢，一個(gè)雷雨過程，擊毀17盞，安順路一個(gè)雷擊毀36盞。高壓鈉燈、金鹵燈歷史上從來未出現(xiàn)這種情況，可見LED路燈燈珠的電壓允許范圍、耐受脈沖電壓能力明顯低于高壓鈉燈、金鹵燈。為此，濰坊市路燈管理處專門將此作為課題研究，改進(jìn)了高壓避雷器，同時(shí)更換使用防雷驅(qū)動(dòng)電源，從而有效的解決了這個(gè)問題。

8、單燈控制比較

從節(jié)電角度設(shè)計(jì)，根據(jù)道路的行人、車輛流量等因素實(shí)行分時(shí)分路段減燈照明。后半夜人員稀少時(shí)可間隔亮燈（即每間隔一桿亮一燈）。高壓鈉燈啟動(dòng)慢，需5-10分鐘，且需要逐漸由暗變亮，不能頻繁通斷，只能采用道路一側(cè)亮燈的方法節(jié)電，無法通過降低電壓電流節(jié)電。

LED路燈瞬間發(fā)光，既可遠(yuǎn)程單燈間隔通斷控制，也可一側(cè)亮燈，還可以調(diào)整電壓電流降低功耗，總節(jié)電70%以上。

9、維修時(shí)效再利用對(duì)比

高壓鈉燈使用通用件，現(xiàn)場(chǎng)隨壞隨修隨換，一輛液壓車平均1小時(shí)可修復(fù)10只燈，維修效率較高。

LED 路燈部分可以現(xiàn)場(chǎng)更換驅(qū)動(dòng)器，1小時(shí)可修復(fù)3只；大部分需要拆卸回車間進(jìn)行修復(fù)。為節(jié)省開支，濰坊市路燈管理處設(shè)立維修車間，對(duì)拆卸回來的LED燈頭進(jìn)行拆解維修，耗時(shí)較長(zhǎng)。驅(qū)動(dòng)器更換后效果與原廠無明顯區(qū)別；燈珠燒毀的清除后，雖經(jīng)重新編排焊接，但其壽命明顯低于原廠產(chǎn)品，因?yàn)楣に?、車間條件無法達(dá)到生產(chǎn)廠家標(biāo)準(zhǔn)，但累計(jì)費(fèi)用遠(yuǎn)低于重新采購，性價(jià)比仍然較高?？傮w維修耗時(shí)遠(yuǎn)比高壓鈉燈長(zhǎng)。

造價(jià)分析

以2010年為例，高壓鈉燈燈頭（250W--400W/個(gè)）大約400—600元人民幣，1桿2火合計(jì)1100元左右。LED路燈9-10元/w，機(jī)動(dòng)車道230W非機(jī)動(dòng)車道130W，合計(jì)360W，費(fèi)用約3500元。同等照明效果LED路燈價(jià)格是高壓鈉燈的3倍。目前，高壓鈉燈價(jià)格變化不大，隨著LED路燈的普及，生產(chǎn)廠家增多，及生產(chǎn)技術(shù)的迭代更新和生產(chǎn)效率的提高，LED價(jià)格現(xiàn)已普遍降低至約3—5元/w，同等照明效果LED路燈價(jià)格是高壓鈉燈1.2--1.5倍。

三、結(jié)語

綜上所述對(duì)比，經(jīng)過十二年逐步推廣普及，目前我市中心城區(qū)已經(jīng)實(shí)行LED路燈全覆蓋。就實(shí)際使用過程對(duì)比分析，LED路燈與高壓鈉燈、金鹵燈相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)：效率高、光衰小、頻閃輕、壽命長(zhǎng)、無污染、可回收、安全系數(shù)高、不受季節(jié)影響、環(huán)境要求低，對(duì)變壓器、電纜損壞小，便于單燈控制，降耗節(jié)能效果好。同時(shí)也存在如下缺點(diǎn)：抗脈沖電壓能力弱，小功率LED光衰較大，光色為白光穿透力差，用久了容易出現(xiàn)黃圈影響照明效果，舊燈頭有頻閃，維修條件要求高。

經(jīng)過對(duì)比可得出，盡管LED還存在些許不足，但就實(shí)際應(yīng)用來看總體上利大于弊，LED具有明顯的優(yōu)勢(shì)，是更理想的道路照明燈具。且LED照明現(xiàn)已普遍推廣到家庭日常應(yīng)用、汽車燈具、工廠車間照明等領(lǐng)域。

尤其是近年來，全國多個(gè)城市推廣PPP模式，廣泛應(yīng)用城市照明合同管理，更加促進(jìn)了LED路燈技術(shù)提高、產(chǎn)品更新?lián)Q代、更加節(jié)能降耗，進(jìn)一步減少了政府財(cái)政壓力。筆者深信，隨著人們生活水平的提高，生活方式的豐富，更加增強(qiáng)了對(duì)城市照明的需求，LED路燈作為當(dāng)前城市道路照明的最佳選擇，將被更廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

【1】《LED道路照明應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則》中國市政工程協(xié)會(huì)2017。

【2】《照明測(cè)量方法》GB/T5700-2008

【3】《城市照明設(shè)計(jì)與施工》張華，中國建筑工業(yè)出版社2012。

【4】濰坊市路燈處工程檔案、維修日志、搶修記錄、材料采購臺(tái)賬。