LED路灯照明应用之探讨

By | 2020年7月24日

  0 引言


  近年,跟着年夜功率高亮度LED的迅速倒退,加之节能减排的年夜环境需要.使患上采纳LED作为新一代照明光源的LED路灯被宽泛看好.与传统的路线照明灯(次要是低压钠灯以及金属卤素灯)相比,LED路灯的次要优点是:光学功能佳、可疾速启动、便于管制、高效、省电、节能环保、牢靠耐用、寿命长等。看起来LED路灯作为向阳产物,有庖代传统路灯的趋向,但正在实际使用进程中,也有一些成绩值患上咱们考虑,上面我就从如下几个方面谈谈:


  1 光学功能成绩


  1.1 配光曲线成绩


  LED的一个次要特性是定向性好,能正在晶体封装时就进行配光,而后整灯再经过单颗LED的叠加进行配光。而低压钠灯因为光源太年夜,光线五湖四海发射,配光不断不获得要害性打破,只能经过反光罩进行配光。这就决议了LED路灯的配光灵敏而具劣势。为了获得路面较平均的照度,今朝普通采纳蝙蝠型配光:如图,但实际中不少LED路灯采纳的倒是其余没有规定(比方纺锤型)配光曲线:如图:将上述两款LED路灯置于相反环境下:路宽12m,四车道,路宽12m,灯高10m,灯间距32m,悬臂长度2m,光点突出1.5m,灯具歪斜15度,双向交织安排。经过照明设计软件Dialux辨别进行仿真后,患上出的等照度图以下:



  蝙蝠型配光曲线图



  其余形态配光曲线图


  从上能够看到,蝙蝠型配光曲线LED路灯的照度平均度显著强于没有规定型配光曲线LED路灯。


  1.2 均匀照度的较量争论


  照度平均度是路线照明规范里一项很首要的目标,今朝均匀照度的较量争论根本上有三种办法:


  A软件仿真法


  将路灯数据退出照明设计软件灯具库,比方Dialux,而后设置合适的参数,比方路宽,灯间距,安排形式,灯杆高度,悬臂长度,突出,角度等.最初进行报表较量争论,便可运转患上出等照度图,正在图上就有均匀照度。


  B经过行使系数手工运算


  较量争论路线均匀照度的公式:


  此中Φ—光源的总光通量;


  U—行使系数(由行使系数曲线查出);


  K—保护系数;


  N—当路灯单侧陈列或交织陈列时取1,双向对称陈列时取2;


  S—路灯间距;


  W—路线宽度;


  例如深圳某路线路宽12m,灯间距32m,灯高10m,仰角15度,突出1.5m,双向对称安排,选深圳市桑达实业股分无限公司SED-GD02某款LED路灯照明,光通量为10272lm。则较量争论以下:W2/h=1.5/10=0.15,U2=0.08(查行使系数表屋边一侧曲线)W1/h=10.5/10=1.05,U1=0.41(查行使系数表路边一侧曲线)


  


  C路上实际取点丈量法


  正在路面上安排合适的点,丈量出各点的照度值,而后取这些照度值的算数均匀值即为该段路的均匀照度。取点的范畴,正在纵标的目的(沿路线走向)应包罗同一侧的两个灯杆之间的区域;而正在横标的目的,单侧布灯时应为整个路宽;两侧交织布灯、对称布灯或中心布灯时可为1/2路宽。取点的办法,则有有四点法以及中心法两种。


  四点法:把同一侧两灯柱间的丈量路段分红若干个巨细相等的矩形网格,把测点设置正在每一个矩形网格的四角。若M为纵标的目的划分的网格数,N为横标的目的划分的网格数,则M·N为总网格数。依据每一个网格四个角上四个测点的照度均匀值Eav可代表该网格的假设照度值,则Eav的较量争论式为:


  式中Ea—丈量区四个角处测点的照度;


  Eb—除了四个角处四条外边上测点的照度;


  Ec—丈量区四个外边之内测点的照度。


  中心法:把同一侧两灯柱间的丈量路段划分红若干个巨细相等的矩形网格,把测点设正在网格中心。


  则:


  式中:Eav—路面的均匀照度;


  Ei—每一个丈量点的照度值;n—测点数。



  蝙蝠型配光曲线LED路灯等照度图



  没有规定配光曲线LED路灯等照度图



  这里要害要谈的是网格的数目。依照CIE的倡议:纵向至多取10个点,点间距≤5m;横向每一车道要分5平分,从每一车道的右边1/10的地方开端较量争论,距离为1/5车道宽。而实际运用中,普通当路面照度平均度比拟差或对丈量精度要求比拟高时,划分的网格数应多一些,即测点布患上密一些。当两灯柱的间距S≤50m时,通常沿路线纵标的目的把间距S分红十平分;当S>50m时,按每一一网格边长≤5m的准则进行等间距划分,而正在路线横标的目的把每一条车道二平分(四点法)或三平分(中心法)。当路面照度平均度比拟好或对丈量准确度要求比拟低时,则正在路线的横标的目的可取车道的宽度作为网格的宽度而没有需求再划分。


  1.3 环境比SR值的成绩


  正在咱们谈到LED路灯使用成绩时,不少人提到的一个优点就是能依据其配光不便的特性获得精良的路面照度平均度。其真实CJJ45都会路线照明规范里,除了了照度目标以及平均度目标外,另有一项目标不断没有为人留意,那就是环境比SR值。


  环境比界说为路边5m宽的区域内的均匀亮度与路线宽5m内区域的均匀亮度之比,假如路线小于10m,则为路宽一半。该目标是为了让司机能更好的、更片面的或患上路线四周的信息,行人更分明的看到阻碍物,因而必需给路线四周比方人行道肯定的亮度,普通SR>0.5。


  这就要求LED路灯时,除了了正在纵向(车道标的目的)要具备肯定的投光才能外(上述的配光曲线成绩)。还应该正在横向具备肯定的投光才能,也就是行使系数成绩,正在行使系数曲线里,应该具备相称比例的光通量落正在屋边这侧。


  平安成绩LED路灯因为要处理散热成绩,都配有较为宏大的散热片,间接招致了分量的添加,普通分量正在14~20Kg没有等,相比起传统的低压钠灯(约10Kg),重了快要50%以上。当装置正在灯杆上时,就会带来平安隐患成绩,尤为正在台风频发的沿海地域或风沙较年夜的南方都会,就更不克不及没有思考这个成绩了。

 

  今朝正在国标7000.5曾经明白提到灯具的装置后要能接受150km/h的风速而没过火蜿蜒,另内在装置紧固件损坏或松动时应有附加措施保障灯具没有会掉落危及行人平安。为此,我感觉各LED厂家应该注重风力实验。


  A风力实验的进行


  灯杆高正在8~15m之间,应按2.0kN/m2施加压力(实验时固定等重沙袋来模仿),而后旋转1800,完结后孕育发生的永世变形应该没有超越10。如果某LED路灯尺寸为长850妹妹宽350妹妹高220妹妹,则无视最年夜投影面积S=0.29M2,固定上G=0.29*2.0*0.102=59.1Kg的沙袋进行上述实验。


  B装置构造的改进


  年夜少数厂家的LED路灯装置是采纳抱箍的形式卡紧正在灯杆上。因为紧固螺钉以及圆柱灯杆之直接触面积小,正在灯比拟重或其余外力(比方台风)状况下就很容易孕育发生滑动,其实灯杆厂商能够正在装置处削出一个浅浅的立体,从力学角度剖析添加了静磨擦力,并且即便灯杆适度承重蜿蜒的话,断面也能够起拦阻抱箍的作用。如斯一来,即便LED路灯很重,也没有太容易孕育发生滑动,能够正在肯定水平上负担负责GB7000.5中提到的附加防护措施脚色。如图:



  图6


  3 智能管制成绩


  LED路灯形式因为工作电压低、启动快、电流间接影响到光通量、色温丰厚,加之通讯技巧的一直倒退,使患上LED路灯的智能管制技巧成为可能。上面连系实际谈谈盛行的几种管制内容:


  A亮度管制


  因为加正在LED上的电流间接影响到LED收回的光通量,加之其启动快。因而能够行使PWM技巧,完成LED路灯的多级亮度可调,正在LED路灯接纳到管制指令后,经过PWM(脉宽调制)模块调理恒流电源输入对应的电流值,进而达到扭转LED路灯亮度的目的。今朝实践上能够将某款LED路灯进行255级的亮度调理,而实际运用中,其实不需求那末多级.只选几种典型的数值进行调整,比方100%、80%、50%、20%的亮度。


  B色温调理


  跟着晶片资料以及萤光粉技巧的一直倒退,LED灯的色温愈来愈温丰厚。今朝曾经能够取得3200K~10000K的各色白光了。运用中能够由没有同色温的LED组成一盏路灯的光源。经过管制电路管制多路没有同色温LED的亮暗变动,来达到调理整灯色温的目的。从而扭转灯光的柔以及水平。合营上智能监控零碎,能够依据没有同的都会路况、气象、外地的光线气氛等,构建谐和适用的LED照明灯光学环境,进行宽泛的运用,例如,正在国庆春节的日子里,调整为柔以及的色温显示喜庆的氛围;正在年夜雾等顽劣天色,调整为穿雾力强的暖黄光;正在事变高发地段,调整为容易进步司机留意力的冷色。


  C智能监控


  传统的路灯管制只能凭仗手动开关完成某路多盏灯的对立亮灭管制,或许借助于高级的时控以及光控的主动管制技巧对单灯进行简略管制,都有很年夜的应用局限性,并且不克不及完成监督以及信息化治理。跟着无线技巧的飞跃倒退,辅以LED路灯的优点,使患上LED路灯的智能监控成为可能。


  今朝能够行使GSM/GPRS网络由中心对远真个某盏LED路灯进行管制,再由该LED路灯运用无线局域网技巧以及其指标范畴内的LED路灯进行通讯,进而构成一个完好的LED路灯管制网络,完成了对每一盏LED照明灯的亮灭状况、电能负荷状态、灯杆损坏泄电各种报警的监控,也可按设定好的参数分工夫、分地址对单灯进行多级智能调控。正在此,通称该技巧为智能监控技巧。它能给用户带来以下益处:


  1)进步亮灯率


  应用LED路灯智能监控技巧,能实时发现LED灯运转中呈现的成绩,实时解决,进步了亮灯率。


  2)节约动力以及电费


  3)能够依据节令、时段、地区以及用户的没有同应用需要,灵敏设置装备摆设每一盏灯的运转顺序,正在LED照明灯的节能根底上再深条理的节约动力以及缩小用户的电费收入。


  3)节约人物力,进步治理程度因为能够随时监控每一盏LED灯的应用状况,再于地方管制室配上静态模仿显示屏,监督遍地的LED路灯,因而就可缩小巡灯的保护老本以及加重职员的工作强度,年夜年夜的进步工作效率。别的对监控信息的统计剖析,也可给治理者提供精确的运转数据,有助于决议计划以及进步治理程度。


  4 LED路灯雅观成绩


  最初,我想谈谈LED的雅观成绩,LED路灯因为散热成绩的局限,招致不少外观外型上的有余。不少厂家所消费进去的LED路灯犹如一个模型进去的,上面光源,下面是散热金属(比方压铸铝或铝合金)作为外壳。没有单外形繁多,颜色也很枯燥。


  其实路灯工程没有单是个照明工程,更是个丑化工程。依据应用场所的没有同,采纳颜色丰厚的外壳、漂亮多变的外型而做进去的灯具,更能表现都会的文明外延、人文气氛等,能为都会以及路线的丑化添加走光,乃至是一个都会的招牌。因而,LED路灯的厂商更应该从用户的需要登程,注重这一成绩,进步加工工艺,经过采取多种资料、多种颜色以及流利外型的设计而制作出没有同的样式的LED路灯,来投合没有同条理的需求。


  5 完结语


  以上所述为我处置LED路线照明行业来多年的一点高见,提出供各人讨论,有余的地方,还望列位冤家以及专家实时斧正。心愿咱们能一同致力,为把LED照明这一利国利平易近的向阳事业弘扬光年夜而奉献本人的力气。


 


编纂:Cedar