现在国内外道路照明以高压钠灯为主要光源,且占路灯总量的98%以上。其它光源为金卤灯、陶瓷金卤灯、氙气灯、LED灯、荧光灯等。而高压钠灯有一亿四千万只,并且每年以钠灯光源新灯具增长量在几百万到一千万只之间……
1 国内外路灯现状
现在国内外道路照明以高压钠灯为主要光源,且占路灯总量的98%以上。其它光源为金卤灯、陶瓷金卤灯、氙气灯、LED灯、荧光灯等。而高压钠灯有一亿四千万只,并且每年以钠灯光源新灯具增长量在几百万到一千万只之间;其它灯具每年增长量在几万到几十万只之间。目前与高压钠灯配套使用的镇流器99%以上为电感镇流器,其它为电子镇流器。 根据国家电光源质量监督检验中心(上海)、国家灯具质量监督检验中心、上海时代之光照明检测有限公司的李妹、俞安琪于2010年发表的论文,《高强度气体放电灯镇流器的优、缺点分析及改良应用》中给的数据是,在采用较好的电感镇流器下,电源电压增加引起灯具总功率增加的比率为: 当电源电压增加10%时,总功率增加33%. 当电源电压增加15%时,总功率增加45%~55%. 以上数据是在电源电压增加后,光源功率增加、镇流器损耗增加与镇流器相对磁导率减少引起功率增加的综合参数,这与我们实际测量相吻合。 因为电压的上升,灯功率、灯电流加大,使镇流器磁芯趋向饱和,电感镇流器上的功耗都转化成了热能,对灯具的安全形成了极大的威胁。同时磁芯趋向饱和,使镇流器限流特性下降,输出到灯的功率骤增,灯处于内部超气压、超功率的状态,高压钠灯、金卤灯、氙气灯一般超功率极限是1.3倍,超功率严重时,高压钠灯内陶瓷管将破裂、损坏。石英灯芯的金卤灯,因内芯温度太高、气压太大,内芯被“吹大”,外壳被 “烤”变形。另外灯具内过高的温度,往往使补偿电容过热,寿命缩短(漏油等),灯具密封圈老化,发生严重漏水,产生安全性事故。这就是现在道路上灯具使用的现状。 根据我国目前路灯供电情况,及路灯使用电感镇流器会产生以下现象: 前半夜用电高峰,使路灯供电电压降低,灯功率降低,使路面照度降低。后半夜用电减少,使路灯供电电压升高,光源功率升高,使路面照度升高。后半夜因路上车辆及行人减少,而路面亮度反而升高,不仅没意义,而且浪费电能。而用电感镇流器带的高压气体放电灯是不能调光的,灯功率无法控制。而《城市道路照明设计标准》节能规定,道路照明在夜深人静,行人车辆减少时,应该降低功率运行。显然现在的电感镇流器是做不到的。
2 国内外路灯节能方法
(1)减少路灯供电损耗。方法是在现存电感镇流器灯具内加装一个补偿电容,将灯具功率因数提升到80%~90%之间。从而降低了电网上的供电损失。 (2)降低电感镇流器自身损耗。现节能型电感镇流器已经问世,如环形节能电感镇流器,它的损耗已接近电子镇流器。 (3)降低路灯功率随电压变化的波动量,使路灯功率保持稳定。方法是采用输入电压控制或者采用灯电流控制使灯功率稳定。 (4)根据人流及车流的多少,来调整路灯亮度,达到节能的目的。
3 昊臣天宇路灯触发控制器介绍
昊臣天宇触发控制器,使用简单,能与市面上任何电感镇流器配套使用,无需改变电感镇流器的结构。它的电路连接图如下图所示。 此触发控制器不但能顺利触发高压气体放电灯,使之点亮,而且为了节能及使用方便还具有如下功能: (1)恒功率功能 昊臣天宇触发器,可使高强度气体放电灯(简称HID,即钠灯、金卤灯、氙气灯)具有无级恒功率调节功能,即光源功率在输入电压升高或降低时,始终工作在额定功率上,不随电源电压变化而变化。从而避免了因电压升高导致灯具功率上升造成能源浪费,也避免了由于电压过高导致光源灯具寿命减少,以及出现不安全因素。 (2)半功率控制功能 即在需要时使光源减低功率运行,达到节能的目的。如道路照明在后半夜,人流少时,采用半功率控制,可减低电能消耗,这也是国家提倡的节能措施。 (3)热启动功能 普通启动器在电感镇流器上,是不能实现高强度气体放电灯即开即亮(即热启动)的,须在关灯后,灯冷却10min以上才可以再次启动,许多场合都需要即开即亮,我们的触发器,可使高压气体放电灯达到即开即亮的效果,弥补了电感镇流器上不能热启动的不足,拓展了气体放电灯使用领域。
4 昊臣天宇触发控制器的节能分析
采用前述《高强度气体放电灯镇流器的优、缺点分析及改良应用》论文数据: 当电源电压增加10%时,灯具总功率增加33%. 当电源电压增加15%时,灯具总功率增加45%~55%. 半功率节能是以户外路灯为例来计算,路灯每昼夜一般开启12h,上半夜开启6h,下半夜开启6h,下半夜再降功率运行,功率降低40%,那么在12小时内平均可节能20%. 根据以上条件得出结论,在恒功率、半功率控制下总节电率如下: (1)在额定电压220V工作的情况 仅半功率节约额定功率20%; 综合节电率为:20%; 即总节电率为:20%. (2)在电源电压升高10%时: 恒功率节约额定功率的33%,半功率节约额定功率的20%. 综合节电率为:(20%+33%)/133%=40%; 即总节电率为:40%. (3)在电源电压升高15%时 恒功率节约额定功率的50%,半功率节约额定功率的20%; 综合节电率为:(50%+20%)/150%=47%; 即总节电率为:47%.
5 结束语
现阶段电感镇流器在道路照明及广场照明应用上,具有绝对的优势,这是不争的事实,由于节能型电感镇流器的问世,使其损耗大的缺点消失,优势更加突出,但是人们在享受其可靠性强,免维护,价格低的同时,却也不得不忍受其不能无级恒功率控制,半功率控制的缺点,造成能源浪费及光源、灯具寿命减少的恶果。而昊臣天宇的触发控制器,在完成触发启动的同时又有恒功率、半功率控制功能,弥补了电感镇流器的不足,它的问世在节能方面、电感镇流器应用方面,将具有重要意义。