隧道LED照明

2024-07-17

隧道LED照明（精选11篇）

隧道LED照明第1篇

关键词：公路隧道,照明,节能效果,应用前景

引言

国家“十一五”规划纲要中指出, 要优化照明产业结构, 鼓励使用高效照明器材, 实现结构节能。LED照明灯具在节能、使用寿命等方面具有较大的优势。

1 高速公路隧道照明现状

目前, 我省高速公路隧道照明使用灯具统一为高压钠灯, 以甘肃省某高速公路4公里长的一条隧道 (以下简称“该隧道”) 为例, 共使用高压钠灯400W共计78台, 250W共计153台, 150W共计58台, 100W共计60台, 70W共计1294台, 36W纳灯共计586台, 总计2229台。

2 我省某高速公路隧道照明改造方案

通过计算, 确定了该隧道施工照明方案如下:在对原有灯具支架, 供电方式不变的情况下, 在原有灯具的安装位置使用190WLED隧道灯代替400W钠灯, 100WLED隧道灯代替250W钠灯, 65WLED隧道灯代替150W、100W钠灯, 45WLED隧道灯代替70W钠灯, 18WLED隧道灯代替36W钠灯。

3 照明改造前后照度及均匀度对比

依据交通部颁《公路工程质量检验评定标准 (第二册) 机电工程》 (F80/2-2004) 中的有关要求, 隧道照明必须满足照度和均匀度两项指标不小于设计值要求。经查询原施工设计图纸, 该隧道照度和均匀度设计指标如表1所示:

依据国家标准《照明测量方法》 (GB5700-2008) , 该隧道管养单位委托甘肃省交通科学研究院有限公司对隧道照明改造前后的照度和均匀度两项指标进行了检测。检测结果见表2:

通过对检测数据进行分析可知, 该隧道进行LED照明改造后, 照度及均匀度两项指标与改造前数据基本一致, 各照明段落受检指标均满足表1中对于规定值的要求。

4 照明改造节能效果

甘肃省交通科学研究院有限公司试验室对本次改造中使用的LED灯具和改造前使用的高压钠灯进行了抽样试验, 实测灯具能耗见表3。

由改造前后不同类型的灯具24h能耗及灯具数量计算可知:改造前该隧道24h总能耗为6176.38k Wh, 改造后该隧道24h总能耗为2494.72k Wh, 能耗减少59.61%。以每k Wh电费为1元计, 每日可节省用电费用3681.66元, 每年可节省费用134万元。

5 结束语

该隧道LED照明改造前后的数据直观地反映了LED照明改造具有良好的经济效益, 对降低结构能耗起到了决定性的作用, 具有良好的应用前景。

参考文献

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LED照明心得第2篇

1.LED户外照明系列：路灯、庭院灯、地埋灯、泛光灯、投光灯、隧道灯、射灯、水下灯、草坪灯

2.灯具效率：≧95%

光学利用率：≧80%

驱动电源：效率（≧90%）/功率因素（数）（≧0.98）、寿命（≧30000小时）

配光曲线（蝙蝠形）：出光利用率（≧95%）﹔配光技朮使光强均匀度≧0.6﹔

散热性能（如何衡量？）：35℃环境温度下，结温＜75℃（60℃）

3.LED测试标准针对的测试事项

包括电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等。相关主要性能参数：电参数（单向非线性导电特性、低电压驱动、对静电敏感：正向工作电流=0.6Ifm、正向工作电压、反向漏电流、反向击穿电压、静电敏感度）、光参数（光谱分布和峰值波长、主波长、发光强度、光强分布特性、光谱、光通量、发光效率、辐射通量和辐射效率、色温、色纯度、显色指数等）、热参数（热阻、结温）、辐射安全（EMC）、可靠性和寿命（光衰、可靠性、一致性、有效寿命、环境特性）。

LED的颜色特性主要包括色品坐标、主波长、色纯度、色温及显色性等。

LED极限参数包括允许功耗Pm、最大正向直流电流Ifm、最

大反向电压Vrm、工作环境温度Topm四种。

静电敏感度特性是指LED能承受的静电放电电压。

LED的可靠性测试包括静电敏感度特性、寿命、环境特性等指标的测试。不含光通量、光效、电流、波长等普通参数测试。

4.LED光电参数的测量：LEDsterIII(LED高速光电综合测试仪)

针对LED光学特性的测试仪：彩虹I光学分析仪

5.LED技朮发展理论值400lm/W，目前半导体白光照明还远未成熟。现有的主流产品光效已达 110lm/W，研发已达 161lm/W，但要突破200lm/W,可能需要颠覆性技朮。

6.知识产权中原创性发明专利的80%～90%都集中在Nichia、CREE、Lumiled、OSRAM、Toyoda、Gosei、Toshiba等美日欧企业

7.大功率LED广义上说就是单颗LED光源功率大于0.35W(含

0.35W)的。基本上我们以1W的为主

8.一般白炽灯的光效约为12~24 lm/W，荧光灯为50~70 lm/W

9.大功率LED的透镜LENS很多都采用透明PMMA、透明PC、透明光

学玻璃等材质来做。

10.列出目前LED实际应用灯具的领域/行业（8种以上）：显示

屏（如：银行、证券、医院、体育场馆、市政广场、车站、机场等）、背光源（如：手机、计算机，尤其要瞄准“中等尺寸和大尺寸”未来主要方向）、交通(如：交通信号灯、道路照明)、汽车（如：仪表盘指示灯、车灯、尾灯）、景观照明（如：建

筑照明、景点装饰、街道/广场）、室内外装饰、特殊工作照明和军事运用（如：军事信号灯。矿灯、警示灯、救援灯、野外工作灯）。（不能：商用市场、民用市场）

室外照明：路灯、景观灯

室内照明（在技朮和应用上还在探索阶段）：地铁、地下车库、博

物馆、家居照明

特殊场合照明：如低温照明、矿灯照明

真正有效应用：背光源、（而非功能性照明、通用照明，进入通用照明的是2009年白光LED）

功能性照明：路灯、隧道灯、地铁轻轨、加油站、地下停车场所、大量应用：LED显示屏

11.列出你所知道的LED实际应用灯具的种类（非型号，12种以上）：

（激光输出的LED、LED簇模块、室外工作的超亮型LED、LED组件的导光管、LCD背光灯、景观装饰灯、变色灯具、路灯、LED车灯、LED矿灯、LED交通信号灯、液晶电视背光源LED），包括公司生产的下列LED产品：

光源类：射灯类（大功率MR16/JDRE27/ GU10）、防水模组、PAR灯类（大功率PAR20/ PAR38）

室内灯具类：嵌灯系列(AR75-3/ AR180-12/ AR95-6/ AR120-6)、T6灯条系列(1~4尺)、T8日光灯(2~4尺)、T-Bar方形灯(24*1W/25*1W/36*1W)、室外灯具类：路灯系列、隧道灯系列、泛光灯系列

户外工程类：洗墙灯、水底灯、彩虹管、大功率灯条、地埋灯、护栏管、数码管等

（1）MR16/JDRE27/ GU10/ PAR灯类差别：灯座不同，都是灯杯，射

灯的叫法，各适合不同的天花灯的灯座。GU10欧洲用的比较多，供电在230-240VAC﹔E26一般采用100-130V电网的用的比较多.日本,美国,墨西哥﹔E27一般用在220-240V上面。

MR16含义：一种属于大功率灯光源，MR：Multiface Reflect，多面反射（灯杯），后面数字表示灯杯口径（单位是1/8英寸），MR16的口径=16×1/8=2英寸≈50mm

GU10是指什么意思：GU：G表示灯头类型是插入式，U表示灯

头部分呈现U字形，后面数字表示灯脚孔中心距（单位是毫米“MM”）。

隧道LED照明第3篇

【关键词】隧道照明；LED照明灯；节能；公路隧道

0.前言

高速公路结构中公路隧道也属于整个公路结构的重要构成，其与普通路段相比施工过程相对比较复杂。例如公路隧道中空气环境以及亮度等都非常差，隧道空间宽度、高度等非常有限，因此没有多余的空间进行扩展。所以为了车辆行驶安全，在公路隧道中提供足够的亮度非常必要。除此之外，因为隧道内部需要安装大量照明设备，耗电量非常多。近年来，国内大部分公路隧道中照明灯均是采用高压钠灯，所需照明费用非常巨大[1]。因此，探讨采用何种方法帮助减少照明费用是同行企业都非常关注的问题之一。

1.分析LED隧道照明灯具备特征

（1）使用时间较长：与高压钠灯使用寿命相比，LED照明灯使用时间比较长。

（2）发光效率较好：普通钠灯光效只达到40～50lm/w，而LED照明灯具有的光效通常情况下可以达到70～80lm/w。

（3）具有的显色性比较高：如果显色指数（Ra数值）越高，在亮度一样的环境下，人们的视力会更清楚看到视线范围中的物体。普通高压钠灯具有的显色指数值仅为23，明显低于LED照明灯所具有的显色指数（Ra=80）。

（4）LED照明灯色温较低：普通高压钠灯具有的色温值大约为2000k，但是LED照明灯可以达到5000～8000k。

（5）具有良好的环保效果：普通高压钠灯光源中携带有金属钠、汞元素，其属于有害元素，并且使用时间较短与LED照明灯，废品处理过程中会对环境造成严重污染。LED照明灯不含有钠、汞等有害元素，因此对环境造成污染程度小。

（6）价格费用比较贵：因为LED照明灯属于新型照明设备，灯具价格是高压钠灯价格的3.5倍左右，灯具价格比较贵。

2.LED隧道灯在公路隧道照明工作中所具备的优势特点

近年来，我国高速公路得到较快发展，公路隧道也随之增多，使隧道照明费用也不断增多，给企业带来了一定压力。目前，随着LED照明灯的采用，在隧道照明工作中凸显了其优势作用，能帮助高速公路运营企业减少照明费用。LED照明灯所起到的照明优势与其具备的特点有着非常密切的关系，正是这些特点使其在使用中发挥着独特的优势。（1）因为LED灯具光效比较高，通过相关计算可以了解到：相同亮度条件下，LED灯照明使用电量以及功率仅是普通高压钠灯的59%左右[2]。如果是耗电量非常多的隧道，采用LED灯能帮帮助减少耗电量，节约电能的优势非常明显。（2）其持续使用时间非常长，普通高压钠灯使用寿命长短仅有几千个小时，LED等却可以达到上万个小时的使用时间，是钠灯使用寿命的一倍。另一方面，LED灯光衰与高压钠灯相比也比较小，在长时间使用过程中灯具更换次数明显少于高压钠灯，所需维护成本也比较少。（3）采用LED灯能起到保护环境的作用，其不含有金属汞、钠等有害元素，在后续废品处理过程中不会对环境造成太大影响。加上LED隧道照明灯使用寿命长、更换次数低，在很大程度上帮助企业节省了一笔可观的费用。

3.LED应用在公路隧道的具体实施措施

3.1根据不同隧道照明级别做好各隧道地段的照明亮度的确定工作

不同公路隧道级别不同，其所需照明亮度要求也有所不同。因此在安装照明设备时应根据灯具照明原理以及特征，对公路隧道不同路段亮度要求以及照明分布情况进行精确计算，然后做出正确分析。可以采用测试方法，帮助验证计算所得结果，然后对设计方案进行优化。

3.2按照亮度需要进行选择类型LED照明等以及其他相关设备

（1）LED隧道照明灯是采用光学透镜这一原理来进行配光工作，经过建模以及修模方式帮助获得精确的配光图。这种方法在配光过程中拥有分配自由度比较大，从而可以帮助提高光效，还能达到均匀分布照度的目的。

（2）LED照明灯结构中采用LED，其处于高温环境中性能会急剧下降，严重者会对灯具造成破坏。因此，解决散热工作是确保LED照明能继续发挥作用的关键环节。在实际工作中，可以根据隧道通风情况，选择通道式散热设备。该散热器选用的是小型通透设备，对于照明单元结构的散热情况比较有利。因为其能在热量达到照明灯具前，热量就可以通过小散热器发散出去。另外，由光源单元组合而成的灯具设备也携带有通透工作的结构，使散热效果显著增大，不仅解决了大功率LED工作过程中的散热难题，还帮助减轻了灯具重量。

（3）为了方便公路隧道的日常维护工作，可对直流稳压电源作进一步可维护性以及可靠性设计。例如，开关电源结构可以选择隔离分体类型的电源设计，其具有散热功能好，性能比较可靠稳定。更换电源非常方便，方柏霓了现场维护工作，还能起到帮助维修工作人员以及灯体结构的安全。

（4）根据隧道车辆通行量、隧道外亮度情况来开发满足不同隧道路段的LED隧道灯智能控制系统，这种方法也能获得节省电量的目的[3]。设计供电线路时要确保每盏照明灯都可实现独立开启和关闭操作。因为车流量以及亮度需求控制为企业智能控制系统提供了一定的物理条件，从而实现了LED照明灯自动调节亮度，帮助减少了耗电量。

3.3做好照明灯适应安全检测工作以及日常检查工作

（1）为了保证所用的灯具起到节能效果，需要对灯具进行严格测试。因为LED灯属于新型照明设备，目前还没有统一的标准规范对灯具质量进行约束，因此不同企业生产的灯具性能指标也存在差异。因此公路建设以及运营企业都要严格根据相关设计文件来选取隧道照明灯具，然后对灯具光效、光衰情况以及配光性能等性能进行精确测试，从而选择节能、可靠的照明灯具。

（2）对照明灯具定期进行监测维护，确保照明灯具拥有良好的工作条件。隧道结构中油渍物质、粉尘物质等较多、环境差，这些都会对照明灯具的光效以及散热作用产生不良影响。因此，运行企业需要定期检测隧道路面的照明程度，若出现异常情况应立即寻找问题所在，确保隧道照明正常，不影响车辆通行。

4.分析LED照明灯在使用过程中存在的一些问题

该类灯具从研发工作到投入使用，这一过程中也出现了一些问题。LED隧道照明灯其设计工作的重点是要掌握隧道照明需求，其需要符合隧道结构中的不同路段照明要求、隧道环境情况以及车辆行驶舒适度需求等条件。但是LED照明灯研发技术还没得到完善、成熟，因此照明灯在使用过程中还是存在某些不足，表现为：①存在某些LED产品，其光衰减比较严重，无法满足墙面照度相关需求；②有些产品在设计过程中没能根据隧道工程特点、照明路段划分等，造成配光效果不佳；③一些产品存在效率差、监测和控制工作不易开展等问题，在实际中电源使用寿命较短，没有达到最长使用寿命要求；且无法完成照度监测工作，无法实现自动调节光照亮度；④灯具标准化：不同企业生产的产品规格都存在差异，没有一个统的标准规范。

5.结束语

综上所述，LED隧道照明灯因为具有使用寿命长、对环境污染小、光效高、光衰小等特点，在隧道照明工作中能帮助降低照明费用，安全可靠。随着高速公路的不断发展，公路隧道结构也随之增多，运行企业需要花费大量资金确保隧道照明工作。而采用LED照明灯具可以实现节约电能，帮助企业减少了费用成本，同时提高了隧道照明质量。

【参考文献】

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公路隧道LED照明的可行性研究第4篇

目前,隧道照明的光源主要有高压钠灯、荧光灯、金卤灯等。其中,高压钠灯光效高、紫外辐射少、可在任意位置点燃、耐震,在隧道照明特别是山地等城市外的隧道中大量使用。但是由于隧道白天和夜晚都需要照明,从而产生了大量的能源消耗及费用。LED是近几年发展很快的光源,其光效等性能指标快速提高而价格快速下降,因而在显示、景观照明等成功应用的同时,在道路照明等定向照明中逐步获得了应用。

由于公路隧道洞内洞外的亮度不同,车辆进入隧道的过程是一个从亮到暗,又从暗到亮的过渡适应过程[1]。对于由亮到暗或者由暗到明的视觉适应过程中,司机很难辨认洞内路面上的目标或物体,因而产生视觉心理障碍,影响行车安全,公路隧道照明就是为了创造洞内良好的工作视觉环境,确保在白天和夜间行驶的车辆的安全,此外隧道照明费用是公路隧道运营成本最大的组成部分。因此安全舒适又经济节能的照明技术设计是公路隧道设计的重要组成部分[2]。本文采用理论计算的方法,提出在入口段采用“黄色LED灯”照明方案,并通过模拟实验对该照明方式进行验证。

1LED灯与其他灯具的性能比较

常用三种灯具性能对比如表1所示。

通过表1可以看出,LED灯相对荧光灯、高压钠灯在安全性、可靠性、环保性等方面有明显的优势,无汞污染,方向性好,可靠性高。

在寿命上,高压钠灯能达到20 000 h,目前,关于LED灯的寿命没有给出公认的值,但是理论计算的值很高,灯具中影响寿命的主要是光源与镇流器(LED为驱动器),灯具及玻璃等寿命很长。在传统光源包括荧光灯、高压钠灯,都是灯的寿命比镇流器短, 因而往往采用更换灯管(灯泡)的方法延长整个灯具的整体寿命。LED灯具中, LED器件的理论寿命很长,依据赵家湾隧道采用的LED,其推论寿命超过30 000 h。一般能达到50 000 h以上,LED灯寿命长是其应用于公路隧道照明的一大优势。

色温指当光源所发出的光的颜色与“黑体”在某一温度下的颜色相同时,“黑体”的温度就称为该光源的色温。光源色温不同,光色也不同,色温在3 300 K以下时有稳重的气氛和温暖的感觉;3 000～5 000 K,为中间色温,有爽快的感觉;色温在5 000 K以上时有冷的感觉。实验表明,可以在入口段选择低色温的LED灯,从而给司机以柔和稳重的感觉。在基本段使用高色温的LED灯[2]。

通过光效比较,LED的光效虽然比高压钠灯低,但是高压钠灯的驱动效率只有60%左右,电路复杂;而LED的驱动可轻松做到90%以上,且电路简单稳定。比较结果显示,LED同样优于高压钠灯。

2公路隧道LED照明实验研究

通过性能比较,LED灯相比传统钠灯在寿命,节能,环保等方面要好很多,现在通过实验的方法对钠灯和LED灯得照度值进行比较,并进行隧道LED照明设计。

2.1 隧道断面实验法

为了了解不同灯具在隧道的照明效果,在隧道照明实验室进行了高压钠灯和LED灯研究试验。隧道横断面布置5个测点。隧道断面实验法就是在隧道纵断面进行灯具布置,选择不同的测点进行观测比较,实验方案测点布置图如图2所示,试验灯具的安装高度都选择4 m,间距3 m。断面安装布置图如图3所示。

测试方案:

(1) 隧道两侧都安装50 W高压钠灯;

(2) 隧道两侧都安装50 W LED灯。

利用照度计测试各个测点的多组照度值,分别取各照度值的平均值。对上述数值进行对比分析,得出两种光源的照度曲线如图4所示。

由图4知,相同功率的钠灯和LED灯,50 W LED灯的照度明显大于50 W钠灯照度,因此,在需要相同照度或亮度的情况下,采用LED灯可以节省灯具的数量,同样相应的减少了安装及维护带来的费用问题。

2.2 模拟隧道LED照明设计

现以一个长400 m的隧道为例,隧道采用双侧布灯,布灯方案如表2所示。

这里根据《公路隧道通风照明设计规范》计算得出,隧道入口段照明亮度为82.31 cd/m2,过渡1段照明亮度为23.75 cd/m2,过渡2段照明亮度为8.33 cd/m2,基本段照明亮度为3.12 cd/m2。符合国家的照明标准[1]。

其中在入口段使用新型照明灯具黄色LED灯(经过实践调查,LED生产厂家完全可以生产出各种功率的黄色LED灯),由于在隧道入口段,照度要求较高,灯具布置较多,同时考虑到洞口烟雾浓度高的特点,使用黄色的LED灯,既能满足隧道照明要求,同时提高隧道照明的效率,优化照明的效果。

由表2可以得出:运用LED灯的组合照明方案,既能达到节能、环保的特点,又能解决单一光源在入口段透过率低等问题,并且各项指标都符合隧道照明规范标准,LED灯完全可以应用于公路隧道照明。

3LED照明主要数据比较

为了深化节能减排、响应国家节能环保的政策要求,公路隧道照明也越来越趋向使用更为节能的环保灯具[3]。LED灯相对传统的照明灯具具有节能、费用低等优点。现以上述模拟隧道为例,隧道采用双侧布灯。方案一隧道全使用高压钠灯,方案二隧道全使用LED灯。根据照度要求[1]计算出方案一需要高压钠灯278套,方案二需要LED灯108套。在相同的照度下,其他数据如表3所示。

4结论

(1) 在需要相同的照度下,灯具的数量减小了100多套(功率折算)。

(2) 采用LED灯总功率下降了12 060 W ,节电率达到55.9%。

(3) 通过计算一年隧道的用电量(一年按365天,平均一天开启15 h,电费0.58元/kWh),每年可节电68 288 kWh,节约电费39 607元,如果以5 000 m长的隧道为例,一年将节约电费50万元。

由以上分析可知,LED灯应用于公路隧道照明不仅可以节省能源,而且可以节省大量的资金。LED作为主要的照明灯具应用于公路隧道取代传统的荧光灯、高压钠灯的时代很快到来,这将为节约宝贵资源、保护生活环境提供一条新思路。

5LED灯需改进的因素

LED在隧道照明中有诸多的优势,但是如何将将其优势转化为实际的可应用产品,尚需解决许多技术问题。其次,LED广泛应用于隧道照明同样也有很多问题需要克服:

(1) LED散热问题。LED芯片的耐温能力比较弱,长期在温度较高的环境下工作,会加快光衰。但是通过对赵家湾隧道的实践调查发现,工作一年的LED灯的光通维持率仍达到80%以上,相信随着技术的不断改进,散热会做的越来越好。

(2) LED电源能耗比较大。LED作为节能环保的新新产品,但是其电源在工作中自身损耗比较大,这个问题有待改进。

(3) LED封装技术。LED芯片是比较脆弱的,不能在潮湿的环境下工作,封装要求非常高,随着高新技术的出现与完善,这些问题将会得到很好的解决。

(4) LED的配光有待改进。与传统比,发光面较小,特别是道路、隧道照明,不能达到要求。这个问题可以从灯具的结构方面入手,找到解决方案。

(5) LED的光通量有待提升。LED在封装上会对芯片损耗,在成品灯具中光通量不够高,特别是和传统的高压卤素灯(金卤灯、钠灯)比还是有一定差距。可以想办法把传统灯的这些优点应用于LED灯,相信这些在不久的将来都会实现。

总之,随着高新技术的不断涌现,LED灯的这些问题在不久的将来都会达到很好的解决,LED将会普遍应用于公路隧道,应用于地铁隧道,应用于我们生活的每一个角落。

6结语

通过对比表明,LED灯应用于公路隧道照明是可行的,LED应用于隧道照明也是一个新的领域。从理论分析和实验研究得出LED进军隧道照明不存在大的技术瓶颈,LED的节能、环保以及现在大功率、高亮度LED集成封装技术的研究成果的不断涌现,再加上价格的不断下降,LED灯将会普遍应用于长大隧道照明。

摘要：针对目前隧道照明主要采用高压钠灯、荧光灯的现状,LED灯的环保、节能等特点决定了它在未来隧道照明领域的地位。通过性能对比与实验研究,LED灯在公路隧道照明中具有很大的优势。不但能解决单一光源给入口段照明带来的问题,同时也体现出了LED灯节能、费用低等优势,从而积极促进了LED灯在公路隧道中的应用。

关键词：隧道照明,LED灯,高压钠灯,节能

参考文献

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led照明广告语第5篇

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LED照明与节能第6篇

关键词：LED照明节能

0引言

在全球能源危机、环保要求不断提高的情况下，寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化的半导体LED照明已被世界公认为一种节能环保的重要途径。LED在装饰、景观、讯号、红绿交通灯、庭院灯、汽车部份灯以及某些特殊用途照明已被人们广泛接受。

1LED光源的特点及发展趋势

LED即发光二极管，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED被称为第四代照明光源，即21世纪的绿色、节能光源，具有光效高(50-200Lm／W，电光功率转换接近100％)、工作电压低(单管驱动电压1.5-3.5V)、耗电量小(单管功率0.03-0.06W)、体积小(单元晶片尺寸为3-5mm的正方形)、结构坚固且寿命长(理论寿命达10万小时)等特点，还有LED光源本身不含汞、铅等有害物质，无红外和紫外污染，不会在生产和使用中产生对外界的污染。因此，LED光源具有节能、环保、寿命长、免维护、易控制等特点，与传统的白炽灯、荧光灯光源相比，有着无可比拟的优越性，是光源领域发展的必然趋势。

2LED在照明工程中的应用

传统的LED光源集中应用在汽车、背景光源、交通信号灯等领域，如今快速发展的LED技术使得LED在照明工程中的应用也越来越广泛。目前，LED在照明工程中的应用主要体现在以下几方面：

2.1夜景照明。近年来，各城市政府都十分重视城市亮化工作，不同程度的进行了城市亮化建设，把城市亮化工程的建设作为改善和美化城市环境的重要措施。由于LED光源小而薄，安装便捷，可以水平也可以垂直方向安装，可与建筑物表面完美地结合，也可以与城市街道陈设很好的有机结合。可以在城市的休闲空间如公园的路径、滨水地带、园艺进行照明，也可以在街道边的花卉或低矮的灌木进行照明。作为景观照明灯具，LED与霓虹灯相比，具有低电压安全可靠、节能环保、密封性能好、没有易碎的玻璃、也不会因为制作中弯曲而增加费用等优点，可基本取代霓虹灯。

2.2指示照明。在需要进行空间限定或引导的场所，如道路路面的分隔显示、楼梯踏步的局部照明、疏散通道和安全出口的指示照明等，都可以使用表面亮度适当的LED埋地灯或嵌在垂直墙面的灯具。如影剧院的地面引导灯或座椅侧面的指示灯，以及购物中心的导购指示灯和建筑物消防疏散指示灯等。

2.3特殊场所照明。就照明品质来说，由于LED光源为真正绿色光源，没有紫外与红外辐射，对眼睛和其它物体不会产生损害。与传统光源比较，LED光源具有不需要附加滤光装置，照明系统简单，易于安装的特点，现已被广泛应用于象博物馆、展示厅这样对光源的颜色、辐射等指标要求高的场所照明。

2.4室内装饰照明。由于大功率白光LED照明灯具目前还处在研发和试生产阶段，目前市面上的LED灯具还不能达到普通灯泡所具有的亮度，在室内装饰工程中基本还局限于背景照明和局部照明。由于LED的动态(数字化)控制色彩、亮度和调光及活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果，且长寿命、高流明的维持值(10，000小时后仍然维持90％的光通)，与金卤灯的50～250小时的寿命相比，降低了维护费用和更换光源的频率，且没有热辐射，可以使室内空间变得更加舒适和谐。因此，目前LED照明在室内装饰装修工程中的应用也越来越多。特别是在半径较小的圆弧形灯槽和高空不易维护的区域，用LED丽彩灯带取代传统的镁氖灯带，不仅节能、环保，还解决了最头痛的维护问题。

2.5电子显示屏。LED显示屏因其亮度高、画面清晰、色彩鲜艳，在众多媒体显示领域一枝独秀。全彩色LED显示屏是当今世界上最为引人注目的户外大型显示装置，采用先进的数字化视频处理技术，具有无可比拟的超大面积与超高亮度。2008年北京奥运会，已经将LED功能发挥到淋漓尽致，特别是在舞台中央、如中国山水画可卷的屏幕，共使用4.4万颗LED所组成；而高挂在会场中央的奥运5环图，约使用4.5万颗LED；另外，上千人所组成的和平鸽形状的表演，每位参与者身上披戴约20颗LED等等方面的应用。水立方景观照明采用RGB型LED，在固定外层气枕的钢结构框架上布灯、侧向投射，使“水立方”外表面的亮度、色彩、图案达到一定要求，加上南立面2000m点阵显示屏，形成一定的场景和模式。这种“空腔内透光“与LED照明的结合应用方式开创了一个先河，它为建筑物景观照明朝菪节能环保的方向发展及LED照明向规模化方向发展树立一个新的里程碑。

2.6逐步取代传统照明灯具。随着大功率、高光效、高显色性的白光LED照明灯具的研发和逐步投产，使其照度不断提高而成本不断降低，LED照明将成为未来照明的主体，逐步取代白炽灯和荧光灯。目前LED在照明领域应用的主要困难是LED白光光效不高(约20Lm／W)，功率不大(小于1W)，且价格昂贵。面对LED照明市场的巨大诱惑，世界三大照明工业巨头：通用电气、飞利浦和奥斯拉姆集团已纷纷成立LED照明企业，并提出要在2010年前使LED灯的发光效率提高8倍，价格降低到1％。若此目标能得以实现，那么LED灯具将完全取代传统的白炽灯和荧光灯。

3结束语

网络化智能调光LED隧道照明系统第7篇

智能LED隧道灯硬件部分分为LED驱动电路、LED调光电路、传感器驱动电路、通信模块以及数模转换模块。目前已完成以红外传感器控制的调光LED隧道灯样品的部分设计。

LED隧道灯恒流源驱动电路

电路由EMI输入抑制电路、输入整流滤波电路、IC辅助供电电路、功率调节电路、输出整流滤波、恒压与恒流输出反馈控制电路等组成。

恒压与恒流输出反馈控制电路以芯片LM358为核心, 该芯片内置两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器。通过采集LED灯上的电流电压输入到放大器中与基准电压作比较, 比较结果输出到光耦。光耦导通状态的变化对功率调节模块进行影响。

功率调节模块以L6562为控制芯片。当由于某种原因LED电流减小时, 通过LM358输出到光耦, 光耦放大后输出给L6562。芯片对输入信号进行反相处理, 输出脉冲宽度增大。宽度增大的输出脉冲驱动功率转换级的开关管, 进行一次PWM调节, 通过增加占空比的方式使次级输出电压增加。这样LED两端的电压也增大, 于是电流随之增大, 这就维持了LED的电流恒定。同样, 若由于某种原因使LED电流增大时, 其控制过程相反[2]。

调光模块设计

调光模块采用NE555组成的延时开关电路, 该模块接收传感器的输出信号, 通过电容充放电实现延时功能。NE555输出端接光耦, 功能类似于开关, 光耦另一端电路通过改变LM358的基准比较电压来改变运算放大器的输出, 进而控制功率调节模块达到调光的功能。

传感器模块设计

传感器可使用红外或微波检测, 可放置于隧道口或集成到灯具中。当传感器集成在灯具中时, 可将检测车辆的信号直接输入到调光模块的输入端。如果将传感器放置于隧道口, 则可以检测车流量以及车速等信息。并将该信息发送到上位机通过算法对调光模块进行远程控制。

控制器设计

驱动电路

变压器次级线圈感应电压经二极管整流, 两个C11为滤波电路, 得到直流输出电压。

恒压电路工作原理:U 3 B、TL431、R34、R35、U3、PC817组成电压控制环路。TL431是精密电压调整器, 阴极K与控制极R直接短路构成精密的2.5V基准电压。2.5V基准电压由电阻R36送到U3B正相输入端;而反相输入端则由R34、R35的分压比来设定。若输出电压上升, 则R35电压也上升, 该电压与反相端2.5V基准电压比较, U3B输出误差信号, 该信号流入光耦中的LED, 进而通过反馈控制网络控制一次PWM输出占空比, 使输出电压工作在恒压状态。

恒流电路工作原理:U 3 A、TL431、R45、R32、U3、PC817组成电流控制环路。R45是输出电流取样电阻, 输出电流在R45上产生R45/IOU T的电压降。该电压送到U3A的反相输入端, 而2.5V基准电压则由R38、R39、R40组成的分压电路, 再将分压电压送到正相输入端, 输出电流在R45上的电压降与2.5V基准电压分压电压进行比较, 输出误差信号改变光耦LED中的电流, 进而通过反馈控制网络控制一次PWM输出占空比, 使输出恒流。采用由放大器组成的恒压、恒流控制电路可实现很高的恒压与恒流精度。因电路采用放大器形式, 因此R45的电阻值可选为mΩ级, 对电路转换效率基本无影响。

供电部分

EMI输入电路工作原理:交流电输入经过串联NTC热敏电阻。NTC的电阻值随温度升高而减小, 这样在开机一瞬间避免了输入电流过大。并联在交流两端的压敏电阻TUR1的作用是抑制浪涌电压。当压敏电阻器两端所加电压低于标称额定电压值时, 压敏电阻器的电阻值接近无穷大, 内部几乎无电流流过。当压敏电阻器两端电压略高于标称额定电压时, 压敏电阻器将迅速击穿导通, 是输入短路, 保护后边的电路。C01、C02、C03的作用是吸收差模干扰, C04的作用是消除从后边电路中流入电网的差模干扰。共模线圈L01的作用是吸收共模干扰。

BR1为整流桥, 整流后经过L1滤波, R21的作用是断电后泄流, 避免断电后电感内部电流对人造成伤害。

DZ、D4、R20、C7的作用是保护芯片。当晶体管断开时, 变压器初级线圈产生的反击电压脉冲将会与输入电压叠加, 同时加到Q1的D、S两端, 此时二极管D4导通, 并对C7充电, C7把加到Q1的尖峰脉冲电压吸收, 防止击穿。R20作用是把C7吸收电压产生的积累电荷泄放, 为下次吸收做准备。

调光模块[3]

无论调光模块是直接从传感器接受脉冲信号还是接收转换为模拟量的控制信号, 该控制信号经过电容流向NPN三极管的基极, 导通三极管。三极管导通后2脚处于低电平状态, 7脚外接电容瞬间放电, 同时3脚处于高电平。此时PNP三极管由导通状态变为关断状态, 光耦也由导通状态变为关断状态。由于三极管导通只是瞬时状态, 再次关断后, 电容开始充电, 充电速度由变阻器决定。当电容充电到一定电压时, 2脚电压恢复高电平, 3脚输出变为低电平, PNP三极管导通, 光耦导通。

功率调整模块[4]

由于某种原因使LED电流减小时, 恒流电路采集到变化 (减小) 的电流值, 进行误差放大后, 通过控制PC817的导通状态, 输出给功率调节电路。功率调节电路中的L6562芯片对输入信号进行反相处理, 输出脉冲宽度增大。宽度增大的输出脉冲驱动晶体管Q1, 从而使得初级线圈中电压增大, 进而次级输出电压增加。这样, LED两端的电压也增大, 于是流过LED的电流也增大, 这就维持发光二极管的电流恒定。同样, 若由于某种原因使发光二极管的电流增大时, 其控制过程相反。这种恒流驱动器的优点就在于:不管LED的管压降差异有多大, 其结温和环境温度的变化引起二极管的电流变化有多大, 都能通过高速的恒流电路的快速调整, 来维持LED的电流恒定。

1脚 (INV) :误差放大器反向输入端。PFC输出电压由分压电阻分压后送入该脚。

2脚 (COMP) :误差放大器输出端。补偿网络设置在该脚与INV端 (1脚) , 以完成电压控制环路的稳定性和保证有高的PF值与低的谐波失真 (THD) 。

3脚 (MULT) :乘法器输入端。该脚通过分压电阻分压, 连接到整流器整流电压端, 提供基准的正弦电压给电流环。

4脚 (CS) :输入到P W M比较器。MOSFET管电流流过取样电阻, 在电阻产生电压降, 该电压与内部的正弦电压形成基准信号, 与乘法器比较来决定MOSFET的关闭。

5脚 (ZCD) :升压电感去磁侦测输入端。工作在临界传导模式, 用负极性信号的后沿来触发MOSFET的导通。

6脚 (GND) :地。栅极驱动和信号回路的通路都应该汇集到该地引脚端。

7脚 (G D) :栅极驱动输出。图腾柱输出能直接驱动MOSFET管或IGBT管, 对源极峰值推动电流是600m A, 吸收电流时800m A。该脚的驱动电压被钳制在12V左右, 避免因CCU电压过高而使驱动电压也升高。

8脚 (CCV) :电压供给IC内部信号与栅极驱动, 供电电压被限制在22V以下。

结语

网络化智能调光LED隧道灯的突破意义就在于它将隧道内灯具的开关与否以及亮度与车流量挂钩, 进行实时监测实时控制。通过传感器采集详细的车流量、车速等信息, 通过算法进行分析得出最合理的调光方案并通过无线通讯发送给灯具进行控制。在运行过程中, 系统直接降低了维护的人工费用、灯具的功率、线缆费用以及灯具输出功率, 从而大大降低了初期建设费用以及年运营费用。这种控制方法不仅通过调光合理控制灯具工作状态, 同时根据人眼的视觉特点避免造成了车辆刚进隧道式产生的炫目现象, 使人眼平滑的从自然光过渡过来, 大幅提高了安全系数。

摘要：本课题的主要研究内容是根据《公路隧道通风照明设计规范》要求研究设计了网络化智能调光LED隧道灯控制系统。照明灯具采用可调光的LED光源, 结合无线通信模块搭建无线灯具网络, 以及控制系统输入参数采集的无线传感器网络;系统通过传感器网络采集洞内外亮度, 车速车流量作为控制输入参数, 经监控计算机处理实现隧道照明的实时调光控制[1]。本文网络版地址:http://www.eepw.com.cn/article/197922.htm

关键词：LED,隧道灯,调光,网络化

参考文献

[1]韩直, 基于等效亮度的公路隧道照明需求研究[J].中国交通信息产业, 2007:11

[2]周志敏, 周纪海, 纪爱华.LED驱动电路设计与应用[M].北京:人民邮电出版社, 2006:12

[3]周建, 吕晓峰, 杨洋.公路隧道LED灯照明系统无级调光控制方式研究[J].公路隧道, 2010, (3) :10-13

[4]王彦锋, 公路隧道照明节能研究田[D].西安:长安大学, 2009:5-7

LED灯具在隧道照明中的应用探讨第8篇

结合国际的形势及国内政府的工作重心, 加强高速公路运营中节能减排的工作日益突出。高速公路运营过程中, 高速公路照明的用电量占相当大的比重, 因此开展节能照明工作尤显重要。LED灯做为一种新型照明节能光源, 正日益受到追捧关注, 现就LED灯和传统照明灯具的性能指标进行对比分析, 同时以洛阳至三门峡段高速公路改扩建工程中的张茅隧道为例进行具体的案例分析。

1 LED光源与传统光源对比

LED灯又称发光二极管, 实际上是半导体灯。LED照明灯具是一种组合照明光源装置, 除一个或多个发光二极管 (LEDs) 作为光源发光外, 还包括其他原件, 例如光学、机械、电气和电子原件, LED和灯具形成一个整体, LED是灯具中不可拆卸替换的部件, 在不致混淆的情况下简称LED灯具[1]。

传统灯具照明主要有白炽灯、卤钨灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯等, 其中高压钠灯以其经济性、高光效和长寿命等优点一直作为室外照明灯具的首选, 因此本文选择传统高压钠灯与LED灯具进行技术指标对比, 如表1。

2 LED灯具性能分析

2.1 LED灯具主要优点

2.1.1 LED灯整灯光效高

通过LED灯与传统高压钠灯的技术指标对比, 可以看出LED光源光效现阶段相对高压钠灯较低, 但考虑LED灯为前向型光源, 高压钠灯为360度光源, 因灯具整灯光通量为光源光通量乘以灯具效率, 所以LED灯整灯光通量较高压钠灯高, 且由于LED光源发光角度小, 因此可保证LED灯能更有效的投射到路面上。

2.1.2 LED灯具显色性好

LED灯显色性较好、光线更为柔和、且无频闪, 道路上的物体都能还原本色, 为驾驶员提供了一个安全舒适的照明环境。

2.1.3 灯具寿命长

参照《广东省地方标准》DB44中LED灯具技术要求, LED灯寿命为30 000h, 但部分厂家对LED灯具寿命的标注已大于50 000h。

2.1.4 功率因数高

参照《广东省地方标准》DB44中LED灯具技术要求, LED灯功率因数大于0.92, 但部分厂家对LED灯具功率因数的标注已大于0.95, 较高的功率因数可以减少线路电能的损耗。

2.2 LED灯具主要缺点

尽管LED灯具具有较多优点, 但由于形成产品时间较短, 技术不尽成熟, 生产厂家良莠不齐, 因此仍存在许多不足。

2.2.1 LED光源光效低

目前形成产品的LED光源光效主要在80lm~100lm/W, 而高压钠灯光效均在90lm~140lm/W, 因此LED光源的光效有待提高, 以提高灯具的整体效率。

2.2.2 LED光源散热性差

现有LED光源散热性差。LED灯具的散热性直接影响光源的寿命和光源的光效, 同时导致LED灯具不能向高光强大功率灯具发展。

2.3 分析总结

通过以上分析, 可看出LED灯具具有高光效、功率因数高、长寿命、显色性好等优点, 但同时存在光效低和单灯功率小的缺点, 这些特点就决定了LED灯不可能在所有照明区域来替代高压钠灯, 只能根据照明场所具体情况灵活选择是否采用LED灯具。

3 LED灯具在隧道中的适用性分析

高速公路隧道照明主要包括:隧道诱导灯和隧道照明。

隧道诱导灯的主要功能是通过连续布设形成发光道路轮廓线, 清晰明亮地显示道路轮廓, 且通过闪烁发光起到很好导向警示作用。根据这一功能需求, 隧道诱导灯要求功耗小、亮度高、寿命长、免维护和启动时间短, 可以看出LED灯满足上述要求。考虑到LED已经比较成熟的用作隧道诱导灯, 因此本文将不对LED灯作为隧道诱导灯的设计进行分析。

隧道照明的主要功能是使驾驶员的视觉平滑过渡, 避免驾驶员的视觉适应性滞后的现象[3]。隧道照明主要包括:入口段照明、过渡段照明、中间段照明、出口段照明和洞外引道灯照明。其中入口段、出口段和过渡段, 为车辆由洞外或洞内高速驶入或驶出, 考虑洞内外照度值差距较大, 因此需要大功率灯具照明来平滑过渡洞内外的照度差值, 考虑LED灯单灯功率小, 因此LED灯具照明暂不适用于以上三段;中间段的基本照明照度要求相对较低, 因此LED灯具照明适用于隧道的基本照明;对于洞外引道灯照明, 应根据路面宽度, 在满足路面亮度和均匀度的前提下, 灵活设置LED灯具照明。

4 LED灯具在隧道照明工程中的应用案例

4.1 隧道基本情况

本文以洛阳至三门峡段高速公路改扩建工程中的张茅隧道为例, 隧道基础数据:全长1 935米、单洞单向交通、进出口明洞长均为12米、单向四车道、路宽15米、沥青路面, 设计行车速度80km/h。隧道所在地区为山区, 洞口区域自然植被较丰富, 洞口施工完成后配以合适的绿化措施, 可以在一定程度弥补洞口建筑对洞口环境亮度所造成的不利影响。考虑本项目隧道入口朝东, 初步设计阶段按白天晴天隧道洞口处环境亮度为3 000cd/m2考虑。

4.2 隧道照明设计方案

根据《公路隧道通风照明设计规范》JTJ026.1-1999, 结合本项目远景交通量预测结果, 本项目中间段基本照明亮度取4.5cd/m2, 路面总均匀度取0.4。灯具布置应满足闪烁频率低于2.5Hz或高于15Hz, 经计算灯具布设间距取10米。根据照度计算公式确定灯具灯具功率, 具体计算过程如下:

已知:Ein=81 (lx) -平均照度 (Ein=4.5×18=81lx/m2) ;W=15m-隧道路面宽度;N=2-灯具布置系数;η-系数利用 (由灯具的利用系数曲线图查取) ;M-灯具的养护系数, 无资料可查时可取0.6~0.7;S-照明器的间隔。

由式 (1) 得ηφ=Eav×W×S/M×N

已知:φ’=ηφ=10 125 (lm) -灯具光通量;η-利用系数;L-光源光效;P-光源功率。

若采用高压钠灯, η取0.4, L取110lm/W, 则灯具功率为:

NG=10125/0.4/110=231W

若采用LED灯, η取0.75, L取90lm/W, 则灯具功率为:

LED=10125/0.75/90=150W

因此本项目基本照明应采用250W高压钠灯或150WLED灯。

4.3隧道照明案例分析

根据计算, 隧道照明采用250W高压钠灯或150WLED灯, 现对这两种灯具进行综合分析比较:

隧道灯具照明时间为24小时/天, 计算周期为3.4年, 其中高压钠灯灯具需更换一次以上, 同时由于LED灯具功耗低, 因此LED灯具供电设施投资相对较低。总体上看LED灯具在经济上, 并不具有优势, 但考虑隧道交通量大, 灯具更换维护困难, 因此减少了运维工作量和更换灯具时对隧道交通流的影响, 同时LED灯具具有显著的节能效果, 且LED灯无频闪, 无紫外线和红线线辐射[4], 对人体无伤害, 实现了真正意义的绿色环保照明。

摘要：通过对LED光源与传统光源技术指标的对比, 对LED灯具性能进行分析, 总结LED灯具特点。对隧道照明功能进行分析细化, 确定LED灯在隧道中的适用范围, 选择洛阳至三门峡段高速公路改扩建工程中的张茅隧道进行LED灯和高压钠灯的照明设计, 针对两种设计方案进行经济性分析。

关键词：发光二极管,隧道照明设计,光源光效,灯具利用系数,平均亮度,隧道诱导灯

参考文献

[1]广东省质量技术监督局.LED路灯 (广东省地方标准DB44) .2009:2-7.

[2]朱小清.照明技术手册[M].机械工业出版社, 1995:159-166.

[3]李恭慰.建筑照明设计手册[M].中国建筑工业出版社.2004:391-393.

隧道LED照明第9篇

关键词：隧道,LED照明,智能控制,节能

1高速公路隧道 LED照明智能控制系统

高速公路隧道照明的传统控制方式一般都是以人工操控为主,不但需要人员在夜间进行巡视检查,而且很难实现对开关的合理控制,极大程度地缩短了照明灯具的使用年限,运维费用也随之增大。同时,由于灯具和线路得不到有效的监控,致使设备被盗和损坏的情况非常严重,这对高速公路隧道的安全行车带来了极其严重的影响。此外,传统的数据信息采集系统采用的是有线传输,虽然这种方式的可靠性和稳定性较高,但是系统会受到很多方面因素的制约,如地理条件、通信光缆成本、系统可扩展性较差、不便于维修等。随着无线传输技术的不断完善,其应用领域也随之拓宽,针对上述问题,本文提出一种基于无线传输网络的隧道LED照明智能控制系统,下面就此展开详细论述。

1.1无线智能控制系统的构成

本文所提出的系统主要由无线LED灯网络、现场主控、光亮检测、车流量检测以及集中监控等组成。其中无线LED灯网络是以无线协议为基础,对隧道内的所有LED设备进行控制。该系统的总体框架如图1所示。

1.2系统硬件与软件

(1)硬件。本系统的硬件是由LED灯具和照明调控2个子系统构成,其中LED灯具子系统是整个智能控制系统的基础部分,主要包括照明灯具、配电箱、无限恒流调光等设备;照明调控则是本系统的核心部分,主要包括计算机监控系统、中央控制器、检测仪等设备。

(2)软件。本系统的软件主要包括信息采集、数据存储、信号输出控制、无线通信、PWM调光以及开关控制等。

1.3系统基本原理

本系统的基本工作原理为:借助设置在隧道内的光强检测仪对各个照明段的光强度进行检测,利用车流量检测仪对车辆有关的信息进行检测,然后将以上信息汇总后传送给调控计算系统,再通过计算给出控制策略,最终达到节能降耗的目的。当系统安装完毕后,先要对其进行初始化和校准,系统运行过程中,主控制器会先对隧道外的亮度监测数值进行查询,并对车辆信息进行读取,随后按照检测数据,经过计算后得出控制策略,再由传送设备将控制信号发给无线LED灯网络并进行传输,隧道内的所有LED灯根据编码地址进行识别,当地址确认后,控制器便会对电源恒流参数进行改变,由此来实现对LED灯高度的调节,当差值范围达到预先设定值后,终止调控。

1.4系统功能

(1)LED灯亮度智能调节。由于隧道内安装的LED灯均具备连续数字调光功能,所以系统可以对照明进行从0~100%范围内的调节,使照明效果始终处于最佳状态,由此不但能够节约电能,而且还可以确保行车安全。

(2)调光。本系统具备3种调光模式:1)智能调光。系统能够按照隧道洞口处的自然亮度和车流量对照明模式进行智能调控。2)自动调光。系统可以按照天气情况对隧道内LED灯的照度进行自动调整,还能以时序为依据提供相应的照度方案。3)手操调光。当出现紧急情况时,可以通过人员手动操作主控制器来对LED灯的亮度进行调节。

(3)控制方式。本系统具有2种控制方式,一种是就地控制,另一种是远程控制,前者是由智能控制器实现,后者则是由监控中心来实现。

(4)应急控制。系统能够对中控器的运行情况进行实时监控,当中控器出现故障时,系统会自动发出告警信号,并切换至手动控制模式。

(5)自检。系统能够对电源的性能和LED灯的状态进行检测,当检测到电源故障时会自动报警。同时,按照检测信息报告LED灯的使用寿命,提醒管理员及时对超期服役的灯具进行更换。此外,系统内部设置了一组专门监控上述信息的软件,当系统线缆终端或是网络发生故障时,便会自动报警,这一设计有效解决了系统的自检问题。

(6)距离调控。LED灯的控制采用的是令牌传输方式,由于单个节点的传输距离冗余量较大,所以不会受到调控距离的限制,整个灯具网络具有良好的可扩展性。

(7)其他功能。系统在对隧道内所有LED灯进行控制时,能够实现软启动和软关闭,当灯具开启时,灯光由暗逐渐变亮,而在关闭时,灯光则是由亮慢慢变暗。通过软启动和软关闭,能够对光源起到一定的保护作用,有利于延长LED灯的使用年限,维护费用会随之降低。

1.5系统的应用优势

(1)系统采用的是亮度无级控制,可以针对不同的情况对LED灯的光照度进行调节,符合节能要求。

(2)系统能够使隧道内所有的LED灯实现按需要照明,不但可以节能,而且还能减小LED灯的光衰,有利于延长灯具和电源的使用寿命,运维成本显著降低。

(3)系统能够对电网中的浪涌电压起到一定的抑制作用,从而防止了过电压和欠电压对LED灯造成的危害。此外,软启动与软关闭技术的应用,对冲击电流起到了防护作用,大幅度延长了灯具的使用寿命。

(4)系统设计较为简单,无线传输技术的应用使得不需要敷设信号电缆,进一步节省了信号线、配电箱的安装费用,而且还加快了施工建设速度。

2高速公路隧道 LED照明系统供配电优化设计方案

为了便于研究,下面以某高速公路隧道为依托,对其LED照明系统供配电优化设计方案进行论述。该隧道的原设计为LED照明,PLC回路控制,基本照明为左右线各12条回路,加强照明的回路为右线6个、左线3个,应急照明的回路为左右线各3个,共计39个回路,主电缆总长度为58.09km,支电缆总长度为56.83km。为了满足照明智能控制的要求,决定对其供配电进行如下优化设计:

2.1控制回路优化

该隧道原本是由PLC进行分回路控制,每个LED灯只能够承担单一的照明功能。而采用智能控制时,基本、加强和应急照明的回路数分别只需要1个,具体优化方案如下:基本照明的左右线单边各设2个回路,加强照明与应急照明的左右线各设1个回路,优化后的总回路数为12个,比原设计减少了27个。主电缆总长度为33.30km,比原设计缩短了24.79km。此外,采用单个LED灯编码控制后,支电缆的总长度为35.47km,比原设计缩短了21.36km,随着支电缆回路数的减少,与之相应的桥架数量也随之减小。

2.2配电柜优化

当采用分回路进行节能控制时,需要使用PLC对交流接触器进行控制。而实现智能控制后,则不需要PLC和交流接触器,主需要将原本的空气开关全部保留即可。同时回路的减少,使得空气开关的也随之减少。

3结语

隧道LED照明第10篇

1 项目实施背景

贵州省地形多山特性，决定了贵州省高速公路建设中，必然具有隧道数量多、长大隧道多的特点。根据规范要求，长度大于100m的隧道应设置照明系统。根据隧道实际运营效果来看，照明系统是保证行车安全的必备设施。然而隧道照明设施长期连续运行产生大量能耗，这已成为贵州省高速公路隧道运营管理中的沉重负担，引入节能环保型的隧道照明灯具来取代传统灯具势在必行。

贵州贵黄高速公路东苗冲隧道是我国应用LED灯最早的隧道，该隧道总长420m，设计行车速度80km/h，首期工程于2006年2月完成，第二期工程于2006年6月完成。在初期的应用中，由于LED光效较低，光衰较大，虽然达到了节能环保的要求，但在照明总体效果上仍低于高压钠灯，东苗冲隧道照明工程对LED照明进行有益的尝试和探索，并积累了相关工程经验。随着LED灯在隧道照明工程中的不断应用，贵州省在高速公路隧道LED照明应用方面逐步成熟，并开始了大规模工程应用。

贵州省镇胜高速公路黄果树隧道(左线2603m，右线2600m，双向4车道，设计时速为80km/h。2009年12月24日通车)作为长大隧道，大规模应用了LED灯照明，相对于以往的LED照明工程，本项目采用了新型LED照明灯具，在光效、光衰等关键指标上进一步提高，灯具结构针对隧道环境特点进行了优化;同时在灯具布设、供电回路设置、照明控制方式等工程应用方面针对LED灯的特点进行了调整;相关的供配电系统、闭路电视监视系统也有所改进;最终不仅实现了预期的节能环保目标，而且在照明感官效果上也较以往传统照明工程有了显著提高。

2 LED照明特点

LED是取自Light Emitting Diode三个单词的缩写，中文译为“发光二极管”，是一种可以将电能转化为光能的电子器件。

LED照明灯具是将若干单粒LED按特定方式排列，并将电源、控制芯片等附件集成在一起，制成的一体化照明设备。

与传统的照明灯具相比，LED灯具有光指向性好、寿命长、响应快、无红外幅射且无汞污染等优点，在同样亮度下，耗电仅为普遍白炽灯的1/10，寿命却大大延长。目前商用的单粒白光LED效率已达到90～110Lm/W以上，虽然与高压钠灯的发光效率100～150Lm/W相比还有一定差距，但LED照明灯具有指向性好的特点，其光源利用率较高。也就是说用小功率的LED灯具替代大功率的高压钠灯，可以获得相同的照明效果。表1是一组100W高压钠灯与60W LED隧道灯的实测参数比较表。

LED灯与高压钠灯的优缺点对比如下：

钠灯的灯泡的发光角度为360°，大部分光线必须通过反射器反射后才能照射到指定区域。目前由于成本原因，实际采用的反射器光线损耗较大，结构决定了灯具的光源利用率低，仅有40%左右。而LED发光二级管具有强指向性，约90%LED二极管发光角度同灯具的发光角度可保持一致，因此灯具大部分的光是直接照射到指定区域，因此光源利用率高。

高压钠灯发光颜色为黄色，色温及显像指数都比较低。太阳光显色系数为100，而高压钠灯的显色系数仅为20左右(黄光)。LED光源照明灯显像指数可达80以上，灯具发光颜色更接近于自然光，因此LED灯照明感官效果更好。

高压钠灯灯泡启动时间长，再次启动时需要有一定的时间间隔。高压钠灯在通电5～10分钟左右的时间，才能达到正常的亮度，再次启动的时间间隔一般要大于5分钟。LED灯不存在启动延时问题，可随时接通，随时工作，能够非常方便地实现智能化节能控制。

3 实施方案

隧道照明设计依据JTJ026.1-1999《公路隧道通风照明设计规范》，按照隧道等级进行配光及灯具布设。下面对贵州省镇胜高速公路黄果树隧道LED照明工程的情况进行介绍。

3.1 照明亮度要求

本项目应用于基本段、出口段，依据照明原理和灯具特点，对隧道的照度分布和不同路段的亮度要求停止准确的计算和分析，通过测试手段，对计算数据加以验证，进行优化设计，满足五龙山隧道LED照明方案不同路段的亮度指标要求及隧道照度分布要求，见表2。

3.2 LED照明灯具选择要点

(1) LED照明灯具的配光要求

光效和均匀度是LED灯具的首要选择标准，目前LED隧道灯生产厂家基本采用外购LED发光器件组装的方式，其技术的核心主要在于灯具配光设计，应当利用光学透镜原理，通过建模和修模手段，精确控制灯具配光，使得灯具的配光达到高光效并使照度均匀。

(2) LED照明灯具的散热设计

LED照明灯具使用的LED发光器件，在高温条件下其性能迅速下降，并可能损坏。控制器件温度是保证LED灯具正常工作的重要条件。因此高效的散热装置是选择LED灯具的重要条件，其中电源部分的散热尤其重要。

(3) LED照明灯具结构合理性

LED发光器件本身的可靠性和寿命都较高，并且由于每盏灯具都包含多个发光管，单个发光颗粒的故障并不会造成整个灯具故障，因此光源部分的可靠性较高。LED灯具在结构上主要考虑以下两点，第一是电源可靠性，由于LED灯需要交流转换直流，必须内置开关电源，电源故障会造成整个灯具失效，因此在设计上应当着重考虑电源可靠性，通过冗余电源或其它措施提高电源可靠性。第二是发光管供电回路设计，应当考虑单个发光管故障时，对其它发光管的影响，如果单个发光管故障会导致其他发光管供电回路断路，则LED灯的高可靠性就不能发挥。

3.3 灯具技术指标

本项目所用67W灯具指标如下：

光源功率：67W

光源组成：大功率白色LED发光管

光源效率：80 Lm/W

色温：4500K～6000K

显色指数：≥70

灯具可调角：纵向120°，横向70°

输入电源：AC100～265V, 50/60Hz

功率因数：>0.9

平均无故障时间：20, 000小时

光源寿命：50, 000小时(亮度维持率70﹪)

温度范围：-30℃～55℃

湿度范围：10～98%

防护等级：IP65

3.4 项目实施后检测验收

项目实施后依据设计规范要求，对各项指标停止了检测，结果见表3。

检测结果显示各段亮度均满足JTJ 026.1-1999《公路隧道通风照明设计规范》的要求。

4 效益分析

4.1 建设成本比较

计算依据:(1)高压钠灯：250W按950元/盏，150W按850元/盏，100W按800元/盏计算;(2) LED灯具：180W按2000元/盏，112W按1800元/盏，67W按1600元/盏，36W按1500元/盏计算;(3)采用LED灯具后，变压器、配电设备、电缆都可相应减小，总计可节约160余万元。

根据计算，建设综合成本比采用高压钠灯照明方案增加46.6万元。

4.2 运营成本比较

计算依据:(1)从第二年开始，LED灯具每年维护费按灯具初装费用的1%;(2)高压钠灯每年维护费按灯具初装费用的15%;(3)电费价格：按1元/度;(4)灯具照明时间每天按加强照明12小时、基本照明12小时计算。

原设计方案使用926盏100W、104盏150W、252盏250W高压钠灯，现改用374盏180W、132盏112W、194盏67W和1226盏36WLED灯进行替代，在隧道照明效果更优的情况下，LED灯具总耗电量为139.2kw，高压钠灯总耗电量为171.2kW，功耗减少22kw，用电量节省了19.7%。

根据计算LED灯5年运营成本比高压钠灯减少240.147万元。

4.3 建设及五年期运营成本综合比较

综合考虑建设和五年期运维费用，采用LED照明可节约费用193万余元。

5 结语

从以上分析可以看出，LED照明灯具在运营维护成本方面具有明显的优势。虽然目前LED灯具成本还比较高，但如果考虑到采用LED灯具使变压器、配电设施、电缆等方面可以节约的成本，其综合建设费用增加幅度有限。如果同时考虑运维费用，则总体费用较高压钠灯方案有明显优势，同时照明效果大大提升。今后随着技术的进步和生产规模进一步扩大，LED灯具的价格必然逐步降低，其经济效益将进一步显现，而其节能环保的社会效益更是影响深远。因此我们相信，LED照明在公路隧道照明领域应用前景广阔，是今后发展的主要方向。

参考文献

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[2]毛兴武.新一代绿色光源LED及其应用技术[M].北京:人民邮电出版社, 2008.

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[4]韩直, 吕晓峰, 尹林, 等.公路隧道LED照明调光控制技术研究[J].中国交通信息产业, 2009 (10) :99-104.

隧道LED照明第11篇

LED照明技术具有很大的技术优势, 它具有使用寿命长、亮度高、安全性好、耗电耗能低、节能环保等优势, 深受群众的热爱, 飞机照明是LED照明技术在航空飞行技术上的一项重要分支, 照明技术的核心是光源。爱迪生在1879年发明了第一代电光源—白炽灯, 启动电气照明技术时代。1940年第二代光源荧光灯出现, 光源强度较小, 主要用于飞机内部照。1991年第三代光源HID灯出现, 当时在飞机外部照明系统中应用。而近年来发明的LED照明技术是一种新型的照明技术, 采用的是第四代光源—半导体电致发光光源, 飞机照明技术迅速发展。

1 LED照明技术

1.1 LED照明技术的发展

LED被应用于各种领域, LED其实是一种发光的二极管, 利用半导体材料电流注入发光的一项新型的照明技术, 将电能转化为光能。在1907年发现了半导体材料发光的现象, 从而对这种现象开始了进一步的研究。在1962年第一个发光二极管发明了出来, 经过长期的发展, LED照明技术逐渐进步, 大大超过了白炽灯、荧光灯、HID灯等的功效, 目前LED照明技术广泛应用于各个领域, 对于飞机照明这个领域, 也存在有巨大的潜力。

1.2 LED照明技术产业的现状

节能环保已经成为时代的主题, 现在国家也越来越重视节能环保这个话题, 在中国LED照明技术也有很大的优势。首先中国对这一种照明技术的需求很大, 对于中国LED照明技术也带给中国了巨大的好处, 在各个领域, 都得到了广泛的应用, 不论是室内照明、交通信号灯, 汽车照明、还是飞机照明, 都是不断向前发展的一个方向。LED照明技术产业的发展也将越来越迅速, 这也必将成为趋势。

2 飞机照明

2.1 飞机照明系统的发展

飞机照明系统也是一项不断发展的新型照明技术。飞机的照明系统, 是用于提供飞机起飞、航行和着陆时照明的部分, 它是飞机照明的一个非常重要的部分。目前为了保证飞机在起飞、巡航、着陆时的安全性及顺利飞行, 对于飞机照明系统的要求也是越来越高, 原始的飞机照明系统条件是非常简陋的, 采用钨丝灯作为光源, 光线比较分散, 聚光性能差, 后来对钨丝灯的内部进行了一番改进, 增加了一些反射结构, 飞机着陆、滑行才更加安全有保障。当然, 随着飞机产业的发展, 飞机的数量也是逐渐增多, 这就造成了飞机空间密度的增大, 为了使飞行员及时发现临近飞机避免相撞, 就有了红-绿-白三色灯系统的航行灯结构, 以此来标志飞机的轮廓及航行的方向, 后来就设计出了频闪灯、防撞灯等系统, 与航行灯相互协作, 以便于飞行员在高速飞行时及时准确的发现临近的飞机。而近期, 飞机照明技术系统不断的发展起来, 照明条件也有了很大的改善, 各类灯具发挥独特的作用, 再加上相互配合实现各种功能。

2.2 飞机的照明系统

3 LED照明技术在飞机照明系统应用的优势

3.1 寿命长

常用的卤素灯、HID灯使用寿命在2000小时或3000小时左右, 但是LED的使用寿命则可以达到100000小时以上, 并且采用LED光源的灯具的使用寿命可达20000小时以上, 减少了飞机更换灯具的次数, 提高效率。在飞机长期使用中, 在环境恶劣的情况下, 照样可以正常工作, 不易损坏, 因此LED使用寿命较长。

3.2 安全、可靠性

卤素灯里面含有灯丝, 在高强度震动的情况下特别容易发生损坏, 而LED灯内没有易损、易爆的部件, 因此LED灯的抗震强度性能很好, 比较有安全、可靠性。

3.3 高效、节能环保

航行灯常用的卤素灯发光的效率是20~33lm/w, 滑行灯、着陆灯谱表采用的HID灯发光的效率是80~100lm/w.而白光的LED灯发光效率则已经达到了120lm/w以上, 节省了20%的电能。

3.4 光学设计的先进性

飞机照明系统对光的分布要求非常高, 大面积的光源, 光的利用率就很低。而LED采用了先进的光学设计, 发光面积很小, 是一种高性能的照明灯具。

3.5 可调颜色, 显色性极好

荧光粉可以改变发光光谱, 通过调整荧光粉的成分, 因此白色的LED显色性很好, 并且还可以调换不同色度的LED来适应各种场合的不同需求。

3.6 响应速度快

LED光源的灯具响应速度非常快, 响应时间可以在纳秒量级, 还可以对亮度进行方便控制, 在飞机的照明系统中, 比如频闪灯、防撞灯这些都需要闪光的频率一定要快。

4 结论

LED照明技术应用于各种领域范围, 飞机照明技术具有巨大的应用潜力。采用LED照明技术, 有助于飞机的安全飞行, 大大提升了飞机照明技术的整体性能。