公路隧道LED照明技术应用关键问题探讨[2]

　　图1 LED 照明技术核心———LED 模块

　　( 2) LED 灯具回路的可靠性。LED 模块组合方式有串联、并联和串并联三种，要求以恒流源供电的串联电路为基础，辅助以并联断路导通技术，以保证LED 灯具各回路的可靠性。

　　( 3) LED 灯具散热的有效性。LED 灯具良好的散热可为模块提供持续稳定的工作环境，在防止LED模块工作性光衰，控制LED 模块寿命性光衰上起关键作用。由此要求LED 灯具应注意“优化结构，加强散热，保持低温”。

　　( 4) LED 灯具寿命的协调性。LED 灯具寿命虽然以LED 模块50000h 光衰< 30% 为基础，但同时也受到灯具导热件、铝基板、电路板、反射器等部件的影响。由此要求LED 灯具应做到“灯具结构模块化，光源电源分离式”。

　　5 LED 照明系统的经济性

　　仍以黄塔桃高速公路为例，初步测算工程总计需安装LED 灯具总计9458 盏，其中50W 灯具7192 盏，100W 灯具632 盏，200W 灯具1634 盏。与先期设计的钠灯照明系统相比，计如供配电设施的综合建设费用分别为7685 万元和7357 万元，一次性投入增加4. 6%，计328 万元。

　　对LED 照明系统的经济性应综合分析，正确认识。主要可由以下几方面考虑。

　　( 1) LED 灯具价格较高，增加了系统建设费用;但LED 灯具功耗较低，缩小了系统规模，降低了建设费用。

　　( 2) LED 灯具在功耗和寿命上的优势，极大地降低了营运期间的耗电费用和维护费用。与系统实施后每年直接节省用电费用约377 万元相比，一次性投入增加328 万元是值得的。

　　( 3) LED 模块发光效率在不断地提高，建设费用将更向着有利于LED 系统的方向倾斜。

　　( 4) 合理取值和精细设计是LED 照明系统体现节能优势并具备经济价值的关键。高压钠灯照明系统等也是研究节能集成技术的理想平台。在环境、模式和控制等节能环节中，LED 照明系统在发光效率、显色指数、电源效率、灯具效率、利用系数、养护系数、使用寿命等方面的优势逐步积累，形成系统优势。对有些细微、不确定或相互关联的因素把握不到，往往会得不到正确的结论。

　　6 LED 照明技术标准

　　( 1) LED 技术处于快速发展之中，但LED 模块和LED 隧道灯具的质量控制标准参差不齐，给LED技术的推广应用造成诸多困惑。统一完善相关标准，保证该项技术健康发展的工作正在进行之中。

　　( 2) 交通部《公路隧道通风照明设计规范》

　　( JTJ 026. 1 - 1999) 对LED 照明技术还未制定具体标准和规定，采用LED 照明技术不得不套用相关高压钠灯，由此限制了其特点的有效发挥。修正完善相应规范，促进该项技术合理使用的工作也在进行之中。

　　7 工程试验

　　7. 1 研究内容

　　安徽省合铜黄高速公路黄榜岭隧道左、右线单洞长均近500m。2007 年8、9 月，在黄榜岭隧道左、右线单洞内分别安装了高压钠灯和LED 灯进行对比试验。

　　( 1) 分析研究国内外照明技术，结合国家标准和规范，制定黄榜岭隧道LED 照明总体方案。

　　( 2) 分析计算隧道洞外亮度及各照明段功率密度，确定LED 照明灯具功率、型式及布置等。

　　( 3) 根据LED 光源特点，研究确定LED 照明灯具导热件、铝基板、电路板、反射器等。

　　( 4) 分析研究光源照度实时控制系统、控制线路线损补偿装置，解决电路抗干扰问题。

　　( 5) 安装调试、验证对比试验隧道的LED 照明系统。测试效果、跟踪运行，总结改进。

　　7. 2 研究结论

　　( 1) 左线LED 灯满负荷总功率49. 3kW，年耗电费17 万元; 右线高压钠灯相应为115. 7kW 和53 万元。LED 灯能耗较高压钠灯降低，年节电费36 万元。

　　( 2) LED 光线显色指数较高压钠灯极大提高，夜间照明效果明显提高。其对隧道照明设计亮度参数的影响值得进一步研究。

　　( 3) LED 灯具价格较高压钠灯高，但如在设计阶段即采用LED 系统，则其对供、配电设备的低功率要求可进一步对建设费用产生有利影响。

　　试验项目对LED 照明技术及光源实时控制技术的综合应用取得了积极的成果，为进一步在黄塔桃高速公路和六武高速公路上进行公路隧道LED 节能照明系统建设奠定了基础( 图2) 。

　　图2 黄塔桃高速公路中村南隧道LED 照明系统

　　8 结语

　　( 1) LED 照明技术应用于公路隧道照明是一项科学和严谨的工作，要求系统把握该项技术特点，真正理解技术的节能所在，否则将得到“实用不节能”或“节能不节钱”的结果。

　　( 2) 借助既有研究成果和实践经验，并通过进一步系统研究和解决LED 照明技术中存在的关键问题，黄塔桃高速公路和六武高速公路得以全面开展以LED 照明技术为核心的隧道照明系统建设，率先实现了这一隧道照明节能技术的大范围应用。

　　( 3) 隧道LED 照明系统建设具有研究和开拓的特点，要求跨行业和多专业的合作、系统设计与产品生产的对应、相关标准的统一以及相应规范的完善。

　　( 4) LED 照明技术在安徽省合铜黄高速公路上的对比试验和在黄塔桃高速公路和六武高速公路上的大范围应用，打开了公路隧道照明技术的新局面，在技术创新上表现出质的突破，并使安徽省因此进入这一技术研究和应用的先进行列。

　　编辑：Sophy