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移動(dòng)照明系統(tǒng)顛覆傳統(tǒng)照明

1 傳統(tǒng)保供電方式分析

　　傳統(tǒng)保供電方式主要是確保電源的可靠運(yùn)行，一般臨時(shí)增加應(yīng)急電源，在原電源供電故障時(shí)投入應(yīng)急電源以保證供電連續(xù)。傳統(tǒng)保供電方式在有效提高供電可靠性的同時(shí)，也存在著以下問題：

　?。?）為了確?？煽啃?，對(duì)保供電區(qū)域的路燈臨時(shí)增加一路電源或備用回路，保供電準(zhǔn)備工作耗時(shí)長(zhǎng)、成本高、難度大，而為此投入巨大人力、物力安裝的臨時(shí)照明在活動(dòng)結(jié)束后就不再使用，從而造成浪費(fèi)。

　?。?）以現(xiàn)場(chǎng)搶修為主，發(fā)生電源性故障時(shí)，各類控制機(jī)構(gòu)切換繁復(fù)，可能會(huì)發(fā)生誤操作，導(dǎo)致設(shè)備或人身事故。

　?。?）一般道路照明系統(tǒng)的光源為氣體放電燈，熄滅后不能即時(shí)重啟動(dòng)。即便快速完成應(yīng)急電源的切換重啟動(dòng)也需要5~10 min的時(shí)間。在人流密集的場(chǎng)所突然失去照明，人們?cè)诤诎淡h(huán)境下會(huì)出現(xiàn)恐慌情緒，極易發(fā)生群傷事件。

　?。?）在采用小型發(fā)電機(jī)做應(yīng)急電源時(shí)，因功率較低，難以提供穩(wěn)定可靠的備用電源。且220 V 發(fā)電機(jī)在復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，若行人不小心碰觸，會(huì)造成觸電事故。

　　因此，單純依靠傳統(tǒng)保供電方式已不能滿足亞運(yùn)會(huì)期間保供電要求，在備用電源切換重新啟動(dòng)期間，應(yīng)有臨時(shí)應(yīng)急照明系統(tǒng)作為照明持續(xù)的保證。

　　2 應(yīng)急移動(dòng)照明系統(tǒng)技術(shù)要求、設(shè)計(jì)方案及主要參數(shù)

　　2.1 應(yīng)急移動(dòng)照明系統(tǒng)技術(shù)要求

　　傳統(tǒng)保供電方式不能保證照明不間斷，應(yīng)急照明要彌補(bǔ)這個(gè)不足，提供持續(xù)的照明，必須滿足以下技術(shù)要求：

　?。?）在正常照明故障熄燈時(shí)光源瞬時(shí)啟動(dòng)，并達(dá)到*光效；

　?。?）光源高亮度，發(fā)光效率高，燈具綜合效率≥70 lm/W,能滿足道路應(yīng)急安全照明需要；

　?。?）系統(tǒng)自帶電源啟動(dòng)，電源要求安全、可靠、穩(wěn)定，并能滿足長(zhǎng)時(shí)間供電要求；

　?。?）系統(tǒng)模塊化、單元化設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)易，可快速運(yùn)輸、移動(dòng)，防水、防塵，適合于現(xiàn)場(chǎng)戶外環(huán)境使用；

　　（5）低成本、維護(hù)便利，能長(zhǎng)期重復(fù)使用。

　　針對(duì)以上技術(shù)要求，傳統(tǒng)氣體放電燈雖然亮度高，但不能瞬時(shí)啟動(dòng)，對(duì)電源要求也較高；而新型LED 路燈具有瞬時(shí)啟動(dòng)、節(jié)能、高亮度、系統(tǒng)供電簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。比較后，我們認(rèn)為L(zhǎng)ED 路燈更能滿足應(yīng)急照明的要求。

　　2.2 大功率LED 路燈應(yīng)急移動(dòng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　2.2.1 照明燈具光源功率、配光設(shè)計(jì)。

　　作為新的照明光源，LED 在路燈中開始廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)決定了其適合作為應(yīng)急照明使用。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們根據(jù)應(yīng)急照明的要求對(duì)燈具功率、配光進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，按16 m 寬道路、30 m間距、平均照度15 lx、燈具綜合效率70 lm/W、利用系數(shù)0.5,計(jì)算燈具光源功率P:

　　P=（16×30×15）/（70×0.5）=205.7 W.

　　按計(jì)算結(jié)果，考慮燈具結(jié)構(gòu)、散熱等因素，再加上燈具功率不宜太大，故確定采用雙燈具布置，每套燈具功率為110 W,系統(tǒng)光源功率為220 W.

　　為便于運(yùn)輸、移動(dòng)，應(yīng)急照明系統(tǒng)的安裝高度不應(yīng)高于4.5 m.

　　為了得到較好的照明均勻度，在原有光學(xué)系統(tǒng)基礎(chǔ)上重新進(jìn)行燈具配光設(shè)計(jì)，加大zui大光強(qiáng)角，照度計(jì)算結(jié)果為：Eav=13 lx;Emin=2.36 lx.

　　照度均勻度為0.182;平均照度雖然低于15 lx,但作為應(yīng)急照明還是可以滿足要求的。

　　2.2.2 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　系統(tǒng)電源要求安全、可靠、穩(wěn)定，并能保證較長(zhǎng)時(shí)間的供電。針對(duì)LED 路燈直流供電的特點(diǎn)，系統(tǒng)采用12 V 可充蓄電池供電，加上系統(tǒng)損耗，單個(gè)系統(tǒng)總功率為240W.按供電12 h 計(jì)算，系統(tǒng)供電能力不應(yīng)低于2.76 kW·h.LED 燈具采用24 V 直流供電，zui后選定12 V、200AH×2 可充電型蓄電池，合計(jì)總電量達(dá)到4.8 kW·h,在保守使用放電深度為60%的情況下，即可滿足運(yùn)行12 h 的要求，并為燈桿自動(dòng)升降系統(tǒng)提供工作電源。為延長(zhǎng)蓄電池使用壽命，保證系統(tǒng)正常供電，開發(fā)了嵌入式系統(tǒng)（ARM）對(duì)蓄電池充放電進(jìn)行優(yōu)化管理，在充電時(shí)對(duì)充電速度進(jìn)行控制，放電時(shí)對(duì)放電深度進(jìn)行調(diào)整，以延長(zhǎng)蓄電池的使用壽命，同時(shí)顯示蓄電池當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)。

　　2.2.3 燈桿自動(dòng)升降系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　為達(dá)到照明效果，道路照明燈具需要安裝在一定高度的燈桿上。本系統(tǒng)在考慮燈桿配置的同時(shí)，要兼顧設(shè)備運(yùn)輸便利性和現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)易性，因此使用氣動(dòng)式可升降燈桿。該燈桿降下時(shí)高度為1.1 m,加上移動(dòng)小車高度、燈具高度及運(yùn)輸車輛本身高度（1.2 m），其總高度為2.9 m,可以不受限制地通過城市內(nèi)橋梁、隧道，方便運(yùn)輸。升降桿的燈具底座是可旋轉(zhuǎn)的，便于照明。燈桿通過12 V 氣動(dòng)泵來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升降，升桿后可以達(dá)到4.5 m.

　　為便于運(yùn)輸、移動(dòng)，本系統(tǒng)采用一體化設(shè)計(jì)，電源系統(tǒng)安裝在電源箱內(nèi)，燈桿、燈具可拆裝固定，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，且安裝輪子便可隨意移動(dòng)，同時(shí)具有防塵、防水功能。

　　2.3 大功率LED 應(yīng)急移動(dòng)照明系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

　?。?）充電電壓：210~240 V（單相）；工作電壓：24 V 直流。

　　（2）總功率：240 W.

　?。?）工作壽命：LED 為5 萬h,蓄電池壽命為充放500 次。

　?。?）具有欠壓、過壓保護(hù)功能，過充、過放保護(hù)功能。

　?。?）可長(zhǎng)期連續(xù)工作，具有缺相、相序錯(cuò)誤保護(hù)功能。

　　（6）動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間≤0.2 s,過載保護(hù)功能保護(hù)應(yīng)變時(shí)間≤0.3 s.

　?。?）工作環(huán)境溫度：-15~+60 ℃。

　?。?）海拔高度不超過2 000 m.

　　（9）zui濕月的平均相對(duì)濕度：90%.

　?。?0）安裝場(chǎng)所應(yīng)無嚴(yán)重影響穩(wěn)壓器絕緣的氣體、蒸汽、化學(xué)性沉積及其他爆炸性或侵蝕性介質(zhì)，安裝場(chǎng)所應(yīng)無嚴(yán)重的振動(dòng)或顛簸。

　　3 實(shí)際應(yīng)用

　　在亞運(yùn)會(huì)開閉幕式保供電工作中，對(duì)海心沙周邊道路臨江大道、華夏路、冼村路進(jìn)行保供電，現(xiàn)場(chǎng)布置30 臺(tái)大功率應(yīng)急移動(dòng)道路照明系統(tǒng)。對(duì)重點(diǎn)區(qū)域約1 000 m 路段，按照每30~45 m 的間距布置1 臺(tái)大功率應(yīng)急移動(dòng)道路照明系統(tǒng)?，F(xiàn)總結(jié)效果如下：

　?。?）配置快速：從接到指令到現(xiàn)場(chǎng)就位、升桿、照明，只需10 min,*應(yīng)急需要，如在現(xiàn)場(chǎng)預(yù)布置好，則可立即啟動(dòng)亮燈。

　?。?）安全可靠：移動(dòng)照明車采用進(jìn)口膠體蓄電池供電，整個(gè)系統(tǒng)為24 V 供電，無觸電隱患；采用嵌入式系統(tǒng)對(duì)電源進(jìn)行充- 放電控制，具有短路保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過熱保護(hù)等安全保護(hù)功能；可以保證穩(wěn)定提供12 h 以上的應(yīng)急照明。

　?。?）方便環(huán)保：由于采用進(jìn)口蓄電池供電，相比傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)具有無噪聲污染、無需操作發(fā)電機(jī)等優(yōu)點(diǎn)；LED 不含有害金屬汞，不像高壓鈉燈或金屬鹵化物燈那樣在報(bào)廢時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，既方便又環(huán)保，真正做到了應(yīng)急照明、綠色照明。

　?。?）照度均勻：具體照明部件由空壓伸縮桿、可調(diào)節(jié)支架、2 盞110W的LED 路燈組成。4.5 m 空壓伸縮桿保證了zui大照明范圍，可調(diào)節(jié)支架可對(duì)照明的均勻度進(jìn)行微調(diào)，2 盞110 W 的LED 路燈保證了路面的光照度。LED 不加透鏡，不為提高亮度而犧牲均勻光色，從而保證了無光圈、光色均勻，完滿足道路行人、行車要求。

　?。?）移動(dòng)應(yīng)急照明車具有IP54 的防護(hù)等級(jí)，*可在室外使用，運(yùn)輸方便。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用過程中，該應(yīng)急移動(dòng)道路照明系統(tǒng)充分體現(xiàn)了"應(yīng)急照明"的方便、快捷、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，得到了*。

　　4 經(jīng)濟(jì)效益分析

　　該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅滿足了保供電工作快速、安全、可靠的要求，而且和傳統(tǒng)保供電方式相比，其經(jīng)濟(jì)效益顯著。以廣州市1 年2 次重大節(jié)日或活動(dòng)保供電計(jì)，傳統(tǒng)保供電主要成本包括租用發(fā)電機(jī)設(shè)備、增加保供電人員和車輛，每年費(fèi)用約27.5 萬元；而采用大功率LED 路燈應(yīng)急移動(dòng)系統(tǒng)后，一次性投資約70 萬元，不到3 年即可回收投資，同時(shí)，該系統(tǒng)設(shè)備正常使用壽命達(dá)8 年之久，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

　　5 移動(dòng)照明系統(tǒng)顛覆傳統(tǒng)照明結(jié)語

　　大功率LED 應(yīng)急移動(dòng)照明系統(tǒng)為城市重大節(jié)日或慶典活動(dòng)時(shí)的道路照明保供電提供了可靠、穩(wěn)定的保障，具有反應(yīng)迅速、啟動(dòng)快、供電時(shí)間長(zhǎng)、使用靈活方便、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。保供電人員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)調(diào)整方案，提率，大大降低了保供電工作量、時(shí)間、成本，同時(shí)減少了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)及其對(duì)交通、環(huán)境的影響。該系統(tǒng)沒有使用發(fā)電設(shè)備，因此不會(huì)產(chǎn)生噪音或造成環(huán)境污染，為實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的道路照明保供電提供了有力武器。

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