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移動照明系統顛覆傳統照明

1 傳統保供電方式分析

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

　　（1）為了確保可靠性，對保供電區域的路燈臨時增加一路電源或備用回路，保供電準備工作耗時長、成本高、難度大，而為此投入巨大人力、物力安裝的臨時照明在活動結束后就不再使用，從而造成浪費。

　　（2）以現場搶修為主，發生電源性故障時，各類控制機構切換繁復，可能會發生誤操作，導致設備或人身事故。

　　（3）一般道路照明系統的光源為氣體放電燈，熄滅后不能即時重啟動。即便快速完成應急電源的切換重啟動也需要5~10 min的時間。在人流密集的場所突然失去照明，人們在黑暗環境下會出現恐慌情緒，極易發生群傷事件。

　　（4）在采用小型發電機做應急電源時，因功率較低，難以提供穩定可靠的備用電源。且220 V 發電機在復雜現場使用時，若行人不小心碰觸，會造成觸電事故。

　　因此，單純依靠傳統保供電方式已不能滿足亞運會期間保供電要求，在備用電源切換重新啟動期間，應有臨時應急照明系統作為照明持續的保證。

　　2 應急移動照明系統技術要求、設計方案及主要參數

　　2.1 應急移動照明系統技術要求

　　傳統保供電方式不能保證照明不間斷，應急照明要彌補這個不足，提供持續的照明，必須滿足以下技術要求：

　　（1）在正常照明故障熄燈時光源瞬時啟動，并達到*光效；

　　（2）光源高亮度，發光效率高，燈具綜合效率≥70 lm/W,能滿足道路應急安全照明需要；

　　（3）系統自帶電源啟動，電源要求安全、可靠、穩定，并能滿足長時間供電要求；

　　（4）系統模塊化、單元化設計安裝簡易，可快速運輸、移動，防水、防塵，適合于現場戶外環境使用；

　　（5）低成本、維護便利，能長期重復使用。

　　針對以上技術要求，傳統氣體放電燈雖然亮度高，但不能瞬時啟動，對電源要求也較高；而新型LED 路燈具有瞬時啟動、節能、高亮度、系統供電簡單等優點。比較后，我們認為LED 路燈更能滿足應急照明的要求。

　　2.2 大功率LED 路燈應急移動照明系統設計方案

　　2.2.1 照明燈具光源功率、配光設計。

　　作為新的照明光源，LED 在路燈中開始廣泛應用，其特點決定了其適合作為應急照明使用。在系統設計中，我們根據應急照明的要求對燈具功率、配光進行了重新設計，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0.5,計算燈具光源功率P:

　　P=（16×30×15）/（70×0.5）=205.7 W.

　　按計算結果，考慮燈具結構、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,系統光源功率為220 W.

　　為便于運輸、移動，應急照明系統的安裝高度不應高于4.5 m.

　　為了得到較好的照明均勻度，在原有光學系統基礎上重新進行燈具配光設計，加大zui大光強角，照度計算結果為：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,但作為應急照明還是可以滿足要求的。

　　2.2.2 電源系統設計。

　　系統電源要求安全、可靠、穩定，并能保證較長時間的供電。針對LED 路燈直流供電的特點，系統采用12 V 可充蓄電池供電，加上系統損耗，單個系統總功率為240W.按供電12 h 計算，系統供電能力不應低于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，合計總電量達到4.8 kW·h,在保守使用放電深度為60%的情況下，即可滿足運行12 h 的要求，并為燈桿自動升降系統提供工作電源。為延長蓄電池使用壽命，保證系統正常供電，開發了嵌入式系統（ARM）對蓄電池充放電進行優化管理，在充電時對充電速度進行控制，放電時對放電深度進行調整，以延長蓄電池的使用壽命，同時顯示蓄電池當前狀態參數。

　　2.2.3 燈桿自動升降系統設計。

　　為達到照明效果，道路照明燈具需要安裝在一定高度的燈桿上。本系統在考慮燈桿配置的同時，要兼顧設備運輸便利性和現場操作簡易性，因此使用氣動式可升降燈桿。該燈桿降下時高度為1.1 m,加上移動小車高度、燈具高度及運輸車輛本身高度（1.2 m），其總高度為2.9 m,可以不受限制地通過城市內橋梁、隧道，方便運輸。升降桿的燈具底座是可旋轉的，便于照明。燈桿通過12 V 氣動泵來實現自動升降，升桿后可以達到4.5 m.

　　為便于運輸、移動，本系統采用一體化設計，電源系統安裝在電源箱內，燈桿、燈具可拆裝固定，結構堅固耐用，且安裝輪子便可隨意移動，同時具有防塵、防水功能。

　　2.3 大功率LED 應急移動照明系統主要技術參數

　　（1）充電電壓：210~240 V（單相）；工作電壓：24 V 直流。

　　（2）總功率：240 W.

　　（3）工作壽命：LED 為5 萬h,蓄電池壽命為充放500 次。

　　（4）具有欠壓、過壓保護功能，過充、過放保護功能。

　　（5）可長期連續工作，具有缺相、相序錯誤保護功能。

　　（6）動作響應時間≤0.2 s,過載保護功能保護應變時間≤0.3 s.

　　（7）工作環境溫度：-15~+60 ℃。

　　（8）海拔高度不超過2 000 m.

　　（9）zui濕月的平均相對濕度：90%.

　　（10）安裝場所應無嚴重影響穩壓器絕緣的氣體、蒸汽、化學性沉積及其他爆炸性或侵蝕性介質，安裝場所應無嚴重的振動或顛簸。

　　3 實際應用

　　在亞運會開閉幕式保供電工作中，對海心沙周邊道路臨江大道、華夏路、冼村路進行保供電，現場布置30 臺大功率應急移動道路照明系統。對重點區域約1 000 m 路段，按照每30~45 m 的間距布置1 臺大功率應急移動道路照明系統。現總結效果如下：

　　（1）配置快速：從接到指令到現場就位、升桿、照明，只需10 min,*應急需要，如在現場預布置好，則可立即啟動亮燈。

　　（2）安全可靠：移動照明車采用進口膠體蓄電池供電，整個系統為24 V 供電，無觸電隱患；采用嵌入式系統對電源進行充- 放電控制，具有短路保護、過流保護、過壓保護、過熱保護等安全保護功能；可以保證穩定提供12 h 以上的應急照明。

　　（3）方便環保：由于采用進口蓄電池供電，相比傳統柴油發電機具有無噪聲污染、無需操作發電機等優點；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廢時會對環境造成危害，既方便又環保，真正做到了應急照明、綠色照明。

　　（4）照度均勻：具體照明部件由空壓伸縮桿、可調節支架、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，可調節支架可對照明的均勻度進行微調，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。

　　（5）移動應急照明車具有IP54 的防護等級，*可在室外使用，運輸方便。在現場實際應用過程中，該應急移動道路照明系統充分體現了"應急照明"的方便、快捷、安全、環保等優點，得到了*。

　　4 經濟效益分析

　　該系統的設計不僅滿足了保供電工作快速、安全、可靠的要求，而且和傳統保供電方式相比，其經濟效益顯著。以廣州市1 年2 次重大節日或活動保供電計，傳統保供電主要成本包括租用發電機設備、增加保供電人員和車輛，每年費用約27.5 萬元；而采用大功率LED 路燈應急移動系統后，一次性投資約70 萬元，不到3 年即可回收投資，同時，該系統設備正常使用壽命達8 年之久，具有較高的經濟效益。

　　5 移動照明系統顛覆傳統照明結語

　　大功率LED 應急移動照明系統為城市重大節日或慶典活動時的道路照明保供電提供了可靠、穩定的保障，具有反應迅速、啟動快、供電時間長、使用靈活方便、操作簡單等優點。保供電人員可以根據現場情況及時調整方案，提率，大大降低了保供電工作量、時間、成本，同時減少了現場施工作業及其對交通、環境的影響。該系統沒有使用發電設備，因此不會產生噪音或造成環境污染，為實現綠色環保的道路照明保供電提供了有力武器。

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