分析无极灯在路灯照明中的应用

引言

无极灯是21世纪的一种高效节能绿色新光源，主要由灯泡、耦合器和高频发生器组成，其工作原理是：高频电磁场能量以感应方式耦合到灯泡内，使灯泡内的气体击穿，形成等离子体，等离子体受激发原子返回基态时，辐射出2537nm的紫外线，灯泡内壁荧光粉受到紫外线激发而发出可见光。

1 主要特点

无极灯兼备多种光源的优点，在许多领域均能满足人们对高质量照明的需求。

(1)寿命长寿命长达60000h,相当于20只节能灯、10只荧光灯、6只金卤灯、4只高压钠灯的寿命，免维护。适用于道路、隧道等人工维护成本较高的场所;

(2)高效、节能光效为60lmW,与高压钠灯等效后为100lmW(中介视觉)，是白炽灯的5倍。适合要求节能的场所;

(3)低光衰燃点2000h,光衰8%。适用于光照均匀度要求高且不易更换的场所;

(4)功率因数高功率因数098,不需补偿，无功电力消耗低;

(5)无频闪工作频率为265MHz,眼睛不疲劳，有利于视力健康，对旋转的机器设备不会产生视觉误差。适合工矿企业中机械加工场所、学校照明、道路照明;(6)显色性好显色指数为Ra70~80,颜色不失真，光色柔和，分辨率高。适用于商场等显色性要求高的场所;

(7)适用温度范围宽在-20~50范围内，都能正常启动和工作，使用地区没有限制;

(8)环保无极灯98%以上的材料可回收利用，采用高温汞齐，常温下不释放汞，特别符合国家环保要求;

(9)可瞬时启动、频繁开关即开即亮，适合应急照明;

(10)多种光色可选适合各种场所，应用面广;

(11)耐震性好没有灯丝，可用于有震动的场所;

(12)灯工作温度低灯泡表面温度110,适用于加油站、化工及有粉尘等防爆场所的照明;

(13)对无线电设备系统不产生干扰无极灯的工作频率为265MHz,是欧盟推荐的无极灯专用频率，EMC测试合格的产品，不会对任何已知的无线电设备造成辐射干扰。

2 无极灯与其它光源的比较

2.1 无极灯与高压钠灯的性能比较

由于路灯目前大部分使用的是高压钠灯，下面着重与高压钠灯的参数作对比，见表1.

由表1中知，与高压钠灯相比，高频无极灯具有高显色性、无频闪、瞬时启动等优点，已成为当今照明领域中优秀的新型电光源。

2.2 无极灯与LED灯的性能比较

无极灯与LED同为绿色电光源的新秀，它们有着许多相似的特点，但在应用领域上各有偏重。无极灯属弧光放电，LED灯为固体发光。LED灯单体功率小，目前主要用于景观、装饰、字幕广告等照明;而无极灯单体功率大，主要以工矿场所和户外公共照明为主。

表2是两种光源性能和指标的对比。今后这两种最新技术的绿色照明电光源将会在各自发光机理的基础上继续发展，并逐步取代大部分传统低效照明电光源。

2.3 无极灯的中介视觉优势

人眼的视网膜上有两种感光细胞，锥体细胞和杆状细胞，其作用见表3。

在环境亮度介于10-2~10cdm2的环境下的视觉为中介视觉，锥体细胞和杆状细胞共同参与中介视觉活动。夜晚道路照明亮度在03~10cdm2之间，属于中介视觉环境。

由于杆状细胞和锥状细胞感光的光谱灵敏度不同，杆状体的最大灵敏波长为507nm,这是暗视觉的峰值波长;锥状体的最大灵敏波长为555nm,这是明视觉的波长。在中介视觉情况下，由于二者同时工作，而且不同亮度水平下两种细胞参与工作的程度不一样，所以没有一个固定的峰值波长。光源在中介视觉条件下，相对于明视觉时的测试亮度，均有一个有效亮度系数范围。

高压钠灯含黄光成份(580nm)较多，因此中介视觉时有效亮度系数取08~09,而无极灯为紫外线激发三基色荧光粉发光，该灯的红、绿、蓝成分相互配合，在绿蓝波段较多，符合夜晚照明的中介视觉光谱，在中介视觉时的有效亮度系数取13~15。

另外，据研究表明，反应时间与光源的光谱组成有关，对于辐射光谱中含有较多蓝绿色光的光源，反应时间比高压钠灯短，而且随着适应水平下降两者差距增大。在夜晚驾驶汽车时，驾驶员察觉危险性的反应时间越短越好。

可见，无极灯由于光谱适合中介视觉照明要求，在中介视觉和暗视觉下具有良好视觉工效，适合夜晚照明。

3 无极灯用于道路照明的经济性分析

3.1 无极灯用于道路照明单侧布灯时的照明等级

见表4。其中WJ135B5000和WJ85P5000为无极灯型号。

3.2 无极灯与高压钠灯的经济性比较

现以200米长路面为例，分析两种不同宽度的路面使用无极灯与高压钠灯的经济性，表5列出两种相应的无极灯使用方案。

如果不改变原有高压钠灯的照明布局，只需要简单的光源替换，在保证道路照明标准的前提下，不仅可以大大节约电费支出，而且由于无极灯寿命长，还可减少维护费用，在节约人力、财力的同时，提高安全系数，减少事故几率。表6中是两种方案的经济性分析。

高压钠灯的低显色指数使被照明物体表面模糊，为看清物体，易使司机长时间处于高度紧张状态;而高频闪能引起司机的疲劳、头昏眼花等不适感觉;而且高压钠灯眩光严重，易使司机视觉受到干扰，影响正常驾驶。以上这些问题都容易造成事故。

目前道路照明用灯80%以上都是高压钠灯，但目前国内外进行的理论分析和试验表明，高压钠灯的光谱特性不符合人眼在道路照明环境中的中介视觉特性，它不是道路照明中的最佳光源。无极灯具有高光效、显色性好、低能耗、光污染小、寿命长等特点，而且其光谱特性符合人眼在道路照明环境中的视觉特性标准，是夜晚道路照明的最佳选择。

4 无极灯用于道路照明的案例介绍

下面是无极灯用于太原高新技术开发区照明改造部分案例。

4.1 道路概况

此次需要更换路灯的道路有创业街、高新街、技术路、产业路、科技街、振兴街、开通巷、开拓巷及一条未命名的巷。上述街巷全长约3km,路宽约6m。道路性质为区内道路。

4.2 原道路布灯情况

原道路布灯情况为单侧布灯，灯杆间距约25~30m,高度约8m,光源为250W高压钠灯。

4.3 道路照明标准

见表7。

4.4 照明灯具及布灯方式

仅需更换灯头及光源。灯头拟采用BLDY11灯头，光源采用135W高频无极放电灯，共需更换116盏灯。

4.5 经济效益分析

从表8中可以看出，一年节约的电费相当于无极灯光源的成本投入，剩余两年不仅省去光源的购买成本和换灯费用，而且还可节省电费近10万元，3年共节约费用近20万元。