浅谈LED路灯在怒江泸水六库城区的试用情况

摘  要：本文主要通过对42盏120W lED路灯在三个不同环境下的试用情况介绍，以及灯具关键性指标的比较分析，浅谈LED光源的发展前景，供同行们交流斧正。

关键词：LED路灯   节能减排  对比分析

当节能减排的春风吹遍神州大地，绿色节能环保的新型光源LED路灯大行其道的时候，地处祖国西南边陲的小镇——六库也不甘落后,向浙江某公司租借42盏LED路灯,在六库城区的怒江大桥、水果集中交易街振兴路西段以及部分警用视频监控路段进行了试用。

一、怒江大桥试用点

（一）选点

怒江大桥于1991年建成，全长678米 宽15.8米，双向二车道居中，两外侧为2米宽的人行步道，大桥两侧护栏上各建有一列19盏6米高的150W金卤灯呈平行分布，大桥落成之时乃是独拱跨度亚洲第一的钢筋混凝土筑建桥梁，是连接六库江东江西两个片区的命脉，亦是六库城区地标性建筑之一，其照明效果将直接关乎城市夜间形象。遂选取其中一侧作为LED路灯改造试点，出于以下三方面考量：首先，其桥面照明供电系统相对独立，便于电能用量和设施其他参数的测算；其二，地处核心要道，往来人流众多，便于广泛收集市民评价意见；同时还兼顾了良好的示范作用；三是桥上南北两侧路灯呈平行对称分布，改造其中一侧便于工作人员和市民从节能减排、照度、显色性、视觉效果等进行比照，检验试用效果，成了首选试用点。（图1）                               

（                                            图1）大桥试用点路灯工作对比照，

左为LED路灯右为金卤灯。

（二）安装测试测评

于2014年元月中旬，我们在检修好其供电线路之后，北侧路灯保留了先前使用的19盏150W金卤灯,额定功率:150W×19=2850W，南侧直接将19盏金卤灯灯头全部换成120WLED路灯,额定功率：120W×19=2280W，额定总功率北侧比南侧高出25%。供电由同端电源引入，独立控制供电，确保了两列路灯用电环境和工作条件的等同,并确保100%亮灯率，试运行至今，先后共进行过四次实际测量并做了记录，第一次是试运行之初，第二次是运行时间满一个月时，第三次是在运行满半年时，最后一次是目前在刚满一年时。其基本情况如下表，表格中除耗用电能外，照度是多次多点测量平均值。市民意见为两次随机抽取15位各年龄市民段征询所得。

（三）数据情况分析

测量记录显示两种灯型在年能耗和平均照度两栏数据对比十分鲜明。北侧金卤灯侧年耗电高达15564.8KWh是南侧LED年总耗电6415.2KWh的2倍多。平均照度LED侧的68.01Lx却接近金卤灯侧的36.1Lx的 2倍。金卤灯的“广种薄收”对上LED“优质高产”真可谓是“天壤之别”了。如此明显对比，我们不得不产生疑虑，是测量过程出错了吗，还是就仅光源不同那么简单，亦或是有其他因素？经查证，是原来的施工队偷工减料，在原19盏金卤灯没有安装补偿电容，致使其功率因数不及0.45。这也就无法跟功率因数高达0.95以上的LED相抗衡了。经测试120W LED侧要比进行过无功补偿后的150W金卤灯侧依然要节约电能不低于20%。这使我们认识到无功补偿的重要性，至此，在日后所及的气体放电灯修复、改建和新建照明工程中一律强制要求加装补偿电容。

不可否认， LED路灯的高光效给我们带来了强烈的视觉震撼，其初始光通量为11350lm,由于LED是单向性发光,效率较高,采用高透光率的透镜损失不超过8%,同时免去玻璃罩，进一步提高光效，灯具光通量为10442lm,灯具总功率126w,所以这款LED路灯灯具光效为：82.9lm/w。而相比较金卤灯，其初始点灯光效在90-120lm/w范围内，由于灯具的设计和成本问题,金卤灯灯具效率也只有40-45%，并且34%的紫外线并不在可见光范围内这样就不难解释150W金卤灯一侧的路灯灯光“灰暗”了。

照度均匀度是道路照明另一个非常重要的标准。现有国家道路照明设计标准中支路照度均匀度（UE）0.3,次干道为0.35,主干道为0.4。LED光源经过透镜配光后，光型是蝙蝠翼形光斑，非常适合道路照明应用，在满足照度要求的情况下，照度均匀度都能达到0.5以上。

另一个可视效果上， LED侧显色指数85%要比金卤灯的65%高出一个量级；而且金卤灯侧炫目情况反而要比LED侧更为严重，由于LED恒流驱动不存在频闪，反观工频工作的金卤灯肉眼感觉频闪较严重，这就不难解释在市民眼里“不是同一个级别”了。

灯具寿命是指这个灯具从开始使用到达到死亡的时间；灯具平均寿命是指一批灯具开始使用到其中一半数量失效的时间；灯具的整体寿命不单是光源寿命，灯具还包括驱动，透镜部分的影响,所以最终灯具的寿命应该以所有灯具部件中，部件最短寿命为限。据了解，LED灯具光源对于温度的要求较高，LED的散热决定着灯具的寿命和光衰。一般LED灯具厂家由于技术所限，出现过很多LED灯具坏掉，光衰严重的负面案例，而此次我们试用的LED路灯铸铝灯架一体化，鳍片剪削盘铣工艺等系统化散热设计制作，在35度环境温度下，节点温度能控制到65度以下，从理论上讲LED光源的寿命达到50000小时（按每天工作10小时，长达十几年），目前己试用一年(以4015小时)来计，光衰仅2.1%可以看出，试用品散热良好，品质是可靠的。能否达到50000小时有待时间的考验。

LED光源在启动发光过程中只是电子跃迁引起的电致发光，没有材料物理状态的变化，所以从通电到发光的时间可以做到纳秒级，并且可以随意频繁开关，开关次数不会影响光源的使用寿命。而气体放电灯通常都需有较长的启动时间，而且发光过程中伴随着光源中材料的物理变化，频繁开关会对光源的寿命产生明显的影响。气体放电灯存在低温启动困难的问题，或者启动时会有比较长的预热阶段。LED是电致发光器件，完全不存在这样的问题，在低温下LED的启动时间与正常温度下没有任何不同。最后线路故障上，金卤灯因采用电感式镇流器，自身功耗高，工作电流高，启动电流更是高达96.98A，这就对电器寿命也造成非常大的影响，故障率自然远远高过LED路灯。

（四）效益对比分析

LED南侧路灯和金卤灯北侧的节能和费用对比如下：

(五)节能减排情况

按照我国火力发电396克/KWh的标准煤耗计算，南侧19盏LED路灯较北侧金卤灯1年节电3661.68KWh，相当于节约电煤1450公斤。按照我国火力发电每KWh排放175.4g二氧化碳和8g二氧化硫计算，1年可减少二氧化碳排放642.26公斤，减少二氧化硫排放29.29公斤。因此，若采用LED路灯替换传统气体放电灯，具有一定的社会效益和环保效益，功在当代，利在千秋！

二、六库振兴路西段水果集中交易街道以及部分警用视频监控路段试用点

（图2）          图（3）

在LED通过怒江大桥上的试用后，于2014年中秋节前夕，我们又采用了8盏120W LED路灯改造替换了该路段8杆16盏150W钠灯。又于2014年底，应110指挥中心的要求，在滨江走廊、人民路等路段上改建了120W LED路灯15盏(图三)，充分发挥了LED灯具的高照度、高显色性的优势，得到了广大市民及商贩的认同。

三、试用总结

上述一次性投资费用、一年来的电费和维护费用的测算仅供参考。由于LED路灯试用才一年时间，因此在光衰、色温、色容差、寿命、密封性能等指标还有待时间的考验。随着科技的发展，LED路灯的产品质量有了较大的进步，LED路灯与传统气体放电灯相比,具有：节能、环保、高光效、显色指数高、寿命长、维护成本低、真正洁净等优势。更高效节能的光源逐步取代高压钠灯和金卤灯是城市照明发展的方向。