关键词 高压钠灯 降压降功率 节能探索
高压钠灯具有光效高、有效寿命长、成本相对低的优点。但因为灯管本身电流大、管电压低、供电容量大，导致了灯系统损耗较大。此外，由于灯系统参数不稳定，加上电源频率、电压变化等原因，增加了产品的故障率、运行费用及后续的维护量。所以，道路照明节能，必须全面的改进。不仅在提高产品本质节能功效之外节能，更要把提高亮灯率，减少维护工作量作为首选。达到节能、减少运行费用、提高亮灯率、降低维护量，做到安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维护方便、美化环境的原则。
如从路灯节能技术方面论述，无非是降压，限流两种方案，但采用降压截流的具体方案差异大。
一、降压降功率节能降压简单模型为：
P=0.9V灯I灯=0.9V灯(ū)/ ωL2+R2灯=0.9V灯(t)ū/ ωL2+R2灯改变ū即可降压变功率（ū为灯电源电压）。具体实施方案是增加一台自耦变压器，并联于电力变压器低压侧。高压钠灯具有所有气体放电灯负载特性外，管电压低、管电流大，供电容量是灯功率的三倍，所以自耦变压器必须按三倍灯总功率配备。如果自身损耗是3%，按功率计算则为9%，为附加损耗。另外从灯的V-A波形来看如图一。
管压维持这一基本量（可作为一稳压管），而电网电压是一正弦波，降压使死区时间加大，灯电流维持不足，易产生熄火。从理论上来说，降压节电方式不宜，但电网电压升高时，可以稳压和适当降压。但因为是集中降压，电压梯度加大，变压器负载线路首末电压差大，一般在实际应用中末端熄灯几率大，特别是节电切换时大的电压变化率dV/dt的不确定。切换时刻，即在工频半周期10ms内，有可能是零点或峰值附近，造成对电网的瞬时冲击，负载为LC回路引起振荡，导致全面熄灯现象。如果技术方案设计不合理如图二控制方式。
当开关K换档断开时，电流线圈L与补偿电容形成串联回路，有可能产生谐振。无论谐振频率是工频或者是高次谐波，均对供电电网产生破坏性，甚至酿成供电事故。再者采用三相变压器供电，频繁切换接触器方式，触点发生粘接或者烧断（往往接触点电阻增加），均会发生跑单相现象，几分钟变压器将烧毁，发生火灾的案例也不少。从供电安全来看：①不要采用触点切换；②避免大的dV/dt产生；③切切不可形成LC串联现象（在电力系统是严格禁止LC串联负载）。满足上述要求适当在电网电压升高时，降低整个灯回路电压是可行的，但变压器输出端不宜低于198伏，不然线路末端灯很难维持亮灯。降压方式主要优点是集中控制，工程量相对小。
二、限流降功率节能根据i=（ū/ ωL2+R2灯）式中是电网电压，很明显设定灯等效电阻为常数，ω为工频角频率也看作常数，即改变L，可改变灯功率P灯=i2R灯，灯功率的变化是灯电流的二次方变化，灯电流变化20%，灯功率变化36%。以此类推，现在通用的二段式变功率镇流器，是一种典型的方案，国内外VS，PHILIPS，OSRAM和亚明等均有产品应用。
该技术方案采用双绕组方式，改变电感量。通常用继电器或晶阐管等开关间断的控制绕组匝数，在镇流器外，一个外接控制实现时间编程，采取电流限制调整功率方案，目前是可行，采用过零点切换（只能用电子开关)，可较好的减少di/dt对光源和电网的冲击，但如果继电器方式无过零点检测，有较大的di/dt对光源和电网冲击，有可能造成熄灯现象。特别是要求黎明前升功时，光源仍在大电流状态下运行，使光源的有效寿命变短。
三、限流降功率节能的探索一种新型的限流无极变功镇流器，我们称它为智能节电器，其工作原理如图三所示：
仅在原有的常规电路中串联一个节电器，变功率控制均一体化，可根据需要将时间、节能量等参数进行编程后，即会自动运行。由于是单灯限流方式，在实际运行中，供电系统线损小、电压梯度小、首末端电压差小、照度均匀，可适当降低变压器的二次侧电压，光源的实际使用寿命超过厂家标明的额定寿命。在深夜，车流量减少，电网电压升高时逐渐降低功率，在驾驶人员和行人无知觉的情况下节电，仅250W钠灯变功率降到150W，实际节电100W(节电率可达40%)，综合节电效益可观，减少了维护费用。智能节电器被用户称为最适合道路照明的节能产品，整个产品仅两根引线，没有附加控制器，推荐编程调功曲线如图四所示：
实际节电Kwh=∫totkP1(t)dt-∫totkP2(t)dt,t0开灯时间，tk关灯时间。冬季和夏季节电由于tk不一致，节电值有变化。
现就智能节电器对照明系统的影响及可靠性分析如下：
从图三可以看出：如节电器短路，节电器相当于一个节点，灯不节电，但不会熄灯。由于节电器CPU采用军用级，温度-40～150℃均正常工作，耗电＜10mA，并有浪涌吸收器，即使雷电也不会对灯回路产生影响，也很难进入节电器内部。所以从亮灯角度来说，故障率在10-3级别以下。
在CJJ45-2006标准中节能措施之7.2.5，采用双光源灯具，深夜关闭一只光源的措施，也应在装有限流和降压措施后实施。不然关一只灯，电压更高，单灯电流增加功耗，光源寿命更短。最好采用单灯控制器，其特点是：不需要作任何线网工程改造，既可实施在三相负载，容易实现功率平衡。单从材料费一项至少可节约80%，工程费用也随之降低。单灯属省着用的方式，从用着省并保障照度均匀，宜采用限流节电方式，或者采用流量预置控制方式与远程单灯控制结合，实现完全智能管理点对点控制，开、关灯和调功。
在灯启动瞬间，节电器是最大电感，限制电流在额定工作电流，比常规启动电流小30%左右。加补偿电容后，250W钠灯启动电流经上海电光源检测中心，检测<1A,灯电流波峰比1.5，呈准正弦波，即使新灯管也使灯电流控制在标称电流以下，大大减缓灯的衰减期。当电压上升到245V时灯电流限制在额定电流以下，所以，既减少了从电网到光源整个系统的功耗，又大大提高了整个照明系统的可靠性。