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移動照明系統(tǒng)顛覆傳統(tǒng)照明

閱讀:1331        發(fā)布時間:2015-8-8

移動照明系統(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行,一般臨時增加應(yīng)急電源,在原電源供電故障時投入應(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,也存在著以下問題:

  (1)為了確保可靠性,對保供電區(qū)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(jié)束后就不再使用,從而造成浪費。

  (2)以現(xiàn)場搶修為主,發(fā)生電源性故障時,各類控制機構(gòu)切換繁復(fù),可能會發(fā)生誤操作,導(dǎo)致設(shè)備或人身事故。

  (3)一般道路照明系統(tǒng)的光源為氣體放電燈,熄滅后不能即時重啟動。即便快速完成應(yīng)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(huán)境下會出現(xiàn)恐慌情緒,極易發(fā)生群傷事件。

  (4)在采用小型發(fā)電機做應(yīng)急電源時,因功率較低,難以提供穩(wěn)定可靠的備用電源。且220 V 發(fā)電機在復(fù)雜現(xiàn)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(tǒng)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(yīng)有臨時應(yīng)急照明系統(tǒng)作為照明持續(xù)的保證。

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

  2.1 應(yīng)急移動照明系統(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)急照明要彌補這個不足,提供持續(xù)的照明,必須滿足以下技術(shù)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(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;

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

  (4)系統(tǒng)模塊化、單元化設(shè)計安裝簡易,可快速運輸、移動,防水、防塵,適合于現(xiàn)場戶外環(huán)境使用;

  (5)低成本、維護便利,能長期重復(fù)使用。

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

  2.2 大功率LED 路燈應(yīng)急移動照明系統(tǒng)設(shè)計方案

  2.2.1 照明燈具光源功率、配光設(shè)計。

  作為新的照明光源,LED 在路燈中開始廣泛應(yīng)用,其特點決定了其適合作為應(yīng)急照明使用。在系統(tǒng)設(shè)計中,我們根據(jù)應(yīng)急照明的要求對燈具功率、配光進行了重新設(shè)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(shù)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(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.

  為便于運輸、移動,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)上重新進行燈具配光設(shè)計,加大zui大光強角,照度計算結(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。

  系統(tǒng)電源要求安全、可靠、穩(wěn)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(tǒng)采用12 V 可充蓄電池供電,加上系統(tǒng)損耗,單個系統(tǒng)總功率為240W.按供電12 h 計算,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(tǒng)提供工作電源。為延長蓄電池使用壽命,保證系統(tǒng)正常供電,開發(fā)了嵌入式系統(tǒng)(ARM)對蓄電池充放電進行優(yōu)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(diào)整,以延長蓄電池的使用壽命,同時顯示蓄電池當前狀態(tài)參數(shù)。

  2.2.3 燈桿自動升降系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)在考慮燈桿配置的同時,要兼顧設(shè)備運輸便利性和現(xiàn)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(nèi)橋梁、隧道,方便運輸。升降桿的燈具底座是可旋轉(zhuǎn)的,便于照明。燈桿通過12 V 氣動泵來實現(xiàn)自動升降,升桿后可以達到4.5 m.

  為便于運輸、移動,本系統(tǒng)采用一體化設(shè)計,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(yīng)急移動照明系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

  (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(xù)工作,具有缺相、相序錯誤保護功能。

  (6)動作響應(yīng)時間≤0.2 s,過載保護功能保護應(yīng)變時間≤0.3 s.

  (7)工作環(huán)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(yīng)無嚴重影響穩(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),安裝場所應(yīng)無嚴重的振動或顛簸。

  3 實際應(yīng)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(xiàn)場布置30 臺大功率應(yīng)急移動道路照明系統(tǒng)。對重點區(qū)域約1 000 m 路段,按照每30~45 m 的間距布置1 臺大功率應(yīng)急移動道路照明系統(tǒng)。現(xiàn)總結(jié)效果如下:

  (1)配置快速:從接到指令到現(xiàn)場就位、升桿、照明,只需10 min,*應(yīng)急需要,如在現(xiàn)場預(yù)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(tǒng)為24 V 供電,無觸電隱患;采用嵌入式系統(tǒng)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(wěn)定提供12 h 以上的應(yīng)急照明。

  (3)方便環(huán)保:由于采用進口蓄電池供電,相比傳統(tǒng)柴油發(fā)電機具有無噪聲污染、無需操作發(fā)電機等優(yōu)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(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。

  (4)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)支架可對照明的均勻度進行微調(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。

  (5)移動應(yīng)急照明車具有IP54 的防護等級,*可在室外使用,運輸方便。在現(xiàn)場實際應(yīng)用過程中,該應(yīng)急移動道路照明系統(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,得到了*。

  4 經(jīng)濟效益分析

  該系統(tǒng)的設(shè)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(tǒng)保供電方式相比,其經(jīng)濟效益顯著。以廣州市1 年2 次重大節(jié)日或活動保供電計,傳統(tǒng)保供電主要成本包括租用發(fā)電機設(shè)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(yīng)急移動系統(tǒng)后,一次性投資約70 萬元,不到3 年即可回收投資,同時,該系統(tǒng)設(shè)備正常使用壽命達8 年之久,具有較高的經(jīng)濟效益。

  5 移動照明系統(tǒng)顛覆傳統(tǒng)照明結(jié)語

  大功率LED 應(yīng)急移動照明系統(tǒng)為城市重大節(jié)日或慶典活動時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、啟動快、供電時間長、使用靈活方便、操作簡單等優(yōu)點。保供電人員可以根據(jù)現(xiàn)場情況及時調(diào)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(xiàn)場施工作業(yè)及其對交通、環(huán)境的影響。該系統(tǒng)沒有使用發(fā)電設(shè)備,因此不會產(chǎn)生噪音或造成環(huán)境污染,為實現(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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