时间：2024-01-14 15:55:09
导语：在道路照明控制方式的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
一、道路照明节能的意义
城市道路照明是城市功能性照明的主体，已经成为衡量城市现代化水平的重要标志，随着时代的进步，社会的发展和人们的生活水平的不断提高，人们对道路照明的要求也越来越高，它不但为车辆驾驶员提供了良好的视觉环境，减少交通事故的发生，而且又增加了夜间行车的安全感和舒适感，在提高交通运输效率的同时还可以有效的防止犯罪活动和美化环境。
二、我国城市道路照明现状
1、城市道路照明设备现状
目前，我国城市道路照明广泛采用高强度气体放电光源（HID），与之配套使用的电器设备有电感型镇流器、触发器和补偿电容。这些配套的设备在使用的过程中会出现以下问题：
功率因数低：电感镇流器自身的功率因数很低，虽然可以通过电容补偿方式将功率因数提高到0.9，但是随着时间的推移，电容在生命周期中会不断衰减失效。
自身功耗大：电感镇流器的自身功耗通常会达到光源的12%～18%，这将造成很多电能浪费。
无法恒功率输出：电感镇流器输出功率不稳定，随着输入电压的变化而变化。因此，在输入电压不稳定，特别是在下半夜电压高的情况下，会耗费大量的电能。以400W为例，输入电压达到260V的时候，电感镇流器的输出功率将超过600W，比正常情况下要多输出近50%的电能。
缺少智能调光功能：在夜半人稀的时候，电感镇流器控制下的光源不但不能降低光照度以便节能，而且还会因电压过高而增加灯光的照度，造成不必要的浪费。近年来，尽管城市上出现了具有调光性能的电感型镇流器，但由于其价格较高，浪费投资。
2、城市道路照明控制现状
道路照明用电的种种问题主要集中在两个方面：第一，路灯的管理问题，要监控路灯使用现状，做到开灯、关灯和及时检修路灯的合理分配；第二，用电量的控制问题，路灯照明存在着高流量时照度不够，低流量时电能浪费严重的现象。
三、城市道路照明的节能措施
城市道路照明的节能应从电光源的选择、灯具的选择照明控制方法和策略等方面综合考虑。
1、选择高效节能的电光源及其附件
光源的节能主要取决于它的发光效率，选择高效率的光源有利于减少照明电能的消耗。同时还应该考虑电光源的显色指数、使用寿命、点燃特性等指标。我国目前普遍采用的路灯照明灯具以高压钠灯和金属卤化物灯等气体放电灯为主高压钠灯的光效一般为80―130lmw，显色指数30，色温2000k，金属卤化物灯的光效一般为67―110 lmw，显色指数65，色温5000k，且钠灯的透雾性能比较好，可以容易的看出：在道路照明设计中，高压钠灯是首选方案。
高压钠灯与金属卤化物灯在使用时均需要镇流器等附件才能正常工作，在选择镇流器时，应选择具有高效、节能、无噪声、功率因数高和电压范围宽的电子型镇流器。电子型镇流器能大幅度的节能，这不仅因为电子型镇流器本身能耗就小，而且它还可以使线路功率因数大大提高，达到线路损耗下降的目的。
LED作为一种新型光源，具有节能、污染少、无噪声、寿命长、启燃快等特点，特别符合绿色照明的理念和要求。在同样亮度下，LED灯的耗电量仅为普通白炽灯的110，而其寿命可延长100倍，在道路照明领域应用上，将会有很大的空间。LED光源在道路照明方面的应用，必将是大势所趋。
2、合理进行线路的布置
除了上面提到的灯具配套电器的附件能耗外，道路照明的间接能耗还包括照明用电供电线路的能耗，对于供电路的能耗，要求在道路照明的初始设计中，必须合理的设计供电点、供电线路的长度和配电的方式，保证线路中电压损失符合要求，同时尽量地减少线路的电能损耗。对于道路照明有不同配电方式，其中三相四线式配电方式的线路电能损耗最小。若假设导线截面、配线距离、照明负荷和功率因数都相同，则不同的配电方式，线路损耗比较见下表。
不同配线的电能损耗比较
配电方式 损耗比%
单相网络 100
单相二线式 100
三相三线式 25
三相四线式 16.7
3、优化道路照明控制系统
在进行道路照明的控制和管理时，要充分考虑时间、天气、交通流量的因素。合理控制道路照明的运行和停止。城市的主干道路一般分为快车道和慢车道，照明设计应该考虑这一因素，在主干路、次干路采取的措施包括：
（1）使用双光源灯具
深夜的交通流量小，关闭一支光源，既可以达到节能目的，又不影响路面亮度（或照度）均匀度。设计时可以考虑关掉双光源中的一盏。这种控制方式在节能的同时，还保证了照度均匀度，这就是双光源的调节方法，间隔关闭路灯的方式曾经应用的比较多，在此方法中，闲时关闭一半却是可以达到节电的目的，但却付出了照明均匀度的代价，特别是行车的纵向方向，将极大地影响到行车的舒适度，造成交通事故率的上升。
（2）采用智能控制装置
随着微电子技术、无线数据传输技术和现在电力电子技术的飞速发展，智能化道路照明控制系统也开始进入应用，智能化道路照明系统能够根据不同区域的不同功能需求，在每天的不同时段、不同自然光照度或者不同交通流量情况下，按照特定的设置，实现对道路照明的动态智能化管理，既TPO管理（TIME时间／PLACE地点／OCCASION场合）。智能化道路照明控制系统，通过综合考虑和分析与道路照明密切相关的时间、路段、环境照度和交通流量等因素的场景控制方法，在微机中按照预设的控制策略，对道路照明进行动态智能化管理，控制路灯在不同情况下实现多样化的道路照明场景，从而在提高照明质量的同时获得最佳的节能效果。
（3）通过路灯维护实现节能
本期电气专栏又如约与大家见面，本期除了关注到LED在道路照明中的技术应用，我们还集结电气在多个领域的应用探讨，业内能效管理知名企业施耐德接受本刊专访的稿件也与大家共同分享。在建筑领域电气设备越来越被广泛应用的当下，期待我们的分享为您所用。
1 引言
在全球变暖、雾霾警示的今天，环境污染日趋严重、资源不断紧缩，是人类发展面临的重大问题。节能减排、生态环保已经成为人类需要研究并实现的重要课题。党的十对节能减排制定了明确方案，要求我国陆续开展节能减排科技行动、节能减排媒体行动等。今天，在经济腾飞的中国，道路照明灯的数量和建设面积正迅猛增长。道路照明灯为人们提供明亮安全的道路照明、人性化则显得尤为重要。
2 道路照明现状
光是照明的主体，道路照明每天都需要大量的照明灯工作。道路照明设计根据道路和场所的特点以及照明要求分为：常规照明方式或高杆照明方式。常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式。我国目前大多道路都采用双侧对称布置设计。根据中国照明学会的统计，不同方式的道路照明类型比见表1。
由统计图表中可以看出，高压钠灯在道路照明的比例比较高，其照明能耗问题值得人们关注。照明技术随使用发光器件的不同，主要分为发光二极管（LED）、荧光灯（节能灯） 、钨丝灯（白炽灯） 、高压钠灯等。其中光二极管（LED）其性能最为优越，能耗为白炽灯的10%，荧光灯的50%，其额定寿命100000小时，是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍。所以LED也被认为是21世纪的照明光源。
3 LED照明控制系统
LED照明控制系统是模块化、全硬件控制系统，可实现智能控制、网络控制等功能，以满足道路照明需求。
3.1 系统组成和特点
系统由计算机控制系统、监控设备、光线传感器设备等部分组成。主要有自动化程度高、安全稳定性强、绿色环保能耗低等特点。
3.2 实现功能
（1）绿色光源，无污染无辐射：LED灯直流驱动，没有频闪，没有红外和紫外成分，显色性能良好，有较强的点光源特性。发热量低，安全环保，是现在公认的一种绿色环保科技。
（2）高亮度，长寿命、低功耗：在各种显示半导体显示器件中，发光二极管（LED）亮度是最高的， LED发光管的寿命大于10万小时，道路使用LED照明灯具能耗一般为80W～120W（同等亮度高压钠灯为250W）。
（3）丰富的表现形式：目前彩色LED产品已经覆盖可见光谱范围，具有单色性好，色彩纯度高等特点。红、绿、蓝（RGB）的组合使LED具有更大的色彩选择空间。
（4）亮度可调 ：可以通过远程计算机控制，调节灯具控制芯片PWM占空比，可以达到亮度强弱的控制。
（5）远程控制：可以进行远程控制，通过对光线传感器的信号采集来实现计算机自动智能化控制。
4 应用案例
江都道路照明系统是浙江海振电子科技有限公司设计的道路照明LED灯改造方案。结合单片机技术和无线通讯技术，实现智能控制，网络控制、远程控制；可选择多种运行模式，实现对灯具分段、分时、分功率的自动控制。
4.1 系统概要
整个系统可由照明指挥中心控制实现，并且通过传感器时时回传，形成有效的控制反馈回路，达到照明、监控、呼叫维护自动化，如图1。
（1）通过单片机等技术手段，可实现多种控制方式，达到真正意义上的城市道路照明智能化。
（2）传感器不仅可检测道路照明情况，也可作为日光检测设备同步使用，达到与道路照明互为一体的全天候监控手段。
（3）控制中心可以预先设定照明控制信号采样点，可以实现控制中心自动化、无人化，达到解放劳动力的效果。
（4）可以通过在控制中心配置网络通讯协议，通过网络远程操作与时时监控，更好的为道路照明提供有力保障。
（5）道路照明强度可调节，通过在控制中心发送预先设定好的指令，控制道路照明灯PWM（脉冲宽度调制），可以达到道路照明随光线日光强弱做智能调节，达到省电环保的优势。
4.2 实际应用
江都道路照明系统方案分析。
整个江都道路照明系统约有5000盏照明灯具，大多采用150W～250W高压钠灯，对比同等光照亮度为80W～12W的LED灯，得出对比表2、表3。
4.3 经济效益测算依据说明
（1） 电价以当地的0.53元/度计。
（2）日照明时间平均按12小时计算。
（3） 高压钠灯与LED灯照明时间均以全功率计算。实际控制中，LED照明可在后6个小时中与50%PWM控制，使LED照明更加省电。
（4） LED路灯生产商提供质量保证5年，期间用能单位不承担维护费用。
（5） 高压钠灯整灯灯具的使用寿命以8年计，灯具单价按1300元计算。
（6） 高压钠灯灯泡的使用寿命低于2年，8年中灯泡至少需要更换4次，约需320元。
（7） 更换高压钠灯灯泡的人工费用以每次100元计算约需要400元。
（8） 以上三项合计为2020元，以灯具寿命8年计，平均每年为252.5元，在此基础上以八折计算，即每年维护费用为200元。
（9）表2测算了分别用120W的LED节能灯替换目前的250W高压钠灯时单个路灯所能节省的费用；表3测算了分别用80W的LED节能灯替换目前的150W高压钠灯时单个灯所能节省的费用。
4.4 社会效益测算
根据上述测算结果可知：
一盏120W的LED路灯替代250W的高压钠灯，每年可节省用电 569.4度；一盏80W的LED路灯替代150W的高压钠灯，每年可节省用电306.6 度。
因此，对于有5000盏的250W的高压钠灯的LED路灯改造工程每年将节省用电量总计达到284.7万度；有5000盏的150W的高压钠灯的LED路灯改造工程每年将节省用电量总计达到153.3万度。而节省一度电将减排一公斤CO2，本路灯改造工程的实施每年将减排2847吨和1533吨CO2，减排效果明显。
关键词：路灯系统；照度；节能问题
中图分类号：TD625文献标识码： A 文章编号：
引言
近年来，道路照明设施随着各地经济和交通的发展，其规模及数量越来越大，道路照明耗电在迅速上升。
照明节能，尤其是城市道路的照明节能，因其用电量大而成为相当重要的突破口。目前，政府部门通过听取专家意见、具体测试，已将路灯节能工作提到政府议事日程点，取得成功经验后稳妥推进。
其实，路灯照明节能技术与方案，在全国还没有大家一致认可的成功案例和经验。路灯节能工作在政治和商业两大良好环境下，似乎形势一片大好，但对熟悉照明节能技术与电力技术的工程技术人员来说，却深感忧虑。
本文站在技术角度，分别从路灯布置方式、配电系统、灯具配件等方面，就如何以科学、合理的方式，实现道路照明系统节能，阐述个人的一点体会。
2合适的照度
合适的照度，是我们在道路照明节电工作中首先需要重视的问题。它包括两个方面。其一是为所设计的道路选择合适的照度标准；其次，是采用适当的计算及设计方式，实现合适的照度。我们不难观察到，国内不少城市道路照度偏高，既增加了路灯照明的耗电，也削弱了道路两侧景观照明的效果。
我们必须根据现行有效的标准《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）来进行照度的设计，不应过分的选择较大的照度造成能源的浪费和光污染。根据《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）以及我们工程中的实践，推荐按(表1)和（表2）的标准选择照度。具体工程中,可视乎道路所在城市的性质和规模、交通信号的完善程度、道路与周边环境分隔状况在表中高档值与低挡值之间选取照度。
照度标准确定后，如何进行照度计算,是设计师们头疼的问题。常规的利用系数法计算粗糙，且无法确定均匀度。手工逐点计算法计算精度虽高，但需要收集大量的灯具资料，计算工作量也很大。以上两种计算方式在工程实践中均不适用。笔者建议,目前已有多家国内外灯具厂家编制了照明计算软件，计算中虽然只能对相对应厂家生产的灯具进行照度计算，但对于路灯系统设计还是有相当的参考意义。建议在设计中选择一到两家的软件对照度进行计算，从而快速方便地确定灯具布置形式、杆高、路灯间距、光源容量，实现合适的照度，避免或减少路灯系统设计的盲目性。
（表1）
（表2）
3电容补偿
路灯采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数相当低，一般在0.45以下，从而使回路电流大，在线路上产生的损耗相当可观。《城市道路照明设计标准》中，要求气体放电灯应加电容补偿，补偿后功率因数应不小于0.8。但标准中并没有明确是在路灯电源处集中补偿，还是在灯具处分散补偿。目前国内城市路灯系统采用的电容补偿方式两种均有。笔者认为，由于路灯设施是均匀分布在道路纵向两侧，由路灯电源至路灯灯具的低压配线较长，道路照明系统产生的损耗主要发生在这一段。采用路灯电源处集中补偿方式，并不能减少低压配线的耗电。而采用单灯分散补偿，无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节电效果。电容量与路灯常用光源---高压钠灯的配套建议（按表3）选择，补偿后单灯功率因数将不小于0.85。
（表3）
4关闭半数光源
显然，关闭半数光源的方式节电效果直接而且显著，节电运行时段节电达50%，总体约在25%左右。在电力紧张的背景下，政府出台了一些文件，要求在后半夜，采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施，关闭部分光源。笔者认为，这只能作为缓解电力紧张局面的权宜之计。因为，“亮一隔一”或“亮一隔二”不仅减小照度，同时区别于不同的灯杆布置方式，照度均匀度将不同程度、甚至是严重的下降，对交通、行人安全、对维护社会治安产生不利影响。七十年代的世界性能源危机中，日本曾在道路上进行间隔点灯的试验，结果导致治安、道路交通事故的大幅上升。另外，这种方式由于需要在同一路径上敷设两根路灯供电电缆，也增加了建设投资。
因此，应区别于不同的灯杆布置方式，谨慎采用关闭半数光源的方式。
常规灯杆布灯时，往往采用车道侧单光源灯具。灯杆布置有单侧布置、交错布置、对称布置。
单侧布置时，若选用这一方式，则后半夜车道明暗悬殊，照度均匀度远低于道路照明设计标准的要求。如某单侧布灯的工程，前半夜全亮时均匀度高达0.53，采用“亮一隔一”后均匀度则下降至0.07。我们不应顾此失彼，单侧布灯时,不宜推广关闭半数光源的方式。
交错布置、对称布置时，采用这一方式，虽然均匀度稍差，但若选择配光合适的灯具，均匀度还是可以达到或略低于道路照明设计标准的要求。工程实践中，可根据车道宽度、道路交通量、周边人流量等，有选择性的使用这种方式。
在照度要求高、机动车道较宽的快速路、主干路上，常规灯杆布灯时，可考虑采用车道侧同杆双光源灯具方案，两个光源可等功率或不等功率。采用这种布灯方案时，上半夜两个光源全亮，后半夜关闭其中一个光源。这种方式，对照度均匀度基本没有影响，单侧布置、交错布置、对称布置时，均可采用这一方案。
5环形电感镇流器
采用气体放电灯的路灯照明系统中，除光源自身的功耗外，与气体放电灯配套的电感镇流器也要消耗一部分电能。电感镇流器的工作效率高低、节能与否，对路灯照明系统的电力消耗有一定的影响。相对于传统的电感镇流器而言，环形电感镇流器，由于其采用圆环形铁芯和线圈，使环形铁芯卷片的几何形状与磁力线回路和曲线更加适应，磁路分布更趋合理，进一步改善了磁通，降低了铁损，减少了总的电力消耗。可广泛适用于高压钠灯、汞灯和金属卤化物灯。需要注意的是，这种方式仅仅是减少了镇流器的损耗，对路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗并没有减少。钠灯用环形电感镇流器与传统型电感镇流器电能损耗比较详见(表4)。
表4
6 智能光源降压—稳压—调光技术
智能光源降压—稳压—调光技术，是将装置安装在路灯配电回路的起端，在前半夜控制路灯回路为全压，接近午夜时分，开始降低回路电压，在后半夜车稀人少时，进一步降低电压。它的节电原理有二，其一是高压钠灯的亮灯维持电压低于220V，因此，降低回路电压光源不会熄灭；其二是由于后半夜电网用户少，负荷低，电网电压高于220V，而过压将额外消耗部分电能，采用该装置则避免了这部分的浪费。根据工程实践，它的节电效果在15％左右。采用这种装置，不仅节约了电能，不影响照度均匀度，而且能够避免光源过压运行，延长了路灯寿命。需要注意的是，这种方式是对配电回路降压，回路内所有灯具都将在低电压运行，对下述问题应予注意：①，随着使用时间的增加，光源端电压及电流等电气参数发生变化，同时光源本身质量上又具有离散性，降电压运行时就可能出现同一回路中一些灯具灭灯的现象；②路灯配电回路供电半径较大时，随灯具与供电端距离的增加，电压逐渐下降，若线路设计不当，有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压；③路灯系统中往往会外接公交站台广告灯箱、电话亭照明，而这些照明由于功率小，一般采用直管型荧光灯、紧凑型荧光灯，低于正常工频电压时，这些光源不能正常工作。④回路中接有电动升降式高杆灯时，由于电动装置为感性起动特性，起动电流大，与这种装置过载电气特性不匹配。
7可变功率镇流器
可变功率镇流器，利用气体放电灯在工作电流适当减少时，仍能正常运行的原理，通过后半夜增加镇流器电抗，从而降低光源电流，减少路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗，达到路灯系统整体节能的目的。
7.1降功率控制原理
可变功率镇流器工作原理见图。
图1可变功率镇流器原理框图
图右边的虚线框为标准的路灯设备电路图，左边虚线框为节能型单灯控制器框图。其中电子开关用来控制路灯降功率投入。其工作过程如下：1）正常情况下，LCU控制电路控制电子开关闭合（短路），外部电压直接通过电子开关加到路灯电路上，使路灯工作在额定功率状态。 2）降功率控制情况下，控制电路控制电子开关打开（开路），控制外部电压只能通过降功率电感加到路灯电路上。此时，路灯电路感性负载增加，路灯工作电流降低，从而使路灯功率下降，耗能降低，达到节能的效果。3）当电网电压偏低或光源状况不佳，降功率运行将可能出线闪烁时，即使在降功率运行时间段，控制电路也将自动控制电子开关在闭合状态，避免路灯熄灭。
7．2节能控制方案设计及节能效果分析
不同的节能控制程序会产生不同的节能控制效果，按每天照明11小时，前5小时处于正常照明状态，后6小时处于节能照明状态。各功率光源节电效果如（表5）。
（表5）
这种方式由于是在灯具处安装，因此，适用于各种路灯布置方式和光源组合方式。
对于原有道路照明工程，可采用附加型变功率镇流器进行改造，其特点是，对原灯具配套的镇流器不予更换，既方便改造施工，又降低系统改造造价。
可变功率镇流器方式，具有智能光源降压一稳压一调光技术的优点，也避免了智能光源降压一稳压一调光技术的缺点，值得推广。
Abstract: City road lighting is an important part of city Nightscape Lighting City, and as one of the essential elements to show the city image, is the most intuitive place. Lighting design is an important design content in the design of city road. This paper analyzes the necessity of city road lighting energy-saving, through the cloth lamp spacing, source selection, power lines, control system four aspects of energy-saving design, so as to improve the efficiency of energy use, reduce unnecessary energy waste, to achieve the purpose of energy saving.
Keywords: city road lighting engineering design; energy saving;
中图分类号：U416国家建设部、发改委于2004年，在《城市道路照明设施管理规定》的基础上经过修改，发出《关于加强城市照明管理促进节约用电工作的意见》的通知。文中指出“大力推广节能技术，提高电能利用效率；严格按照照明设计标准规范进行照明设施的建设，不得超标准建设；新建、改建照明项目必须采用科学的照明设计方法，推广采用高效照明电器产品和节能控制技术。”等以上规则。随着我国经济建设的高速发展，社会城市化建设突飞猛进，因此，与之相匹配的城市道路照明的改造和新建工程也急剧骤增。但是伴随而来的是能耗的大幅度提高，特别是近年来能源价格大幅度提升，使电力耗费成为负担。因此，路灯的节能必然成为一种趋势。
1 城市道路照明工程设计与节能
城市道路照明的目的是为驾驶员和行人创造一个良好的视看环境，使人们安全、迅速、舒适地到达目的地；以及为了减少对人身及财产的犯罪行为发生。城市的人行道上一般是行人较多，所以城市主要道路照明不但要照亮车行道路面，而且还要适当照亮人行道，而且使半柱面照度达到标准要求，这样有利于迅速发现人或动物横穿道路等潜在的不安全因素。
设计是节能的源头。城市照明工程设计应由专业设计人员进行，在设计时应严格遵循道路的性质、功能对照相应的照度和能耗密度标准，确定最节能的布灯间距、光源、供电路线、控制系统等等。这就要求道路照明工程师不但有良好的职业责任感，较全面的技术素质，能掌握科学的照明设计方法。设计人员在进行道路照明设计时，在保证照明的效果，达到城市道路照明的目的前提下，做到最大限度地节能和节省投资，并降低运行维护费用。
2 采取合理的布灯间距
路灯的布灯间距是否适当直接关系到照明的效果。安装间距对节能尤为重要，尽可能加大安装间距。
如采用双侧对称布置，间距30米时，每公里66个灯，如250w，按每亮灯10小时，每公里耗电量为66*250*0.001*365*10=60225kwh(不计镇流器损耗)；若间距为40米时，每公里50个灯，耗电量为50*250*0.001*365*10=45625kwh，每公里就节约14600度电，假设全国以每年新增城市道路 2.5万公里计算，就可节省电力3.65亿KWh，并可节省灯具杆投资 20亿元(每杆以5000元计)，相当可观。当然，这是经计算满足标准的前提下并未考虑道路交叉口和隔离带分段而影响间距布置。从上可看出，在满足标准的前提下，布灯间距对节能非常大的意义。
3 路灯光源的选择
目前，路灯照明所采用光源的主要类型有：金属卤化物灯、高压钠灯、白炽灯、紧凑性荧光灯等。在相同的电功率下，高压钠灯光能量比金卤灯高40%左右，且钠灯的透雾性能比较好；按照同样照度标准的道路照明要求，金卤灯光源的电耗多于高压钠灯。因此高压钠灯在城市道路照明工程中使用非常广泛。
随着科学的发展，LED光源的技术成熟，LED光源在许多大中城市大力推广应用。LED光源的特点是长寿命、高效、节能、安全、绿色环保。据专家介绍，和高压钠灯相比，新型大功率LED路灯可节约80%的电能，在照明效果上基本也可以取代路灯普遍所采用的高压钠灯。
LED光源耗电量是高压钠灯的18.7%，可节约80%以上的电能。 高压钠灯更换成本和维护费用是LED路灯5倍。可见LED路灯不但能比高压钠灯节能，且更换成本和维护费用节省的多。所以，LED光源在城市道路照明方面的广泛应用，必将是大势所趋。
比如400W钠灯大致可用200W的LED路灯替代，按40米间距对称布灯，每公里路灯为个数为52盏，功率消耗如下：
LED道路照明替代传统高压钠灯是一种趋势。
4 供电路线设计
路灯工程的特点是线路较长，线路上的电流不一定很大。路灯配电回路供电半径长一般达800米，随灯具与供电端距离的增加，电压逐渐下降，若线路设计不当，有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压；解决线路压降问题的方法就是安装补偿电容。 目前国内城市道路照明工程设计中采用的电容补偿方式有两种：一是在路灯电源处集中补偿，二是在灯具处分散补偿。采用路灯电源处集中补偿方式，并不能减少低压配线的耗电；采用单灯分散补偿，无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节电效果。
路灯采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数相当低，一般在0.40～0.6，从而使回路电流大，在线路上产生的损耗相当可观。电容补偿后单灯功率因数不小于0.80。据测算，对一条道路上安装的100 盏 250W 高压钠灯进行电容器无功补偿，将功率因数由0.44提高至0.80，结果供电电流由补偿前的300A降低至141A，工作电流下降了大约一半，表明该照明系统通过无功补偿为供电电源系统腾出了一半的容量空间，使电源设备能够再发挥相当数量的供电潜能。
另一方面，由于照明系统供电线路上减少了一百多安培电流的徒劳往返，必将大幅减少线路上的电压损耗和功率损耗，同时也降低了线缆的温升，可谓一举多得。 5 控制系统与节能
关键词：城市道路；照明；节能；管理
Abstract: the road lighting consumption accounts for about the electricity consumption by about 10%, reduce illume is an important way to save energy. Based on city road lighting energy saving management measures and countermeasures are discussed in this paper.
Key words: urban road; Lighting; Energy saving; management
中图分类号：J914文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
城市道路照明是城市功能性照明的主体，已经成为衡量城市现代化水平的重要标志，随着时代的进步，社会的发展和人们的生活水平的不断提高，人们对道路照明的要求也越来越高，它不但为车辆驾驶员提供了良好的视觉环境，减少交通事故的发生，而且又增加了夜间行车的安全感和舒适感，在提高交通运输效率的同时还可以有效的防止犯罪活动和美化环境。
一、城市道路照明现状
1、城市道路照明设备现状
目前，我国城市道路照明广泛采用高强度气体放电光源（HID），与之配套使用的电器设备有电感型镇流器、触发器和补偿电容。这些配套的设备在使用的过程中会出现以下问题：
功率因数低：电感镇流器自身的功率因数很低，虽然可以通过电容补偿方式将功率因数提高到0.9，但是随着时间的推移，电容在生命周期中会不断衰减失效。
自身功耗大：电感镇流器的自身功耗通常会达到光源的12%～18%，这将造成很多电能浪费。
无法恒功率输出：电感镇流器输出功率不稳定，随着输入电压的变化而变化。因此，在输入电压不稳定，特别是在下半夜电压高的情况下，会耗费大量的电能。以400W为例，输入电压达到260V的时候，电感镇流器的输出功率将超过600W，比正常情况下要多输出近50%的电能。
缺少智能调光功能：在夜半人稀的时候，电感镇流器控制下的光源不但不能降低光照度以便节能，而且还会因电压过高而增加灯光的照度，造成不必要的浪费。近年来，尽管城市上出现了具有调光性能的电感型镇流器，但由于其价格较高，浪费投资。
2、城市道路照明控制现状
道路照明用电的种种问题主要集中在两个方面：第一，路灯的管理问题，要监控路灯使用现状，做到开灯、关灯和及时检修路灯的合理分配；第二，用电量的控制问题，路灯照明存在着高流量时照度不够，低流量时电能浪费严重的现象。
二、城市道路照明节能管理措施与对策
1、合理确定照明标准
根据道路类别、所在环境及在城市路网中的重要性等，确定所设计道路各个区域合适的照度值或亮度值（参照《城市道路照明设计标准》表3.3.1、表3.4.1和表3.5.1）。不要盲目追求高照度，要注意防止因取定的照明标准值过高而耗能。取定适宜的道路照明的平均亮度值或平均照度值是路灯节能的关键。一般中小城市道路的平均亮度或平均照度取值接近设计标准的低档值，中心城市、大都市的设计取值靠近设计标准的高档值。
（二）按道路和场所特点，合理确定道路照明布灯方式
道路照明应根据道路和场所特点、照明要求，选择单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置，也可以采用高杆照明的方式布灯。布灯方式与道路宽度、灯的间距、灯具安装高度、灯具仰角、灯具配光类型以及路面、周围环境有很大关系。一条道路照明的布灯方式往往是以一种方式为主，其他方式作为补充，不能简单呆板地处理。
（三）充分利用天然光
20世纪70年代以来，世界各国对利用天然光，节约照明用电的问题作了许多研究。天然光是资源丰富，费用最小的绿色能源。在道路照明中应合理利用天然光，通过关闭或调节一部分照明设备，节约照明用电。例如重庆市渝东南公路的建设者们巧妙地利用山形，山势，借“天光”巧妙解决了浅丘山地公路隧道内的照明问题。
（四）选用优质高效节能的电光源
光源的节能主要取决于它的发光效率。选择高效率的光源有利于减少照明电能的消耗，通常使用的 路灯照明光源有高压钠灯、金卤灯。一般情况下，多数设计人员愿选择高压钠灯，因为在相同的电功率下，高压钠灯光通量要比金卤灯大40%左右，且它的透雾性能比较好，而在相同的道路照明要求下（如一样的照度标准），金卤灯光源的电耗多于高压钠灯。
（五）选用优质高效的灯具
灯具的利用系数越高，光源发出的光的利用率越大。利用系数主要决定于灯具的控光能力，也和路宽、灯高、臂长以及灯具的仰角等有关。道路照明用的灯具性能对节能至关重要，主要是灯具的效率和配光的作用。在选择照明灯具时，一方面要选择反射器好、灯具整体效率高的灯具，另一方面尽可能选择采用表面涂覆的灯罩。灯具表面涂上薄膜后，即使长期暴露在户外，也不易在表面积聚灰尘，能适应气候的变化，耐腐蚀性强，从而保持灯具透光率，避免过早的光衰减。
（六）加强照明灯具的维护
灯具维护可改进对反射面的处理，如采用玻璃铝膜代替原来电解抛光的阳极氧化的传统铝反射器表面，它可延长使用寿命，估计10年效率只降低10%左右。一些新型灯具的灯体设计成了自清洁曲面玻璃，可通过雨水的冲刷作用，完成自洁。灯具密封等级的普遍提高使维护工作量成倍降低。外有些公司还将光触媒技术投入实际运用中，节能效果显著。在灯具上配用活性碳吸收性过滤器，也可以清除电光源产生的分解物，使灯具在更换期终止时仍能保持70%以上的光通维持率。
（七）采用光源智能降压稳压调光技术
目前，在道路照明工程中，存在电网电压因负荷的波动而导致形成照度与需求倒置的现象。傍晚，道路交通流量高峰时恰值电网负荷高峰，电网电压偏低，光源发出的光能量低，路面照度低；午夜，交通流量处于低谷，电网负荷也是低谷，由于电网电压偏高，因此光源发出的光能量高，路面照度高。这种照度与需求倒置的现象，造成了电能的严重浪费。光源智能降压�稳压�调光技术采用现代控制理论中的最优控制方法，根据城市道路照明的实际状况，实现了对路灯电压及照度的动态智能化管理。
（八）在确保功能和效果的前提下，合理调整亮灯数量和时间
据调查，我国小型城市在夜晚9点后，大中城市在午夜12点后，道路上几乎空无一人。从此时段至清晨6点，在低交通流量的道路上仍然保持较高照度显然没有必要。在这个时段的道路照明，可以降低一个等级，减少亮灯数量。目前有的城市道路照明已全面推广全――半夜灯控制方式。对快速路，主次干道实行双回路供电，分全夜灯回路和半夜灯回路。在设定的时段衽半夜减半控制，关闭对辅道或人行道的照明，保持对机动车的照明；支路，工业区和生活区路及路幅较窄的街道采用半夜单边亮灯方式。
（九）降低路灯线路的电压损失
合理确定供电半径，选好电源点，通过改造旧的路灯线路以减少电压损失，避免在低发光效率下使用灯泡。路灯线路电压损失过多不但会增加线路的功耗，还会大幅度减少灯泡的光能量。当电压达不到180V时，使用60W白炽灯，比额定电压时40W白炽灯所发的光还少，如果把电压提高到额定电压，用40W替换60W，可以节约电费30%。
（十）强化道路照明节能监控系统，促进城市照明节能的现代化管理
现在采用的控制方法主要为通过安装定时器按预定时间开关灯进行分散式控制，但是现行的方法在运行过程中遇到的故障难以做到及时维修，因此应加强城市照明监控系统的管理，路灯监控系统的自动化更为先进快捷，减少了人员维修资源的损耗也缩短了维修的时间。无线照明监控系统采用光控时控和声控相结合，避免白天亮灯的浪费情况出现，同样根据天气时间等因素自动调节照明时间的长短。这些措施避免了路灯的无谓的开启，缩短了开灯的时间，延长了灯具的使用寿命，达到了提高照明质量节约能源的本质目的。
关键词：城市道路；照明设计；照明节能
城市中的市政道路可按等级分为快速路、主干道、此干道及支路，不同的道路级别有着不同的功能，也就要不同的照度要求，亮度要求、眩光限制及环境比。不同级别的城市道路有着不同的功能定位，所以在道路照明方面就有着不同的要求，因此，需要有针对性地进行照明设计，以求获得既符合道路特征又满足功能需要的道路照明环境。
在进行城市道路照明设计的时候，首先要明确城市道路的级别，了解此级别道路照明的特点和要求；设计的同时，应该遵循的原则包括：满足《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006），塑造出符合道路周边环境的夜景观形象，环境的协调和节能也是必须予以考虑的原则。
一、照明计算
照明的计算包括了路面的平均照度、照度均匀度及亮度均匀度等计算。
1． 路面的平均照度的计算方法：主要有两种“利用系数法”与“点算法”，
但近几年来我们也从其他国家中认识到，照明计算软件比我们手算的更为便捷与准确，其中DIALUX为我国大部分设计人员所认识的，而且软件计算结果与手算结果作为比较，更让我们计算的最大的避免了计算中的某些遗漏。在两种手算方法中，我们以“利用系数法”最常用，因为此法容易计算，能够很快算出理想状态下的道路平均照度。公式如下：
式中cu―利用系数； ―光源光通量；k―维护系数；
N―每个灯具内的光源数目；w―路面宽度；s―灯杆间距。
通过灯具的利用系数曲线可以得到相应的利用系数。（利用系数与灯具的安装高度、角度、灯杆挑臂长度等因素有关）
2．照度均匀度的计算方法：在一般的情况下，道路照明中的均匀度（Ue）为路面上的最小照度度(Emin)与平均照度(Eav)之比，如下：
3．亮度均匀度计算：通常我们采用“亮度产生系数计算法”来计算道路的平均亮度的。这是最简便的计算方法，计算公式如下：
式中Q―实际的路面平均亮度系数； ―光源光通量；k―维护系数；
M―亮度产生系数；w―路面宽度；s―灯杆间距。
4．软件计算：前面我们说过，手算必须掌握一定的数据，计算相对也比较复杂，容易遗漏某些参数或者取错参数等。近年来，我们也与外国的设计理念靠近，逐渐地也接触了不少国外一些照明计算软件，其中DIALUX为我国大部分照明设计人员所熟悉的，它的方便、简洁，功能的齐全，让不少国内照明设计人员所青睐。现在，我来介绍一下DIALUN4.4版本的使用，其步骤是：（1）编辑道路元素，就是道路的宽度、车道数及其中间绿化带等的数值设置；（2）选取灯具，就是光源的选择；（3）灯具排列，这时你可以修改光源的光通量、灯具的倾斜度、灯杆的高度、挑臂长度、及排列方式等。（4）然后点击计算，就可以打印出计算结果。
二、照明节能
在政府“建设节约型社会”国策的推动引导下，随着国家发改委等部门通知实施《GDP能耗指标公报制度》，四大GDP能耗指标与干部业绩考核挂钩，全国各地相应出台了许多节能政策。各地政府必须明确本年度的节能降耗指标，任务也是十分艰巨的。照明节能，尤其是城市道路的照明节能，是显而易见的突破口。所以，节能是城市照明的重中之重。
目前，我们采用的道路照明节能设计主要有以下几种方法：
1．半夜灯隔盏亮控制方案:即上半夜灯全亮，后半夜，隔盏关闭，实现节能。这种控制方式，采用特殊布线实现，但由于电力供应是三相线，而要实现1/2的功率控制，因此无论如何，都将导致电力变压器的三相严重不平衡。若采用双电缆供电，一次性投资翻倍，而且维护起来比较困难。此方案最大的缺点是后半夜，由于隔盏关闭，造成了斑马效应，给行车带来安全隐患，尤其是一些整夜通车的货车通道等，更是不可取的。
2．传统电磁按时段换档控制方案：目前，市场上大部分照明节能产品，都采用传统电磁换档技术。其中也有公司试图采用碳刷无级自藕方式控制，由于碳刷烧毁严重，导致主变压器燃烧，没有成功的产品。因此现在的产品均是接触器换档方式。此方案最大的缺点是设备容易烧毁。由于违背电磁基本原理，切换时，冲击电网，过压击穿变压器绝缘，接触器触点啦弧，烧接触器，变压器燃烧。
3．双灯泡灯具方案：使用于道路较宽的，等级较高的道路。即单个灯具里面有两个灯泡，电源来自不同的电缆，到后半夜，关闭其中一根电缆的电源，可以让灯具里的其中一个光源熄灭。这种控制方式解决了上面我们说的第1种方式所造成的斑马效应。可是此方案投资也较大，而且只适用于等级较高的道路（正常照明下，需要用两个光源，维持照度值）。
4．理想照明节能技术，Mni智能电感：Mni智能电感技术，是全球理想的照明节能技术，是我国自主创新，具有我国自主知识产权的高新技术，项目获国家科技部创新基金支持，以及珠海高新区创业服务中心入股扶持。Mni智能电感技术，代表交流稳压电源的发展方向，耗铜以及矽钢量仅为传统电磁产品的3％，这样可节约大量电解铜和冶炼矽钢所需要的能源，节约我国稀有的铜资源，减少环境污染。同时在电力控制和照明节能控制上，也具有与传统电磁技术无法比拟的优越性能，真正实现“以人为本，情景节能，动态节能，按需节能”，比传统电磁技术，节电率更高，更能极大延长灯具使用寿命。Mni智能电感照明保护系统，具有电磁技术的“适应所有负载”的特性，输出纯正弦波，无污染无电磁谐波，同时又具有电磁原理无法实现的“电压高速高精度连续调节”。由于电压的高度平滑调节，大大降低“半老化HID灯”的熄火电压，灯内电弧更稳定，降压节能空间更大，节电率更高，与电磁方式比，更能极大保护灯具和延长灯具的使用寿命。
三、符合道路周边环境的形象，塑造协调
1．城市照明与环境似乎是互不相容的两个科学分支，在人们的印象中路灯只是一棵杆、一个灯泡的旧日形象，而环境包括绘画、音乐、建筑、园艺都是人们美的内涵的外在表现，即人们通过外在的造型和对比，把内在的对美的认知表达出来。但是现实中，路灯的造型、外观颜色、灯光的白与黄，都与周围的环境密切相关，现在越来越多的路灯厂家制造出更多的不同风格的路灯，就是这个原因。这需要设计师不断的演练，比较，与洞察！例如：路灯的灯杆、灯位与灯臂，仔细观察其造型变化的走势与形态，好象都有着相似的原则与道理！把这些道理融入到路灯造型的设计当中，亦即是如何协调灯杆与灯臂的曲线与配合、如何使路灯造型与周围的环境形成一个有机的整体，也就是让人们在路灯的看似简单线条当中找到美感与心悦，这就是路灯设计者在路灯设计与安装时的美术知识与直觉。
2．应与周围相交道路，尤其是并行道路的路灯协调。在相交道路中，我们应本着满足照度、亮度等的条件下，采取统一的路灯造型与排列方式，使整个道路系统更融为一体。再并行道路中，由于可能设计单位的不同，而造成路灯排列位置的不一，这就要靠设计人员的沟通，而对于以实施的并行道路，应做到现场勘查到位，排列到位的做法。同时也应采取多方位的比较，塑造协调。
四、小结
摘要：依据国家的设计规范，参照平时设计采用的方法，简要介绍了室外照明工程电气设计中的设计特点，供配电、导线选择计算，接地与安全、防雷，照明控制。
关键字：小区；景观；照明设计；景观灯具；电气
随着城市发展和人民生活水平的逐步提高,景观照明越来越多的应用在城市中的各类建筑之中,作为宣传城市、美化环境的一项重要基础设施,而且随着经济水平的日益提高,景观照明更多的应用于商业范畴,这也进一步扩大了景观照明的应用范围。然而,景观照明为人类文明带来美观的同时,也形成了影响人们生活起居的光污染,所以,为了更好地满足人们对景观照明的需求,就要求在设计方面更趋合理,做到统筹兼顾,以更好的服务于大众和社会。
一、灯光设计特点
1.设计要从周围环境景致出发，应体现文明水平 “以人为本”的原则，应创造安静、幽雅、舒适的生活环境和意境。通常居住小区照明可分为功能性照明、装饰性照明及水景照明两种。
2.基本照明一般是灯具在道路两侧对称分布、交错分布或道路单侧均匀分布，有诱导性的排列。采用道路灯时，灯高不小于4．5m，灯与灯间的排列距离在25—30m。采用庭院灯时，灯高不宜超过3．5m，灯与灯间的排列距离在15—25m。路灯照明光源通常采用高压钠灯，高压汞灯，白炽灯等
3.景点照明按实景配置，有选择的照明，灯光的设置应能表现建筑物或构筑物的特征。一般采用在建筑物自身或相邻建筑物上设置灯具，或将两者结合，也可将灯具置于地面绿化带，景观照明通常采用泛光灯。
4.室外照明宜在值班室或变电室进行遥控。照明灯具控制，应考虑可分区灵活控制，灯具沿道路顺序排列，平时在夜晚24时前，应可以全部亮，24时至凌晨，可等距离间隔关掉部分灯光，留下部分灯具亮，景观照明可根据需要决定何时亮，何时不亮。
二、电气设计特点
1．供电和配电
(1)室外照明一般采用低压供电，确定配电柜的原则需考虑供电半径和电源到末端受电点所必需控制的电压降。《供配电系统设计规范》GB50052—98中，规定在正常运行情况下，道路照明末端处电压允许偏差为+5％，-10％。
(2)配电柜出线回路的多少取决于控制照明的组合方案，可同时开关的可由相同的一个或几个回路供电。设计时必须考虑相序配置，尽量做到三相平衡。
(3)配电箱供电出线截面一般不宜大于35mm2。以气体放电灯为主要负荷的照明供电线路，在三相四线配电系统中，中性线截面应按最大一相电流选择，不小于相线截面
(4)道路照明常用敷线方法是采用地下直埋电缆。配电线路直埋散热好，载流能力高，且由于电缆各芯间的分布电容并联在线路上，可提高自然功率因数，同时不受气候影响，减少外力破坏，提高供电可靠性。
2. 导线截面选择的计算?室外照明电缆截面选择，应以计算电流和电压降二者指标综合确定。以计算电流确定导线允许载流量，基本确定导线截面；进行线路电压损失计算，可使线路在符合规划的前提下，线路具有一定的裕度，线路截面选择经济合理。
(1)按允许载流量选择导线截面时，照明负荷可按长期工作制负荷考虑，即
IN=Kt·Ial>Ic 式中
Ial—导线长期允许工作电流值；
AIN—径校正后导线长期额定电流；
AIC—计算电流；
AKt—校正系数。
(2)电压降计算可采用负荷矩计算方式，各公式计算结果，必须以最不利的亮化组合方式作为选择供电线路截面的依据。 不用线路电压损失计算方法：(终端负荷用负荷矩Kw．Km表示) ①两线线路(单相，两相无零线或直流线路) U％≈6*Up％*p*L ②三相四线和三相三线线路 u％=Up％*P*L ③两相带零线三线线路 U≈2．25*Up％*P*L 式中 u％一电压损失百分值，％ Up％--三相线路每一千瓦，公里的电压损失百分数，u％kw．km P-有功负荷，Kw L-线路长度，Km 式中功率P取值： ①对于负荷沿途基本分布均匀的基本照明和负荷间有一定距离，但功率值较均匀的景观照明，可近似按三相平衡均匀负荷计算。 ②景观照明中负荷特别集中，可近似按三相平衡线路计算， ③景观照明中，负荷有一定距离，且功率变化较大而不均匀，可采用负荷矩，一段一段组合计算。
3、照明线路保护措施
(1)室外照明一般采用TN—S系统，在电源点与路灯间设专用保护线PE。从电源箱引出5芯电缆，在照明配电箱处将PE线做重复接地，接地电阻R≤10欧，PE线沿线路每组路灯杆与之连接，而每组灯杆也须做防雷接地，接地电阻R≤30欧。
(2)《低压配电设计规范》GB50054—95中对配电线路一般要求短路保护和过负荷保护。室外照明线路对过负荷保护不做要求，保护侧重于短路和接地故障保护。
①路灯杆内装有断路器或熔断器，又接专用PE线，对杆内发生的短路和碰杆起保护作用。配电柜内断路器，计算和选型正确，对杆内电源引入处短路，碰杆均起保护作用。
②接地故障保护，通过正确选择和整定线路保护电器，可缩短切断故障的时间；借接地和相邻设备外路可导电部分的等电位联结，可降低预期接触电压。
③室外照明供电线路距离较长时，必须校验最远点短路电流。
4、室外照明控制系统
室外景观照明控制可采用人工控制方式和自动远控或遥控方式，其控制设备应安装于控制室、值班室内，或其它不易遭受机械损伤和非专业人员误操作的场所。在检修室外景观照明时，控制设备应有明显电源断开点及标志。
道路照明控制，传统的控制方式采用光电控制和石英钟时间开关控制。新型的控制继电器既可以根据光电信号对路灯回路通过接触器进行控制，也可根据其内部的时钟和四个定时器对输出回路分别控制，运行方式灵活。若够条件，可采用由微处理器加传输总线组成的计算机网络进行控制。
随着城镇规模的逐步加大,经济水平的日益提高,景观照明的适用范围越来越广阔,正在逐步取代传统照明,渐渐成为主流照明系统,而合理的景观照明设计则可以做到既美观又节能,还能在安全标准方面达标,这就为城市建设增添亮色的同时又可以愉悦人们的身心,而安全的设计是一切要素的重中之重,需要靠政策的扶持、施工方正确的概念和细致的工作取得,这也是在城市景观照明建设中需要不断探索并不断创新的课题,从而打造一道明亮和谐的别样风景线。
参考文献：
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关键词：城市；道路；照明；节能设计
中图分类号：U491文献标识码： A
前言
万家灯火所形容的场面能够充分地体现出照明对于人们日常生活的重要性，在经济和科技不断创新的今天，传统的油灯、蜡烛灯照明手段已经被电灯取而代之，更能看到在现代城市设计中将照明系统应用与城市的装饰，这是对科技不断发展的表现。但是在人们享受光明的同时，对于电力的消耗无疑也是巨大的，在可持续发展理念的指导下，解决社会能源，保护生态环境是全社会都需要进行关注的问题，照明节能是其中不可缺少的组成部分。当照明给电力的生产带来巨大的压力时，人们也逐渐开始意识到对照明系统进行节能控制的重要性，并通过各种手段进行实施。但是在照明节能实施的具体设计中，需要根据实际的情况和对节能效果的具体要求进行。
一、城市道路照明节能意义
随着国内经济的飞速发展，城市道路的照明设施的使用也越来越普遍。但是据统计资料显示，在城市道路照明的使用中有将近20%的能源为无意义损耗，这就在无形中造成了国家能源的重大浪费。为了缓解这种浪费对国家建设的损失，国家各个部门都出台过相应措施来缓解这种现象。去年，由住房城乡建设部发的《“十二五”城市绿色照明规划纲要》中，详细的阐述了当前我国城市的道路照明节能的现状。并依据事实统计数据，总结出我国目前城市的道路照明节能的具体发展指标，即发展城市绿色照明，建立有利于城市照明节能、城市照明品质提升的管理体制和运行维护机制；完善城市照明法规、标准和规章制度；建立和落实城市照明能耗管理考核制度；积极使用节能环保产品和技术，提高城市照明系统的节能水平。
二、城市道路照明节能设计的具体措施
（1）、选择布灯方式
通常道路照明的布灯方式通常可分为常规照明和高杆照明两类。常规照明有以下几种布置方式：单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置。单侧布置优点是具有良好的诱导性，但是它存在的问题是不设置灯具的一侧路面亮度会明显低于另一侧，造成两个方向行驶车辆的照明条件不同。双侧交错布置优点是亮度总均匀度要好于单侧布置，但是其亮度的纵向均匀度一般比较差，诱导性也不及单侧布置。双向对称布置路面亮度总均匀度及路面亮度纵向均匀度都比较好。这种布置方式适合于有中间分车带的双幅路，光效率要比双向对称布置高一些，诱导性也更好一些。横向悬索布置布置方式灯具的安装高度一般都比较低，加上悬挂的灯具容易摆动或转动，所以容易对驾驶员造成间歇性的闪烁眩光。故一般情况下不推荐采用这种布置方式。高杆照明主要用于大面积照明，如道路的立体交叉、平面交叉、广场、停车场等场所。了解灯具布置的各种的特点，就根据建设方需求及道路自身的特点确定灯具布灯方式。
（2）、照明路灯亮度的选择
在《城市道路照明设计标准》中第3项有明确的城市道路照明亮度标准。进行设计时必须满足标准中所规定的最小亮度要求，同时在满足最小亮度的基础上依据现场实际情况尽可能的减少照明过程中的过高亮度，从而进行节能设计。在设计标准的选择中要分清道路的使用类别，即机动车使用照明和人行道照明，其中机动车使用照明又分为主干路、次干路和支路。机动车交通道路照明应以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均匀度和总想均匀度（或路面照度均匀度）、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。人行道路照明应以路面平均照度、路面最小照度和垂直照度为评价指标。
（3）、选择光源及灯具
用于道路照明的光源有高压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯、LED光源。
高压钠灯具有寿命长、光效高、质量稳定以及规格类型多，透雾性好等特点，已成为道路照明中的主流光源，特别在机动车交通道路上都优先采用高压钠灯。
金属卤化物灯光效高、寿命长、显色性好而且能够制成各种光色、各种尺寸规格的光源，因此在道路照明中也占有一席之地，目前主要应用于那些对显色性和光色有较高要求的道路。
高压汞灯最主要的优点是透雾性好、价格低廉、防振性好，而且具有相对较好的耐候性，所以在有透雾性以及尘埃较重的场所使用，但是由于其光效低，显色性不好，所以已经属于限制使用的光源。
LED灯选色丰富、寿命长、可调节性的灯具。目前随着LED产业的发展，LED逐步也在道路照明上开始推广使用。
了解光源的特性，才能选择合适的光源，符合照明的不同需求。
（4）、合理选择电气附件
在灯具的选择后，人们往往忽略了对于电气附件的选择例如镇流器等，而这些电气附件往往会在道路照明节能中产生负面影响。例如部分灯具内的电容元件，蓄电能力不足。一旦供电信号发出，电容元件电力不足以达到标准要求的亮度，则必然需要加强布灯排设。如此即造成了电力的浪费，又造成了材料的浪费。
（5）、半夜灯降压节能和照明智能控制
节能效果最为明显的一项措施是在深夜普遍降低路面亮度(照度)。由于深夜车流量减少,应该普遍推行这一措施。对于次干路和主干路,正常照度较高,在深夜可以考虑降低照度。但居住区夜间住户安全和行人的安全极为重要,且照度本来就不高,即使再降低,节能效果也不明显。主要采取的措施有:)
1、采用深夜关掉不超过半数灯具的方法(隔盏关灯),缺点是简单实用,但需要多敷设一根供电电缆,也会导致路面照度均匀度降低；
2、采用双光源灯具,深夜关闭一支光源,即节能,又不会影响均匀度,但灯具和电缆投资；
3、采用深夜能自动降低路灯光源功率的装置,如双功率镇流器、有载调压变压器、降压装置等。
照明控制选择合理的控制方式,比如时控和光控相结合的智能控制方式,根据所在地区的地理位置和季节变化合理确定开关灯时间,这样才能够做到需要开灯的时能立即开启,需要关灯时能及时关闭,最大可能的缩短灯具的点然时间,达到节能的目的。
三、结语
随着城市建设步伐的不断加快，作为城市经济发展必要条件的城市道路规模和数量在剧增。人们也越加重视在城市发展使用过程中关于道路照明的浪费现象。因此，在设计人员在对城市照明系统进行设计时，应充分应用节能理念。现对电气照明节能设计的原则进行了总结，并且在此基础上，对照明节能设计具体理念和措施进行研究和探讨，希望能够为照明节能设计的优化产生积极的影响，从而促进生态社会的建设，保证社会经济的发展。
参考文献
[1]黄金穗.试论城市照明节能设计中的措施[J].科学之友，2011（2）：162.
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[3]辛忠远.论城市道路照明设计与节能措施[J].中国道路照明论坛,2011.
关键词：路灯 系统节能 照度 电容补偿
中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
1、前沿：本人从技术角度，分别从路灯布置方式、配电系统、灯具配件等方面，就如何以科学、合理的方式，实现道路照明系统节能，阐述个人的一点体会。
2 、合适的照度
合适的照度，是我们在道路照明节电工作中首先需要重视的问题。它包括两个方面。其一是为所设计的道路选择合适的照度标准；其次，是采用适当的计算及设计方式，实现合适的照度。我们不难观察到，国内不少城市道路照度偏高，既增加了路灯照明的耗电，也削弱了道路两侧景观照明的效果。
现行有效的标准《城市道路照明设计标准》还是早在94年制定的。不可否认，相对于我国沿海一些近年来交通发展较快、经济较发达城市，由于其出行时间延长、交通量大、交通情况复杂，其中的照度标准要求偏低。但我们也不应过分的选择较大的照度。根据正在修订的《城市道路照明设计标准(征求意见稿)》以及我们工程中的实践，推荐按表1的标准选择照度。具体工程中,可视道路所在城市的性质和规模、交通信号的完善程度、道路与周边环境分隔状况在表中高档值与低挡值之间选取照度。
表一
照度标准确定后，如何进行照度计算,是设计师们头疼的问题。常规的利用系数法计算粗糙，且无法确定均匀度。手工逐点计算法计算精度虽高，但需要收集大量的灯具资料，计算工作量也很大。以上两种计算方式在工程实践中均不适用。笔者建议,目前已有多家国内外灯具厂家编制了照明计算软件，计算中虽然只能对相对应厂家生产的灯具进行照度计算，但对于路灯系统设计还是有相当的参考意义。建议在设计中选择一到两家的软件对照度进行计算，从而快速方便地确定灯具布置形式、杆高、路灯间距、光源容量，实现合适的照度，避免或减少路灯系统设计的盲目性。
3 、电容补偿
路灯采用的光源，基本是气体放电灯，其功率因数相当低，一般在0.45以下，从而使回路电流大，在线路上产生的损耗相当可观。《城市道路照明设计标准》中，要求气体放电灯应加电容补偿，补偿后功率因数应不小于0.8。但标准中并没有明确是在路灯电源处集中补偿，还是在灯具处分散补偿。目前国内城市路灯系统采用的电容补偿方式两种均有。笔者认为，由于路灯设施是均匀分布在道路纵向两侧，由路灯电源至路灯灯具的低压配线较长，道路照明系统产生的损耗主要发生在这一段。采用路灯电源处集中补偿方式，并不能减少低压配线的耗电。而采用单灯分散补偿，无疑减少了路灯电源至路灯灯具这一段线路上产生的损耗，将起到较好的节电效果。电容量与路灯常用光源---高压钠灯的配套建议按表2选择，补偿后单灯功率因数将不小于0.85。
表2
4 、 关闭半数光源
显然，关闭半数光源的方式节电效果直接而且显著，节电运行时段节电达50%，总体约在30%左右。在电力紧张的背景下，政府出台了一些文件，要求在后半夜，采取“亮一隔一”或“亮一隔二”的措施，关闭部分光源。笔者认为，这只能作为缓解电力紧张局面的权宜之计。因为，“亮一隔一”或“亮一隔二”不仅减小照度，同时区别于不同的灯杆布置方式，照度均匀度将不同程度、甚至是严重的下降，对交通、行人安全、对维护社会治安产生不利影响。七十年代的世界性能源危机中，日本曾在道路上进行间隔点灯的试验，结果导致治安、道路交通事故的大幅上升。另外，这种方式由于需要在同一路径上敷设两根路灯供电电缆，也增加了建设投资。
因此，应区别于不同的灯杆布置方式，谨慎采用关闭半数光源的方式。
常规灯杆布灯时，往往采用车道侧单光源灯具。灯杆布置有单侧布置、交错布置、对称布置。
单侧布置时，若选用这一方式，则后半夜车道明暗悬殊，照度均匀度远低于道路照明设计标准的要求。如某单侧布灯的工程，前半夜全亮时均匀度高达0.53，采用”亮一隔一”后均匀度则下降至0.07。我们不应顾此失彼，单侧布灯时,不宜推广关闭半数光源的方式。
交错布置、对称布置时，采用这一方式，虽然均匀度稍差，但若选择配光合适的灯具，均匀度还是可以达到或略低于道路照明设计标准的要求。工程实践中，可根据车道宽度、道路交通量、周边人流量等，有选择性的使用这种方式。
在照度要求高、机动车道较宽的快速路、主干路上，常规灯杆布灯时，可考虑采用车道侧同杆双光源灯具方案，两个光源可等功率或不等功率。采用这种布灯方案时，上半夜两个光源全亮，后半夜关闭其中一个光源。这种方式，对照度均匀度基本没有影响，单侧布置、交错布置、对称布置时，均可采用这一方案。
5 、 环形电感镇流器
采用气体放电灯的路灯照明系统中，除光源自身的功耗外，与气体放电灯配套的电感镇流器也要消耗一部分电能。电感镇流器的工作效率高低、节能与否，对路灯照明系统的电力消耗有一定的影响。相对于传统的电感镇流器而言，环形电感镇流器，由于其采用圆环形铁芯和线圈，使环形铁芯卷片的几何形状与磁力线回路和曲线更加适应，磁路分布更趋合理，进一步改善了磁通，降低了铁损，减少了总的电力消耗。可广泛适用于高压钠灯、汞灯和金属卤化物灯。需要注意的是，这种方式仅仅是减少了镇流器的损耗，对路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗并没有减少。
6、智能光源降压一稳压一调光技术
智能光源降压一稳压一调光技术，是将装置安装在路灯配电回路的起端，在前半夜控制路灯回路为全压，接近午夜时分，开始降低回路电压，在后半夜车稀人少时，进一步降低电压。它的节电原理有二，其一是高压钠灯的亮灯维持电压低于220V，因此，降低回路电压光源不会熄灭；其二是由于后半夜电网用户少，负荷低，电网电压高于220V，而过压将额外消耗部分电能，采用该装置则避免了这部分的浪费。根据工程实践，它的节电效果在15％左右。采用这种装置，不仅节约了电能，不影响照度均匀度，而且能够避免光源过压运行，延长了路灯寿命。需要注意的是，这种方式是对配电回路降压，回路内所有灯具都将在低电压运行，对下述问题应予注意：①，随着使用时间的增加，光源端电压及电流等电气参数发生变化，同时光源本身质量上又具有离散性，降电压运行时就可能出现同一回路中一些灯具灭灯的现象；②路灯配电回路供电半径长达800米，随灯具与供电端距离的增加，电压逐渐下降，若线路设计不当，有可能出现远端电压不能满足光源所需正常维持电压；③路灯系统中往往会外接公交站台广告灯箱、电话亭照明，而这些照明由于功率小，一般采用直管型荧光灯、紧凑型荧光灯，低于正常工频电压时，这些光源不能正常工作。④回路中接有电动升降式高杆灯时，由于电动装置为感性起动特性，起动电流大，与这种装置过载电气特性不匹配。
7 、可变功率镇流器
可变功率镇流器，利用气体放电灯在工作电流适当减少时，仍能正常运行的原理，通过后半夜增加镇流器电抗，从而降低光源电流，减少路灯系统电耗中占主要比例的光源的电耗，达到路灯系统整体节能的目的。
7.1降功率控制原理
其工作过程如下：1）正常情况下，LCU控制电路控制电子开关闭合（短路），外部电压直接通过电子开关加到路灯电路上，使路灯工作在额定功率状态。2）降功率控制情况下，控制电路控制电子开关打开（开路），控制外部电压只能通过降功率电感加到路灯电路上。此时，路灯电路感性负载增加，路灯工作电流降低，从而使路灯功率下降，耗能降低，达到节能的效果。3）当电网电压偏低或光源状况不佳，降功率运行将可能出线闪烁时，即使在降功率运行时间段，控制电路也将自动控制电子开关在闭合状态，避免路灯熄灭。
7．2节能控制方案设计及节能效果分析
不同的节能控制程序会产生不同的节能控制效果，按每天照明11小时，前5小时处于正常照明状态，后6小时处于节能照明状态。各功率光源节电效果如表4。
表4
这种方式由于是在灯具处安装，因此，适用于各种路灯布置方式和光源组合方式。
对于原有道路照明工程，可采用附加型变功率镇流器进行改造，其特点是，对原灯具配套的镇流器不予更换，既方便改造施工，又降低系统改造造价。
可变功率镇流器方式，具有智能光源降压一稳压一调光技术的优点，也避免了智能光源降压一稳压一调光技术的缺点，值得推广。
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