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移動照明系統(tǒng)顛覆傳統(tǒng)照明
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(yùn)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：
?。?）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(zhǔn)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(fèi),。
（2）以現(xiàn)場搶修為主,，發(fā)生電源性故障時,，各類控制機(jī)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。
?。?）在采用小型發(fā)電機(jī)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(jī)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(yùn)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(bǔ)這個不足,，提供持續(xù)的照明，必須滿足以下技術(shù)要求：
?。?）在正常照明故障熄燈時光源瞬時啟動,，并達(dá)到*光效；
?。?）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,；
?。?）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,；
?。?）系統(tǒng)模塊化、單元化設(shè)計安裝簡易,，可快速運(yùn)輸,、移動，防水,、防塵,，適合于現(xiàn)場戶外環(huán)境使用；
?。?）低成本,、維護(hù)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(rèn)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(jìn)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(yùn)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(jìn)行燈具配光設(shè)計,，加大zui大光強(qiáng)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(dá)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(yùn)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(jìn)行優(yōu)化管理,，在充電時對充電速度進(jìn)行控制，放電時對放電深度進(jìn)行調(diào)整,，以延長蓄電池的使用壽命,，同時顯示蓄電池當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)。
2.2.3 燈桿自動升降系統(tǒng)設(shè)計,。
為達(dá)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(dá)到4.5 m.
為便于運(yùn)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)
?。?）充電電壓：210~240 V（單相）；工作電壓：24 V 直流,。
?。?）總功率：240 W.
?。?）工作壽命：LED 為5 萬h,蓄電池壽命為充放500 次。
?。?）具有欠壓,、過壓保護(hù)功能，過充,、過放保護(hù)功能,。
（5）可長期連續(xù)工作,，具有缺相,、相序錯誤保護(hù)功能。
?。?）動作響應(yīng)時間≤0.2 s,過載保護(hù)功能保護(hù)應(yīng)變時間≤0.3 s.
?。?）工作環(huán)境溫度：-15~+60 ℃。
?。?）海拔高度不超過2 000 m.
?。?）zui濕月的平均相對濕度：90%.
（10）安裝場所應(yīng)無嚴(yán)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(yán)重的振動或顛簸,。
3 實際應(yīng)用
在亞運(yùn)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(jìn)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)?，F(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。
?。?）安全可靠：移動照明車采用進(jìn)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(jìn)行充- 放電控制,，具有短路保護(hù),、過流保護(hù)、過壓保護(hù),、過熱保護(hù)等安全保護(hù)功能,；可以保證穩(wěn)定提供12 h 以上的應(yīng)急照明。
?。?）方便環(huán)保：由于采用進(jìn)口蓄電池供電,，相比傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)具有無噪聲污染、無需操作發(fā)電機(jī)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。
?。?）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(jìn)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(hù)等級,，*可在室外使用,，運(yùn)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(jì)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(jì)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(jī)設(shè)備、增加保供電人員和車輛,，每年費(fèi)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(dá)8 年之久,，具有較高的經(jīng)濟(jì)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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