电磁感应灯道路照明的一个新选择

上海复旦大学电光源研究所 陈育明 陈大华

上海宏源照明电器有限公司 李维德 王爱群
摘要:本文主要讨论了电磁感应灯在道路照明中应用的可行性。通过分析电磁感应灯的特点、道路照明的要求和视觉研究的结果等方面,表明电磁感应灯将在道路照明中很大的应用潜力。
前言
    道路照明目的是在夜间为车辆驾驶者及路边行人提供良好的视见环境，达到保障夜间交通安全，提高交通运输效率，方便人民生活。根据最近研究表明,合理的夜间道路照明至少可以会降低30 %的城市道路交通事故率、45 %的乡村道路交通事故率和30 %的高速公路交通事故率【1，2】。另外,合理的道路照明还能提高交通引导性,从而提高道路的利用率,降低犯罪率,对提高环境的舒适度以及美化城市也有重要意义。
    目前人们节约能源、节省资源、保护环境的意识逐步得到增强，实现高效、合理、舒适、便捷的照明是发展的趋势。当前各大城市的路灯的光源主要为高压钠灯和汞灯，随着电磁感应灯的不断成熟，道路照明的光源也有了更多的选择，可以使道路照明更舒适多样【3】。
不同道路对光源的要求不同【4,5】
1 景观道路
    景观道路照明以景观形象的提升为目的，照明方式以功能性照明和装饰性照明并重。光源光色易采用高色温如冷白色，给人们带来现代、新鲜和醒目的视觉感受，显色性要求高。
2 高速路
    高速路车流量大，车速高，全封闭或高架，无非机动车道，机动车道设置中央隔离带，道路使用者类型比较单一，主要是高速行驶的各种机动车辆，照明应侧重为机动车驾驶员提供安全驾驶的条件，以功能性照明为主，禁止装饰照明，禁止动态照明。在光色与光源类型的选择上应尽量使用节能高效并具有良好的视觉功效的光源。灯具尺度应较大，灯具风格应简洁明快，具有现代感，避免过多装饰。
3 历史文化街、步行商业街
    历史文化街在一些历史文化名城尤为重要。交通特点是步行流量大，道路照明应着重考虑行人，应增大装饰型照明的比例，和突出传统历史文化。在此区域，照明设施的样式风格有着格外重要的角色，灯具风格、光色关系到是否能够保护独具特色的历史文化名城风貌，充分体现历史文化街区文化内涵。
    步行商业街是人们购物消费的地方，道路照明应烘托出繁华、热闹而浓厚的商业氛围，对购物者形成心里诱导。可选用非截光灯具（如磨沙玻璃罩），因为在以步行为主的道路照明中，眩光问题对步行者并没有形成较多不利影响，相反适当闪烁的灯光常常有助于产生一种诱人与生机勃勃的气氛。光色可采用暖白色、冷白色、中性白等高显色性的白色调。在此类道路中，道路宽度一般较小，进行照明不需要大功率的光源与很高的安装高度，具有良好显色性的、较小功率的光源和小型化的灯具尺度应为首选。灯具风格强调具有艺术人文特色，能良好的体现当地文化底蕴。
4 商业性交通干道
    由于道路两侧商业发达,有多处大型的购物、餐饮、娱乐场所,具有较充足的步行空间，机动车和非机动车的停车场,考虑人群的安全与购物环境及交通目的，既担负城市交通性干道的功能又附有大量商业服务设施和其它类型公建，车流人流之间冲突大。照明方式主要采用高显色性的白光照明,白光照明比黄光照明能获得更多的信息量(从视觉获得)。在此种商业性交通干道类别中，道路特性比较明显，车流与人流的交互程度远高于一般交通性干道，行人流量大，行为活动复杂，如购物、餐饮、娱乐等等，视觉信息的需求量大，对显色性和视觉舒适度的需求也必然上升到新的高度。因此，白光照明是推荐的最佳照明方式，搭配不同的色温来营造不同的环境气氛。
5 交通干道、货运干道
    交通干道是连接城市内各区的主要道路，为贯穿全市或组团之间的交通服务，道路两侧较少有吸引大量车流人流的公共建筑物出入口。货运干道是城市交通的重要组成部分，担负对外交通功能，车流量大，车速较高，道路使用者类型比较单一，以货运机动车为主，此类道路以功能性照明为重点，道路照明主要为驾驶员提供安全驾驶的条件为目标，光源尽量节能高效，对显色性和光色要求不高。
6 交通支路
    交通支路主要承担短距离交通，非机动车和进出街区的机动车通行，道路使用者以行人，非机动车为主，照明方式采用常规照明，装饰与照明相结合。光源的选择范围比较广，应在一定照明水平的基础上，注重装饰性和艺性。
    因此，在选择道路照明光源时，要考虑历史人文和地域特点，根据不同道路照明的不同要求,以人为本，因路制宜，合理分析，采用相应的光源使道路照明达到安全舒适、眩光少、光污染少、节约电能、美化环境的要求。
电磁感应灯的基本特点
基于LVD电磁感应灯的工作原理，我们可以简要分析其基本特点：
1) 长寿命
    由于灯没有电极结构的特点使其寿命要比传统的灯长很多。灯的寿命主要取决于镇流器。随着电子学的进步，镇流器的寿命可以达到60 000小时。
2) 良好光性能
    LVD电磁感应灯有较高的光效，特别是大功率的灯。例如，200W的灯光效可以超过80lm/W。由于汞齐技术的使用，使灯在冷端温度在60~120℃变化仍有稳定的光性能。
3) 瞬时的启动和再启动
    启动位相从E放电到H放电在电磁感应灯中仅需几个微秒，因此灯的启动和再启动时间非常短。
4) 无闪烁
    光源采用了高频(230KHz)电子镇流器来驱动，因此不会产生眼睛可以感受到的闪烁。
5) 高功率因数
    PFC电路IC芯片的应用，使灯的功率因数可以达到0.95以上。
6) 可调光镇流器
    如前所述，灯的调光由改变镇流器的工作频率来实现。调光范围可以达到30%~100%。
    根据实验发现，电磁感应灯和金属卤化物灯相比，电磁感应灯的由于较低的眩光而可见度高【3】。而可见度道路照明的一个重要指标。