摘要要结合城市道路照明的特点。从节能、经济性、运行维护、产品标准等方面，分析比较LED路灯与高压钠灯在城市道路照明中应用的情况．对LED在城市道路照明应用方面存在的问题提出若干建议与前景展望。关键词：高压钠灯；LED灯具；城市路灯照明0 前言人们对于LED 路灯的认识众说纷纭，LED 能否用于城市道路功能性照明，并在将来代替高压钠灯成为城市道路照明的主流光源．需要我们从不同的技术领域和不同的视角去客观地分析。1 高压钠灯路灯高压钠灯是一种高强度气体放电灯，其发光效率高，目前仍是道路照明灯具的主流，是性价比较高的产品。1．1主要优点光源发光效率高，价格不高，使用周期较长，维护成本低。可应用于城市主、次道路、高速公路、机场、车站、广场、街道、工矿企业的照明。1．2 主要缺点(1)启动电流大，使得供电线路、变电箱短时间负荷加重，会增加电缆线径和变电箱设计容量。(2)对电网要求高，电压波动不宜超出额定值的+6％—一8％。电压过高会影响灯管寿命，过低会造成灯管发光不稳定或熄灭。(3)整灯要与镇流器配套使用。(4)显色指数低，使用范围有局限性。2 LED路灯LED 路灯光效高、光色柔、无频闪，是新一代固体冷光源。可应用于商场、银行、医院、宾馆、饭店、城市景观亮化及各种公共场所照明。2．1主要优点(1)LED光源具有光的单向性．光能以180。向空间辐射，做成灯具反射损耗低，对地面有效的辐射光利用系数较高。(2)LED光源显色指数高，适用于照明质量高的场合，这是钠灯所不具备的。(3)光效高，LED光效已达110~130 lmW ，随着芯片生产工艺及性能提升，光效还有提升空间。2．2 主要缺点(1)单个LED功率低，整灯需要多个光源并联使用，结构复杂。(2)存在芯片结温散热问题。(3)价格高。价格是同等规格钠灯的3~5倍。(4)需要二次配光。3 高压钠灯路灯与LED路灯的分析与比较以下结合城市道路照明的特点，对两种路灯的节能性、经济性、运行维护、产品标准等方面进行分析：(1)节能性。 1从灯具效率看目前钠灯光效维持在较高的水平。250W 以下灯具光效 合适可达85 lmW 左右：250W 以上钠灯灯具光效 合适可达90 lmW左右。LED灯具随着芯片性能提升其光效已有长足进步。2008年，LED灯具光效普遍在35~60 lmW 之间， 合适的可达70lmW 。2013年测试情况表明，LED小功率灯具(250W 以下)光效普遍在70--100 lmW 之间。大功率LED灯具(大于300W)现阶段还比较少．从我们部分测试结果来看，实际光效还是稍逊于高压钠灯路灯。2从光照利用率看LED光源具有光的单向性，光是以180。向空间辐射的．因此灯具的反射损耗低．对地面的辐射光利用系数较高，可达到0．7~0．85。钠灯光源的光以360o向空间辐射，其灯具反射损耗高，对地面的辐射光利用系数不高．只有0．4'--0．6。以目前我们测试的 合适的LED灯具和钠灯灯具为例。LED灯具光效为100lmW ，钠灯为90 lmW ，如果光利用系数取两者 合适值，分别为0．85和0．6，照到路面的光通量，LED 灯具为85 lmW ．而钠灯只有54 lmW 。在光源光通量相等条件下，LED灯具照射路面的光通量比高压钠灯要高出25％一30％，其节电性能占优。3城市道路照明节能试验2012年在某城市某主干道14根灯杆上前后分别安装了功率400W 的某品牌钠灯和160W 的某品牌LED路灯，进行路面照明测试。测试结果表明，两种路灯的照明效果均符合《城市道路照明设计标准》(cJJ45-2oo6)中机动车交通道路照明标准值的要求。具体数据参见表1~2。数据分析：LED灯具实际单位时间耗能是钠灯耗能的55．2％，路面照度是钠灯照度的60.0％。由于LED光源辐射的光是非相干光，其路面照度是可以线性叠加的。这表明，当LED灯具照度达到钠灯灯具同等照度时，其能耗要略小于钠灯，节能优势不明显。
④ 从灯具配光效果看目前，大多数LED路灯灯具的配光类型基本上都是截光型。截光型设计的好处就是可降低眩光。同等光通量下可获得较高的路面亮度，但灯杆间距应不大于3倍灯具安装高度。高压钠灯路灯大都使用半截光型灯具。眩光比前者明显，但灯杆间距比前者宽，应不大于3．5倍灯具安装高度。当前我区城市主要交通干道灯杆设计高度通常为10m，杆距为30m。这种情况下，LED路灯配光是基本符合道路的使用的。如果杆高超出10m，LED路灯配光就无法满足道路照明指标。5功率因数方面高压钠灯功率因数为0．42左右，安装补偿电容后可达到0．85-0．9．LED路灯的功率因数均在0．90以上．目前较高的可达0．99左右。(2)经济性从经济性角度来看，目前LED灯无法和钠灯相比。LED灯具价格是高压钠灯灯具价格的3-5倍，从设计和使用角度来看，尽管使用LED路灯后。箱式变压器容量和电力电缆的线径减小会带来投资成本的节约，但却无法抵消灯具价格高所导致的高额投资部分。(3)运行维护高压钠灯日常维护工作主要涉及光源和附属电器装置。结构简单，不同厂家的光源、附属电器部件等可以互换，故障维修快捷容易，维护方便。LED道路灯具方面．由于生产企业多，产品外形、尺寸、光源排布、功率规格、散热方式等各异，导致产品缺乏互换性，现场维修困难，亮灯率难以保障．维护成本、工作效率很难令人满意。(4)产品标准目前．我国对高压钠灯所制定的国家标准系列很完善．涵盖了对产品各个方面的技术要求和安全要求，检测体系也十分完善，产品质量有保证。由于LED路灯发展很快，产品标准制定滞后，导致现行产品标准的性能指标低于目前技术成熟产品的实际性能指标．市场上销售的灯具产品质量差异较大．使得整个LED路灯产业的发展受到制约。LED灯具能否推广有赖于生产标准的统一。(5)综合分析从我们近两年来对企业生产的LED灯具测试情况看．各企业的灯具性能水平参差不齐。除部分品牌的LED路灯灯具节电性能已经完全可以和钠灯媲美外。仍有不少品牌的LED灯具其节电性能还是没有超出高压钠灯。从经济性角度看，LED道路照明投资远远大于钠灯，通过节能换取投资回报的周期漫长；从LED道路灯具运行维护的情况来看，难令人乐观；LED道路灯具国家标准还不完全，通用规范也还没有制定。可以断言。LED 道路灯具大面积推广应用还为时过早，高压钠灯在城市道路照明中仍占主要地位。并且还要持续相当长一段时间。4 LED路灯应用中的问题及前景展望(1)目前LED道路照明应用中有两个突出问题： 1 为了突出节能性，装灯功率偏小。导致灯具总光通量偏小，路面照度达不到标准要求；2灯具配光不合理。造成亮度纵向均匀度偏低。这两个问题在主干道上表现尤为严重。2012年，国内某机构跟踪检测了44个半导体照明工程。检测了主干道32个．平均照度合格的工程仅占5O％；检测了次干道12个，平均照度合格的工程100％。这就说明．目前的绝大部分LED灯具产品，由于配光特性、功率容量等因素，决定它更为适用于次干道。(2)目前LED路灯有待于解决的问题：q~rEn芯片发热问题：2灯具在满足IP防护要求前提下的可靠、有效散热问题；3驱动电源寿命滞后于光源的问题；④LED灯具接口、部件的通用性问题。这是大规模推广使用产品的基础，问题的解决有赖于国家标准的尽快修订；5芯片光效有待于提高，只有大幅度超越高压钠灯的光效，才能以节能优势占领市场；6二次配光问题。应根不铜灯杆高度 距离路特点，选择合适的灯具、功率、配光技术，满足不同道路照明要求。(3)对LED照明产业前景的展望：国家科技部为推动节能减排，促进半导体照明快速发展，于2009年推出名为“十城万盏”的半导体照明应用示范城市方案。几年来LED照明产业技术发展迅速，国内LED照明应用市场显现出快速增长。随着半导体照明产品性能的持续提升和制造成本的不断降低，也随着相关应用环境．如标准、产品认证、检测、工程应用设计和示范、相关政策等产业环境的完善，LED照明应用将在今后几年保持较高的增长速度，成为具有竞争力的主流照明光源之一。
