市政路燈電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用要點(diǎn)

陳偉強(qiáng)

摘 要：下文中，筆者將具體闡述并分析市政道路路燈設(shè)計(jì)中節(jié)能要點(diǎn)和防盜策略，以提升市政環(huán)境質(zhì)量、服務(wù)城市交通運(yùn)輸和人民出行為目標(biāo)，針對(duì)筆者參與市政道路路燈設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，論述市政路燈電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的注意事項(xiàng)與要點(diǎn)因素，有關(guān)設(shè)計(jì)單位與設(shè)計(jì)工作者應(yīng)當(dāng)在科學(xué)知識(shí)理念指導(dǎo)下，不斷提升個(gè)人專(zhuān)業(yè)能力與職業(yè)素養(yǎng)，研究學(xué)習(xí)各國(guó)、各地方關(guān)于市政路燈電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成功案例，從中汲取知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，并與我國(guó)市政建設(shè)管理現(xiàn)實(shí)情況相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)市政路燈電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的持續(xù)創(chuàng)新和改革。

關(guān)鍵詞：市政路燈；電氣系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與應(yīng)用要點(diǎn)

文章就城市路燈交通在電氣控制系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)和應(yīng)用展開(kāi)論述，對(duì)市政路燈的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行探討，集中分析當(dāng)前市政路燈面臨的一些主要的電氣設(shè)計(jì)和應(yīng)用問(wèn)題，對(duì)市政路燈的電氣系統(tǒng)做出優(yōu)化。

1 市政路燈在節(jié)能設(shè)計(jì)上的優(yōu)化

1.1 采取半光的設(shè)計(jì)模式

在一般的情況下，關(guān)閉一半光源的方式能夠?qū)?jié)約能源有顯著的作用，在這種情況下路燈照明的過(guò)程中節(jié)電高達(dá)50%，這種半光的模式在總體上能夠節(jié)約30%。現(xiàn)階段，全球各地都存在電力資源枯竭、短缺、供應(yīng)不足等諸多問(wèn)題，為了實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展與環(huán)境二者間的可持續(xù)發(fā)展，外國(guó)和我國(guó)都各自開(kāi)展了大量工作、出臺(tái)相關(guān)政策、法律法規(guī)，以實(shí)現(xiàn)電力能源的節(jié)約，而市政路燈電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃是其中一項(xiàng)重要方面。盡管，市政路燈電力系統(tǒng)的節(jié)電模式，只能作為一種權(quán)宜之計(jì)，起到短期緩解電力短缺的作用，但大大的降低了照明的水平，對(duì)于路段交通會(huì)帶來(lái)不利的影響，嚴(yán)重威脅到行人的生命安全，公共交通秩序也會(huì)為此而付出代價(jià)。

1.2 環(huán)形電感鎮(zhèn)流器在市政路燈設(shè)計(jì)中的使用

氣體放電燈在市政路燈設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不僅耗費(fèi)電源，并且為了保證氣體釋放與電燈相匹配，需要使用電感鎮(zhèn)流器，也相應(yīng)增加了功率的消耗。相比傳統(tǒng)的磁性鎮(zhèn)流器，由于環(huán)形電感鎮(zhèn)流器使用的是環(huán)形鐵心和線(xiàn)圈，使環(huán)形磁芯和磁場(chǎng)的直線(xiàn)和曲線(xiàn)響應(yīng)電路的磁力分布更加合理，進(jìn)一步提高通量和降低鐵的繞組幾何損失，降低了總功耗，可廣泛用于在高壓鈉燈、汞燈和金屬鹵化物燈。同時(shí)要注意，為了減少這種損耗鎮(zhèn)流器的唯一方式是對(duì)光源的功耗進(jìn)行優(yōu)化，因此占主要比例的街道照明系統(tǒng)的功耗不會(huì)降低。

1.3 降壓穩(wěn)壓器的智能調(diào)光技術(shù)

智能調(diào)光技術(shù)是降壓穩(wěn)壓器的主要功能，降壓穩(wěn)壓器安裝在配電回路的起端路燈，在午夜時(shí)分接近的時(shí)候，回路電壓開(kāi)始逐漸的降低，隨著時(shí)間的過(guò)去，就會(huì)一步一步的降低電壓。這其中節(jié)約的原則有2個(gè)，一個(gè)是高壓鈉燈保持電壓低于220V，因此，減少環(huán)路電壓的情況下路燈不會(huì)熄滅；二是由于夜間較少的電力用戶(hù)的休息，負(fù)荷低，電網(wǎng)電壓高于220V以上，過(guò)大的電壓會(huì)消耗一些額外的能量，使用這種裝置是為了避免這一部分的浪費(fèi)。應(yīng)當(dāng)指出，這種方法實(shí)際上是一個(gè)降壓功率分配電路，該電路中運(yùn)行的燈都是低電壓。

2 市政路燈電氣化防盜報(bào)警燈電纜系統(tǒng)

2.1 市政路燈電氣防盜報(bào)警機(jī)制

220V路燈的中心是路燈線(xiàn)路控制箱，大約有500m的控制供電半徑，來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的監(jiān)控設(shè)備和報(bào)警主機(jī)組件燈線(xiàn)。信號(hào)發(fā)生器安裝在路燈控制箱，控制面板充電裝置安裝在直線(xiàn)段的終點(diǎn)路燈。在正常情況下，當(dāng)白天的時(shí)候電力線(xiàn)的路燈會(huì)接受到信號(hào)，該信號(hào)發(fā)生器的幅度由檢測(cè)的脈沖信號(hào)來(lái)確定電纜的完整性，并發(fā)送一定頻率的脈沖調(diào)制信號(hào)線(xiàn)。

報(bào)警主機(jī)：線(xiàn)路供電的街道燈在夜間，通過(guò)對(duì)路燈的線(xiàn)間電壓信號(hào)檢測(cè)，能夠確定電纜的完整性。如果是因?yàn)殡娫淳€(xiàn)在夜間不正常供電的原因，由電壓檢測(cè)信號(hào)發(fā)生器將發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)的電纜，這兩個(gè)設(shè)置中，因?yàn)殡妷旱蜁r(shí)燈電纜信號(hào)盜竊未損壞的信號(hào)被發(fā)射，高頻脈沖調(diào)制的作用就會(huì)被接收到，這種控制系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)由于受電力線(xiàn)停電誤報(bào)的情況。在系統(tǒng)正常狀態(tài)下，如果路燈在電纜的末端安裝到被監(jiān)控報(bào)警主機(jī)沒(méi)有檢測(cè)到這些信號(hào)，系統(tǒng)就會(huì)顯示燈電纜被盜損失，這時(shí)候GSM通信模塊開(kāi)始運(yùn)行，獲取信息并發(fā)送到信息的管理中心。

2.2 組成結(jié)構(gòu)與函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

一是，MCU和復(fù)位監(jiān)控模塊。單芯片閃存微控制器與主芯片來(lái)完成掉電檢測(cè)，傳輸控制、電源管理和電池開(kāi)關(guān)脈沖信號(hào)，內(nèi)部信號(hào)發(fā)生器。復(fù)位運(yùn)行在MCU的看門(mén)狗芯片實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控模塊，單片機(jī)死機(jī)一次，它將被強(qiáng)制復(fù)位MCU恢復(fù)正常運(yùn)行，看門(mén)狗芯片對(duì)信號(hào)發(fā)生器的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行提供保障。

二是，市政路燈的電源管理模塊。市政路燈電源管理模塊是路燈電氣系統(tǒng)的核心組成部分，決定了市政路燈電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率高低。其能夠確保市政路燈電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)增強(qiáng)電路電壓數(shù)值穩(wěn)定性，排除外部環(huán)境中電磁波的干擾。設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意挑選電源管理模塊中應(yīng)用的電池類(lèi)型，我國(guó)通常在市政路燈電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中采用12V電壓的鉛酸種類(lèi)電池，并使用交流電源為路燈電氣系統(tǒng)輸送電力，為了有效延長(zhǎng)電源電池的使用期限，建議管理者定期應(yīng)用電源線(xiàn)路，激活電池。

2.3 市政路燈電氣系統(tǒng)中的防盜報(bào)警裝置

市政路燈電氣系統(tǒng)的防盜報(bào)警裝置構(gòu)成繁復(fù)，包括全球移動(dòng)通信系統(tǒng)、電池、電源管理模塊、信號(hào)檢測(cè)模塊、掉電檢測(cè)模塊、信息存儲(chǔ)模塊、復(fù)位控制模塊和單機(jī)片等零部件。路燈電氣系統(tǒng)的防盜報(bào)警裝置的工作原理和操作步驟如下：一是，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的防盜布防與監(jiān)控；二是，采用了GSM信息傳播技術(shù)，將報(bào)警信號(hào)傳輸給中心系統(tǒng)；三是，使用多層防盜密碼；四是，防盜報(bào)警裝置與電話(huà)自動(dòng)撥號(hào)系統(tǒng)相結(jié)合；五是，可以根據(jù)要求設(shè)計(jì)多組自動(dòng)報(bào)警電話(huà)；六是，報(bào)警系統(tǒng)可以設(shè)定運(yùn)行間隔時(shí)間，降低電力的損耗。

綜上所述，市政路燈與于城市生活有著很強(qiáng)的聯(lián)系，保障城市夜晚交通狀況。有關(guān)單位與設(shè)計(jì)人員應(yīng)優(yōu)化市政路燈電氣設(shè)計(jì)方法，解決解決路燈耗能巨大、人力大量浪費(fèi)的問(wèn)題，使用太陽(yáng)能、聲控和光控系統(tǒng)等節(jié)能設(shè)計(jì)方案，為城市健康、可持續(xù)發(fā)展提供幫助與保證。

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（作者單位：大連市市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）