摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的智能化建设的发展也突飞猛进。伴随着半导体照明技术应用的日臻成熟，对LED调光技术的要求越来越高，对其研究也愈加深入。
关键词：LED场地照明；电气特性；研究
引言
为了研究LED场地照明的电气特性及其应用，对7款中外不同LED场地照明灯具的电气特性进行了系统性地试验研究，包括LED灯的启动、过载、谐波、熄弧、电压、调光等特性，并通过两个工程实例比较了LED场地照明与金卤灯的节能效果。结果表明，在电气特性方面，LED场地照明灯对比金卤灯全面占优，LED场地照明系统具备替代金卤灯的技术条件。
1LED场地照明应用现状
我国的LED场地照明系统最早应用于训练场馆、高校体育场馆、全民健身场馆，取得了良好的应用经验。2016年，中国网球公开赛主场馆———奥林匹克网球中心钻石场地升级为LED场地照明系统，成为我国第一个采用LED场地照明并向全球直播的高等级体育场馆。2018年6月，国家奥体中心体育场也升级为LED场地照明系统，满足足球高清电视转播要求，成为新的样板。LED场地照明系统在2018年的俄罗斯世界杯足球赛、2016年里约奥运会等重大赛事中得到很好的应用效果，也推动了LED体育照明技术在世界范围内的普及应用。而小厂家的LED产品性能参差不齐，影响了LED场地照明的推广。但是，从发展趋势看，LED场地照明系统终将替代金卤灯系统。
2LED场地照明灯具的电气特性研究
2.1LED灯的启动特性和过载特性
试验表明，LED灯的过载发生在启动过程中，因此启动特性和过载特性一起加以研究。其中过载特性实质是LED灯的冲击特性，该术语从金卤灯开始使用一直延续至今。因此，LED灯的过载特性特点：（1）LED灯的过载出现在其启动过程；（2）延时启动的LED灯峰值电流约1.2Ie，峰值电流较小，过载的影响相对较小；（3）瞬时启动的LED灯必须考虑过载的影响，本次试验峰值电流高达15倍之多，且峰值电流的大小不确定，与合闸通电的时机（相位角）有关。
2.2LED灯的谐波特性
LED灯是发光二极管，需要直流供电，而直流电是由市电的交流电经整流、滤波等环节获得的，如果处理不好谐波会超标，对系统产生污染。因此，LED灯的谐波特性研究是其电气特性研究的重要内容，有助于把脉LED灯的谐波特征。通过两次试验，可以得知：（1）总体上，这9款国内外大品牌的LED产品谐波控制的都比较好，代表LED灯的现状水平，基本能满足工程需要；（2）4号产品第一次测试因用错电源，THDi远高于其他产品，达25%；第二次测试用匹配的电源，THDi得到有效控制。说明驱动电源与LED灯的配合非常重要，轻者灯的性能打折扣，重者影响灯的寿命，甚至烧毁灯具；（3）1号和2号在第一次测试时，数据明显不对，原因不详；第二次测试正常；（4）PF均在0.96及以上，表现良好。除TN外，其他品牌的LED灯在其有效电压范围内光输出相对稳定，变化很小。据了解，TN产品尚未定型，测试效果不能令人满意。综上所述，LED灯的电压特性可以概况为以下内容。（1）共有7款灯具参与测试，其中5#灯具（TN品牌）在低电压范围内中间模块不亮，不满足需要，其他灯具均表现良好。（2）所测试的灯具大多具有良好的电压特性，LED灯的输入电压在较大范围内变化（多款可从100V～275V）能保持光输出基本不变，光输出变化率大多数低于10%。在额定电压±10%范围内变化（即190V～242V），光输出的变化率不足2.5%，远优于金卤灯。
3建筑电气照明系统的节能措施
3.1合理使用自然光源
现阶段，我国人民越来越重视资源节约与环保减排等问题，建筑电气照明系统能否充分合理地使用自然光源以节约用电也已经成为人们的关注对象。因此，在进行电气照明系统设计时，应该有效利用建筑物内能够利用的一起自然光源，将自然采光与电气照明相结合。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并结合规定的采光要求，最终明确建筑照明与采光节能设计。
3.2科学设置照度值
照度值的选择与设置必须建立在符合国家与行业规定的基础上，充分结合建筑物特性与照明要求，设置科学合理的照度值。避免出现照度值过低而导致的影响用户体验，伤害用户视力，降低用户生活品质的情况。同时，也不能将照度值设置的过高，否则将导致用电过度，进而达不到节能环保的设计要求。因此，要结合实际需求进行照度值的设置。如果存在某些建筑空间的照度值不达标的现象，就可以通过增加局部照明指数的方式来提高照度，进而使其照值达标，这样既符合了基本照值要求，又能做到节能降耗。除此之外，电气照明系统的总用电效率也是在进行节能设计中需要考虑的重要部分。而科学的照度值既能提供良好的照明，又能降低照明的用电能耗，提高照明系统的总用电效率。
3.3使用高效低耗的光源设备
在进行照明节能设计时，设计人员要充分考虑不同建筑、不同工程的实际需求，再进行光源设备的选择与使用。以镇流器举例，电气照明灯具的类型要求不同，所需的镇流器的功耗也会存在差异。比如，若在荧光灯里使用电感式镇流器，其产生的功耗将是其正常功耗的20%左右；而使用高强度的电子镇流器，功耗只是荧光灯额定功率的3/20左右。由此可见，电子镇流器与电感式镇流器相比，功耗更小。因此，设计人员为了提高节能功效，应该首先考虑低功耗的电子镇流器，在降低电气照明系统的成本的同时实现节能。
3.4使用智能照明系统
随着我国高新技术的不断发展，已出现能运用于电气照明系统的智能控制系统。而在电气照明系统中充分使用智能设计，将进一步提高照明设备的自主运行能力，充分发挥照明设备的照明作用。同时，智能照明系统放弃了传统的照明炫光，实现照明光线相对柔和护眼，又极具节能性能。除此之外，如果建筑内家电产品都运用智能控制系统，还能让用户远程操控与查看照明灯具的使用情况。
3.5优先使用新型环保能源
优先使用新型环保能源可谓是实现建筑电气照明系统节能环保的重要举措之一，尽可能优先地使用新型环保能源，规避不可再生资源的使用，使得照明系统的设计达到节能减排降耗的要求。风能、太阳能、潮汐能、核能等新型能源都是能够保护环境，提高使用效率的自然、可再生能源。特别是在我国已经发展的相对成熟，绿色无污染的再生清洁能源——太阳能，更是能有效利用于建筑电气照明系统里，既能保护环境，又能增强建筑内部的天然光照。随着太阳能应用技术的不断发展与成熟，太阳能也在建筑电气照明系统的节能设计中经常出现。指导注意的是，设计人员在进行太阳能的相关设计时，必须充分考虑不同地区的不同采光条件，计算出该地区的太阳能能源利用率，再对照明系统进行进一步的设计与改善。既要提高太阳能的发电效率，又要应用聚光技术加强太阳能的使用效率与强度，加大发电量。
结语
综上所述，在节能方面可以得出如下结论：1）LED灯在节能方面明显优于金卤灯照明系统，至少可以减少一半的设备安装功率，供配电系统也可得到简化。2）通过同一场馆金卤灯系统与LED系统对比，LED照明系统采用整体、统一设计，系统安装功率可减少70～80%，节能优势明显。3）通过同一场馆金卤灯系统与LED系统对比，保留原照明配电系统，只在原灯位更换LED灯，系统安装功率可减少一般左右，节能效果也比较可观。
参考文献：
［1］JGJ354-2014体育建筑电气设计规范［S］．北京：中国计划出版社，2014．
［2］李炳华，覃剑戈等．LED灯启动特性的研究与应用［J］．照明工程学报，2017.8
［3］李炳华，贾佳等．LED灯电压特性的研究与应用［J］．照明工程学报，2017.10
[4]林若慈，王飞翔，高雅春.体育场馆照明现状分析及展望[J].照明工程学报，2016：4-27.
[5]杨波.LED在场地照明中的应用[J].照明工程学报，2016，27（4）：132-139.
论文作者:曾钢城
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：系统论文; 特性论文; 场地论文; 节能论文; 照度论文; 电气论文; 谐波论文; 《基层建设》2019年第19期论文;