摘要：当前，隧道照明技术已经普遍应用到高速公路中。对隧道照明展开安全节能设计，可以起到保证照明质量，降低照明能耗的目的。在对隧道照明展开设计时，由于各省市以及设计部门的侧重点有所差异，所以在保证隧道照明达到公路隧道相关要求的情况下，注重安全性的保证，根据设计规范，减少投资成本，并在设计环节即考虑到隧道照明后期运营成本，同时在达到业主需求的情况下，最大化的实现节能减排。本文探究了高速公路隧道照明安全节能的各个设计要点。
关键词：高速公路；隧道照明；设计
1、前言
近些年，高速公路项目在我国的数量正在不断的增多，同时其规模和复杂程度也在逐步的增大。隧道照明已经成为高速公路中不可或缺的一部分，照明能耗也是高速公路项目运营管理工作的要点。通过对隧道照明的能耗进行调查后发现，照明对于电能的浪费是非常大的。将节能技术以及各种节能设备科学运用到高速公路隧道项目中，并通过有效的设计来保证隧道照明的安全性，对于高速公路隧道社会效应以及经济效益的提升，均有极大的意义。
2、分级照明的考虑
司机在驾车进入到隧道时，会经历如下过程：由于外部阳光会照射到隧道内的一部分，在刚驾驶入隧道时，光线充足，照明设施的作用不大，所以这对部分区域应当适当的少布置照明装置，同时适当的调低灯光的亮度，将重点放在自然光的利用上，在夜间则可以提升这部分光亮，进行灵活的管控；之后的一段距离，由于阳光很难深入，司机需要做视觉的调整，从而更好的适应隧道亮度。由照明系统分级来说，此隧道路段可叫做适应阶段。在此路段，光照亮度需要逐渐提升；司机在驾驶通过适应路段后，其已经适应了隧道内部的亮度，照明系统的负荷此时也达到了最大的时间段。此路段可以被称作基本路段，照明系统一定要保持稳定的光源以及亮度，反正则会发生故障或者是闪失问题，导致隧道内事故的发生几率提升。
隧道的末端，由于同样可以接受到日照，所以此路段的照明系统布置应当和隧道起始段的大致相同。总之需要根据路段的不同来对照明系统的亮度等级进行调整，通常隧道出入口路段的照明系统亮度需要提升，以避免司机发生突然盲视情况，使司机有更多时间可以适应隧道内部亮度。一般长距离隧道的由于基本路段较强，所以应当进行照明系统的优化，短距离隧道可避开这点。所以需要基于隧道的实际情况来对照明同进行科学的设计，通过有效的途径来优化隧道的基本路段，从而使照明系统的优势得到充分发挥。
3、照明系统中安全节能供电系统的设计
在对高速公路隧道项目展开设计时，供电系统方案和隧道照明系统的运行效果与安全性息息相关。所以降低隧道照明系统的运行成本，并达到节能的目的，需要通过以下手段来对供电系统方案进行优化。
首先在进行隧道供电设计时，应当科学的设置变电站，防止隧道内出现长距离低压配电电缆供电，同时降低低压配电电缆产生的无功以及有功损耗。一般连续与长距离的高速公路隧道应当使用中压供电方法，把10kV中压引进到长距离隧道中，其目的是把配电终端系统引进到负荷中心，像是在人行横通道处使用变压器，进而使电能实现长距离传输，降低线路损耗，达到节约电能的目的。选择中压供电方法，除了可以使隧道内部长距离供电基本需求得到满足，成本造价也可以得到控制，减少了运行阶段线缆所出现的损耗。
其次需要科学的使用变压器。若是变压器装置的运行方式不科学，或者是选型选容不当，均会造成其发生电能损耗提升问题。在对变压器容量展开计算时，需要综合分析变压器设备的经济负载率、用电装置的装机容量，考虑到变电所初步确定的变压器容量所对应的同期系数，并分析用电设施组相对应的系数。其中在确定变压器容量时，需要科学的选定各个用电负荷所对应的需求系数。基于相关数据，并结合隧道运营状况，变电所应当将无功以及有功功率分别设置在0．95～1．0之间以及0．8～0．9间。在对隧道使用的变压器设备装机容量进行初步确定后，还需要检测以及验算变压器设备的经济运行情况，以使变压器容量更加的合理。同时为了通过供电系统的科学布置，实现节能型供电，可以综合布线照明供配电系统以及通风系统，使用节能效果更好的供电线缆。
最后还需要科学的控制照明回路，根据时序进行手动或者是自动化的控制，以达到节能的目的。该方法已经普遍投入于已建成的隧道照明项目中，这是因为以往节能照明技术较少，为了使隧道照明的能耗得到控制，只能根据天气的变化利用相应的程序来对照明回路进行控制，通过关停灯具来达到节能的目的。方法具体有自动控制以及手动控制，通过事前所确定好的程序，根据时间顺序来关停灯具回路，以达到节能的目的。虽然该方法比较繁琐，但是因为其较为简单，所以也被大众所认可。
4、照明光源的确定
在高速公路隧道中，需要通过有效的照明来保证司机的视觉，避免由于视觉信息不足造成交通事故发生，使隧道行车具有更强的舒适度以及安全性。当前，隧道照明设施在高速公路隧道中的应用力度不断增大，重要程度也在不断增强。由于隧道内照明设施需要长时间的运行，相应的电费也会不断的上升，照明质量会逐渐的不能满足隧道照明需求，造成行车的安全性受到很大的不良影响，安全事故的发生率会有所提升，所以一定要通过有效途径，科学选择光源，在保证照明节能的同时，增强照明效果。
由于各种光源的性能参数各以及光学特性均有一定的差异，同时光源的节能效果是由其发光效率所决定的。所以隧道照明的光源需要符合隧道这一特殊情形下的造价要求、光效、光通量以及光衰减情况、使用年限等。另外高速公路隧道只要投入使用，其中的照明系统会长时间的运行，所以为了保证隧道照明的效果一定要使用可靠的光源。当前我国高速公路隧道内部的灯具多会选择高压钠灯、白炽灯、荧光灯以及节能灯等，这些光源多会出现质量稳定性不良、使用年限短、配光质量差以及光带窄、对能源需求量大这一情况。随着科学技术的不断进步，隧道照明方面已经有了无极灯与LED灯等各种新型节能光源。
通过表1中的各种对比数据可以看出，LED以及无极灯的使用年限较长，led灯具有最高的光效，高压钠灯的使用年限以及光效都要次之。其中高压钠灯凭借其透雾性强和光效高等特性，已经广泛的投入到高速公路隧道中，同时通过这些年的发展，高压钠灯的灯具与其光源技术均有了很大的进步，生产成本也有所减少。然而高压钠灯也有很大的问题，也就是显像指数较低，只有20左右，但是太阳光具有的显像指数可达到100。同时高压钠灯色呈现出金黄色，色温较低，运行需要大量的能源支持，这就造成其运营成本不断的增大，给运营单位带来很大的经济负担。Led灯显像指数高，同时光线较为柔和，色温大致等同于太阳光，并且能够频繁点亮，不会出现启动延时情况，其使用年限也不会受到不良影响。Led灯虽然在我国已出现了一段时间，但是其在高速公路行业仍旧没有得到广泛的推广。通过对高速公路隧道项目实施LED灯照明实验后可以得知，其照明质量和高压钠灯相一致，但是其节能效果和对能源的需求要小于高压钠灯，相信随着Led灯的成本降低和优势的大力推广，其必然会获得高速公路隧道的广泛应用。
结语
在高速公路隧道照明方面，我国各个省市的设计企业、专家以及高速公路管理人员对于安全节能的思路有很大的不同，所使用的节能技术也有不一向，这就导致在高速公路隧道项目照明节能减排方面，没有同意的标准要求，只能因人而异。本文详细介绍了多种节能光源，并通过对比分析了各个光源的环保情况，使用寿命等，需要意识到只有科学的使用各类光源，有效的运用节能新技术，并对供电系统进行科学的布置，才可以保证隧道照明的节能性以及安全性，从而使隧道运行产生更多的效益。
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论文作者:张亚魁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/17
标签：隧道论文; 高速公路论文; 节能论文; 光源论文; 钠灯论文; 路段论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第28期论文;