雷曦
德阳市城市照明设施管理处 四川德阳 618000
摘要：本文主要阐述了LED路灯在城市道路照明中应用管理存在的产品自身内部技术和管护问题，提出了LED路灯的技术缺陷和障碍，以及未来LED路灯高效稳定、节能环保、使用寿命长、显色指数高、通用互换性强的发展方向。
关键词：LED路灯；道路照明；问题
引言：LED光源作为一种新型光源，是照明领域的一次革命，LED光源以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、体积小、使用寿命长、绿色环保等优势成为照明光源发展的一种方向和趋势，在建筑室内照明、汽车照明、交通应急照明、广告照明、景观照明上广泛采用，逐步成熟。而在道路照明使用中仍有许多不如人意的地方，德阳市从2005年开始试用和测试LED路灯以来，对6米支路、9米到12米次干路安装8米灯杆120W、150W和10米180W，柱距30米、35米多次进行测试，安装完成后检测，其路面平均亮度、平均照度、均匀度、环境比均能满足《城市道路照明设计标准》要求，但色温过高达5500K，白光显现刺眼，舒适性差，容易引起视觉疲劳。一年后再次进行光环境检测，路面平均亮度、平均照度、均匀度、环境比都无法达到《城市道路照明设计标准》要求，光衰减比较明显。
伴随LED路灯技术的飞速发展，高效稳定、节能环保、使用寿命长、显色指数高、通用互换性强的LED路灯是未来道路照明对LED路灯的发展要求。对于LED路灯在城市道路照明中应用管理存在的问题，包含以下几个方面。
1.LED路灯产品设计生产的问题
日前，对于LED照明，国际、国内尚无统一标准，国内已开始制定LED相关技术标准，估计明年会有初稿出台。LED尚需质量检测制度完善，市场上的LED产品质量参差不齐，对LED产品质量的优劣无法科学有效的检测，加上招投标条件的限制，使得较高品质的LED产品难以真正地得到使用，而一些低劣、低价的LED产品充斥着城市照明市场，使城市照明工程的质量受到很大的影响，增加了城市照明的维护维修成本以及管理维护难度。
LED路灯在产品规格方面也缺少统一的标准，没有统一的LED路灯生产技术标准，厂家按各自的标准生产产品。近十年来，我先后考察过数十家国内大中型LED生产厂家（包括几家上市公司），每一家厂家的专利都超过一百项，专利多，大部分缺少核心技术专利，多为新型实用外观专利；另外，专利多，也说明LED路灯的通用性差，不同厂家的产品及部件是很难通用互换。LED路灯生产厂家灯具各自为阵，自成体系，造成维护只能使用原厂产品，使得维护时间长，维护成本高，维护不便利。
另外，LED路灯光通量需要进一步提高。光通量的提高需要从大功率的LED的外延技术、芯片工艺等基础层次上提升。LED是半导体元器件，其芯片受到温度影响而减少到初始光通量的30%时，就失去照明的意义。理论上大功率LED路灯的寿命有5万小时，其重要前提是要具有良好的散热性。LED路灯散热技术，一般采用导热板，大功率LED灯具采用的石墨散热片也有良好的导热和散热性。路灯用在户外，要做到防水及防尘，要达到相应的IP防护等级技术要求。灯具必须密封，密封后灯具内水蒸汽的温度在极端气候情况下会超过100摄氏度，LED路灯在如此高温的环境内连续工作，如果散热没有做好，灯具就会严重光衰以至于损坏，国内大功率LED路灯的散热仍存在诸多技术问题。LED路灯的寿命尚无科学定论，高压钠灯平均寿命4年，LED路灯的使用寿命暂无实用经验，现在普遍号称5万小时，尚无科学依据，而LED路灯的驱动电路装置的电容寿命，只在6000小时左右。
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2.LED路灯模块的通用性问题
单个LED功率低，要增大功率，就需多个并联使用。光源采用模组化设计，能够实现地面照度与功率匹配，在满足《道路照明设计标准》和《十二五绿色照明实施纲要》对功率密度值要求的前提下，通过增减光源数量，来满足不同的路面宽度和照度要求，达到满足城市道路照明技术要求又节约能耗的目的。因而模块的设计配置十分重要，根据配光曲线需要怎样配置才能满足光学设计要求？多大功率的模块才是最科学的、散热好的、稳定性好的、也是经济的？
LED路灯模块化是LED路灯发展的必然趋势，伴随国家技术标准的出台，模块化是LED路灯走向通用的前提，只有模块化才能消除生产企业各自为阵，使标准得以统一，模块产品按照统一的国家技术标准得以互换，才能实现LED路灯在维护运行中方便快捷和降低成本。
3.LED路灯控制驱动电源等电子元件的问题
LED路灯控制驱动电源是LED路灯的重要部件，在LED路灯的实际应用及检测中，控制驱动电源出现故障的比例是非常大的。
LED路灯控制驱动电源采用的电子元器件多，电子元器件本身的质量和匹配也影响着LED路灯控制驱动电源的使用寿命。LED路灯的电源系统与传统光源不同，需要恒流驱动电源。LED路灯精准的恒流输出，保证LED驱动电流的恒定才能保证LED输出功率的恒定，才能使线路损耗和老化系数减小，从而保障LED光源的使用寿命。
4.LED路灯光学设计问题
LED路灯的色温问题。大功率LED路灯大多是采用5000K 左右色温，作为道路照明光源，在视觉生理上过分阴冷刺眼，不利于机动车驾驶，舒适性差，容易引起视觉疲劳，远视时观察能力会下降。色温3000K左右的黄光或暖白光是比较适合城市道路照明。
LED的光衰问题。相比小功率LED，大功率LED路灯的光衰要好很多。但小功率LED热量散发很小。而大功率的LED存在散热问题，而且发热后亮度会明显降低，因而功率不能太大。
LED路灯显色性低。在LED照射下显示的颜色没有白炽灯真实，这要从光谱分布上来分析。因而提升LED路灯显色性，也是产品的自我完善。
光效，LED路灯技术日趋成熟，大功率LED光源已可以满足一般路灯所需的。一般的高压钠灯的光效是100LM/W，高光效高压钠灯可以达到120LM/W，常用的大功率LED可以达到80LM/W，发光效率越高，节能效果就越好。
合理配光，LED采用二次光学透镜模组和“带状光斑”出光设计。光斑长度是由出光角度来决定的，合理配光就是要合理控制光的分布，避免光的叠加浪费，降低光损耗，满足《道路照明设计标准》规定的平均照度、照度均匀度、环境比等指标的要求，同时消除LED眩光和保护LED光源。
5.LED路灯的管护问题
现在道路照明多采用高压钠灯，因为高压钠灯技术已非常成熟，内部的镇流器、触发器、灯泡等部件不容易损坏，路灯不亮的原因检测方便，工人可以独立进行高台操作，维修简单，部件通用性强，维修成本低。而LED路灯，内部的部件很多，涉及LED管、模组（含透镜等）、电源装置等，元器件、组件损坏的可能性较大，各个部分损坏都会导致芯片不亮。维护困难，在现场，无法立刻断定LED路灯损坏的原因，如果LED路灯不亮，需要把LED路灯拆下进行各项检测，检测不便，有的要整体更换，更换LED路灯的方式显得非常繁琐。不同厂家的LED路灯部件无法互换，通用性差，维护成本高。
结束语：LED路灯的发展方向，最终会选择模块化生产、安装及维修。光源、电气等之间都会按照通用的行业标准插接更换，能简单的、独立的进行判断损坏原因，从而进行现场维修。
所以高效稳定、节能环保、使用寿命长、显色指数高、通用互换性强的LED路灯是未来LED路灯道路照明的发展方向和趋势。
参考文献：
[1]城市道路照明设计标准（CJJ45-2006）
[2]吴一禹：《LED照明在城市夜景应用中的问题探讨》
论文作者:雷曦
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/17
标签：路灯论文; 光源论文; 功率论文; 照度论文; 钠灯论文; 显色论文; 城市道路论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;