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摘要：为保证车辆安全通行，高速公路隧道照明灯大都昼夜开启，照明电费在高速公路隧道日常营运支出中居高不下。传统的隧道照明灯具大都采用高压钠灯，随着LED光源技术的日趋成熟，在高速公路隧道照明中结合先进的控制方式，采用高光效、稳定性好、寿命长的LED灯将会成为一种需求和趋势。本文就浙江沪杭甬高速公路绍兴管理处利用高压钠灯壳体改造成LED灯在马岙岭隧道的成功应用为例，简单分析案例的经济效益和社会效益。
关键词：钠灯；改造；LED灯；应用
一、马岙岭隧道照明现状
马岙岭隧道位于浙江上三高速公路K 236+400至K 237+700路段，双向四车道，左线隧道长698米，右线隧道长668米，设计行车速度为80Km/h。马岙岭隧道于2000年12月建成通车来一直都采用高压钠灯照明，照明灯具安装总数量为676套，总用电功率为142KW。马岙岭隧道基本段照明灯都处于连续不间断工作状态，加强段则在天气晴朗、日光较强的时段开启。由于昼夜持续运行，隧道照明耗电量大，灯具故障发生率高。据统计，马岙岭隧道每年支出的电费约需35万元，更换灯管和镇流器等配件及维修封道等费用约需3.6万元。
二、马岙岭隧道照明节能改造背景
浙江省人民政府2014年颁布了《关于推广应用半导体照明产品的意见》，进一步提出公共照明领域推广、使用LED 照明产品的要求和实施细则。LED灯作为新型照明光源，其节能环保优势是高压钠灯等其他传统灯具无法比拟的，长期用于隧道照明是非常合适的，符合国家节能减排工作的发展方向。
但用LED灯直接替代高压钠灯改造存在以下弊端：（一）因大功率LED照明产品价格居高不下，隧道照明用LED灯直接替换改造一次性投资成本过高。（二）更换下来的大量废旧灯具收回的成本过低，同时造成资源浪费。为解决上述问题，浙江沪杭甬高速公路绍兴管理处联合LED灯具生产厂家于2015年进行了利用拆除下来的废旧高压钠灯壳体改造成LED灯具的课题研究。
三、利用高压钠灯壳体再利用改造成LED灯
经多次调查、选型、改进、测试、反复试验等技术研究，2015年10月，绍兴管理处与灯具生产厂家联合开发的利用高压钠灯壳体再利用改造成LED灯取得了成功，并着重解决了三方面技术难题。（一）利用加有无机抛光剂和少量表面活性剂对
隧道高压钠灯 高压钠灯壳体改造的LED灯
利用高压钠灯壳体再利用改造成的LED灯，经检测，灯具的亮度、光线均匀度、散热、稳定性等各项照明参数均达到了国家标准要求。
利用高压钠灯壳体改造成LED隧道灯板主要技术指标
四、LED隧道灯与高压钠灯性能对比
LED灯具替代高压钠灯照明的优势主要体现在以下几方面：（一）高光效。高压钠灯光源的发光效率为100Lm/w左右，LED灯的发光效率可达180Lm/w。钠灯的光源利用率为40%左右，LED灯具的光源利用率为90%。（二）长寿命。高压钠灯的使用寿命一般在1.2-2万小时，而LED灯的使用寿命可达5-10万小时，LED灯的使用寿命是钠灯的4-8倍。（三）节能环保。LED是由无毒的材料作成，不含汞、钠等有害元素，不会对环境造成污染，同时LED可以回收再利用。（四）维护成本低。高压钠灯的镇流器和光源容易损坏，据统计，隧道内的高压钠灯的灯管和镇流器的平均使用寿命一般为1.5年。因高速公路隧道灯维修需借道通行，造成隧道高压钠灯维护成本大大较高。而LED灯除偶尔几盏保证使用寿命内出现电源损坏外，几乎不需要维护。
五、利用高压钠灯壳体再利用改造成LED灯的经济效益
利用高压钠灯壳体再利用改造成LED灯改造项目具有良好的经济效益。如采用全新LED灯直接替换，马岙岭隧道照明改造项目约需投入151万元。而利用高压钠灯壳体再利用改造成LED灯，项目只需投入96万元，可节约投资成本55万元。改造前，马岙岭隧道高压钠灯的照明总功率为142.1KW，每月的照明电费约需3万元。改造后，马岙岭隧道LED灯的总功率为53.2KW，采用智能调光程序控制，每月的照明电费为 1.7万左右，电费下降了43%。
经测算，马岙岭隧道照明改造后，每年可节约电费14.5万元，灯具维护费3.6万元。按马岙岭隧道照明改造项目总投资96万元计算，5年零3个月即可收回投资成本，具有良好的资本回报率和节能效果。
马岙岭隧道照明节能改造前后电费对比
注：马岙岭隧道照明改造完成时间2015年12月
六、马岙岭隧道节能改造项目的社会效益
2015年，浙江省交通集团、沪杭甬公司、杭金衢公司、金丽温公司等单位参加了隧道高压钠灯壳体再利用改造技术的研讨会，对项目可行性、实用性、经济性等问题展开讨论，一致认为利用隧道废旧高压钠灯灯壳再利用既降低了隧道LED照明改造工程的整体价格，又简化了后期维修难度，缩短了维修时间，为全国公路隧道照明节能减排提供了新方法、新标准和新思路。
马岙岭隧道利用高压钠灯壳体再利用改造成LED灯项目实施后，相比高压钠灯照明具有良好的社会效益：
（一）经浙江省机电产品质量检测所检测，马岙岭隧道改造后LED灯的用电功率大大降低，亮度和均匀度比改造前的高压钠灯有了较大提高，为车辆安全行驶起到了很好的保障作用。
（二）马岙岭隧道LED照明系统采用了智能调光控制，能根据外界的天气及亮度变化自动调节隧道内LED灯照度，大大减少了驾驶员进出隧道时所产生的黑洞效应，提高了行车舒适性，为车辆安全行驶创造了很好的行车环境。
（三）隧道内LED灯亮度均匀，没有频闪，光线柔和、不刺眼，色温与日光相当，过往司机对马岙岭隧道的行车视线和眼睛的舒适度反响良好。
马岙岭隧道照明节能改造前后照度及均匀度检测数据对比
注：以上数据由浙江省机电产品质量检测所检测（详见检测报告）
七、结语
利用隧道高压钠灯壳体改造成LED灯在浙江上三高速公路马岙岭隧道成功应用，是新时代下的绿色变革，达到了“收废利旧，变废为宝”的目的，既降低了隧道LED灯照明改造的价格，又简化了后期维修难度，缩短了维修时间，为公路行业隧道照明改造提供了新思路。
论文作者:郭剑锋
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/12
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