目前整個照明節(jié)電行業(yè)處于良莠不齊、產(chǎn)品宣傳是霧里看花，而且針對這種現(xiàn)狀，上海潘登新電源有限公司以科學的態(tài)度，針對照明燈具的特性，分析照明節(jié)電的合理性，用通俗易懂的道理，幫助大家認識照明節(jié)電的科學性，并引領(lǐng)照明節(jié)電行業(yè)走向健康規(guī)范的發(fā)展道路。

    一、 照明燈具的特性

    照明燈具大多采用氣體放電燈，是由氣體、金屬蒸汽或幾種氣體與金屬蒸汽的混合放電而發(fā)光的燈。氣體放電燈可分為：低氣壓放電燈和高強度氣體放電燈。低氣壓放電燈包括熒光燈（低壓汞燈）、低壓鈉燈；高強度氣體放電燈包括熒光高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、陶瓷金屬鹵化物燈。我們所要針對的照明節(jié)電，是以高強度氣體放電燈為主的節(jié)電市場，其中高壓鈉燈廣泛應用于道路、高速公路、機場、碼頭、船塢、車站、廣場、街道交匯處、工礦企業(yè)、公園、庭院照明及植物栽培。高顯色高壓鈉燈主要應用于體育館、展覽廳、娛樂場、百貨商店和賓館等場所照明，使用時發(fā)出金白色光，具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強和不誘蟲等優(yōu)點。

    1、 電源電壓變化對高壓鈉燈的光、電參數(shù)影響

    電源電壓的波動必將引起燈泡參數(shù)的變化，如果電源電壓上升將引起燈泡工作電流增大，促使電弧管冷端溫度提高，汞、鈉蒸氣壓增高，工作電壓、燈泡功率隨著增高，造成燈泡壽命大大下降；反之，電源電壓降低，燈光不能正常工作，發(fā)光效率下降，還可能造成燈泡不能啟動或自行熄滅。所以，要求在燈泡使用時，電源電壓的波動不宜過大，一般要求在230V－200V范圍之內(nèi)變化。

    2、高壓鈉燈的工作原理 

    當燈泡啟動后，電弧管兩端電極之間產(chǎn)生電弧，由于電弧的高溫作用使管內(nèi)的鈉汞齊受熱蒸發(fā)成為汞蒸氣和鈉蒸氣，陰極發(fā)射的電在向陽極運動過程中，撞擊放電物質(zhì)有原子，使其獲得能量產(chǎn)生電離激發(fā)，然后由激發(fā)態(tài)回復到穩(wěn)定態(tài)；或由電離態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，再回到基戊無限循環(huán)，多余的能量以光輻射的形式釋放，便產(chǎn)生了光。高壓鈉燈中放電物質(zhì)蒸氣壓很高，也即鈉原子密度高，電子與鈉原子之間碰撞次數(shù)頻繁，使共振輻射譜線加寬，出現(xiàn)其它可見光譜的輻射，因此高壓鈉燈的光色優(yōu)于低壓鈉燈。

    3、高壓鈉燈啟動特性

    高壓鈉燈啟動后，在初始階段是汞蒸氣和氙氣的低氣壓放電。這時候，燈泡工作電壓很低，電流很大；隨著放電過程的繼續(xù)進行，電弧溫度漸漸上升，汞、鈉蒸氣壓由放電管最冷端溫度所決定，當放電管冷端溫度達到穩(wěn)定，放電便趨向穩(wěn)定，燈泡的光通量、工作電壓、工作電流和功率也處于正常工作狀態(tài)。在正常工作條件下，整個啟動過程約需 10 分鐘左右。

    二、 照明節(jié)電的可行性

    1、現(xiàn)有電網(wǎng)供電電壓

    電力供電系統(tǒng)中，為了避免送電過程中的線路損耗及用電高峰時造成的末端電壓過低，往往都是以較高的電壓傳輸，特別是午夜后用電低谷時，電網(wǎng)電壓更高。路燈設計也是更多地考慮了線路末端燈具的電壓與亮度。而上述高電壓只會帶來燈具的加速損壞及更高的電費支出。同時，電網(wǎng)電壓在用電高峰時（晚上6點～11點），波動較為頻繁，也給燈具的使用壽命帶來較大的影響。

    2、燈具工作電壓要求

    氣體放電燈只是在啟動時，需要較高的工作電壓，而點燃后適當降低并穩(wěn)定供電電壓（經(jīng)長期試驗確定，210V～200V電壓為燈具使用的最佳供電狀態(tài)），既可以保持其正常照度。又能有效地節(jié)電，還能延長燈具的使用壽命。

    3、人的視覺敏銳度

    人的眼睛對照度的敏銳度不是線性關(guān)系，而是對數(shù)關(guān)系。根據(jù)視覺與光強的對數(shù)理論，光強降低10％，視覺降低1％ 。

    4、氣體放電燈的老化過程

    所有氣體放電燈在使用前期，其亮度都比設計值 （壽命終止時的亮度）高出40％～20％，當燈達到壽命終點時，其亮度正好達到目標設計值。根據(jù)這一特點，用照明穩(wěn)壓節(jié)電裝置補償燈的這一老化過程，在保證正常亮度的情況下，可有效地實現(xiàn)節(jié)電效果。

    5、照度、功耗、壽命與電壓的關(guān)系

    由圖可以看出，當施加在燈兩端的工作電壓由額定值下降至90％時，照度變化并不明顯，只是減少了燈在過電壓情況下產(chǎn)生的眩光，而燈具的功耗卻顯著減小，壽命也會延長很多。

    6、照明節(jié)電的科學合理性安排

    綜合上述情況，我們以道路照明節(jié)電控制為例，照明節(jié)電設備根據(jù)高壓鈉燈的啟動特性，照明節(jié)電設備應選擇全壓啟動方式為最佳，當高壓鈉燈充分點亮10分鐘后，放電管冷端溫度達到穩(wěn)定，放電便趨向穩(wěn)定，燈泡的光通量、工作電壓、工作電流和功率也處于正常工作狀態(tài)后，照明節(jié)電設備再以慢斜坡的降壓方式（不會產(chǎn)生任何沖擊電流）調(diào)整輸出電壓，對于照明的功能性和安全性，根據(jù)道路實際狀況設制比較合理的節(jié)電電壓，上半夜節(jié)電電壓為210V，下半夜節(jié)電電壓為200V。照明節(jié)電設備同時應具有自動編程控制功能，便于用戶可以根據(jù)當?shù)氐缆氛彰餍枰?，通過時控電路對照明負載的運行時間和供電電壓進行編程，以最大限度地降低燈具的電耗和溫度。

    從宏觀上可以節(jié)約能源（煤炭、發(fā)電成本）和保護環(huán)境（廢棄燈具、發(fā)電產(chǎn)生的環(huán)境污染）；微觀上從節(jié)約電費就能直接產(chǎn)生效益，和設備的維護成本（人工成本和燈具成本），以及登高操作的安全系數(shù)。

    三、 照明節(jié)電產(chǎn)品發(fā)展歷程

    1、照明節(jié)電的原理

    照明節(jié)電的原理，是按照歐姆定律原理I=U/R，當R不變，I和U是成正比的，降壓的目的就是減小電流，達到節(jié)電的目的。降壓的方式都是通過變壓器來實現(xiàn)的（除采用可控硅移相技術(shù)，污染電網(wǎng)，已被供電部門明令禁止使用），諸如節(jié)能線圈、電磁調(diào)壓、進口特殊材料，實際上都是變壓器。

    2、照明節(jié)電設備發(fā)展歷程

    ① 可控硅相位角導通技術(shù)（產(chǎn)生諧波污染電網(wǎng)，已被國家電力部門明令禁止）；

    ② 自耦變壓器多級抽頭降壓技術(shù)(由于沒有穩(wěn)壓功能，不能保證安全的照明功能)；

    ③ 無觸點有級降壓穩(wěn)壓技術(shù)（分為交流接觸器和可控硅作為開關(guān)應用，有級調(diào)壓方式造成浪涌沖擊電流，縮短照明燈具的使用壽命）

    ④ 有觸點無級調(diào)壓穩(wěn)壓技術(shù)（需要有成熟的穩(wěn)壓器制造技術(shù)）

    ⑤ 無觸點無級調(diào)壓穩(wěn)壓技術(shù)（用IGBT、IGBT和變壓器技術(shù)在研發(fā)階段的，目前市場上沒有成熟產(chǎn)品, 已經(jīng)面世的此類產(chǎn)品，現(xiàn)場使用情況不佳，故障不斷。）

    四、 上海潘登照明穩(wěn)壓節(jié)電柜的發(fā)展過程

    1、上海潘登新電源有限公司的行業(yè)背景

    上海潘登新電源有限公司系上海市高新技術(shù)企業(yè)，成立于1994年，長期從事電力穩(wěn)壓器、變壓器、照明穩(wěn)壓節(jié)電柜和電源濾波器的生產(chǎn)，雷電浪涌防護與電源測試儀器的銷售。與世界500強企業(yè)Danaher Power Solutions公司、具有百年歷史的德國GMC公司的合作，把美國浪涌防護系統(tǒng)和德國高精度電源測試先進技術(shù)引入中國，全心全意為用戶解決電源使用中存在的——電壓波動、浪涌、諧波干擾等諸多電源質(zhì)量問題，讓用戶擁有一個安全優(yōu)質(zhì)的電源，同時提供技術(shù)先進、節(jié)約電能、保護設備的高科技產(chǎn)品。 

    根據(jù)“中國綠色照明工程” 的要求，公司綜合目前路燈的供電方式和氣體放電燈的工作特點，以在廣大用戶中享有盛譽的本公司專利產(chǎn)品--潘登系列無觸點免維護電力穩(wěn)壓器為基礎，先后開發(fā)生產(chǎn)了三代GGDZ照明穩(wěn)壓節(jié)電柜：第一代無觸點照明穩(wěn)壓節(jié)電柜－交流接觸器作為開關(guān)；第二代無觸點照明穩(wěn)壓節(jié)電柜－可控硅作為開關(guān)；第三代無級照明穩(wěn)壓節(jié)電柜；目前上海潘登在研發(fā)試驗階段的第四代照明節(jié)電產(chǎn)品，采用德國PWM脈寬調(diào)制技術(shù)的新產(chǎn)品－無觸點無級照明穩(wěn)壓節(jié)電柜，上海潘登已經(jīng)具有成熟的專利產(chǎn)品－大功率無觸點補償式電力穩(wěn)壓器制造經(jīng)驗，成熟產(chǎn)品將指日可待。

    2、上海潘登新電源有限公司以專業(yè)的變壓器和電氣制造經(jīng)驗，先后研發(fā)的三代照明穩(wěn)壓節(jié)電產(chǎn)品技術(shù)特點：

    ⑴ 第一代無觸點照明穩(wěn)壓節(jié)電柜－以交流接觸器作為開關(guān)；

    ⑵ 第二代無觸點照明穩(wěn)壓節(jié)電柜－以可控硅作為開關(guān)；

    ⑶ 第三代無級照明穩(wěn)壓節(jié)電柜－以成熟的補償式穩(wěn)壓器技術(shù)為基礎

    3、上海潘登三代產(chǎn)品的相同點：

    1) 具有調(diào)壓穩(wěn)壓功能，具有穩(wěn)壓功能的照明穩(wěn)壓節(jié)電柜在使用過程中所輸出的電壓始終是設定值，不會隨著電網(wǎng)電壓的波動而產(chǎn)生波動，在電網(wǎng)電壓升高時保證可以達到最大的節(jié)電率；在電網(wǎng)電壓降低時保證不會出現(xiàn)末端熄燈的現(xiàn)象；

    2) 采用補償式調(diào)壓方式，特點是由于調(diào)壓元器件不在負載電流的主通路，只是接在調(diào)壓回路中，通過的電流不大，只有負載電流的幾分之一，甚至十幾分之一，二十幾分之一，所以元器件的余量系數(shù)可從容選擇，工作時發(fā)熱也不厲害，元器件能長期可靠工作；同時設備的容量也可以做得很大（目前已能生產(chǎn)的最大容量為2000KVA）。

    3) 不會產(chǎn)生諧波污染

    4、上海潘登三代產(chǎn)品的不同點：

    1) 第一代照明穩(wěn)壓節(jié)電柜是有級調(diào)壓穩(wěn)壓的方式，以交流接觸器作為開關(guān)，響應時間100ms，穩(wěn)壓精度±2％，缺點是在切換過程中燈具有閃斷現(xiàn)象，接觸器表面鍍銀層容易氧化（南方地區(qū)尤其不適合），容量不能做大，大容量存在安全隱患，此類型照明穩(wěn)壓節(jié)電柜目前市場上很多，潘登已經(jīng)淘汰此產(chǎn)品；

    2) 第二代照明穩(wěn)壓節(jié)電柜也是采用有級調(diào)壓穩(wěn)壓的方式，以潘登專利無觸點穩(wěn)壓器為基礎，可控硅作為開關(guān)控制，響應時間40ms，在切換過程中燈具無閃爍現(xiàn)象，穩(wěn)壓精度±2％，免維護10萬小時以上（致命原因是影響燈具的使用壽命，因為每次開關(guān)的啟動，至少產(chǎn)生24次浪涌，浪涌電壓最低500V，最高1200V不等），型號為GGDZ-B系列，不推薦使用；（但是目前市場上因為某些生產(chǎn)單位的誤導，以無觸點是先進的技術(shù)誘導用戶，造成燈具使用壽命大大縮短，當用戶單位明白其中道理后，造成很大的資源浪費）

    3) 第三代照明穩(wěn)壓節(jié)電柜是在照明協(xié)會專家們的支持下，根據(jù)燈具的性能要求，研發(fā)出最適應照明燈具的照明穩(wěn)壓節(jié)電柜 ，采用無級調(diào)壓穩(wěn)壓的方式，穩(wěn)壓精度±1－2％，響應速度30V/分鐘，無任何沖擊電流，徹底解決了斬波技術(shù)對電網(wǎng)的諧波污染和有級降壓方式對燈具造成沖擊的影響（燈具的閃爍、降低了燈具的壽命、增加維護成本，節(jié)電不節(jié)錢的情況等），潘登主推產(chǎn)品，型號為GGDZ-T系列。

    五、 GGDZ-T系列照明穩(wěn)壓節(jié)電柜的結(jié)構(gòu)和工作原理

    1、結(jié)構(gòu)

    GGDZ照明穩(wěn)壓節(jié)電柜由補償變壓器、調(diào)壓變壓器、采樣電路、主控制電路、時控電路、保護電路等組成。根據(jù)照明負載特點和電網(wǎng)電壓的實際情況，實行分相采樣，分相調(diào)壓穩(wěn)壓。

    2、工作原理

    其工作過程為：照明負載開始工作時，采樣電路獲取當時輸出電壓，經(jīng)檢測控制電路與基準電壓進行比較判斷，然后輸出控制信號，控制調(diào)壓電路進行無極調(diào)壓，使補償電路產(chǎn)生大小不同的補償電壓，達到調(diào)壓和穩(wěn)定輸出電壓的目的。同時，檢測控制電路還對保護電路進行控制，萬一節(jié)電柜輸出電壓過、欠壓或補償調(diào)壓系統(tǒng)工作不正常時，節(jié)電柜還能自動切換到“旁路”狀態(tài)，轉(zhuǎn)到市電供電，不會造成照明負載的供電中斷，上海潘登照明穩(wěn)壓節(jié)電柜和市場上無穩(wěn)壓功能照明節(jié)電器的旁路功能，有本質(zhì)上的區(qū)別。

    六 、 對節(jié)電率的正確認識

    除專業(yè)人士外，一般用戶都是以節(jié)電率數(shù)據(jù)來做比較，其實節(jié)電率的大小是由現(xiàn)場變壓器輸出電壓的實際電壓水平，決定節(jié)電率的高與低。

    節(jié)電前燈具平均工作電壓、節(jié)電后燈具平均工作電壓和燈具類型決定的，可以進行現(xiàn)場實測和計算公式推斷兩種方式，其中現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)較為準確，計算方式只能做一個大致的參考。如下公式可以估算

    節(jié)電率 =（節(jié)電前燈具平均工作電壓 － 節(jié)電后燈具平均工作電壓）÷節(jié)電前燈具平均工作電壓 ×2（★估算系數(shù)）× 100％

    公式中的估算系數(shù)按照燈具類型系數(shù)也是不同的，如高壓鈉燈、日光燈等估算系數(shù)為2，金屬鹵化燈、節(jié)能燈等估算系數(shù)為1。也就是說，同樣的電壓狀態(tài)，高壓鈉燈等燈具的節(jié)電率比金屬鹵化燈等燈具高1倍。

    例案：在安裝上海潘登照明穩(wěn)壓節(jié)電柜實際現(xiàn)場應用中，當輸入電壓在230V的狀態(tài)下，通過潘登節(jié)電設備后輸出電壓為200V，按照公式計算（230V－200V）÷230×2×100%＝26.08％，實際測試數(shù)據(jù)為24.2%.

    從以上案例顯示，計算節(jié)電率與實測節(jié)電率之間有差距，沒有考慮線損等問題。 縱觀以上分析，給大家做個簡單入門的參考，如需進一步的了解和建議，歡迎大家來電或發(fā)郵件，進行研究和討論。<