市政路燈電氣系統的設計及應用淺析

黃裕斌

摘 要 隨著城市文明的不斷發展，在經濟高速發展的帶動下，城市路燈的應用越來越廣泛，對于路燈電氣系統的研究也越來越多。當今社會人們快節奏的生活，讓人們的生活作息習慣出現了重大的轉變，夜生活逐漸的豐富起來，這對于路燈的要求也提出了新的挑戰，路燈照明技術也要有新的系統來適應，人們對于娛樂和交通的需要也刺激了路燈電氣系統的創新研究。文章就城市路燈交通在電氣控制系統上的設計和應用展開論述，對市政路燈的可持續發展進行探討，集中分析當前市政路燈面臨的一些主要的電氣設計和應用問題，對市政路燈的電氣系統做出優化。

關鍵詞 市政路燈；電氣系統；設計應用

中圖分類號：TM923 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0149-02

市政路燈與于城市生活有著很強的聯系，一方面對于現代城市人群的夜生活有著深刻的影響，另一方面還包括對城市夜晚交通情況的保障。隨著新世紀的來臨，人們漸漸的認識到能源的危機問題，這也就對市政路燈的電氣設計提出了新的要求，在能夠保證現代人夜生活和城市交通的前提下，必須要考慮到可持續發展的新時代要求。如果能對時政路燈的電氣設計實現可持續發展設計方法，就能解決路燈耗能巨大、人力大量浪費的問題，比如在路燈的設計中利用太陽能，對路燈系統采用聲控和光控系統，這些都能夠對市政路燈的設計和使用帶來新的優勢。

電氣的使用對于市政路燈的自動控制提供了可能，對于現代能源的節約和人力、物力的節省起到了重要的作用，電氣系統的應用對于電能的高效應用有著重要意義，通過對電氣系統的設計優化，實現市政路燈廣泛普及以及更好的應用。市政路燈的電氣應用主要集中在節能設計和防盜設計兩個方面，以下重點對這兩個方面展開論述。

1 市政路燈在節能設計上的優化

1.1 采取半光的設計模式

在一般的情況下關閉一半光源的方式能夠對節約能源有顯著的作用，在這種情況下路燈照明的過程中節電高達50%，這種半光的模式在總體上能夠節約30%。目前，世界各國都面臨能源短缺的問題，在這種情況下，各國的政府都紛紛制定了一系列規章制度來對市政路燈的照明進行調整，關閉一些非主要路段的路燈。這種方式的節電模式，只能作為一種權宜之計，起到短期緩解電力短缺的作用。在這種情況下對市政路燈采用半光模式大大的降低了照明的水平，對于路段交通會帶來不利的影響，嚴重威脅到行人的生命安全，公共交通秩序也會為此而付出代價。20世紀70年代由于全球能源危機的影響，日本已經進行了燈光間隔測試，一系列的措施也被應用到路燈的設計上最終造成造道路交通事故大幅增加的局面。此外，這種方法需要兩個路燈鋪設，因為電源線在同一路徑上，還增加基礎設施投資。因此，應該從不同的兩極排列，采用封閉式半光審慎的態度區別開來。傳統的路燈排列模式有著很大的優勢。我們不應該顧此失彼，片面采用布藝的排列模式，光源不應該提倡的封閉一半。

采用這種照明方式可以利用交錯排列，對稱布置的方式進行設計，市政路燈采用一定的標準進行設計也能夠改善半光模式的弊端。在實際的施工中，可以根據車道的一些基本數據進行設計，對于節省能源有重要的作用。另外，在照明的要求相對較低的路段，可以考慮這種模式的使用。

1.2 環形電感鎮流器在市政路燈設計中的使用

氣體放電燈在市政路燈設計中的應用使，在自身電源耗費的基礎上，氣體釋放與電燈相匹配的電感鎮流器也消耗一定的功率。電感鎮流器的效率的高低對街道照明系統的功耗有一定的影響。相比傳統的磁性鎮流器，由于環形電感鎮流器使用的是環形鐵心和線圈，使環形磁芯和磁場的直線和曲線響應電路的磁力分布更加合理，進一步提高通量和降低鐵的繞組幾何損失，降低了總功耗。可廣泛用于在高壓鈉燈、汞燈和金屬鹵化物燈。同時要注意，為了減少這種損耗鎮流器的唯一方式是對光源的功耗進行優化，因此占主要比例的街道照明系統的功耗不會降低。

1.3 降壓穩壓器的智能調光技術

智能調光技術是降壓穩壓器的主要功能，降壓穩壓器安裝在配電回路的起端路燈，整個回路壓力控制前燈在午夜的時候被前段路燈控制，在午夜時分接近的時候，回路電壓開始逐漸的降低，隨著時間的過去，就會一步一步的降低電壓。這其中節約的原則有兩個，一個是高壓鈉燈保持電壓低于220 V，因此，減少環路電壓的情況下路燈不會熄滅；二是由于夜間較少的電力用戶的休息，負荷低，電網電壓高于220 V以上，過大的電壓會消耗一些額外的能量，使用這種裝置是為了避免這一部分的浪費。在工程實踐的過程中，相對于一般裝置能節能約15%。有了這種設備，不僅節省能源，而且不影響照明的均勻性，同時也避免了光超壓運行，延長燈泡壽命。應當指出，這種方法實際上是一個降壓功率分配電路，該電路中運行的燈都是低電壓，下面的問題應注意：①增加使用時間，注意關注源極端子的電壓和電流等參數的變化，但也要關注自身的離散質量，可能會出現相同的電路發生幾個燈不亮的現象，但不影響總體降電壓工作；②回路供電的路燈分布可達800米半徑，這樣燈光供應的距離會被不斷的擴大，在這個過程中電壓也可能逐漸的降低，假如設計的線路不符合標準，就不能夠滿遠程電壓源所需的電力，這時候電壓不符合系統正常運行的標準；③市政路燈的設計方向主要在外部公交站的路燈設計，電話亭的照明路燈設計，照明的過程低功耗的地方可以使用直管形狀的熒光燈或者是緊湊型的熒光燈，假如工頻電壓低于正常運行值，那么這些光源可能不會正常工作；④在電路使用電動升降桿相連的時候，由于電子器件的特征是自動控制啟動，可能會導致啟動電流過載和本裝置的電氣特性的不匹配。

2 市政路燈電氣化防盜報警燈電纜系統

2.1 市政路燈電氣防盜報警機制

220 V路燈的中心是路燈線路控制箱，大約有500米的控制供電半徑。來自信號發生器的監控設備和報警主機組件燈線。信號發生器安裝在路燈控制箱，控制面板充電裝置安裝在直線段的終點路燈。在正常情況下，當白天的時候電力線的路燈會接受到信號，該信號發生器的幅度由檢測的脈沖信號來確定電纜的完整性，并發送一定頻率的脈沖調制信號線。報警主機；線路供電的街道燈在夜間，通過對路燈的線間電壓信號檢測，能夠確定電纜的完整性。如果是因為電源線在夜間不正常供電的原因，由電壓檢測信號發生器將發送一個脈沖信號的電纜，這兩個設置中，因為電壓低時燈電纜信號盜竊未損壞的信號被發射，高頻脈沖調制的作用就會被接收到，這種控制系統抗干擾能力強，不會出現由于受電力線停電誤報的情況。在系統正常狀態下，如果路燈在電纜的末端安裝到被監控報警主機沒有檢測到這些信號，系統就會顯示燈電纜被盜損失，這時候GSM通信模塊開始運行，獲取信息并發送到信息的管理中心。endprint

2.2 組成結構與函數信號發生器

信號發生器由微控制器（MCU）、重置控制模塊、電源管理模塊、電池、斷電檢測模塊和脈沖信號發生電路。這樣的發生器是電氣防盜系統的主要建設，是電氣化防盜系統的中心控制設備。

1）MCU和復位監控模塊。單芯片閃存微控制器與主芯片來完成掉電檢測，傳輸控制和電源管理和電池開關脈沖信號，內部信號發生器。復位運行在MCU的看門狗芯片實時監測監控模塊，單片機死機一次，它將被強制復位MCU恢復正常運行，看門狗芯片對信號發生器的長期可靠運行提供保障。

2）市政路燈的電源管理模塊。電源管理模塊至關重要，市政路燈的整個系統的安全由一個可行的功率保證，在整個過程中電力的質量直接決定了系統的安全運行和在抗電磁干擾的部分，因此在這個過程中要實現對電源模塊的精準控制，當然這其中包括充放電電池的管理和電池電力質量的保證。一般的免維護電池是12伏的鉛酸型電池，電池的容量為2A·h，從前方的路燈的控制箱中的交流電接觸器中來獲得每個模塊的電源，在整個過程中只有在所使用的電源線長期使用的情況下，才能夠延長電池的使用壽命。

2.3 市政路燈電氣防盜系統中的報警主機

市政路燈的防盜系統的報警主機的組成十分復雜，主要有單片機、復位控制模塊、信息存儲、掉電檢測和信號檢測模塊、電源管理、電池和全球移動通信系統等各個部分組成，通過對報警主機功能的分析可以得知，第一能夠遠距離的撤防和布防，第二能夠通過GSM的短信形式報警，第三能夠設置多個密碼，而且運營商也沒有限制，第四能夠設置多個電話號碼，第五能夠設置多達16個不同的報警號碼，第六能夠自動讀取相關的參數并實現遠距離報警，第七能夠間隔性運行，節約能源。

3 結論

對于市政路燈的電氣化設計和使用來說，主要是節能設計和防盜系統的建設上入手的。通過對市政路燈節能和防盜的電氣化設計的分析可以得知，電氣化的設計和應用在這兩方面有重要的意義，對于市政路燈的建設有著很大的幫助。隨著城市的不斷發展，道路交通日益發達的背景下，市政路燈的一些建設成為如今工作的當下之急。伴隨著新的路燈控制系統的產生，對于路燈節能設計的手段越來越豐富，效果也越來越好。

參考文獻

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