礦用隔爆型LED巷道燈的設計與在煤礦的應用

白怡明

摘 要：采用高效節能的LED作為光源，該燈具由燈具隔爆外殼、光源LED及配套電器組成，礦用隔爆型LED巷道燈具有耐震性能強，采用特殊金屬合金材料，抗沖擊性能好，低能耗，所需電壓電流小，能在各種惡劣環境下使用，安全系數高。是老礦井照明改造，新礦井建設中井下巷道設計的主要選型產品。

關鍵詞：巷道燈 光源 設計應用

中圖分類號：TD621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（c）-0068-01

由于井下作業環境的特殊性，以前通常設計的照明設備均采用“長距離照明”，這種方式本身產生了大量的能耗，光光耗電一項就給目前很多煤礦企業增加了產出成本，不但浪費的能源，還降低了單位企業的效益，增加了噸煤電耗，遠遠不能適應現代化礦井的需求。我國目前在大力推進節能措施，因此采用各種節能減排是目前行業的主流，傳統井下照明也將面臨更新換代的問題，礦用隔爆型LED巷道燈能有效地減少能耗，給企業帶來有效的節能效益。

1 性能和結構

1.1 礦用隔爆型LED巷道燈性能：

光源采用高效、環保、節能的大功率LED。采用LED集成模組做光源、能耗低、光效高，在相同亮度下比高壓鈉燈、汞燈、金鹵燈節能70%以上；LED光源為低壓直流工作，不需鎮流器，直流驅動電源與LED光源一體化于燈具中；外殼采用鋁合金整體壓鑄成型，表面做防高壓靜電、防腐蝕噴涂；隔爆型最高防爆燈具，且具有優良的防塵、防水、防腐能力；采用高強度鋼化玻璃做透鏡，耐高溫，耐腐蝕，耐沖擊，高透光率，透鏡外圍設有不銹鋼防護網；特有的透鏡配光設計，有圓形配光和長方形配光兩種配光類型可供選擇，照射范圍寬，照度均勻度高；光源腔、電源腔、接線腔均獨立設置，確保了系統的穩定性，接線腔人性化設計，方便礦方接線；先進的驅動電源設計，恒流精度高，寬電壓輸入，高功率因數，抗干擾電網設計；可以實現特有的應急功能，輸入電正常時作為正常照明燈具，停電時，自動切換為應急模式；可實現調光功能，實現二次節能，例如，在非作業時間時，不需要燈具全功率工作，可將燈具功率調低至設定值。

1.2 透明燈罩

主要保護LED光源在受到外力襲擊、沖撞后而造成的損壞。

1.3 免維護產品

特有的散熱設計，散熱效果優良，表面溫度小于50 ℃，確保光源壽命長達10萬小時，能做到真正的免維護產品。

2 設計與應用

2.1 巷道燈光源的選擇

礦用隔爆型LED巷道燈分別以1 W、3 W為基礎光源提供整燈分別為4 W、12 W、18 W三種型號的巷道照明燈即：DGS4/127L（C）、DGS12/127L（B）、DGS18/127L（A），其照度對比表見表1所示。

這樣每一款燈都遠遠超過行業標準的要求，并能滿足不同地下環境的客戶的選擇。

2.2 LED散熱問題的解決

（1）散熱材質的分析。

LED的發光點只有幾十MiL，這樣當LED在工作時就會瞬間積累大量熱量，如果結點溫度過高會影響使用壽命甚至會將LED芯片燒毀。所以，要做好LED燈首先要做好LED的散熱，然而散熱和燈具的防暴又是相互矛盾的，如何解決LED一級、二級散熱是一個重要的問題。

目前散熱器所采用的基本為金屬材料，這主要出于三方面的考慮：①導熱性能好—相對其它固體材料，金屬具有更好的熱傳導能力；②易于加工—延展性好，高溫相對穩定，可采用各種加工工藝；③易獲取—雖然金屬也屬不可再生資源，但供貨量大，不需特殊工序，價格也相對低廉；依此確定了散熱片所用材料類型，具體種類的確定同樣需以此為標準。表2為散熱片慣用材料與常見金屬材料的熱傳導系數。

（2）散熱方案的選擇。

熱傳導系數自然是越高越好，但同時還需要兼顧到材料的機械性能與價格。熱傳導系數很高的金、銀，由于質地柔軟、密度過大、及價格過于昂貴而無法廣泛采用；鐵則由于熱傳導率過低，無法滿足高熱密度場合的性能需要，不適合用于制作高性能散熱片。

銅的熱傳導系數同樣很高，可礙于硬度不足、密度較大、成本稍高、加工難度大等不利條件，在大面積散熱片中使用較少，只能用在關鍵且易于加工的部分散熱。

鋁作為地殼中含量最高的金屬，因熱傳導系數較高、密度小、價格低而受到青睞；但由于純鋁硬度較小，在各種應用領域中通常會摻加各種配方材料制成鋁合金，為此獲得許多純鋁所不具備的特性，而成為了散熱片加工材料的理想選擇。

3 結論

使用1臺礦用隔爆型LED巷道燈1年左右節能的費用可以購買1～1.5臺LED光源巷道燈。LED巷道燈在煤礦井下大巷和皮帶巷以及工作面間照明用，具有安全度高、免維護、環保節能、使用方便等優點。是老礦井井下照明改造，新建礦井井下建設的主要設計選型產品。

參考文獻

[1] 楊清德，康婭.LED及其工程應用[M].北京：人民郵電出版社，2007：1-10.

[2] 陳元燈，陳宇.LED制造技術與應用[M].2版.北京：電子工業出版社，2009.

[3] 楊清德.LED照明工程與應用[M].北京：金盾出版社，2009.endprint

摘 要：采用高效節能的LED作為光源，該燈具由燈具隔爆外殼、光源LED及配套電器組成，礦用隔爆型LED巷道燈具有耐震性能強，采用特殊金屬合金材料，抗沖擊性能好，低能耗，所需電壓電流小，能在各種惡劣環境下使用，安全系數高。是老礦井照明改造，新礦井建設中井下巷道設計的主要選型產品。

關鍵詞：巷道燈 光源 設計應用

中圖分類號：TD621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（c）-0068-01

由于井下作業環境的特殊性，以前通常設計的照明設備均采用“長距離照明”，這種方式本身產生了大量的能耗，光光耗電一項就給目前很多煤礦企業增加了產出成本，不但浪費的能源，還降低了單位企業的效益，增加了噸煤電耗，遠遠不能適應現代化礦井的需求。我國目前在大力推進節能措施，因此采用各種節能減排是目前行業的主流，傳統井下照明也將面臨更新換代的問題，礦用隔爆型LED巷道燈能有效地減少能耗，給企業帶來有效的節能效益。

1 性能和結構

1.1 礦用隔爆型LED巷道燈性能：

光源采用高效、環保、節能的大功率LED。采用LED集成模組做光源、能耗低、光效高，在相同亮度下比高壓鈉燈、汞燈、金鹵燈節能70%以上；LED光源為低壓直流工作，不需鎮流器，直流驅動電源與LED光源一體化于燈具中；外殼采用鋁合金整體壓鑄成型，表面做防高壓靜電、防腐蝕噴涂；隔爆型最高防爆燈具，且具有優良的防塵、防水、防腐能力；采用高強度鋼化玻璃做透鏡，耐高溫，耐腐蝕，耐沖擊，高透光率，透鏡外圍設有不銹鋼防護網；特有的透鏡配光設計，有圓形配光和長方形配光兩種配光類型可供選擇，照射范圍寬，照度均勻度高；光源腔、電源腔、接線腔均獨立設置，確保了系統的穩定性，接線腔人性化設計，方便礦方接線；先進的驅動電源設計，恒流精度高，寬電壓輸入，高功率因數，抗干擾電網設計；可以實現特有的應急功能，輸入電正常時作為正常照明燈具，停電時，自動切換為應急模式；可實現調光功能，實現二次節能，例如，在非作業時間時，不需要燈具全功率工作，可將燈具功率調低至設定值。

1.2 透明燈罩

主要保護LED光源在受到外力襲擊、沖撞后而造成的損壞。

1.3 免維護產品

特有的散熱設計，散熱效果優良，表面溫度小于50 ℃，確保光源壽命長達10萬小時，能做到真正的免維護產品。

2 設計與應用

2.1 巷道燈光源的選擇

礦用隔爆型LED巷道燈分別以1 W、3 W為基礎光源提供整燈分別為4 W、12 W、18 W三種型號的巷道照明燈即：DGS4/127L（C）、DGS12/127L（B）、DGS18/127L（A），其照度對比表見表1所示。

這樣每一款燈都遠遠超過行業標準的要求，并能滿足不同地下環境的客戶的選擇。

2.2 LED散熱問題的解決

（1）散熱材質的分析。

LED的發光點只有幾十MiL，這樣當LED在工作時就會瞬間積累大量熱量，如果結點溫度過高會影響使用壽命甚至會將LED芯片燒毀。所以，要做好LED燈首先要做好LED的散熱，然而散熱和燈具的防暴又是相互矛盾的，如何解決LED一級、二級散熱是一個重要的問題。

目前散熱器所采用的基本為金屬材料，這主要出于三方面的考慮：①導熱性能好—相對其它固體材料，金屬具有更好的熱傳導能力；②易于加工—延展性好，高溫相對穩定，可采用各種加工工藝；③易獲取—雖然金屬也屬不可再生資源，但供貨量大，不需特殊工序，價格也相對低廉；依此確定了散熱片所用材料類型，具體種類的確定同樣需以此為標準。表2為散熱片慣用材料與常見金屬材料的熱傳導系數。

（2）散熱方案的選擇。

熱傳導系數自然是越高越好，但同時還需要兼顧到材料的機械性能與價格。熱傳導系數很高的金、銀，由于質地柔軟、密度過大、及價格過于昂貴而無法廣泛采用；鐵則由于熱傳導率過低，無法滿足高熱密度場合的性能需要，不適合用于制作高性能散熱片。

銅的熱傳導系數同樣很高，可礙于硬度不足、密度較大、成本稍高、加工難度大等不利條件，在大面積散熱片中使用較少，只能用在關鍵且易于加工的部分散熱。

鋁作為地殼中含量最高的金屬，因熱傳導系數較高、密度小、價格低而受到青睞；但由于純鋁硬度較小，在各種應用領域中通常會摻加各種配方材料制成鋁合金，為此獲得許多純鋁所不具備的特性，而成為了散熱片加工材料的理想選擇。

3 結論

使用1臺礦用隔爆型LED巷道燈1年左右節能的費用可以購買1～1.5臺LED光源巷道燈。LED巷道燈在煤礦井下大巷和皮帶巷以及工作面間照明用，具有安全度高、免維護、環保節能、使用方便等優點。是老礦井井下照明改造，新建礦井井下建設的主要設計選型產品。

參考文獻

[1] 楊清德，康婭.LED及其工程應用[M].北京：人民郵電出版社，2007：1-10.

[2] 陳元燈，陳宇.LED制造技術與應用[M].2版.北京：電子工業出版社，2009.

[3] 楊清德.LED照明工程與應用[M].北京：金盾出版社，2009.endprint

摘 要：采用高效節能的LED作為光源，該燈具由燈具隔爆外殼、光源LED及配套電器組成，礦用隔爆型LED巷道燈具有耐震性能強，采用特殊金屬合金材料，抗沖擊性能好，低能耗，所需電壓電流小，能在各種惡劣環境下使用，安全系數高。是老礦井照明改造，新礦井建設中井下巷道設計的主要選型產品。

關鍵詞：巷道燈 光源 設計應用

中圖分類號：TD621 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（c）-0068-01

由于井下作業環境的特殊性，以前通常設計的照明設備均采用“長距離照明”，這種方式本身產生了大量的能耗，光光耗電一項就給目前很多煤礦企業增加了產出成本，不但浪費的能源，還降低了單位企業的效益，增加了噸煤電耗，遠遠不能適應現代化礦井的需求。我國目前在大力推進節能措施，因此采用各種節能減排是目前行業的主流，傳統井下照明也將面臨更新換代的問題，礦用隔爆型LED巷道燈能有效地減少能耗，給企業帶來有效的節能效益。

1 性能和結構

1.1 礦用隔爆型LED巷道燈性能：

光源采用高效、環保、節能的大功率LED。采用LED集成模組做光源、能耗低、光效高，在相同亮度下比高壓鈉燈、汞燈、金鹵燈節能70%以上；LED光源為低壓直流工作，不需鎮流器，直流驅動電源與LED光源一體化于燈具中；外殼采用鋁合金整體壓鑄成型，表面做防高壓靜電、防腐蝕噴涂；隔爆型最高防爆燈具，且具有優良的防塵、防水、防腐能力；采用高強度鋼化玻璃做透鏡，耐高溫，耐腐蝕，耐沖擊，高透光率，透鏡外圍設有不銹鋼防護網；特有的透鏡配光設計，有圓形配光和長方形配光兩種配光類型可供選擇，照射范圍寬，照度均勻度高；光源腔、電源腔、接線腔均獨立設置，確保了系統的穩定性，接線腔人性化設計，方便礦方接線；先進的驅動電源設計，恒流精度高，寬電壓輸入，高功率因數，抗干擾電網設計；可以實現特有的應急功能，輸入電正常時作為正常照明燈具，停電時，自動切換為應急模式；可實現調光功能，實現二次節能，例如，在非作業時間時，不需要燈具全功率工作，可將燈具功率調低至設定值。

1.2 透明燈罩

主要保護LED光源在受到外力襲擊、沖撞后而造成的損壞。

1.3 免維護產品

特有的散熱設計，散熱效果優良，表面溫度小于50 ℃，確保光源壽命長達10萬小時，能做到真正的免維護產品。

2 設計與應用

2.1 巷道燈光源的選擇

礦用隔爆型LED巷道燈分別以1 W、3 W為基礎光源提供整燈分別為4 W、12 W、18 W三種型號的巷道照明燈即：DGS4/127L（C）、DGS12/127L（B）、DGS18/127L（A），其照度對比表見表1所示。

這樣每一款燈都遠遠超過行業標準的要求，并能滿足不同地下環境的客戶的選擇。

2.2 LED散熱問題的解決

（1）散熱材質的分析。

LED的發光點只有幾十MiL，這樣當LED在工作時就會瞬間積累大量熱量，如果結點溫度過高會影響使用壽命甚至會將LED芯片燒毀。所以，要做好LED燈首先要做好LED的散熱，然而散熱和燈具的防暴又是相互矛盾的，如何解決LED一級、二級散熱是一個重要的問題。

目前散熱器所采用的基本為金屬材料，這主要出于三方面的考慮：①導熱性能好—相對其它固體材料，金屬具有更好的熱傳導能力；②易于加工—延展性好，高溫相對穩定，可采用各種加工工藝；③易獲取—雖然金屬也屬不可再生資源，但供貨量大，不需特殊工序，價格也相對低廉；依此確定了散熱片所用材料類型，具體種類的確定同樣需以此為標準。表2為散熱片慣用材料與常見金屬材料的熱傳導系數。

（2）散熱方案的選擇。

熱傳導系數自然是越高越好，但同時還需要兼顧到材料的機械性能與價格。熱傳導系數很高的金、銀，由于質地柔軟、密度過大、及價格過于昂貴而無法廣泛采用；鐵則由于熱傳導率過低，無法滿足高熱密度場合的性能需要，不適合用于制作高性能散熱片。

銅的熱傳導系數同樣很高，可礙于硬度不足、密度較大、成本稍高、加工難度大等不利條件，在大面積散熱片中使用較少，只能用在關鍵且易于加工的部分散熱。

鋁作為地殼中含量最高的金屬，因熱傳導系數較高、密度小、價格低而受到青睞；但由于純鋁硬度較小，在各種應用領域中通常會摻加各種配方材料制成鋁合金，為此獲得許多純鋁所不具備的特性，而成為了散熱片加工材料的理想選擇。

3 結論

使用1臺礦用隔爆型LED巷道燈1年左右節能的費用可以購買1～1.5臺LED光源巷道燈。LED巷道燈在煤礦井下大巷和皮帶巷以及工作面間照明用，具有安全度高、免維護、環保節能、使用方便等優點。是老礦井井下照明改造，新建礦井井下建設的主要設計選型產品。

參考文獻

[1] 楊清德，康婭.LED及其工程應用[M].北京：人民郵電出版社，2007：1-10.

[2] 陳元燈，陳宇.LED制造技術與應用[M].2版.北京：電子工業出版社，2009.

[3] 楊清德.LED照明工程與應用[M].北京：金盾出版社，2009.endprint