自動備用照明警示燈與應急燈的研究與設計

韓越

【摘要】建筑現場的危險區域警示、道路工程警示、海上燈塔警示等有可能需要夜晚照明，地下廊道必須全天候供電，這部分特殊區域的照明器具必須妥善保管。為了解決該問題，要用到應急燈電路，然而應急燈通常不能維持長期照明，此外，設計一套后備電路，使用干簧管測試主照明設備的通斷，并開啟通斷訊號后備燈，并且出聲示警，提醒工人第一時間更新主照明設備，提供照明服務。

【關鍵詞】自動備用，警示燈，應急燈，研討，設計

警示燈在很多場所有著無法取代的功能，例如建筑工程危險區域示警、路橋工程臨時示警、大海燈塔示警等的照明，地下廊道必須全天不間斷照明，而且一部分住宅小區夜晚仍然需要照明。然而，質量再優良的照明設備都會形成故障，例如接觸靈敏度下降、設備燈絲斷裂等。常規工作狀態下的燈具無法估算生命周期。此外，燈具的接頭因為雨水侵蝕會出現接觸故障等。

一、應急照明的類別

（一）由電網獨立電源光源供電或有柴油設備供電

電網單獨供電有著轉化時間短、連續工作時間長、供電容量不被約束的特征。然而，在當前經濟成本被限制的供電環境中，能獲得兩路完全單獨供電的電源的幾率很低。在大多數狀況下，供電機構無法獨立提供兩路電源，柴油發電設備供電作為備用電源是常規選擇。

（二）使用蓄電池供電

蓄電池供電模式能夠分成自帶蓄電池供電與集中供電模式兩類。使用自帶蓄電池供電優勢是供電穩定、轉換快速、增減便利、電路故障排除效率高、電池損傷可控，缺陷是成本高、連續照明時間被容量所限、運維較為麻煩等。這類模式適用于應急照明燈盞很少、安裝便利的情況。如果使用集中供電的模式，其優勢在于供電穩定性佳、轉換快速，其與燈內自帶蓄電池模式比較成本低、管控維護較為便利，缺陷是必須有專屬的房間、電池故障頻發，并且電路安裝要權衡到火情隱患。這類模式被使用在應急照明品種繁多、燈盞較為集中、規模龐大的房屋內。

（三）應急照明依照作用的分類

應急照明依照其功能能夠分成三種：首先，是疏離用應急照明。也就是說，當火情出現時，常規照明設備因為故障或被限制而滅掉，在群眾人數較多的公用場地中，為了讓民眾遠離火源或快速疏散的危險場地而配置的照明燈具，例如疏離廊道照明與應急照明等，其次，是后備照明用應急照明設備。也就是說，當常規照明無法實現時，用來確保正常生產生活活動的非常規照明。例如應急發電機房、消防監控點等場地的照明，再次，是安全照明。就是講，為保證位于安全隱患中的民眾或事物的安全而布置的照明設備。例如教舍、圖書館的應急照明。

（四）應急照明依照作業狀態的分類

應急照明依照作業狀態能夠分成三種。一種是連續型：應急照明燈盞始終處于工作態勢，其二，是非連續性：一般情況下燈具處于熄滅的狀態，常規照明電源產生故障或火情時才被點亮，其三，可預控型：常規狀態下，能夠對燈具的開閉實施管控，停電時或發生火情時燈具會被強行點亮。

二、自動備用照明警示燈與應急燈的研究與設計

有別于應急燈設備，自動備用照明警示燈設計在主燈具因為各類故障無法點亮，有幾率出現安全事件時，形成的照明設計理念。其整體思路是在主燈盞回路無法貫通的狀況下，自動連通后備燈盞，與應急燈從穩定供電的視角進行設計的思路是有差異的。

該設計的電氣原理極為簡單，見圖1。

除開主燈盞或后備燈具這兩大照明燈盞外，還附帶管控電路。例如，低壓電源回路、采樣回路、反相回路、電流放大回路、繼電設備等。

LAMP1是主照明燈盞，常規狀況下的照明要依賴于它。LAMP2是后備照明燈盞，只要主燈盞因為故障熄滅，后備燈就需要點亮，以確保民眾的生產生活活動的順利進行。另外，后備警示燈能夠人工點亮或主動點亮，并對故障報警，實現模式是把常關開關SW2開啟，也就是人工點亮后備燈盞。不管什么狀況，后備燈被點亮之后，需要發聲示警，警醒過往人員注意安全，后備燈盞的色調與主燈盞的色調要有所差異。

低壓12V直流電源由220V交流、變壓設備T、橋堆B、電容C1與穩定二極管D2組成，是低壓電路電源。此處暫不贅述。

而干簧管自身就能完成開合動作，當永久磁鐵靠近干簧管或纏繞在干簧管的線箍通電出現的磁場讓簧片附帶磁性時，簧片的接觸部位就會被磁鐵吸納，當磁力超過彈簧的彈力時，常開端點就會合攏，當磁性下降，端點被彈簧的彈力彈開。

圖1所示的電路中，電感L與干簧管K同時動作，電感L串聯在主燈盞回路中，干簧管垂向連接到電感L的內部，以感應主燈盞電路有沒有電流流過，主燈盞亮、電感L產生磁力，則干簧管K連通，主燈盞熄滅，電感L喪失磁力，則干簧管K切斷電源。這些電路必須專門設計電感串聯在主燈盞的電路中，注意電感線箍不能過多，5匝就行，匝數過多極易誘發過熱并損耗渦流，或不使用電感，把主燈盞電路引線在干簧管上松散地纏繞五圈，以取代電感，原理類似。例如，主燈盞被開啟后，干簧管被導電纜線磁化并連通，三極管Q1動作時，12V三極管Q1基極的偏置電阻是R1、R2。

三、結束語

綜上所述，本次設計的自動備用警示燈并非大眾常見的應急燈，透過應急電路的對比，從另一個視角給設計師提供了一些參考。公共場地的照明燈盞極為重要，要通過自動備份照明設備，完成持續供電。以此來提供更為人性化的服務，這也是一項民生工程。

參考文獻：

[1]福建農林大學.一種采用常閉觸點控制充電的LED應急燈控制電路：CN201120367717.1[P].2012-07-11.

[2]崔建國，寧永香.自動備用照明警示燈與應急燈的研究與設計[J].電子世界，2017（11）：200，封3.