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普通路灯改装成LED路灯其实并不难(附实例)

2016-01-26 09:36
逆光飞舞
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  针对目前已大量安装于厂区、校区、居民区等位置的小型老式照明路灯能耗高、易损、维修难、存在安全隐患的现状,文中提出了采用保留原供电线路及路灯主体,通过增加LED控制器、更换LED发光器的方法来解决以上问题。经过某活动中心实例验证表明,此方案切实可行,节能效果明显。

  随着全球工业化进程的不断加快,人类对各种资源的需求量越来越大,地球上各类可开发利用的资源正在遭受着前所未有的过度开发,由此带来的生态破坏和环境污染问题越来越严重,对于我国来说,人均资源短缺,环境容量有限,生态脆弱等问题尤为严重,如果这些问题得不到有效解决,它将极大地制约我国经济发展的空间和可持续性。在这种严峻的形势下,“建设资源节约型、环境友好型社会”已成为我国的基本国策,而目前大量存在的高能耗设备如何处置就成了当务之急,全部更新既费钱、费力又浪费资源,所以对其进行节能改造,使其达到节能要求是唯一出路。

  文章通过对待改造的路灯线路进行测试,判断原线路是否具备使用条件;通过对路灯的内部构造及受力分析得出改造后的路灯是否安全;通过对原路灯的配置分析选取最佳改造方案和实施方案,最后制作出改造前后的节能降耗效果图。

  1、路灯供电线路检查及负载变化分析

  路灯系统经过多年运行后,供电线路的电力输送质量会有所下降,主要表现在线路阻值的升高和绝缘性能的下降这两方面,所以在路灯改造之初,首先要对供电线路进行全面检查。

  1.1 检查线路电阻数值

  路灯供电一般采用三相四线制并联供电,我们首先要断开配电室里给路灯供电的线路,然后临时把三根火线与一根中线短接,再把每一个路灯供电线路依次从主供电线路上断开,只保持主线路连通,然后在最远端用万用表分别测量三根火线与中线间的阻值。

  正常情况下三根火线与中线间的阻值应基本相等,并且所测阻值数应与通过计算所得出的阻值数{导体电阻计算公式:R=ρ×L/S,ρ=电阻率,L=长度(米),S=线载面(㎜2)。铜电线的电阻率:ρ=0.0172;铝电线的电阻率:ρ=0.0283}相差不大,如果所测阻值符合上述要求,则进行下一步的绝缘检查,否则,要对有问题的线路从远端依次向近端检查,直至找出有问题的线路节点并加以处理。

  1.2 检查线路绝缘阻值

  路灯线路电阻阻值检查符合要求后,断开火线与中线的短接,保持线路中各点无相互连接,无接地点,然后用兆欧表依次测量各线间绝缘阻值。符合要求的绝缘阻值应该不小于0.5MΩ(特别是相线之间及相线对地的绝缘阻值应大于0.5MΩ,中线可在0.25MΩ以上即可)。如果所测绝缘阻值达不到以上要求,说明主线路绝缘层老化严重或者绝缘层有破损,需根据实际情况维修线路或更换新线路。

  1.3 供电线路负载变化分析

  供电线路负载变化主要是因为路灯功率变化及线路损耗变化引起的。在同等光照强度及光照范围条件下,LED光源的功耗大约只有金卤灯光源功耗的50%,路灯主线路损耗也会降低75%(在电压不变的情况下,负载功率降低50%,则主线路中的电流也降低50%,根据公式“损耗功率W=线路电流I的平方×线路电阻”可以计算出线路损耗值),这不仅有利于节能降耗目标的实现,而且也消除了因电源线路满负荷运行而引发的电源线路发热、接触不良、空开跳闸等故障现象,因此路灯发光源改造成LED将非常有利于路灯系统的长期稳定运行。

  2、路灯灯体结构件检查及受力变化分析

  路灯灯体结构件包括底座、灯杆、灯头及其他附属物。结构件的材质包括金属、玻璃、塑料等。结构件的检查主要以目测为主,主要检验结构件有无腐蚀、变形、破碎等影响外观和结构受力的现象。大多数路灯在运行几年以后都会出处局部构件损坏的现象,在路灯改造过程中要对破损件进行维修或更换,使改造后的路灯达到使用条件。

  路灯灯体结构件受力变化分析是为了检验改造后的路灯主体承力是否满足安全要求。改造过程中灯体重心和迎风面积可能发生变化,当灯体重心下移或不变,迎风面积缩少或不变时,路灯灯杆与底座连接的根部所受最大力矩保持不变或有所降低,满足灯杆原设计的强度和挠度要求,路灯安全有保障;当灯体重心上移,迎风面积增加时,路灯灯杆与底座连接的根部所受最大力矩有所增加,路灯是否安全需要进行如下验证:

  2.1 验证灯杆强度

  确定最大风速度U(12级=36M/S),求出风压P=U2/1.6,计算出迎风面积S灯体=(D+d)*H/2 +S附件+S灯具(其中D为灯杆底部外直径,d为灯杆顶部外直径;H为灯杆高度),计算出灯体重心高度Hx=(2d+D)*H/3(d+D),得出风压对路灯灯体扭矩M= P×S灯体×Hx(风压对灯体的扭矩会随着高度不同而不同,我们在此采用近似计算法,把风压看作全部作用在灯杆重心处)。灯杆根部的截面抵抗矩:W=π*(D4-d4)/32D,灯杆根部扭矩允许值:[M]= W*[σ]([σ]为灯杆材料屈服强度),如果[M]>M,则灯杆强度是安全的。

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