城轨车辆客室LED照明设计分析

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1、城轨车辆客室LED照明设计分析景美丽王玉周马新华唐立国（中国中车唐山机车车辆有限公司，河北唐山063000）1摘要：本文以厦门地铁1号线城轨车辆为例，介绍了客室LED照明的特点，对客室LED照明的供电方式、灯具型式、灯具安装结构、照度计算进行分析，并指出改进的灯具安装结构具有优化客室端部灯具与端墙缝隙的处理、简化灯具设计、提高工作效率的优点。本文对客室LED照明灯具的分析计算，可为城轨车辆客室照明系统设计提供依据。关键词：城轨车辆；LED照明；供电；安装结构中图分类号：U231.91随着城轨车辆照明技术的发展，以及车辆设计对照明系统绿色、高效节能的需求，我国在城轨车辆设计中广泛应用

2、LED灯代替传统灯具，能够大幅降低列车能耗，达到节能减排的目的，并为旅客提供更加舒适的乘车环境。本文以厦门地铁1号线为例，对客室LED照明的特点、供电方式、灯具型式、灯具安装结构、照度计算进行分析，并为今后的客室照明系统设计提供依据。1LED照明特点LED全称LightEmittingDiode，是一种半导体发光二极管，它具有半导体二极管的特性，是21世纪最有发展前景的光源之一，与荧光灯相比它具有节能性好、寿命长、抗振性能好、无污染等鲜明优点。(1)节能性。城轨车辆及铁路客车通常采用的T8荧光灯发光效率为80lm/W，荧光灯是全方向发光的，大部分光线都需要通过在指定位置放置一个反光

3、板或者光学装置来进行重新定向，而光线的每次反射，都将带来一定损失，再加上灯罩的损失，因此，荧光灯灯具中，总体损失值通常会占光源光通输出的30%～50%。目前LED商业化产品发光效率可达110lm/W，发光角度为120度，无需增加其他附件即可满足室内照明要求，同时其光通输出损失环节只有灯罩。因此，就整体灯具而言，使用LED作光源将带来更大的光效优势。(2)寿命长。荧光灯的理论使用寿命为8000-12000h，因为存在灯丝，通常会由于灯丝烧毁而导致光源即时失效，因此实际使用寿命为5000h左右。而LED灯具的光通量衰减到70％的标称寿命约为10万h，考虑到实际使用中的频繁开关和启动等因

4、素，实际使用寿命应在5—8万h，相当于传统荧光灯的10倍以上，这将大大降低城轨车辆的运营维护成本。(3)抗振性能。荧光灯具的外壳为玻璃制品，易碎，采用灯管座连接，抗振性能一般。而LED晶片被完全封装在环氧树脂里面，灯体内没有松动的部分，抗振性能高。(4)环保。荧光灯产生紫外线敷设，且灯体内含有汞和铅等。LED平面光源灯具由无毒材料制成，不含汞和铅等有害元素，有利于回收利用，且不产生紫外线和红外线。(5)光线舒适性。荧光灯由于是交流驱动，人眼能感觉到明显的频闪，响应时间为ms级。目前LED为直流驱动且驱动时间为ns级，人眼感觉无频闪，能较好保护视力[5]。2照明系统设计客室照明系统设

5、计的最终目标是为乘客提供一个舒适、愉悦的视觉环境，下面将详细分析客室照明设计的供电系统、灯具型式、灯具安装结构、照度计算。2.1供电系统设计客室照明供电方式包括分散驱动电源供电和集中驱动电源供电。根据IEC60077标准，厦门1号线蓄电池选用DC110V等级电压，即车辆直流供电电压为DC110V。(1)分散驱动电源供电分散驱动电源供电是指客室灯带自带驱动电源。客室照明可设置两条或以上正常照明电路和一条紧急照明电路。以设置3条照明电路进行说明：客室灯带设置为一路正常照明、二路正常照明和紧急照明。每侧灯带交叉布置，每对门区布置两个应急照明装置。应急照明工况下只有每个门区的应急照明装置点

6、亮。分散驱动接线示意图如图1所示：图1分散驱动接线示意图图1中设置一路正常照明、二路正常照明和应急照明。每个灯带单独使用一个驱动电源。正常照明供电电压为AC220V，紧急照明供电电压为DC110V。正常照明电路和紧急照明电路的灯带是交叉排列的。如果一条电路故障，贯穿全车厢的其它电路照明是均匀分布的。优点：Ø电源比较分散，有利于散热。驱动电源直接装在灯体上，可通过灯体散热；Ø由于每个灯具自带驱动电源，故总体可靠性高，如果某个驱动电源故障，只影响单个灯具。缺点：Ø驱动电源数量多，单节车所需电源总成本较集中式供电方案略高；调光方式不如集中供电方便，无法实现应急调光功能。Ø由于驱动电源数量

7、多，增加了维护成本。当驱动电源发生故障时势必要将整灯打开或拆下，检修维护工作量较大。Ø无法显示冗余备份功能。因电源数量较多，且各单灯之间彼此独立，备份功能难以实现。(1)集中驱动电源供电方式集中驱动供电是指客室灯带不自带驱动电源，而是由统一的驱动电源同时为几个灯带供电。客室照明可设置两条或以上照明电路，以设置2条照明电路进行说明：客室灯带分为一路照明和二路照明，客室每侧灯带两路间隔布置。紧急照明时降低整体照明功率。集中驱动接线示意图如图2所示：图2集中驱动接线示意图图