LED照明在轨道交通照明系统中的应用

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1、LED照明在轨道交通照明系统中的应用　　前言　　城市轨道交通车站是人员密集度十分高的场所，人员的流动性也很大。特别是在地下车站，照明灯具是正常照明的唯一来源。因此，稳定、可靠的照明是保证车站内乘客安全和舒适的必要条件，也是保障列车能够正常、有序、安全运行的前提条件。　　绿色照明是指通过科学的照明设计，采用光效高、寿命长、安全且性能稳定的照明产品，来改善和提高人们的工作、学习和生活，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明。　　目前，北京市城市轨道交通普遍采用传统照明，传统照明在实际应用中存在着诸

2、多不足之处。为了积极响应低碳环保的理念并结合北京城市轨道交通自身的特点，北京轨道交通对车站进行了用led照明灯具代替现有类型灯具的改造试验。LED的应用既能满足绿色环保的要求，又能很好地解决目前照明灯具所存在的问题。　　1北京城市轨道交通照明的现状　　北京城市轨道交通车站目前采用的照明灯具类型有荧光灯、金属卤化物灯和高压钠灯等。灯具种类繁多、功率较大，既不方便采购和维修，又不节能环保。而且，这几种照明灯具的寿命基本都低于10000h，有的甚至低于5000h。目前在用灯具的工作电压基本都来源于市电交流220V，由于城市轨道交通

3、内部照明配电的比较特殊，配电电压普遍偏高，致使灯具容易损坏，使用周期大大缩短。以下是目前在用照明灯具所存在的问题。　　(1)荧光灯。显色性偏低，由于功率因素偏低，所以耗能较大。　　(2)金属卤化物灯。发光效率高、显色性能好且寿命长，但是点燃时间长，不易应用于应急照明光源。　　(3)高压钠灯。发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点，但是钠灯的照明持续性存在缺陷。　　由于城市轨道交通车站结构的特殊性，地下车站及区间的结构为全封闭式，车站照明灯具的需求量较大且照明时间较长;地上车站及区间的结构基本为半敞开式，所以，车

4、站照明灯具受环境因素的影响较大。车站内粉尘较多且部分照明灯具长期暴露在外，严重影响了光源的发光效率和寿命周期。总的来说，这些普通光源在节能环保和维修费用等方面存在着较大的问题。　　2led照明特点　　LED即发光二极管，是一种可以将电能转化为光能的电子器件,其核心部分是PN结，它除了具有正向导通，反向截止、击穿特性外，在一定条件下，它还具有发光特性，但光仅在靠近PN结处产生。　　2.1LED照明的优势　　LED照明相对于传统照明有着绝对的优势，主要体现在8个方面。　　(1)电压：LED使用低压电源。单颗电压在1.9～4V之间

5、，比使用高压电源更安全。　　(2)抗振性：LED是固态光源。由于它的特殊性，具有其他光源产品不能比拟的抗振性。　　(3)寿命：长达5万h及以上。　　(4)稳定性：受环境温度影响相对较小。　　(5)响应时间：LED照明的响应时间为纳秒级，是目前所有光源中响应时间最快的产品。　　(6)节能环保：LED比传统灯具节能60%～80%以上，且不含金属汞等对身体有害物质。　　(7)颜色：LED的带宽窄，发光颜色纯，因此，LED的色彩比其他光源的色彩丰富得多，能够更准确　　地反应物体的真实性。　　(8)效能：LED发光功率转换接近98%以

6、上，所以，光效高。经过实验，最高光效已达161lm/W,是目　　前光效最高的照明产品。　　LED照明灯具的电源采用的是低压直流电源，所以，LED照明灯具配套AC/DC转换且恒流驱动的电源，这样就可以有效地防止由于电压偏高而造成的灯具损坏，从而提高灯具的使用寿命。LED照明响应时间很短，能够满足应急照明的要求并且光效较高，使其在相同照度标准下，功率耗费最小，能够达到节能减排的效果。由于LED被完全封装在环氧树脂里面并由无毒的材料做成，所以非常环保、耐用。　　2.2LED照明的不足之处　　近年来，LED的发光效率正在逐步提高，已

7、接近荧光灯的水平，并在继续增长中。但在照明应用及普及方面仍存在一些技术性问题。　　(1)LED采用的是冷发光技术，其发出的光与自然光有一定的差距。白炽灯具有非常强的黄色光成分，给人一种温暖的感觉。而LED发出的白光带有蓝色光成分，使人们的视觉不很自然。　　(2)led灯具散热存在着问题。随着功率的增加，其散热问题显得越来越突出，大量实际应用表明，　　LED不能加大输入功率的基本原因是由于LED在工作过程中会放出大量的热，使管芯结温迅速上升，热阻变大。输入功率越高，发热效应越大。温度的升高将导致器件性能衰减，非辐射复合增加，器

8、件的漏电流增加，半导体材料缺陷增长，封装用环氧树脂黄化等等，严重影响LED的光电参数，严重影响到了LED的寿命。　　(3)LED价格较高。这是影响LED照明普及的主要原因。但是，近年来由于晶片技术的不断改良，制造成本不断下降，正朝着高效率、低成本的方向发展，这为LED在照明领域的应用提供了