电气工程测试方法与装置（张秉仁）节能灯推广政策下的闪变控制策略

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1、节能灯推广政策下的闪变控制策略摘要分析了几种照明灯具的工作原理，结合参考文献讨论了白炽灯、节能灯等对电压波动的响应特性差异，提出了节能灯普及背景卜闪变国家标准的修仃思路及其控制策略设想。关键词白炽灯节能灯半导体灯闪变控制电能质量指标是从大量测试数据中发现总结出的、能表征电力供应特征的、与用户生产工艺过程密切相关的具有代表性的参数。电能质量指标体系应该是根据电力生产，特别是用户负荷用电特性的变化而不断完善与发展的。随着负荷结构的调整及其负荷用电特性的变化,电能质量指标限值、控制手段、措施应该随之变化，以期节约投资，更好的为经济建设

2、服务。应该说，离开了经济价值研究电能质量是没有意义的。众所周知，电能质量的重要指标电压波动闪变，IEC是以60W,230V额定电压的白炽灯为基准照度变化体进行试验定标的:而IEEE以60W,120V额定电压的白炽灯为基准照度变化体进行试验定标，中国基本采纳IEC标准。可见，灯具与电压波动闪变的衡量有着及其重要的关系。冃前，中国正在推广广泛的节能理念，节能型灯具的推广具有一定的代表性。据报道，白炽灯灯泡产量占全球总数70%的中国或许很快要告别使用白炽灯泡的时代，中国很有可能在10年内放弃生产和停止使用这种灯泡，这项有利于节能和减少

3、环境污染的决定将使全球受益。那么在灯具技术变革的浪潮中，是否需要重新审视电压波动指标的限值及其控制策略呢？1照明设备的发光原理概括的说，照明设备从发光原理上经历了三个过程:白炽灯、普通照明用自镇流荧光灯（俗称“节能灯”）、固态照明（亦称“半导体灯”）。目前，我们所讲的节能灯产品主要都是针对白炽灯来讲。普通的白炽灯光效大约在每瓦lOlnn左右，寿命大约在lOOOh左右，它的工作原理是:当灯接入电路中，电流流过灯丝，电流的热效应，使白炽灯发出连续的可见光和红外线，此现象在灯丝温度升到700K即可觉察，由于工作时的灯丝温度很高，大部分

4、的能量以红外辐射的形式浪费掉了，由于灯丝温度很高，蒸发也很快，所以寿命也大大缩短了。节能灯的工作基于气体放电原理，主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在1160K温度时，灯丝就开始发射电子（在灯丝上涂了一些电子粉），电子碰撞氢原子产生非弹性碰撞，氢原子碰撞后获得了能量又撞击汞原子，汞原子在吸收能量后跃迁产生电离，发出253.7nm的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200-2700K低很多，所以它的寿命也大大提高，达到5000h以上，由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，

5、荧光粉的能量转换效率也很高，达到501m/K以上。半导体照明是一种全新的照明技术，利用半导体芯片作为发光材料，直接将电能转换为光能，它与白炽灯的餌丝发光和节能灯的三基色粉发光不同，LED采用电场发光，光电转换效率比较高。冃前，日本、美国、欧盟、韩国等相继推出国家半导体照明计划，2003年我国半导体照明工程全面启动，在材料、芯片、封装和应用产业化支撑技术方面取得较大突破。我国已在上海、大连、厦门、南昌等4个城市设立为国家半导体照明产业化基地。如同晶体管替代电子管一样,半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯，必将在照明领域引发一场革命。三

6、种类型灯的相关参数对比见表。三种类型灯的相关参数比较損标白炽灯芳能灯半#体灯lOOOh足件通自炽灯的8倍长寿曲，10万h光效101m/W是普通勺炽灯的5倍501m/W离光效.大于601m/W能耗ft比白炽灯节能80%离节能闪烁敏憋较敏感无闪烁功率因数A低岛功奉因数(大于0.95)工作电压窄较窄工作电压范国宽(180-255V)频緊操作差稍差可频•开关响应时何ms级十几〜几十毫秒ms级••般小于5ms釣秒级2不同原理灯具的电压波动响应特征我们知道，电压波动的主耍危害在于：⑴导致显示屏闪烁。⑵造成滤波器失谐、过负荷。(3)引起通信干

7、扰。⑷导致CT饱和。(5)产生闪变，一般来说，日光灯、电视机等家用电气对电压波动的敏感程度远低于白炽灯，因此，若电压波动不至于引起白炽灯闪变，则肯定不会引起其它家用电器如日光灯、电视机的工作异常。这也是目前世界各国选用白炽灯作为闪变定标参照体的主要原因。近年来，许多学者研究电压波动与其它类型灯具照度变化的关系。如图1就是一例，图中横坐标为电压波动频度，纵坐标为增益因子,增益因子是灯光照度变化相对于引起该变化的电压波动而言的，即对于固定幅度、频度的电压波动，通过曝光计记录灯光照度的变化，则:增益因子二灯光照度的相对变化（％）引起该

8、照度变化的电压相对变化（%）,若增益因子大于1,则说明该灯具对照度变化有放人效应。通过图1分析可见，口炽灯对电压波动的效应有放大作用，而荧光灯却具有吸收效应，也就是说，白炽灯比荧光灯对电压波动更加敏感。4-3.5…3…m2s…子L51…03…510152025波