【正文】 數(shù)計(jì)算 17 電纜規(guī)格與功率計(jì)算 導(dǎo)線截面積與載流量的計(jì)算 導(dǎo)線截面積與載流量的計(jì)算 一般銅導(dǎo)線載流量導(dǎo)線的安全載流量是根據(jù)所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設(shè)條件來確定的。明路面如水泥石子混泥土路面等。路面平均亮度和平均照度可用以下式求得： Lr=QEav Q稱為照明設(shè)備的綜合亮度系數(shù)，在燈具配光、配置、觀測場所等確定后，在固定的光入射方向和觀測方向上 Q 是個(gè)定值。（ CIE 標(biāo)準(zhǔn)），此時(shí)路面亮度系數(shù)取決于β和γ兩個(gè)角的值。 q=q（α，β，γ）（見圖 ） 圖 對于一個(gè)駕駛員，主要觀察車前方 60～ 160m 這部分道路，此時(shí)α在 ～ 176。 平均照度與平均亮度的換算 能否看清路面及路面上的障礙物，決定于路面及障礙物的亮度，路面的亮度XXX 學(xué)院專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 參數(shù)計(jì)算 16 與其反射特性有關(guān)。 逐點(diǎn)計(jì)算照度 道路表面一點(diǎn)上的照度是將所有路燈對這一點(diǎn)產(chǎn)生的照度疊加起來（其他光源產(chǎn)生的照度不計(jì) 入）。 L﹠ =d∮ /﹠ 式中，﹠為面積元 dA的法線與給定方向之間的夾角。 1lx 即表示在 1 平方米的面積上均勻分布 1lm光通量的照度值，或者是一個(gè)光強(qiáng)為 1cd 的均勻發(fā)光體的 點(diǎn)光源，以它為中心，在半徑為 1m的球面上，各點(diǎn)所形成的照度值。 總電路圖見附錄 A。當(dāng) C2 放電完畢（約十幾分鐘）后，V1和 V2 截止， VT靠 R6 和 C3 上的移相電壓來觸發(fā)導(dǎo)通，此時(shí)的移相角達(dá)到最大，路燈降壓工作。此時(shí)行人已走遠(yuǎn)。同時(shí)， 2 腳輸出的高電平使發(fā)光二極管點(diǎn)亮發(fā)光，以指示其工作狀態(tài)。當(dāng)夜幕降臨的時(shí)候光照度逐漸減弱，光敏電阻器 RG 的阻值逐漸增大， NE555 的 2腳和 6 腳電壓也開始下降，當(dāng)兩腳電壓降至 Vcc/3 時(shí)內(nèi)XXX 學(xué)院專科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 遙控節(jié)能電路設(shè)計(jì) 14 部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)， 3 腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，?VL 導(dǎo)通發(fā)光， VT 受觸發(fā)而導(dǎo)通紅外線部分電路， IC12輸出的脈沖作用于 IC31的觸發(fā)端，使 IC31被觸發(fā)位置。 圖 電路設(shè)計(jì) 電路設(shè)計(jì)有三部分組成，即紅外線控制、光敏電阻電路 、降壓處理三個(gè)部分組成 ，如圖 和 。當(dāng) C2 放電完畢（約十幾分鐘）后，V1和 V2 截止， VT靠 R6 和 C3 上的移相電壓來觸發(fā)導(dǎo)通，此時(shí)的移相角達(dá)到最大，路燈降壓工作。 接通 S1，交流 220V 電壓經(jīng) T 降壓、 VD1 整流、 C1 濾波后，一路 R1 經(jīng)限流及 VS 穩(wěn)壓后，為 V1提供集電極電壓；另一路經(jīng) S R VD2 對 C2充電，使 V1和 V2 飽和導(dǎo)通，此時(shí) V3 輸出的觸發(fā)電壓的移向腳較小， VT 在交流電的全周期內(nèi)導(dǎo)通，路燈全電壓 (220V)工作。延時(shí)控制電路由電力定時(shí)器的常閉觸頭 S電阻器 R2~R電容器 C二極管和晶體管 V V2組成。 圖 降壓處理 降壓處理 電路由電源電路、延時(shí)電路和觸發(fā)控制電路組成。 直到第二天黎明來臨時(shí)，光 照度逐漸增強(qiáng)， RG 的阻值逐漸減小，使 NE555的 2 腳和 6 腳電壓逐漸升高，當(dāng)兩腳電壓升高至 2Vcc/3 時(shí)， NE555 的 3 腳由高電平變?yōu)榈碗娖剑?VL和 VT 均截止，照明燈 EL 熄滅。 在白天，光敏電阻器 RG 受光照而呈低阻態(tài)， NE555 的 2 腳和 6 腳電位高于2Vcc/3， NE555 的 3腳輸出低電平，發(fā)光二極管 VL 不發(fā)光，晶閘管 VT 處于截止?fàn)顟B(tài)，照明燈 EL不亮。 開關(guān)電路由晶閘管 VT、電阻器 R2 和發(fā)光二極 VL管組成 電源電路由降壓電容器 C電阻器 R穩(wěn)壓二級管 VSS、整流二極管 VD和濾波電容器 C2 組成。當(dāng)時(shí)長為 24s 的觸發(fā) 脈沖結(jié)束時(shí)， IC31翻轉(zhuǎn)復(fù)位，其 3腳呈低電平，光電耦合器由恢復(fù)為靜態(tài)，電燈 EL熄滅。 IC3 采用雙 JK 觸發(fā)器 74HC107， IC31（ 1/274HC107）接成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，當(dāng)有正脈沖觸發(fā)時(shí)，其電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)， 3腳輸出高電平，使固態(tài)光繼電器 IC4 左側(cè)的發(fā)光二極管通電、發(fā)光，經(jīng) IC4 內(nèi)部光電耦合，使右側(cè)的光控雙可控硅導(dǎo)通，照明燈EL通電點(diǎn)亮，為行人照明。該下跳變脈沖信號加至 IC12的觸發(fā)端 8 腳。平時(shí)（無人穿過路時(shí)）， IC2 的紅外光電管收不到 VD2 輻射出的紅外光信號， IC2 處于靜態(tài)，它的輸出端（ 3 腳）呈高電位，對后級電路無影響。 IC11 輸出的脈沖可直接驅(qū)動紅外發(fā)光管 VD2，使 VD2 發(fā)出很窄 (1： 9)的紅外調(diào)制脈沖光，照射在道路的空間中。 IC1 是一只雙時(shí)基集成電路 556。 主要設(shè)計(jì)方案 電路由紅外遙控，光敏電路， 降壓處理三部分電路組成，利用，光敏電阻的特性，使路燈只有在夜晚時(shí) 才能點(diǎn)亮，再利用紅外遙控使當(dāng)有人在黑夜通過道路時(shí)有燈光的照亮 ,降壓處理使燈即使在半夜電壓發(fā)生變化時(shí)也能工作在穩(wěn)定的電壓下。因此實(shí)現(xiàn)對路燈電壓和開關(guān)時(shí)間的控制，天黑亮燈，天亮熄燈，晚十點(diǎn)以前正常電壓供電，十點(diǎn)以后根據(jù)電力系統(tǒng)電壓等級降壓供電，在保障正常照明要求的前提下實(shí)現(xiàn)路燈的節(jié)能。由于夜晚不同時(shí)間對照明的要求不同，如在 10 點(diǎn)前由于行人較多要求正常照明，而在午夜以后人流較小照度要求也要降低，同時(shí)電力系統(tǒng)的電壓又是變化的，前半夜較低后半夜較高，電能浪費(fèi)比較嚴(yán)重，同時(shí)還會 縮短路燈的使用壽命，因此要求實(shí)現(xiàn)路燈的電壓調(diào)控。 具體實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：燈在城市中起照明作用，在維護(hù)交通安全和社會治安方面作用很大。 研究的對象設(shè)定為路燈，電壓 220V，總電流 60A。 其次紅外遙控路燈使其在夜晚，有行人通過時(shí)才點(diǎn)，更加實(shí)際的節(jié)約了電能 。而道路照明則完全不同：首先，燈泡功率大，不易控制；其次，使用環(huán)境惡劣，九十年代，電力電子元件技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，調(diào)光技術(shù)有了可靠的質(zhì)量保障，通過一些地區(qū)的規(guī)模應(yīng)用，其完美的調(diào)光效果和節(jié)電功能得到了一致認(rèn)同，在德國，美國這些耗電大國，此 類技術(shù)也得到了政府的大力扶持和推廣。它的主要優(yōu)點(diǎn)就是在調(diào)光的同時(shí)也大幅降低了電耗，節(jié)約有功電耗達(dá) 30％以上。它充分考慮了城市道路照明的實(shí)際狀況，依據(jù)人體工程學(xué)中的視覺理論，采用現(xiàn)代控制論中的最優(yōu)控制方法，實(shí)現(xiàn)了對路燈電壓及照度的動態(tài)智能化管理。 智能光源降壓 — 穩(wěn)壓 — 調(diào)光技術(shù)。智能照明調(diào)控裝置工作原理，采用微電腦控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集輸出、輸入電壓信號與最佳照明電壓比較，通過計(jì)算進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，從而保證輸出最佳的照明系統(tǒng)工作電壓。但是不能用來控制照明調(diào)控裝置進(jìn)行頻繁切換，一般做不到實(shí)時(shí)穩(wěn)定電壓、多時(shí)段調(diào)控等功能。它的原理是，通過一個(gè)自耦變壓器機(jī)芯，根據(jù)輸入電壓高低情況，接連不同的變壓器抽頭， 將電網(wǎng)電壓降低 5， 10， 15， 20V等幾個(gè)檔，從而達(dá)到降壓節(jié)電的目的。此這種技術(shù)已被證明不是理想的節(jié)能方式，現(xiàn)已很少采用。 這類節(jié)能調(diào)控設(shè)備對照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快，精度高，可分時(shí)段實(shí)時(shí)調(diào)XXX 學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 節(jié)能燈的需求分析 8 整，有穩(wěn)壓作用，因?yàn)橹饕请娮釉鄬碚f體積小、設(shè)備輕、成本低。從工作原理上大致分為三大類 。對于已有的照明系統(tǒng)，因需更換所有燈具，初期投入資金和人力比較大，在不能分批分次更新燈具的照明場所，這樣做一次性投入太大。 目前路燈的主要節(jié)能方式 目前國內(nèi)照明節(jié)能主要的途徑有三種：合理照度；采用高效的節(jié)能型光源，也就是使用發(fā)光效率高的燈泡或燈管；在現(xiàn)有照明系統(tǒng)上加裝節(jié)能控制設(shè)備。在推進(jìn)城市亮化工程的進(jìn)程中，照明光源及調(diào)控設(shè)備得到了空前的發(fā)展，當(dāng)然，城市照明的電能消耗和燈具損耗也越來越大，由于電力緊缺和電費(fèi)的上 漲，照明節(jié)能降耗將越來越受到廣泛重視。 隨著我國城市化建設(shè)的不斷深入，經(jīng)濟(jì)高速持續(xù)的發(fā)展，人們的生活水平也不斷提高?！币陨弦?guī)則，對城市道路照明設(shè)計(jì)有著重要的意義。文中指出“大力推廣節(jié)能技術(shù)，提高電能利用效率。 XXX 學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 節(jié)能燈的需求分析 7 3 節(jié)能路燈的需求分析 路燈的節(jié)能需求 國家建設(shè)部、發(fā)改委于 2021 年 11 月，以城建〔 2021〕 204 號文，發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)城市照明管理促進(jìn)節(jié)約用電工作的意見》。目前，我國在節(jié)能燈無害處理方面還是空白，破碎的節(jié)能燈隨生活垃圾被送到填埋場填埋。 中國節(jié)能燈推廣戰(zhàn)略由來已久，僅 2021 年全國范圍內(nèi)就推廣節(jié)能燈 6200萬只，待到 2021 年，更是高達(dá) 12 億只。由于汞的沸點(diǎn)低，常溫下即可蒸發(fā)，廢棄的節(jié)能燈管破碎后，瞬時(shí)可使周圍空氣中的汞濃度超標(biāo)上百倍。藍(lán)色會變紫，紅黃色看上去會更鮮艷。可以說緊湊型熒光燈集中了日光燈節(jié)電，長壽命和白熾燈體積小，顯色好，使用簡便等優(yōu)點(diǎn)為一身，無愧是現(xiàn)代室內(nèi)照明的典型光源，成為國際綠色照明光源的生點(diǎn)推薦產(chǎn)品， 有巨大潛在市場和發(fā)展前景。 由于緊湊型熒光燈有教高的功率負(fù)載，因此它的體積小巧美觀，也有教好的裝飾作用。若采用廉價(jià)的鹵粉作原料，將達(dá)不到此效果。一般說來，光的顯色指數(shù)只要大于 75 以上，就能真實(shí)地反映出物體的顏色而不至于失真。顯示指數(shù)的高低直接反應(yīng)出光的顯色性的好壞，光的顯色指數(shù)越高，在其照射下的物體的顏色就越能越得到真實(shí)的反映。我們用顯色指數(shù) CRI（ COLOR RENDERING INDEX）來測定，其范圍從 0 至 100。普通白熾燈泡的額定壽命為 1000 小時(shí)，緊湊型熒光燈的壽命一般為 5000 小時(shí)。）緊湊型熒光燈與普通燈泡相比，發(fā)光效率約提高 5 到 6 倍，如 11W 節(jié)能燈的光通量相當(dāng)于 60W 普通白熾燈。它 具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 光效高 光效即發(fā)光效率，是指一個(gè)光源所發(fā)出的光通量和所消耗的電功率之比。 眩光：視野內(nèi)有亮度極高的物體或強(qiáng)烈的亮度對比，則可以造成視覺不舒適稱為眩光，眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。 色表：是指人眼直接觀察光源時(shí)所看到的顏色。要正確表現(xiàn)物體本來的顏色需使用顯色指數(shù)高的光源。單位： K。 色 溫：光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時(shí)，黑體的溫度稱為該光源的色溫。 經(jīng)濟(jì)壽命：在同時(shí)考慮燈泡的損壞以及光束輸出衰減的狀況下，其綜合光束輸出減至特定的小時(shí)數(shù)。 平均壽命： 指一批燈至 50%的數(shù)量損壞時(shí)的小時(shí)數(shù)。 光 效：電光源將電能轉(zhuǎn)化為光的能力，以發(fā)出的光通量除以耗電量來表 示。 亮 度 L：發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量。 照 度 E：發(fā)光體照射在被照物體單位面積上的光通量。 光 強(qiáng) I：發(fā)光體在特定方向單位立體角內(nèi)所發(fā)射的光通量。 節(jié)能燈照明術(shù)語 光通量 φ：發(fā)光體每秒鐘所發(fā)出的光量的總和。消耗能量較同光效的白熾燈減少 80% ，但 適用性很小，每個(gè)單元 led 小片 是 35mm 的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境 ； 穩(wěn)定性 比較好在 10 萬小時(shí)，光衰為初始的 50% 其 響應(yīng)時(shí)間 非常短， 白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級， led 燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級 ； 改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。 按材料劃分又由毛管，塑料件及電子元件和燈頭三部分構(gòu)成，節(jié)能燈管按照熒光粉劃分則有鹵粉、混合粉和三基色三種類型，其使用的壽命依次越來越長久。 螺旋管節(jié)能燈：螺旋環(huán)直徑分為小環(huán)徑和大環(huán)徑兩種，小環(huán)徑一般在 50mm左右，大環(huán)徑一般在 100mm 左右，螺旋環(huán)圈數(shù)有 2 圈半、 3 圈半、 4 圈半、 5 圈半、 6圈半、 7圈半、 8 圈半等多種，功率從 3w～ 240w 等多種規(guī)格。 XXX 學(xué)院?？飘厴I(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 節(jié)能燈的概述 4 圖 2U、 3U節(jié)能燈，管徑 9mm～ 14mm，功率一般從 3w～ 36w，主要用于民和一般商業(yè)環(huán)境照明，在使用方式上，用來直接替換白熾燈。 節(jié)能燈的分類 節(jié)能燈種類繁多，有金屬鹵化物燈，高壓鈉燈，自鎮(zhèn)流熒光燈，雙端熒光燈，LED 節(jié)能燈等等。 節(jié)能燈又叫緊湊型熒光燈（國外簡稱 CFL 燈）它是 1978 年由國外廠家首先發(fā)明的，由于它具有光效高（是普通燈泡的 5 倍），節(jié)能效果明顯，壽命長（是普通燈泡的 8 倍），體積小，使用方便等優(yōu) 點(diǎn)，受到各國的重視和歡迎，我國于1982 年，首先在復(fù)旦大學(xué)電光源研究所成功研制 SL 型緊湊型熒光燈，二十年來，產(chǎn)量迅速增長，質(zhì)量穩(wěn)步提高，國家已經(jīng)把它作為國家重點(diǎn)發(fā)展的節(jié)能產(chǎn)品（綠色照明產(chǎn)品）作為推廣和使用。一般來說，在同一 功率 之下，一盞節(jié)能燈比白熾燈節(jié)能 80%，平均壽命延長 8 倍，熱輻射僅 20%。如果這些照明設(shè)備采取了低能耗產(chǎn)品及節(jié)點(diǎn)控制系統(tǒng)，節(jié)省的不僅是能源，還會帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益。在其背景下，上到國家機(jī)關(guān)，下 到百姓人家，節(jié)能已經(jīng)成為現(xiàn)在最流行的一種趨勢。這一切都讓節(jié)能變得更加重要。它不僅適合于山村，同樣適合于住宅小區(qū)和繁華的街道。為突出其 智 能環(huán)保意義，并使產(chǎn)品達(dá)到非常高性價(jià)比，故對路燈基本