LED照明在軌道交通照明系統(tǒng)中的應(yīng)用前言城市軌道交通車站是人員密集度十分高的場(chǎng)所，人員的流動(dòng)性也很大。特別是在地下車站，照明燈具是正常照明的唯一來(lái)源。因此，穩(wěn)定、可靠的照明是保證車站內(nèi)乘客安全和舒適的必要條件，也是保障列車能夠正常、有序、安全運(yùn)行的前提條件。綠色照明是指通過(guò)科學(xué)的照明設(shè)計(jì)，采用光效高、壽命長(zhǎng)、安全且性能穩(wěn)定的照明產(chǎn)品，來(lái)改善和提高人們的工作、學(xué)習(xí)和生活，從而創(chuàng)造一個(gè)高效、舒適、安全、經(jīng)濟(jì)、有益的環(huán)境并充分體現(xiàn)現(xiàn)代文明的照明。目前， 北京市城市軌道交通普遍采用傳統(tǒng)照明，傳統(tǒng)照明在實(shí)際應(yīng)用中存在著諸多不足之處。為了積極響應(yīng)低碳環(huán)保的理念并結(jié)合北京城市軌道交通自身的特點(diǎn)，北京軌道交通對(duì)車站進(jìn)行了用led照明燈具代替現(xiàn)有類型燈具的改造試驗(yàn)。LED的應(yīng)用既能滿足綠色環(huán)保的要求，又能很好地解決目前照明燈具所存在的問(wèn)題。1 北京城市軌道交通照明的現(xiàn)狀北京城市軌道交通車站目前采用的照明燈具類型有熒光燈、金屬鹵化物燈和高壓鈉燈等。燈具種類繁多、功率較大，既不方便采購(gòu)和維修，又不節(jié)能環(huán)保。而且，這幾種照明燈具的壽命基本都低于10 000 h，有的甚至低于5 000 h。目前在用燈具的工作電壓基本都來(lái)源于市電交流220 V，由于城市軌道交通內(nèi)部照明配電的比較特殊，配電電壓普遍偏高，致使燈具容易損壞，使用周期大大縮短。以下是目前在用照明燈具所存在的問(wèn)題。(1)熒光燈。顯色性偏低，由于功率因素偏低，所以耗能較大。(2)金屬鹵化物燈。發(fā)光效率高、顯色性能好且壽命長(zhǎng)，但是點(diǎn)燃時(shí)間長(zhǎng)，不易應(yīng)用于應(yīng)急照明光源。(3)高壓鈉燈。發(fā)光效率高、耗電少、壽命長(zhǎng)、透霧能力強(qiáng)和不誘蟲等優(yōu)點(diǎn)，但是鈉燈的照明持續(xù)性存在缺陷。由于城市軌道交通車站結(jié)構(gòu)的特殊性，地下車站及區(qū)間的結(jié)構(gòu)為全封閉式，車站照明燈具的需求量較大且照明時(shí)間較長(zhǎng);地上車站及區(qū)間的結(jié)構(gòu)基本為半敞開(kāi)式， 所以， 車站照明燈具受環(huán)境因素的影響較大。車站內(nèi)粉塵較多且部分照明燈具長(zhǎng)期暴露在外， 嚴(yán)重影響了光源的發(fā)光效率和壽命周期。總的來(lái)說(shuō)，這些普通光源在節(jié)能環(huán)保和維修費(fèi)用等方面存在著較大的問(wèn)題。2 led照明特點(diǎn)LED即發(fā)光二極管，是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子器件,其核心部分是P N結(jié)，它除了具有正向?qū)ǎ聪蚪刂埂舸┨匦酝猓谝欢l件下，它還具有發(fā)光特性，但光僅在靠近PN結(jié)處產(chǎn)生。2.1 LED照明的優(yōu)勢(shì)LED照明相對(duì)于傳統(tǒng)照明有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在8個(gè)方面。(1)電壓：LED使用低壓電源。單顆電壓在1.94 V之間，比使用高壓電源更安全。(2)抗振性：LED是固態(tài)光源。由于它的特殊性，具有其他光源產(chǎn)品不能比擬的抗振性。(3)壽命：長(zhǎng)達(dá)5萬(wàn)h及以上。(4)穩(wěn)定性：受環(huán)境溫度影響相對(duì)較小。(5)響應(yīng)時(shí)間：LED照明的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)，是目前所有光源中響應(yīng)時(shí)間最快的產(chǎn)品。(6)節(jié)能環(huán)保：LED比傳統(tǒng)燈具節(jié)能60%80%以上，且不含金屬汞等對(duì)身體有害物質(zhì)。(7)顏色：LED的帶寬窄，發(fā)光顏色純，因此，LED的色彩比其他光源的色彩豐富得多，能夠更準(zhǔn)確地反應(yīng)物體的真實(shí)性。(8)效能：LED發(fā)光功率轉(zhuǎn)換接近98%以上，所以，光效高。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，最高光效已達(dá)161 l m/W,是目前光效最高的照明產(chǎn)品。LED照明燈具的電源采用的是低壓直流電源，所以，LED照明燈具配套A C/D C轉(zhuǎn)換且恒流驅(qū)動(dòng)的電源，這樣就可以有效地防止由于電壓偏高而造成的燈具損壞，從而提高燈具的使用壽命。LED照明響應(yīng)時(shí)間很短， 能夠滿足應(yīng)急照明的要求并且光效較高，使其在相同照度標(biāo)準(zhǔn)下，功率耗費(fèi)最小，能夠達(dá)到節(jié)能減排的效果。由于LED被完全封裝在環(huán)氧樹脂里面并由無(wú)毒的材料做成，所以非常環(huán)保、耐用。2.2 LED照明的不足之處近年來(lái)，LED的發(fā)光效率正在逐步提高，已接近熒光燈的水平，并在繼續(xù)增長(zhǎng)中。但在照明應(yīng)用及普及方面仍存在一些技術(shù)性問(wèn)題。(1)LED采用的是冷發(fā)光技術(shù)，其發(fā)出的光與自然光有一定的差距。白熾燈具有非常強(qiáng)的黃色光成分，給人一種溫暖的感覺(jué)。而LED發(fā)出的白光帶有藍(lán)色光成分，使人們的視覺(jué)不很自然。(2)led燈具散熱存在著問(wèn)題。隨著功率的增加，其散熱問(wèn)題顯得越來(lái)越突出，大量實(shí)際應(yīng)用表明，LED不能加大輸入功率的基本原因是由于LED在工作過(guò)程中會(huì)放出大量的熱，使管芯結(jié)溫迅速上升，熱阻變大。輸入功率越高，發(fā)熱效應(yīng)越大。溫度的升高將導(dǎo)致器件性能衰減，非輻射復(fù)合增加，器件的漏電流增加，半導(dǎo)體材料缺陷增長(zhǎng)，封裝用環(huán)氧樹脂黃化等等，嚴(yán)重影響LED的光電參數(shù)，嚴(yán)重影響到了LED的壽命。(3)LED價(jià)格較高。這是影響L ED照明普及的主要原因。但是，近年來(lái)由于晶片技術(shù)的不斷改良，制造成本不斷下降，正朝著高效率、低成本的方向發(fā)展，這為L(zhǎng)ED在照明領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有利條件。3 LED在軌道交通中的應(yīng)用及影響城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展要求“嚴(yán)控成本、低耗環(huán)保”。為建設(shè)現(xiàn)代化的軌道交通，把節(jié)能降耗作為提高整體網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營(yíng)管理能力和設(shè)備設(shè)施運(yùn)行、維修實(shí)施精細(xì)化管理的重要手段，從而促進(jìn)首都交通全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。按照城市軌道交通行業(yè)的規(guī)劃要求，加強(qiáng)能源管理，主要從技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能2個(gè)方面提高能源的利用效率、降低能源的消耗