发布时间：2018/5/28 8:45:24 来源：本站
使用60W LED路灯一年产生的电费，仅为使用250W 普通高压钠灯路灯一年产生的电费的20％，大大节省了用电开支，是理想的节能降耗产品，也顺应了构建节约型社会的趋势。
LED路灯功率是普通高压钠灯路灯的1/4，铺设铜电缆所需截面积只要求普通路灯的1/3，节省了大量铺设费用。
综合以上两项节省的费用，使用LED路灯较之使用普通高压钠灯路灯，前者可使业主在一年内收回初期增加投入的成本。
使用LED 60W路灯可达到250W高压钠灯的照度，大大降低了使用功率； LED路灯因其使用功率低，可与风能、太阳能结合，使用在城市次干道上。
比之普通路灯，LED路灯在使用过程中产生的温度低，连续使用不会产生高温，不发黑不烧黑灯罩。
目前市场上的冷阴灯、无极灯，都是通过高压点极激发X光照明，含有害金属如汞等，及有害射线；与之相比，LED路灯属于安全低压产品，在安装和使用的过程中大大降低了安全隐患。
普通路灯含有害金属，光谱中含有有害射线。与之相比，LED路灯光谱纯净，不含红外线和紫外线，没有辐射，不会产生光污染，且不含有害金属，废弃物可回收利用，属于典型的绿色环保照明产品。
普通路灯的平均使用寿命是12000小时，更换路灯不仅成本高，而且影响交通，在隧道等地施工尤其不便；LED路灯的平均寿命为100000小时，按每天使用10小时计，使用寿命长达十年以上，一劳永逸。除此之外，LED路灯防水性、抗冲击性、防震性都很好，质量稳定，在保质期内属免维护产品。
随着LED(发光二极管)技术的不断突破以及大功率、高效率的LED的开发成功(大功率LED光源的效率已经达到110 lm/W)，将其应用于城市的道路照明已经成为可能。国内已研发成功了LED系列路灯产品，并逐步替代原有的以传统高压钠灯为主的路灯光源。由于LED的光输出具有高度的定向性，通过特殊的灯具配光设计，高效率60W的LED路灯所达到的照明效果可以与250W高压钠灯相当;90W的LED路灯的照明效果可以与400W的高压钠灯相当，节能效果非常明显。下面主要从替代前后的相关数据、安装施工、经济效益等对比来加以具体说明。
表1给出了传统的高压钠灯路灯与新型LED路灯的技术对比数据。从数据中可以得出如下的信息：
(1)新型LED路灯的造价约为传统路灯的3倍，使用的寿命至少为传统路灯的5倍；
(2)替代后可以节约大量的电能、电费；
(3)替代后的年运行维护费用(寿命期内)几乎为零；
(4)新型LED路灯可以方便地进行照度的调节，便于在后半夜将照度适当调低；
(5)替代后的年节约电费较为可观，分别为893.5元(单灯)和1318.5元(单灯)；
(6)考虑到替代以后路灯的电缆截面大量减小所能够节约的大量资金。
假设有二条道路，长度分别为3km和5km，安装路灯以每隔30米一盏，道路每边一盏。这二条路所需的路灯总数分别为202盏和333盏。计算时，传统路灯以功率为250W的高压钠灯为准(设镇流器耗电25W)，替代的新型LED路灯以功率为60W(设镇流器耗电5W)为标准进行比较。
设：传统路灯单价为1500元(盏)，LED路灯单价为4500元(盏)。则安装二条长度的道路所需要的两种灯具的成本分别为：3km的钠灯路灯为202×1500=303000元；LED路灯为202×4500=909000元；5km的钠灯路灯为333×1500=499500元；LED路灯为333×4500=1498500元。
安装二条不同长度的大功率LED路灯所需主要电缆材料的成本计算如下：
3km道路：
传统路灯主干线采用三相配电。单个250W高压钠灯的工作电流约为1.5A(含有无功补偿电容,功率因数为0.9),每相并联有67盏灯,电流为：67×1.5A=100.5A。
配电电缆需要选用VV22－3×25+2×16的铠装铜芯电缆，其单价为97元/米，则电缆成本为291000元；
而单个60W的LED路灯电流为0.3A(设功率因数为0.9),总电流为67×0.3A=20.1A。配电电缆需要选用VV22－5×2.5的铠装铜芯电缆，其单价为20元/米，电缆成本为60000元。
5km道路：
传统路灯主干线采用三相配电,配电电缆的电流I=P/(1.732U)=333×(250+25)/(1.732×380)≈139A,它需要选用VV22－3×35+2×16的铠装铜芯电缆，其单价为115元/米，则其电缆成本为345000元；
而LED路灯配电电缆的电流I=P/(1.732U)=333×(60+5)/(1.732×3801≈32.9A,它需要选用VV22－3x4+2×2．5的铠装铜芯电缆，其单价为27元/米，电缆成本为81000元。
下面来计算二条不同长度的道路在使用两种光源情况下一年的耗电成本。计算方法以每天亮灯10小时，每度电费以1元人民币计算。
3km道路：传统路灯一年有功耗电量为：
202×10×365×(250+25)/1000=202757.5(kwh)，合人民币为202757.5元;LED路灯一年总耗电量为202×(60+5)×10×365/1000=47924．5(kwh)，合人民币47924.5元。
5km道路：传统路灯一年的有功耗电量为：
333×(250+25)×10×365/1000=334248.75(kWh)，合人民币334248.75元；LED路灯一年总耗电量为333×(60+5)×10×365/1000=79004.25(kWh)，合人民币79004.25元。
提示：从上面的计算中可以看出，安装的道路越长节省的费用也就越大。
路灯的主要客户是政府单位，而非普通消费者，因而是一个比较特殊、比较封闭的产业。路灯从最初的钠灯、水银灯到现在的LED灯，经过了一个漫长的发展过程，同时，在这个发展过程中遇到了一些技术性问题。
时至今日，LED路灯在国内已经约有十年之久，包括电源供应器、电源驱动、散热技术、光学技术等每年都有新的突破，而一些基本技术在国内却没有得到解决，LED路灯防雷问题就是有待解决的问题之一。
雷击是一种静电放电现象，通常携带数百万伏特的电压从云层传输到地面或另一云层。在传输过程中，雷电会在空中产生电磁场，感应出上千伏电压（即浪涌）到电源线路并产生感应电流传输到几英里以外，这些间接的攻击通常发生在户外暴露的电线，例如路灯、交通灯、基站等设备发射电涌。浪涌保护模块是在电路前端直接面对来自电源线的浪涌干扰。它将浪涌能量转移或吸收，最大限度地减少浪涌威胁其他工作电路，例如LED照明灯具中的交流／直流电源单元等设备。
对于LED路灯，雷电在电源线路上产生感应浪涌，这个浪涌的能量会在电线上产生一个突波，即浪涌波，浪涌就是通过这样的感应方式进行传输的，外界来一个浪涌波，就会在220V的输电线中的正弦波上产生一个尖端，这个尖端进入到路灯中，就会对LED路灯电路产生破坏。
路灯已经存在很多年了，为什么现在才提出路灯需要防雷这件事情？其实，在过去使用的高压钠灯和传统水银灯是用高压灯泡设计的，其本身就有防雷的效果。到近些年，LED灯逐渐普及，LED灯需要供电电压较小，通常是利用电源供应器将交流电转换为直流电来驱动，这使得LED路灯本身的防雷性就没有了，因而需要为路灯设计防雷模块。
路灯防雷的重要性是由投资回收期这一概念决定的。由于LED路灯比传统路灯价格大概贵一倍，政府在一开始购买时的投资金额较大，所以需要在运行过程中靠节省电力支出来逐渐将成本赚回来，因而，LED灯的寿命很重要。如果LED灯还没赚回成本就在投资回收期内坏了的话，还需要另外花钱维修，维修时付出的人力成本比安装时要贵一倍。因而，在LED时代，要实现LED省电、省钱的效果，需要保证其寿命能够达到你的预期，即产品保质期要长。要实现节省成本，保证投资回收期内路灯不损坏，就需要将可靠度拉高。这就需要为LED路灯加上防雷模块，以达到经济最大化。
国内一直在做节能路灯，定义的路灯规格通常是亮度、发光角度、灯光色彩、功耗等看得见的指标，而常常会忽略防雷这一项看不见的指标。不仅美国和欧洲等国，其实在高落雷国家，例如马来西亚、印度等国很早就已经建立了要求当地路灯通过一个设定的防雷测试的相关标准。由于国内也只有海南、珠江等沿海城市的落雷比较严重，而大部分内陆地区则要好很多。因而，至今相关标准还未推出。
在2015年发布的美国国家标准中，就已经推出了三级防雷标准，如表1所示。之所以是三种等级，是因为美国东西部落雷情况差异较大，高落雷地区可以达到30～40次，而低落雷地区则只有1～2次，因而做了三个等级的标准，分别是6kV、10kV和20kV。这也是给灯具厂商和地方政府一个弹性，各地地方政府可以根据实际情况决定使用相应的标准。
国内在通讯基站有类似标准。早在十几二十年前，手机即将开始普及的时候，基站防雷就已经有相关国家标准。由于基站主要是设置在屋顶或塔上，因而落雷对基站的影响会很大。而由于我国南北差异较大，沿海还有内陆环境上的差异也较大，而且路灯基本上是各个地方政府自行管理、规定标注规格、招标、监工、维护等，因而，至今仍没有相国家关标准出台。
随着近些年来的相关需求的突显，国内2017、2018年已经有LED路灯防雷相关国家标准在审查中，如表2所示。参考世界各国的国家标准，驱动电源模块若仅满足第四级别（线－线 2kV，线－地4kV），将不足以应付户外照明所可能面临的雷击浪涌威胁，建议对路灯采用更高的防雷等级，并采用防雷模块。
虽然防雷模块本身可以为LED灯提供防雷保护，但是同时其本身也有着自己的风险。当防雷模块老化后，会在内部发生过热反应，甚至会起火。也就是说，防雷模块在用到最后一刻会有起火的风险，如图2所示是灯具厂商因防雷模块老化起火后的器件。因而，防雷模块的安全性是一个很重要的概念，安装防雷保护模块是一个概念，安装一个安全的防雷保护模块是更进一步的理念和挑战。
随着智能化时代的到来，智能路灯已经进入实际应用场景中。智能路灯代表路灯能够在远端物联网实现路灯的开启和关闭，能够调整路灯灯光的颜色和亮度。相对来讲，智能设备的功能越来越多，可靠性也要跟着提升，安全问题至关重要。而对于防雷保护，则应该同时满足防雷的功能和安全的功能。
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