高速公路隧道供電照明節能改造措施分析

樂衛洪

【摘 要】眾所周知，我國幅員遼闊，地形復雜，為了我國中西部地區的經濟發展和人民生活的便捷，交通部門需要在高速公路的建設中不斷地攻堅克難。目前，隨著山區高速公路隧道數量的不斷增多，以及這些地區較為偏遠，所以基礎設施的建設、維護和供電也較為薄弱，同時在偏遠山區的高速公路隧道使用高能耗的供電照明裝置不但能耗高，而且承受電壓遠高于普通路段的照明設施，因而它的使用壽命會大大縮短，增加了維護成本。本文將對高速公路隧道供電照明的現狀做分析，提出供電照明設備進行節能改造的具體措施。

【關鍵詞】高速公路隧道；供電照明；節能；改造；措施

隨著高速公路建設速度的加快和技術的進步，高速公路隧道在數量上越來越多，縱深也越來越長，而隧道的建設不僅是對施工單位的修路、清障水平提出了極大的考驗，還對隧道內的供電照明設施的建設產生了極大的挑戰。由于普通路段的太陽能或是風力發電的照明設施都不能被采用，同時對于常規的供電照明設施也需要進行功率的大幅提高和距離的拉近，這無疑使得隧道內的供電設施建設產生了更多的技術困難和資金成本。為了保障隧道內照明質量較高的情況下，合理、有效地降低能耗，就成為了交通部門所需要迫切考慮和解決的難題。

1.高速公路隧道路段的供電照明設施的現狀

公路的建設對于原本閉塞的山區鄉鎮、村落而言，有著至關重要的作用，它不僅可以推動本地經濟的發展，還可以逐漸提高當地居民的生活水平，因此為了實現共同富裕的目標，推動西部大開發和中部崛起工程的順利開展，高速公路建設以隧道的方式進行修建，需要逐漸普及到原本處于山塹之中的大小城鎮。在這過程中，隧道建設帶來一系列的工程建設方面的難題也逐漸顯露出來，供電照明設施的普及和節能改造就是其中之一，以下將以中國隧道規模工程量最大的“秦嶺終南山公路隧道”為例，對我國目前公路隧道的供電照明的現狀進行闡述和分析[1]。

秦嶺終南山公路隧道作為包茂高速的標志性路段，是世界上第一座也是最長的雙洞高速公路隧道，由我國自行設計建造，雙洞共長36.04公里，連接了秦嶺山脈的天塹地段，將原本三小時的路程縮短為四十分鐘，極大的促進了當地的經濟建設。鐘南山隧道在照明設施上也做了極大的創新，除了仿照歐洲隧道的特殊燈光帶，LED光源的誘導燈會根據外部環境的變化而改變亮度，但是在整個的隧道供電照明中，仍以功率較高的高壓鈉燈為主，進行兩側交錯布置，并且為了提高其觀賞性，還加強了燈光的亮度。由于隧道路段需要全天不間斷的供電照明，其能耗方面的投入已經超過該路段整體養護投入成本的一半。

由此可見，雖然隧道的修繕極大程度便利了居民的日常交通，但是隧道工程的不計成本的資金和技術投入也可見一斑，即使是在運營中也會給路政部門帶來巨大的維護成本投入。

首先是能耗方面，由于隧道本身的供電照明特點，照明亮度要求高、燈具工作時間長，仍舊采用大功率的高壓鈉燈雖然可以保障照明質量較高，但是對于當地原本的電力供應設施也提出了更高的要求，由于其能源消耗十分高，同時亮度的提高也是燈具的使用壽命大大降低，所以致使后期的更換維修費用增加[2]。

其次是能耗降低與行車安全之間存在一定的矛盾，因為以目前的有限的供電照明技術，要實現燈具的節能改造，就不可避免地導致隧道照明質量的降低，這會導致司機在隧道中的行駛安全性降低，視線距離縮短，同時如果減少了入口處燈光的輔助，還會是司機產生黑洞、白洞效應，大大提高了事故的發生率。

最后是照明設施的資金投入不足，由于資金和技術投入的成本有限，我國的大多處高速公訴隧道供電照明設施的建設還難以達到秦嶺終南山公路隧道的技術投入水平，不能實現燈光的自動化控制，這使天氣變化帶來的外部環境光線變化不能對隧道內部光源產生亮度調節作用，隧道內的照明設施無論是在光線充足的晴天、還是在光線灰暗的陰天都保持高強度的工作狀態，這使能源消耗產生了一定的浪費。

2.隧道供電照明設備節能改造的具體措施

上文提到的秦嶺終南山公路隧道，為我國日后的高速公路隧道供電照明的節能改造，提供了一個較為全面和成功的案例，在現有技術能力水平上，采取在布燈密度較大的單一的高壓鈉燈上增添LED光源作為誘導燈和疏散燈來進行輔助，不但在一定程度上降低了能耗，還可以減緩司機在駕駛過程中的視覺疲勞，同時降低了事故的發生率[3]。具體的節能改造措施主要由以下兩個方面：

2.1隧道內供電照明設施的節電化

2.1.1采用節能型的照明設施

我國的高速公路隧道供電照明設施大多采用大功率、高亮度和高耗能的高壓鈉燈，而隨著照明技術的發展，更為節能的第四代節能環保燈源——電磁感應燈也逐漸被道路照明工程所采用，其照明質量高、壽命長的特點解決了路政部門在保證道路高安全系數的同時，也大大降低了能耗和后期的維護管理成本。值得一提的是，我國在環保節能型燈源方面的研發和產業化運營，已經達到了世界領先的水平，無極燈的性價比也比較高，壽命也超過了十萬小時，如果能將其盡快應用到高速公路隧道供電照明改造工程當中，那么將可以大大降低高速公路運營過程中的能耗和維護費用。

2.1.2采用節能型的輔助光源

特殊光帶在歐美國家縱深較長的隧道中已經普遍被采用，特殊光帶使用節能的LED燈源將長隧道進行照明區域的規律化劃分，不但可以抑制司機的視覺疲勞，還可以作為誘導燈和疏散燈提高車輛行駛中的安全系數，保障了電壓不足或是主體燈具損毀導致的隧道光線不足可能帶來的行駛安全問題。另外，在隧道的入口兩端增添或是改變為LED燈源，可以使司機在進入或駛出隧道的過程中減少光線突變產生的不適應感，有效地預防了由此可能帶來的交通事故[4]。

2.2隧道內供電設施的配套化

隧道的供電照明設施要求，遠遠高于普通的高速路段，它對燈具的功率、使用時間要求較高，對于供電設施的功率要求、能源儲備量的要求和穩定性也都提出了更高的要求。尤其對于基礎設施建設較為遲緩、隧道普遍縱深較長的西部省市而言，隧道照明的供電設施還要針對不同的山區環境進行改良創新，如此才能保證隧道照明的持久性和穩定性。

節能改造，對于山區隧道的照明設施相配套的供電設施有著極大的作用，它有效的降低了其對供電系統的能源儲量要求。對于供電系統的節能改造，可以從低能耗和降低負荷的變壓器的選購入手，例如采用非晶合金鐵芯的變壓器，比傳統的硅鋼片變壓器的損耗可以降低百分之三十到百分之五十。與此同時，可以大力推廣中壓供電技術，根據實際情況建立升壓站或是降壓站，實現照明設備供電系統的穩定性，同時也可以減少能耗，避免電壓不穩產生照明設備的損壞。

3.結束語

我國中西部地區的高速公路正在迅速地普及，隧道建設的技術也在逐漸提高，但是隧道內的照明設施仍然存在能耗高、供電設施不配套的現象，所以需要對高速公路隧道供電照明設施進行節能改造，這樣可以有效的避免因低能耗的照明設備降低隧道內的照明質量，而產生的交通事故。 [科]

【參考文獻】

[1]賴偉勇.淺析高速公路隧道供電照明節能改造措施[J].中華民居，2012，（6）.

[2]曹德洪，李國文.高速公路隧道照明節能控制潛力淺析[J].公路，2010，（9）.

[3]張琦.新型照明節電設備在高速公路隧道中的應用[J].公路交通技術，2013，（1）.

[4]張小琴，李習武，劉建等.高速公路隧道照明節能設計[J].后勤工程學院學報，2011，27（6）.