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摘 要：近年來，城市道路照明伴隨我國城市建設(shè)的高速發(fā)展，獲得了快速的增長，如何保障照明設(shè)施安全運行，如何提供舒適經(jīng)濟的功能照明，意義重大。而作為路燈燈具中的小元件電容，雖然價格便宜，卻不可或缺。筆者將主要淺析一下路燈燈具中電容的重要性。 關(guān)鍵詞：電容器；燈具；維護；原理；作用 近年來，我國城市建設(shè)呈現(xiàn)高速增長的態(tài)勢，作為城市基礎(chǔ)建設(shè)的一部分，城市照明行業(yè)也得到了快速的發(fā)展。城市照明的快速發(fā)展，極大的改善了城市人居環(huán)境，增強了城市公用服務(wù)的獲得感。 作為城市照明的主體，城市道路照明伴隨我國城市建設(shè)的高速發(fā)展，獲得了快速增長。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2004 年至2013 年10 年間，我國城市道路照明路燈數(shù)量由1,053.13 萬盞增加到2,199.55 萬盞，年均增長率為8.53%，面對如此多的照明設(shè)施，如何保障照明設(shè)施安全運行，如何提供舒適經(jīng)濟的功能照明，意義重大。 而作為路燈燈具中的小元件電容，雖然價格很便宜，一般幾塊錢一個，但作用卻很大，不可或缺。筆者將主要淺析一下路燈燈具中電容的重要性。 一、什么是電容 電容又叫電容器，用字母C表示。電容器，顧名思義，是“裝電的容器”，是一種容納電荷的器件。英文名稱：capacitor。電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交、耦合、旁路、濾波、控制等方面。 電容作為路燈燈具中的小元件，身板很小，具體尺寸如下：  理解電容的原理之前，先要理解什么是有功功率和無功功率。電網(wǎng)輸出的功率包括有功功率和無功功率兩部分。直接消耗電能，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能、熱能、化學(xué)能、聲能、光能等，利用這些能作功，這部分功率稱為有功功率；不消耗電能，只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能，這種能是電氣設(shè)備能夠作功的必備條件，在電網(wǎng)中與電能進行周期性轉(zhuǎn)換，這部分功率稱為無功功率，如電磁元件建立磁場占用的電能，電容器建立電場所占用的電能等。  路燈采用高壓鈉燈比較多，這種燈需要鎮(zhèn)流器啟動和限流，電容器與燈管并聯(lián)，鎮(zhèn)流器與燈管串聯(lián)。而鎮(zhèn)流器是電感元件，高壓鈉燈電路呈感性，電流在電感元件中作功時，電流滯后于電壓90°；而電流在電容元件中作功時，電流超前電壓90°。在同一電路中，電感電流與電容電流方向相反，互差180°。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件，使兩者的電流相互抵消，就可以使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小。把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換。這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。
三、電容的作用
路燈燈具一般都配有鎮(zhèn)流器、電容器、觸發(fā)器，電容器一般放在燈殼里，燈泡上方都有一個反光罩，鎮(zhèn)流器、電容器、觸發(fā)器都在反光罩上面或側(cè)面。
1、電容可以提高功率因數(shù)，路燈一般是高壓鈉燈，功率因數(shù)一般為0.5，加上電容后可以提高到0.95。提高功率因數(shù)使路燈做的有功功率更多，燈泡更亮。就好比在水泵加了電容后，用同樣的電會排更多的水。 2、電容能讓燈具更接近額定功率運行，整個電路電流也更接近額定電流，有效減小電路電流和損耗，從而延長路燈使用壽命,提高電能有效利用率。 3、電容還能瞬間把電壓提高，使燈里的導(dǎo)電材料加溫導(dǎo)通，讓燈快速亮起來。 四、電容的計算 以400W的高壓鈉燈為例： 根據(jù)《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》（第四版），1.11.4并聯(lián)電容補償容量計算（1）按最大負荷計算補償容量公式1.11-5，Q = PC qC PC 為0.4kW，qC 在《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》（第四版）表1.11-3中按照功率因數(shù)補償前0.5，補償后0.95查表為1.404。 可知Q = PC qC =0.4*1.404kvar=0.5616kvar 再根據(jù)電容補償公式：Q= U2 /Z= U2 /(1/wC)= U2 /(1/2πfC)=2πfCU2 可知1uf電容可補償Q=2*3.14*50*1*10-6*2202W=15W=0.015kvar 故400W的高壓鈉燈需要并聯(lián)的電容大小為QC /Q=0.5616/0.015≈38uf 另根據(jù)《鋼鐵電力設(shè)計手冊》下冊 35.1.3.4高壓鈉燈表35-11《補償容量及補償前后的線路電流、功率因數(shù)》可知400W高壓鈉燈的啟動電流3.4A為2.76A的1.23倍，故最大補償電容約為38*1.23=46.7uf
對此筆者采集了飛利浦400W高壓鈉燈燈具內(nèi)的電容實圖：400W的高壓鈉燈并聯(lián)的電容為2*25uf=50uf，與計算值46.7uf非常接近。 五、關(guān)于電容的幾點建議 在日常維護中為了方便省事，我們經(jīng)常將壞掉的電容直接拆除，而不作更換?；蛘唠娙輭牧酥?，長期不換，這樣不僅路燈功率因數(shù)降低，照度減小，舒適度很差，而且電路電流增大，路燈使用壽命也大大降低。因此關(guān)于路燈電容的使用、維護，筆者的建議如下： 1、道路照明維護管養(yǎng)部門要對路燈燈具登記造冊，當路燈達到一定使用年限后，要對路燈燈具進行年檢普查，發(fā)現(xiàn)路燈亮度明顯降低的，要對電容及時進行檢修更換。 2、維護管養(yǎng)部門要對路燈燈具電容進行維護采購，保持一定量的庫存余量，維護工人外出檢修，要隨車攜帶一定量的電容器元件，以便發(fā)現(xiàn)電容故障時，及時更換，消除因為來回取件，覺得麻煩而不更換的人為因素。 3、電容的維護更換一定要適配，具體補償電容大小可參照《鋼鐵電力設(shè)計手冊》下冊 35.1.3.4高壓鈉燈表35-11《補償容量及補償前后的線路電流、功率因數(shù)》選取，為了方便記憶，筆者編了個口訣“一百配一零，百五配二零；二五配三零，四百配五零”。電容過小會無功補償不足，導(dǎo)致路燈功率因數(shù)降低，有功減少，照度減小；電容過大又會導(dǎo)致過補償，使功率因數(shù)超過1，無功電流過大而出現(xiàn)倒供電網(wǎng)，損耗增大，功率因數(shù)同樣會降低，因此電容一定要適配。 結(jié)束語 因此作為城市道路照明設(shè)施的維護管養(yǎng)部門，不管是從安全可靠還是提高社會經(jīng)濟效益的角度，在日常維護工作中，都應(yīng)該做好路燈燈具電容維護的相關(guān)工作，切實踐行《城市道路照明設(shè)計標準》（CJJ45-2015）總則1.0.1的條文要求，“為確保城市道路照明給各種車輛的駕駛?cè)藛T以及行人創(chuàng)造良好的視覺環(huán)境，達到保障交通安全、提高運輸效率、方便人民生活、滿足治安防范需求和美化城市環(huán)境的目的”。 不因“容”小而不為，電容雖小，卻能大大提高路燈亮度和舒適度，延長使用壽命，提升城市照明的服務(wù)水平，切實增強城市公用服務(wù)的獲得感。
主要參考文獻： ［1］《城市道路照明設(shè)計標準》CJJ45-20015，2015 ［2］《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》（第四版）中國電力出版社，2016
［3］《鋼鐵電力設(shè)計手冊》冶金工業(yè)出版社，2011 |
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