阐述LED节能照明的原理及应用

阐述LED节能照明的原理及应用
从LED出现以来，人们一直在努力实现固体光源。

随着LED制造工艺的不断进步和新型材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发及应用，发白色光的LED固体光源性能不断完善并进入实用阶段。

白光LED的出现，使高亮度白光LED的应用领域跨足至高效率照明光源市场成为可能，如果能在固体照明领域节省一半的能源，则会对人类的节约能源作出巨大的贡献。

因此，LED节能照明的技术的研究具有很大的现实意义。

本文就对节能的LED在照明方面应用上作以研究和分析。

1.LED简介
1.1LED照明的定义
LED照明即是发光二极管照明，是一种半导体固体发光器件。

它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

LED照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。

1.2 LED照明发展简介
LED即Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写。

即：光线激发二极管，属于一种半导体元器件。

发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。

在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。

PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。

这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。

现在照明光源已逐渐由白炽灯发展为日光灯，而以后的希望，就将是白光LED。

LED技术可以应用在普通照明、背光照明、道路交通、招牌和显示屏、农业、渔业、医学以及通信等领域[1]。

应用半导体PN结发光源原理制成LED问世于20世纪60年代初，1964年首先出现红色发光二极管，之后出现黄色LED。

直到1994年蓝色、绿色LED才研制成功。

1996年成功开发出白色LED。

LED以其固有的特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域，在我们的日常生活中处处可见，家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。

但由于其亮度差、价
格昂贵等条件的限制，无法作为通用光源大面积推广。

近几年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色的超高亮度LED取得了突破性进展，其发光效率提高了近1000倍，色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光LED的出现，使LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。

高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。

LED照明的变革将扩展人们的照明观念，更加体现节能化、健康化、艺术化和人性化的发展趋势。

2.LED灯具的安装及其接地等安全措施
2.1灯具的安装
灯具固定应牢固可靠，不使用木契，每个灯具固定螺钉或螺栓不小于2个，当绝缘台直径在75mm及以下时，采用1个螺钉或螺栓固定，灯具应在绝缘台中心，偏差不应大于2mm，不能用钉子固定绝缘台和灯具。

同一室内或场所成排安装的灯具，其中心偏差不应大于5mm。

疏散指示灯要明亮、醒目，安全出口标志灯中心距地0.3m，且安装在疏散出口或楼梯口里侧的上方。

应急灯中心距地2.8m。

灯具安装完毕，进行通电调试，检查灯具的控制是否灵活、准确，开关与灯具控制顺序应相对应，如发现问题，必须先断电，后查找原因进行修理。

2.2插座、开关安装
插座主要分为防暴和普通两种，各种开关面板安装前，应把盒内的垃圾清理干净；成排安装时开关的高度应一致，高低差不大于2mm。

插座安装高度距地面为0.3m，接线应正确。

单相两孔插座，面对插座的右孔或上孔与相线连接，左孔或下孔与零线连接，插座的接地端子不与零线端子连接。

单相三孔、三相四孔及三相五孔插座的接地（PE）或接零（PEN）线接在上孔。

当交流、直流或不同电压等级的插座安装在同一场所时，应有明显的区别，且必须选择不同结构、不同规格和不能互换的插座；配套的插头应按交流、直流或不同电压等级区别使用。

同一场所的三相插座，接线的相序一致。

安装在同一建筑物，构筑物内的开关，宜采用同一系列的产品，开关的通断位置应一致，且操作灵活，接触可靠。

开关安装的位置应便于操作，开关边缘距门框边缘的距离宜为0.15～0.2m，开关距地高度宜为1.3m。

并列安装的相同型号开关距地面高度应一致。

2.3防雷接地施工工艺
引下线用构造柱内钢筋与基础内钢筋可靠焊利用避雷带进行保护（Φ12mm 镀锌圆钢）接，基础内钢筋需焊接成一环形闭合体，并与环形接地网连接。

建筑物外墙距地0.5m留有检测点，检测点按国家规范制作。

突出屋面的金属物体和屋面的防雷装置连接，接地体，避雷带，引下线的连接必须用焊接，焊接处应补涂沥青防腐，所有防雷装置的各种金属件必须镀锌，锌层要均匀，避雷带水平敷设，支架间距为1m，转弯处0.5m。

户内接地采用等电位接地方式，户外接地装置的敷设方式为：环形接地体，接地体的埋设深度-1.2m，接地网的外缘应闭合，外缘各角应做成弧形，圆弧的半径不小于3m。

防雷接地與保护接地为一体，接地电阻不大于4欧姆，如果不满足接地电阻要求，增加接地极数量。

所有接地极采用热镀锌角钢L50*50*5，接地连接采用热镀锌扁钢40*4避雷针制作，焊接牢固，以防掉下伤人，确保安全可靠。

工艺流程：接地体→接地干线→引下线暗敷→均压环避雷→避雷网→电阻测试
3.电线的安装防护，预防起火
钢管在穿线前，应首先检查各个管口的护口是否整齐，如有遗漏或破损，均应补齐或更换。

电线、电缆穿管前，应清除管内杂物和积水。

认真检查电缆型号、规格与设计是否相同，外观是否有扭绞，压扁，保护层断裂等缺陷。

穿线时，不同回路、不同电压等级和交流与直流的电线，不应穿于同一导管内；同一交流回路的电线应穿于同一金属导管内，且管内电线不得有接头。

穿入管内导线包括绝缘层的总截面积，不应大于管子内截面积的40%，且能满足日后维修更换，杜绝死线。

导线在管内严禁有接头和扭结，也不得将导线接头埋入箱底板后的墙体，如有接头必须在箱、盒内。

导线在盒、箱内应预留长度。

在接线盒、开关、插座及灯头盒内导线应预留长度150mm，在配电箱内预留长度为配电箱周长的一半，出户导线应预留1.5米。

在使用过程中，一旦发生火情，应第一时间确定火势大小，如在火灾初起阶段应就近取灭火工具进行灭火。

如火势较大个人无法控制应迅速将火警信息传到消防控制中心
4. 结束
电气照明技术的发展，是随着科学技术的发展而同步的。

尤其是随着信息技术的发展，如计算机技术、控制技术、数字技术、显示技术、网络技术以及现代通信技术的发展，使电气技术实现了飞跃性的发展。

参考文献：
[1]韦课常.电气照明技术基础与设计[M].北京：电力工业出版社.。