LED路灯测试情况介绍 深圳电子产品质量检测中心 林幸笋

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1 LED路灯测试情况介绍 深圳电子产品质量检测中心 林幸笋 0755-26703698 Linxs@set.org.cn
2009 PV & LED 技术与合作论坛,

2 一、LED路灯测试活动概况 目的 组织 了解LED路灯技术现状 促进LED路灯应用发展 深圳市科技和信息局 深圳市灯光环境管理中心
深圳电子产品质量检测中心 为了掌握我国LED照明技术的发展水平，推动LED路灯的应用，深圳市灯光环境管理中心组织了一批生产企业进行LED路灯测试。深圳电子产品质量检测中心（SET）受邀作为第三方公正检测机构，承担这次检测任务。此项工作在深圳市科技和信息局的指导下进行。

3 一、LED路灯测试活动概况 邀请 初评 测试 （详见组织单位网站） 2009年1月发出邀请函 报名期限内收到51家企业的申请
2月上旬，三方共同审核，依据邀请函要求和企业资料 选定29家，实际送样参测27家 测试 3月开始测试 8月发布结果 （详见组织单位网站） 邀请函于2009年1月初发出，说明了活动宗旨和对参测产品的技术要求，受到广大LED路灯企业的广泛关注。在报名期限内陆续收到全国各地共51家企业提供的申请材料。2月上旬，三个组织单位联合对申请材料进行评审，选定29家企业的LED路灯进行测试。其中2家因未能提供样品而放弃，实际有27家企业的27款LED路灯参与了测试。此外，某国际知名企业提供了140W暖白光灯、100W和150W高压钠灯具各1款，随LED路灯一起在相同条件下测试和比较。 测试从3月初开始，历时近5个月；测试结果于8月份正式发布。邀请函、初评结果、最终测试结果均可在三个组织单位的网站上查询下载。

4 二、测试内容 实验室测试部分 电参数：电压、电流、输入功率和功率因数 光参数：相关色温、显色指数、光通量、配光曲线 =>整灯光效
光衰：室内老化2000小时，持续亮灯 安全：电气结构、接地电阻、绝缘电阻、介电强度等 （GB /.5） 本次LED路灯测试分实验室测试和路面测试两部分同时进行。实验室测试样品数量为每款1台。 配光曲线的测试方法根据GB/T 9468《灯具分布光度测量的一般要求》。 老化试验的环境条件为室温30～33.5oC，相对湿度60-75%RH。 我们知道LED的寿命远不止2000小时，但这次活动的时间是有限的。 其实，从项目启动企业就不断地问，啥时候出结果啊。市政府也很关心，不断的让我们汇报结果，我写了三次汇报材料，满纸废话其实只有一个意思：试验正在进行，请少安毋躁！ 路灯处吴春海主任被热情的企业和媒体问急了，没办法，先在中国半导体照明网发了一篇《LED路灯测试分析评价与应用对策》，主要内容是“51家企业报名资料分析”！

5 二、测试内容 路面测试部分 安装条件 深圳市科技园北区的高新中一道和科技中三路； 城市次干道，混凝土路面，双向4车道，宽12米。
灯杆间距平均33米，路灯高10米，灯臂长1.5米（伸出路面部分约0.9米），仰角约10°。 路灯双侧安装，但测试时按单侧布置进行（灭掉另一侧路灯）

6 二、测试内容 路面测试部分 工作条件 测试项目 实际使用时间 户外环境条件 持续4个月，进行3轮测试
路面亮度、路面照度 => 照度均匀度、应用光通、应用光效 光衰：约113天（亮度时间1200小时） 照度均匀度（总均匀度、纵向均匀度和横向均匀度）、应用光通（平均照度×应用面积）、应用光效（应用光通÷输入功率） 安装之前先进行电参数测试。安装之后，路灯处于实际使用状态，即晚上亮灯10～11小时，白天熄灭；同时经历雨淋日晒等户外环境条件的考验。持续近4个月时间，期间进行3轮测试。测试指标包括路面亮度、路面照度。计算出指定区域的平均亮度、平均照度、照度均匀度（总均匀度、纵向均匀度和横向均匀度）、应用光通（平均照度×应用面积）、应用光效（应用光通÷输入功率）、以及光衰等。

7 二、测试内容 路面测试部分 现场： 此外，深圳市灯光环境管理中心还组织照明设计的专业和非专业人员进行了一些主观评测，包括光色、环境比、眩光、总体舒适度等。 图1为工程师们正在进行路面亮度照度测试和主观评价。

8 三、结果分析 电气参数 功率 功率因数 期待 120W 实际 90W～180W
1款异常（<0.6)，其他>0.9，25款(93%)>0.92。 DB44/T 609要求：0.92 电气参数 为了测试结果的可比性，我们希望企业提供120W左右的路灯参与测试。但考虑到各企业具体情况不同，对此并没有硬性规定。实际测试的LED路灯输入功率分布在90W～180W范围内。功率大小本身不说明路灯之优劣，不过进行其他指标的比较时要考虑功率的影响。值得注意的是，个别企业相同型号的不同样品之间输入功率测试结果差异超过20W，说明可能是临时制作的样品，而非批量生产的产品。本次测试的结果，只对被测样品负责；不能代表最终产品，更不能外推至企业生产的其他型号产品。 功率因素是衡量电力资源利用效率的指标，一般不应低于0.9，广东地方LED路灯标准DB44/T 609的要求是不低于0.92。本次测试结果表明，除一款路灯功率因素出现异常（小于0.6），其他均在0.9以上，其中绝大部分在0.95以上。

9 三、结果分析 显色指数 白光/偏冷为主，78%落在4000K～6500K范围内； 个别达到8000K。 色温感受因人而异；
色温舒适度受亮度/照度影响。 色温范围/K <5000 >6500 样品数量/台 3 11 4 6 人们参照黑体辐射的温度来衡量光的颜色，定义了相关色温。本次测试结果表明，78%的LED路灯样品相关色温落在4000K～6500K范围内，为白光或偏冷。个别LED路灯色温很高，达到8000K以上，光色偏蓝。色温测试结果分布见表1所示。 色温的舒适度感受应人而异。由于受到自然景色色温的影响，不同地区的人会对色温表现出某种偏好。对于路灯，长期习惯了高压钠灯的暖色黄光（～2000K），也会影响人们对白光和冷白光的LED路灯的接受程度。 色温的舒适度还受到亮（照）度的影响。如果低色温光源照度过高，会给人闷热的感觉；如果高色温光源照度过低，则会造成阴森的气氛。因此在LED路灯应用过程中，设计者须综合考虑色温和照度等指标，才能营造舒适的照明效果。 路灯处吴主任上个月在2009LED照明技术及发展论坛发表《LED路灯色温的思考与选择》的演讲，专门分析了这个问题，强调LED路灯色温很关键。

10 三、结果分析 显色指数 结果：75%LED路灯>70；最高83；最低66； DB44/T：不低于65； 2款钠灯：<20；
对于道路照明，可见度更重要。 显色指数 光源使物体呈现本身颜色的能力用显色指数Ra来表示。 本次测试中，75%LED路灯样品的显色指数在70以上，最高值83，最低值66。广东地方LED路灯标准DB44/T对显色指数的要求是不小于65。本次参测LED路灯都符合该标准要求。 显色性能好是白光LED灯公认的优点，这对于室内工作/阅读场所的照明来讲非常重要。但道路照明追求的是高可见度而非显色性。实际上，本次测试的2款高压钠灯的显色指数均不到20。

11 三、结果分析 路面亮度/照度 CJJ 45-2006《城市道路照明设计标准》 亮度平均值1.2 cd/m2（0.75/1.0）
平均照度平均值11.3 lx（10/15) 注意： 1）各LED路灯的功率不同，勿直接横向比较。 2）照明效果不合格不等于路灯不合格。路灯。 路面亮度和照度 路面的亮度、照度及其均匀度等指标，是客观评价道路照明效果的最重要指标。CJJ 《城市道路照明设计标准》3.3条款规定了在机动车交通道路上相关指标的限值。 中小城市、交通控制系统和道路分隔设施完善可选低档值； 平均照度，C1类混凝土路面可减低30%。 本次测试给出了测试路段的路面平均亮度和平均照度，供各方参考。需要提醒的是，由于各LED路灯的功率不同，各款灯之间横向比较没有意义。另外，CJJ45是照明设计标准，勿据此判断LED路灯合格与否。仅就平均亮度和照度指标而言，只有不合格的照明效果，没有不合格的路灯。

12 三、结果分析 路面照度均匀度 CJJ要求：0.35 测试结果： 60%路灯<0.35； 最低0.14。 照度纵向均匀度范围 样品数量
（台） ≦0.20 7 2 4 6 1 亮度和照度均匀度指标则可以横向比较而且更有参考意义。本次测试中，60%的LED路灯无法在应用区域达到0.35的照度均匀度（次干道的要求），最差的只有0.14。照度纵向均匀度的结果分布见表2，最差的只有0.08，在对应测试路段可以观察到明显的暗区和斑马线现象。 如果照度严重不均匀，很难通过加大功率或者改变路灯布置方式（例如杆距和灯高）来弥补，因此LED路灯本身应具备适合道路照明的配光曲线。

13 三、结果分析 路面照度均匀度 斑马线现象

14 三、结果分析 配光曲线 配光曲线形状 最大光强方向角 灯具配光特性 灯具数量 照度纵向均匀度的平均值 配光曲线形状 蝙蝠翼形，
或接近蝙蝠翼形 19 0.38 非蝙蝠翼形 8 0.20 最大光强角度 50度以上 13 0.44 50度以下 14 0.22 由于道路纵向灯杆距离较大（例如40米），这就要求路灯把光线展开20米以上，形成重叠，才能消除不均匀性，克服斑马线现象。这时路灯的配光曲线在C0/180平面上大致呈蝙蝠翼形，最大光强方向约为60度。LED光源本身具有指向性特点，因此通过LED封装或灯具光学设计来改变出射光线的空间分布，获得适合道路照明的配光曲线。 本次测试的27款LED路灯中，配光曲线为蝙蝠翼形或接近蝙蝠翼形的有19款，非蝙蝠翼形的有8款，照度纵向均匀度的平均值分别为0.38和0.20，前者明显优于后者。最大光强方向角接近60度的LED路灯，其路面照度纵向均匀度也优于角度小的路灯。详见表3。

15 三、结果分析 配光曲线 配光曲线形状 最大光强方向角 灯具配光特性 灯具数量 照度纵向均匀度的平均值 配光曲线形状 蝙蝠翼形，
或接近蝙蝠翼形 19 0.38 非蝙蝠翼形 8 0.20 最大光强角度 50度以上 13 0.44 50度以下 14 0.22 由于道路纵向灯杆距离较大（例如40米），这就要求路灯把光线展开20米以上，形成重叠，才能消除不均匀性，克服斑马线现象。这时路灯的配光曲线在C0/180平面上大致呈蝙蝠翼形，最大光强方向约为60度。LED光源本身具有指向性特点，因此通过LED封装或灯具光学设计来改变出射光线的空间分布，获得适合道路照明的配光曲线。 本次测试的27款LED路灯中，配光曲线为蝙蝠翼形或接近蝙蝠翼形的有19款，非蝙蝠翼形的有8款，照度纵向均匀度的平均值分别为0.38和0.20，前者明显优于后者。最大光强方向角接近60度的LED路灯，其路面照度纵向均匀度也优于角度小的路灯。详见表3。

16 三、结果分析 光效 整灯光效（lm/W）： 2款钠灯： 67.3和54.4；平均60.9
LED路灯：平均54.8；最高81.5；最低25.3 数量分布： 整灯光效(lm/W) <40 40-50 50-60 60-70 >70 样品数量/台 4 6 8 3 光效 光效是指电光源将电能转换为光能的效率，是衡量灯具节能与否的重要指标。对于LED路灯，要把电源适配器的电损耗以及灯罩和透镜等光学系统的光损耗也考虑进去，因此我们讨论整灯光效而非LED芯片光效。整灯光效等于路灯总光通量除以交流输入功率。本次27款LED路灯的整灯光效测试结果平均为55lm/W，最高的整体光效达到81.5lm/W。本次测试的2款钠灯，整灯光效分别为67.3lm/W和54.4lm/W。有6款LED路灯的整灯光效超过了高压钠灯，占22%。这说明LED路灯行业的技术进步非常迅速。 本次测试的27款路灯中，有17款路灯满足DB44/T 609标准的初始光效要求（I级～IV级，不小于50lm/W），占63%。但是，该标准为不同光效等级的LED路灯规定适用的道路类型，只能理解成为使用方选择提供的建议。其实无论主干道还是次干道，光效越高越好。

17 三、结果分析 光效 应用光效（lm/W）： 2款钠灯： 36.4和30.7；平均33.6
LED路灯：平均36.1；最高49.9；最低24.7 数量分布： 整灯光效(lm/W) <30 30-35 35-40 40-45 >45 样品数量/台 7 9 3 2 6 LED技术正处于快速发展期，相应以后 更多超越、超越更多。

18 三、结果分析 节能 评价标准：道路表面照明功率密度（LPD）（W/m2） 前提条件：满足道路照明标准值
参考标准：CJJ 《城市道路照明设计标准》 节能认证：《道路照明灯具系统节能认证技术规范》 中国质量认证中心（CQC） 《认证规范编制说明》：3款LED全部不合格。 节能 节能是半导体照明的潜在优势所在，也是未来LED路灯能够全面替代传统路灯的最强有力的理由。除了上文提到的整灯光效指标，还可以用照明效果作为基准来比较耗电情况，判断是否节能。这个更加直观的节能评价指标就是道路表面照明功率密度（LPD）（W/m2）。通俗地讲，LPD就是路灯按一定的要求照亮道路，每平方米面积消耗的电能。因此包括两个要求：首先根据路灯的配光曲线和安装条件进行计算，判断其是否满足道路照明标准值；然后计算被照明路面上使用的照明功率密度，应小于节能评价值。CJJ 《城市道路照明设计标准》第3章和第7章分别对道路照明标准值和照明功率密度节能评价值作出了规定。 今年6月，中国质量认证中心（CQC）牵头，以CJJ 作为蓝本起草了《道路照明灯具系统节能认证技术规范》。已在中国认监委网站公示并征求意见。路灯节能认证估计很快启动。获得节能认证证书对于LED路灯的推广应用，具有重要的意义。 然而，LED路灯要达到节能认证要求并非轻而易举。认证规范起草工作组曾对一批高压钠灯、陶瓷金卤灯、LED灯进行检测，结果令人担忧：所有3款LED等均不符合节能要求。

19 三、结果分析 节能 《认证规范编制说明》：3款LED全部不合格。 本次测试结果： 要求LPD不超过0.45W/m2（4车道次干道）
12m×33m×0.45W/m2=178W，OK！ 要求亮度和照度符合LPD不超过0.45W/m2（4车道次干道） 然而，LED路灯要达到节能认证要求并非轻而易举。认证规范起草工作组曾对一批高压钠灯、陶瓷金卤灯、LED灯进行检测，结果令人担忧：所有3款LED等均不符合节能要求。 本次测试结果稍有进步，但仍不容乐观。对于4车道次干道，认证规范要求： 1）LPD不超过0.45W/m2。对于本次12m×33m应用路面单侧布灯的情况，就是要求LED路灯输入功率在178W以内。本次测试的LED路灯绝大部分在此范围内。 2）亮度和照度等指标符合道路照明标准值，其中包括路面平均照度的维持值要达到10lx~15lx。本次测试的LED路灯，路面平均照度（三轮测试的平均值）符合要求的有20家，但路灯寿命终止之前仍能符合要求的估计只有一半。 因此，粗略估计，参测LED路灯中只有40%左右能符合节能认证要求。

20 （道路表面）照明功率密度（LPD）（W/m2）
表1道路照明标准值 三、结果分析 节能 本次测试 节能评价值要求：LPD不超过0.45W/m2（4车道次干道） 12m×33m×0.45W/m2=178W，OK！ 道路类别 照度值（lx） 车道数 （条） （道路表面）照明功率密度（LPD）（W/m2） 次干路 ≥15 ≥4 0.70 ＜4 0.85 ≥10 ＜15 0.45 0.55 然而，LED路灯要达到节能认证要求并非轻而易举。认证规范起草工作组曾对一批高压钠灯、陶瓷金卤灯、LED灯进行检测，结果令人担忧：所有3款LED等均不符合节能要求。 本次测试结果稍有进步，但仍不容乐观。对于4车道次干道，认证规范要求： 1）LPD不超过0.45W/m2。对于本次12m×33m应用路面单侧布灯的情况，就是要求LED路灯输入功率在178W以内。本次测试的LED路灯绝大部分在此范围内。 2）亮度和照度等指标符合道路照明标准值，其中包括路面平均照度的维持值要达到10lx~15lx。本次测试的LED路灯，路面平均照度（三轮测试的平均值）符合要求的有20家，但路灯寿命终止之前仍能符合要求的估计只有一半。 因此，粗略估计，参测LED路灯中只有40%左右能符合节能认证要求。

21 三、结果分析 节能 道路照明效果要求： 例如平均照度均匀度>0.35：10款，～40%
表1道路照明标准值 三、结果分析 节能 道路照明效果要求： 例如平均照度均匀度>0.35：10款，～40% 例如平均照度维持值>10：根据光衰和维护系数70%估算，并考虑安装方式影响，10款？，～40% 同时满足...... 然而，LED路灯要达到节能认证要求并非轻而易举。认证规范起草工作组曾对一批高压钠灯、陶瓷金卤灯、LED灯进行检测，结果令人担忧：所有3款LED等均不符合节能要求。 本次测试结果稍有进步，但仍不容乐观。对于4车道次干道，认证规范要求： 1）LPD不超过0.45W/m2。对于本次12m×33m应用路面单侧布灯的情况，就是要求LED路灯输入功率在178W以内。本次测试的LED路灯绝大部分在此范围内。 2）亮度和照度等指标符合道路照明标准值，其中包括路面平均照度的维持值要达到10lx~15lx。本次测试的LED路灯，路面平均照度（三轮测试的平均值）符合要求的有20家，但路灯寿命终止之前仍能符合要求的估计只有一半。 因此，粗略估计，参测LED路灯中只有40%左右能符合节能认证要求。 道路 类别 路面亮度 路面照度 TI初始值(%) SR Lav维持值(cd/m2) UO UL Ehav维持值(lx) UEh 次干路 ≥0.75/1.0 ≥0.4 ≥0.5 ≥10/15 ≥0.35 ≤10

22 三、结果分析 光衰 整灯光衰 LED芯片 驱动电源 光学系统 CJJ 45，维护系数0.7 （IP54）
表1道路照明标准值 三、结果分析 光衰 整灯光衰 LED芯片 驱动电源 光学系统 CJJ 45，维护系数0.7 （IP54） 美国能源之星，35000小时维持率70% 光衰 上文提到的维持值，是指光源到预定更换时间仍能维持的亮度或照度等指标。这取决于整灯的光衰，或者光通量维持率。这是使用方非常关心的指标，即LED路灯实际安装后是否在整个使用期限内都符合道路照明标准要求。企业则倾向于标称理想状态下的光衰，有的干脆LED芯片的光衰拿过来说成整灯的光衰，跟使用方没有“共同语言”。实际上，除了光源（LED芯片）效率衰减，电源电路和光学系统老化，包括灯具受到污染等，也会造成光衰。光衰还受到灯具防护等级和使用环境条件的影响。CJJ 标准根据经验对防护等级优于IP54的路灯给出了0.70的维护系数。美国能源之星认证计划对室外LED灯的维持值要求是35000小时不低于70%。 光伏组件的灰尘污染问题其实更加头疼。组件的玻璃朝上，路灯的玻璃朝下！

23 三、结果分析 光衰 2款钠灯（平均）：实验室 5.4%；路面 12.6% LED路灯： 学美国之星, 认证中强制要求担保？ 新商业模式，
表1道路照明标准值 三、结果分析 光衰 2款钠灯（平均）：实验室 5.4%；路面 12.6% LED路灯： 学美国之星, 认证中强制要求担保？ 新商业模式， 不卖产品卖照明服务？ 光衰测试结果 实验室 （2000小时） 路面 （113天） 平均值 5.5% 14.2% 最大值 1.2% 8.0% 最小值 17.7% 26.2% 结果分布 <5% 14 5%-10% 7 5 10%-15% 3 12 15%-20% 1 6 >20% 本次测试结果如表4所示。实验室测试为连续亮灯2000小时，路面测试为正常工作113个天，详见上文“测试内容”章节。实验室测得光衰平均为5.5%，路面测得光衰平均为14.2%。路面测试实际亮灯时间短（约1200小时），但由于环境气候影响和灰尘污染，光衰比实验室测试要严重很多。这个现象值得企业和使用方重视。 同时参测的2款高压钠灯，实验室和路面光衰平均值为5.4%和12.6%。可见本次测试中，LED路灯和高压钠灯的光衰水平相当。 本次光衰测试结果是在特定条件下得到的。只有通过大量数据的积累，才能判断整个行业的技术水平。如果使用方在现阶段对LED路灯光衰仍存在疑虑，一个很好的办法是通过合同对产品质量进行约束。对产品有信心的企业或许不会拒绝。LED路灯企业甚至可以有更加创新的商业模式，例如出售LED路灯照明服务，而非LED路灯产品。 如果政府或第三方组织要从这方面为推动LED应用做点什么的话，不妨参考美国能源之星认证计划。能源之星对整体式Led灯有一条“担保”要求，即从购买之日起须提供至少3年担保且出货时灯的包装须含书面担保书。

24 深圳电子产品质量检测中心 成立于1985年，具有独立法人资格的第三方检测机构； 国有实验室，隶属于深圳市投资控股公司；
电子、信息、通信、医疗产品检测公共技术服务平台； 获国家级计量认证资质认定（CMA）、 获国家实验室认可（CNAS） 中国CCC认证指定检测结构 开展CB、CE、FCC等国际认证。

25 LED公共检测平台 现有基础 LED产业公共技术服务平台 之公共检测平台... 电性能实验室 安全实验室 电磁兼容实验室 可靠性实验室
化学分析实验室 LED产业公共技术服务平台 之公共检测平台... 具备一定的基础！初步被确定为公共检测平台，但资金尚未到位； 目前开展一些力所能及的检测服务。为深圳及周边地区LED企业尽微薄之力。

26 今天是半导体照明和太阳能光伏双展合一，这个论坛是PV&LED技术与合作论坛。这个发言是关于LED路灯，我们在六号馆展出
欢迎参观SET展位：六号馆C05