项目名称：

LED防爆灯BC9308P

申报单位：

浙江通明电器股份有限公司

综合介绍或申报理由：

随着我国经济高速发展与工业化进程加快，在石油、化工、电力、制药、冶金等行业中，安全生产已成为一个不容忽视的问题。而高质量的照明技术在这些领域的推广和应用有着不可估量的社会效益及经济效益。照明系统涉及的场所和范围很广，既有在防水、高温、振动、腐蚀、粉尘、可燃气体等恶劣环境。由于普通的照明灯具在工作时不可避免地产生电火花或形成炽热的表面，它们一旦与生产或救援现场的爆炸性气体混合物相遇或粉尘，就会导致爆炸事故的发生，直接危及国家财产和公民的生命安全。因此，作为使用最广泛的电气设施，工业照明的防爆技术问题早已引起了人们的普遍关注和高度重视。 LED半导体照明属于21世纪的绿色照明技术，相较于传统的工业照明防爆灯，它具有温度稳定、耐振动、防爆等级高、抗震好等一系列优异性能。近年来，随着国外高新技术和工程项目中先进防爆设备的引进，促进了国内防爆电气行业发展。国内LED防爆灯无论是从产品种类、外观、结构上，还是从内部电气元件和光源的性能方面来说都取得了很大的进步。但是与发达国家相比，还存在着不小的差距，产品质量存在不少问题：在LED核心光源方面，技术主要依赖进口，自主研发能力不足；灯体散热性能力差，主要是 LED光源、电源芯片产生多余热量，如传导、对流、辐射措施效果不好，产生热应力集中失效，影响灯具可靠性和使用寿命；结构设计本末倒置，这是目前国内LED防爆灯具普遍存在的一个重大的缺陷。由于防爆灯具大多为封闭式灯具 , 更换光源比较麻烦。因此，应在结构上将灯具设计得更加合理 , 并提高防爆性能。 上述问题都严重制约着国内LED防爆灯在工业照明领域的发展和应用。因此，本项目对LED防爆灯的可靠性进行了探索和研究，通过技术创新，对其防爆壳体结构、散热性能、光学设计等方面进行工艺改进和结构创新，研发出一种大功率LED防爆灯，最高功率高达480W，是目前国内外市场上已知的最大功率LED防爆灯 ，产品通过国际防爆认证，欧盟防爆认证，国内防爆认证；该项目的研发成功，有效解决了化工厂、电厂户外煤场，因扬尘需改造成室内煤棚无高功率的防爆灯可用问题，还解决了化工厂高大车间的防爆照明，填补了市场空白。

主要技术参数：

(1)输入电压范围：AC180-295。

(2)整灯光效：109.8LM/W(符合标准：LM-79-08)；报告号：W01512215053）

(3)8619小时光维持率：95.1% （符合标准：IES-LM-84:2014、报告号：W01512215053-2）。

(4)防爆等级：Ex nRⅡC T3/T4Gc, Ex tD A21 T195℃/T130。

(5)防腐性能：GB2423.18 一级标准；报告号：W0151211505。

(6)防振性能：GB2423.10 垂、纵、横各10万次振动；报告号：W0151211504。

(7)防护等级：IP6。

(8)耐温范围：-40℃—55℃。

(9)显色指数：Ra70( Ra 80)。

(10)色温： 5000K(3000K/4000K/2200K)。

(11)引入装置：适合φ8mm~φ12mm电缆。

(12)外形尺寸：φ602×300×250mm。

(13)重量：14Kg。

与国内外同类产品或同类技术的比较情况：

1.配光设计：国内同类产品： 传统隔爆型LED灯长期以金卤灯、荧光灯为参考物来设计其光学配光，如需改变光学配光，需要改变整个灯型结构以及灯型模具，而且无法实现精准配光。 浙江通明的本项目采用多配光设计，自主研发出一种灯型10种配光角度，针对各种防爆场合及特殊场景要求，利用专业光学分析软件建立不规则曲线模型，通过改变曲线优化光学形状，确定灯具最佳几何光学结构，满足不同场合要求，而且实现精准配光。无需改变灯型结构，不仅省略大量模具开发费用，降低产品的开发成本，从而提高产品的经济效益。

2. 隔爆灯罩：传统固定式防爆灯都是透明罩固定在金属灯盖上，由于防爆灯对防爆灯间隙要求很高，所以两者之间会选择质量及强度较高的胶水做为隔爆面粘接及间隙填充，以达到防爆及防水要求。由于工业环境恶劣，如长期使用在高温或低温环境中容易造成防爆安全问题及防水问题；浙江通明的本项目为提高现有LED灯防爆可靠性，本项目采用20151014080.7专利技术，用铝材料作为隔爆面，灯罩通过注塑工艺内嵌于灯罩固定座上，灯罩环壁与灯罩固定座的内径凹槽面紧密接触，设有密封圈结构，无需封胶，密封性和可靠性更好，有效提升了防爆性能；且连接处凸起部的截面为矩形，卡在凹槽内，很难通过外力进行拆卸，大大提高了牢固性。同时采用的注塑一体结构，使得发光面变大，在有效的空间提升照明舒适度。

3. 工艺材料：传统固定式防爆灯壳体材料通常采用ADC12，导热系数仅为96.2W/m.k，防腐性能差；在高温、腐蚀工业环境中散热问题难以解决，而且壳体隔爆面容易出现严重的腐蚀； 壳体隔爆面腐蚀后则不符合GB3836.2-2010的质量要求，在爆炸性环境中存在安全隐患。浙江通明企业的本项目为了保障光源快速将热导出去，使热系统发挥作用，提升光效率，同时具有优异的防腐蚀性能，本项目采用导热系数大的6063作为散热材料，导热系数为201W/m.k；本项目重点研究其加工工艺、模具结构、铝水温度、保压时间等工艺，并运用最新模具流道设计工艺，研制出适合6063作为压铸防爆灯壳材料；使用6063材料的防爆灯壳才能确保产品在恶劣环境下长期可靠工作。

4. 散热结构：目前在 LED 防爆灯中普遍采用被动式散热方法：一种在壳体背面加热鳍片，另一种使用专用的散热器传热类型。 浙江通明企业的本项目根据现有自主知识产权：发明专利，专利号：ZL201210007655.2，对防爆灯的散热结构进行了设计：（1）每个LED灯源上对应的设有特殊结构的 LED 灯散热器，能有效对灯源进行散热；（2）根据空气动力学原理，热量向上升腾把下面冷空气吸入，形成冷热交替自循环散热。在壳体外侧设置多个相互间隔的散热格栅片，用于对LED灯源进行散热，并通过分析研究格栅片的厚度、个数、表面积、数量等参数对散热性能的影响，得出较优的结构参数组合，使LED光源工作温度降低。

经济评价分析：

该项目的研发成功，有效解决了化工厂、电厂户外煤场，因扬尘需改造成室内煤棚无高功率的防爆灯可用问题，还解决了化工厂高大车间的防爆照明，填补了市场空白。 每个电厂该区域使用灯具数量平均在100盏以上，以5000个电厂计算， 使用灯具在50 0000盏以上；每个普通化工厂用量在1000套以上；按100化工厂计算，使用灯具在１0 0000盏以上； 480W灯平均售价在6000元左右； 销售总额为：6000元/盏*50 0000+6000元/盏*10 0000=36亿元; 利润：36亿元*0.09＝3.24亿元; 实现利税：2.59亿元；　

技术及工艺创新要点：

本项目在前期技术基础上，通过对配光、防爆灯罩，导热材料、光源散热壳体结构、进行了改进和创新；

创新点1：自主研发出一种灯型10种配光角度（图1、图2），针对各种防爆场合及特殊场景要求，利用专业光学分析软件建立不规则曲线模型，通过改变曲线优化光学形状，确定灯具最佳几何光学结构，满足不同场合要求，而且实现精准配光。无需改变灯型结构，不仅省大量模具开发费用，降低产品的开发成本，从而提高产品的经济效益。光学设计是灯具设计的重要环节，合理的光学设计不仅可以获得良好的照明效果，也使灯具提升发光效率。传统隔爆型LED防爆灯长期以金卤灯、荧光灯为参照物来设计其光学配光，如需改变光学配光，需要改变整个灯型结构以及灯型模具，而且无法实现精准配光。配光曲线如图1，图

2. 创新点2：隔爆型LED灯罩设计 防爆区域环境较为恶劣，要求灯具具有很强的可靠性。对于防爆等级较低的防爆灯，其灯罩直接一体成型安装在防爆灯的安装外壳上，而灯罩采用塑料材料制成，由于塑料和金属的结合面很难通过隔爆型认证所需的燃烧试验，不能适用于防爆要求高的环境。而市面上防爆性能较高的防爆灯，其灯罩主要通过胶水固定在灯壳上，由于胶水的粘结性能限制，结合面往往不够牢靠，降低了防爆灯的可靠性，同时由于灯源的高温性，会导致胶水的老化而使粘结不牢靠，影响整体防爆性能。 为提高现有LED灯防爆可靠性，本项目采用ZL201521122927.9专利技术，自主研制出一种隔爆型LED灯罩（如下图3、4所示），采用铝材料作为隔爆面，灯罩通过注塑工艺内嵌于灯罩固定座上，灯罩环壁与灯罩固定座的内径凹槽面紧密接触，设有密封圈结构，无需封胶，密封性和可靠性更好，有效提升了防爆性能；且连接处凸起部的截面为矩形，卡在凹槽内，很难通过外力进行拆卸，大大提高了牢固性。同时采用的注塑一体结构，使得发光面变大，在有效的空间提升照明舒适度。结构设计示意图如图3，图4.

创新点3：工艺材料：传统固定式防爆灯壳体材料通常采用ADC12，导热系数仅为96.2W/m.k，防腐性能差;在高温、腐蚀工业环境中散热问题难以解决，而且壳体隔爆面容易出现严重的腐蚀； 壳体隔爆面腐蚀后则不符合GB3836.2-2010的质量要求，在爆炸性环境中存在安全隐患。 针对上述问题，为了保障光源快速将热导出去，使热系统发挥作用，提升光效率，同时具有优异的防腐蚀性能，采用导热系数大的6063作为散热材料，导热系数为201W/m.k，可广泛适用于海洋平台。本项目重点研究其加工工艺、模具结构、铝水温度、保压时间等工艺，并运用最新模具流道设计工艺，研制出新型压铸模具，可用6063作为压铸材料；确保产品在恶劣环境下长期可靠工作。

创新点4：散热结构：从 LED 伏安特性的温度特性可知，当温度上升时，其效率急剧下降，而LED防爆灯具光效高、发热量大，灯具散热不好会直接导致LED快速老化，所以 LED防爆灯的散热技术显得尤其重要，是LED防爆灯具能否长寿的关键因素之一。同时，由于防爆灯需满足保护要求，光源和电源均需要安装在保护外壳中，因此 LED 防爆灯的散热更加困难。其核心技术已取得1项。 本项目根据现有自主知识产权：发明专利，专利号：ZL201210007655.2，对防爆灯的散热结构进行了设计：（1）每个LED灯源上对应的设有特殊结构的 LED 灯散热器，能有效对灯源进行散热；（2）根据空气动力学原理，热量向上升腾把下面冷空气吸入，形成冷热交替自循环散热。在壳体外侧设置多个相互间隔的散热格栅片，用于对LED灯源进行散热，并通过分析研究格栅片的厚度、个数、表面积、数量等参数对散热性能的影响，得出较优的结构参数组合，使LED光源工作温度降低。 结构示意图如图5.

实际运用案例和用户评价意见：

实用案例：大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂 用户评价： 1. 应用区域：煤场； 2. 开始使用时间：2016年11月 3. 产品类型：LED防爆灯 4. 使用效果：照明效果非常舒适 5. 产品质量情况：质量稳定 6. 服务情况：服务及时

获奖、专利情况：

发明专利（专利证书）、知识产权证明（专利证书）、科技查新报告

申报单位介绍：

浙江通明电器股份有限公司成立于2003年，是一家专业从事工业照明灯具研发、生产及销售的国家高新技术企业。产品广泛应用于石油、化工、电力、码头、冶金等工业企业照明，是中国照明学会优秀会员、国家轻工行业防爆灯具标准起草单位；荣获了：“国家高新技术企业”、“国家火炬计划”、“浙江省科技中小企业”、“温州市专利示范企业” 、“专利重点保护企业” 、“温州市企业技术研发中心”、“温州名牌产品”、 “温州市知名商标”等荣誉； 公司通过了ISO9001质量认证、ISO14001环境认证、OHSAS18001职业健康安全管理体系认证，产品通过了IECEx国际防爆认证、欧洲ATEX防爆认证、CE、ROHS、3C、CQC、MA煤矿安全认证、国家灯具质量监督检验中心及国家防爆电气产品质量监督检验中心等国内外权威机构认证； 公司拥有强大的技术研发和认真务实的团队。通过不断创新，综合十多年市场经验，始终以用户为导向，不断解决用户核心痛点，通过不断改进，产品在爆炸性气体、粉尘、腐蚀、振动、高温以及高湿等恶劣环境中能长期安全、可靠工作，并且在产品使用、维护以及智能化上做了很多创新，更加高效人性化。公司产品不仅满足了基本照明需求，更重视光与环境，光与生物学完美融合，为智慧照明时代提供更加安全和可靠的节能环保产品。 通明本着产业报国，树百年品牌企业的决心，坚持客户、员工、企业共赢为宗旨，为不断加盟通明的精英创造一个卓越平台，共同打造中国工业照明一流品牌。

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