浅谈城市道路照明电气设计

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　　摘要：本文主要从路灯电缆、变压器、电气保护、控制系统等照明设施建设的几个关键环节采用定量分析的方法进行探讨，供路灯同行参考。
　　关键词：城市道路照明　电缆截面　变压器容量　接地保护　控制
　　
　　随着城市建设快速发展，城市道路照明引起了人们的高度重视。设计施工方案、投资预算等技术问题要求路灯管理人员快速向上级主管部门提供，以供领导决策。为能够做好工程前的设计工作，提高道路照明质量，现就路灯工程电气设计中的几个环节浅谈如下：
　　
　　1　路灯电缆截面的选择
　　
　　道路照明低压线路的负荷属于均匀负荷，即带有相同的容量，负荷分布的距离大致相等。在现代城市中，城市亮化在环境与建设中的美化作用日益突出，良好的灯光环境改善了城市的艺术品味性。但是由于城市亮化工程的特殊性，人们对城市道路亮化工程规划设计的认识滞后于城市现代景观建设，尤其是中小城市，由于以上现状种种条件的限制，路灯供电半径往往会超出国家规定的供电距离(0.4～0.6千米)。为确保路灯的正常运行，唯一的方法就是选择合适的导线截面，按电压损失法选择导线截面，使照明线路末端电压不低于198v，以满足高压钠灯最低启动电压。现根据干线电流负荷距的方法计算路灯常用铜芯导线的最大供电半径如下(灯间距按35米计算)：
　　
　　从上面计算可知，由于高压钠灯目前大多使用阻抗型镇流器，在计算中必须计入感抗的影响，可采用无功电容补偿。表一供电半径是按电压损失最大极限△u％=-10计算的，适用于施工条件困难大，资金投资少的情况。表二是按AU％=-5计算的，实践证明路灯电源电压维持在±5％范围内，高压钠灯能够有较好的光电参数，供电结构较为合理，并留有一定容量空间，以备下一步接入广告灯和支路照明用，建议路灯电缆选择时电压损失控制在5％范围内。以上导线中通过电流均在安全载流量以内，表中有没做计算的因超过供电标准太大，故不予计算。(上接第23页)
　　
　　2　路灯专用变压器容量的选择
　　
　　2.1　城市路灯属于单相用电负荷，在次要道路采用单侧布灯方式时，路灯负荷不易达到三相平衡，易造成电压中性点偏移，所以宜优先选用单相变压器，其容量按实际用电负荷不超过额定容量的70％计算。由S1=UI=P／COSφ，P=单灯功率×盏数，采取单灯无功补偿时COSφ=0.85，单灯实际功率=单灯功率×1.1；没有无功补偿时COSφ=0.44，单灯实际功率=单灯功率×1.2，变压器容量为s=P／70％cosφ。
　　
　　2.2　在城市主要干道，采取双侧布灯方式时，路灯负荷比较容易达到三相平衡，可以选择三相变压器，由s=√3U I=P／COSφ(u为线电压)，计算方法同上。由计算可知，采取无功补偿，可以减小变压器容量。
　　
　　3　保护与接地系统
　　
　　3.1　由于路灯使用电源电压为220V，低压线路大部分为二线制和三相四线制，电源对灯杆、控制箱等设施的金属外壳电压为220V，由于城市路灯对安全性的特殊要求，路灯线路应采取三线制或者三相五线制。将保护接地线与每根路灯钢杆进行可靠连接，在保护接地线中间、末端均做重复接地，使接地电阻≤10n。
　　
　　3.2　每套灯具内，在镇流器进电侧前端均应加设与电源功率匹配的熔断器，确保发生故障时能及时切断电源，避免漏电事故的发生。熔丝大小根据光源功率，150w高压钠灯可选择5An丝，250W或400W高压钠灯可选择7.5A熔丝。
　　
　　4　道路照明的控制
　　
　　道路照明的控制分定时控制和光电控制两类，定时控制所采用的器件为微电脑控制仪或微机智能监控系统；光电控制所采用的器件为光控开关。无论采用何种控制，均需确保控制设备性能安全可靠，操作简便。控制方式应考虑节能措施。道路照明开灯时的天然光照度水平宜为30Ix，次干路和支路宜为201x。

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