市政道路照明设计亮化设计重点及难点

浏览:512 发表时间:2018-04-02 11:24:53

1市政道路照明设计概述

按照《城市道路照明设计标准》CJJ45-2015规定,将城市道路分为快速路与主干道、次干道、支路三级,并对路面的照度、亮度、眩光限制阈值等照明指标作出一定的要求。为了满足不同道路的需要,在照明光源选择时,设计人员宜选用LED路灯、高压钠灯或金属卤化灯。同时,应结合道路的实际情况选择布灯方式,并控制好灯杆间距和高度。对于交叉路口、拐弯处,其照明设计的重点是提供良好的诱导照明,尤其是对于复杂的路段,需要增强照明照度。

2道路照明配电系统设计

2.1配电系统的供电方式

根据《城市道路照明设计标准》规定:道路照明配电系统的接地形式应采用TT系统或TN-S系统。如果选用TN-S系统,应采用三相间隔的接线方式,这种方式具有一定的线性,并且负荷较为分散,故在运行时,将会产生不平衡的电流,但如果能将负荷均匀接入三相线路上,也能做到三相负荷平衡,以免发生电击危险。然而,在TN-S系统运行过程中,仍存在一些问题及不足:(1)道路照明供电线路较长,工程设计供电半径高达900m,若线路末端短路,由于短路电流较小,将难以起动短路保护。故在道路照明设计中,应合理地配置灯具的熔断器,同时要对末端短路的电流进行校核。另外,按《低压配电设计规范》GB50054要求,控制接地故障回路的切断时间,一般在5s以内。(2)道路照明设施暴露在室外,且负载分散,因此难以满足电位联结要求,一旦发生接地故障,将会引发电击危险。在道路照明设计中,接地体应采用基础钢筋或增打接地极,重复接地电阻小于10Ω,并利用配电干线电缆的PE线与各灯杆接地体相连,以形成等电位网络,确保接地系统电阻小于4Ω。

2.2配电系统的短路保护

在道路照明设计中,设计难点是如何加强配电系统的短路保护。需要设置灯具保护和配电系统干线保护两个措施。灯具短路保护可采用熔断器保护,短路电流和熔体额定电流的比值在几十以上,熔体熔断时间一般在0.01s内,且通过这个动作时间达到与干线短路保护的级间配合。而在配电系统干线保护选择时,选择断路器的保护形式,断路器的参数主要与线路的电流Ic相关。Ic与Iset1的计算关系为:Iset1≥1.1Ic。因此,为了切断故障电流,《低压配电设计规范》对断路器的规定如下:为了满足切断故障电流的灵敏度要求,低压断路器的过电流应小于短路电流的1.3倍。

2.3末端电压损失计算

由于道路照明配电线路较长,且零序阻抗显得较大,从而增加了道路照明的末端电压损失。根据《城市道路照明设计标准》规定:正常运行情况下,应使照明灯具端电压保持在额定电压的90%~105%。故要加强末端电压控制,以确保路灯的正常运行。在末端电压的损失计算中,一般采用负荷矩法或电流矩法。(1)式中:P为负荷的有功功率,kW;L为负荷至电源的线长,km;S为导线截面,mm2;C为线路系数。应结合电压和导线材料进行选择,三相铜芯电缆一般取77。道路照明电缆一般选用铜介质,其线路电压损失采用负荷矩法计算,通过不同负荷的有功功率和与配电箱的距离计算得出。另外,对于不同的电缆截面,其电压损失也不同,电缆截面越大,其电压损失就越小。

3道路照明节能设计

3.1路灯规划

路灯规划应结合实际道路状况、城市规划和道路规划等要素进行选择路灯光源和供电方式,确保路灯使用性能的稳定性。同时在路灯规划中应确保与城市规划的协调与统一。此外,在道路照明设计中,要满足城市未来发展的需求。

3.2光源的选择

照明光源具有如下选择:①高压钠灯具有光效高、寿命长、透雾性强、维护方便等特性。道路照明对显色性要求不高,故高压钠灯在城市道路照明中得到了广泛的应用;②金属卤化灯的发光是利用金属的电化学反应进行发光。其具有光照效率高、显色性能较好等特征,适用于照明光源、景观照明观赏性要求较高的城市街道、广场等地方;③LED灯作为一种新型照明光源,是一种无辐射、紫外线,发光性强的绿色光源,在城市照明、景观照明等设计中使用较多。这种灯具虽比高压钠灯及金属卤化物灯的价格稍高,但具有较好的节能效果,一般来说,其节能效果在50%以上,实现了城市照明节能,故受到人们的追捧。但LED灯也存在散热、光衰等性能问题。

3.3路灯的选择

主要内容:①灯杆布置方式。一般选用单侧和双侧两种布设形式。支路一般采用单侧的布设形式;路幅较宽、等级较高的道路可选用双侧的布设形式;②高度设计。灯杆高度一般控制6~12m。主干道与快速路的灯杆,应结合道路实际情况进行设置,其高度要满足规范要求;③灯具选择。宜选择LED灯具,其效率不得低于70%,功率因数应大于0.9,并满足规范规定照明功率密度限值。

4道路照明设计中注意问题

如果选用传统高压钠灯,选择性广泛,且初期投资费用较低。如果选用风力发电LED路灯和太阳能LED路灯,初期投入费用较大,且产品质量存在较大的差异,但节能效果较好,因此在设计中需结合实际情况进行选择。灯具安装高度越低,仰角就越大,这样才能保证道路范围内的照明。如果增大灯具仰角,就会降低相应路面亮度,且弯道将会产生眩光,影响行车安全;如果选择过高的灯杆安装灯具,虽然可以增大均匀度,但会降低亮度值,且需要考虑灯杆防雷。因此,要合理地选择灯杆高度,以满足不同的道路照明设计。道路照明设计的功率密度值要满足强制性条文要求,同时参考相关的灯具资料,在平均亮度产生系数上要严格取值。

5结束语

随着城市道路发展,城市照明设施得到快速增长,城市照明用电量迅速上升,道路照明已成为城市能源的消费“大户”。因此应不断优化市政道路照明设计,不仅要合理选择道路照明配电系统,还要实现道路照明设计的节能目标,以创造出绿色、环保、节能的城市环境。

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