出城口道路照明设计关键点探析

浏览:548 发表时间:2018-04-08 09:18:35

出城口道路是联系城、乡两元结构的过渡性道路,与一般公路存在较大的差别,更接近于城市射线道路,但是在道路功能上兼具公路(对外交通)与城市道路(城市交通)的双重功能。目前,出城口道路一般按照市政道路标准新建或改建,区别于城区道路,配套建设的道路照明工程有如下特点:供电属性不同、供电距离长、下火点少、夜间节能要求高等。根据已建设或改造完毕的出城口道路的设计、施工和后期运管经验,对前期照明设计关键点及解决方案分析如下。

1路灯供电属性

出城口道路供电单位常常会由于所辖区域不同,导致供电管理部门不同,设计时应充分考虑不同单位供电区域划分,明确供电界限,同一供配电系统不得越界,以方便道路交付使用后供电管理和用电计量。案例:合肥市G206(南岗至上派段)道路工程,道路起于长江西路,终于合安路,方兴大道段红线宽70m,汤口路段红线宽60m。项目照明供电由合肥供电公司和肥西供电公司分段管理和收费。

2路灯供电电源下火点设计

道路的供电电源一般由路灯专用变压器或市政公用变压器,就近自10kV高压线下火引入,0.38kV电源分别引自变压器低压出线回路。出城口道路由于其定位和使用功能的特殊性,周边地块多为城郊农田,供电输配电设施匮乏,可提供照明下火的10kV配电线路极少。针对此种现象,一般解决措施如下。

2.1增大供电半径

一般市政照明供电半径选取可以参考供电企业的供电半径的设置,具体应结合设计灯具容量、杆数、电缆规格和直径等参数,核算回路末端压降小于规范要求的10%即可。一般市区内10kV下火点较多,为保证供电质量,一台配电控制箱有400m~600m的供电半径,可以控制800m~1200m的路灯。出城口道路可提供高压下火的10kV线路较少,设计时对可下火点的10kV线路应有效利用,增大供电半径,为满足规范对于线路末端电压降要求,一般供电电缆规格选用比平常大一级别,例如市区内正常道路设计电缆相线截面为25mm2,出城口道路电缆相线截面可取到35mm2。计算压降参数由回路单灯负荷、串联路灯杆数、路灯平均间距、电缆材质、电缆规格和***供电半径等参数确定,设计对参数调整时,在满足末端压降不大于10%的要求下[1],尽量增大供电半径。

2.2加长馈电线

在现状下火点间距超过2.5km且不到3km时,可通过延长箱变馈电线的方式保证两个配电节点的间距小于2.5km,可通过***种增大供电半径的手段解决5km之内的照明供电,馈电线可选择铠装电缆或增设公称直径至少100mm的镀锌钢套管保护。

2.3增设架空杆

在现状下火点间距超过3km时,不宜将馈电线引出过长的条件下,可协调供电部门沿道路纵向增设电力架空杆,杆一般间距为50m,增设杆数在满足供电下火设计条件下,须征得供电部门意见,双方达成一致后执行。

2.4利用供电预排穿缆供电

一般出城口道路按城市市政道路修建,管线综合得到规划部门批准后,供电排管在规划批准的管位下提前预埋,在上种情况增设电力架空杆有困难时,有电力预排通道的前提下,可考虑占1孔预排空间,穿10kV电缆至设计箱变位置,利用电力预排可同时达到保护高压输电线路的相关要求。

3电缆防盗

出城口道路兼具公路性质,周边人口稀少,存在电缆偷盗现象,不易管理。电缆防盗在设计时应予以充分考虑。

3.1选用新型铝合金电缆代替铜芯电缆

铜芯电缆因其电阻率低,延展性好,强度高,电压损失低等本质优点,取代铝芯电缆广为应用,近年来,由于***对铜资源缺乏,导致铜的价格较高,铜制品尤其是铜芯电缆,易被偷盗。对于人口稀少的出城口道路区域,管理尤为困难。设计应在满足技术条件下,首先考虑新型材料电缆,近年来,铝合金电缆作为新型材料电缆,其应用也在全国范围逐渐推广,国内生产企业也达到国外同标准产品的生产能力。铝合金电力电缆是以铝合金材料为导体,采用特殊紧压工艺和退火处理等先进技术生产的新型材料电力电缆。合金电力电缆弥补了以往纯铝电缆的不足,虽然没有提高电缆的导电性能,但弯曲性能、抗蠕变性能和耐腐蚀性能等却大大提高,能够保证电缆在长时间过载和过热时保持连续性能稳定。铝合金的导电率是最常用基准材料铜IACS的61.8%,载流量是铜的79%,优于纯铝标准。但在同样体积下,铝合金的实际重量大约是铜的1/3。因此,相同载流量时铝合金电缆的重量大约是铜缆的1/2。采用铝合金电缆取代铜缆,可以减轻电缆重量,降低安装成本,减少设备和电缆的磨损,使安装工作更轻松。通过经济技术对比,在满足同等电气性能的前提下,使用铝合金电缆的重量是铜芯电缆的1/2,其截面是传统铜芯电缆的1.1倍~1.25倍,价格比传统的铜芯电缆低15%~30%[2]。可作为出城口道路照明的设计电缆,在满足经济技术条件下从根本上解决了传统铜芯电缆易被偷盗的问题。案例:合肥G206公路改建工程,设计范围南岗至上派段,规划红线70m和60m,为城市主干路标准。考虑道路位于城郊,电缆偷盗现象严重,应高新区管委会要求,设计电缆采用新型铝合金电缆,满足技术标准的前提下,解决电缆偷盗问题并节约造价。

3.2减少电缆手井

电缆手井作为日常检修维护的设施设计上是必要的,但在出城口道路应用上,存在防盗和排水的双重问题,设计上尽量减少手井设置。每杆路灯穿线不设手井检修,在每套灯具接线箱内穿线检修,接线箱位置设专门的防盗型盖板,可由厂家专门定做,在有效解决路灯电缆防盗问题的同时投资成本也可以控制到***。灯杆的检修门及路灯配电箱,均应使用专用工具开启的闭锁防盗装置,例如设置偏心螺栓,螺栓顶头采用中间圈凹陷,偏心凸出的结构方式,此方式使得开启工具必须使用定制的专业工具,否则不在破坏接线门的情况下无法开启电气门。设计照明回路布置时,应避免小于90°的电缆套管转角,在不设手井的条件下,可以保障电缆的顺利穿管施工。案例:合肥市G206(南岗至上派段)道路工程,所有灯具不专门配手井接线,仅在回路电缆出线和分线处设置手井检修,电缆套管采用直线敷设和钝角转弯,便于施工和后期穿缆。

4路灯节能

4.1全半夜灯控制

出城口道路下半夜交通量减少,照明可采用间隔熄灭的照明方式,通过全半夜回路间隔控制灯具的点亮和熄灭,可保证夜间功率降低30%~50%,达到节电效果。技术上可通过双回路供电(见图1)、分相线供电来实现。

4.2节能电子镇流器

通过采用具有中国节能产品认证的智能调光高压钠灯电子镇流器,不但能使功率因数达到0.9以上,比普通电感镇流器节能40%以上,而且能使灯具在设定的时间内降容工作,以实现半夜灯控制,但对此类镇流器技术要求较高,否则会产生频闪和“鬼火”现象。

4.3节能控制柜

通过加装在每个配电箱总控或箱变低压出线后端的路灯专用型节电装置,采用微电磁调压稳压和电子感应技术,对供电进行实时检测与跟踪,根据现场电压和设定好的工作档位,节电器自动平滑地调节电路的输出电压和电流幅度,以降低灯具的功率和线路的工作温度,优化供电状态,减少损耗,提高发光效率,从而达到节能降耗的目的,延长灯具的使用寿命,减少维护成本。一般市场上此类产品节电率可达15%~40%,延长灯具使用寿命至1.5倍以上[3]。

5结语

出城口道路是联系城、乡两元结构的过渡性道路,对于此类道路的路灯照明设计,有其典型的特点。本文通过总结典型出城口道路照明设计遇到的问题,提出照明设计的关键点及有针对性的解决措施,体现“和谐交通”的指导思想,可为相关设计和施工提供参考。

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