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苏州市邓尉工业设备安装有限公司学习周刊 19期 路灯照明1、道 路 照 明 分 类根据道路使用功能，城市道路照明可分为主要供机动车使用的机动车交通道路照明和主要供非机动车与行人使用的人行道路照明两类。机动车交通道路照明应按快速路与主干路、次干路、支路分为三级。2、光 源 选 择2.1光源的选择应符合下列规定： 1） 快速路、主干路、次干路和支路应采用高压钠灯； 2） 居住区机动车和行人混合交通道路宜采用高压钠灯或小功率金属卤化物灯； 3） 市中心、商业中心等对颜色识别要求较高的机动车交通道路可采用金属卤化物灯；4） 商业区步行街、居住区人行道路、机动车交通道路两侧人行道可采用小功率金属卤化物灯、细管径荧光灯或紧凑型荧光灯。注：道路照明不应采用自镇流高压汞灯和白炽灯。3、灯具及其附属装置选择3.1 机动车道照明应采用符合下列规定的功能性灯具： 1） 快速路、主干路必须采用截光型或半截光型灯具； 2） 次干路应采用半截光型灯具； 3） 支路宜采用半截光型灯具。3.2 商业区步行街、人行道路、人行地道、人行天桥以及有必要单独设灯的非机动车道宜采用功能性和装饰性相结合的灯具。当采用装饰性灯具时，其上射光通比不应大于25%，且机械强度应符合现行国家标准灯具一般安全要求与实验GB7000.1的规定。3.3 采用高杆照明时，应根据场所的特点，选择具有合适功率和光分布的泛光灯或截光型灯具。3.4 采用密闭式道路照明灯具时，光源腔的防护等级不应低于IP54。环境污染严重、维护困难的道路和场所，光源腔的防护等级不应低于IP65。灯具电器腔的防护等级不应低于IP43。3.5 空气中酸碱等腐蚀性气体含量高的地区或场所宜采用耐腐蚀性能好的灯具。3.6 通行机动车的大型桥梁等易发生强烈振动的场所，采用的灯具应符合现行国家标准灯具一般安全要求与实验GB7000.1所规定的防振要求。3.7 高强度气体放电灯宜配用节能型电感镇流器，功率较小的光源可配用电子镇流器。3.8 高强度气体放电灯的触发器、镇流器与光源的安装距离应符合产品的要求。4、照明方式和设计要求4.1 照 明 方 式1） 道路照明设计应根据道路和场所的特点及照明要求，选择常规照明方式或高杆照明方式。2） 常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式（图1）。采用常规照明方式时，应根据道路横断面形式、宽度及照明要求进行选择，并应符合下列要求：图1 常规照明灯具布置的五种基本方式（a）单侧布置；（b）双侧交错布置；（c）双侧对称布置；（d）中心对称布置；（e）横向悬索布置注： 灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4，灯具的仰角不宜超过15； 3） 采用高杆照明方式时，灯具及其配置方式，灯杆安装位置、高度、间距以及灯具最大光强的投射方向，应符合下列要求：可按不同条件选择平面对称、径向对称和非对称三种灯具配置方式（图2）。布置在宽阔道路及大面积场地周边的高杆灯宜采用平面对称配置方式；布置在场地内部或车道布局紧凑的立体交叉的高杆灯宜采用径向对称配置方式；布置在多层大型立体交叉或车道布局分散的立体交叉的高杆灯宜采用非对称配置方式。无论采取何种灯具配置方式，灯杆间距与灯杆高度之比均应根据灯具的光度参数通过计算确定；灯杆不得设在危险地点或维护时严重妨碍交通的地方； 灯具的最大光强投射方向和垂线交角不宜超过65；市区设置的高杆灯应在满足照明功能要求前提下作到与环境协调。图2 高杆灯灯具配置方式(a)平面对称；(b)径向对称；(c)非对称4.2 道路及与其相连的特殊场所照明设计要求1 ）一般道路的照明一符合下列要求： A 应采用常规照明方式，并应符合本标准第5.1.2条的规定； B 在行道树多、遮光严重的道路或楼群区难以安装灯杆的狭窄街道，可选择横向悬索布置方式； C 路面宽阔的快速路和主干路可采用高杆照明方式。2） 平面交叉路口的照明应符合下列要求： A 平面交叉路口的照明水平应符合本标准第3.4节的规定，且交叉路口外5m范围内的平均照度不宜小于交叉路口平均照度的1/2；B 交叉路口可采用与相连道路不同色表的光源、不同外形的灯具、不同的安装高度或不同的灯具布置方式；C 十字交叉路口的灯具可根据道路的具体情况，分别采用单侧布置、交错布置或对称布置等方式。大型交叉路口可另行安装附加灯杆和灯具，并应限制眩光。当有较大的交通岛时，可在岛上设灯，也可采用高杆照明； D T形交叉路口应在道路尽端设置灯具（图3）； E 环形交叉路口的照明应充分显现环岛、交通岛和路缘石。当采用常规照明方式时，宜将灯具设在环形道路的外侧（图4）。当环岛的直径较大时，可在环岛上设置高杆灯，并应按车行道亮度高于环岛亮度的原则选配灯具和确定灯杆位置。图3 T形交叉路口灯具设置图4 环形交叉路口灯具设置3） 曲线路段的照明应符合下列要求： A 半径在1000m及以上的曲线路段，其照明可按照直线路段处理； B 半径在1000m以下的曲线路段，灯具应沿曲线外侧布置，并应减小灯具的间距，间距宜为直线路段灯具间距的50%70%（图5），半径越小间距也应越小。悬挑的长度也应相应缩短。在反向曲线路段上，宜固定在一侧设置灯具，产生视线障碍时可在曲线外侧增设附加灯具（图6）；图5 曲线路段上的灯具设置图6 反向曲线路段上的灯具设置 C 当曲线路段的路面较宽需采取双侧布置灯具时，宜采用对称布置； D 转弯处的灯具不得安装在直线路段灯具的延长线上（图7）； E 急转弯处安装的灯具应为车辆、路缘石、护栏以及邻近区域提供充足的照明。图7 转弯处的灯具设置(a)不正确；(b)正确4) 在坡道上设置照明时，应使灯具在平行于路轴方向上的配光对称面垂直于路面。在凸形竖曲线坡道范围内，应缩小灯具的安装间距，并应采用截光型灯具。5) 上跨道路与下穿道路的照明应符合下列要求：A 采用常规照明时应使下穿道路上设置的灯具在下穿道路上产生的亮度（或照度）和上跨道路两侧的灯具在下穿道路上产生的亮度（或照度）能有效地衔接，该区域的平均亮度（或照度）及均匀度应符合规定值。下穿道路上安装的灯具应为上跨道路的支撑结构提供垂直照度；B大型上跨道路与下穿道路可采用高杆照明，并应符合本标准第5.1.3条的要求。6) 立体交叉的照明应符合下列要求： A 应为驾驶员提供良好的诱导性； B 应提供干扰眩光的环境照明；C 交叉口、出入口、并线区等交会区域的照明应符合本标准第3.4节的规定。曲线路段、坡道等交通复杂路段的照明应适当加强； D小型立交可采用常规照明。大型立交宜优先采用高杆照明，并应符合本标准第5.1.3条的要求。7) 城市桥梁的照明应符合下列要求： A 中小型桥梁的照明应和与其连接的道路照明一致。当桥面的宽度小于与其连接的路面宽度时，桥梁栏杆、缘石应有足够的垂直照度，在桥梁的入口处应设灯具； B 大型桥梁和具有艺术、历史价值的中小型桥梁的照明应进行专门设计，应满足功能要求，并应与桥梁的风格相协调； C 桥梁照明应限制眩光，必要时应采用安装挡光板或格栅的灯具； D 有多条机动车道的桥梁不宜将灯具直接安装在栏杆上。8) 人行地道的照明应符合下列要求：A 天然光充足的短直线人行地道，可只设夜间照明： B 附近不设路灯的地道出入口，应设照明装置； C 地道内的平均水平照度，夜间宜为15lx，白天宜为50lx。并应提供适当的垂直照度。9)人行天桥的照明应符合下列要求：A 跨越有照明设施道路的人行天桥可不另设照明，紧邻天桥两侧的常规照明的灯杆高度、安装位置以及光源灯具的配置，宜根据桥面照明的需要作相应调整。当桥面照度小于2lx、阶梯照度小于5lx时，宜专门设置人行天桥照明； B 专门设置照明的人行天桥桥面的平均照度不应低于5lx，阶梯照度宜适当提高，且阶梯踏板的水平照度与踢板的垂直照度的比值不应小于2：1； C 应防止照明设施给行人的机动车驾驶员造成眩光。10) 道路与铁路平面交叉的照明应符合下列要求：A 交叉口的照明应使驾驶员能在停车视距以外发现道口、火车及交叉口附近的车辆、行人及其他障碍物；B 交叉口的照明方向和照明水平应有助于识别装设在垂直面上的交通标志或路面上的标线。灯光颜色不得和信号颜色混淆； C 交叉口轨道两侧道路各30m范围内，路面亮度（或照度）及其均匀度应高于所在道路的水平，灯具的光分布不得给接近交叉口的驾驶员和行人造成眩光。11) 飞机场附近的道路照明应符合下列要求： A飞机场附近的道路照明不应与机场跑道上的灯光信号系统以及场地照明混淆； B 在设计该地区的道路照明时，应符合航空部门有关规定，并应与其取得联系。12) 铁路和航道附近的道路照明应符合下列要求： A 道路照明的光和色不得干扰铁路、航道的灯光信号和驾驶员及领航员的视觉；274 B 当道路照明灯具处于铁路或航道的延长线上时，应与铁路或航运部门取得联系； C当道路与湖泊、河流等水面接界，且灯具为单侧布置时，宜将灯杆设在靠水的一侧。13) 天文台附近的道路照明应符合下列要求： A 路面上的亮度（或照度）应降低一级标准； B 路面应采用深色沥青材料铺装，不得采用水泥混凝土路面； C 必须采用上射光通比为零的道路照明灯具。14) 对有照明设施且平均亮度高于1.0cd/m2的道路（或路段）与无照明设施的到（或路段）相连接，且行车限速高于50km/h时，应设置过渡照明。15) 植树道路的照明应符合下列要求： A 新建道路种植的树木不应影响道路照明； B 扩建和改建的道路，应与园林管理部门协商，对影响照明效果的树木进行移植； C在现有的树木严重影响道路照明的路段可采取下列措施： （1）修剪遮挡光线的枝叶； （2）改变灯具的安装方式，可采用横向悬索布置或延长悬挑长度； （3）减小灯具的间距，或降低安装高度。16) 居住区道路的照明应符合下列要求： A 居住区人行道路的照明水平应符合本标准第3.5.1条的要求； B 灯具安装高度不宜低于3m。不应把裸灯设置在视平线上； C 居住区及其附近的照明，应合理选择灯杆位置、光源、灯具及照明方式；在居室窗户上产生的垂直照度不得超过相关标准的规定。17) 人行横道的照明应符合下列要求： A 平均水平照度不得低于人行横道所在道路的1.5倍； B 人行横道应增设附加灯具。可在人行横道附近设置与所在机动车交通道路相同的常规道路照明灯具，也可在人行横到上方安装定向窄光束灯具，但不应给行人和机动车驾驶员造成眩光。可根据需要在灯具内配置专用的档光板或控制灯具安装的倾斜角度； C 可采用与所在道路照明不同类型的光源。4.3 道路两侧设置非功能性照明时的设计要求1) 机动车交通道路两侧的行道树、绿化带、人行天桥、行驶机动车的桥梁、立体交叉等处设置装饰性照明时，应将装饰性照明和功能性照明结合设计，装饰性照明必须服从功能性照明的要求。2) 应合理选择装饰性照明的光源、灯具及照明方式。装饰性照明亮度应与路面及环境亮度协调，不应采用多种光色或多种灯光图式频繁变换的动态照明，应防止装饰性照明的光色、图案、阴影、闪烁干扰机动车驾驶员的视觉。3)设置在灯杆上及道路两侧的广告灯光不得干扰驾驶员的视觉和妨碍对交通信号及辨认。5、路灯照明设计计算道路照明通常采用利用系数法计算平均照度。利用系数是指电光源的光通量只有一部分照射到路面上，不同的灯具其利用系数各不相同。开始根据路面的宽度、交通量等因素合理地布置灯具平面排列方式，再选用灯具，确定路面最低照度标准，按下式计算所需光通量。 EavLB/KP(18-1) 式中：Eav根据道路等级及规范照度标准确定的平均照度； L-相邻灯具纵向间距/m； B-路面宽度/m； -利用系数；K-维护系数，一般取0-650.7； P-与排列方式有关的数值，一侧排列及交错排列时，取P1，相对排列时取P2。将计算所须要的照度与灯具的广光通量不适应时，可以调整灯距、电光源的功率、灯具安装的高度等参数。平均照度法的精度不如逐点计算法精确，例如没有考虑道路宽度及灯具悬挑长度的影响。但是平均照度法方法简便，经常采用，完全能满足工程之需要。6、照 明 供 电1）城市道路照明宜采用路灯专用变压器供电。2）对城市中的重要道路、交通枢纽及人流集中的广场等区段的照明应采用双电源供电。每个电源均应能承受100%的负荷。3）正常运行情况下，照明灯具端电压应维持在额定电压的90%105%。4）道路照明供配电系统的设计应符合下列要求： A 供电网络是设计应符合规划的要求。配电变压器的负荷率不宜大于70%。宜采用地下电缆线路供电，当采用架空线路时，宜采用架空绝缘配电线路； B变压器应选用结线组别为D，yn11的三相配电变压器，并应正确选择变压比和电压分接头； C 应采取补偿无功功率措施； D 宜使三相负荷平衡。5、配电系统中性线的截面不应小于相线的导线截面，且应满足不平衡电流及谐波电流的要求。6）道路照明配电回路应设保护装置，每个灯具应设有单独保护装置。7）高杆灯或其他安装在高耸构筑物上的照明装置应配置避雷装置，并应符合现行国家标准建筑物防雷设计规范GB50057的规定。8）道路照明供电线路的人孔井盖及手孔井盖、照明灯杆的检修门及路灯户外配电箱，均应设置需使用专用工具开启的闭锁防盗装置。9）道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统，金属灯杆及构件、灯具外壳、配电及控制箱屏等的外露可导电部分，应进行保护接地，并应符合国家现行相关标准的要求。7、照 明 控 制道路照明应根据所在地区的地理位置和季节变化合理确定开关灯时间，并应根据天空亮度变化进行必要修正。宜采用光控和时控相结合的控制方式。道路照明采用集中遥控系统时，运动终端宜具有在通信中断的情况下自动开关路灯的控制功能和手动控制功能。目前路灯主要的控制方法包括PLC控制，电力载波控制和无线网络控制。1）基于PLC的路灯控制系统根据控制系统的功能、可靠性和性价比等方面的技术要求,PLC有许多技术优势,如:开发产品周期短、功能强,性能价格比高、可靠性高,抗干扰能力强、硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强、系统的设计、安装及调试工作量少、维修工作量少,维修方便、体积小,能耗低等。在一般工业控制领域和强弱电结合的控制装置中得到广泛应用。如图1所示，PLC路灯控制系统主要由以下几部分组成：电网电压监控模块，负载电压电流监控模块，光控模块，键盘与显示电路和电压调节与控制电路等部分组成。图8 PLC路灯控制系统框图2）基于电力载波的路灯控制系统基于电力线载波的公共路灯智能控制系统的基本思想是通过光控和时控技术对双向可控硅进行控制，检测到每条路段的亮灯率，实现城市路灯、节日灯和广场灯等的自动启闭，有效控制全夜或半夜灯；通过对电流和电压实时监控和测量，可对供电变压器线路短路或开路等突发事件进行即时报警；通过电力线载波技术来传输控制信号和状态信息，能对城市路灯进行智能监控和管理，以使系统稳定、可靠、经济且高效。图9 电力载波路灯控制系统框图基于电力载波的路灯控制系统主要由2个部分组成主机和从机。主机就是一个单片机系统加一些简单的液晶显示屏、小的键盘和通信模块;从机由单片机和一些外围设备组成,如一些A/D采样单元、地址编码单元及相应的通信模块等，系统框图如图2。主机主要是在路灯的控制室内安置,负责收集从机数据,分析数据发送指令;从机则直接安装到每个路灯上,负责现场的数据采集和传输,执行主机的指令。一台主机可以控制多台从机。主机通过电力线载波的串行通信方式对从机进行监控。一个通信数据包由8字节数据组成,第1、第2字节是主机标识,第3字节是命令,第4、第5字节是从机地址,第6至第8字节为数据。主机采用广播方式发送命令数据,从机收到通信包后进行数据分析:一是识别主机是否是自己的上级主机,二是识别从机地址是否是自己的地址,只有在全部确认无误后从机才执行命令和相应的操作。从机直接监控路灯的状态,通过电力线载波接收电路接收来自主机的指令,并执行相应的操作;完成对电流、电压、温度的采样处理,判断路灯是否工作正常,并根据数据分析判断路灯的工作状态是否正常。如果工作状态异常,就执行相应的操作,保护路灯,并把数据和警告发送给主机。3）基于无线网络的路灯控制系统无线路灯控制系统是由一个与管理中心PC机相连的主控节点和多个路灯控制终端组成，如图3所示。管理中心与监控中心通过TCP/IP协议进行通信，通过设定路灯的工作信息，如时钟日历、开关时间等，监控中心将指令信息传送给路灯终端节点，路灯节点路由控制信息，并对路灯故障报警。利用无线电通道实现数据收发达到照明灯开关的目的，避开了电力线载波通讯中干扰的繁杂和不确定性，大大提高了控制通信的稳定和确定性，布点灵活、安装方便、控制组合多、系统安全性高;缺点是投资太大、性价比较低。8、路灯的分类及区别常用的高强气体放电灯有三大类：高压汞灯、高压钠灯、金卤灯高压汞灯不属于金卤灯，金属卤化物灯基本原理是将多种金属以卤化物的方式加入到高压汞灯的电弧管中，使其发光。现今通用的照明技术基本上分为两类，白炽灯和放电灯。白炽灯类，如家居使用的灯泡等，是通过加热钨丝来发光的；放电灯类，如荧光灯、高压钠灯、高压汞灯和金卤灯等，是通过电弧加热使弧管内气体和金属卤化物丸蒸发膨胀来发光的。图10 高压钠灯图11 金卤灯钠灯的发光原理是是利用钠蒸气放电产生的，钠灯辐射光的波长主要集中在人眼感受较敏感的范围内，钠灯的优点是光效比金卤灯高，并且透雾性强，通常广场和交通道路的主要照明光源就是纳灯。纳灯的缺点是显色性很差。金卤灯的优点是光效高，使用寿命较高压钠灯短，并且价格偏向贵。优点是显色性好，通常用于厂房、展厅、礼堂灯室内场所。金卤灯和高压钠灯的区别主要体现在寿命、价格、显色性方面，应根据实际情况来选择相应的金卤灯或钠灯。 道路照明用的照明器大体可分为截光、半截光和不截光三种类型。截光型：照明器照射到路幅外的光线不超过光源额定流明的10，控制光线沿路分布，产生的眩光小。适用于主要街道、干线公路和高速公路。半截光型：照明器照射到路幅外的光线不超过光源额定流明的30，控制光线沿路分布。适用于一般等级的街道。不截光型：照明器对最大光强上方的光通量不加限制，眩光大，只适用于周围环境明亮的街道或交通量很少的次要街道。照明器的射程,由光束的仰角决定,用从照明器到最大烛光束照射到路面的距离长短区分，可分为短射程、中射程、长射程三种。9、新型节能路灯以新光源为代表的有LED、三基色扁叶灯、无极灯等，通过配光设计达到道路照明的相关标准，而且必须配合高反射率反光器使光效得到高利用。节电原理有两个方面：一是由宽光波长组成复合光，具有高显色指数低色品容差等优秀光品质，视觉清晰，越接近太阳光越好，可视光含比高，光源光效在90LM/W以上；二是高功率因数低谐波恒功率输出，降低线路损耗和避免高压超亮度浪费；三是使用寿命长。一般节电率与高压钠灯做对比。是否高效取决于灯眩光的大小、可视光效、反光器效率和灯光有效使用率多方面的综合。路灯节能控制系统理想路灯节能控制系统技术参数与要求1）系统节能原理：采用高频大功率电力电子器件实现电压调幅，不能采用可控硅调压技术（谐波严重），不建议使用变压器或电抗降压节能技术（闪灯灭灯）。 2）智能可设置8时段以上自动控制节能，多时段电压、节电率、照度由用户设置调节。 3）无触点调压，不建议采用接触器触点调节电压（闪灯灭灯）。 4）电压调节无级连续，每级调节电压步进值小于1V，调节时灯不闪不灭，无电网闪断冲击。 5）当调压时，调压速度可由用户设置，以适应灯光亮度缓慢变化和灯管电弧稳定。 6）开灯具有全电压预热，预热时间(大于10分钟)可软件设置调节。 7）节电器输出电压稳压调节范围160-220V。 8）节电器输入电压适应范围：160V-260V。 9）三相独立调节，能适应三相严重不平衡工况。 10）有手动旁路和故障自动旁路功能，节能状态到旁路以及旁路到节电状态转换，不能闪灯和灭灯。 11）具有无条件保障照明功能，过流、过压、欠压、过热自动旁路，并能记录故障代码，以便维修维护。设备损坏时不能导致灭灯，故障时不影响路灯寿命和正常运行。 12）节能设备在室外露天安装，箱体材料需采用厚为2毫米的钢板静电喷塑（保证10年不氧化），要求防护等级不低于IP33，具有风冷系统，箱内开关选用优质品牌。 13）标准的正弦波电压（同输入电压波形），无畸变；不额外增加照明负载电流谐波（钠灯双峰电流波形），输入电流总谐波不增加。 14）功率因数只能提高不能降低。 15）具有监控开关灯接口和监控调压接口，可由中央控制室发出调压命令和开关灯。 16）具有自动复位功能，在停电后恢复送电时，全电