室外照明设计规范说明

室外照明室外照明 设计说明 1 此图为 小区室外亮化设计施工图 设计范围包括小区基本照明 含安全照明和功能照 明 的景观照明 2 供电和配电 1 室外照明采用 TN 低压供电系统 照明控制箱 分控点 的布置的原则需考虑 供电半径和电源到末端受电点所必需控制的电压降 避免因欠电压造成灯具不 能正常运作 供配电系统设计规范 GB50052 98 中 规定在正常运行情况 下 道路照明末端处电压允许偏差为 5 10 2 照明控制箱出线 可由相同的一个或几个回路供电 合理配置相序 尽量做 到三相平衡 3 配电箱供电出线截面一般不宜大于 35mm2 以气体放电灯为主要负荷的照明 供电线路 在三相四线配电系统中 中性线截面应按最大一相电流选择 不小 于相线截面 4 道路照明采用地下直埋电缆 配电线路直埋散热好 载流能力高 且由于电 缆各芯间的分布电容并联在线路上 可提高自然功率因数 同时不受气候影响 减少外力破坏 提高供电可靠性 3 导线截面选择的计算 室外照明电缆截面选择 应以计算电流和电压降二者指标综合确定 以计算电 流确定导线允许载流量 基本确定导线截面 进行线路电压损失计算 可使线 路在符合规划的前提下 线路具有一定的裕度 线路截面选择应做到经济合理 1 按允许载流量选择导线截面时 照明负荷可按长期工作制负荷考虑 即 IN Kt Ial Ic 式中 Ial 导线长期允许工作电流值 AIN 径校正后导线长期额 定电流 AIC 计算电流 AKt 校正系数 2 电压降计算采用负荷矩计算方式 各公式计算结果 必须以最不利的亮化组 合方式作为选择供电线路截面的依据 不用线路电压损失计算方法 终端负 荷用负荷矩 Kw Km 表示 两线线路 单相 两相无零线或直流线路 U 6 Up p L 三相四线和三相三线线路 u Up P L 两相带 零线三线线路 U 2 25 Up P L 式中 u 一电压损失百分值 Up 三相线路每一千瓦 公里的电压损失百分数 u kw km P 有功 负荷 Kw L 线路长度 Km 式中功率 P 取值 对于负荷沿途基本分布均 匀的基本照明和负荷间有一定距离 但功率值较均匀的景观照明 可近似按三 相平衡均匀负荷计算 如图 景观照明中负荷特别集中 可近似按三相平衡线 路计算 如图 景观照明中 负荷有一定距离 且功率变化较大而不均匀 可 采用负荷矩 一段一段组合计算 4 照明线路保护措施 1 室外照明一般采用 TN S 系统 在电源点与路灯间设专用保护线 PE 从电 源箱引出 5 芯电缆 在照明配电箱处将 PE 线做重复接地 接地电阻 R 10 欧 PE 线沿线路每组路灯杆与之连接 而每组灯杆也须做防雷接地 接地电阻 R 30 欧 2 低压配电设计规范 GB50054 95 中对配电线路一般要求短路保护和过负 荷保护 室外照明线路对过负荷保护不做要求 保护侧重于短路和接地故障保 护 路灯杆内装有断路器或熔断器 又接专用 PE 线 对杆内发生的短路和 碰杆起保护作用 配电柜内断路器 计算和选型正确 对杆内电源引入处短路 碰杆均起保护作用 接地故障保护 通过正确选择和整定线路保护电器 可 缩短切断故障的时间 借接地和相邻设备外路可导电部分的等电位联结 可降 低预期接触电压 室外照明供电线路距离较长时 必须校验最远点短路电流 5 室外照明控制系统 道路照明控制 传统的控制方式采用光电控制和石英钟时间开关控制 新型的 控制继电器既可以根据光电信号对路灯回路通过接触器进行控制 也可根据其 内部的时钟和四个定时器对输出回路分别控制 运行方式灵活 若够条件 可 采用由微处理器加传输总线组成的计算机网络进行控制 在每个配电柜内设置 一台带微处理器的可编程控制器 用总线与中央计算机房相联 微处理器对每 个供电回路排列组合控制编程 而中央计算机房可对每个配电柜内可编程控制 器具有任意修改优先权 这样 就实现了中央和现场的两种控制组合 6 灯具的选择和布置 1 杆高度 3 5 m 选取 路面单侧布置间距 30 m 双侧交错布置 15 米 兼顾配光 均匀性和经济性 平均照度取 3 5 lx 路灯水平支杆伸出路崖宜为 0 6 1 0 m 园林小径灯照度一般以 5 10 lx 为宜 行人较多而偏重交通功能的道路取 20 lx 左右 小径灯在满足行人安全感的前提下 应尽量降低照度 灯具安装间距较 小 常为 15 25 m 2 草坪灯一般离地 60cm 安装 最高不宜超过 1 m 间距宜为 3 5 5 0 倍光源 高度 草坪灯距离外墙垂直距离 2 5 米 7 电套管的选择依据 住宅小区照明线路电压损失的计算 住宅小区照明线路电压损失的计算 电压损失是指线路始端电压与末端电压的代数差 它的大小 与线路导线 截面 各负荷功率 配电线路等因素有关 为了使末端的灯具电压偏移符合要 求 就要控制电压损失 但在住宅小区中 因为以往小区面积较小 供配电半 径较小 仅是单一的道路照明 一般就不计算线路电压损失 而是根据经验保 证线路电压的损失在合理范围内 然而这些年来随着住宅小区规模的逐步扩大 以及人民生活水平的不断提高 除了要增加小区道路照明设施外 还要增加景 观照明 面对这一新情况 计算小区照明线路电压损失非但重要 而且十分迫 切 以下是本人结合实践 查阅了相关书籍资料所谈的个人体会 不当处请同 行指正 一 计算城市照明线路电压损失的基本公式 1 在 380 200 低压网络中 整条线路导线截面 材料相同 不计线路阻抗 且 cos 1 时 电压损失按下式计算 u R0 PL 10VL2 M CS 式 1 M PL 总负荷矩 R0 三相线路单位长度的电阻 km VL 线路额定电压 kV P 各负荷的有功功率 kw L 各负荷到电源的线路长度 km S 导线截面 mm2 C 线路系数 根据电压和导线材料定 在工具书中可查 一般 三相四 线 220 380 时 铜导线工作温度 50 度时 C 值为 75 铜导线工作温度 65 度时 C 值为 71 10 2 对于不对称线路 我们在三相四线制中 虽然设计中尽量做到各相负荷 均匀分配 但实际运行时仍有一些差异 在导线截面 材料相同 不计线路阻抗 且 cos 俊 时 电压损失可以简化为相线上的电压损失和零线上的电压损失之和 公式如 u Ma 0 5 Mb Mc 2CSo Ma 2CSo 式 2 Ma 计算相 a 的负荷矩 kw m Mb Mc 其他 2 相的负荷矩 kw m Sn 计算相导线截面 mm2 So 计算零线导线截面 mm2 C 线路系数 u 计算相的线路电压损失百分数 3 由于大量气体放电灯的使用 实际照明负载 cos 1 照明网络每一段线 路的全部电压损失可用下式计算 uf u Rc 式 3 u 由有功负荷及电阻引起的电压损失按照式 1 式 2 计算 Rc 计入 由无功负荷及电抗引起的电压损失 的修正系数 可在工具书 中查 4 对于均匀布灯的线路 SM 的计算公式可转换为 M 均匀 lg Le nie 1 2 1 1 n L 式 4 M 均匀 均匀布灯线路的总负荷矩 kWm lg 最大单相工作电流 A Le 计算负荷矩时 始端到末端的有效距离 km L 均匀布灯 线路始端到末端的有效距离 km nie 均匀布灯时 单相 n 只路灯 每只灯额定电流 ie 两者之积为 Ig A 保证在三相平衡的设计基础上 我们选取三相中路灯最多的一相来计算工 作电流 有效距离 则 在零线与相线相同时 单相配电 电压损失计算公式为 U 2Mi Ua 式 5 在零线与相线相同时 三相四线平衡配电 电压损失计算公式为 U Mi Ua 式 6 Ua 是单位电流矩的电压损失百分数 可根据相线 零线材质及敷设方 式在电压损失系数计算表中查 5 有支路的整条线路的电压损失计算 有 n 只均布路灯在干线回路上 又有 m 条支路接在干线上 干线回路有效 距离为 L 在距离始端 L1 L2 Lm 处 分别有 1 2 m 条支路 则均匀布灯产生的电流矩为 Mi 均布 Ic Lc nie 1 2 1 1 n L 支路电流在干线上产生的电流矩分别为 第一条支路 Mi 1 I1 L1 第一条支路 Mi 2 I2 L2 第 m 条支路 Mi m Im Lm 所以总的电流矩为 Mi Mi 均布 Mi 1 Mi 2 Mi n 式 7 之后 再可根据式 5 6 来求总的末端电压损失 二 城市照明线路电压损失的计算举例 例 1 如图示照明配电线路中 P1 P2 P3 P4 为 500W 的白炽灯 线路额 定电压 220V 采用截面为 4 0mm2 的铜导线 各负荷至电源的距离如图 求线路 末端的电压损失 解 查得线路系数 C 12 07 负荷矩为 M PL 0 5 10 0 5 16 0 5 22 0 5 28 38kw m 当然负荷矩也可用集中负荷乘以负荷中心到线路始端的长度来求 M PL 2 0 10 6 0 3 0 38kw m 所以 运用式 1 计算 到线路末端的电压损失为 U M CS 38 12 07 4 0 787 例 2 有路灯干线 使用 25mm2 的两芯铜电缆穿管敷设 单相送电 全长 1 0km 上均布了 20 只 GGY 50 无单灯补偿 功率因数为 0 5 求末端的电压损 失系数 解 查相关表 GGY 50 额定电流为 0 62A n 20 只 运用式 2 计算得 20 0 62 1 2 1 1 20 1 12 4 0 525 6 51kw m 查电压损失计算系数表 25mm2 的两芯铜电缆穿管敷设 功率因数为 0 5 时 Ua 为 0 21 单相送电 式 5 计算得 U 2Mi Ua 2 6 51 0 21 2 73 例 3 本例 2 题干线中 在距始端 500m 处接出第一条支路有 5 只 GGY 50 距始端 800m 处接出第二条支路有 4 只 GGY 50 求末端电压损失百分数 解 查表得 Ua 为 0 21 Mi 均布 6 51kw m I1 5 0 62 3 1A L1 0 5km I2 4 0 62 2 48A L1 0 8km Mi 1 I1 L1 3 1 0 5 1 55kw m Mi 2 I2 L2 2 48 0 8 1 984kw m 所以 Mi Mi 均布 Mi 1 Mi 6 51 1 55 1 984 10 044kw m 所以 U 2 Mi Ua 2 10 044 0 21 4 218 三 注意点 1 关于工作电流 Ig 的计算 工作电流可根据额定电流和盏数的乘积关系 求出 也可以先求有功电流 再求无功电流 用平方和开平方求 两者计算后 有一些小差别 但总体对末端电压损失的计算结果影响很小 2 在计算中可以忽略一些影响因素 首先 实际或布置路灯时 路灯的间距不可能完全相同 但这种差异在整 条线路出现的较少 因此产生的电压损失变化也不多 所以 我们在计算负荷 矩时 可以作为均布来考虑 其次 电压损失对灯泡的工作电流会有一些影响 始端灯泡的电流会大于 末端电流 但在设计中 我们要把电压损失控制在规定范围之内 从分析以及 实际检测中 误差不大 另外 谐波 电抗性压降虽有影响 变化差异较小 3 不