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道路照明供配电设计补充
关于道路照明供配电设计的补充
室外照明设计中较为常见的就是道路及广场、石化企业露天工艺装置等场地照明,其功
能就是保证黑暗时的人员安全,满足重要视觉功能的极限要求,减小参与者的恐惧感,维护
公共秩序。作为道路照明设计的重要组成部分——供配电系统,国家规范对设计已作出明确
要求。但不同使用范围的道路照明,如城市道路、工矿企业厂区道路和住宅小区道路等,其
供配电系统的设计是有所区别的,设计规范中却没有具体的规定,尤其是接地故障保护的内
容,对室内供配电线路,如住宅等的保护配置却非常具体,如插座回路设30mA漏电保护;
上下级通过电流值配合外,也通过时限配合。因此,有必要根据不同的技术条件,对道路照
明的供配电系统设计提出下面的补充。
一、电源线路
由于低压供电具有工程量小、投资少等优势,目前,我国绝大部分的路灯都是采用低压
供电。根据我国电力供应情况和不同场所的使用要求,国家规范对照明电源的电压偏差作出
了规定,为保证光源寿命,路灯的端电压不得高于其额定电压的105%。在《工业企业照明
设计标准》GB50034-92中,对工矿企业厂区道路的要求是电压不低于额定值的90%。而
城市道路照明根据《城市道路照明设计标准》GJJ45-91的要求,从供电可靠性和节省能源
的角度出发,采用10KV配电线路的上接道路照明专用变压器供电为宜,其最佳负载系数为
70%,对照明线路的末端电压要求同上;对于从公用变压器上供电的道路照明线路,其末端
电压不得低于额定值的95%。因此,在设计道路照明供配电线路时,应针对不同的技术条
件,进行线路的电压损失计算,使得供配电网络在符合规划的前提下,线路具有一定的裕度,
末端电压满足上述要求,且线路截面经济合理。
随着经济建设的发展,道路照明采用地下直埋电缆已是最常见的敷设方法,配电线路直
埋的优势非常明显,散热好、截流能力高,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,外力破坏减少,提高供电可靠性。所以,国家规范规
定在技术经济条件允许的情况下,采用地下电缆对道路照明供电。另外,从节能的角度,道
路照明灯具采用气体放电灯较多,对三相四线供电线路的中性线截面应按最大一相电流选
择。
在实际设计过程中,对于路灯线路的校验常采用负荷力矩表进行简化计算,现行设计手
册中负荷力矩表对电缆直埋的情况列出较少,尤其是近年来广泛运用的交联电缆。相对于其
它线路,电缆的价格较高,因此,选择合理的电缆型号就显得尤为重要,在道路照明的供电
网络中,路灯负荷是间隔一定距离且基本均匀地分布在线路上的,对于其末端的电压降采用
负荷力矩表计算显然不够准确,尤其是在计算机软件技术迅速发展的今天,采用人工计算的
方法已不能适应现代工程设计,据笔者所知,在通常运用的电气计算软件中,对照明配电网
络的分析计算可以根据不同环境条件,简单迅速地验算线路末端的电压损失,尤其在采用高
强气体放电灯,还应按起动和再起动特性,检验线路的电压损失值。所以,对于道路照明的
配电线路,尤其是距离电源较远的末端负荷,在确定具体选用的线路及敷设方式后,结合环
境条件应进行必要的分析计算,以优化道路照明供配电线路的设计,确保供电可靠性和灯具
使用寿命。
二、线路保护措施
由于易受室外露天环境因素,如:昼夜温差、风吹和日晒雨淋等的影响,道路照明装置
和线路容易发生故障,所以为限故障范围,国家规范要求每套路灯均装设单独的熔断器保护,
供电线路上也应装设相应的保护,但没有具体说明。《低压配电设计规范》GB50054-95中
对配电线路的一般要求是短路保护和过负荷保护,室外照明线路对过负荷保护不作要求,但
是,对于爆炸和火灾危险场所的线路却应装设过负荷保护,以防止因绝缘故障而产生过高的
温升。
现行的国家规范已逐步与IEC标准一致,按照以人为本的观点,供配电线路必须安全,
因此,对电气设施防止直接接触和间接接触和要求就更为严格。除了设置短路和过负荷保护
以保证照明设备的安全外,从人员的安全角度,还应采取接地故障保护。接地故障是指相线
对地或与地有联系的导电体之间的短路,对于地下敷设的电缆线路,常见的是因电气绝缘损
坏,导致相线与PE/PEN线、外露可导电部分和大地之间发生短路,在路灯外部可导电部分
和大地之间发生短路,在路灯外部可导电部分与地或其它接地的可导电部分间形成故障电
压,使人员遭受电击或产生火花引起火灾、爆炸。防止这类事故的措施是:缩短切断故障的
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