城市道路照明的配電設(shè)計(jì)系統(tǒng)探討

肖繼東

摘 要：城市道路照明作為城市一項(xiàng)重要的基建項(xiàng)目，美化城市夜景的同時(shí)，是夜景城市居民活動(dòng)的重要保障。而城市道路照明有賴于供配電設(shè)計(jì)，優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，不僅能夠有效提升城市道路照明系統(tǒng)整體效能，而且能夠提高城市道路照明供配電的安全穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其使用壽命。基于此，本文對(duì)城市道路照明配電設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行探究，旨在優(yōu)化城市道路照片配電設(shè)計(jì)系統(tǒng)，為提升城市道路照明效能，完善城市基建項(xiàng)目提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：城市;道路照明;配電;設(shè)計(jì)系統(tǒng)

引言

隨著城市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模日漸擴(kuò)大，與之配套的城市基建項(xiàng)目也得到了明顯發(fā)展，道路照明膝作為城市基建項(xiàng)目的重要組成部分，不僅對(duì)城市整體發(fā)展及城市居民生活質(zhì)量具有重要影響，而且起到美化、改善城市環(huán)境的重要作用。而供配電系統(tǒng)作為城市道路照明的核心內(nèi)容，立足城市發(fā)展實(shí)際，結(jié)合城市道路照明相關(guān)要求，準(zhǔn)確把握供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為城市道路照明提供安全運(yùn)行保障。

1 導(dǎo)線截面選擇設(shè)計(jì)

供電距離遠(yuǎn)、配電線路載流量不足是城市道路照明配電系統(tǒng)最大的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)過程中，要依據(jù)實(shí)際導(dǎo)體載流量，選擇符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)體截面。但由于長(zhǎng)距離供電，存在較大的線路壓降，很難滿足相關(guān)規(guī)范要求。為此，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，一方面要關(guān)注導(dǎo)線截面，還應(yīng)關(guān)注線路壓降。國(guó)內(nèi)的道路照明配電設(shè)備多為單相路燈，負(fù)荷配電多以單相負(fù)荷配電為主。線路電壓損耗與導(dǎo)體截面、電路電流成線性關(guān)系，與設(shè)備功率成反比，加大配電導(dǎo)線截面，能夠延長(zhǎng)供電線路長(zhǎng)度，為此，在城市道路照明配電線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適時(shí)的增加配電導(dǎo)線截面，降低電路電阻，減小線路壓降。與此同時(shí)，通過電纜截面的增加，能夠?yàn)槊總€(gè)燈預(yù)留擴(kuò)容空間，更為重要的是路壓減少，有效的降低線路損耗，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，但增加線纜截面的同時(shí)，勢(shì)必增加工程量，提高工程造價(jià)。為此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)綜合考慮，兼顧工程造價(jià)，選擇適宜的供電線路截面。

2 選擇專用的變壓器容量

根據(jù)國(guó)內(nèi)城市道路照明設(shè)計(jì)相關(guān)要求，道路照明應(yīng)選擇專用的變壓器供電。另外，為了方便檢修，變壓器、配電箱的位置應(yīng)臨近照明負(fù)荷中心。與此同時(shí)，為了有效的增加接地故障保護(hù)的敏感性。結(jié)線組別為Dyn11的三相配電變壓器是最佳選擇，并選擇最佳經(jīng)濟(jì)的變壓器運(yùn)行區(qū)，一般而言變壓器的平均負(fù)載率65%-75%，根據(jù)道路照明變壓器容量公式， 無償補(bǔ)償提高縮小了變壓器計(jì)算容量，為此，在道路照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)提高無償補(bǔ)償功率，至少保持在0.95以上。

3 保護(hù)電路的選擇設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，道路照明配電系統(tǒng)應(yīng)配備相應(yīng)的保護(hù)電路，包括短路保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)。常見的道路照明負(fù)荷多采用單相負(fù)荷，為此在選擇線路保護(hù)時(shí)，應(yīng)在配電配電箱處設(shè)置三相斷路器，并在燈具末端設(shè)置單相斷路器或熔斷器保護(hù)，一旦發(fā)生故障，可防止發(fā)生事故死故障范圍擴(kuò)大，保證供電的安全性及可靠性。與此同時(shí)，道路照明配電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置可供選擇的上下級(jí)保護(hù)電器，而且二者之間能相互配合、相互協(xié)調(diào)， 要求在線路存在故障時(shí)，能夠啟動(dòng)最近的線路保護(hù)系統(tǒng)，迅速切斷故障線路，將故障范圍降低到最小，城市道路照明系統(tǒng)，常選擇低壓斷路器（配電線路保護(hù)）或熔斷器（末端燈具內(nèi)線路保護(hù)）。

4 剩余電流動(dòng)作保護(hù)器選擇設(shè)計(jì)

城市道路照明線路較長(zhǎng)，整個(gè)回路配備多套燈具，不僅電容大，而且照明負(fù)荷相對(duì)分散，在相對(duì)小的線路截面情況下，存在線路電流泄露及燈具電流泄露等情況，單純的采，用剩余電流保護(hù)器，容易出現(xiàn)保護(hù)，影響正常線路。為此，在進(jìn)行剩余電流動(dòng)作保護(hù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際道路照明情況，選擇不同型號(hào)、類型的剩余電流保護(hù)器。另外，應(yīng)根據(jù)剩余電流保護(hù)作用及對(duì)象級(jí)別，選擇二級(jí)漏電保護(hù)，其中一級(jí)安裝在變壓器低壓側(cè)電源出口，用于發(fā)生故障時(shí)，配電主干線路的切斷，保護(hù)主干線，一旦發(fā)生故障，接地電弧引發(fā)火災(zāi)，一般性動(dòng)作保護(hù)器即可發(fā)揮作用，起到防護(hù)作用，而剩余電流保護(hù)器，不僅靈敏度高，而且價(jià)格便宜，方便安裝，能夠?qū)拥仉娀』馂?zāi)事故及時(shí)做出反應(yīng)，常見的一級(jí)剩余電流動(dòng)作保護(hù)范圍300-500 mA，響應(yīng)時(shí)間0.05-0.15s。二級(jí)剩余保護(hù)安裝于變壓器分支線出線處，用于切斷變壓器分支處接地線路故障，一旦發(fā)生故障，能夠發(fā)揮電源切斷的作用，防止各類安全事故的發(fā)生，二級(jí)剩余電流保護(hù)動(dòng)作電流30mA，響應(yīng)時(shí)間0.04s，當(dāng)照明設(shè)備故障時(shí)，切斷此回路上所有照明裝置電源，能夠起到有效的保護(hù)作用。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，一個(gè)照明回路應(yīng)避免設(shè)置較多的照明設(shè)備，相鄰照明燈之間最好采用不同照明回路供電的接線方式，不僅便于后期的管理，而且能夠防止在一個(gè)供電回路出現(xiàn)問題時(shí)，影響其他回路工作。

城市道路照明配電系統(tǒng)中，單相路燈用電設(shè)備居多，多采用二極或四極開關(guān)的剩余電流保護(hù)器，發(fā)生動(dòng)作時(shí)，相線和N線可一起切斷。不僅靈敏度高，大大提升了道路照明配電系統(tǒng)的安全水平，TN系統(tǒng)中，剩余電流保護(hù)器所保護(hù)的泄露電流應(yīng)小于等于其動(dòng)作電流 I△n的 30% ，以此防止各類失誤的發(fā)生。

5 接地形式

根據(jù)城市道路照明工程的相關(guān)要求，照明配電系統(tǒng)采用TN-S接地方式，中性線、保護(hù)線分開走，變壓器中性線、開始端保護(hù)線連接，保護(hù)線、路燈鋼桿共同接地，在線路分叉、末端等適宜位置，需重復(fù)接地。實(shí)際的道路照明配電系統(tǒng)中，一般采用TN系統(tǒng)接零、接地保護(hù)，保護(hù)線和燈桿、配電箱等金屬設(shè)備連接成網(wǎng)，確保任何一點(diǎn)接地電阻小于等于4歐姆。而在實(shí)際的照明配電施工過程中，由于操作空間狹窄，接地體數(shù)量設(shè)置不足，很難滿足接地電阻小于等于4歐姆。為此，有研究提出，采用折中方法，TN-S接地系統(tǒng)中，應(yīng)用鍍鋅扁鋼既做保護(hù)線，又做接地體，與燈管線同時(shí)鋪設(shè)，能將接地電阻降到4歐姆以內(nèi);在TN-S接地系統(tǒng)中，存在故障電壓順著保護(hù)線傳導(dǎo)至設(shè)備外殼問題，因此可將每盞燈重復(fù)接地，有效的控制故障范圍。

6 道路照明的控制

道路照明常采用手動(dòng)或時(shí)鐘控制，天氣、人為因素等各方面原因，都容易造成照明控制偏差，存在照度不足，路燈未點(diǎn)亮等情況。為此，有研究提出，應(yīng)結(jié)合所在城市地域環(huán)境、氣候特點(diǎn)等情況，采用自然光控制路燈，并采用現(xiàn)代信息技術(shù)，準(zhǔn)確控制路燈，在路燈施工設(shè)計(jì)初，應(yīng)制定多種控制方式，包括片區(qū)控制、回路控制、單燈控制等，有效降低控?zé)羝?另外，為響應(yīng)國(guó)家的綠色環(huán)保理念，可采用前半夜全程路燈開啟方式，后半夜隔燈開啟模式，有效降低能耗;更為重要的是，道路照明控?zé)魬?yīng)符合城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

7 小結(jié)

城市道路照明作為城市建設(shè)的重要項(xiàng)目，是城市夜間居民活動(dòng)的守護(hù)者，優(yōu)化城市道路配電系統(tǒng)，提升城市道路照明系統(tǒng)整體效能的同時(shí)，提高城市道路照明供配電的安全穩(wěn)定，降低城市道路供配電故障的發(fā)生。本文根據(jù)國(guó)家規(guī)范、標(biāo)注，并參考相關(guān)文獻(xiàn)資料，探究城市道路照明供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為提升城市道路照明效能提供理論依據(jù)。

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