城市照明系统分析.ppt

1、城市的光彩-城市照明,12704418 刘春燕 12704419 陈宇建,校园调研概况,路灯类别路灯摆放协调搭配配电设施存在问题,材质:压铸铝蓝色LED照明电源：一般采用防水电源（灌胶封装），防水等级IP67高度3.0-3.5m三棱柱造型,材质:压铸铝高度3.0-3.5m圆柱造型,材质：高密度刚，灯头压铸铝高度6.0-6.5m挑出1.5m左右主体圆柱造型间距20m,材质：不锈钢高度：3.0-3.5m圆柱造型,材质：压铸铝 灰色高度0.6-0.8m圆柱造型,材质：压铸铝 黑色高度0.6-0.8m圆柱造型,材质:压铸铝电源：一般采用防水电源（灌胶封装），防水等级IP67高度0.6-0.8m三棱柱造

2、型,材质：高密度钢主要埋于地下向上照明,材质：高密度钢，灯头压铸铝高度20m左右主要造型为圆柱形,配电器,主要问题,设备老化及损坏维护不到位布置分布不合理,一、设备老化及损坏,二、维护不到位,三、布置分布,城市照明系统,城市照明系统,一、城市照明系统的概念,一、城市照明系统的概念,二、城市照明系统的分类,景观照明景观照明为城市夜间景观环境进行二次审美创造，为市民夜生活提供必要、舒适的休闲、娱乐、购物及交往的人工照明环境。,城市照明系统从大类上来分，可以分为道路照明和城市夜景照明,道路照明道路照明作为城市中密度最大、数量最多的市政设施之一，在城市的交通安全、社会治安、人民生活和市容风貌中居于举足

3、轻重的地位，发挥着不可替代的作用，标志着城市实力和成熟的程度。,道路照明,密度最大，数量最多,景观照明,多样丰富的优美的城市空间和景观环境，让人们生活在其中感到舒适、愉快、健康，并有着丰富的物质生活和精神生活内涵,三、城市照明系统存在的主要问题,三、城市照明系统存在的主要问题,三、城市照明系统存在的主要问题,四、城市照明系统主要发展方向,Add your title,绿色照明，降低能耗,整体性规划,视觉工效与眩光限制,四、城市照明系统主要发展方向,1、绿色照明，降低能耗 绿色照明是指：通过科学的灯光照明规范和设计，推广使用高效、长寿、安全和性能稳定的电光源照明电器以及智能、准确的照明控制，达到

4、提高照明质量、增加照度水平的同时，减少照明用电（节能）和减少能源消耗，大气污染（环保）的目的,四、城市照明系统主要发展方向,2、整体性规划 景观灯设计本身应该突出重点、主次分清、有张有弛、明暗有分，整个城市不应该密密麻麻的到处一样亮；在景观灯光的发展上，应该追求高的性能价格比，既要耗费少，又要效果好，既要省电又要美观。在城市照明系统的建设中也要充分考虑对自然光源的应用。,四、城市照明系统主要发展方向,3、视觉工效与眩光限制 考虑人类视觉工效、限制眩光，是实现“以人为本”的设计思想的前提。“亮是手段，美是目的。”灯光装置不应该是后加的，应该做到和建筑环境的融合。要集中力量抓好有战略意义的标志性灯

5、光工程，选择人流集中，具有广域观赏价值的地方营造全市最美最亮的景观灯项目，并且主要注意防止光污染,城市路灯系统,常见的几种路灯的结构,传统道路灯结构分析,光源,灯具,灯臂,灯杆、线,法兰盘,法兰盘,灯高：6-12米,太阳能路灯结构分析,灯杆、线,太阳能路灯结构分析,灯杆、线,路灯照明系统的基本组成,城市路灯照明保证了市民夜间出行安全，提高了城市形象，是一个城市的重要基础设施。一般情况一条街道为一组路灯，一组组路灯组成了整个城市的夜间照明系统。每一组路灯主要由高压线、变压器、路灯控制柜（箱）、路灯等部分组成。,路灯照明系统的基本组成,1、下图为目前城市照明系统基本组成部分示意图,高压线 路灯控制

6、箱 路灯灯具,变压器 路灯控制柜 路灯灯具,路灯照明系统的基本组成,2、路灯控制系统的组成方式,分离方式：上图所示的高压线，变压器，控制柜等部件相对分离。特点是结构简单，安装方便，但是存在安全隐患。集成方式：下图所示高压线，变压器，控制柜等部件全部集中安装在一个控制室内，高压电源通过地下电缆输送到控制室内。特点是外形美观，安全可靠，但是要占用一定的空间。地下安装方式：内部结构同第2种，只是设备全部位于地下。多用于城市的繁华街道。特点是节省空间，但是建设费用稍高。三种方式其控制原理都是相同的，组成部分也基本一样。,各主要组成部分的功能,城市路灯照明管理系统主要有以下四部分组成1.高压线部分 城市

7、道路照明的电源为电压10kV 或6kv的高压电，通过隔离开关输送至路灯专用变压器上。2.变压器部分 变压器的作用主要是将高压线输送过来的10kv（或6kv）高压电源转变为380V(线电压)等级的适合各类路灯照明使用的低压电源。目前城市照明广泛使用的是干式变压器和油浸式变压器。变压器的基本情况见附件一。3.路灯控制柜(箱)3.1 路灯控制柜（箱）的组成 3.2 路灯控制柜（箱）的工作原理4.路灯 路灯的灯杆延道路两侧均匀分布，每个灯杆距离在2550米之间。一般50100个灯杆为一组。路灯控制柜位于灯杆的中央位置，控制柜出来四组线，控制位于控制柜左上左下，右上右下的四部分灯具。目前城市道路照明灯具

8、通常使用卤钨灯、荧光灯、高压钠灯、低压钠灯、金属卤化物灯和LED灯等作为发光源。而高压钠灯以其发光率高，照明效果好，自身寿命长，雾透能力强等优点得到广泛应用。高压钠灯的功率一般有70W、100W、150W、250W、400 W 等规格，常用的高压钠灯功率多为250w。,各主要组成部分的功能,路灯控制柜（箱）的组成 传统的城市路灯照明专用控制柜(箱)主要由手动刀闸开关、空气开关、熔断保安器、中间继电器、接触器、时控器、光控器、各类仪表以及箱体等组成。下图为传统的城市路灯照明专用柜（箱）示意图,控制柜内部图 控制柜内部图,各主要组成部分的功能,路灯控制柜（箱）的工作原理,主电路图1 主电路图2,各

9、主要组成部分的功能,路灯控制柜（箱）主电路和控制电路图,控制回路,各主要组成部分的功能,电路图解析 电路图和控制回路中的元器件名词解释：KM1、KM2为接触器，K1、K2和QF1、QF2、QF4为空气开关，T1为时控器。电路图1中，当电源接通后，先合上开关QF2、QF4，然后合上K1、K2刀闸开关并按下控制回路中的按钮开关，此时时控器T1运行，到设定好的开灯时间，T1输出点闭合，KM1、KM2线圈得电，触点闭合，控制箱输出电源，路灯工作。当时控器运行到设定好的关灯时间时，T1输出点断开，KM1、KM2线圈失电，触点断开，控制箱无电源输出，路灯停止工作。电路图2中，当接通电源后，先合上开关QF1

10、，然后按下控制回路中的按钮开关，此时时控器T1运行，到设定好的开灯时间，T1输出点闭合，KM1，KM2线圈得点，触点闭合，控制箱输出电源，路灯工作。当时控器运行到设定好的关灯时间时，T1输出点断开，KM1、KM2线圈失电，触点断开，控制箱无电源输出，路灯停止工作。当时控器T1换成光控器或其他控制器时，其工作过程与上述相似。,谢谢,附件1,一、常用变压器的种类及特点 一般常用变压器的分类可归纳如下：1、按相数分：单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。三相变压器：用于三相系统的升、降电压。2、按冷却方式分：干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。油浸式变压器：

11、依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。3、按用途分：电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。4、按绕组形式分：双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。5、按铁芯形式分：芯式变压器：用于高压的电力变压器。非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下

12、降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器,附件1,二、电力变压器的型号说明 变压器的型号通常由表示相数、冷却方式、调压方式、绕组线芯等材料的符号，以及变压器容量、额定电压、绕组连接方式组成。常见字母D S J L Z SC SG JMB YD BK(C)DDG的含义：D-单相 S-三相 J-油浸自冷 L-绕组为铝线 Z-有载调压 SC-三相环氧树脂浇注 SG-三相干式自冷 JMB-局部照明变压器 YD-试验用单相变压器 BF(C)-控制

13、变压器（C为C型铁芯结构）DDG-单相干式低压大电流变压器 电力变压器后面的数字部分：斜线左边表示额定容量（千伏安）；斜线右边表示一次侧额定电压（千伏）。例1：SJL-1000/10，为三相油浸自冷式铝线、双线圈电力变压器，额定容量为1000千伏安、高压侧额定电压为10千伏电力变压器的型号表示方法:基本型号+设计序号-额定容量(KVA)/高压侧电压 例2:S7-315/10变压器 即三相（S）铜芯10KV变压器,容量315KVA,设计序号7为节能型.例3：scr9-500/10，s11-m-100/10 S-三相 C-浇注成型（干式变压器）r缠绕型 9（11）-设计序号 500（100）-容量

14、（KVA）10-额定电压（KV）m-密闭 型号含义：SCZ(B)9-XXXX/*SC-三相固体成型（环氧浇注）Z-有载调压 B-低压箔式线圈 9-性能水平代号 XXXX-额定容量（kVA）*-额定高压电压（按额定值填入）例4：SFPZ9-120000/110指的是三相（双绕组变压器省略绕组数，如果是三绕组则前面还有个S）双绕组强迫油循环风冷有载调压，设计序号为9，容量为120000KVA，高压侧额定电压为110KV的变压器。例5：SCB9-2000/10 SC-三相固体成型(环氧浇注)B-低压箔式线圈 9-性能水平代号 2000-额定容量 10-额定高压电压 例6：SCB9-2000/0.40

15、.23 Dyn11 此为干式变压器的型号表示 S是代表三相；C代表环氧树脂浇注绝缘；B配电变压器；2000是容量KVA；0.4-0.23KV低压侧额定线电压、额定相电压；Dyn11接线方式表示的是一次侧三相三角形接线，低压侧星形接线，低压侧线电压为11点，即：低压侧线电压超前高压侧线电压30度。,附件1,三、变压器的工作过程 当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通1，它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小

16、。为了保持磁通1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通2，2的方向与1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，1也增加，并且1增加部分正好补充了被2所抵消的那部分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级

17、线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。,附件2,附件二 高压钠灯的介绍 高压钠灯使用时发出金白色光，它具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点。被广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。高显色高压钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场所、百货商店和宾馆等场所照明。,附件2,一、高压钠灯的工作过程 当灯泡启动后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于电弧的高温作用使管内的钠汞齐受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气，阴极发射的电在向阳极运动过程中，撞击放电物质有原子，使其获得能量产生电离激发，然后由激发态回复到稳定态；或由电离态

18、变为激发态，再回到基戊无限循环，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。高压钠灯中放电物质蒸气压很高，也即钠原子密度高，电子与钠原子之间碰撞次数频繁，使共振辐射谱线加宽，出现其它可见光谱的辐射，因此高压钠灯的光色优于低压钠灯。高压钠灯是一种高强度气体放电灯泡。由于气体放电灯泡的负阻特性，如果把灯泡单独接到电网中去，其工作状态是不稳定的，随着放电过程的继续，它必将导致电路中电流无限上升，最后直至灯光或电路中的零、部件被过流烧毁。所以它必须接在特定的电路中。,附件2,二、高压钠灯的工作电路 在高压钠灯的工作电路中除了灯泡外，还必须按内触发高压钠灯或外触发高压钠灯分别选用相应的工作电路，内触发高压

19、钠灯采用灯泡+镇流器，外触发高压钠灯采用灯炮+镇流器+触发器的工作电路，方可达到高压钠灯正常工作的要求。,高压钠灯工作电路,附件2,常用镇流器分类 在高压钠灯的工作电路中，与灯泡配套使用的镇流器有电感式镇流器和电子式镇流器两种。电感式镇流器由电感线圈和矽钢片回路制成非封闭状，而专门留有很小的间隙，使磁场处于非饱和状态，从而起到稳定电流的作用。电子式镇流器顾名思义是由电子元件组成的镇流器件，也是近年来实施照明节电的产品，它具有功耗低、体积小、重量轻、功率因数高、灯泡瞬时启动等特点；目前在小功率气体放电灯（紧凑型节能灯）中应用较广泛，而在大功率气体放电灯方面，难度较大，国内有企业已经成功研发出低频

20、方波的大功率气体放电灯电子镇流器。在外触发高压钠灯的燃点电路中，除必须与配套的镇流器串联使用外，还要在灯泡两端并联一个触发器，高压钠灯方可正常使用。目前，高压钠灯触发器普遍由电子元件组成，亦称电子触发器。它具有无机械触点、可靠性好、体积小、重量轻、使用方便等优点，因而受到用户的青睐。,电感式整流器 电子式整流,附件2,三、对镇流器的要求 镇流器是高压钠灯的重要配件，它的性能和质量好坏直接对高压钠灯的寿命、发光效率和自熄产生影响。高压钠灯镇流器一般要求功率损耗小，安装方便、牢固，具有良好的防水、防腐蚀和安全性能，在环境温度-40+45 的条件下，能连续工作 12 小时以上。在额定电压下用镇流器测

21、试灯泡功率与用规定的基准镇流器测试灯泡功率相对比，其偏差应在 7.5%范围内。必须重申：不同规格的高压钠灯必须配用相应规格的镇流器，灯泡与镇流器不能任意配用，尤其小功率灯泡配用大功率镇流器后，导致灯泡工作电流过大，缩短使用寿命，甚至会使灯泡烧毁。在灯泡整个寿命期间，镇流器的电压功率特性曲线必须在规定的灯泡电压和功率极限范围内变化。,附件3,附件三 天文钟的介绍 大部分天文钟表盘外圈是一个24小时指针式表盘，从罗马数字I（1）到XII（12），然后再从I（1）到XII（12）重复一遍。当前的时间由一个指针指示，通常在指针的尾部有一个金色的球或者太阳的图片。本地的中午通常在表盘的正上方，子夜在表盘

22、的正下方。分针基本不使用。指针指示了太阳的方位角和地平纬度。从方位角来看，表盘的上方表示南方，两个VI（6）表示了东方和西方。从地平纬度来看，表盘上方是天顶，两个VI（6）决定了水平线。（这是从地球的北半球来设计的。）当然，这种设计在春分秋分，即昼夜平分之际是最准确的。如果XII（12）不在表盘的上方，或者数字是阿拉伯文而不是罗马文，那么时间显示是意大利时间。在这种系统里面，0点是太阳落下的时候。日历和星座：年通常用12个星座来表示，一般在24小时表盘的里面排成一圈，显示了黄道、太阳和星球在星空运动的轨迹。由于地球的地转有倾斜角，黄道星球投影在钟的表面上有点偏离中心，并有一些细微变形。立体投影

23、的角度是从北极为基点的。而通常星盘的设计是以南极为基点的。确定日期的方法就是通过时针在星座盘的交叉点确定了当前的星座。这个指示点一年内绕星座盘转动，太阳也就从一个星座移到另一个星座。以布拉格的表盘为例，太阳盘移到了白羊座，左边是双鱼座。因此时间是3月底或四月初。月亮：钟盘上有一圈数字从1到29或30表示月亮的周期：新月是0，满月是15。通常用一个黑色的半球来指示月亮的位置。小时线：不等长计时法通常把白天分成12个等长的小时和黑夜分成另外12个小时。在欧洲，夏天白天的时间要比晚上长很多，所以白天的小时要比夜晚的小时长一些。同样的情况在冬天，白天的小时比夏天长的小时在圆盘的外夜晚的小时短。这些不等长的小时用钟盘中间的曲线表示，夏天长的小时在圆盘的外周。,附件3,举例：DLC-7路灯自动控制器 DLC-7路灯自动控制系列产品功能强大，稳定性好,是一种划时代的高科技产品。其结构紧凑、电路先进、使用方便、可靠性高；同时兼俱了PLC控制器和时间控制器的双重优点。DLC-7路灯自动控制系列产品可广泛用于市政道路、铁路、车站、货场、灯塔、港口、矿山、工厂厂区、航标、灯光广告及部队营房等所有室外照明的自动控制，它可有效改善照明控制质量，减少维修工作量，也能很好地节约电能。,布拉格天文钟 DLC-7路灯自动控制器,附件4,附件四 路灯的底下隐藏线路,