室外照明设计说明.docx
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室外照明设计说明
室外照明设计说明
1、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）
①两线线路（单相，两相无零线或直流线路） △U％≈6*△Up％*p*L
②三相四线和三相三线线路△u％=△Up％*P*L
③两相带零线三线线路△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：
①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。
②景观照明中负荷特别集中，可近似按三相平衡线路计算，
③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。
①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。
②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。
③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
cosφ≈1
时，电压损失按下式计算：
△
u%=R0ΣPL/10VL2=
ΣM/CS （
式
-1）
ΣM=ΣPL—
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
cosφ≠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：
ΣM
均匀
=lg×
Le=nie×
1/2×
（1-1/n）L （
式
-4）
ΣM
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）Σ=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：
ΣM=ΣPL=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。
ΣM=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%=ΣM/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）Σ=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
、不同类别的光源尽量不要放在一条供电回路上，如条件不具备时，在电
源侧加装保护装置。
设计中要尽量做到三相平衡。
城市照明负荷与冲击性负荷
（
如
大功率接触焊机
）
不要在同一回路中。
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