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浅谈工厂道路照明设计应用

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：秦承江

[导读] 摘要：本文就工厂道路照明设计过程中，灯具种类的选择、光源类型的选择、电缆截面及类型的选择、灯具的布置方式、照度的计算、线路压降的计算等方面做简要介绍。

        （中韩（武汉）石油化工有限公司湖北武汉 430000）
        摘要：本文就工厂道路照明设计过程中，灯具种类的选择、光源类型的选择、电缆截面及类型的选择、灯具的布置方式、照度的计算、线路压降的计算等方面做简要介绍。
        关键词：道路照明；布灯形式；线路压降。
        准备阶段：
        设计前必须取得的相关资料：
        1. 厂区，公路路段平面图（有比例）。
        2. 根据以上不同内容和路况，所应配设照度值，工厂内路面照度选在15Lx左右。
        3. 确定照明控制柜所在变电所及变电所位置，一般不选装置变，选择公用变电所。
        4. 确定甲方对路面照度，灯具，光源是否存在制定型号或特殊要求。
        二．路灯的设计
        （一）灯具杆型和H的设计（H为灯杆的高度）
        1．杆高不超过15M为宜。
        2．光源宜采用气体放电光源，如GGY-125、300、400W ；GNG-125、250、400。
        3．灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4 ，灯具的仰角不宜超过15°。
        4．配光图形<曲线>与距高比的对照表：
                                                                             我国选用的距高比

        W：道路的宽度      H：灯杆的高度      S：灯的间距
        在工厂道路灯具选择上，一般选用半截光型灯具即可满足使用要求。
        （二）.灯具布置
        1.道路照明设计应根据道路和场所的特点及照明要求，选择常规照明方式或高杆照明方式。
        2.常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式。采用常规照明方式时，应根据道路横断面形式、宽度及照明要求进行选择，并应符合下列要求：单侧布置；（b）双侧交错布置；（c）双侧对称布置；（d）中心对称布置；（e）横向悬索布置。
        在工厂道路灯具布置上，多选用a、b、c形式。
        （三）照度的配设：
        1．光源选择：
        a．低压钠灯，高压钠灯为首选，钠灯光色透光率高，提供给人，车辆较好的照度。
        b. LED灯
        c. 高低压荧光灯
        d. 金卤灯
        2．从距高比和相适应的光源来初选单只灯的功率：
        a．工厂一般选钠灯和荧光灯，灯功率宜在100W～250W之间
        b．路灯支线，低压钠和高压钠灯，灯功率宜在150～400W之间
        c．干线，宜选高压钠灯，灯功率宜在，250W～400W之间
        3．求照度：
        （1）照度公式：

        φ: 一个照明器的光通量。
        U ：利用系数。
        K ：维护系数。
        N : 路灯排列方式值，单排为1，对排为“2”，交错为“2”。
        S ：路灯间距，m。
        W ：道路宽度，m。
        （2）.维护系数（K）
        维护系数是光源的光衰系数和灯具因污染的光衰系数的乘积。根据目前我国常用道路照明光源和灯具的品质及环境状况，以每年对灯具进行一次擦拭为前提，维护系数的取值如下：灯具防护等级大于IP54时，取0.7；灯具防护等级不大于IP54时，取0.65。
        （3）.利用系数（U）
        利用系数是直接照在路面上的光通量与全部光源发出的光通量的比值,与路灯灯具的高度、仰角、布置方式、路面宽度等有关。利用系数通过灯具利用系数曲线查出，利用系数曲线是以灯垂直路面的垂线为界，一侧为车道侧，另一侧为人行道侧的条件绘制的。利用系数的变化按照路宽W与灯的安装高度h之比W/h给出相关曲线值。
        （4）.道路照明计算举例
        例：某道路宽15m，为次干道，路面为沥青混凝土，试设计道路照明。
        解：
        a.选用上海东升电器设备厂DSD178型灯具，光源选150W高压钠灯，照度设计为15Lx左右，采用对称布灯方式，仰角θ为15°。
        b.灯杆高度一般取路宽的70%。灯杆高度h=0.7×15=10.5（m），取灯杆高度为10m。

        U=0.52 + 0.05=0.57

        c.求平均照明
        查得NG-150型光源光通Φ=16000Lm，维护系数取K=0.65，灯间距选S=40m。
        根据公式：
         19.76（lx）
        根据求解以上设计满足该路段照明要求。
        三．供电线路选型与压降的设计
        （一）供电线路选型：
        1.工厂路灯供电线路一般选用电缆型为：
        ZRC-YJV22-0.6/1kV 五芯电缆或4+1芯电缆；
        电缆直埋入灯杆基础，穿保护管。
        2.三相五线制
        （1）L1、L2、L3各相负荷要分配均匀;
        （2）N相在灯杆内不装熔断器;
        （3）PE专供灯杆保护接地。
        3.选择三相五线制原因如下：
        （1）PE线是灯杆接地保护专用；
        （2）防止N线断线后，相线和N线不平衡产生的零序电压，显现在灯杆上对人身产生危害；
        （3）三相必须是，L1、L2、L3每个灯顺序排列均匀分布：消除闪烁、压降均衡、降低零序电压值。
        （二）压降的计算
        1. 道路照明输电线路有一定的长度，导线自身有电阻，越长的线路线损越大，为保障最远端照明灯具不因线路压降影响正常工作，应保证照明灯具端电压一般不低于额定电压的5%，最大不低于10%。
        2. 压降计算的准确能在确保远端灯具正常工作的前提下，尽可能使用电缆截面更小的供电线路，可提供最经济的结果。
        3. 三相平衡负荷线路的电压损失计算公式为：

        4. 线路压降计算举例：
        灯具选用250W钠灯，启动电流为1.68A。电缆选用ZRC-YJV22-0.6/1kV。

        四．道路及与其相连的特殊场所照明设计要求
        （一）.平面交叉路口的照明应符合下列要求：
        1. 平面交叉路口的照明水平应符合如下规定，且交叉路口外5m范围内的平均照度不宜小于交叉路口平均照度的1/2；
        2. 交叉路口可采用与相连道路不同色表的光源、不同外形的灯具、不同的安装高度或不同的灯具布置方式；
        3. 十字交叉路口的灯具可根据道路的具体情况，分别采用单侧布置、交错布置或对称布置等方式;
        4. T形交叉路口应在道路尽端设置灯具；
        5. 环形交叉路口的照明应充分显现环岛、交通岛和路缘石。当采用常规照明方式时，宜将灯具设在环形道路的外侧。当环岛的直径较大时，可在环岛上设置高杆灯，并应按车行道亮度高于环岛亮度的原则选配灯具和确定灯杆位置。
        （二）.曲线路段的照明应符合下列要求：
        1．半径在1000m及以上的曲线路段，其照明可按照直线路段处理；
        2．半径在1000m以下的曲线路段，灯具应沿曲线外侧布置，并应减小灯具的间距，间距宜为直线路段灯具间距的50%～70%，半径越小间距也应越小。悬挑的长度也应相应缩短。在反向曲线路段上，宜固定在一侧设置灯具，产生视线障碍时可在曲线外侧增设附加灯具；
        3．当曲线路段的路面较宽需采取双侧布置灯具时，宜采用对称布置；
        4．转弯处的灯具不得安装在直线路段灯具的延长线上；
        5．急转弯处安装的灯具应为车辆、路缘石、护栏以及邻近区域提供充足的照明。
        （三）.其它特殊路段，因在工厂道路不常见在此不进行阐述，详见相关设计标准要求。
        参考文献：
        <1>《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2006）；
        <2>《城市道路照明工程施工及验收规程》（CJJ89-2012）。