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论述城市道路照明系统中供配电设计的重点

发表时间：2021/8/9 来源：《时代建筑》2021年4期2月下作者：鲍佳兴

[导读] 近年来，随着我国城市建设任务的持续推进，电力工程行业也在随之快速发展，各个部门都更加关注城市中的照明系统。其中，供配电设计是保证城市道路照明系统稳定运行的重要基础条件，因此务必要加强对供配电设计方案的调整与改进。

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摘要：近年来，随着我国城市建设任务的持续推进，电力工程行业也在随之快速发展，各个部门都更加关注城市中的照明系统。其中，供配电设计是保证城市道路照明系统稳定运行的重要基础条件，因此务必要加强对供配电设计方案的调整与改进。基于此，本篇文章通过分析城市道路中的用电负荷，结合供配电设计对城市道路照明系统所带来的影响因素，总结了几点供配电设计环节中的重点内容，供参考。
关键词：城市道路；照明系统；供配电设计
        一、前言
        在城市道路的照明系统中，供配电设计工作至关重要，此项工作的核心要点是对电路线路在运行过程中可能存在的接地故障以及电源和电压的质量问题进行提前防范，以此来确保城市道路照明供电系统的正常运行。为此，供配电设计方案的合理性与可行性，将会对整个城市交通系统的运行质量带来直接性的影响。务必要从实际情况出发来加以合理分析，保证供配电设计方案中的各个环节均可以符合实际要求。
        二、城市道路的用电负荷
        （一）用电负荷的主要组成部分
        城市道路中的照明系统主要是保证城市交通系统在夜间时的安全运行，进而为驾驶人员和行人提供良好的视觉条件。城市道路照明系统在很大程度上决定了城市交通枢纽的安全等级，保证城市交通运输水平的全面提高，促进和谐社会构建目标的顺利达成。近年来，随着人们物质生活条件的逐步提升，城市道路交通的功能也在日益完善，因此对于照明系统的设计标准提出了更高的要求，不仅要有效缓解交通系统的运输压力，同时还要与城市景观和城市建设主题相吻合。现如今，我国的城市道路用电负荷主要包括道路照明系统、道路景观系统、道路广告系统以及道路智能交通系统等等。为了能够保证城市道路交通系统的正常运行，在基本的道路照明供配电设计环节中，设计人员务必要遵循道路照明用电系统的实际建设需求和内部结构来逐步完善设计方案中的各项细节，结合城市交通的运行情况来对方案内容进行合理调整。
        （二）用电负荷的具体特点与等级区分
        在我国的城市道路照明供配电系统中，最为常用的电力系统即为220V的交流电压。由于受到多方因素的影响，目前尚没有针对城市道路交通供配电的设计工作制定出明确的系统负荷等级，但却要根据城市的交通系统功能、车流量变化来采用双路供电的设计原则。截至目前为止，国内绝大多数的城市道路照明供配电系统所采用的是三级负荷的设计方案，同样也要根据实际情况来予以灵活调整，针对人流密集且车流量较大的区域，采用二级负荷设计方案。
        三、城市道路照明系统供配电设计的影响因素
        为了能够确保城市道路照明系统中供配电设计方案的科学性和合理性，设计人员则需要提前掌握城市道路照明系统的总负荷水平、各个供电点的运行情况以及实际供电需求，在此基础之上来综合考虑好用电设备与配电线路之间的匹配度，灵活选择适合的设计方法与设计策略。设计人员还应当同步判断城市道路照明系统的运行效果，利用先进的科学设计理念，保证道路照明系统各项功能正常发挥的同时，优先选择节能技术方法，根据配电系统所呈现出的总负载率来分别判断城市景观、道路广告以及智能交通等各个环节的用电量。
        由于城市道路的照明系统功能复杂且覆盖面较大，因此其中所应用到的照明线路会非常长。但在具体的运行与应用过程中，照明线路内的实际电流和负载量却并不高。设计人员要充分认识到这一点，在进行实际敷设的过程中，将线路电压在运行过程中可能出现的损失考虑在内，并将其控制在5%以下。另外，为了能够达到设计要求标准，设计人员还要适当增加电缆横截面的实际面积，以此将线路上的电压控制在合理范围内，保证整个照明系统的稳定运行。

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        绝大多数的管道内都会填充pvc管或钢管，其主要作用是便于管道在投入使用后的检查和维修工作。因此在进行配电设计时，设计人员必须要综合考虑整个照明系统的控制情况。由于城市道路的照明处于室外环境，因此各个功率点处于相对分散的状态，务必要优先采用自动控制系统，避免在后续的使用过程中需要进行手动控制，进而增加运营成本。
        最后，城市道路照明的配电系统功能复杂，其中所需要应用到的线路很长，在绝大多数的情况下，负载非常分散于室外环境，因此设计人员务必要全面提高线路运行的安全等级，避免在投入使用的过程中，车辆和行人对其造成伤害。目前，有关于城市道路照明系统的地面保护大致可分为以下两种类型，其中，针对线路较长且故障电流较小的照明系统，可以采用TT接地型式；而对于线路较短的照明系统，则可以采用TN-S接地型式。
        四、城市道路照明系统中的供配电设计重点
        （一）管道设计
        由于现代化城市的交通系统呈现出了功能完善、美观性高以及一体化强的诸多特点，因此为了能够保证照明系统中供配电设计方案的可行性，设计人员同样也要遵循现代化城市交通系统的发展方向来予以改进。其中，管道设计是供配电设计环节中的核心要点。在绝大多数城市的道路照明系统中，配电干线所应用到的是埋地管线，设计人员会根据交通系统的运行状态来合理选择敷设方式，比较常见的为铠装直埋和穿管直埋。其中，铠装直埋被运用到路灯管线以及路基的一体化施工中，此种敷设方式的最大优势是工期短、环节少以及造价成本低，但缺点在于后续的管理和养护工作相对复杂；而穿管直埋主要是将镀锌钢管或pvc管在城市道路的施工环节中进行预埋处理，在此基础之上设立接线井。此种方式的施工难度较高，周期较长，但后续的维护工作却十分简便，因此可以将照明设施的施工周期控制在合理范围内。施工人员在进行埋设施工作业时，需要遵循施工方案中的各项要求来合理设置施工步骤，并根据施工现场的具体条件来合理控制埋设深度。
        （二）接地系统设计
        低压配电系统的主要接地方式大多以TN系统、TT系统以及IT系统所组成，在具体的施工过程中，TN系统又可以被进行详细划分，主要包括TN-S、TN-C、TN-S-C，其中应用频率最高的即为TN-S系统。在应用此种系统时，设计人员应当根据城市道路照明系统的运行需求来采用三相五线制的供电方法。在此处需要重点强调的是，设计人员应当将保护线与中性线分隔开来，同时将金属灯杆以及相关构件，灯具外壳等能够进行导电的部分进行接地保护。由于在城市交通系统中，道路照明设施会被安装在道路两旁或人行道上，因此同样也要考虑到行人的出行安全。如果TN-S系统在运行过程中发生安全故障，势必会呈现出极大的影响范围，进而对整个电力系统带来巨大的冲击。为此，设计人员一定要确保整个系统的安全系数等级。
        （三）配电设计
        归根结底来看，城市中的道路照明系统可以被划分到配电三级负荷范畴中，由于系统本身的照明容量需求较大，因此需要根据其运行需求来选择专业的变压器。如果城市道路照明系统所采用的是380V的三相电压供电，那么设计人员则需要确保三相负荷的均衡性，从根本上避免配电系统在运行过程中受到不平衡电流的干扰。如果城市道路照明系统内的灯具数量无法达到三相平衡的使用需求，则需要进一步平衡好三相负荷的平均值，将最大与最小负荷控制在15%以内。
        除此之外，在对城市道路照明系统中的照明回路进行设计时，设计人员则要考虑利用三相低压断路器来配合单项低压断路器，进而对系统中的各个分支回路进行科学合理化的控制，确保其一直处于安全运行的稳定状态。
参考文献
[1]雷小雄，张慧芳.关于漏电保护器在城市道路照明系统中的应用[J].照明工程学报，2019（6）：105-110.
[2]王静哲.城市道路景观照明配电设计问题分析[J].建材与装饰，2020（8）：133-134.
[3]张勤.浅析城市道路照明设施专用变压器设置[J].中国新技术新产品，2019（19）：29-30.