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城市道路照明设计标准 条文说明
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6 照明供电和控制

更新时间:2012年09月09日

 

6.1 照 明 供 电

 

6.1.1 鉴于城市供电线路通道资源的匮乏,以及从资源共享、提高资源综合效益等角度考虑,现在未采用10kV专线供电的城市既无可能也不宜投资建设10kV路灯供电专线。同时,国内原采用10kV路灯供电专线的城市,基本上均转为10kV城市公网供电。但为了降低城市公共负荷的峰谷变化对路灯供电质量的影响,本标准推荐以城市公网上的路灯专用变压器供电。

6.1.2 本条明确了需要双电源供电的重要道路和场所的范围及供电容量。

6.1.3 为保证照明光源在正常电压条件下工作,确保光源电器的使用寿命及效率,规定了供电电压的上、下限。同时,对正常运行情况下灯具端电压的偏差允许值提出了限制要求,避免线路末端电压符合要求而始端电压超限的情况发生。

6.1.4 路灯供电网络设计既要符合城市道路规划的要求,也应参照城市电力规划规范的要求,将布设在市区主次干路、繁华街区、新建高层建筑楼群以及新建居住区的路灯配电线路逐步采用地下电缆或架空绝缘线。

在路灯供配电系统设计中,正确选择供电元件和系统结构,就可以在一定程度上减少电压偏差。

D,yn11结线组别的三相配电变压器是指高压绕组为三角形、低压绕组为星形且有中性点和“11”结线组别的三相配电变压器,D,yn11结线比Y,yn0结线的零序阻抗要小得多,有利于单相接地短路故障的切除。另外,Y,yn0结线变压器要求中性线电流不超过低压绕组额定电流的25%,严重地限制了接用路灯这类单相负荷的平衡度,影响了变压器设备能力的充分利用,因而在TN及TT系统接地形式的低压电网中,推荐采用D,yn11结线组别的配电变压器。

此外,中国电工技术学会工业与建筑应用专业委员会于1986年11月通过的,关于低压电网防触电设计问题的建议中的第七条指出:“在TN系统中应采用D,yn11结线变压器”。

由于电网各点的电压水平高低不一,合理选择变压器的变压比和电压分接头,可将供配电系统的电压调整到合理的水平上。此外,还要控制电压的偏差范围,通常采用的有如下的一些措施:

    (1) 供电元件的电压损失与其阻抗成正比,在技术经济合理的前提下,减少变压级数,增加线路截面,采用电缆供电,可以减少电压损失,从而缩小电压偏差范围。

    (2) 合理补偿无功功率可以缩小电压偏差范围。

    (3) 在三相四线制中,如三相负荷分布不均(相线对中性线),将产生零序电压,使零点移位,其中的一相电压降低,另一相电压升高,增大了电压偏差,由于我国尚未制定三相电压和电流的不对称度限值国家标准,因此本标准提出宜尽量使三相负荷平衡。

6.1.5 为了尽可能减少电路故障对照明的影响,在进行路灯的供配电设计时,一般采用单相保护原件,当发生过载或短路故障时,可能会造成单相运行。由于道路照明的光源主要为气体放电灯,其电路中存在着一定的谐波电流,为了保证运行安全,特别是电缆线路原则上不允许过负荷,所以应该按照最不利的情况来考虑。此外,中性线截面与相线截面相等也有利于满足压降要求并能减低线损。

6.1.6 目的是避免单灯故障造成大面积灭灯,尽可能减小故障影响范围。根据相关电气标准的要求,除非是上一级线路的保护电器已能保护截面减小的那一段线路或分支线,或回路电流在20A以下,才可以不必单独设置保护。

6.1.7 根据相关规范的定义,高度超过15m的孤立的建(构)筑物、建筑群中高于其他建筑或处于边缘地带的高度为20m及以上的民用和一般工业建筑物均属于三类防雷建筑,此类建筑物的防直击雷的一般要求是在建筑物易受雷击部位装设避雷带或壁雷针。

6.1.9 TN-S接地形式是把工作零线N和专用保护线PE严格分开,采用它的优点是:当系统正常运行时,专用保护线上没有电流,只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压,所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上,安全可靠;其缺点是如果PE线断开,就起不到保护作用,可能导致电击事故。

TT接地形式是将电气设备的金属外壳直接接地,因而可以减少触电的危险性,采用它的优点是更安全,缺点是其故障电流小,不能用熔断器或断路器的瞬时过电流脱扣器兼做接地故障保护,而应使用剩余电流保护器作接地故障保护。此时,其保护灵敏度更高;但由于户外潮湿等因素,如果线路过长,其泄漏电流较大,如果整定电流不当(整定值过小),将会导致误动作,所以要求正确合理整定其动作电流。另外,金属电杆需要进行接地,当每根电杆已作接地时,配电线路不需要再配保护线(PE)。

设计时应根据系统的以上特点,结合路灯供电系统的具体情况,选择采用TN-S系统或TT系统。

 

6.2 照 明 控 制

 

6.2.1 城市道路照明控制宜以时控为基础,并辅以光控功能。首先应根据所在地区的地理位置(经纬度)和季节变化,参照国家天文台提供的民用晨昏蒙影时刻或道路照明管理单位总结的一年内每天早晚时段与照度的对应关系的资料,合理确定路灯的开关灯时间。除此之外,还要考虑由于天气变化所造成的偏离平均值的情况,比如:有时在白天可能会遇到浓云蔽日、突降暴雨的情况,这时就需要开启路灯提供照明,在这种情况下就需要有辅助的光控功能自动开启路灯,而当天气恢复正常后又能适时地将路灯关闭。对于那些暂时还不能实施时控加光控以应对临时开灯需要的城市,应适当启用人工干预手动控制的功能以便使道路照明的开、关准确合理。

6.2.2 针对目前各地正积极推广应用的道路照明“三遥”系统,为保证在通信线路发生故障的情况下或监控中心瘫痪时不至于造成大面积长时间灭灯,应在控制系统中配置此功能,以保证道路照明的正常运行。

6.2.3 本条规定了开关灯的照度水平,原标准规定的开灯、关灯照度水平为2~10lx,经过几年实践,同时通过研究国外的经验,本次修订标准时将开灯照度水平提高到15lx,关灯照度水平提高到30/20lx,其理由如下:

    (1) 提高关灯时的照度水平,即推迟关灯时间。早晨关灯前后,城市道路正式逐渐进入交通繁忙状态的时段,若在天然光照度水平为2lx时关灯,路面照度即刻由20~30lx降低到2lx,人眼遇到暗适应问题,驾驶员在近10秒的时间里,视力下降甚至看不清东西,这就使得这段时间成为引发各种交通事故的高危时段。近年来很多媒体报道和群众(包括机动车驾驶员)来信中都反映了这一问题并强烈呼吁推迟关灯时间。因此,提高关灯的照度水平是科学合理且势在必行的一项措施。

    (2) 关于开灯照度定为15lx,是考虑到:

    ①开灯时人眼遇到的是明适应,适应时间短,因此开灯照度可以比关灯照度低;

    ②高强度气体放电灯有延迟效应,要在点燃15分钟后才能达到其90%~100%光通量,所以开灯照度定得过低也不合适。

    ③开、关灯照度之间维持一定的关系。

    (3) 参考国外有关标准规定的开、关灯照度水平,如澳大利亚标准推荐的开、关灯照度水平在30~60lx,德国的标准则推荐开灯照度为70lx。一些国家推荐的开、关灯照度水平的照度比为1:2~1:3。

    (4) 通过实测,在目前的关灯时间基础上,推迟13分钟左右,照度就可以由3lx左右升高到30lx左右,也就是说每天路灯仅需多燃点十几分钟,一年累计下来增加的电能消耗十分有限,而且这些能耗还可以通过采用深夜降低路面亮度(照度)的办法来补偿。提高开、关灯照度水平能够有效地改善道路照明环境质量,还可以带来更高的经济效益。

    (5) 不同级别道路照明有不同的照度水平,因此关灯时的照度水平原则上也应分别与其对应。但为了便于管理和控制,规定了30lx和20lx两种照度水平。