淺談市政道路照明設計的重點及難點

寇潤生

摘要：隨著城市化進程的不斷加快，市政道路的建設規模不斷擴大，城市電能消耗不斷增長，電力資源短缺也日趨嚴重。因此，在市政道路照明設計中，不僅要從照明配電系統設計入手，還需從綠色、環保、節能的角度進行設計。本文結合自己的工作實踐，闡述了市政道路照明設計要求及相關內容，在此基礎上，深入分析了市政道路照明設計的重點及難點。

關鍵詞：市政道路;照明設計;重點及難點

1市政道路照明設計概述

按照《城市道路照明設計標準》CJJ45-2015規定，將城市道路分為快速路與主干道、次干道、支路三級，并對路面的照度、亮度、眩光限制閾值等照明指標作出一定的要求。為了滿足不同道路的需要，在照明光源選擇時，設計人員宜選用LED路燈、高壓鈉燈或金屬鹵化燈。同時，應結合道路的實際情況選擇布燈方式，并控制好燈桿間距和高度。對于交叉路口、拐彎處，其照明設計的重點是提供良好的誘導照明，尤其是對于復雜的路段，需要增強照明照度。

2道路照明配電系統設計

2.1配電系統的供電方式

根據《城市道路照明設計標準》規定：道路照明配電系統的接地形式應采用TT系統或TN-S系統。如果選用TN-S系統，應采用三相間隔的接線方式，這種方式具有一定的線性，并且負荷較為分散，故在運行時，將會產生不平衡的電流，但如果能將負荷均勻接入三相線路上，也能做到三相負荷平衡，以免發生電擊危險。然而，在TN-S系統運行過程中，仍存在一些問題及不足：（1）道路照明供電線路較長，工程設計供電半徑高達900m，若線路末端短路，由于短路電流較小，將難以起動短路保護。故在道路照明設計中，應合理地配置燈具的熔斷器，同時要對末端短路的電流進行校核。另外，按《低壓配電設計規范》GB50054要求，控制接地故障回路的切斷時間，一般在5s以內。（2）道路照明設施暴露在室外，且負載分散，因此難以滿足電位聯結要求，一旦發生接地故障，將會引發電擊危險。在道路照明設計中，接地體應采用基礎鋼筋或增打接地極，重復接地電阻小于10Ω，并利用配電干線電纜的PE線與各燈桿接地體相連，以形成等電位網絡，確保接地系統電阻小于4Ω。

2.2配電系統的短路保護

在道路照明設計中，設計難點是如何加強配電系統的短路保護。需要設置燈具保護和配電系統干線保護兩個措施。燈具短路保護可采用熔斷器保護，短路電流和熔體額定電流的比值在幾十以上，熔體熔斷時間一般在0.01s內，且通過這個動作時間達到與干線短路保護的級間配合。而在配電系統干線保護選擇時，選擇斷路器的保護形式，斷路器的參數主要與線路的電流Ic相關。Ic與Iset1的計算關系為：Iset1≥1.1Ic。因此，為了切斷故障電流，《低壓配電設計規范》對斷路器的規定如下：為了滿足切斷故障電流的靈敏度要求，低壓斷路器的過電流應小于短路電流的1.3倍。

2.3末端電壓損失計算

由于道路照明配電線路較長，且零序阻抗顯得較大，從而增加了道路照明的末端電壓損失。根據《城市道路照明設計標準》規定：正常運行情況下，應使照明燈具端電壓保持在額定電壓的90%～105%。故要加強末端電壓控制，以確保路燈的正常運行。在末端電壓的損失計算中，一般采用負荷矩法或電流矩法。（1）式中：P為負荷的有功功率，kW;L為負荷至電源的線長，km;S為導線截面，mm2;C為線路系數。應結合電壓和導線材料進行選擇，三相銅芯電纜一般取77。道路照明電纜一般選用銅介質，其線路電壓損失采用負荷矩法計算，通過不同負荷的有功功率和與配電箱的距離計算得出。另外，對于不同的電纜截面，其電壓損失也不同，電纜截面越大，其電壓損失就越小。

3道路照明節能設計

3.1路燈規劃

路燈規劃應結合實際道路狀況、城市規劃和道路規劃等要素進行選擇路燈光源和供電方式，確保路燈使用性能的穩定性。同時在路燈規劃中應確保與城市規劃的協調與統一。此外，在道路照明設計中，要滿足城市未來發展的需求。

3.2 光源的選擇

照明光源具有如下選擇：①高壓鈉燈具有光效高、壽命長、透霧性強、維護方便等特性。道路照明對顯色性要求不高，故高壓鈉燈在城市道路照明中得到了廣泛的應用;②金屬鹵化燈的發光是利用金屬的電化學反應進行發光。其具有光照效率高、顯色性能較好等特征，適用于照明光源、景觀照明觀賞性要求較高的城市街道、廣場等地方;③LED燈作為一種新型照明光源，是一種無輻射、紫外線，發光性強的綠色光源，在城市照明、景觀照明等設計中使用較多。這種燈具雖比高壓鈉燈及金屬鹵化物燈的價格稍高，但具有較好的節能效果，一般來說，其節能效果在50%以上，實現了城市照明節能，故受到人們的追捧。但LED燈也存在散熱、光衰等性能問題。

3.3路燈的選擇

主要內容：①燈桿布置方式。一般選用單側和雙側兩種布設形式。支路一般采用單側的布設形式;路幅較寬、等級較高的道路可選用雙側的布設形式;②高度設計。燈桿高度一般控制6～12m。主干道與快速路的燈桿，應結合道路實際情況進行設置，其高度要滿足規范要求;③燈具選擇。宜選擇LED燈具，其效率不得低于70%，功率因數應大于0.9，并滿足規范規定照明功率密度限值。

4道路照明設計中需注意的事項

如果選用傳統高壓鈉燈，選擇性廣泛，且初期投資費用較低。如果選用風力發電LED路燈和太陽能LED路燈，初期投入費用較大，且產品質量存在較大的差異，但節能效果較好，因此在設計中需結合實際情況進行選擇。燈具安裝高度越低，仰角就越大，這樣才能保證道路范圍內的照明。如果增大燈具仰角，就會降低相應路面亮度，且彎道將會產生眩光，影響行車安全;如果選擇過高的燈桿安裝燈具，雖然可以增大均勻度，但會降低亮度值，且需要考慮燈桿防雷。因此，要合理地選擇燈桿高度，以滿足不同的道路照明設計。道路照明設計的功率密度值要滿足強制性條文要求，同時參考相關的燈具資料，在平均亮度產生系數上要嚴格取值。

5結束語

隨著城市道路發展，城市照明設施得到快速增長，城市照明用電量迅速上升，道路照明已成為城市能源的消費“大戶”。因此應不斷優化市政道路照明設計，不僅要合理選擇道路照明配電系統，還要實現道路照明設計的節能目標，以創造出綠色、環保、節能的城市環境。

參考文獻：

[1]李有庫，王輝.市政道路照明設計及節能對策分析[J].工程技術研究，2018，（05）：123—125.

[2]許向軍，田梓成.淺談城市道路照明設計[J].建筑設計管理，2017（08）：127—129.