淺議照明線路電壓損失與計算

瞿永中

（合肥市規劃設計研究院，安徽 合肥 230009）

電壓損失指的是線路起始端電壓與末端電壓的差值，它與配電線路的長度、截面、輸送功率大小等因素有關，為了使照明燈具端電壓偏移符合要求，就要控制電壓損失。照明器具的端電壓不宜過高和過低，電壓過高，會縮短光源壽命；電壓過低，又會使光通量下降、照度降低，下表是《照明設計手冊》第三版中各種光源光通量與電壓范圍之間的關系。從表1中可以看出電壓損失對照明質量有重大影響，若采用金鹵燈照明，當端電壓為額定電壓的90%，則該金鹵燈的實際光通量僅為原光通量的72%，大大降低了發光效率；對于氣體放電燈，若端電壓低于額定電壓的90%甚至不能正常工作。

表1 電壓在100%～90%額定電壓范圍內每下降1%時光通量降低的百分數（%）

1 規范對照明燈具端電壓的要求

《供配電系統設計規范》GB50052-2009第5.0.4條：在一般工作場所為±5%額定電壓；對于遠離變電所的小面積工作場所，難以滿足上述要求時，可為+5%，-10%額定電壓；應急照明、道路照明和警衛照明等為+5%，-10%額定電壓。

《民用建筑電氣設計標準》GB51348-2019第3.4.3條：室內場所為±5%；對于遠離變電所的小面積一般工作場所，難以滿足上述要求時，可為+5%、-10%；應急照明、景觀照明、道路照明和警衛照明等為+5%、-10%。

《建筑照明設計標準》GB50034-2013第7.1.4條：1）一般工作場所不宜低于其額定電壓的95%；2）當遠離變電所的小面積一般工作場所難以滿足第1款要求時，可為90%；3）應急照明和用安全特低電壓（SELV）供電的照明不宜低于其額定電壓的90%。

《城市道路照明設計標準》CJJ45-2015第6.1.3條正常運行條件下，照明燈具端電壓應為額定電壓的90%～105%。

2 電流矩法計算電壓損失原理

照明線路電壓損失與線路的敷設方式、導線材料、導線截面積和線路功率因數等許多條件有關。如果每一個細節都考慮，計算十分繁雜，而工程設計中并不需要精確計算，在《照明設計手冊》第三版在表4-12中對各種電壓損失公式進行了總結。分為：三相平衡負荷線路、接于線電壓的單相負荷線路、接于相電壓的兩相—N線平衡負荷線路、接于相電壓的單相負荷線路，這些公式有復雜的計算方法（需要計算電纜的單位長度的電阻與感抗），也有簡化了其計算公式，其中電流矩與負荷矩的計算方法最為簡單易懂，但在照明設計中，電流矩使用起來比較方便，手冊又附錄有相應的電流矩表格。

電流矩指的是電纜電線在通過1A電流，長度為1km時損失的電壓百分數，常用的各種電線及電纜在不同敷設方式下的電流矩不完全相同，工程設計中可以查閱《照明設計手冊》第三版表4-14、表4-15、表4-16及《建筑電氣常用數據》的相關內容，查閱到常見的電流矩大小。

常用的兩類電流矩計算電壓損失方法如下：

三相平衡負荷線路：Δu% =ΔuaIl

接于相電壓的單相平衡負荷線路：Δu% =2ΔuaIl

其中Δu%：線路電壓損失百分數，I負荷計算電流A，l線路長度km，Δua三相線路每1A.km的電壓損失百分數，%/A.km。

3 建筑室內照明電壓損失計算

建筑室內照明的特點是：配電回路較多，一般采用單相供電，正常照明單相分支回路的電流不大于16A，所接光源或發光二極管燈具數不大于25個，連接建筑裝飾性組合燈具時，回路電流不宜大于25A，光源數不超過60個，連接高強度氣體放電燈的單相分支回路的電流不大于25A。光源一般選擇熒光燈或LED燈，功率因數補償后均大于0.9，導線選用銅芯，截面積2.5mm2，敷設方式是穿管暗敷設。

例如：若某單相照明回路電流為16A，導線采用BV-（3x2.5）穿管暗敷設，線路長度50m，則回路電壓損失計算方式如下：

查《照明設計手冊》第三版表4-16得（功率因數 按 0.9）Δ ua= 3.455%/A.km。則 Δu% =2x3.455%x16x0.05=5.528%＞5%。

計算結果大于5%，可以通過減少所帶燈具盞數或減小線路長度。

但在實際工程中一般照明回路負荷不超過2KW，計算電流不超過10A，導線選擇2.5mm2穿管敷設，若最大壓降損失按5%計算，則最大供電半徑為：

l=Δu%/2ΔuaI=5/（3.455x10） =0.072km=72m

由于導線長度與斷路器的靈敏度要保持一定的配合關系，設計中的照明回路長度一般控制在50米左右，當室內照明回路長度小于70m時，可以不進行電壓損失校驗，有了這樣的經驗數據，可以加快我們平時電氣設計速度。

4 道路照明電壓損失計算

市政道路照明的特點是：照明控制箱供電半徑往往比較大，所帶燈具比較多，單燈光源的功率又很高，一般采用三相樹干式供電，在工程中若不校驗電壓損失，選用截面較小的電纜，可能使整個回路無法工作。而逐段計算線路壓降比較繁瑣，在實際工程中不適用，若假設將所有的照明負荷為集中負荷，線路長度取路燈線路長度的一半，這時候可以利用三相平衡負荷線路電流矩法計算電壓損失，校驗電壓損失。

例如：某道路照明回路長度750m，帶26盞NG400+NG250雙挑高壓鈉燈，導線穿管選用YJV-1KV- （5x10）PE50，則回路電壓損失計算方法如下：

首先計算回路電流I=26x650x1.1/（1.732x380x0.9）=31.38A，其中功率因數取0.9，燈具附件功耗取10%。然后查《照明設計手冊》第三版表4-15得Δ ua= 0.909%/A.km。 則 電 壓 損 失 Δu% =0.909%x31.38x0.75/2=10.69% ＞10%。不滿足規范要求。

計算結果大于10%，這個時候往往采取增大電纜截面的辦法減少電壓損失，并且要綜合考慮電纜長度與斷路器靈敏度之間的配合，電纜往往放大一級還不夠，需要放大兩級。

5 結語

電壓損失校驗是照明工程中必不可少的環節，它對電纜截面及供電半徑設計方案選擇都會產生重大影響，而選擇較復雜的方法計算往往很費時間，在工程設計中并不可取。