城市道路照明的配電設計系統探討

肖繼東

摘 要：城市道路照明作為城市一項重要的基建項目，美化城市夜景的同時，是夜景城市居民活動的重要保障。而城市道路照明有賴于供配電設計，優化供配電設計，不僅能夠有效提升城市道路照明系統整體效能，而且能夠提高城市道路照明供配電的安全穩定性，延長其使用壽命。基于此，本文對城市道路照明配電設計系統進行探究，旨在優化城市道路照片配電設計系統，為提升城市道路照明效能，完善城市基建項目提供理論依據。

關鍵詞：城市;道路照明;配電;設計系統

引言

隨著城市經濟的不斷發展，城市建設規模日漸擴大，與之配套的城市基建項目也得到了明顯發展，道路照明膝作為城市基建項目的重要組成部分，不僅對城市整體發展及城市居民生活質量具有重要影響，而且起到美化、改善城市環境的重要作用。而供配電系統作為城市道路照明的核心內容，立足城市發展實際，結合城市道路照明相關要求，準確把握供配電系統設計，為城市道路照明提供安全運行保障。

1 導線截面選擇設計

供電距離遠、配電線路載流量不足是城市道路照明配電系統最大的特點。設計過程中，要依據實際導體載流量，選擇符合相關標準的導體截面。但由于長距離供電，存在較大的線路壓降，很難滿足相關規范要求。為此，實際設計過程中，一方面要關注導線截面，還應關注線路壓降。國內的道路照明配電設備多為單相路燈，負荷配電多以單相負荷配電為主。線路電壓損耗與導體截面、電路電流成線性關系，與設備功率成反比，加大配電導線截面，能夠延長供電線路長度，為此，在城市道路照明配電線設計時，應適時的增加配電導線截面，降低電路電阻，減小線路壓降。與此同時，通過電纜截面的增加，能夠為每個燈預留擴容空間，更為重要的是路壓減少，有效的降低線路損耗，增加系統穩定性，但增加線纜截面的同時，勢必增加工程量，提高工程造價。為此，在實際設計過程中，應綜合考慮，兼顧工程造價，選擇適宜的供電線路截面。

2 選擇專用的變壓器容量

根據國內城市道路照明設計相關要求，道路照明應選擇專用的變壓器供電。另外，為了方便檢修，變壓器、配電箱的位置應臨近照明負荷中心。與此同時，為了有效的增加接地故障保護的敏感性。結線組別為Dyn11的三相配電變壓器是最佳選擇，并選擇最佳經濟的變壓器運行區，一般而言變壓器的平均負載率65%-75%，根據道路照明變壓器容量公式， 無償補償提高縮小了變壓器計算容量，為此，在道路照明系統設計時，應提高無償補償功率，至少保持在0.95以上。

3 保護電路的選擇設計

根據國家相關標準要求，道路照明配電系統應配備相應的保護電路，包括短路保護和過負荷保護。常見的道路照明負荷多采用單相負荷，為此在選擇線路保護時，應在配電配電箱處設置三相斷路器，并在燈具末端設置單相斷路器或熔斷器保護，一旦發生故障，可防止發生事故死故障范圍擴大，保證供電的安全性及可靠性。與此同時，道路照明配電系統應設置可供選擇的上下級保護電器，而且二者之間能相互配合、相互協調， 要求在線路存在故障時，能夠啟動最近的線路保護系統，迅速切斷故障線路，將故障范圍降低到最小，城市道路照明系統，常選擇低壓斷路器（配電線路保護）或熔斷器（末端燈具內線路保護）。

4 剩余電流動作保護器選擇設計

城市道路照明線路較長，整個回路配備多套燈具，不僅電容大，而且照明負荷相對分散，在相對小的線路截面情況下，存在線路電流泄露及燈具電流泄露等情況，單純的采，用剩余電流保護器，容易出現保護，影響正常線路。為此，在進行剩余電流動作保護時，應根據實際道路照明情況，選擇不同型號、類型的剩余電流保護器。另外，應根據剩余電流保護作用及對象級別，選擇二級漏電保護，其中一級安裝在變壓器低壓側電源出口，用于發生故障時，配電主干線路的切斷，保護主干線，一旦發生故障，接地電弧引發火災，一般性動作保護器即可發揮作用，起到防護作用，而剩余電流保護器，不僅靈敏度高，而且價格便宜，方便安裝，能夠對接地電弧火災事故及時做出反應，常見的一級剩余電流動作保護范圍300-500 mA，響應時間0.05-0.15s。二級剩余保護安裝于變壓器分支線出線處，用于切斷變壓器分支處接地線路故障，一旦發生故障，能夠發揮電源切斷的作用，防止各類安全事故的發生，二級剩余電流保護動作電流30mA，響應時間0.04s，當照明設備故障時，切斷此回路上所有照明裝置電源，能夠起到有效的保護作用。在實際設計過程中，一個照明回路應避免設置較多的照明設備，相鄰照明燈之間最好采用不同照明回路供電的接線方式，不僅便于后期的管理，而且能夠防止在一個供電回路出現問題時，影響其他回路工作。

城市道路照明配電系統中，單相路燈用電設備居多，多采用二極或四極開關的剩余電流保護器，發生動作時，相線和N線可一起切斷。不僅靈敏度高，大大提升了道路照明配電系統的安全水平，TN系統中，剩余電流保護器所保護的泄露電流應小于等于其動作電流 I△n的 30% ，以此防止各類失誤的發生。

5 接地形式

根據城市道路照明工程的相關要求，照明配電系統采用TN-S接地方式，中性線、保護線分開走，變壓器中性線、開始端保護線連接，保護線、路燈鋼桿共同接地，在線路分叉、末端等適宜位置，需重復接地。實際的道路照明配電系統中，一般采用TN系統接零、接地保護，保護線和燈桿、配電箱等金屬設備連接成網，確保任何一點接地電阻小于等于4歐姆。而在實際的照明配電施工過程中，由于操作空間狹窄，接地體數量設置不足，很難滿足接地電阻小于等于4歐姆。為此，有研究提出，采用折中方法，TN-S接地系統中，應用鍍鋅扁鋼既做保護線，又做接地體，與燈管線同時鋪設，能將接地電阻降到4歐姆以內;在TN-S接地系統中，存在故障電壓順著保護線傳導至設備外殼問題，因此可將每盞燈重復接地，有效的控制故障范圍。

6 道路照明的控制

道路照明常采用手動或時鐘控制，天氣、人為因素等各方面原因，都容易造成照明控制偏差，存在照度不足，路燈未點亮等情況。為此，有研究提出，應結合所在城市地域環境、氣候特點等情況，采用自然光控制路燈，并采用現代信息技術，準確控制路燈，在路燈施工設計初，應制定多種控制方式，包括片區控制、回路控制、單燈控制等，有效降低控燈偏差;另外，為響應國家的綠色環保理念，可采用前半夜全程路燈開啟方式，后半夜隔燈開啟模式，有效降低能耗;更為重要的是，道路照明控燈應符合城市道路照明設計標準。

7 小結

城市道路照明作為城市建設的重要項目，是城市夜間居民活動的守護者，優化城市道路配電系統，提升城市道路照明系統整體效能的同時，提高城市道路照明供配電的安全穩定，降低城市道路供配電故障的發生。本文根據國家規范、標注，并參考相關文獻資料，探究城市道路照明供配電系統設計，為提升城市道路照明效能提供理論依據。

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