室外照明设计说明

另外，谐波、电抗性压降虽有影响，变化差异较小。
一、计算城市照明线路电压损失的基本公式
1 、在 380/200 低压网络中，整条线路导线截面、材料相同 ( 不计线路阻抗 ) ， 且 cosφ≈1 时，电压损失按下式计算：
△ u%=R0ΣPL/10VL2= ΣM/CS ( 式 -1)
ΣM=ΣPL— 总负荷矩；
R0 ——
三相线路单位长度的电阻 (?km);
室外照明设计说明 1、 小区室外亮化设计施工图，设计范围包括小区基本照明（含安全照 明和功能照明） 的景观照明。 2、 供电和配电 (1)室外照明采用TN低压供电系统，照明控制箱(分控点）的布置的原则 需考虑供电半径和电源到末端受电点所必需控制的电压降，避免因欠电 压造成灯具不能正常运作。《供配电系统设计规范》GB50052—98中， 规定在正常运行情况下， 道路照明末端处电压允许偏差为 +5％，-10％。 (2)照明控制箱出线，可由相同的一个或几个回路供电。合理配置相 序，尽量做 到三相平衡。 (3)配电箱供电出线截面一般不宜大于35mm2。以气体放电灯为主要负 荷的照明供电线路，在三相四线配电系统中，中性线截面应按最大一相 电流选择，不小于 相线截面。 (4)道路照明采用地下直埋电缆。配电线路直埋散热好，载流能力高， 且由于电 缆各芯间的分布电容并联在线路上，可提高自然功率因数，同时不受气 候影响， 减少外力破坏，提高供电可靠性。 3、导线截面选择的计算室外照明电缆截面选择，应以计算电流和电压 降二者指标综合确定。以计算电流确定导线允许载流量，基本确定导线 截面；进行线路电压损失计算，可使线路在符合规划的前提下，线路具 有一定的裕度，线路截面选择应做到经济合理。 (1)按允许载流量选择导线截面时，照明负荷可按长期工作制负荷考 虑，即IN=Kt·Ial>Ic式中Ial—导线长期允许工作电流值，AIN—径校正后 导线长期额定 电流，AIC—计算电流，AKt—校正系数。 (2)电压降计算采用负荷矩计算方式，各公式计算结果，必须以最不利 的亮化组 合方式作为选择供电线路截面的依据。不用线路电压损失计算方法： (终端负荷用负荷矩Kw．Km表示) ①两线线路(单相，两相无零线或直流线路) △U％≈6*△Up％*p*L ②三相四线和三相三线线路△u％=△Up％*P*L ③两相带零线三线线路△U≈2．25*△Up％*P*L 式中△u％一电压损失 百分值，％△Up％——三相线路每一千瓦，公里的电压损失百分数， △u％kw．km P—有功负荷，Kw L—线路长度，Km 式中功率P取值：
-4)
ΣM 均匀 —— 均匀布灯线路的总负荷矩 (kWm)
lg —— 最大单相工作电流 (A)
Le —— 计算负荷矩时，始端到末端的有效距离 (km)
L —— 均匀布灯，线路始端到末端的有效距离 (km)
nie —— 均匀布灯时，单相 n
只路灯，每只灯额定电流 ie ，两者之积为 Ig(A)
保证在三相平衡的设计基础上， 我们选取三相中路灯最多的一相来计算工作 电流、有效距离。
VL —— 线路额定电压 (kV);
P —— 各负荷的有功功率 (kw);
L —— 各负荷到电源的线路长度 (km);
S —— 导线截面 (mm2);
C —— 线路系数，根据电压和导线材料定。在工具书中可查。一般，三相四 线
220/380 时，铜导线工作温度 50 度时， C 值为 75 ；铜导线工作温度 65 度时， C 值为 71.10 。
当然负荷矩也可用集中负荷乘以负荷中心到线路始端的长度来求。
ΣM=PL’=2.0×(10+6.0+3.0)=38kw·m
所以，运用式 -1 计算，到线路末端的电压损失为
△ U%=ΣM/CS=38/(12.07×4)=0.787%
例 2. 有路灯干线， 使用 25mm2 的两芯铜电缆穿管敷设， 单相送电， 全长 1.0km 上均布了 20 只 GGY-50 ， 无单灯补偿， 功率因数为 0.5 ， 求末端的电压损失系数。
电压损失是指线路始端电压与末端电压的代数差。 它的大小， 与线路导线截 面、各负荷功率、配电线路等因素有关。为了使末端的灯具电压偏移符 合要求， 就要控制电压损失。 但在住宅小区中， 因为以往小区面积较小， 供配电半径较小， 仅是单一的道路照明， 一般就不计算线路电压损失， 而是根据经验保证线路电压 的损失在合理范围内。 然而这些年来随着住宅小区规模的逐步扩大以及人民生活 水平的不断提高， 除了要增加小区道路照明设施外， 还要增加景观照明。 面对这 一新情况， 计算小区照明线路电压损失非但重要， 而且十分迫切。 以下是本人结 合实践，查阅了相关书籍资料所谈的个人体会。不当处请同行指正。
①对于负荷沿途基本分布均匀的基本照明和 负荷间有一定距离，但功率值较均匀的景观照明，可近似按三相平衡均 匀负荷计算。 ②景观照明中负荷特别集中，可近似按三相平衡线路计算， ③景观照明中，负荷有一定距离，且功率变化较大而不均匀，可采用负 荷矩，一段一 段组合计算。 4、照明线路保护措施 (1)室外照明一般采用TN—S系统，在电源点与路灯间设专用保护线 PE。从电源箱引出 5芯电缆，在照明配电箱处将PE线做重复接地，接地电阻R≤10欧，PE线 沿线路每组路灯杆与之连接，而每组灯杆也须做防雷接地，接地电阻 R≤30欧。 (2)《低压配电设计规范》GB50054—95中对配电线路一般要求短路保 护和过负荷保护。室外照明线路对过负荷保护不做要求，保护侧重于短 路和接地故障保护。 ①路灯杆内装有断路器或熔断器，又接专用PE线，对杆内发生的短路 和碰杆起 保护作用。配电柜内断路器，计算和选型正确，对杆内电源引入处短 路，碰杆均 起保护作用。 ②接地故障保护，通过正确选择和整定线路保护电器，可缩短切断故 障的时间；借接地和相邻设备外路可导电部分的等电位联结，可降低预 期接触电压。 ③室外照明供电线路距离较长时，必须校验最远点短路电流。 5、室外照明控制系统 道路照明控制，传统的控制方式采用光电控制和石英钟时间开关控 制。新型的控制继电器既可以根据光电信号对路灯回路通过接触器进行 控制，也可根据其内部的时钟和四个定时器对输出回路分别控制，运行 方式灵活。若够条件，可采用由微处理器加传输总线组成的计算机网络 进行控制。在每个配电柜内设置一台带微处理器的可编程控制器，用总 线与中央计算机房相联。微处理器对每个供电回路排列组合控制编程， 而中央计算机房可对每个配电柜内可编程控制器具有任意修 改优先 权。这样，就实现了中央和现场的两种控制组合。 6、灯具的选择和布置 (1)杆高度3.5 m 选取,路面单侧布置间距30 m、双侧交错布置15米, 兼顾 配光均匀性和经济性, 平均照度取3～5 lx，路灯水平支杆伸出路崖宜为 0. 6～1.0 m；园林小径灯照度一般以5～10 lx 为宜,行人较多而偏重交通
2 、在计算中可以忽略一些影响因素。
首先， 实际或布置路灯时， 路灯的间距不可能完全相同。 但这种差异在整条 线路出现的较少， 因此产生的电压损失变化也不多。 所以， 我们在计算负荷矩时， 可以作为均布来考虑。
其次， 电压损失对灯泡的工作电流会有一些影响。 始端灯泡的电流会大于末 端电流。 但在设计中， 我们要把电压损失控制在规定范围之内， 从分析以及实际 检测中，误差不大。
功能的道路取20 lx 左右；小径灯在满足行人安全感的前提下,应尽量降 低照度,灯具安装间距较小,常为 15～25 m。 (2)草坪灯一般离地60cm 安装,最高不宜超过1 m, 间距宜为3. 5～5. 0 倍光 源高度，草坪灯距离外墙垂直距离2.5米。 7、电套管的选择依据 住宅小区照明线路电压损失的计算 住宅小区照明线路电压损失的计算
例 1. 如图示照明配电线路中， P1 、 P2 、 P3 、 P4 为 500W 的白炽灯，线路额 定电压 220V
采用截面为 4.0mm2 的铜导线，各负荷至电源的距离如图。求线路 末端的电压损失。
解：查得线路系数 C=12.07 ，负荷矩为：
ΣM=ΣPL=0.5×10+0.5×16+0.5×22+0.5×28=38kw·m
2 、对于不对称线路，我们在三相四线制中，虽然设计中尽量做到各相负 荷 均匀分配， 但实际运行时仍有一些差异。 在导线截面、 材料相同 ( 不计线路阻抗 ) ， 且 cos 俊 ? 时， 电压损失可以简化为相线上的电压损失和零线上的电压损失之和。 公式如
△ u%=Ma-0.5(Mb-Mc)/2CSo+Ma/2CSo ( 式 -2)
5 、有支路的整条线路的电压损失计算。
有 n 只均布路灯在干线回路上，又有 m 条支路接在干线上。干线回路有效 距离为 L ，在距离始端 L1 、 L2……Lm 处，分别有 1 、 2……m 条支路。
则均匀布灯产生的电流矩为：
Mi 均布 =Ic· Lc=(nie)· [1/2(1+1/n)L]
支路电流在干线上产生的电流矩分别为：
第一条支路 (Mi)1=I1· L1
第一条支路 (Mi)2=I2·L2……
第 m 条支路 (Mi)m=Im· Lm
所以总的电流矩为：
(Mi)Σ=Mi 均布 +(Mi)1+(Mi)2+ ∧ +(Mi)n ( 式 -7)
之后，再可根据式 -5 、 6 来求总的末端电压损失。
二、城市照明线路电压损失的计算举例
△ uf%= △ u%Rc ( 式 -3)
△ u%
—— 由有功负荷及电阻引起的电压损失按照式 -1 、式 -2 计算
Rc —— 计入 “ 由无功负荷及电抗引起的电压损失 ” 的修正系数。 可在工具书中 查。
4 、对于均匀布灯的线路， SM 的计算公式可转换为：
ΣM 均匀 =lg× Le=nie× 1/2× (1-1/n)L ( 式
Ma —— 计算相 a 的负荷矩 (kw.m);
Mb 、 Mc —— 其他 2 相的负荷矩 (kw.m);
Sn —— 计算相导线截面 (mm2);
So ——
计算零线导线截面 (mm2);
C —— 线路系数
△ u% —— 计算相的线路电压损失百分数。
3 、由于大量气体放电灯的使用，实际照明负载 cosφ≠1 ，照明网络每一段线 路的全部电压损失可用下式计算：
所以△ U%=2· Mi· △ Ua%
＝ 2× 10.044× 0.21%=4.218%
三、注意点
1 、关于工作电流 Ig 的计算。工作电流可根据额定电流和盏数的乘积关系求 出，也可以先求有功电流，再求无功电流，用平方和开平方求。两者计 算后有一 些小差别，但总体对末端电压损失的计算结果影响很小。
解：查相关表 GGY-50 额定电流为 0.62A ， n=20 只，运用式 -2 计算得
20× 0.62× 1/2(1+1/20)× 1=12.4× 0.525= 6.51kw· m
查电压损失计算系数表， 25mm2 的两芯铜电缆穿管敷设，功率因数为 0.5 时，△ Ua% 为 0.21% 。单相送电，式 -5 计算得：
△ U%=2Mi× △ Ua% ＝ 2× 6.51× 0.21%=2.73%
例
3 ，本例 2 题干线中，在距始端 500m 处接出第一条支路有 5 只 GGY-50 。 距始端 800m 处接出第二条支路有 4 只 GGY-50 ，求末端电压损失百分数。
解：查表得△ Ua% 为 0.21% 。 Mi 均布 =6.51kw· m
I1=5× 0.62=3.1A ， L1=0.5km
I2=4× 0.62=2.48A ， L1=0.8km
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(Mi)1=I1· L1=3.1× 0.5=1.55kw· m
(Mi)2=I2· L2=2.48× 0.8=1.984kw· m
所以 (Mi)Σ=Mi 均布 +(Mi)1=(Mi)
=6.51+1.55+1.984=10.044kw· m
则，在零线与相线相同时，单相配电，电压损失计算公式为：
△ U%=2Mi× △ Ua% ( 式 -5)
在零线与相线相同时，三相四线平衡配电，电压损失计算公式为：
△ U%=Mi× △ Ua% ( 式 -6)
△ Ua% 是单位电流矩的电压损失百分数， 可根据相线、 零线材质及敷设方式 在电压损失系数计算表中查。