市区道路照明问题及照明电气设计

浅谈市区道路照明问题及照明电气设计
摘要：城市路灯是城市的“眼睛”，市政道路设施的点睛之笔。

为提高城市道路照明质量，本文对市区道路照明的电气设计等问题进行了论述，以供与同行交流学习。

关键词：市区道路；道路照明；电气设计
中图分类号：文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）02- 1.引言
市区道路是人流和各种车辆流动的载体，各种交通行为都依赖于视觉对周围环境的正确认知而做出行动。

但是，目前，我国有相当一部分地区（特别是中小城市）的道路照明设计不规范，直接影响道路照明效果，甚至对夜间交通埋下了安全隐患。

道路照明设计通常由两部分组成，一为道路照明的光照设计，二为道路照明的电气设计。

本文下面主要论述道路照明存在的不理想问题、以及道路照明的电气设计，这两个方面的内容。

2.市区道路照明存在的不理想问题
2.1路灯引起的眩光问题
由于路灯设计不合理，及周边环境的照明不适当或对向车的照射造成的眩光，使驾驶员的瞳孔缩小、在眼内形成光斑，破坏视觉系统对周围物理空间的适应状态，从而引起不适感或视力下降。

路灯强光直接照射在驾驶员眼睛上，造成不舒适眩光，虽然对环境的照亮（照亮建筑）可以减轻不舒适眩光，但由于建筑立面照明在下半夜一般都会被关闭，所以我们要在路灯设计中就要考虑解决这些问
题，不能因为周边环境已经有照亮而减轻对不舒适眩光的要求。

2.2强反射面引起的眩光问题
现代建筑有大部分采用了大面积的玻璃幕墙，而且大部分玻璃幕墙的质量都达不到环保的要求，基本上没有考虑光污染和怎么处理光污染的问题。

当建筑的泛光灯及车灯或其他的强光源照到玻璃幕墙上，就会形成一个很强的二次光源，强烈的反射光不仅对周边环境和人员造成不利的影响，而且还给临近的道路造成了不舒适的眩光，影响行人和驾驶员的视线，引起交通事故。

2.3有些装饰性照明影响驾驶员视线问题
在道路周边环境的亮化照明和广告灯光中，照明亮度应与路面及环境亮度协调，不应采用多种光色或多种灯光图式频繁变换的动态照明，应防止装饰性照明的光色、图案、阴影、闪烁干扰机动车驾驶员的视觉。

设置在灯杆上及道路两侧的广告灯光不得干扰驾驶员的视觉和妨碍对交通信号及标识的辨认。

在路灯照明中显色性能差也是影响驾驶员辨认物体的主要因素，在主干道路灯照明中，可以采用金卤灯或其他白色光源的灯具来补偿高压钠灯显色偏黄的不足；现在很多厂家的路灯产品都己经有一杆路灯上同时有高压钠灯和金卤灯两种光源，这样就可以实现显色和照度都可以达到要求。

并且这种照明方式对于实现半夜灯节能措施也比较好操作，而且不用牺牲太多照度。

3.道路照明的电气设计的关键技术
3.1导线截面的选择及电压损失
以电缆为例：电缆截面和电压损失与供电距离、负荷容量、电缆敷设方法等有关，一般有电流法和负荷力距法两种计算方法。

当系统的功率因数较高且负荷分布均匀时，可采用负荷力矩法对电压损失进行简化计算，电压损失为u%=∑p·e/s·c。

式中：p——各负荷的有功功率（kw）；e——各负荷至电源的线长（m）；s——导线截面；c——线路系数，根据电压和导线材料确定，一般三相铜芯电缆可取77。

3.2道路照明专用变压器容量的选择
（1）在次要道路单侧布灯方式时，虽然三相变压器的诸多技术性能胜于单相变压器，但是照明负荷不易达到三相平衡，易造成电压中性点偏移，所以宜优先选用单相变压器，变压器容量按实际用电负荷不超过额定容量的70%计算。

si=u·i=p/cosf，p=单灯功率×盏数；采用单灯无功补偿时，cosf=0.85，单灯实际功率=单灯功率×1.1；没有电容补偿时，cosf=0.44，单灯实际功率=单灯功率×1.2，变压器容量为s=si/70%=p/70%cosf。

（2）在城市主要干道采取双侧布灯方式时，路灯负荷比较容易达到三相平衡，故可选择三相变压器，s=1.732ui=p/cosf（u为线电压），即：三相变压器的容量=1.732×0.38（kv）×灯泡额定电流（a）×灯盏数（每相）。

由计算可知，采取无功补偿可以减小变压器容量。

3.3保护与接地系统
（1）由于道路照明使用的电源电压为220v，低压线路大部分为二线制和三相四线制，电源对灯杆、控制箱等设施的金属外壳电压
为220v，因此必须采取有效的人身安全防护措施，确保路灯设施时刻处于安全运行状态。

建议采取三线制或者三相主线截面积的保护性接地线。

将保护接地线与每根路灯钢杆进行可靠连接，与每根灯杆连接应用螺丝压接式焊接，并且在保护接地的中间、末端均做重复接地，使接地电阻≤10欧姆。

（2）在每套灯具内的镇流器进电侧前端应加设与电源功率匹配的熔断器或断路器，确保镇流器等发生故障时能及时切断电源，避免漏电事故的发生，确保人身安全。

熔丝截面积大小应根据光源功率大小确定，150w高压钠灯可选择5a 熔丝，250w或400w高压钠灯可选择7.5a熔丝。

3.4道路照明的控制
道路照明的控制分定时控制和光电控制两类。

定时控制所采用的器件为微电脑控制仪或微机智能监控系统。

光电控制所采用的器件为光控开关。

由于路灯是社会服务行业的窗口，无论采用何种控制，均需要确保控制设备性能安全可靠，操作简便。

低压电器设备，原则上应选择大型知名厂家产品。

控制方式应考虑节能措施，如选择使用全夜光灯方式、半夜灯单侧隔一亮一方式等照明方案。

道路开灯、关灯的照明水平宜为5-10lx。

4.结束语
综上所述，针对目前一些地方城市市区道路照明设计不规范的现状，建议从灯具、光源、灯高、灯距、布灯方式和设计步骤等方面逐步规范。

城市道路照明的目的是为驾驶员和行人创造一个良好的视看环
境，使人们安全、迅速、舒适地到达目的地，所以，技术人员要在进行道路照明设计前，充分了解和收集有关资料，主要是：（1）确定该条道路的照明标准及其它特殊要求；（2）收集道路平面布置、道路结构断面，地下管线等资料，在充分了解这些资料的基础上，以便针对性地进行照明设计；（3）了解道路周围环境及城市建设及整体规划方案；（4）收集供电电源的资料，确定供电电源及进线位置等。

才能做出理想的道路照明电气设计方案和达到满意的工程效果。

总之，优秀的道路照明的设计应该是路灯亮度、均匀度、眩光限制满足规范，具有良好的诱导性，且投资低，耗电少，运行安全可靠，便于维护管理，并尽可能采用先进技术，不断提高道路照明的技术水平。

参考文献
1.《城市道路照明设计标准》（cjj 45-2006）
2.孙风荣。

浅谈城市照明的规划设计与管理[j]，山西财经大学学报，2008年第s2
3.杨勇。

浅析城市道路照明设计[j]，城市建设理论研究，2012年第5期
4.高洁。

浅谈城市照明设计的特点[j]，科技资讯，2012年11期。