城市道路照明配电和控制设计

浅谈城市道路照明的配电和控制设计【摘要】本文介绍了道路照明的电气设计，探讨并提出了照明设计要点。【关键词】城市道路照明配电设计中图分类号：td625文献标识码：a文章编号：一、前言照明设计是城市道路设计中一项重要内容。道路照明设计应随着社会发展各阶段的不同需要作出相应的调整。按照道路照明的具体情况，将电气安全和节约投资相结合，达到保障交通安全，提高交通运输效率，方便人民生活，美化城市环境的效果。二、道路照明的电气设计1、供配电线路及管道一般在照明线路设计宜采用三相四线供电方式进行供电，接线时每灯杆可按照a、b、c次序轮流接驳，以保证供电负荷平衡。在线路设计方面，根据多年的设计经验，建议除了道路本身近中期发展的需要外，还应考虑其他有关公共设施的负荷，例如沿街的公益广告牌、公共设施指示牌，临时性灯饰、临时应急用电等。设计上应考虑在内，这样才能满足城市需要。考虑到照明管线的环境因素，为使线路得到更好的质量和保护，供电线路宜采用塑料绝缘铜芯电力电缆进行铺设。考虑城市道路工程地下管线一旦建成后不易改建，遇到故障易维修更换及经济等因素，一般情况下建议多采用穿保护管敷设方式。2、接地方式一般道路照明配电系统的接地形式宜采用tn-s系统或tt系统。tn-s接地形式是把工作零线n和专用保护线pe严格分开，采用它的优点是：当系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是工作零线上有不平衡电流。pe线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线pe上，安全可靠：其缺点是如果pe线断开，就起不到保护作用，可能导致电击事故。tt接地形式是将电气设备的金属外壳直接接地，因而可以减少触电的危险性，采用它的优点是更安全，缺点是其故障电流小，不能用熔断器或断路器的瞬时过电流脱扣器兼做接地故障保护，而应使用剩余电流保护器作接地故障保护。设计时应根据系统的以上特点，结合路灯供电系统的具体情况，选择采用tn-s系统或tt系统。三、城市道路照明设计要点1、路面平均亮度路面平均亮度不仅影响能否看清路面上的障碍物,而且对眼睛的疲劳及舒适感有着重要影响。试验得知,当路面平均亮度比较低时,人的视觉感受性极低,对物体的辨别能力很差,时常发生错误。随着路面平均亮度的增大,视觉感受性开始显著增加,辨别速度也加快。因此,道路照明必须保证具有相当高的路面平均亮度。据研究表明,在保持无眩光和均匀照明的条件下,人眼的最小亮度辨别比随着路面平均亮度的增大而变小。通常实际道路照明的最小亮度辨别比可达1.5左右,对应的路面平均亮度则需要1~2cd/m2。我们曾在平均亮度为1cd/m2和2cd/m2的路面上进行对比实验,让驾驶员观察不同的交通标志和几何图形,结果表明平均亮度为2cd/m2的路面可使驾驶员获得更舒适的视觉感受,观察错误也降低了18%。因此,在可能的情况下,应尽量使路面保持足够的平均亮度。2、路面亮度的均匀度路面亮度均匀度是指路面亮度分布的均匀程度。其衡量指标通常有两个:总均匀度u0和纵向均匀度u1。u0表示整个路面上的亮度均匀度,它主要影响对前方路面上障碍物的辨认,可用整个照明路面上的最小亮度lmin与路面平均亮度lr的比值来表示,即u0=lminlr(u0é1)u1表示运行车道中间道路轴线方向上的亮度均匀度,它影响驾驶员对前方路面主观感觉的明暗不均程度,可用运行车道中间道路轴线上的最小亮度l1min与最大亮度l1max的比值来表示。即u1=l1minl1max如果路面亮度不均匀,会刺激驾驶员的眼睛,形成不舒适感,影响驾驶员的观察和感知。因此,路面亮度的均匀性对夜间行车安全十分重要。这样既可保持路面亮度相对均匀,满足驾驶员观察的需要,同时又能保证驾驶员在运行车道驾驶车辆时具有良好的视觉舒适性,减轻视觉疲劳。3、道路照明的眩光性道路照明所产生的眩光有两种,一种是生理眩光,主要是强光射入驾驶员的眼睛后,发生散射引起光幕而使驾驶员的视力降低。一种是心理眩光,主要是由于道路照明引起驾驶员心理上的不舒适感。因眩光引起的不舒适程度,可用眩光控制指数g来评价。根据国内外有关资料,可总结出眩光控制指数与不舒适程度的关系。一般道路g=46即可满足要求。对于生理眩光,可用眩光阈限来评价。因为发生生理眩光时,驾驶员会感受到障碍物与背景的亮度对比度c1比无眩光时的亮度对比度c0要低,因此,可以根据眩光造成的亮度对比度的变化来评价生理眩光的程度。一般多以相对阈限值ti来作为限制指标。ti=(c1-c3)c@100%一般道路照明要求ti[10%。这样既保证了安全行车的需要,又不致于过分加大道路照明的成本。国际照明委员会(cie)的道路照明技术委员会关于各种道路照明的质量标准的建议如表2所示。根据国际标准我国制定的机动车交通道路照明标准如表3所示。需要注意的是该标准规定的数值,都是确保驾驶员夜间安全、舒适行驶。严禁采用非截光型灯具很好的最低值,因此,在实践过程中,应该适当调整。4、道路照明的诱导性视觉诱导性是反映道路观察者前面的景象所引起的诱导性综合效果的程度。诱导性好能使司机容易看到和正确理解面前道路的走向，并且能指出所处车道边界和这一车道与其他车道或道路的交叉点。5、路灯的布设主要包括路灯的间距、安装高度及灯具的亮度。路灯的合理布设能够提高照明的效果。同时，还应充分发挥照明灯具的配光特性，使路灯的布设尽量地合理。灯杆的设置应充分考虑城市道路和绿化隔离带的宽度。在设计中还要考虑灯具维护车的起升高度，一般采用8—12米高度的灯杆，路灯间距一般采用30—35米。灯具悬臂悬挑长度一般不超过灯具高度的四分之一。设计时还应该注意以下几各方面：要避开行人斑马线、公交车站站台等；交叉路口应注意加强通向每条路的出人口照明，使驾驶员更容易分辩路口；在需要大面积照明的特殊场所应考虑设置高杆灯，高杆灯的设置在满足功能要求的前题下应尽量做到造型美观，其位置不影响正常交通，不会发生撞杆事故等；在居于商业区的道路上应尽量设置功能性、装饰性两相兼顾的景观灯，此类地段对眩光限制不是太严格，灯具适度的耀眼效果反而有利于创造一种活跃气氛，达到既美观又增强商业氛围的效果。6、道路照明的节能措施（一）合理选择照明器材路灯灯具光分布曲线应均匀平滑、效率高、寿命长、限制眩光，选用耗能低的镇流器，带电容补偿，补偿后的功率因数应不小于0.9。（二）实行全夜灯、半夜灯控制，以便节约能源。（三）路灯控制根据季节、天气的变化合理确定路灯的开闭时间。（四）确定合理的路灯供电半径，减少降低线路压降。（五）采用新能源，如使用太阳能灯具。7、道路照明与景观照明的结合夜景照明时我国物质文化水平提高的产物，是一个新课题。道路照明与景观照明有着密切的关系，二者必须有机结合、注意相互间的影响、避免相互干扰，才能更好的发挥出各自应有的效用。这对于设计者和管理者来说都将是一个崭新的问题，必须予以关注。道路照明与景观照明应该注意避免各自为战、相互脱节，要在标准的规定范围内，统筹设计，使两者发挥合力，特别是要注意景观照明对道路照明的不利影响，如眩光等问题。四、结论综上所述，道路照明设计要在满足道路照明要求、保障交通安全的前提下，以城建规划为背景，结合道路景观的特色，本着经济合理、技术先进、美观实用的原则进行设计。设计是今后运营管理的基础，好的设计将使运营管理事半功倍，而存在缺陷的设计将使运营管理经常遭遇困难。只有依据标准、结合实际、统筹考虑的设计才能成为经得起运营实践检验的优秀设计。【参考文献】[1]城市道路照明设计标准(征求意见稿).2004[2]陈仲林,杨春宇,刘波,翁季等.数字照明设计方法研究