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中图分类号:K915文献标识码: A
为推进“十二五”期间我国城市绿色照明工作,提高城市照明节能管理水平,我国住房和城乡建设部研究制定了《“十二五”城市绿色照明规划纲要》(建城〔2011〕178号),要求把推进城市绿色照明,促进城市照明节能,提升城市照明品质作为城市照明工作的核心。LED照明具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点,在城市道路照明中成为被重点推广的新型光源,尤其是《深圳市推广应用LED照明产品实施方案》(深府函[2012]213号)等政策的出台, LED逐渐成为城市道路照明的主力。立足于光学的舒适性和能源的节省性设计为出发点,本文试对LED道路照明的灯具参数选择进行探讨分析,有错误之处欢迎指正。
一、LED照明系统的研究意义
道路照明是城市功能的重要组成部分,城市基础设施建设通常是随着经济发展和科学生产力提高而逐步完善的,传统的路灯常采用高压钠灯,高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费,因此,开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。
LED作为发光二极管,是一种半导体器件,材质不含铅汞等重金属物质,不会对人体和环境造成严重污染,非常环保。它把电能转化为人肉眼能够接受的可见光,色彩丰富,光色柔和不伤眼,低损耗低能耗,寿命长。LED从最初作为仪器设备的指示光源,之后推广至交通信号灯,最后乃至显示屏都有采用,现已逐步占据道路照明的主体地位,适用范围可谓是极其广泛,皆是因为以上的优越性。
2010年末,全国657个城市共有道路照明灯约1774万盏,“十一五”期间净增道路照明灯567万盏。从照明效果上,采用100W的LED路灯可以取代250W的高压钠灯,LED可以节能60%。随着LED效率的快速提高,LED路灯在节能方面显示出了巨大的潜力。因此,对于LED道路照明进行科学的设计,可以为社会经济带来巨大效益。
表1:功率型LED与高压钠灯光源的比较
全球人口过多,资源问题刻不容缓,节能减排成为国际社会的统一目标。2008年初,国家财政部和国家发改委还颁布了《高效照明产品推广财政补贴资金管理暂行办法》,以推动LED等高效照明产品对白炽灯等低效照明产品的替换,可见LED对节能环保的巨大贡献以及国家对LED技术的肯定与大力推广。
传统的城市道路照明设计以《城市道路照明设计标准》(CJJ45-2006)为指导,该规范确定的城市道路照明灯具为高压钠灯、金属卤化物灯及荧光灯。随着LED技术的发展,LED灯具在道路照明上应用越来越多,也日趋成熟,由于LED比传统灯具更为节能高效,原来的标准已经落后时代的发展。
2012年2月,深圳市了《LED道路照明工程技术规范》(SJG22-2011),作为国内第一个以LED灯具为主体的道路照明设计及验收的地方标准,它是对新形势下《城市道路照明设计标准》(CJJ45-2006)的一种补充,对LED路灯在全市道路照明的应用起到积极的指导意义。同年,《深圳市推广应用LED照明产品实施方案》(深府函[2012]213号),提出2年普及公共照明领域LED照明,城市道路照明工程等领域,一律采用LED照明。
三、LED路灯的参数选择方法及步骤分析
城市道路照明既要满足辨识可靠、视觉舒适等功能性要求,保障道路交通的安全畅通,同时起着美化城市环境的作用,还要节能环保,避免浪费。
下面以某城市道路为例,简要分析LED路灯参数选择的一般方法及步骤。本设计道路为城市支路,道路红线宽15m,双向2车道,机动车道宽7m,沥青混凝土路面。
图1:某道路标准横断面图
1.道路照明指标
确定道路照明指标要求时,首先要考虑道路的使用性质和道路等级,在《LED道路照明工程技术规范》(SJG22-2011)中,从城市道路照明上将道路分为三种类型:快速路及主干路、次干路、直路,以下是它们的道路照明指标要求:
表2:机动车交通道路照明指标
设计道路为城市支路,按规范要求,道路平均亮度不低于0.75cd/m2,总均匀度不低于0.4,平均照度为不低于10lx,均匀度不低于0.3。
2.路灯设置方式
LED灯具可用于常规照明、中杆照明和高杆照明。常规照明用于道路正常段照明,高度多为6~12m,中杆照明多用于道路交叉口增强照明,高度为15m左右,高杆照明适用于立交等要求照射范围广的路段,高度为20~30m。对于小型道路交叉口,考虑方便后期路灯的日常维护,可通过适当缩减路灯布置间距、提高灯具安装功率等方法来提升交会区照明效果,避免使用中杆照明。
路灯灯臂长度的选择不宜超过灯杆高度的1/4,且不宜大于2.5m。
路灯的布置方式的选择,要结合道路的性质及照明需求,在同样满足照明指标要求的前提下,单侧布置比双侧布置需要路灯数量较少,可节省投资。
表3:灯具布置方式与灯具推荐安装高度、间距、仰角的关系
设计道路机动车道宽7m,双向2车道,依据表3的参数关系,设计路灯采用单侧布置,对于不同机动车道侧臂长,计算出不同的布置参数。
表4:路灯推荐布置参数
依据计算值,选择机动车道臂长L=1.0m时,比较符合设计要求(L/H≤0.25,L≤2.5m,6m≤H≤12m)。故本设计道路的路灯设置方式为单侧布置,机动车道内侧臂长L=1.0m,灯具安装高度H=6m,灯具安装间距S=21m,仰角A≤15°。
表5:灯具最小利用系数
W/H = 7/6 = 1.17,查表5得本设计灯具最小利用系数U=0.6。
3.灯具选择
道路照明设计应在保证照度要求的情况,选择合适的灯具参数,避免浪费。《“十二五”城市绿色照明规划纲要》(建城〔2011〕178号)要求LED路灯灯具的系统效能不低于90lm/W。同时,《LED道路照明工程技术规范》(SJG22-2011)中对道路照明的功率密度LPD提出了强制性规定,必须满足要求。
表6:机动车交通道路的照明功率密度(LPD)
设计道路为双向2车道的支路,LPD必须小于0.45W/m2。由于前面通过计算我们已经确定了路灯布置的参数,其中间距S=21m,则可通过LPD要求反算回路灯可选择的最大的安装功率。
灯具最大安装功率Pmax = S×W×LPD=7×21×0.45=66.15(W)
式中: Pmax―灯具最大安装功率值(含电源等附件)(W)
S―灯具安装间距(m)
W―机动车道宽度(m)
LPD―照明功率密度(W/m2)
由于LED路灯多为3W或者1W的灯珠通过串并联等方式组合而成,故其灯具功率可选择区间比较大,而高压钠灯(150W、250W、400W)的可选择区间则要小很多。这里假定选择灯具安装功率P=50W(≤Pmax),进行平均照度校核。
设计平均照度Eav ===11.94(lx)
式中: Eav―设计平均照度(lx)
N―与排列方式有关的数值,单侧布置或双侧交错布置时N=1,相对矩形排列时N=2。
P―灯具安装功率值(含电源等附件)(W)
η―灯具综合光效(lm/W),≥90lm/W。
K―维护系数,不准货车通行的路段取0.7,准许货车通行的路段取0.65。
U―灯具利用系数,按道路路宽与正常安装高度比例一般为0.5~0.75,见表5灯具最小利用系数。
S―灯具安装间距(m)
W―机动车道宽度(m)
路面平均亮度采用平均照度换算系数法(lx/(cd/m2))计算,沥青路面为15lx/(cd/m2),混凝土路面为10lx/(cd/m2))。则本设计道路平均亮度Lav = Eav/15=11.94/15=0.796(cd/m2)。
经校核,灯具布设间距21m,布设高度6m,安装功率取50W时,道路的设计平均亮度Lav=0.796cd/m2>0.75cd/m2,设计平均照度Eav=11.94lx>10lx,设计LPD=50/21/7=0.34W/m2<0.45W/m2,满足规范要求,故本次设计道路选取的路灯参数是合理的。
此外,规范还要求本道路照明均匀度不小于0.3,由于照度均匀度与灯具的配光曲线相关,只能通过厂家的样本数据,采用软件模拟方式进行校核,本文暂不对其展开探讨。
综上可见,《LED道路照明工程技术规范》(SJG22-2011)为LED路灯在道路照明的应用提供一套较为完整的设计方法,指导我们科学的进行LED路灯应用设计。
结语
本文综合阐述了LED的节能环保等特性,以《LED道路照明工程技术规范》(SJG22-2011)为基本,采用案例方式简单分析了LED道路照明参数选择的方法和步骤。随着科学生产力的迅猛发展,LED照明技术也不断的进步,在国家的大力支持下,LED路灯会得到最大的推广,节能减排的效果也将日益显现。
参考文献:
关键词:单相短路 短路容量 断路器 箱式变电站 远程监控系统 光源
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0123-02
改革开放以来,我国的城市照明发展很快,对完善城市功能,改善城市环境,提高人民生活水平发挥了积极作用。作为城市道路照明设计现行设计标准,《城市道路照明设计标准》CJJ45-2006对照明标准、光源和灯具的选择、照明设计、照明供电和控制以及节能措施等方面做了较详尽的规定和要求,标准提出“安全可靠、技术先进、经济合理、节约能源、维修方便”五项设计原则。本文就城市道路照明电气设计中遇到的几个常见问题的探讨对修订工作能起到一点帮助。
1 电缆选择—— 电压降引起的照明质量下降与单相短路电流不满足电气保护灵敏度要求对电缆截面选择孰轻孰重。
(1)在道路照明配电中,由于配电线路较长,配电线路零序阻抗较大,同时引起电压偏移和单相接地(零)短路电流相对较小两个问题。电压偏移将对照明质量产生直接影响,根据有关设计规范规定,灯具的端电压允许电压偏移值不超过额定电压的105%,对于道路照明,低压照明线路的末端电压不应低于额定电压的90%或不应低于始端电压的95%。而对于单相接地(零)短路电流相对较小的问题,现有的热磁式自动开关瞬时过电流脱扣器的整定电流值一般较难满足开关可靠动作的灵敏性要求。单相电流短路危害电流危害,主要在于短路电流小,使得电气保护元件不能技术切断短路电流,从而造成电缆发热燃烧,甚至产生局部电弧放电引起火灾,严重危害电气系统正常运行。所以合理选择电缆配电长度和电缆截面,对于路灯照明供电设计至关重要。
由于单相接地电流较小,现有的热磁式断路器瞬时过电流脱扣器的整定电流值最小为3倍脱扣器额定电流,一般较难满足灵敏性的要求。如用过电流长延时脱扣器做后备保护,容易使电缆长时间过电流,轻则烧毁电缆,重则引起火灾。由于道路配电属于单相配电,即使配电中尽量使三相平衡,零序电流仍较大,也不能使用另加零序保护装置的措施。按“JB1284-73”的规定,非选择型配电用断路器的瞬时过电流脱扣器的整定电流值为10倍脱扣器额定电流(可调式为3~10倍),只具有瞬时过电流脱扣器的断路器,其脱扣器整定电流值为1~3倍或3~8倍脱扣器额定电流。遗憾的是,至今尚未查到如上面规定提到的只具有瞬时过电流脱扣器的热磁式断路器产品,包括像ABB,Schneider,Moeller等国外大公司也无此类产品。目前解决这个问题的办法:(1)加大电缆截面,降低配电线路的零序电阻和电抗,一般道路照明设计中,线路电压降都能满足规范要求,在不影响投资和施工难度的情况下,这不失为一个好办法。(2)使用电子式脱扣器,其保护短路时磁脱扣可最小做到1.5倍脱扣器额定电流。能满足保护要求。(3)减小配电距离,以满足电气保护可靠性,具体做法可参照根据单相短路电流确定配电最小距离的相关资料。
(2)电压降计算。在长距离配电设计中,电压降引起的照明质量下降与单相短路电流电气保护灵敏度要求相比,对电缆截面选择决定性的影响也较大。如果考虑高压钠灯加装电容器进行无功功率就地补偿,单相短路电流电气保护灵敏度要求的问题尤其突出。所以,二者统筹合理,才能做到设计经济合理。
2 配电设备选择
(1)短路电流与计算电流相结合,同时应考虑相关设计规范,正确选择配电断路器。
现在一般道路大多采用断路器保护,本文也只考虑断路器保护。对于道路照明配电断路器的选择,主要应结合短路电流与计算电流进行选择。
通常,道路照明供电电源由电力公网引高压电源到照明专用变压器,变压器的容量不大,一般在80kVA~250kVA之间,即使高压电力系统短路容量按照无限大考虑,变压器低压侧短路电流也不大。假设以下两个条件:1.10kV侧线缆阻抗忽略不计,短路容量无穷大,这样短路电流大小仅取决于前级变压器容量的大小。2.04kV侧的变压器保护主断路器和低压母线上的阻抗也不加考虑,使低压母线三相短路电流也仅取决于10/0.4kV变压器容量的大小。低压侧短路电流可按下式估算。
Id=100Ie/Uk%其中Ie=Se/(1.732xUe)
计算结果如表1。
根据短路电流,在满足电气保护的要求下,合理选择断续器类型,如适当选用微型断路器,而不是一味采用塑壳断路器,可以大大节省设备投资。
(2)美式箱变与欧式箱变的选择及注意的问题。
关键词:园林绿化工程;电气设计;注意要点
中图分类号: TU986 文献标识码: A
前言
在园林绿化工程中,电气设计的主要关注对象为照明运行的持续性保障。由于园林工程与常规工程存在一定的差异性,即园林工程的照明系统除需要体现实用性以外,还需要兼顾美观性的发挥。这一因素决定了园林工程中照明方式的多样性。
一、园林绿化电气设计的要求
在园林绿化中,电气设计需遵循周边环境的性质。选择电气照明时,需在其中加入环境设计因素。电气照明既能满足人们的需要,也要达到园林环境中的创作意图,塑造好环境的整体风格。在对园林环境进行夜间照明设计时,先了解夜间环境中光元素的基本性质。观察者要站在园林环境的各个位置上,从而感觉各种光元素的照明程度。处在不一样的环境中,电气照明设计也要选择不一样的灯型和光源,从而做到和谐统一、风格一致。选择电气照明光源和照明方式时,要综合考虑到现有的环境布置、绿化植被和建筑风格。同时,选用照明灯具时,不仅要考虑好夜间照明,也要考虑到白天点缀、美化环境的需要。
在园林绿化中,环境主题有公共性、领域感、趣味性、商业性以及亲密性。对电气设计的主题定位是十分重要的,安排各种要素,都需要主题定位。以被照对象的风格、特征和功能,理解好环境和光影,模拟出视距和视点的夜景状态,从而获得视觉上的感知。丰富该主题,主要依靠于夜景照明的表现和夸张程度。利用动态照明、非均匀照明的形式,在有光的情况下,将适度的光送进应到的点中。电气设计需以人为本,展露出个性设计的特点。仔细观察被照物的体量和方向,再依据设计目标的特点安排好灯的照度和方向。
二、园林绿化工程电气设计分析及注意要点
1、划分箱内配电回路
照明灯具有着不一样的使用功能,而根据不同的使用功能,可将其划分为多个不一样的配电回路。草坪灯、庭院道路灯等可以用于功能性照明;照墙灯、照树灯、地埋装饰灯等可以用于景观照明;各种功能不同的灯应设计不同的配电回路。然后根据灯具开关的时间不同再选择不同的配电支路通过接触器+时钟进行控制或者手动控制。这样就可达到自动、智能控制的目的。
2、接地系统及配电保护的安全问题
在园林工程中,参考CJJ 45-2006《城市道路照明设计标准》第6.1.9条之规定配电系统的接地形式宜选用TN-S或TT系统,其优缺点详见《城市道路照明设计标准》第6.1.9条之条文说明。通常采用TT系统将比TN-S系统的投资更大,施工相对更难,因此一般采用TN-S系统。那么在TN-S系统中,在采用低压断路器做为电缆出线的过电流保护兼做接地故障保护时,为使其能可靠切断接地故障电流,须对电缆出线的供电半径严加控制,使其满足GB50054-2011《低压配电设计规范》第6.2.4条之规定,根据笔者经验对于长距离的供电半径,选择可调节的带电子脱扣器的塑壳断路器既能满足相关规范要求又能节省投资。
其次,我们需要综合考虑园林绿化中的电气维修安全等方面,对其照明配电箱的进线、开关以及照明等,宜对总进线开关宜采用四极隔离装置。这是因为园林里的照明及供电电源可能是直接由变电所引来的,而在TT系统中,其中性线、总等电位等,如果连接为一个系统的话,则是不连通的。因为如果中性线出现故障电压,并进入园林绿化建筑物以后,总等电位的连接系统则为地电位,因而可能引发事故。
再者,在室外配电系统中中性线和相线都可以感触到雷电的冲击电压,因此在室外各配电箱中应设置电涌保护装置,同时安装好电涌保护装置的中性线和相线。在园林绿化中,室外照明和室内照明有所不同。室外园林绿化照明的特点是灯具功率小、分布广、形式多样,这样在配电选择和回路设置上就应更加灵活,不应局限于《民用建筑电气设计规范》的相关规定。在电气配电回路的设计上既可以采用三个单相开关+五线制(共用N线和PE线)又可采用三相开关+五线制的做法亦可采用单相开关+三线制的出线,小功率的灯可以多带几个,根据笔者经验一般控制在总功率1000W以内就可以了;而大功率的灯则少带点,其单相回路电流最好控制在小于16A,这样的设计既有利于配电线路的截面选择又可以合理选择供电半径。
3、线路部分
园林绿化建设的电气施工包括道路照明及泛光照明、电视、网络、电话和广播线路等。在实际的电气施工过程中,由于该部分投资不大,且线路截面较小等特点往往容易忽视安全及有效的管理,结果导致施工质量差,从而产生安全隐患。作为管理人员,还要时刻牢记园林绿化照明灯具的安装场所是人们大量聚集的休闲娱乐的场所。人们在这种轻松的氛围中警惕性也比较低,所以管理人员有责任监督施工人员在施工时严格按照规范要求,以免引起后患。这就要求园林绿化的电气工程在施工时做好漏电保护工作和良好的接地系统,这里需要重点提及的就是水池的局部等电位联接应重视。室外电气设备由于在露天下工作,因此在产品的选择上应严格把关,电气设备必须符合国家的安全防护等级标准,确保电气设备在日后的使用中的安全性,当然后期的良好的维护管理也是很有必要的。
另外需要注意的是:大型园林绿化工程的绿地内宜设置有线广播系统及公共电话;绿地内的电缆宜采用穿非金属性管埋地敷设,电缆与树木的平行安全距离应符合以下规定:古树名木3.0米,乔木树主干1.5米,灌木丛0.5米。
4、电井的设计
通常而言,园林绿化工程的电井,主要有两种:人孔井和手孔井。在工程建设实践过程中,可以对电井进行如下设计:
当园林绿化的电缆线路需要穿越道路,而道路两侧的高度不一致时,就需要在道路的两侧做电井。在电缆线路铺设在路面下进入园林建筑以前,首先需要做好电井,并使电缆线穿过钢管。而对于电缆线进入园林建筑里的绿地时,则可以根据具体情况决定是否需要做电井。
5、照明
(1)道路照明
对道路照明进行设计,就需要我们结合园林绿化道路的宽度长度等,结合实际选择适当的照明灯具。一般而言,如果道路的宽度小于2.5m的话,则需要选用一定数目的草坪灯,照明灯具的间距通常为10m左右,可以采取在道路的一侧进行设计与布置。反之,如果道路的宽度大于2.5m的话,则需要我们选择庭院灯,照明灯具之的间距通常为20m左右,可以采用道路两侧进行设计与布置。
(2)水景照明
园林的水景照明,主要指的是对园林内的各种喷泉、喷水池以及人造瀑布进行照明布置。一般情况下,出于安全和照明效果的双重考量,应将喷泉照明灯具安装在不低于水下三厘米的位置,并尽量选择安全电压以下的光源;对于喷水池的水下照明,现阶段一般采用的是LED类的灯具;而人造瀑布的照明位置也应处于水流底部。
(3)绿化种植照明
所谓绿化种植照明,就是针对园内的绿植和树木进行的照明设计,一般情况下为了达到较好的光影效果,会采用地面投射灯的方式进行照明。对于体型较大的树木或植物,通常采用两只灯具同时投射的方式以达到特写的效果。对于成行的小型树木,可将投射灯均匀的布设其中,营造朦胧的美感和意境。
(4)雕塑小品照明
雕塑小品的照明,一般以突出雕塑形态、增强立体感为主要目的,所以在方法上常选择侧光、投光和泛光现结合的布设形式。具体的灯具数量和位置要根据雕塑的形态来判定,但是要注意的是避免忌高强度高亮度的直接灯光照射。
结束语
做好园林绿化工程中的电气设计是园林绿化工程得以成功实现的重要保证。在进行电气设计时,应在遵循传统总结出来的原则、方法和技巧的同时,还应灵活、严格运用各方知识。坚持科学,坚持可持续发展,坚持创新。
参考文献
[1]张彦学.园林景观工程的电气设计初探[J].现代园艺,2011
在道路照明配电中,由于配电线路较长,配电线路零序阻抗较大,单相接地(零)短路电流相对较小。为了计算低压配电系统的单相接地(零)电流,需要利用不对称短路电流的计算方法。不对称短路电流可利用计算三相短路的原则进行计算。因为电压的对称分量与相应的电流对称分量成正比,因此在正序、负序和零序分量中,都能独立地满足欧姆定律和克希荷夫定律。正序、负序和零序电流也只产生相应地正序、负序和零序电压降,利用这一个重要的性质,可以用电工学中对称分量法分析在对称电路中所产生的各种不对称短路。
单相接地(零)短路电流的计算
不对称短路时,由于距发电机的电气距离很远,降压变压器容量与发电机电源容量相比甚小,因此,可假定正序阻抗约等于负序阻抗。单相接地(零)短路电流按下式计算:
式中Up平均线电压(V)R0Σ,X0Σ,Z0Σ配电网络的总零序电阻,总零序电抗,总零序阻抗。R1Σ,X1Σ,Z1Σ配电网络的总正序电阻,总正序电抗,总正序阻抗。
电路中主要元件阻抗
1、电力系统正序电抗的计算在计算低压电力网络短路时,有时需要计入系统电抗XX,如果系统电抗不知,只有原线圈方面的短路容量或高压短路器的额定容量Sdn(MVA)时,则系统正序电抗可近似地按下式计算:式中Uj=Up平均线电压(V)Sdn原线圈方面的短路容量或高压短路器的额定容量(KVA)。
2、变压器阻抗的计算
变压器的正序电阻:
变压器的正序电抗:式中ΔPd变压器短路损耗(kW)Ue变压器二次侧额定电压(V)Se变压器额定容量(KVA)Ud%变压器阻抗电压百分比,变压器的零序电抗是与其本身结构和绕组的接法有关。目前不少厂家生产的Dyn11结线变压器比Yyn0结线变压器零序阻抗小,二次侧短路电流大,可提高一次侧过电流保护兼作二次侧单相接地保护的灵敏性。故建议使用Dyn11结线变压器,变压器的零序电阻,零序电抗的取值计算如下:R0=RⅠ+RⅡ=R1X0=X1+XⅡ=X1式中R0,X0变压器的零序电阻,零序电抗。RⅠ,X1变压器的一次绕组电阻,漏电抗。RⅡ,XⅡ变压器的二次绕组电阻,漏电抗。R1,X1变压器的正序电阻,正序电抗。
3、推导参见机械工业版社出版的高等学校教材《工厂供电》。铜、铝母线电阻电抗的计算(矩形截面母线各相在同一平面内)
自动开关的选择
1、自动开关额定电流的确定一千米路灯数量为14盏,高压钠灯功率因数为0.45.道路照明计算电流:
Iez≥Ijs取Iez=100A
2、自动开关长延时动作的过电流热脱扣器额定电流的确定IZd1≥KzlIjs=1×23=23A取脱扣器额定电流为It.e=25A照明用自动开关长延时脱扣
器对高压钠灯的计算系数取1.参见《工厂配电设计手册》第一版表11-21.
3、自动开关瞬时动作的过电流脱扣器的确定Izd3≥Kz3Ijs=6×23=138A取LZd3=150A,照明用自动开关瞬时脱扣器对高压钠灯的计算系数取6.参见《工厂配电设计手册》第一版表11-21.
4、按短路电流校验自动开关动作灵敏性自动开关动作系数取1.5时,灵敏性远远达不到要求。
用自动开关动作系数及短路电流确定自动开关瞬时脱扣器整定倍数值由于单相接地电流较小,现有的热磁式自动开关瞬时过电流脱扣器的整定电流值最小为3倍脱扣器额定电流,一般较难满足灵敏性的要求。如用过电流长延时脱扣器做后备保护,容易使电缆长时间过电流,轻则烧毁电缆,重则引起火灾。由于道路配电属于单相配电,即使配电中尽量使三相平衡,零序电流仍较大,也不能使用另加零序保护装置的措施。按“JB1284-73”的规定,非选择型配电用自动开关的瞬时过电流脱扣器的整定电流值为10倍脱扣器额定电流(可调式为3~10倍),只具有瞬时过电流脱扣器的自动开关,其脱扣器整定电流值为1~3倍或3~8倍脱扣器额定电流。遗憾的是,至今尚未查到如上面规定提到的只具有瞬时过电流脱扣器的热磁式自动开关产品,包括像ABB,Schneider,Moeller等国外大公司也无此类产品。目前解决这个问题的办法:
1、加大电缆截面,降低配电线路的零序电阻和电抗,一般道路照明设计中,线路电压降都能满足规范要求,在不影响投资和施工难度的情况下,这不失为一个好办法。
2、使用电子式脱扣器,其保护短路时磁脱扣可最小做到1.5倍脱扣器额定电流。能满足保护要求。由于本人才疏学浅,所述问题不够深入,愿与广大电气设计同仁一同探讨,同时希望引起低压厂商的注意,能生产出更多适用于各类特殊场合的产品来。于各类特殊场合的产品来。定电流值为1~3倍或3~8倍脱扣器额定电流。
遗憾的是,至今尚未查到如上面规定提到的只具有瞬时过电流脱扣器的热磁式自动开关产品,包括像ABB,Schneider,Moeller等国外大公司也无此类产品。
目前解决这个问题的办法:
1、加大电缆截面,降低配电线路的零序电阻和电抗,一般道路照明设计中,线路电压降都能满足规范要求,在不影响投资和施工难度的情况下,这不失为一个好办法。
2、使用电子式脱扣器,其保护短路时磁脱扣可最小做到1.5倍脱扣器额定电流。
能满足保护要求。由于本人才疏学浅,所述问题不够深入,愿与广大电气设计同仁一同探讨,同时希望引起低压厂商的注意,能生产出更多适用于各类特殊场合的产品来。于各类特殊场合的产品来。定电流值为1~3倍或3~8倍脱扣器额定电流。遗憾的是,至今尚未查到如上面规定提到的只具有瞬时过电流脱扣器的热磁式自动开关产品,包括像ABB,Schneider,Moeller等国外大公司也无此类产品。目前解决这个问题的办法:
【关键词】 城市道路照明工程;质量控制重点;路灯电气
【中图分类号】 TU712.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2011)04-056-03
近年,随着城市规模的扩大、城市道路的不断建设,作为道路附属工程的城市道路照明工程也有了飞速的发展,在规模上迅速扩大,技术上不断进步。城市道路照明作为市政工程中单独的一项工程,在质量控制方面也有其完整的体系。
1 灯位定点
城市道路照明常用的排列方式有:单侧布置、双侧对称布置、双侧交错布置、中心对称布置。根据灯具的配光类型、布置方式、有效路宽选择灯杆高度,根据灯杆高度选择路灯间距,一般城市道路照明单、双挑灯的灯杆间距在35~45米之间,庭院灯的灯杆间距在25~35米之间;理论上,监理单位根据设计图纸对灯位定位进行验收即可,但是在城市路灯实际放线定位过程中(特别是老路改扩建工程),常常存在各种各样的障碍影响定位放线:如空中的供电、电信、有线电视线路,地面上的道路指示牌、道路信号灯、公共汽车站牌、公共汽车站亭,地下的自来水管、雨水管、污水管、燃气管等,都经常会影响到路灯的定位和线路的走向,要躲避这些障碍,采取的首要方法是在保证总体照明效果下,对灯杆间距进行适当调整,根据《城市道路照明工程施工及验收规程》规定:直线路段,在无障碍等特别情况下,灯间距与设计间距的偏差应小于2%,在路灯间距为25~50米的情况下,可以调整的路灯间距为0.5~1米,在实际放线过程中,可以利用2%的调整距离来避开空中、地上、地下的障碍物;其次,实在避不开的,监理要向业主和设计单位请示,通过调整灯位、改变灯具布置方式、更换灯型、加大路灯基础、局部降低照明效果等做法处理。
在T形交叉口、环形交叉路口、转弯处、曲线路段上,这些地点往往容易发生交通事故,它对道路照明的诱导性和照明效果要求更高,这些地点的灯具定位更要在设计图纸的基础上,结合现场实际情况进行定点,首先确保灯杆不易被车辆碰撞;其次要保证有好的交通诱导性,利于司机晚上识别道路方向;最后,要保证道路有足够的照度,不产生照明盲区,避免因照明不足而引起交通事故。
2 灯基础的基坑开挖、支模、砼浇筑
基础坑的开挖深度和大小、基坑与道路的路牙石间距应符合设计规定。基坑的大小要满足模板尺寸和模板支撑的要求。同一条道路的各个基坑中心点与路边路牙石的间距要保持一致。
在模板施工方面,模板大小要满足基础设计尺寸的要求,模板支撑要牢固、稳定,在基础砼浇捣过程中,模板要不散架、无大的变形。
支模结束后,进行钢筋笼和地脚螺栓预埋,城市道路照明工程中,常规照明一般利用路灯基础内钢筋笼的主筋作为地脚螺栓,单、双挑灯和庭院灯不加钢板法兰,路灯灯杆的底盘支撑在路灯的基础混凝土上,中、高杆等重量比较重的灯具,在基础钢筋笼上端,加一个钢板法兰,利用此法兰来支撑灯杆的底盘。对于钢筋笼原材料控制,监理应要求不但要提供原始质保资料,而且要现场取样送检复试,合格后才同意钢筋套丝和制作钢筋笼。地脚螺丝的螺纹部分,在混凝土浇筑过程中应加以保护,尽量少粘水泥砂浆,在混凝土浇筑前后,地脚螺栓的螺纹部分要进行包扎保护,防止丝纹遇破坏;在灯杆吊装前,再用套丝对地脚螺栓丝纹套一次,保证灯具安装时螺帽能顺滑固定。基础螺栓中心分布直径应与灯杆底座法兰孔中心分布直径一致,偏差应小于±1mm,螺栓应采用双螺母和弹簧垫。有经验的施工队,在钢筋笼支设和混凝土浇筑过程中,会使用专用工具将钢筋笼与道路路牙石的之间的间距固定牢,防止砼振捣时钢筋笼跑偏。
基础混凝土强度等级不应低于C20,根据《混凝土结构设计规范》(GBJ10―2002)等相关规定,基础混凝土要求事先对水泥、砂、石进行材料复检,并到有资质试验室做混凝土配合比,现场混凝土最好使用商品混凝土,如果现场搅拌的,要严格按配比投料。在浇制钢筋混凝土基础前必须排除坑内积水。混凝土浇筑过程中,要使用机械振动棒进行振捣,以保证混凝土的密实度。浇筑后,要及时浇水养护和保温。混凝土要按规定留设试块,到期及时试压。在整条道路上,路灯基础顶标高与路牙的相对标高要保持一致,路灯现浇混凝土基础顶标高一般要低于道路路牙石标高5cm;灯杆安装结束后,要对地脚螺栓使用混凝土包封,包封后的混凝土标高与道路的路牙相平。基础内电缆保护管从基础中心穿出并应超出基础平面30~50mm。
基坑回填应符合下列规定,对适于夯实的土质,每回填300mm厚度应夯实一次,夯实程度应达到原状土密实度的80%及以上。对不宜夯实的水饱和粘性土,应分层填实,其回填土的密实度应达到原状土的80%及以上。
3 灯具组装及吊装
3.1 灯具到达现场后,监理首先要对灯具外观质量进行检查和验收,主要检查以下几方面:
3.1.1 灯杆高度是否满足设计要求,灯具使用的板材厚度是否与合同相一致,监理可以现场感受一下灯杆的抗弯强度。
3.1.2 灯杆是否有明显不直现象,垂直度是否存在明显不足。在水平放置且无负荷的条件下,杆身直线度误差应小于3‰。
3.1.3 灯具表面漆层是否存在掉漆、划痕等缺陷,内层是否采用热镀锌。
3.1.4 地脚螺丝是否与钢筋笼尺寸是否一致。
3.1.5 法兰式钢杆,其长度允许偏差宜为杆长的±0.5%。
3.1.6 路灯钢杆必须焊接良好,长度8m及以下的锥形杆应无横向焊缝,纵向焊缝应匀称、无虚焊。
3.1.7 庭院灯具铸件表面不得有影响结构性能与外观的裂纹、砂眼、疏松气孔和夹杂物等缺陷。
3.1.8 灯罩应无气泡、明显的划痕和裂纹,透明罩的透光率应达到 90%以上。灯具的防护等级、密封性能必须在 IP55 以上。反光器应干净整洁,并应进行抛光氧化或铰膜处理,反光器表面应无明显划痕。
3.1.9 灯具应抽样进行温升和光学性能等测试,测试结果应符合现行国家标准《灯具安全要求与试验》(GB 7000.1- 7000.6)的规定,测试单位应具备资质证书。
3.1.10 镇流器、触发器、光源、熔断器等各种配件的质保资料要齐全,质量要有保证,光源、镇流器等要有3C安全强制认证。
3.2 灯具的现场组装要求。
3.2.1 组装时,严禁将灯具的透明罩沿地面拖拉,从而产生划痕和掉漆现象,影响灯罩透光性能。
3.2.2 组装时灯头与灯杆的螺丝要紧固牢靠,防止刮大风时,灯头部分被吹歪。
3.2.3 灯罩的拉链要固定牢,防止灯罩被风吹松、吹翻,造成灯头积水。
3.2.4 相线应接在中心触点端子上,零线应接螺纹口端子。
3.3 灯具吊装的要求。
3.3.1 钢灯杆吊装时,应采取防止钢缆擦伤灯杆表面油漆或喷塑防腐装饰层的措施,灯具不得采用硬钢丝绳吊装,最好尽量使用帆布软钢丝或化纤吊绳吊装。
3.3.2 同一街道、公路、广场、桥梁的路灯安装高度、仰角、装灯方向宜保持一致。
3.3.3 灯臂应固定牢靠,与道路纵向垂直偏差不应大于3°。
3.3.4 灯杆垂直偏差应小于半个杆梢,直线路段单、双挑灯排列成一直线时,灯杆横向位置偏移应小于半个杆根。
3.3.5 当整个灯杆投影面上承受35m/s及以下的风速时,目测灯杆不应弯曲、结构构件不应转动。
3.3.6 各种螺母紧固,宜加搞垫片和弹簧垫。紧固后螺丝露出螺母不得少于两个螺距。
3.3.7 铝制或玻璃钢灯座放置的方向应一致,可开启式门孔的铰链应完好,开关应灵活可靠,开启方向宜朝向慢车道或人行道侧。
3.3.8 钢灯杆安装接线手孔朝向应一致,宜朝向从行道或慢车道侧。
3.3.9 路灯宜采用三相供电,且三相负荷应均匀分配,每一回路必须装设保护装置。
3.3.10 每盏灯的相线宜装设熔断器,熔断器应固定牢靠,接线端子上线头弯曲方向应为顺时针方向并用垫圈压紧,熔断器上端应接电源进线,下端应接电源出线。
3.3.11 灯头线应使用额定电压不低于500V的铜芯绝缘线。功率小于400W的最小允许线芯截面应为1.5mm2,功率在400W至1000W的最小允许线芯截面应为2.5mm2。
3.3.12 在灯臂、灯盘、灯杆内穿线不得有接头,穿线孔口或管口应光滑、无毛刺,并应采用绝缘套管或包带包扎,包扎长度不得小于200mm。
3.3.13 高压汞灯、高压钠灯等气体放电灯的灯泡、镇流器、触发器等应配套使用,严禁混用。镇流器、电容器的接线端子不得超过两个线头,线头弯曲方向,应按顺时针方向并压在两垫片之间,接线端子瓷头不得破裂,外壳应无渗水和锈蚀现象,当钠灯镇流器采用多股导线接线时,多股导线不能散股。
3.3.14 气体放电灯应将熔断器安装在镇流器的进电侧,熔丝应符合下列规定:①250W及以下汞灯、150W及以下钠灯和白炽灯可采用4A熔丝;②250W钠灯和400W汞灯可采用6A熔丝;③400W钠灯可采用10A熔丝;④1000W钠灯和汞灯可采用15A熔丝。
4 电缆导管及电缆
一般来讲,城市道路在绿化带下采用PVC塑料管作电缆导管,在人行或车辆道路下面要求使用镀锌钢管。要求每根电缆导管只能穿一根电缆,电缆导管埋深一般要达到50cm以上。PVC电缆导管的弯曲半径要不小于管内电缆的弯曲半径。电缆导管与其它管道的安全距离要满足相关规范规定。当所有灯具安装结束后,应当进行绝缘电阻测试,只有当绝缘电阻大于规定要求时,才可以送电亮灯。过街管道、绿地与绿地间管道应在两端设置工作井,超过50米时应增设工作井,灯杆处宜设置工作井。电缆要有防盗措施。
路灯工程电缆与常用的电气电缆施工要求基本相同,它的特殊性主要体现在二个方面,首先是电缆接头比较多,电缆在每一套灯具部,都要破一次皮、做一次接头,做接头时,要求使用铜套管进行连接,以减少接触电阻,另外由于接头多安放在接线井内,接头的防水性能要好。其次,路灯电缆的接线手井一定要设置的足够多,每套灯具、控制箱、道路路口、转弯处,都要设置手井,方便穿线、接线、延伸。
5 控制箱安装和接线
常用的城市道路照明的电源和和控制箱有两种形式,一种是单独设立的路灯控制箱,控制箱有电源室和控制室两部分,从杆上变压器上或公用电气线路上引电源到路灯控制箱的电源室;另一种是箱式变压器,在箱式变压器内设置一个路灯控制室。路灯的电源和控制部分施工质量要求与常规的电气施工要求基本是相同的。但是路灯的控制有其特殊性,路灯运行控制方式有:光控、时控、路灯控制仪(路灯经纬仪开关)、遥控,随着城市道路照明技术的发展,现场使用遥控的方式越来越多;根据《城市道路照明设计标准》(CJJ45-2006)要求:道路照明开灯时的天然光照度水平宜为15lx;关灯时的天然光照度水平,快速路和主干路宜为30lx,次干路和支路宜为20lx。
6 接地
一般情况下,在中性点直接接地的路灯低压网中,金属灯杆、配电箱等电气设备的外壳宜采用TN―S系统接零保护,电缆采用三相五线制,其中红绿相间线为专用保护线。采用接零保护时,单相开关应装在相线上,保护零线上严禁装设开关或熔断器。保护零线和相线的材质应相同,当相线的截面在35mm2及以下时,保护零线的最小截面应为16mm2;当相线截面在35mm2以上时,保护零线的最小截面不得小于相线截面的50%。接地保护线与灯具的连接要牢固。在线路分支、首端及末端应安装重复接地装置,接地装置的接地电阻不应大于10MΩ。城市道路照明接地装置一般采用热镀锌角钢接地装置,与常规电气的接地装置相同。
7 道路照明评价指标和测试
一般城市道路路灯安装结束后,通过现场目测和实际检测来评估路灯的安装质量和效果,从目测角度来讲,在白天,主要观察灯杆的垂直度、灯杆与道路的平行性、灯头仰角的一致性、灯杆间距的均匀性、灯杆与周围环境的协调性和安全影响、灯杆接线盒内的接线和接地情况、地脚螺丝的包封情况;天黑时,可以感受一下路面的总体照度、照明效果、诱导性能、眩光效果、是否存在照明死角现象,检查各个光源形成的带状线条是否顺畅、一致。
现场实测、实算的方法,在常规做法中,机动车交通道路照明应以路面路面平均照度、路面照度均匀度、眩光限制、环境比和诱导性为评价指标。人行道路应以路面平均照度、路面最小照度、垂直照度为评价指标。
当灯具都送电亮灯后,要求做照度、均匀度进行现场实际抽查,根据设计要求,一般城市道路设计要求: