城市室外照明供配电系统设计

城市室外照明供配电系统设计

赵斌

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 陕西省西安市 710065

摘要：室外照明关系到人们的生活以及社会的发展，设计人员应严格遵守国家的相关规范，并对工程项目中的经验教训进行全面的总结，针对市政道路与园林景观基本现状，在设计方法，思考角度以及新技术引用上对城市室外照明设计进行持续优化，使其更好的满足时代发展需求。鉴于此，本文主要分析城市室外照明供配电系统设计。

关键词：室外照明；供配电；设计

中图分类号：TU113   文献标识码：A

1、引言

我国城市照明系统一定要有稳定性，可靠性以及安全性的需求，所以在设计其供配电系统时应该严格遵守有关规定、要求进行设计工作和因地制宜的配电方案设计。这就要求照明配电系统在设计时需实地考查、分析和综合考虑各种因素，设计人员在设计工作中必须严格遵守标准要求，并且应保证设计方案的前瞻性特征，这样才能使得供配电系统有一定富余量来满足未来城市发展需求，进而切实提高照明系统施工综合效益。

2、室外照明的类型

2.1、景观照明

通常城市景观照明是由小区、公园等景观照明组成，这类地区供电范围普遍不大、供电负荷低。景观照明大多为单相供电，出线回路上用C16A断路器配以2×4 mm2铜芯线。这类设计造成较大安全隐患，设计者有必要对如何完善设计以解决安全问题进行研究。

2.2、道路照明

在城市道路照明系统中，供配电设计作为其中最关键的基础工作之一，同时正确掌握系统供配电设计的要点和难点环节，并基于现实条件下提出对应的设计方案。又是确保城市道路照明系统供配电系统正常安稳工作的基本前提，所以本次研究一方面是为了有效地丰富这方面理论研究，另一方面，希望能对实现城市道路照明系统、供配电系统优化设计起到相应的实际指导和帮助作用。

当前阶段我国城市道路照明系统供配电设计的一个关键设计内容就是供配电方案的制定。设计系统供配电方案时，需着重考虑电源取向，这就需要有关设计人员积极地与城市道路照明系统的实际状况相结合，以及在其特定供配电设计所需的前提下，保证供电有更高的安全性和可靠性作为主要的设计目的，力求达到节能降耗和最大限度地降低供配电的设计成本。在我国城市道路照明系统日益发展的背景下，以及其中照明设备的数量逐步增加和种类逐步多样化的情况下，供配电设计方案的种类越来越多。除前期在城市道路照明系统供配电方案上直接引入380V低压专线外，针对城市道路重要级别和其对道路照明要求，设计人员要有的放矢，提供相适的供配电设计方案。以某市环路系统立交道路为例，将立交区内道路照明负荷作为二级负荷统一使用城市电网10kV供电。供配电设计时，设计者直接采取就近原则把这条高压专线按“T”字形接线方式引入道路照明系统，承担专为立交内道路照明供电的任务。之后，设计人员在立交下方指定地点布置了道路照明专用箱式变电站，并主动留出了一定的道路景观、广告及其他照明容量。变电站中安装有大型变压器以把每条线路集中分配到专用于每条道路照明用配电箱中。但在城市次干道，辅路或城郊处道路照明时，可沿公路直接导入10kV高压专线，外箱式组合变电站设置在导入处便可，这样就有效地承担了向城市道路照明及其他负荷提供电力的任务。

3、城市室外照明要点分析

3.1、配电保护

室外照明通常使用断路器及剩余电流保护，还有使用熔断器及剩余电流保护等配电保护方法。但是室外照明配电保护配置的合理性在设计中常常缺少论证，有必要加强对其进行有关分析。

3.2、系统接地

室外照明配电系统的接地采用TN-S或TT系统，是电气设计的一个重要组成部分，它的设计合理与否，能否满足技术规范的要求，影响着整个照明系统的完善程度和安全可靠程度，应引起人们的高度重视。

3.3、供电范围

通常景观照明供电范围很小，由供电引起的电压降现象也会很严重；道路照明供电范围大，需考虑因供电引起电压降。

4、城市室外照明供配电系统设计

4.1、配电保护配置

依据最近公布的《建筑电气与智能化通用规范》（GB 55024—2022）中的第4.5.1条规定，照明配电终端的回路必须配置短路设施、过负荷及接地故障保护应设剩余电流动作保护为额外保护。使用低压微型断路器即能达到规范中关于室外照明回路短路和过负荷的保护要求，又能使低压微型断路器兼作接地故障保护，只不过，在接地故障电流比较小的情况下，低压微型断路器的灵敏度可能会不足，导致保护拒动。通常情况下，还需要额外添加一个剩余电流动作保护电器（RCD）作为额外的保护手段。

4.2、低压配电系统设计

我国的《供配电系统设计规范》标准（GB 50052—2009）对于供电的品质以及末端的受点电压都设定了明确的规定，也就是说，在正常的运行条件下，市政道路和园林景观照明的末端照明设备的电压偏差需要控制在-10%~5%的范围之内。供电系统选择通常应根据实际供电情况充分利用干线放射式、树干式供电方式的优点，同时留出相应备用回路以适应特殊条件下新增加的用电要求。

根据我国的《低压配电设计规范》（GB 50054—2011）标准，所有种类的室外照明设备和动力出线回路都必须配备适当的断路保护机制，本实用新型保证了供电过程出现过载，短路或者漏电的现象能够及时切断供电，有利于及时维修系统故障，保证了人畜安全。为达到较好的保护效果，漏电保护装置通常装设于分支回路上，其动作电流比设定动作电流大。

配电箱体出线回路个数决定了照明控制方案的组合方式，能够同时切换的装置可以采用相同或者多个回路提供电能，设计时需考虑相序配置问题，并尽可能实现三相平衡。

4.3、接地系统设计

对于一些城市道路来说，鉴于其人流量和车流量都比较大，所以布设于这一地区的照明线路一般都有很高的安全性需求。特别是各类供配电设备设置在户外时，还会使供配电系统接地故障概率大大增加。所以在进行城市道路照明系统、供配电设计的时候，有关设计人员也要着重考虑接地系统的设计。在某市城市道路照明系统供配电设计过程中，设计者经考虑后选择采用TT,由箱式变压器低压侧引接PE线，路灯都需连接接地装置。接地极的选择采用镀锌角钢使路灯灯杆与立交桥内部钢筋之间，各自起到接闪器，引下线的作用，当人工接地体添加进去以后，就能高效地完成接地系统的设计。其中，要求接地电阻值应保持在10Ω范围。

4.4、线缆敷设

室外照明中线缆敷设既影响景观照明效果又与整体能耗有关。一般来说，室外照明区的线缆是通过穿管直埋的形式铺设。应确保电缆埋设深度不低于冻土层，避免冬季受低温严寒影响不能正常供电的情况发生，北方地区这一问题特别值得关注。另外，电缆敷设应结合景观具体布放条件，对距树木，绿植，建筑物基础，燃气管道，给排水管道，热力管道以及其他设施的间距进行处理。

对于电缆截面的选取，主要参考因素为负荷计算电流以及电缆压降。其中负荷计算电流为电缆导线载流量选取的首要依据，电压降则为照明设备能够正常工作同时又能确保供电线路的正常工作提供了必要的参考。在实际工程中，电缆截面弹性容量同样是一个必须考虑的参数。

4.5、智能控制系统设计

随着室外照明工程不断推进，智能控制系统已被全面运用于市政道路及园林景观照明设计。智能控制系统最大的优点就是能根据各个地方的实际需求因地制宜进行照度匹配，既能实现多场景、多区域的联动照明，也可实现不同种类灯具的分组连接及控制，以适应市政道路、园林景观等场所日常照明及特殊节假日的不同要求。设计人员应首选智能控制系统进行室外照明设计。

5、结束语

现如今，城市建设蓬勃发展，人们对精神文化生活的要求越来越高，室外照明设计也受到有关部门的高度重视。在户外照明供配电系统的设计工作当中，设计者既要根据现场条件严格选择照明设备，确保电气设备及线路安全，同时也要尽量达到环境及景观塑造的要求。

参考文献：

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