關于道路照明供配電設計的補充

1、關于道路照明供配電設計的補充關于道路照明供配電設計的補充提要：電源線路由于低壓供電具 有工程量小、投資少等優(yōu)勢，目前，我國絕大部分的路燈都是采用低 壓供電 自合同范文關于道路照明供配電設計的補充室外照明設計中較為常見的就是道路及廣場、石化企業(yè)露天工藝 裝置等場地照明，其功能就是保證黑暗時的人員安全，滿足重要視覺 功能的極限要求，減小參與者的恐懼感，維護公共秩序。作為道路照 明設計的重要組成部分一一供配電系統(tǒng)， 國家規(guī)范對設計已作出明確 要求。但不同使用范圍的道路照明，如城市道路、工礦企業(yè)廠區(qū)道路 和住宅小區(qū)道路等，其供配電系統(tǒng)的設計是有所區(qū)別的， 設計規(guī)范中 卻沒有具體的規(guī)定，尤其是接地故障保

2、護的內(nèi)容，對室內(nèi)供配電線路， 如住宅等的保護配置卻非常具體，如插座回路設 30mA漏電保護；上 下級通過電流值配合外，也通過時限配合。因此，有必要根據(jù)不同的 技術條件，對道路照明的供配電系統(tǒng)設計提出下面的補充。一、電源線路由于低壓供電具有工程量小、投資少等優(yōu)勢，目前，我國絕大部 分的路燈都是采用低壓供電。根據(jù)我國電力供應情況和不同場所的使 用要求，國家規(guī)范對照明電源的電壓偏差作出了規(guī)定， 為保證光源壽 命，路燈的端電壓不得高于其額定電壓的 105%。在工業(yè)企業(yè)照明 設計標準GB5003分92中，對工礦企業(yè)廠區(qū)道路的要求是電壓不低于額定值的90%。而城市道路照明根據(jù)城市道路照明設計標準 Gjj4

3、591的要求，從供電可靠性和節(jié)省能源的角度出發(fā)， 采用10kV 配電線路的上接道路照明專用變壓器供電為宜，其最佳負載系數(shù)為 70%,對照明線路的末端電壓要求同上； 對于從公用變壓器上供電的 道路照明線路，其末端電壓不得低于額定值的95%。因此，在設計道路照明供配電線路時，應針對不同的技術條件，進行線路的電壓損 失計算，使得供配電網(wǎng)絡在符合規(guī)劃的前提下，線路具有一定的裕度， 末端電壓滿足上述要求，且線路截面經(jīng)濟合理。隨著經(jīng)濟建設的發(fā)展，道路照明采用地下直埋電纜已是最常見的 敷設方法，配電線路直埋的優(yōu)勢非常明顯，散熱好、截流能力高，且 由于電纜各芯間的分布電容并聯(lián)在線路上， 可提高自然功率因數(shù)同時

4、 不受氣候影響，外力破壞減少，提高供電可靠性。所以，國家規(guī)范規(guī) 定在技術經(jīng)濟條件允許的情況下， 采用地下電纜對道路照明供電。另 外，從節(jié)能的角度，道路照明燈具采用氣體放電燈較多，對三相四線 供電線路的中性線截面應按最大一相電流選擇。在實際設計過程中，對于路燈線路的校驗常采用負荷力矩表進行 簡化計算，現(xiàn)行設計手冊中負荷力矩表對電纜直埋的情況列出較少， 尤其是近年來廣泛運用的交聯(lián)電纜。 相對于其它線路，電纜的價格較 高，因此，選擇合理的電纜型號就顯得尤為重要，在道路照明的供電 網(wǎng)絡中，路燈負荷是間隔一定距離且基本均勻地分布在線路上的，對于其末端的電壓降采用負荷力矩表計算顯然不夠準確， 尤其是在計算

5、 機軟件技術迅速發(fā)展的今天，采用人工計算的方法已不能適應現(xiàn)代工 程設計，據(jù)筆者所知，在通常運用的電氣計算軟件中，對照明配電網(wǎng) 絡的分析計算可以根據(jù)不同環(huán)境條件，簡單迅速地驗算線路末端的電 壓損失，尤其在采用高強氣體放電燈，還應按起動和再起動特性，檢 驗線路的電壓損失值。所以，對于道路照明的配電線路，尤其是距離 電源較遠的末端負荷，在確定具體選用的線路及敷設方式后， 結(jié)合環(huán) 境條件應進行必要的分析計算，以優(yōu)化道路照明供配電線路的設計， 確保供電可靠性和燈具使用壽命。二、線路保護措施由于易受室外露天環(huán)境因素，如：晝夜溫差、風吹和日曬雨淋等 的影響，道路照明裝置和線路容易發(fā)生故障，所以為限故障范圍，

6、國 家規(guī)范要求每套路燈均裝設單獨的熔斷器保護， 供電線路上也應裝設 相應的保護，但沒有具體說明。 低壓配電設計規(guī)范 GB5005495 中對配電線路的一般要求是短路保護和過負荷保護，室外照明線路對過負荷保護不作要求，但是，對于爆炸和火災危險場所的線路卻應裝 設過負荷保護，以防止因絕緣故障而產(chǎn)生過高的溫升?，F(xiàn)行的國家規(guī)范已逐步與IEc標準一致，按照以人為本的觀點， 供配電線路必須安全，因此，對電氣設施防止直接接觸和間接接觸和 要求就更為嚴格。除了設置短路和過負荷保護以保證照明設備的安全 外，從人員的安全角度，還應采取接地故障保護。接地故障是指相線 對地或與地有聯(lián)系的導電體之間的短路，對于地下敷設

7、的電纜線路， 常見的是因電氣絕緣損壞，導致相線與 PE/PEN線、外露可導電部分 和大地之間發(fā)生短路，在路燈外部可導電部分和大地之間發(fā)生短路，在路燈外部可導電部分與地或其它接地的可導電部分間形成故障電 壓，使人員遭受電擊或產(chǎn)生火花引起火災、爆炸。防止這類事故的措 施是：縮短切斷故障的時間和降低預期接觸電壓。 前者通過正確地選 擇和整定線路保護電器完成，后者則借接地和相鄰設備外露可導電部 分的等電位聯(lián)結(jié)來實現(xiàn)。由于接地故障保護比較復雜，且保護方式與 接地形式和故障回路阻抗有關，下面按照常用的TN接地系統(tǒng)，對于不同場合的道路照明，闡述供配電線路接地故障保護措施和設置和整 定。S系統(tǒng)由于電源點與路燈

8、之間設置專用保護線PE,外露可導電部分要求與其作電氣連接，一一零短路或中性線電位偏移的對地電位不會 在PE線上體現(xiàn)，設置接地故障保護的目的主要是防止地下電纜線路 的的絕緣損壞，通常利用保護電器的過電流保護兼作但靈敏度不高， 應按下式進行校驗：R 故障電流通過路燈外露可導電部分與電源點之間產(chǎn)生的電 壓降，引起接觸電壓的一段線路的電阻I 切斷故障線路時間不超過 5s的保護電器運作電流當上述要求不能滿足時，國家規(guī)范從我國現(xiàn)有技術水平和經(jīng)濟條 件等因素出發(fā)，規(guī)定如果零序保護靈敏度足夠，則可以采用，此時保 護整定值需躲過線路的不平衡電流。由于零序保護與漏電電流動作保 護 以下簡稱漏電保護 相比靈敏度不夠

9、高，IEc標準也未列入，所 以，采用漏電保護最為有效。對于城市道路照明系統(tǒng)。由于配電線路較長，截面較小，接地故障電流往往不足以使過電流保護動作，加之缺乏專業(yè)的運行維護管 理，在電源點設置漏電保護最為可行。 漏電保護不動作值的優(yōu)先值為 額定動作電流I AN的倍，由于該保護為線路和所有照明燈具共用， 所以保護電器的漏電保護I N應大于正常運行時線路和路燈泄漏電 流總和的2倍。電纜的泄漏的電流是由線路對地分布電容決定，單相電纜泄漏電流可按22mA/km估算；三相電纜線路在電源電壓平衡和三 相對地分布電容相等的情況下，泄漏電流接近于零，但實際運用中， 系統(tǒng)電壓不可能完全平衡，各相分布電容也不相等，且存

10、在不對稱運 行情況，所以，三相電纜仍然可按22mA/km考慮。而路燈則可按1mA/ 套計算，因此，道路照明的正常泄漏電流通常是大于30mA級這一防止人員直接接觸的漏電保護值的，路燈設施一般的安裝高度是可關于道路照明供配電設計的補充提要：電源線路由于低壓供 電具有工程量小、投資少等優(yōu)勢，目前，我國絕大部分的路燈都是采 用低壓供電自合同范文以防止直接接觸的，這樣，漏電保護的 I AN可按間接接觸保護，同 時考慮到其接地短路火災的保護要求 I N 500mA但不應利用其 上限，最佳保護作用是由IAN 300mA勺漏電保護實現(xiàn)的，所以按剩余電流動作保護器的一般要求 GB6829-95的規(guī)定，額定漏電

11、動作電流的優(yōu)先值要求，I AN=300m微為合理。對于工礦企業(yè)廠區(qū)道路照明，通常是與其它負荷共用變壓器，可 以根據(jù)設計手冊提供的變壓器低壓側(cè)出口處的接地故障電流值和線 路型號，計算出采用過電流保護兼作接地故障保護時允許的線路長 度，若某一線路實際長度大于該計算值，則設置 I ANtBOOmA勺漏電 保護；在允許長度內(nèi)的線路則不必裝設。對于住宅小區(qū)、商場、賓館等民用建筑的道路照明，采用庭院燈、 草坪燈較多，且配電線路相對較短，從用戶安全的角度考慮，建議設 置I AN=300mA勺漏電保護，以防止直接觸電。c系統(tǒng)配電系統(tǒng)采用TN- c系統(tǒng)，則保護線與中性線共用，路燈的外部 可導電部分必須直接與PE

12、N線相連，即口明設備的PE線和N線是獨 立與PEc線相連的。道路照明以單相負荷為主，采用三相四線的供電 方式。當PENS!發(fā)生斷裂事故時，路燈外露部分帶 220V相電壓，且 該故障難以及時發(fā)現(xiàn)，所以，更增加了其危險性。根據(jù)國外經(jīng)驗，只 能通過提高PEN線的機械強度和加強保護措施來克服，IEN/TC64對 于減小PE賤截面的要求較為嚴格，規(guī)定只有采用同心型電纜 我國 稱為同心中性線電纜 且PEN線接線端子為雙重連接時，允許減小 PEN截面，但不得小于4mm2另外，TN-c系統(tǒng)中，PEN線是嚴禁斷開的，若裝設接地故障保 護電器，只能斷開相線，即只能裝設三級/單極開關，而線路的相- 零短路也轉(zhuǎn)為接地

13、故障，保護動作后，故障類型難以判斷。當發(fā)生相 零短路或中性線電位偏移引起的路燈外露導電部分電位升高，有可能導致檢修人員間接觸電的危險，所以，國外有規(guī)范規(guī)定不允許在TN-c系統(tǒng)的供配電線路上設置接地故障電流保護。低壓配電設計規(guī)范中要求漏電保護器檢測元件應安裝在PE線與N線分開處，對于道路照明顯然無法做到。所以，筆者認為可以 按下面的經(jīng)驗公式，計算出由過電流保護兼作接地故障保護時， 線路 的允許長度LmaxSph 故障回路電纜或?qū)Ь€的相線截面mm2 ;m 故障回路電纜或?qū)Ь€相線截面與 PENS1截面之比；Ia 自動切斷故障回路保護的動作電流A。故障回路斷路器過電流保護整定值乘以；微型斷路器取脫扣器

14、瞬時動作保護整定 值；塑殼斷路器取短延時動作保護整定值。p 導體電阻率 Q mm2/m ;Up 系統(tǒng)對地標稱電壓，取 230V。對于在Imax范圍以內(nèi)的照明線路，可采用 TN- c接地系統(tǒng)，不 設漏電保護。城市道路照明通常線路較長，建議均采用TN-S系統(tǒng)；工礦企業(yè)道路照明線路長度超過Imax時，接地采用TN- S系統(tǒng)，其 保護要求如前所述，應注意的是：若線路在爆炸危險1區(qū)或火災危險 10區(qū)內(nèi)，則只能采用TN- S系統(tǒng)，設置I AN=300mA勺漏電保護；而 住宅小區(qū)、商場、賓館等民用建筑的道路照明，線路相對較短，且可 以通過適當增大線路截面提高單相接地故障電流值，通常能滿足過電流保護兼作接地故

15、障保護的要求，但考慮到這類照明安裝高度較低， 運行時疏于維護管理，因此建議采用 TN- S系統(tǒng)，設置IAN=300mA 的漏電保護。需要強調(diào)的是：接地故障保護通過保護電器自動切斷故障回路而 達到保護要求，除保護電器本身的質(zhì)量外，設計、施工和維護管理工 作中的任一差錯都可能導致保護失敗， 漏電保護器動作靈敏，但也有 誤動、拒動和失效的可能，所以這類保護并不是一項可靠的電氣安全 措施，且不能防止外部危險電壓的竄入。當?shù)缆氛彰鞒鼍€中有低壓架 空電源線路時，在TNk S系統(tǒng)的相線、零線和TNk c系統(tǒng)的相線上還 應裝設避雷器。因此，各種安全措施應結(jié)合使用，相輔相成，以獲得 最大安全效果。三、控制系統(tǒng)路燈控制主要采用光電控制和石英鐘、 時間開關控制，前者有誤 動的可能，后者隨季節(jié)需進行時間調(diào)整。新型的控制繼電器 也稱為 邏輯模塊 通過合理地設計梯形和功能圖，可以滿足道路照明的控制 要求，其輸入端有開關量和模擬量，輸出回路 4-12個，既可以根據(jù) 光電信號對4-12個三相/單相路燈回路通過接觸器進行控制，也可 以根據(jù)其內(nèi)部的時鐘和4個定時器對輸出回路分別控制，運行方式極 為靈活。這種控制繼電器抗干擾能力強，體積與三極微型斷路器相近， 可在配電箱內(nèi)安裝，外部接線