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    路灯的布置方式及供电控制要求

     

    在《城市道路照明设计标准CJJ 45-2015》于2016年6月1日正式实施以前,原《城市道路照明设计标准CJJ 45-2006》已实施了近十年,对于路灯的供电及控制已经形成了一种固定的模式,即采用三相断路器进行控制,但CJJ 45-2015实施后,因为CJJ 45-2015中的第6.1.5条并不是强制性条文,因此依然沿用了三相断路器控制的方法,但是有些审图机构或城市道路照明控制中心为了整个城市的同一标准要求按照CJJ 45-2015中的第6.1.5条的要求进行单相控制,为此,笔者“就是不要脸的彬尚寒声”小试牛刀,进行了一个三相控制和单相控制的布置及控制方式对比。

    下图是CJJ45-2006对路灯照明供电和控制的要求

    下图是CJJ45-2015的对路灯照明供电和控制的要求

     主要区别就在于第6。1。5条:道路照明配电系统应具有短路保护和过负荷保护,并应符合现行国家标准《低压配电设计规范》GB 50054的要求。各单相回路应单独进行控制和保护。每个灯具应设有单独保护 装置。

        对此,笔者进行了三相控制的布置及接线控制方案和单相控制的布置及接线控制方案的对比和解析,具体如下:

    一、单侧布置

        路灯单侧布置方式,主要用于幅宽度比较窄,对景观要求不是特别高的城市次干路及城市支路,一般用于路面宽度不大于12米的道路。照度均匀度比较低,另外一侧道路的照度和亮度都比较低,设计中应该经过详细计算后采用。

    下图是传统的按照CJJ45-2006对路灯照明三相供电和控制的单侧布置方案图

    图中箱变位于道路长度方向的中间位置,分别引出两个三相回路,WL1回路和WL2回路分别隔盏路灯进行交叉相序接线,WLm—A(或B或C)n,WL表示照明回路标识,m为回路编号,A(或B或C)为该三相回路中接某一盏具体路灯的相序,n为该三相回路该相序上接的第n盏路灯。由图中可以看到,图中灯具的布置为AABBCC,每个三相回路隔盏交叉接线,控制时实现前半夜所有灯具同时点亮,后半夜时关掉一个三相回路,则有一半灯具隔盏灭灯,实现了全夜灯与半夜灯的节能控制。三相不平衡的情况出现的概率很低,但是需要两根三相电缆,两回路穿线管。

    下图是传统的按照CJJ45-2015对路灯照明单相供电和控制的单侧布置方案图

    图中箱变位于道路长度方向的中间位置,分别引出三个单相回路,WL1回路为A相、WL2回路B相、WL3回路C相,分别隔盏路灯进行交叉相序接线,WLm—A(或B或C)n,WL表示照明回路标识,m为回路编号,A(或B或C)为该单相回路的相序,n为该回路相序上接的第n盏路灯。由图中可以看到,图中灯具的布置为ABACABAC,每个单相回路隔盏交叉接线,控制时实现前半夜所有灯具同时点亮,后半夜时关掉WL1(A相)回路,则WL2(B相)和WL3(C相)回路正常供电,或者同时关掉WL2(B相)和WL3(C相)回路,则WL1(A相)回路正常供电,有一半灯具隔盏灭灯,实现了全夜灯与半夜灯的节能控制。三相不平程度很高,但是可以合用一根5芯电缆,其中N线和PE线三个回路共用,需要一回路穿线管。

    二、双侧交错布置

       路灯双侧交错布置方式,主要用于道路幅宽度比较窄对景观要求不是特别高的城市次干路及城市支路,一般用于路面宽度大于12米而不大于24米的道路照度均匀度最高,道路的照度和亮度都比较均匀,但是对于一些需要悬挂彩旗或者装饰的道路,交错布置时对景观影响较大,设计中应该经过详细计算后,结合具体情况综合考量后采用。

    下图是按照CJJ45-2006对路灯照明三相供电和控制的双侧交错布置方案图

    图中箱变位于道路长度方向的中间位置,分别引出两个三相回路,WL1回路对道路一侧路灯进行供电,WL2回路对道路另外一侧的路灯进行供电,路灯接线时各回路分别隔盏路灯进行交叉相序接线,WLm—A(或B或C)n,WL表示照明回路标识,m为回路编号,A(或B或C)为该三相回路中接某一盏具体路灯的相序,n为该三相回路该相序上接的第n盏路灯。由图中可以看到,图中每一侧灯具的布置接线均为ABCABC,每个三相回路隔盏交叉接线,控制时实现前半夜所有灯具同时点亮,后半夜时关掉一个三相回路,则有道路一侧的所有灯具灭灯,成为单侧布置方式,实现了全夜灯与半夜灯的节能控制。三相不平衡的情况出现的概率很低,两侧各需要一根三相电缆,一回路穿线管。

    图中箱变位于道路长度方向的三分之一位置,分别引出六个单相回路,WL1回路为A相、WL2回路为B相、WL3回路为C相、WL4回路为B相、WL5回路为C相、WL6回路为A相,WL1、WL4回路分别隔盏路灯进行交叉相序接线为道路三分之一长度两侧的路灯进行供电,WL2、WL5回路分别隔盏路灯进行交叉相序接线为道路三分之二长度一侧的路灯供电,WL3、WL6回路分别隔盏路灯进行交叉相序接线为道路三分之二长度另外一侧的路灯供电,WLm—A(或B或C)n,WL表示照明回路标识,m为回路编号,A(或B或C)为该单相回路的相序,n为该回路相序上接的第n盏路灯。由图中可以看到,图中道路一侧灯具的布置为ABABBCBC,另外一侧的布置为BABAACAC,每个单相回路隔盏交叉接线,控制时实现前半夜所有灯具同时点亮,后半夜时道路一侧关掉WL1(A相)回路、WL2(B相),另外一侧关掉WL3(C相)回路,则WL4(B相)回路、WL5(C相)和WL6(A相)正常供电,或者相反,道路两侧均有一半路灯灭灯,点亮的路灯变成双侧交错布置,实现了全夜灯与半夜灯的节能控制,这种控制方式又称为“品字型灭灯三相不平衡的情况出现的概率很低,道路一共需要三段合用的5芯电缆,其中N线和PE线回路共用,道路每侧需要一回路穿线管。

    四、道路照明平均照度计算

        道路照明平均照度的计算公式:Eav=N。Φ。U。K/S。W
     其中:
    Eav:平均照度
    Φ光源光通量LM
    N:路灯排列方式系数(路灯为双侧对称布置时取N=2,单侧布置和双侧交错布置时取N=1)
    U:利用系数(与灯具配光和安装条件仰角、杆高与路面有效宽度的比例有关)
    K:为维护系数(与光源光衰、灯具IP和环境清洁程度有关,一般不低于0.65)
    S:路灯安装间距
    W:道路宽度
    Φ、U、K的数据都是根据所选择的灯具和光源的类型得到的。

    五、道路照明功率密度计算

    道路照明常规路段的功率密度LPD=N.(PL+PB)/S.W=Nx1.1xPL/S。W

     其中:
    LPD:照明功率密度W/m2
    N:路灯排列方式系数(路灯为双侧对称布置时取N=2,单侧布置和双侧交错布置时取N=1)
    PL:路灯光源的功率W
    PB:路灯镇流器或启动器的功率,一般为光源功率的10%
    S:路灯安装间距
    W:道路宽度
    PL、PB的数据都是根据所选择的灯具和光源的类型得到的。

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