浅谈市政道路照明设计的重点及难点

寇润生

摘要：随着城市化进程的不断加快，市政道路的建设规模不断扩大，城市电能消耗不断增长，电力资源短缺也日趋严重。因此，在市政道路照明设计中，不仅要从照明配电系统设计入手，还需从绿色、环保、节能的角度进行设计。本文结合自己的工作实践，阐述了市政道路照明设计要求及相关内容，在此基础上，深入分析了市政道路照明设计的重点及难点。

关键词：市政道路;照明设计;重点及难点

1市政道路照明设计概述

按照《城市道路照明设计标准》CJJ45-2015规定，将城市道路分为快速路与主干道、次干道、支路三级，并对路面的照度、亮度、眩光限制阈值等照明指标作出一定的要求。为了满足不同道路的需要，在照明光源选择时，设计人员宜选用LED路灯、高压钠灯或金属卤化灯。同时，应结合道路的实际情况选择布灯方式，并控制好灯杆间距和高度。对于交叉路口、拐弯处，其照明设计的重点是提供良好的诱导照明，尤其是对于复杂的路段，需要增强照明照度。

2道路照明配电系统设计

2.1配电系统的供电方式

根据《城市道路照明设计标准》规定：道路照明配电系统的接地形式应采用TT系统或TN-S系统。如果选用TN-S系统，应采用三相间隔的接线方式，这种方式具有一定的线性，并且负荷较为分散，故在运行时，将会产生不平衡的电流，但如果能将负荷均匀接入三相线路上，也能做到三相负荷平衡，以免发生电击危险。然而，在TN-S系统运行过程中，仍存在一些问题及不足：（1）道路照明供电线路较长，工程设计供电半径高达900m，若线路末端短路，由于短路电流较小，将难以起动短路保护。故在道路照明设计中，应合理地配置灯具的熔断器，同时要对末端短路的电流进行校核。另外，按《低压配电设计规范》GB50054要求，控制接地故障回路的切断时间，一般在5s以内。（2）道路照明设施暴露在室外，且负载分散，因此难以满足电位联结要求，一旦发生接地故障，将会引发电击危险。在道路照明设计中，接地体应采用基础钢筋或增打接地极，重复接地电阻小于10Ω，并利用配电干线电缆的PE线与各灯杆接地体相连，以形成等电位网络，确保接地系统电阻小于4Ω。

2.2配电系统的短路保护

在道路照明设计中，设计难点是如何加强配电系统的短路保护。需要设置灯具保护和配电系统干线保护两个措施。灯具短路保护可采用熔断器保护，短路电流和熔体额定电流的比值在几十以上，熔体熔断时间一般在0.01s内，且通过这个动作时间达到与干线短路保护的级间配合。而在配电系统干线保护选择时，选择断路器的保护形式，断路器的参数主要与线路的电流Ic相关。Ic与Iset1的计算关系为：Iset1≥1.1Ic。因此，为了切断故障电流，《低压配电设计规范》对断路器的规定如下：为了满足切断故障电流的灵敏度要求，低压断路器的过电流应小于短路电流的1.3倍。

2.3末端电压损失计算

由于道路照明配电线路较长，且零序阻抗显得较大，从而增加了道路照明的末端电压损失。根据《城市道路照明设计标准》规定：正常运行情况下，应使照明灯具端电压保持在额定电压的90%～105%。故要加强末端电压控制，以确保路灯的正常运行。在末端电压的损失计算中，一般采用负荷矩法或电流矩法。（1）式中：P为负荷的有功功率，kW;L为负荷至电源的线长，km;S为导线截面，mm2;C为线路系数。应结合电压和导线材料进行选择，三相铜芯电缆一般取77。道路照明电缆一般选用铜介质，其线路电压损失采用负荷矩法计算，通过不同负荷的有功功率和与配电箱的距离计算得出。另外，对于不同的电缆截面，其电压损失也不同，电缆截面越大，其电压损失就越小。

3道路照明节能设计

3.1路灯规划

路灯规划应结合实际道路状况、城市规划和道路规划等要素进行选择路灯光源和供电方式，确保路灯使用性能的稳定性。同时在路灯规划中应确保与城市规划的协调与统一。此外，在道路照明设计中，要满足城市未来发展的需求。

3.2 光源的选择

照明光源具有如下选择：①高压钠灯具有光效高、寿命长、透雾性强、维护方便等特性。道路照明对显色性要求不高，故高压钠灯在城市道路照明中得到了广泛的应用;②金属卤化灯的发光是利用金属的电化学反应进行发光。其具有光照效率高、显色性能较好等特征，适用于照明光源、景观照明观赏性要求较高的城市街道、广场等地方;③LED灯作为一种新型照明光源，是一种无辐射、紫外线，发光性强的绿色光源，在城市照明、景观照明等设计中使用较多。这种灯具虽比高压钠灯及金属卤化物灯的价格稍高，但具有较好的节能效果，一般来说，其节能效果在50%以上，实现了城市照明节能，故受到人们的追捧。但LED灯也存在散热、光衰等性能问题。

3.3路灯的选择

主要内容：①灯杆布置方式。一般选用单侧和双侧两种布设形式。支路一般采用单侧的布设形式;路幅较宽、等级较高的道路可选用双侧的布设形式;②高度设计。灯杆高度一般控制6～12m。主干道与快速路的灯杆，应结合道路实际情况进行设置，其高度要满足规范要求;③灯具选择。宜选择LED灯具，其效率不得低于70%，功率因数应大于0.9，并满足规范规定照明功率密度限值。

4道路照明设计中需注意的事项

如果选用传统高压钠灯，选择性广泛，且初期投资费用较低。如果选用风力发电LED路灯和太阳能LED路灯，初期投入费用较大，且产品质量存在较大的差异，但节能效果较好，因此在设计中需结合实际情况进行选择。灯具安装高度越低，仰角就越大，这样才能保证道路范围内的照明。如果增大灯具仰角，就会降低相应路面亮度，且弯道将会产生眩光，影响行车安全;如果选择过高的灯杆安装灯具，虽然可以增大均匀度，但会降低亮度值，且需要考虑灯杆防雷。因此，要合理地选择灯杆高度，以满足不同的道路照明设计。道路照明设计的功率密度值要满足强制性条文要求，同时参考相关的灯具资料，在平均亮度产生系数上要严格取值。

5结束语

随着城市道路发展，城市照明设施得到快速增长，城市照明用电量迅速上升，道路照明已成为城市能源的消费“大户”。因此应不断优化市政道路照明设计，不仅要合理选择道路照明配电系统，还要实现道路照明设计的节能目标，以创造出绿色、环保、节能的城市环境。

参考文献：

[1]李有库，王辉.市政道路照明设计及节能对策分析[J].工程技术研究，2018，（05）：123—125.

[2]许向军，田梓成.浅谈城市道路照明設计[J].建筑设计管理，2017（08）：127—129.