浅议照明线路电压损失与计算

瞿永中

（合肥市规划设计研究院，安徽 合肥 230009）

电压损失指的是线路起始端电压与末端电压的差值，它与配电线路的长度、截面、输送功率大小等因素有关，为了使照明灯具端电压偏移符合要求，就要控制电压损失。照明器具的端电压不宜过高和过低，电压过高，会缩短光源寿命；电压过低，又会使光通量下降、照度降低，下表是《照明设计手册》第三版中各种光源光通量与电压范围之间的关系。从表1中可以看出电压损失对照明质量有重大影响，若采用金卤灯照明，当端电压为额定电压的90%，则该金卤灯的实际光通量仅为原光通量的72%，大大降低了发光效率；对于气体放电灯，若端电压低于额定电压的90%甚至不能正常工作。

表1 电压在100%～90%额定电压范围内每下降1%时光通量降低的百分数（%）

1 规范对照明灯具端电压的要求

《供配电系统设计规范》GB50052-2009第5.0.4条：在一般工作场所为±5%额定电压；对于远离变电所的小面积工作场所，难以满足上述要求时，可为+5%，-10%额定电压；应急照明、道路照明和警卫照明等为+5%，-10%额定电压。

《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019第3.4.3条：室内场所为±5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5%、-10%；应急照明、景观照明、道路照明和警卫照明等为+5%、-10%。

《建筑照明设计标准》GB50034-2013第7.1.4条：1）一般工作场所不宜低于其额定电压的95%；2）当远离变电所的小面积一般工作场所难以满足第1款要求时，可为90%；3）应急照明和用安全特低电压（SELV）供电的照明不宜低于其额定电压的90%。

《城市道路照明设计标准》CJJ45-2015第6.1.3条正常运行条件下，照明灯具端电压应为额定电压的90%～105%。

2 电流矩法计算电压损失原理

照明线路电压损失与线路的敷设方式、导线材料、导线截面积和线路功率因数等许多条件有关。如果每一个细节都考虑，计算十分繁杂，而工程设计中并不需要精确计算，在《照明设计手册》第三版在表4-12中对各种电压损失公式进行了总结。分为：三相平衡负荷线路、接于线电压的单相负荷线路、接于相电压的两相—N线平衡负荷线路、接于相电压的单相负荷线路，这些公式有复杂的计算方法（需要计算电缆的单位长度的电阻与感抗），也有简化了其计算公式，其中电流矩与负荷矩的计算方法最为简单易懂，但在照明设计中，电流矩使用起来比较方便，手册又附录有相应的电流矩表格。

电流矩指的是电缆电线在通过1A电流，长度为1km时损失的电压百分数，常用的各种电线及电缆在不同敷设方式下的电流矩不完全相同，工程设计中可以查阅《照明设计手册》第三版表4-14、表4-15、表4-16及《建筑电气常用数据》的相关内容，查阅到常见的电流矩大小。

常用的两类电流矩计算电压损失方法如下：

三相平衡负荷线路：Δu% =ΔuaIl

接于相电压的单相平衡负荷线路：Δu% =2ΔuaIl

其中Δu%：线路电压损失百分数，I负荷计算电流A，l线路长度km，Δua三相线路每1A.km的电压损失百分数，%/A.km。

3 建筑室内照明电压损失计算

建筑室内照明的特点是：配电回路较多，一般采用单相供电，正常照明单相分支回路的电流不大于16A，所接光源或发光二极管灯具数不大于25个，连接建筑装饰性组合灯具时，回路电流不宜大于25A，光源数不超过60个，连接高强度气体放电灯的单相分支回路的电流不大于25A。光源一般选择荧光灯或LED灯，功率因数补偿后均大于0.9，导线选用铜芯，截面积2.5mm2，敷设方式是穿管暗敷设。

例如：若某单相照明回路电流为16A，导线采用BV-（3x2.5）穿管暗敷设，线路长度50m，则回路电压损失计算方式如下：

查《照明设计手册》第三版表4-16得（功率因数 按 0.9）Δ ua= 3.455%/A.km。则 Δu% =2x3.455%x16x0.05=5.528%＞5%。

计算结果大于5%，可以通过减少所带灯具盏数或减小线路长度。

但在实际工程中一般照明回路负荷不超过2KW，计算电流不超过10A，导线选择2.5mm2穿管敷设，若最大压降损失按5%计算，则最大供电半径为：

l=Δu%/2ΔuaI=5/（3.455x10） =0.072km=72m

由于导线长度与断路器的灵敏度要保持一定的配合关系，设计中的照明回路长度一般控制在50米左右，当室内照明回路长度小于70m时，可以不进行电压损失校验，有了这样的经验数据，可以加快我们平时电气设计速度。

4 道路照明电压损失计算

市政道路照明的特点是：照明控制箱供电半径往往比较大，所带灯具比较多，单灯光源的功率又很高，一般采用三相树干式供电，在工程中若不校验电压损失，选用截面较小的电缆，可能使整个回路无法工作。而逐段计算线路压降比较繁琐，在实际工程中不适用，若假设将所有的照明负荷为集中负荷，线路长度取路灯线路长度的一半，这时候可以利用三相平衡负荷线路电流矩法计算电压损失，校验电压损失。

例如：某道路照明回路长度750m，带26盏NG400+NG250双挑高压钠灯，导线穿管选用YJV-1KV- （5x10）PE50，则回路电压损失计算方法如下：

首先计算回路电流I=26x650x1.1/（1.732x380x0.9）=31.38A，其中功率因数取0.9，灯具附件功耗取10%。然后查《照明设计手册》第三版表4-15得Δ ua= 0.909%/A.km。 则 电 压 损 失 Δu% =0.909%x31.38x0.75/2=10.69% ＞10%。不满足规范要求。

计算结果大于10%，这个时候往往采取增大电缆截面的办法减少电压损失，并且要综合考虑电缆长度与断路器灵敏度之间的配合，电缆往往放大一级还不够，需要放大两级。

5 结语

电压损失校验是照明工程中必不可少的环节，它对电缆截面及供电半径设计方案选择都会产生重大影响，而选择较复杂的方法计算往往很费时间，在工程设计中并不可取。