城市道路照明的配电设计系统探讨

肖继东

摘 要：城市道路照明作为城市一项重要的基建项目，美化城市夜景的同时，是夜景城市居民活动的重要保障。而城市道路照明有赖于供配电设计，优化供配电设计，不仅能够有效提升城市道路照明系统整体效能，而且能够提高城市道路照明供配电的安全稳定性，延长其使用寿命。基于此，本文对城市道路照明配电设计系统进行探究，旨在优化城市道路照片配电设计系统，为提升城市道路照明效能，完善城市基建项目提供理论依据。

关键词：城市;道路照明;配电;设计系统

引言

随着城市经济的不断发展，城市建设规模日渐扩大，与之配套的城市基建项目也得到了明显发展，道路照明膝作为城市基建项目的重要组成部分，不仅对城市整体发展及城市居民生活质量具有重要影响，而且起到美化、改善城市环境的重要作用。而供配电系统作为城市道路照明的核心内容，立足城市发展实际，结合城市道路照明相关要求，准确把握供配电系统设计，为城市道路照明提供安全运行保障。

1 导线截面选择设计

供电距离远、配电线路载流量不足是城市道路照明配电系统最大的特点。设计过程中，要依据实际导体载流量，选择符合相关标准的导体截面。但由于长距离供电，存在较大的线路压降，很难满足相关规范要求。为此，实际设计过程中，一方面要关注导线截面，还应关注线路压降。国内的道路照明配电设备多为单相路灯，负荷配电多以单相负荷配电为主。线路电压损耗与导体截面、电路电流成线性关系，与设备功率成反比，加大配电导线截面，能够延长供电线路长度，为此，在城市道路照明配电线设计时，应适时的增加配电导线截面，降低电路电阻，减小线路压降。与此同时，通过电缆截面的增加，能够为每个灯预留扩容空间，更为重要的是路压减少，有效的降低线路损耗，增加系统稳定性，但增加线缆截面的同时，势必增加工程量，提高工程造价。为此，在实际设计过程中，应综合考虑，兼顾工程造价，选择适宜的供电线路截面。

2 选择专用的变压器容量

根据国内城市道路照明设计相关要求，道路照明应选择专用的变压器供电。另外，为了方便检修，变压器、配电箱的位置应临近照明负荷中心。与此同时，为了有效的增加接地故障保护的敏感性。结线组别为Dyn11的三相配电变压器是最佳选择，并选择最佳经济的变压器运行区，一般而言变压器的平均负载率65%-75%，根据道路照明变压器容量公式， 无偿补偿提高缩小了变压器计算容量，为此，在道路照明系统设计时，应提高无偿补偿功率，至少保持在0.95以上。

3 保护电路的选择设计

根据国家相关标准要求，道路照明配电系统应配备相应的保护电路，包括短路保护和过负荷保护。常见的道路照明负荷多采用单相负荷，为此在选择线路保护时，应在配电配电箱处设置三相断路器，并在灯具末端设置单相断路器或熔断器保护，一旦发生故障，可防止发生事故死故障范围扩大，保证供电的安全性及可靠性。与此同时，道路照明配电系统应设置可供选择的上下级保护电器，而且二者之间能相互配合、相互协调， 要求在线路存在故障时，能夠启动最近的线路保护系统，迅速切断故障线路，将故障范围降低到最小，城市道路照明系统，常选择低压断路器（配电线路保护）或熔断器（末端灯具内线路保护）。

4 剩余电流动作保护器选择设计

城市道路照明线路较长，整个回路配备多套灯具，不仅电容大，而且照明负荷相对分散，在相对小的线路截面情况下，存在线路电流泄露及灯具电流泄露等情况，单纯的采，用剩余电流保护器，容易出现保护，影响正常线路。为此，在进行剩余电流动作保护时，应根据实际道路照明情况，选择不同型号、类型的剩余电流保护器。另外，应根据剩余电流保护作用及对象级别，选择二级漏电保护，其中一级安装在变压器低压侧电源出口，用于发生故障时，配电主干线路的切断，保护主干线，一旦发生故障，接地电弧引发火灾，一般性动作保护器即可发挥作用，起到防护作用，而剩余电流保护器，不仅灵敏度高，而且价格便宜，方便安装，能够对接地电弧火灾事故及时做出反应，常见的一级剩余电流动作保护范围300-500 mA，响应时间0.05-0.15s。二级剩余保护安装于变压器分支线出线处，用于切断变压器分支处接地线路故障，一旦发生故障，能够发挥电源切断的作用，防止各类安全事故的发生，二级剩余电流保护动作电流30mA，响应时间0.04s，当照明设备故障时，切断此回路上所有照明装置电源，能够起到有效的保护作用。在实际设计过程中，一个照明回路应避免设置较多的照明设备，相邻照明灯之间最好采用不同照明回路供电的接线方式，不仅便于后期的管理，而且能够防止在一个供电回路出现问题时，影响其他回路工作。

城市道路照明配电系统中，单相路灯用电设备居多，多采用二极或四极开关的剩余电流保护器，发生动作时，相线和N线可一起切断。不仅灵敏度高，大大提升了道路照明配电系统的安全水平，TN系统中，剩余电流保护器所保护的泄露电流应小于等于其动作电流 I△n的 30% ，以此防止各类失误的发生。

5 接地形式

根据城市道路照明工程的相关要求，照明配电系统采用TN-S接地方式，中性线、保护线分开走，变压器中性线、开始端保护线连接，保护线、路灯钢杆共同接地，在线路分叉、末端等适宜位置，需重复接地。实际的道路照明配电系统中，一般采用TN系统接零、接地保护，保护线和灯杆、配电箱等金属设备连接成网，确保任何一点接地电阻小于等于4欧姆。而在实际的照明配电施工过程中，由于操作空间狭窄，接地体数量设置不足，很难满足接地电阻小于等于4欧姆。为此，有研究提出，采用折中方法，TN-S接地系统中，应用镀锌扁钢既做保护线，又做接地体，与灯管线同时铺设，能将接地电阻降到4欧姆以内;在TN-S接地系统中，存在故障电压顺着保护线传导至设备外壳问题，因此可将每盏灯重复接地，有效的控制故障范围。

6 道路照明的控制

道路照明常采用手动或时钟控制，天气、人为因素等各方面原因，都容易造成照明控制偏差，存在照度不足，路灯未点亮等情况。为此，有研究提出，应结合所在城市地域环境、气候特点等情况，采用自然光控制路灯，并采用现代信息技术，准确控制路灯，在路灯施工设计初，应制定多种控制方式，包括片区控制、回路控制、单灯控制等，有效降低控灯偏差;另外，为响应国家的绿色环保理念，可采用前半夜全程路灯开启方式，后半夜隔灯开启模式，有效降低能耗;更为重要的是，道路照明控灯应符合城市道路照明设计标准。

7 小结

城市道路照明作为城市建设的重要项目，是城市夜间居民活动的守护者，优化城市道路配电系统，提升城市道路照明系统整体效能的同时，提高城市道路照明供配电的安全稳定，降低城市道路供配电故障的发生。本文根据国家规范、标注，并参考相关文献资料，探究城市道路照明供配电系统设计，为提升城市道路照明效能提供理论依据。

参考文献：

[1]《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019

[2]《建筑照明设计标准》GB50034-2013

[3]《城市道路照明设计标准》CJJ 45-2015

[4]《低压配电设计规范》GB50054-2011

[5]《电力工程电缆设计标准》GB50217-2018

[6]《城市道路照明设计标准》CJJ 45-2015

[7]王罡. 关于城市道路照明供配电设计的探索[J]. 军民两用技术与产品， 2016， 000（002）：110.

[8]姚勇， 温俊峰. 城市道路照明配电设计若干问题的探讨[J]. 科技资讯， 2010（02）：127.