市政道路照明设计方法

市政道路照明设计方法

赖龙城 ,陈新东

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司，武汉市 430023）

摘要：本文以某城市道路为例，阐述城市市政道路照明的设计步骤及方法。根据道路等级、平面及横断面等因素，结合《城市道路设计照明标准》，介绍了在道路照明设计中的照度、灯具功率、灯杆高度、灯杆杆距、供电方式、电缆选择与敷设、防雷接地设计及节能设计等内容。

关键词：道路照明 灯具 灯杆 供配电

1 工程概况

示例道路位于某城区内，等级为城市次干路，长约1000m。道路红线宽30m，双向四车道，车行道宽14m，路面为沥青路面。

图 1道路标准横断面图

2照度及功率密度

根据道路等级、车道数等确定照度及功率密度，其中功率密度为强条应更为注意。

表 1机动车道照明标准值

示例沥青道路位于城区内，取照度高档值，确定照度为20lx，功率密度不高于0.8。

3路灯选型与布置

3.1光源选择

LED路灯LED光源在道路照明中与传统高压钠灯相比，具有长寿、环保、节能等优势，逐渐成为当下道路照明设计最常用的光源。

本例道路照明采用LED光源，为确保舒适度，采用暖色光光源，色温在2750K~3500K之间。

3.2 LED灯具技术要求

LED灯具的材料、结构、防护等级、仰角、接口和寿命应满足规范要求，在设计文件中应说明，本文不再赘述。

此外，还应注意其纵向配光、横向配光与传统灯具截光型、半截光型灯具的区别。

3.3 计算光源功率

通过照度和功率密度可以计算照明灯具的功率。

平均照度计算公式：Eav=

功率密度计算公式：LPD=

φ:光源总光通量，U:利用系数，

K1:维护系数，W:道路宽度，

S:路灯安装间距，N:排列方式，

P:路灯功率，K2:功率系数值

机动车道侧光源功率选择120W，平均照度为24lx，功率密度为0.571；

非机动车道侧光源功率选择40W，照度为16lx，满足规范要求。

3.4 路灯灯杆

灯杆高度一般按大于0.357倍的有效路宽取值，市面灯杆高度基本能满足要求。灯臂应小于1/4的杆高。

本例选择单杆双臂路灯，机动车道侧灯高10m，灯臂2m；非机动车道侧灯高8m，灯臂1.5m。

灯杆材质及做法应满足相关国家规范标准，在设计文件中应说明，本文亦不再赘述。

3.5 路灯灯杆布置

常规照明灯具的布置方式可以分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种方式。

本例选择双侧对称布置方式布置路灯。既能满足照度要求，也能保证较好的均匀度。

图 2 道路照明标准横断面图

4照明供配电设计

4.1供电电源：

道路照明负荷等级为三级负荷,采用路灯专用箱式变压器（以下称箱变）供电，由当地电网引接一路10kV线路。本例设置1台100kVA箱变作为路灯电源。

箱变低压侧装设供电部门认可的电能计量装置。

4.2电缆选型及供电回路

除满足载流量外，为确保断路器能够在线路故障时进行动作，还应对单相接地短路故障和回路末端压降小于10%的规范要求进行校核，对路灯控制柜低压出线断路器进行合理整定，从而选择合适的电缆截面。

本例电缆选用YJV-0.6/1kV,5x35mm2电力电缆，出线断路器额定电流根据回路荷载选择20A，B曲线。供电回路电缆最长不超过800m。

路灯灯具配线采用三相跳接,以满足三相负荷平衡及负荷力矩平衡的要求。

4.3电缆敷设

路灯电缆在人行道内穿φ110PVC管敷设，覆土0.5m；穿越车行道时，改穿SC100镀锌钢管保护，覆土0.7m，钢管二端设穿线手井，并预留一根备用。距机动车道路沿石0.6米，以避开绿化带内树根。

路灯电缆在电缆保护管中不得有电缆接头。

4.4路灯控制

路灯专用智能控制器设于路灯控制箱内，具有时控和手动两种控制方式，并预留远期无线遥控接口。

5防雷接地

本工程采用TN-S接地系统,工作接地、保护接地、防雷接地共用一组接地系统,系统接地电阻不大于4欧。

在箱变周围设人工接地体，垂直接地体采用L50x50x5mm镀锌角钢，L=2.5米，间距5米，水平接地体采用-50x5热镀锌扁钢，若接地电阻不满足要求 ,应增加人工接体数量，以达到要求为止。

变压器中性点应与人工接地体可靠连接；箱变、路灯控制柜金属外壳及金属护栏等金属构件应与均人工接地体可靠连接。

利用路灯电缆中的一芯做专用接地干线,所有灯杆及灯具金属外壳均应与PE线可靠连接,且需作重复接地,路灯灯杆重复接地电阻不大于10欧。

箱变10kV铠装进线电缆金属外皮,电缆保护管均应可靠接地。在箱变的高、低压侧均装设避雷器，在路灯控制柜进线端亦设置电涌保护器。

箱变、控制柜(箱、屏)可开启的门,采用截面积不小于4mm2的裸铜软线与接地的金属框架可靠连接。

6节能设计

调光型LED灯的功率因数不小于0.95。

在后半夜关闭人行道侧路灯,车行道路灯降低40%的光输出，此时驱动电源效率不低于75% ,功率因数不小于0.85。

在满足灯具光强分布和眩光限制要求的前提下,照明灯具效率不得低于70%，泛光灯效率不得低于65%。

7结语

以上介绍了当下城市道路照明设计的主要内容及步骤。当下，灯源、灯杆、系统控制正在不断革新，LED灯源正不断替代传统高压钠灯，单灯控制逐步成为设计新风向，智慧路灯慢慢在城市崭露头角。设计人员需紧跟当下潮流，不断完善、创新照明设计，满足城市道路照明规划和道路景观、人文风尚的需求。

参考文献

[1] 中国机械工业联合会.GB 50052-2009供配电设计规范[S].北京：中国计划出版社，2010.

[2] 中国机械工业联合会.GB 50054-2011低压配电设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012.

[3] 中国建筑科学研究院.CJJ 45-2015城市道路照明设计标[S].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[4] 中国建筑科学研究院.GB/T 31832-2015 LED城市道路照明应用技术要求[S].北京：中国标准出版社，2015

[5] 中国航空规划设计研究总院有限公司. 工业与民用供配电设计手册［M］.4版.北京：中国电力出版社，2016.