浅谈室外照明电气设计的特点和规范

富洛洛

摘要：依据国家的设计规范，参照平时设计采用的方法，简要介绍了室外照明工程电气设计中的设计特点，供配电、导线选择计算，接地保护，照明控制。

　　室外照明工程设计，主要是住宅小区道路及附属景点，城市广场，风景区等场地照明设计。通常室外照明可分为基本照明的景观照明。
1 设计特点
　　(1)体现文明水平，增添城市吉庆祥和气氛。设计要从周围环境景致出发，体现场区风貌，体现城市形象。通常室外照明可分为基本照明和景观照明。
　　(2)基本照明一般是灯具在道路两侧对称分布、交错分布或道路单侧均匀分布，有诱导性的排列。采用道路灯时，灯高不小于4．5m，灯与灯间的排列距离在25—30m。采用庭院灯时，灯高不宜超过3．5m，灯与灯间的排列距离在15—25m。路灯照明光源通常采用高压钠灯，高压汞灯，白炽灯等。
　　(3)景点照明按实景配置，有选择的照明，灯光的设置应能表现建筑物或构筑物的特征。一般采用在建筑物自身或相邻建筑物上设置灯具，或将两者结合，也可将灯具置于地面绿化带，景观照明通常采用泛光灯。
　　(4)室外照明宜在值班室或变电室进行遥控。照明灯具控制，应考虑可分区灵活控制，灯具沿道路顺序排列，平时在夜晚24时前，应可以全部亮，24时至凌晨，可等距离间隔关掉部分灯光，留下部分灯具亮，景观照明可根据需要决定何时亮，何时不亮。
2 设计要点
　　2．1 供电和配电
　　(1)室外照明一般采用低压供电，确定配电柜的原则需考虑供电半径和电源到末端受电点所必需控制的电压降。《供配电系统设计规范》GB50052—98中，规定在正常运行情况下，道路照明末端处电压允许偏差为+5％，-10％。
　　(2)配电柜出线回路的多少取决于控制照明的组合方案，可同时开关的可由相同的一个或几个回路供电。设计时必须考虑相序配置，尽量做到三相平衡。
　　(3)配电箱供电出线截面一般不宜大于35mm2。以气体放电灯为主要负荷的照明供电线路，在三相四线配电系统中，中性线截面应按最大一相电流选择，不小于相线截面。
　　(4)道路照明常用敷线方法是采用地下直埋电缆。配电线路直埋散热好，载流能力高，且由于电缆各芯间的分布电容并联在线路上，可提高自然功率因数，同时不受气候影响，减少外力破坏，提高供电可靠性。
　　2．2导线截面选择的计算 室外照明电缆截面选择，应以计算电流和电压降二者指标综合确定。以计算电流确定导线允许载流量，基本确定导线截面；进行线路电压损失计算，可使线路在符合规划的前提下，线路具有一定的裕度，线路截面选择经济合理。
　　(1)按允许载流量选择导线截面时，照明负荷可按长期工作制负荷考虑，即IN=Kt•Ial>Ic式中 Ial—导线长期允许工作电流值，AIN—径校正后导线长期额定电流，AIC—计算电流，AKt—校正系数
　　(2)电压降计算可采用负荷矩计算方式，各公式计算结果，必须以最不利的亮化组合方式作为选择供电线路截面的依据。 不用线路电压损失计算方法：(终端负荷用负荷矩Kw．Km表示) ①两线线路(单相，两相无零线或直流线路) △U％≈6*△Up％*p*L ②三相四线和三相三线线路 △u％=△Up％*P*L ③两相带零线三线线路 △U≈2．25*△Up％*P*L 式中 △u％一电压损失百分值，％ △Up％——三相线路每一千瓦，公里的电压损失百分数，△u％kw．km P—有功负荷，Kw L—线路长度，Km 式中功率P取值： ①对于负荷沿途基本分布均匀的基本照明和负荷间有一定距离，但功率值较均匀的景观照明，可近似按三相平衡均匀负荷计算。如图 ②景观照明中负荷特别集中，可近似按三相平衡线路计算，如图 ③景观照明中，负荷有一定距离，且功率变化较大而不均匀，可采用负荷矩，一段一段组合计算。
　　
3 照明线路保护措施
　　(1)室外照明一般采用TN—S系统，在电源点与路灯间设专用保护线PE。从电源箱引出5芯电缆，在照明配电箱处将PE线做重复接地，接地电阻R≤10欧，PE线沿线路每组路灯杆与之连接，而每组灯杆也须做防雷接地，接地电阻R≤30欧。
　　(2)《低压配电设计规范》GB50054—95中对配电线路一般要求短路保护和过负荷保护。室外照明线路对过负荷保护不做要求，保护侧重于短路和接地故障保护。 ①路灯杆内装有断路器或熔断器，又接专用PE线，对杆内发生的短路和碰杆起保护作用。配电柜内断路器，计算和选型正确，对杆内电源引入处短路，碰杆均起保护作用。 ②接地故障保护，通过正确选择和整定线路保护电器，可缩短切断故障的时间；借接地和相邻设备外路可导电部分的等电位联结，可降低预期接触电压。 ③室外照明供电线路距离较长时，必须校验最远点短路电流。
　　
4 室外照明控制系统
　　道路照明控制，传统的控制方式采用光电控制和石英钟时间开关控制。新型的控制继电器既可以根据光电信号对路灯回路通过接触器进行控制，也可根据其内部的时钟和四个定时器对输出回路分别控制，运行方式灵活。若够条件，可采用由微处理器加传输总线组成的计算机网络进行控制。在每个配电柜内设置一台带微处理器的可编程控制器，用总线与中央计算机房相联。微处理器对每个供电回路排列组合控制编程，而中央计算机房可对每个配电柜内可编程控制器具有任意修改优先权。这样，就实现了中央和现场的两种控制组合。
　　综上所述，室外照明是一个系统工程，体现照明技术和文化艺术的完善结合，所涉及的内容广泛。设计中要严格遵循国家制定的设计规范，并将具体情况和节约投资统一考虑，作出最为合理的设计方案。

富洛洛

以下是一些常用光源的光效，平时如果只是估算，你可以将不同光源的光效*其功率，就能得到该光源大致的总光通量了：   
T8三基色荧光灯：75~93流明/w，一般T8 三基色36W光源的光效最高，其光通量为3350lm
T5荧光灯：96~104流明/w，一般T5 28W光源的光通量为：2900lm 节能灯：50~65流明/w，一般18W的节能灯其光通量为：1100~1200lm
陶瓷金卤灯：82~97流明/w，一般70W的陶瓷金卤灯光源的光通量为：6300lm左右，但是陶瓷金卤Par灯的光效大概是在65%左右，所以一般70W的陶瓷金卤Par灯光源的光通量为：4800lm。
石英金卤灯：65~85流明/w，一般100W的石英金卤灯光源的光通量为：8100lm左右 标准钠灯：85~130流明/w，一般100W的钠灯光源的光通量为：9100lm~9600lm     
以下是照度计算的一个简单公式，该计算一般有20%~30%的误差，不是很准的。如果要精确的计算还是需要用软件。
还有实践是检验真理的唯一标准，特别是灯具这一块，很多时候牌子不一定是品质，只有在使用过程中才能检测出其好坏。   
  平均照度计算公式之利用系数法  
  平均照度 = (光源光通量)×(CU)×(MF)÷ 照射区域面积  
  此平均照度计算公式适用于体育照明和室内照明的平均照度计算。  
  利用系数： 一般室内取0.4
  1. 灯具的照度分布  
  2. 灯具效率  
  3. 灯具在照射区域的相对位置  
  4. 被包围区域中的反射光  
  维护系数MF=(LLD)X(LDD)一般取0.7～0.8  
  Eav=平均照度  
  Ф=光通量  
  CU=利用系数  
  MK=维护系数  
  N=灯具数量  
  A=面积(m2)  
  举例：  
  室内照明，4×5 米房间，使用3×36W隔栅灯9 套

  平均照度 =光源总光通×CU×MF/面积  
  =(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5  
  =1080 Lux
（单根T8 36W荧光灯的光通量大概是2500lm）   结论：平均照度1000Lux以上