浅析市政道路照明电气设计

浅析市政道路照明电气设计

罗涛

摘要：市政道路照明系统是城市夜景的重要组成部分，与人们的夜间出行安全息息相关。本文介绍了市政道路照明系统的重要作用，然后针对市政道路照明电气设计的流程和主要内同做了详细的探讨。

关键词：市政道路 照明 电气设计 交通

1 前言

随着我国经济的快速发展和人民人民生活水平的不断提高，我国城市的建设标准也在日益提高，不仅要求规划设计合理，而且要求环境优美。市政道路的照明设施及其照明效果与城市的环境密切相关，它是夜间美化城市的主要组成部分。近年来市政道路照明电气设计获得了快速发展，不同的道路交通情况不同，环境不一样，视觉要求也不相同，所以照明电气设计也随之改变。城市道路可分为主干路、次干路，根据周边环境还可分为工业区道路、 商业区道路和住宅区道路，同一条路还可分为不同区段：直线段、弯道、立交桥、隧道、交叉路口等。在这些不同类型的道路中，照明所起的作用并不是完全相同。市政道路照明电气设计不但要满足驾驶员的夜间视觉要求，保证交通安全，还要创造良好的氛围与舒适性。笔者从照明电气设计的角度结合实际施工经验，对市政道路照明电气设计作一些粗浅的探讨。

2 市政道路照明的作用

2.1 在夜晚保证道路的交通功能

作为人流和各种车辆流动的载体，市政道路的照明电气设计不容忽视。人类的各种交通行为都是通过视觉对周围环境的正确认知所采取适当的行动。环境亮度过暗、或者过亮，都会导致视觉的识别能力下降，导致交通问题的接踵而来。最重要的就是交通安全，据有关调查结果显示，良好的夜间道路照明可以使交通事故发生率降低35%以上。市政道路照明还会影响道路的利用率，良好的照明可以使车流量增加15%，提高交通速度和交通引导性，从而提高道路的利用效率, 缓解拥堵等现象。

2.2 在夜间保障人身和财产的安全

最初，道路照明的目的是为了减少犯罪，研究结果显示，良好的市政道路照明系统可以使城市的犯罪率降低46%。犯罪和恐怖分子作案时通常都会选择无人察觉的黑暗环境。道路照明消除了犯罪分子的“保护伞”，提高行人的视觉距离。执法部门还可以根据潜在威胁辨别犯罪，阻止犯罪意图。在夜晚给居民和行人带来安全感，保证人身财产安全。

2.3 美化城市和提高环境的舒适度

道路和公共区域照明可以提升城市的品质，对美化城市的形象有重要作用。市政道路照明不仅能给城市居住者提供舒适的环境，还能吸引旅游者。良好的道路照明可以使人们消除夜晚驾车的孤独感，振奋人的精神，减轻疲劳感，是人们心底产生一种温暖，吸引人们停留。

3 市政道路照明电气设计的步骤和内容

在市政道路照明电气设计时，必须了解市政道路的基本状况，如路面宽度、中央隔离带宽度、非机动车及人行道宽度以及路面材料的反射系数等道路状况。只有先对市政道路的状况有了总体的认识，才能开始着手市政道路照明电气设计。市政道路照明电气设计遵循以下几个步骤：1）选择灯具并确定布灯方式；2）选择光源；3）基础及管线设计；4）设计控制系统；5）设计接地系统；6）设计配电系统。

3.1 选择灯具并确定布灯方式

按照光强分布，城市道路照明灯具可分为三类：截光型灯具、半截光型灯具及非截光型灯具。选择灯具通常是根据照明水平、眩光要求及配光特性等因素。眩光的评价一般以经验公式（照明眩光指标与额定眩光值之间的关系式）加以表示：Gr=（10-Gf）×10，其中Gr较低表示眩光控制比较好。

市政道路的布灯方式分为：双侧对称布灯、双侧交错布灯、单侧布灯、中央布灯、悬索布灯、丁字路口布灯、十字路口布灯等，布灯方式是根据道路类型来确定的。市政道路的布灯方式应符合下列要求：灯具的悬挑长度不宜超过安装高度1/4，灯具的仰角不宜超过15°，一般灯杆高度不宜超过15 米，高杆照明高度在20- 35m。中央隔离带的道路宜采用中央布置灯位方式，弯道处弯曲部分的外线应设置照明器。

比如，某市城市主干道为双向四车道，路幅宽度44米=人行道（7m）× 2 + 非机动车道（4.5m）× 2 + 绿化分隔带（2.5m）× 2 + 机动车道（16m）。根据《城市道路照明设计标准》中的规定，城市主干道光源宜选择截光型高压钠灯，灯杆高度应大于等于路面有效宽度的0。5倍（H≥0.5Weff），所以灯杆高度设计为10m；间距应小于等于灯杆高度的3倍（S≤3H），因此灯杆间距小于30m，可布置在两侧绿化带中；挑臂长度不宜超过灯杆高度的1/4，由此灯具的悬挑长度为2m左右；人行道侧光源可选用NG150W高压钠灯，车行道侧光源宜选用NG250W高压钠灯。

3.2光源的选择

高压汞灯的优点是光效率较高，耐震、耐热性能好，使用寿命长，省电，却有显色性差的缺点。适用于住宅小区、广场、车站等大面积场所的照明。

高压钠灯的光效较高、紫外辐射较小, 耐震性能强，寿命长,它最突出的优点是具有较强的透雾能力,适用于道路照明等较大空间照明，有时与高压汞灯混合使用。

低压钠灯通常用于能见度要求高、而显色性要求不高的高速公路和郊区公路。

金属卤化物灯显色性较好，但是发光效率不如高压汞灯、高压钠灯，适用于商业街、城市重要道路等显色性要求高的繁华街道和立交桥。

大功率LED路灯光效率高，视觉效果逼真，对环境无污染，是绿色环保节能照明的最佳选择。

高频无极灯适用于换灯困难且费用昂贵的场所以及对安全要求及高的重要场所。

城市道路照明应采用高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯等高强气体放电灯具。

3.3 基础及管线设计

路灯基础应根据当地的水文地理环境、灯杆设计高度及灯杆的荷载、风载等因素进行科学的设计。基础螺栓通常为正四方形分布，工程师通过灯杆法兰盘可以计算出预埋件螺栓的深度及开孔位置。为了便于混凝土浇注及路灯安装，还有同时进行预埋电缆套管，固定接地极。

电缆及保护管的选择通常是根据供电环境、供电距离、单回路容量、控制方式以及线缆载流量和道路压降等参数来确定。一般较为合适的照明供电半径不超过1Km，压降ΔΗ 不超过10%。若在绿化带敷设电缆保护管采用PVC 管为宜，在过道路等重压处应加镀锌钢管保护。

3.4 控制系统的设计

传统的道路照明采用光敏电阻和机械时钟相配合的控制方式。这种控制方式受天气变化的影响较大，导致控制时间误差大、故障率高。随着电脑的出现以在各领域的推广使用，用于道路照明、霓虹灯、广告招牌灯等一些需要定时打开和关闭的微电脑时控开关已经逐渐进入市场。这种控制方式灵活多样，误差小于0.5s，可自动充电，体积小，便于调试和维护，目前在市政道路照明中已得到广泛的利用。目前，国外还出现了定时点亮、隔点点亮、调节功率等多种功能的电脑型路灯控制装置。因此，在市政道路照明电气设计中，工程师应优先考虑选用电脑型控制装置。

3.5 接地系统的设计

现在市政道路照明电气设计也采用三相五线制的供电方式，其中一芯作为保护接地用的地线，与每根灯杆及控制箱的保护接地线相连；在控制箱附近安装一组L50×50×5×2500 的热镀锌接地极与控制箱的保护接地地线相连，在每根路灯基础下面安装一根L50×50×5×1500 的热镀锌接地极与路灯基础螺栓相连，这样基本上能满足规范其接地电阻不大于4 欧姆的要求。

3.6 配电系统的设计

市政道路照明应采用路灯专用变压器供电。电缆的载流量在选择时必须配合低压短路器的整定电流。每个工程都会遇到供线路受到短路器保护的问题。解决这类问题的正确作法是先按负荷的计算电流确定保护短路器的整定电流，然后选择导线(电缆)，保证导线的载流量与整定电流值匹配，使短路器有效的对导线进行保护。为确保供电安全可靠，工程师应严格按照《供配电系统设计规范》（GB50052- 98） 进行设计。

4 结语

随着市政道路的发展，照明系统的结构也越来越复杂，越来越庞大。因此，在市政道路照明电气设计中，必须结合工程实际、道路状况、规范要求、局部特殊需求等各种状况，把握设计要点，使道路照明亮度、均匀度、眩光等条件均满足行人和规范的要求。

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