西安市城市照明管理处 710016
摘要：城市路灯是城市的“眼睛”，市政道路设施的点睛之笔。为提高城市道路照明质量，本文对市区道路照明的电气设计等问题进行了论述，以供与同行交流学习。
关键词：市区；道路照明；问题；照明电气设计
1 引言
市区道路是人流和各种车辆流动的载体，各种交通行为都依赖于视觉对周围环境的正确认知而做出行动。但是，目前，我国有相当一部分地区（特别是中小城市）的道路照明设计不规范，直接影响道路照明效果，甚至对夜间交通埋下了安全隐患。道路照明设计通常由两部分组成，一为道路照明的光照设计，二为道路照明的电气设计。本文下面主要论述道路照明存在的不理想问题、以及道路照明的电气设计，这两个方面的内容。
2 市区道路照明存在的不理想问题
2.1路灯引起的眩光问题
由于路灯设计不合理，及周边环境的照明不适当或对向车的照射造成的眩光，使驾驶员的瞳孔缩小、在眼内形成光斑，破坏视觉系统对周围物理空间的适应状态，从而引起不适感或视力下降。路灯强光直接照射在驾驶员眼睛上，造成不舒适眩光，虽然对环境的照亮（照亮建筑）可以减轻不舒适眩光，但由于建筑立面照明在下半夜一般都会被关闭，所以我们要在路灯设计中就要考虑解决这些问题，不能因为周边环境已经有照亮而减轻对不舒适眩光的要求。
2.2强反射面引起的眩光问题
现代建筑有大部分采用了大面积的玻璃幕墙，而且大部分玻璃幕墙的质量都达不到环保的要求，基本上没有考虑光污染和怎么处理光污染的问题。当建筑的泛光灯及车灯或其他的强光源照到玻璃幕墙上，就会形成一个很强的二次光源，强烈的反射光不仅对周边环境和人员造成不利的影响，而且还给临近的道路造成了不舒适的眩光，影响行人和驾驶员的视线，引起交通事故。
2.3有些装饰性照明影响驾驶员视线问题
在道路周边环境的亮化照明和广告灯光中，照明亮度应与路面及环境亮度协调，不应采用多种光色或多种灯光图式频繁变换的动态照明，应防止装饰性照明的光色、图案、阴影、闪烁干扰机动车驾驶员的视觉。设置在灯杆上及道路两侧的广告灯光不得干扰驾驶员的视觉和妨碍对交通信号及标识的辨认。在路灯照明中显色性能差也是影响驾驶员辨认物体的主要因素，在主干道路灯照明中，可以采用金卤灯或其他白色光源的灯具来补偿高压钠灯显色偏黄的不足；现在很多厂家的路灯产品都己经有一杆路灯上同时有高压钠灯和金卤灯两种光源，这样就可以实现显色和照度都可以达到要求。并且这种照明方式对于实现半夜灯节能措施也比较好操作，而且不用牺牲太多照度。
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3 路灯工程电气设计
3.1路灯电缆截面的选择
道路照明低压线路的负荷属于均匀负荷，即带有相同的容量，负荷分布的距离大致相等。在现代城市中，城市亮化在环境与建设中的美化作用日益突出，良好的灯光环境改善了城市的艺术品味性。但是由于城市亮化工程的特殊性，人们对城市道路亮化工程规划设计的认识滞后于城市现代景观建设，尤其是中小城市，由于以上现状种种条件的限制，路灯供电半径往往会超出国家规定的供电距离(0.4～0.6千米)。为确保路灯的正常运行，唯一的方法就是选择合适的导线截面，按电压损失法选择导线截面，使照明线路末端电压不低于198v，以满足高压钠灯最低启动电压。现根据干线电流负荷距的方法计算路灯常用铜芯导线的最大供电半径如下(灯间距按35米计算)：
从上面计算可知，由于高压钠灯目前大多使用阻抗型镇流器，在计算中必须计入感抗的影响，可采用无功电容补偿。表一供电半径是按电压损失最大极限△u％=-10计算的，适用于施工条件困难大，资金投资少的情况。表二是按AU％=-5计算的，实践证明路灯电源电压维持在±5％范围内，高压钠灯能够有较好的光电参数，供电结构较为合理，并留有一定容量空间，以备下一步接入广告灯和支路照明用，建议路灯电缆选择时电压损失控制在5％范围内。以上导线中通过电流均在安全载流量以内，表中有没做计算的因超过供电标准太大，故不予计算。
3.2路灯专用变压器容量的选择
3.2.1城市路灯属于单相用电负荷，在次要道路采用单侧布灯方式时，路灯负荷不易达到三相平衡，易造成电压中性点偏移，所以宜优先选用单相变压器，其容量按实际用电负荷不超过额定容量的70％计算。由S1=UI=P／COSφ，P=单灯功率×盏数，采取单灯无功补偿时COSφ=0.85，单灯实际功率=单灯功率×1.1；没有无功补偿时COSφ=0.44，单灯实际功率=单灯功率×1.2，变压器容量为s=P／70％cosφ。
3.2.2在城市主要干道，采取双侧布灯方式时，路灯负荷比较容易达到三相平衡，可以选择三相变压器，由s=√3U I=P／COSφ(u为线电压)，计算方法同上。由计算可知，采取无功补偿，可以减小变压器容量。
3.3保护与接地系统
3.3.1由于路灯使用电源电压为220V，低压线路大部分为二线制和三相四线制，电源对灯杆、控制箱等设施的金属外壳电压为220V，由于城市路灯对安全性的特殊要求，路灯线路应采取三线制或者三相五线制。将保护接地线与每根路灯钢杆进行可靠连接，在保护接地线中间、末端均做重复接地，使接地电阻≤10n。
3.3.2每套灯具内，在镇流器进电侧前端均应加设与电源功率匹配的熔断器，确保发生故障时能及时切断电源，避免漏电事故的发生。熔丝大小根据光源功率，150w高压钠灯可选择5An丝，250W或400W高压钠灯可选择7.5A熔丝。
3.4道路照明的控制
道路照明的控制分定时控制和光电控制两类，定时控制所采用的器件为微电脑控制仪或微机智能监控系统；光电控制所采用的器件为光控开关。无论采用何种控制，均需确保控制设备性能安全可靠，操作简便。控制方式应考虑节能措施。道路照明开灯时的天然光照度水平宜为30Ix，次干路和支路宜为201x。
4 结束语
城市道路照明的目的是为驾驶员和行人创造一个良好的视看环境，使人们安全、迅速、舒适地到达目的地，所以，技术人员要在进行道路照明设计前，充分了解和收集有关资料，主要是：（1）确定该条道路的照明标准及其它特殊要求；（2）收集道路平面布置、道路结构断面，地下管线等资料，在充分了解这些资料的基础上，以便针对性地进行照明设计；（3）了解道路周围环境及城市建设及整体规划方案；（4）收集供电电源的资料，确定供电电源及进线位置等。才能做出理想的道路照明电气设计方案和达到满意的工程效果。总之，优秀的道路照明的设计应该是路灯亮度、均匀度、眩光限制满足规范，具有良好的诱导性，且投资低，耗电少，运行安全可靠，便于维护管理，并尽可能采用先进技术，不断提高道路照明的技术水平。
参考文献
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论文作者:骆乃栋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/7
标签：路灯论文; 道路论文; 眩光论文; 钠灯论文; 电压论文; 城市论文; 驾驶员论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;