關于道路照明供配電設計的補充

　　室外照明設計中較為常見的就是道路及廣場、石化企業露天工藝裝置等場地照明，其功能就是保證黑暗時的人員安全，滿足重要視覺功能的極限要求，減小參與者的恐懼感，維護公共秩序。作為道路照明設計的重要組成部分——供配電系統，國家規范對設計已作出明確要求。但不同使用范圍的道路照明，如城市道路、工礦企業廠區道路和住宅小區道路等，其供配電系統的設計是有所區別的，設計規范中卻沒有具體的規定，尤其是接地故障保護的內容，對室內供配電線路，如住宅等的保護配置卻非常具體，如插座回路設30mA漏電保護；上下級通過電流值配合外，也通過時限配合。因此，有必要根據不同的技術條件，對道路照明的供配電系統設計提出下面的補充。

　　一、電源線路

　　由于低壓供電具有工程量小、投資少等優勢，目前，我國絕大部分的路燈都是采用低壓供電。根據我國電力供應情況和不同場所的使用要求，國家規范對照明電源的電壓偏差作出了規定，為保證光源壽命，路燈的端電壓不得高于其額定電壓的105％。在《工業企業照明設計標準》GB50034－92中，對工礦企業廠區道路的要求是電壓不低于額定值的90％。而城市道路照明根據《城市道路照明設計標準》GJJ45－91的要求，從供電可靠性和節省能源的角度出發，采用10KV配電線路的上接道路照明專用變壓器供電為宜，其最佳負載系數為70％，對照明線路的末端電壓要求同上；對于從公用變壓器上供電的道路照明線路，其末端電壓不得低于額定值的95％。因此，在設計道路照明供配電線路時，應針對不同的技術條件，進行線路的電壓損失計算，使得供配電網絡在符合規劃的前提下，線路具有一定的裕度，末端電壓滿足上述要求，且線路截面經濟合理。

　　隨著經濟建設的發展，道路照明采用地下直埋電纜已是最常見的敷設方法，配電線路直埋的優勢非常明顯，散熱好、截流能力高，且由于電纜各芯間的分布電容并聯在線路上，可提高自然功率因數同時不受氣候影響，外力破壞減少，提高供電可靠性。所以，國家規范規定在技術經濟條件允許的情況下，采用地下電纜對道路照明供電。另外，從節能的角度，道路照明燈具采用氣體放電燈較多，對三相四線供電線路的中性線截面應按最大一相電流選擇。

　　在實際設計過程中，對于路燈線路的校驗常采用負荷力矩表進行簡化計算，現行設計手冊中負荷力矩表對電纜直埋的情況列出較少，尤其是近年來廣泛運用的交聯電纜。相對于其它線路，電纜的價格較高，因此，選擇合理的電纜型號就顯得尤為重要，在道路照明的供電網絡中，路燈負荷是間隔一定距離且基本均勻地分布在線路上的，對于其末端的電壓降采用負荷力矩表計算顯然不夠準確，尤其是在計算機軟件技術迅速發展的今天，采用人工計算的方法已不能適應現代工程設計，據筆者所知，在通常運用的電氣計算軟件中，對照明配電網絡的分析計算可以根據不同環境條件，簡單迅速地驗算線路末端的電壓損失，尤其在采用高強氣體放電燈，還應按起動和再起動特性，檢驗線路的電壓損失值。所以，對于道路照明的配電線路，尤其是距離電源較遠的末端負荷，在確定具體選用的線路及敷設方式后，結合環境條件應進行必要的分析計算，以優化道路照明供配電線路的設計，確保供電可靠性和燈具使用壽命。

　　二、線路保護措施

　　由于易受室外露天環境因素，如：晝夜溫差、風吹和日曬雨淋等的影響，道路照明裝置和線路容易發生故障，所以為限故障范圍，國家規范要求每套路燈均裝設單獨的熔斷器保護，供電線路上也應裝設相應的保護，但沒有具體說明?！兜蛪号潆娫O計規范》GB50054－95中對配電線路的一般要求是短路保護和過負荷保護，室外照明線路對過負荷保護不作要求，但是，對于爆炸和火災危險場所的線路卻應裝設過負荷保護，以防止因絕緣故障而產生過高的溫升。

　　現行的國家規范已逐步與IEC標準一致，按照以人為本的觀點，供配電線路必須安全，因此，對電氣設施防止直接接觸和間接接觸和要求就更為嚴格。除了設置短路和過負荷保護以保證照明設備的安全外，從人員的安全角度，還應采取接地故障保護。接地故障是指相線對地或與地有聯系的導電體之間的短路，對于地下敷設的電纜線路，常見的是因電氣絕緣損壞，導致相線與PE/PEN線、外露可導電部分和大地之間發生短路，在路燈外部可導電部分和大地之間發生短路，在路燈外部可導電部分與地或其它接地的可導電部分間形成故障電壓，使人員遭受電擊或產生火花引起火災、爆炸。防止這類事故的措施是：縮短切斷故障的時間和降低預期接觸電壓。前者通過正確地選擇和整定線路保護電器完成，后者則借接地和相鄰設備外露可導電部分的等電位聯結來實現。由于接地故障保護比較復雜，且保護方式與接地形式和故障回路阻抗有關，下面按照常用的TN接地系統，對于不同場合的道路照明，闡述供配電線路接地故障保護措施和設置和整定。

　　1.TN－S系統

　　由于電源點與路燈之間設置專用保護線PE，外露可導電部分要求與其作電氣連接，相——零短路或中性線電位偏移的對地電位不會在PE線上體現，設置接地故障保護的目的主要是防止地下電纜線路的的絕緣損壞，通常利用保護電器的過電流保護兼作但靈敏度不高，應按下式進行校驗：

　　R——故障電流通過路燈外露可導電部分與電源點之間產生的電壓降，引起接觸電壓的一段線路的電阻

　　I——切斷故障線路時間不超過5s的保護電器運作電流

　　當上述要求不能滿足時，國家規范從我國現有技術水平和經濟條件等因素出發，規定如果零序保護靈敏度足夠，則可以采用，此時保護整定值需躲過線路的不平衡電流。由于零序保護與漏電電流動作保護以下簡稱漏電保護　相比靈敏度不夠高，IEC標準也未列入，所以，采用漏電保護最為有效。

　　對于城市道路照明系統。由于配電線路較長，截面較小，接地故障電流往往不足以使過電流保護動作，加之缺乏專業的運行維護管理，在電源點設置漏電保護最為可行。漏電保護不動作值的優先值為額定動作電流IΔN的0.5倍，由于該保護為線路和所有照明燈具共用，所以保護電器的漏電保護IΔN應大于正常運行時線路和路燈泄漏電流總和的2倍。電纜的泄漏的電流是由線路對地分布電容決定，單相電纜泄漏電流可按22mA/km估算；三相電纜線路在電源電壓平衡和三相對地分布電容相等的情況下，泄漏電流接近于零，但實際運用中，系統電壓不可能完全平衡，各相分布電容也不相等，且存在不對稱運行情況，所以，三相電纜仍然可按22mA/km考慮。而路燈則可按1mA/套計算，因此，道路照明的正常泄漏電流通常是大于30mA級這一防止人員直接接觸的漏電保護值的，路燈設施一般的安裝高度是可以防止直接接觸的，這樣，漏電保護的IΔN可按間接接觸保護，同時考慮到其接地短路火災的保護要求IΔN500mA，但不應利用其上限，最佳保護作用是由IΔN300mA的漏電保護實現的，所以按《剩余電流動作保護器的一般要求》GB6829－95的規定，額定漏電動作電流的優先值要求，IΔN=300mA較為合理。

　　對于工礦企業廠區道路照明，通常是與其它負荷共用變壓器，可以

根據設計手冊提供的變壓器低壓側出口處的接地故障電流值和線路型號，計算出采用過電流保護兼作接地故障保護時允許的線路長度，若某一線路實際長度大于該計算值，則設置IΔN=300mA的漏電保護；在允許長度內的線路則不必裝設。

　　對于住宅小區、商場、賓館等民用建筑的道路照明，采用庭院燈、草坪燈較多，且配電線路相對較短，從用戶安全的角度考慮，建議設置IΔN=300mA的漏電保護，以防止直接觸電。

　　2.TN－C系統

　　配電系統采用TN－C系統，則保護線與中性線共用，路燈的外部可導電部分必須直接與PEN線相連，即照明設備的PE線和N線是獨立與PEC線相連的。道路照明以單相負荷為主，采用三相四線的供電方式。當PEN線發生斷裂事故時，路燈外露部分帶220V相電壓，且該故障難以及時發現，所以，更增加了其危險性。根據國外經驗，只能通過提高PEN線的機械強度和加強保護措施來克服，IEN/TC64對于減小PEN線截面的要求較為嚴格，規定只有采用同心型電纜我國稱為同心中性線電纜　且PEN線接線端子為雙重連接時，允許減小PEN線截面，但不得小于 4mm2。

　　另外，TN－C系統中，PEN線是嚴禁斷開的，若裝設接地故障保護電器，只能斷開相線，即只能裝設三級/單極開關，而線路的相－零短路也轉為接地故障，保護動作后，故障類型難以判斷。當發生相－零短路或中性線電位偏移引起的路燈外露導電部分電位升高，有可能導致檢修人員間接觸電的危險，所以，國外有規范規定不允許在TN－C系統的供配電線路上設置接地故障電流保護。

　　《低壓配電設計規范》中要求漏電保護器檢測元件應安裝在PE線與N線分開處，對于道路照明顯然無法做到。所以，筆者認為可以按下面的經驗公式，計算出由過電流保護兼作接地故障保護時，線路的允許長度Lma*

　　Sph——故障回路電纜或導線的相線截面mm2??；

　　M——故障回路電纜或導線相線截面與PEN線截面之比；

　　Ia——自動切斷故障回路保護的動作電流A　。故障回路斷路器過電流保護整定值乘以1.3；微型斷路器取脫扣器瞬時動作保護整定值；塑殼斷路器取短延時動作保護整定值。

　　ρ——導體電阻率Ω·mm2/m??；

　　Up——系統對地標稱電壓，取230V。

　　對于在Ima*范圍以內的照明線路，可采用TN－C接地系統，不設漏電保護。城市道路照明通常線路較長，建議均采用TN－S系統；工礦企業道路照明線路長度超過Ima*時，接地采用TN－S系統，其保護要求如前所述，應注意的是：若線路在爆炸危險1區或火災危險10區內，則只能采用TN－S系統，設置IΔN=300mA的漏電保護；而住宅小區、商場、賓館等民用建筑的道路照明，線路相對較短，且可以通過適當增大線路截面提高單相接地故障電流值，通常能滿足過電流保護兼作接地故障保護的要求，但考慮到這類照明安裝高度較低，運行時疏于維護管理，因此建議采用TN－S系統，設置IΔN=300mA的漏電保護。

　　需要強調的是：接地故障保護通過保護電器自動切斷故障回路而達到保護要求，除保護電器本身的質量外，設計、施工和維護管理工作中的任一差錯都可能導致保護失敗，漏電保護器動作靈敏，但也有誤動、拒動和失效的可能，所以這類保護并不是一項可靠的電氣安全措施，且不能防止外部危險電壓的竄入。當道路照明出線中有低壓架空電源線路時，在TN－S系統的相線、零線和TN－C系統的相線上還應裝設避雷器。因此，各種安全措施應結合使用，相輔相成，以獲得最大安全效果。

　　三、控制系統

　　路燈控制主要采用光電控制和石英鐘、時間開關控制，前者有誤動的可能，后者隨季節需進行時間調整。新型的控制繼電器也稱為邏輯模塊　通過合理地設計梯形和功能圖，可以滿足道路照明的控制要求，其輸入端有開關量和模擬量，輸出回路4－12個，既可以根據光電信號對4－12個三相/單相路燈回路通過接觸器進行控制，也可以根據其內部的時鐘和4個定時器對輸出回路分別控制，運行方式極為靈活。這種控制繼電器抗干擾能力強，體積與三極微型斷路器相近，可在配電箱內安裝，外部接線簡單，另外在繼電器的液晶顯示屏上可直接修改控制邏輯。對于道路照明的控制而言，是一種簡單、經濟而可靠的方法。

　　綜上所述，我國的電氣標準規范通過逐步與IEC標準的統一已得到提高，仍存在內容不完善、安全水平不高、標準規范不協調等問題，在供配電系統的設計中，對室外照明的供配電線路未作接地故障保護的具體要求是不妥的，因此除嚴格地遵循規范要求外，按照道路照明的具體情況，應將電氣安全和節約投資統一考慮，以作出最為合理的設計方案。

篇2：燈光照明設計

　　燈光與照明設計

　　當代簡約的設計主導

　　在多年的設計理念中，認為簡約的線條及鋪排是最核心一環。簡潔的設計才能真正的引人入勝，給人真正的享受；相反，太矯飾、繁雜的編排，只會增添許多不必要的元素，有悖于整體設計中增強室內凈空感的宗旨。

　　而最重要的是怎樣建立完善的空間結構，讓空間傳遞出不同的氣氛和層次感以至喜、怒、哀、樂各種情感，變得與人更加親近，帶來隨時的驚喜。這在我的設計作品及最近與多個客戶的交談中多有闡述與認同。

　　燈光的重要性

　　在現在的設計工程檔案中，不難發現各式各樣的燈光主題貫穿于其中，影交集處處皆是，締造出不同的氣氛及多重的意境。

　　間接照明

　　燈光可以說是一個較靈活及富有趣味的設計元素，可以成為氣氛的催化劑，是一室的焦點及主題所在，也能加強現有裝潢的層次感。

　　一般而言，燈光編排可以分為直接和間接兩種。直接燈光泛指那些直射式的光線，如吊燈及射燈等，光線直接散落在指定的位置上，投射出一圈圈的光影，作照明或突出主題之用，直接、簡單。

　　間接燈光在氣氛營造上則能發揮獨特的功能性，營造出不同的意境。它的光線不會直射至地面，而是被置于壁凹、天花背后，或是壁面鋪飾的背后，光線被投射至墻上再反射至地面，柔和的燈光仿佛輕輕地洗刷整個空間，溫柔而浪漫。

　　這兩種燈光的適當配合，才能締造出完美的空間意境。一些明亮活潑，一些柔和蘊藉，才能透過當中的對比表現出燈光的獨有個性，散發出不凡的藝韻。

　　在家居燈光的運用上臥室要溫馨，書房和廚房要明亮實用，客廳要豐富、有層次、有意境，餐廳要浪漫，衛生間要溫暖、柔和。這樣的燈光編排我想已達到它的最高效能了。

篇3：建筑環境照明設計

　　建筑環境照明設計

　　新世紀伊始，建筑環境照明設計在國際上有什么動向？我國建筑環境照明設計的現狀與前景如何？

　　這是照明設計工作者關心的問題，也是建筑師、規劃師有興趣的話題。

　　一、光環境的營造引起建筑師、規劃師的重視

　　光環境受到社會的關注──夜景照明、綠色照明、保護青少年視力…；

　　城市建設和建筑規模宏大，技術復雜，照明技術不斷更新；

　　追求良好工作環境和生活環境的大趨勢；

　　意識到“光”是環境藝術創作的重要元素。

　　實例：

　　柏林德國議會大廈透明的宏大玻璃穹頂：頂級的采光照明技術與屋頂結構融為一體，有強大的藝術沖擊力。英國建筑師諾曼.福斯特的這一高技作品在使用現代科技表現建筑藝術方面樹立了新的標準，榮獲第22屆普利茨凱獎。

　?。ǘ┦锥紮C場新航站樓：設計組在《建筑學報》發表四篇總結性文章，“室內視覺環境中的光”是其中之一。航站樓建筑面積28.65萬m2，安裝了上百種、共62962套燈具（平均4.5m2一套）、94864只燈(約3m2一只燈)，照明總功率4678千瓦(16.3W/m2)；并在屋頂設105條天窗（3600m2）供白天采光。這是一個龐大的建筑采光照明工程。該文作者提出建筑師必須進一步提高對光環境經營的認識；有關光環境營造的各方介入應該盡量提前等重要體會。

　?。ㄈ┏鞘幸咕罢彰鞯呐d起引發了規劃師、建筑師對城市夜景觀的關注和研究。一些城市和地區在城市規劃和城市設計中開始引入“夜景照明規劃”的內容。

　　二、建筑環境照明設計的動向

　?。ㄒ唬┤嬖u估照明質量，淡化、簡化照度指標

　　2000年北美照明工程學會IESNA出版《北美照明手冊─第9版》，它的主編MarkSRea在《手冊》前言中寫道：“…過去二十年來在照明實踐中有從照明工程（illuminatingengineering）到照明設計(Lightingdesign)的動向，從照度計算到美學評價的動向，從數量到質量的動向?！?/p>

　　IESNA的執行副主席WilliamH.Hanly認為：“這一方法（即《手冊》中提出的包含全面質量要素的IESNA照明設計指南──作者注）被稱為通往21世紀的橋梁”。

　　IESNA主張，全面評估照明質量要綜合考慮三方面的因素：

　　人的需求──可見度，作業功效，視覺舒適，社會交往，心情和氣氛，健康、安全和愉悅，美的鑒賞；

　　建筑──形式，構圖，風格，標準和法規；

　　經濟與環境──裝置，維護，運行，能量，環境。

　　對于第一方面的因素，IESNA提出了包含照度水平在內的19個因子，并對各類建筑與空間分別指出這些因子的不同重要程度。同時把照度標準簡化為7級，即：定向與簡單視覺作業30、50、100l*；普通視覺作業300、500、1000l*；特殊視覺作業3000~10000l*。

　　作者認為，對照明質量的要求可概括為三個層次：明亮，舒適，有藝術表現力。當然，三者融為一體的照明是最佳的照明。

　　明亮──合適的工作面照度和均勻度，作業對象和背景有良好對比，適宜的環境亮度；

　　舒適──沒有眩光和頻閃，人和物的造型立體感自然、悅目，作業面與周圍環境表面的亮度比適當，照明控制靈活方便；

　　藝術表現力──光形成特定的情調和氛圍，環境亮度圖式富有吸引力，照明裝置外觀優美，生動變化的天然光和室外景觀。

　　(二)關注節能、環保和健康

　　節能、環保和健康是綠色照明的基本宗旨。1991年美國環保署倡導的綠色照明已普及全球，深入人心，對照明設計有深刻影響。

　　綠色照明以節能為中心推動高效節能光源和燈具的開發應用；

　　制訂“照明產品能效標準”和“建筑照明節能標準”并且立法，引導照明設計采用高效節能照明產品。美國ASHRAE/IESNA聯合制訂以單位功率密度UPD限值（瓦/平方米）為指標的建筑照明節能標準迄今已更新三次，UPD逐次減??；

　　綠色照明的實施有強大的技術支持──高效節能照明產品數據庫，節能效益分析軟件，咨詢服務等，給照明設計提供便利。

　　近年特別關注照明造成的負面影響：眩光、光污染和光干擾。

　　設計觀念和設計手法的革新

　　對照明質量的全面理解與照明新技術的涌現促成了設計觀念和手法的革新。

　　以人為本，個性化的設計──普及照明調控，關懷個人對光的不同需求，追求個性化的照明風格；

　　注重光色的選擇，用光營造情調和氛圍，滿足人們心理上和精神上的追求；

　　非均勻照明，動態照明，在需要光的時間，把適量的光送到需要的地點；

　　室內、室外照明手法的互補和交叉；

　　舞臺照明手法的應用──彩色燈光、動感照明、刻畫重點、隱蔽光源。

　　照明設計師與建筑師之間的溝通與合作日趨密切

　　優秀的照明設計照明概念一定要及早進入建筑方案，融入建筑設計和室內設計，使“光”成為建筑和室內外空間設計的有機組成部分，支持并演現建筑和室內設計的創意，實現用戶的期望和要求。為此，照明設計師與業主、用戶、建筑師、規劃師之間的溝通與合作非常重要，這種合作日趨密切。

　　三、未來的展望

　?。ㄒ唬肮狻弊鳛樵O計要素之一，將走進建筑設計、城市規劃，溶入建筑師和規劃師的腦海.

　?。ǘ╇S著經濟發展，生活提高，技術進步，照明將以人文思想作為設計理念；豐富的照明手段將創造新穎的照明方式；人們的身心和視力健康將因優良的照明而獲益。

　?。ㄈ┯兄居谡彰魇聵I的建筑專業年青人將走進建筑環境照明的設計隊伍，加快我國照明設計專業化的進程，最終實現照明設計的職業化，規范化。