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篇1

關(guān)鍵詞:LED路燈;寒地;應(yīng)用環(huán)境;冷熱沖擊;冰凌凝結(jié);親水性;疏水性

中圖分類號(hào):TN312+.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

Special Technical Requirements for Operation of LED Street Lamp Device in Low Temperature Environment

JU Xiao-jing, PING Li, HOU Qing-juan, LI Ai-lian

(Harbin Electronic Computing Technology Institute, Harbin Heilongjiang 150080, China)

Abstract: LED street lamp used for roadway lighting is commonly recognized, but the technical requirements of application in cold area are neglected in product research. This paper discusses the devices failure of LED caused by the temperature change due to hot and cold impact and the reliability guarantee of the cold operation of LED driving devices. Meanwhile, the special technical requirements for cold operation of LED roadway lighting devices were summarized and guides for LED design were also given. This study provides the detailed guidance standards for cold application of LED roadway lighting.

Keywords: LED street lamp; cold area; application environment; hot and cold impact; ice slush condensing; hydrophilicity; hydrophobicity

引 言

隨著LED照明技術(shù)的快速發(fā)展,在國(guó)內(nèi)的許多城市,道路照明已經(jīng)不乏LED路燈的身影。尤其是大功率LED器件的光效超過100lm/W以后,LED路燈作為道路照明的發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)得到普遍認(rèn)同。2009年,國(guó)內(nèi)幾個(gè)城市分別組織了LED道路照明產(chǎn)品的評(píng)估測(cè)試工作,大多數(shù)LED路燈產(chǎn)品在配光曲線、系統(tǒng)光效等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)方面進(jìn)步顯著,在道路照明標(biāo)準(zhǔn)的符合性、節(jié)能效果等方面已經(jīng)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。

盡管LED路燈技術(shù)水平的發(fā)展較快,但是大多數(shù)LED路燈廠商在產(chǎn)品研發(fā)過程中忽略了在寒地應(yīng)用環(huán)境下的特殊技術(shù)要求。一個(gè)普遍的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)是,LED在寒冷地區(qū)應(yīng)用有利于散熱,不容易發(fā)生故障。殊不知,寒冷應(yīng)用環(huán)境下,對(duì)LED路燈有著更為嚴(yán)格的技術(shù)要求,主要有以下兩個(gè)方面:

(1) 寒冷地區(qū)氣溫較低,且溫差大,驟變的冷熱沖擊和長(zhǎng)期低溫工作對(duì)于器件有著更為嚴(yán)格的質(zhì)量要求。

(2) 在寒冷地區(qū)應(yīng)用的LED路燈必須要考慮防止冰凌凝結(jié)的預(yù)防措施。

鑒于上述原因,LED路燈在寒冷地區(qū)的推廣應(yīng)用,需要解決以下幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)問題。

1冷熱沖擊的溫度變化可能引起LED器件的失效

由于LED芯片封裝后,屬于固態(tài)的實(shí)心器件,存在著芯片、硅膠(或樹脂)、金屬支架以及引線之間膨脹系數(shù)的失配現(xiàn)象,加上寒冷地區(qū)溫差較大的冷熱沖擊的影響,會(huì)使硅膠在溫度變化的過程中膨脹和收縮加劇,器件內(nèi)部應(yīng)力過大,這將導(dǎo)致LED引線鍵合點(diǎn)位移增大,引線過早疲勞和損壞。同時(shí)也會(huì)使原本鍵合狀態(tài)較差的焊點(diǎn)出現(xiàn)脫焊的可能,而造成焊球和芯片電極脫焊的現(xiàn)象,甚至使LED芯片出現(xiàn)分層脫落的失效現(xiàn)象。

一盞LED路燈應(yīng)用的LED器件多達(dá)上百顆,通常采用以串聯(lián)為主的混聯(lián)組態(tài)方式,如果一顆LED發(fā)生故障,將會(huì)引起多顆LED連帶失效,因此應(yīng)用在寒冷地區(qū)的LED路燈首先要根據(jù)特定使用環(huán)境下的燈具溫度變化特性,設(shè)置合理的超聲功率、鍵合壓力、鍵合時(shí)間及鍵合溫度等封裝工藝參數(shù),保證每一顆LED器件在低溫運(yùn)行環(huán)境下的可靠性。

2 LED驅(qū)動(dòng)裝置低溫運(yùn)行的可靠性保障

另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)在于LED路燈驅(qū)動(dòng)裝置在低溫運(yùn)行環(huán)境下的可靠性問題。目前大多數(shù)LED路燈驅(qū)動(dòng)電源在寒地低溫環(huán)境下表現(xiàn)出不同類型的水土不服現(xiàn)象,較為突出的表征是低溫?zé)o法正常啟動(dòng)和長(zhǎng)期低溫運(yùn)行環(huán)境下的失效率較高現(xiàn)象。上述問題出現(xiàn)的主要原因在于,驅(qū)動(dòng)電源在設(shè)計(jì)階段的器件選型沒有考慮低溫工作狀態(tài)的可靠性,部分關(guān)鍵元器件低溫環(huán)境下的特性發(fā)生變化,造成驅(qū)動(dòng)裝置無法低溫啟動(dòng)或正常運(yùn)行,引發(fā)故障的具體原因主要有以下幾方面:

(1) 開關(guān)管在低溫條件下載流子的密度和活性都會(huì)降低,過載保護(hù)的啟動(dòng)點(diǎn)也會(huì)因此降低。

(2) 電解電容電解液在低溫下凍結(jié),失去電容效應(yīng)(溶液中的離子此時(shí)只存在離子極化),無帶載能力。

(3) 部分類型的光藕器件在低溫狀態(tài)下無法正常工作。

(4) 輸入端防止浪涌電流的熱敏電阻,在低溫下阻值變大(是常溫的3～5倍),也會(huì)造成低溫?zé)o法正常啟動(dòng)。

上述問題的解決途徑主要是從選擇溫度特性更好的器件入手。例如,不是所有的電解電容都無法在低溫下工作,一般來講,200V以上的電解電容耐低溫特性較差,而160V以下的電解電容基本都能夠在-40℃環(huán)境正常工作,只要選用兩個(gè)低壓電解串連使用就可以解決問題。器件選型的調(diào)整可能會(huì)略微提高驅(qū)動(dòng)裝置的成本,但是從LED路燈的整體成本來看可以忽略不計(jì),考慮到提高可靠性和降低維護(hù)成本的因素,這種設(shè)計(jì)調(diào)整是非常必要和劃算的。

3 LED路燈冰凌凝結(jié)危害的防護(hù)措施

路燈在寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用非常容易被忽視的一個(gè)問題就是由于冰雪在燈具表面堆積,受熱融化后形成的冰凌,冰凌一旦形成,則會(huì)對(duì)車輛和行人產(chǎn)生非常大的安全隱患。尤其是LED路燈,由于燈具殼體普遍采用鋁材,表面的氧化鋁屬于親水性材料,更容易產(chǎn)生冰凌凝結(jié)。2008年,我國(guó)南方大范圍雪災(zāi),造成鋁制表面高壓導(dǎo)線大量冰凌凝結(jié),壓塌損毀大量電力設(shè)施。這一災(zāi)害惡果不僅是氣候造成的,氧化鋁表面的高壓線纜屬于親水性材料也是一個(gè)重要誘因。由于影響到道路交通的安全,因此防止冰凌凝結(jié)是LED路燈在寒冷地區(qū)應(yīng)用必須考慮到的安全措施。

為了解決這一關(guān)鍵技術(shù),我們通過對(duì)覆冰體表面進(jìn)行顯微成像分析,分析了水在物體表面結(jié)冰,以及冰在物體表面可以牢固附著的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),僅僅采用疏水性能優(yōu)異的材料,防止冰凌凝結(jié)的效果并不理想,甚至水在某些材料表面可以凍得非常的結(jié)實(shí)。測(cè)試結(jié)果表明:冰可以附著在任何物體表面上;物體表面上的裂縫和凹陷,是冰可以牢固地粘附在物體表面上的另一個(gè)主要原因;單純疏水性能好的材料,可以延緩結(jié)冰的過程,卻無法阻止冰的形成。

為了更為準(zhǔn)確地對(duì)比不同材料間防止冰凌凝結(jié)的能力,我們從不同角度深入研究了不同物件的表面結(jié)構(gòu)、表面物性與覆冰的內(nèi)在關(guān)系,包括:結(jié)構(gòu)外形與覆冰、結(jié)構(gòu)材質(zhì)與覆冰、表面光潔度與覆冰、表面剛?cè)嵝耘c覆冰。研究結(jié)果表明:外形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組織結(jié)構(gòu)緊密、表面防水、疏水性能優(yōu)異的構(gòu)件,就不容易發(fā)生冰凌凝結(jié)。

以此試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),我們連續(xù)2年在冬季設(shè)立了不同外觀和外殼材料的LED路燈,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):凡是燈具外觀圓滑、光潔、平整的;沒有冰雪或水積存承載結(jié)構(gòu)的;表面材料具備優(yōu)異疏水性能的LED路燈就不會(huì)產(chǎn)生冰凌凝結(jié)。

4 結(jié)論

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【關(guān)鍵詞】曲線路段 誘導(dǎo)性 均勻度

1 前言

據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站《2014年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，2014年年末全國(guó)民用汽車保有量達(dá)到15447萬輛（包括三輪汽車和低速貨車972萬輛），比上年末增長(zhǎng)12.4%，其中私人汽車保有量12584萬輛，增長(zhǎng)15.5%。民用轎車保有量8307萬輛，增長(zhǎng)16.6%，其中私人轎車7590萬輛，增長(zhǎng)18.4%。可見，目前我國(guó)的道路交通壓力逐年增大。道路照明作為保證交通安全的重要措施作用益發(fā)凸顯，同時(shí)對(duì)道路照明設(shè)計(jì)的要求更加嚴(yán)格。

道路照明的目的是為車輛駕駛?cè)藛T和行人提供良好的視覺環(huán)境，從而保障交通安全，提高交通效率。一個(gè)良好的道路照明需要在滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的節(jié)能條件下，達(dá)到較高的道路照度水平，較好的道路誘導(dǎo)性，以及盡可能少的眩光。

在道路直線段的照明，根據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》建議，通過選擇合理的布燈方式和照明燈具，可滿足道路照明的要求。然而，絕大多數(shù)道路并不總是直線段。直線段的照明布置應(yīng)用在道路的曲線路段會(huì)導(dǎo)致照度均勻度下降和照明誘導(dǎo)性變差。在當(dāng)前的照明設(shè)計(jì)中，曲線路段的照明設(shè)計(jì)沒有得到特別重視。各種文獻(xiàn)上關(guān)于曲線路段照明的特殊設(shè)計(jì)提及的也不多。

本文將通過道路照明的簡(jiǎn)化模型反映曲線照明的特殊性，并結(jié)合個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)的要求。最后給出了一個(gè)工程應(yīng)用實(shí)例。

2 直線路段和曲線路段照明對(duì)比

直線段道路照明可簡(jiǎn)化為以下模型，如圖-1所示。A、B表示道路邊線，邊線上小圓圈表示燈桿，矩形C表示每組燈具在產(chǎn)生的光斑。某位置車輛駕駛?cè)藛T前方燈桿與駕駛?cè)艘暰€正前方夾角如圖-2所示。可見，在駕駛?cè)艘曇爸校現(xiàn)燈桿偏離視野中心9度，E燈桿和F燈桿在視野中夾角7度。且易見直線道路段照明均勻。

圖- 1

圖- 2

當(dāng)采用同樣的布燈方式應(yīng)用于曲線路段，簡(jiǎn)化模型如圖-3。由于燈桿沿著道路曲線邊線A、B布燈，道路曲線內(nèi)測(cè)燈桿間距變小，外側(cè)燈桿間距增大，每組燈具產(chǎn)生的光斑產(chǎn)生了交錯(cuò)，并在內(nèi)側(cè)道路邊線處留下空白。曲線路段的照明細(xì)部圖如圖-4。圖-4中1、2、3、4所在區(qū)域，光斑交叉各異。2區(qū)域路面照度明顯大于4區(qū)域，影響了道路照明均勻度。

同樣的某位置（相對(duì)燈桿D保持不變）車輛駕駛?cè)藛T可見的遠(yuǎn)方燈桿與駕駛?cè)艘暰€正前方夾角如圖-5所示。可見，在駕駛?cè)艘曇爸校現(xiàn)燈桿偏離視野中心16度，E燈桿和F燈桿在視野中夾角5度。和直線路段對(duì)比可知，曲線路段遠(yuǎn)方燈桿更加偏離駕駛?cè)艘曇爸行模瑢?duì)人眼來說其目標(biāo)更加不明顯，從而駕駛?cè)俗⒁舛葧?huì)下降。同時(shí)，燈桿E、F間夾角變小 ，不易于人眼分辨。道路照明的誘導(dǎo)性在曲線路段變得不理想了。

圖- 3

圖- 4

圖- 5

綜上，通過上述簡(jiǎn)單模擬化照明的對(duì)比，在曲線路段，由于道路彎曲導(dǎo)致的道路照明的均勻度和誘導(dǎo)性不同程度降低。對(duì)于曲線路段照明，必須采用新的設(shè)計(jì)方法。

3 實(shí)用解決方法

為解決上述問題，《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》提出：半徑在 1000m以下的曲線路段（半徑在 1000m 及以上的曲線路段，其照明可按照直線路段處理），燈具應(yīng)沿曲線外側(cè)布置（當(dāng)曲線路段的路面較寬需采取雙側(cè)布置燈具）時(shí)，宜采用對(duì)稱布置，應(yīng)減小燈具的間距，間距宜為直線路段燈具間距的 50%～70%，半徑越小間距也應(yīng)越小。標(biāo)準(zhǔn)通過縮小燈桿間距的方式來解決照度均勻度和照明誘導(dǎo)性變差。但是“半徑越小間距也應(yīng)越小”語句較為模糊，不易為設(shè)計(jì)人把握。根據(jù)多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和多種參考，本文曲線路段照明進(jìn)行細(xì)化處理。提出如下公式：

l～=

式中r表示曲線半徑，l表示直線路段燈桿間距，l～表示曲線路段燈桿間距。

本公式較好的兼顧了曲線照明的照度均勻度和照明誘導(dǎo)性，以及不同曲線半徑下的間距選擇，提供了快速簡(jiǎn)潔曲線段照明間距方法。

除了上述燈桿間距，曲線路段照明還有兩處需要特別注意的地方：一是注意曲線段和直線段的照明過渡。因?yàn)閺闹本€段進(jìn)入曲線段照明間距甚至降低一半，對(duì)于駕駛?cè)说囊曈X感受會(huì)比較強(qiáng)烈，應(yīng)設(shè)置一定的過渡照明。二是轉(zhuǎn)彎處的燈具不得安裝在直線路段燈具的延長(zhǎng)線上。當(dāng)出現(xiàn)這種情況，應(yīng)適當(dāng)移動(dòng)燈桿位置。

4 實(shí)例應(yīng)用

現(xiàn)有天津市某道路道路等級(jí)為次干路，道路寬度為20m。根據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，照明布燈方式如下：沿道路兩側(cè)人行道對(duì)稱設(shè)置12米燈桿，燈桿間距40米，單側(cè)挑臂，燈桿配套1只150W高壓鈉燈。機(jī)動(dòng)車道側(cè)平均照度：12.6lx，均勻度：0.4，功率密度：0.41W/m2。

圖- 6

道路在樁號(hào)K1+786和K1+866之間有一半徑100的曲線段。根據(jù)公式，曲線段燈桿間距為20m。在直線段和曲線段相交路段，加入了間隔30米的燈桿作為照明過渡。同時(shí)，經(jīng)檢查轉(zhuǎn)彎處燈桿不在直線路段燈具的延長(zhǎng)線上。

5 結(jié)語

本文通過模擬曲線路段和直線路段的照明，分析了二者的差異在于照明均勻度和照明誘導(dǎo)性。《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于曲線路段照明建議，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)和參考多種文獻(xiàn)，給出了一個(gè)簡(jiǎn)單明了的公式，細(xì)化了標(biāo)準(zhǔn)的建議。在直線路段和曲線路段相交處，提出了設(shè)置過渡照明的建議。

道路照明中碰到的問題多種多樣，只要把握照明的目的在于提供良好的視覺環(huán)境，在關(guān)鍵性的照度值、均勻度和誘導(dǎo)性等方面保證滿足標(biāo)準(zhǔn)，才能夠做出良好的道路照明設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞 城市路燈;節(jié)能措施;綠色照明

中圖分類號(hào)TU113 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2010)23-0099-02

0 引言

自開放改革以來,隨著我國(guó)城市市政建設(shè)地飛速發(fā)展,大量基礎(chǔ)設(shè)施投入建設(shè),新道路以及照明工程量與日俱增,同時(shí)城市道路照明工程也逐漸向大型化發(fā)展。在這樣的背景下,大量節(jié)能高效的新燈具、新光源有了極大的發(fā)展空間,特別是近幾年,新的綠色環(huán)保,高效節(jié)能的技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市道路照明設(shè)計(jì)、施工、管理控制系統(tǒng)、運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)等諸多方面。現(xiàn)在路燈已經(jīng)成為現(xiàn)代城市發(fā)展的標(biāo)志之一,盡管城市道路照明設(shè)施種類繁多,要求具有的功能也各不相同,但是,不管照明系統(tǒng)如何改變,最終它的建設(shè)都要符合國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求,要做到車輛行車安全通暢、行人具有安全感。同時(shí),又能使城市路燈照明系統(tǒng)體現(xiàn)出一個(gè)城市的文明風(fēng)貌,現(xiàn)代化程度以及環(huán)境美化程度。任何一項(xiàng)優(yōu)良的城市道路照明工程,都是依靠設(shè)計(jì)者和施工者的共同努力做出來的,工程在設(shè)計(jì)過程中要全面考慮各種可能出現(xiàn)的因素并且準(zhǔn)確確定相關(guān)的主要技術(shù)參數(shù),在施工過程中,要有科學(xué)的管理方法、良好的技術(shù)設(shè)施和經(jīng)驗(yàn)豐富的施工團(tuán)隊(duì)。本文就根據(jù)目前我國(guó)城市道路照明系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和出現(xiàn)問題,談?wù)劤鞘新窡艄?jié)能措施及必要性包括近幾年新提出的“綠色照明”理念。

1 我國(guó)路燈照明節(jié)能的必要性

城市路燈照明系統(tǒng)的耗電量相當(dāng)大,因此 ,道路照明節(jié)電開始越來越受到人們的廣泛關(guān)注。下面筆者就實(shí)施路燈節(jié)能的必要性做一概括:1)實(shí)施路燈照明節(jié)能,是“綠色照明”理念的要求;2)實(shí)施路燈照明節(jié)能,是緩解現(xiàn)階段能源緊張的要求;3)實(shí)施路燈照明節(jié)能,是減少路燈養(yǎng)護(hù)資金的要求;4)實(shí)施路燈照明節(jié)能,是避免燈光設(shè)計(jì)過亮,眩光過高的要求;5)實(shí)施路燈照明節(jié)能,是避免因電壓峰谷期高低不平而降低路燈使用壽命的要求。

2 我國(guó)路燈照明節(jié)能的現(xiàn)狀

現(xiàn)在,盡管LED白­光技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,但是如果要將LED燈用在城市照明系統(tǒng)中還有不少問題需要解決,所以目前,高壓鈉等仍然是城市照明系統(tǒng)的主要照明工具。針對(duì)高壓鈉燈,有兩種節(jié)能方式:1)采用半夜燈;2)采用調(diào)壓的方式。半夜燈節(jié)能方式是最早的也是最直接的節(jié)能方式。半夜燈是指在后半夜人流量和車流量較少的時(shí)候,關(guān)閉一部分燈以節(jié)約電能的方法。這種方法優(yōu)點(diǎn)是投資小,操作簡(jiǎn)單,但最大的缺點(diǎn)是道路照明不均勻,并且無法解決路燈壽命降低的問題。采用調(diào)壓的方法不但可以做到節(jié)能,還可有效延長(zhǎng)燈具的壽命,是一種比較理想的節(jié)能方式。傳統(tǒng)的調(diào)壓法節(jié)能包括:

1)晶閘管斬波型照明節(jié)能方法。這種方法對(duì)照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快,精度高,還可以實(shí)現(xiàn)可分時(shí)段,實(shí)時(shí)調(diào)整,同時(shí)具有體積小,成本低的好處。但這種方法會(huì)產(chǎn)生大量諧波,對(duì)電網(wǎng)有諧波污染,危害極大,因此不適宜用在照明電路中。

2)自禍降壓式調(diào)控方法。這種方法可以避免出現(xiàn)諧波污染,可靠性也比較高,但不能升壓和穩(wěn)壓,只能固定的降壓,因此也不能推廣使用。現(xiàn)在的道路照明設(shè)備大都是以氣體放電為主的,在這種情況下,采用交流斬波調(diào)壓節(jié)能方法很具有可行性。這種方法不會(huì)造成諧波污染等后果,同時(shí)也可以穩(wěn)壓,降壓,大大延長(zhǎng)了燈泡的使用壽命,因而也降低了照明系統(tǒng)維護(hù)的成本。從這個(gè)角度來說,此種方法符合電力電子技術(shù)的高頻化和低污染發(fā)展方向,將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

目前,還出現(xiàn)了一種新型的節(jié)能方法, 智能路燈節(jié)能方法。它有效克服了傳統(tǒng)節(jié)能方法的缺陷,具有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn):1)優(yōu)化電力質(zhì)量,大大節(jié)約了照明用電;2)有效保護(hù)電光源,增加其使用壽命;3)適用性較強(qiáng) 、可靠性較高;4)綠色環(huán)保,污染小。

3 我國(guó)城市道路照明節(jié)能的措施

城市道路照明系統(tǒng)節(jié)能的途徑有很多,總結(jié)下來,節(jié)電效果較好的有合理地選擇光源、科學(xué)先進(jìn)的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)、照明控制系統(tǒng)合理和定期維護(hù)等幾項(xiàng)。在選擇光源方面,選用節(jié)能效果好的光源和燈具是第一步,選擇標(biāo)準(zhǔn)包括經(jīng)濟(jì)性好、維護(hù)費(fèi)用低、發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)和顯色性好等等。

目前,高壓鈉燈由于其技術(shù)性能穩(wěn)定和維護(hù)系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為了許多城市道路照明光源的選擇。合理的道路照明設(shè)計(jì)對(duì)于照明節(jié)能很重要,在設(shè)計(jì)前要充分做好調(diào)研工作,然后在遵循國(guó)家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的前提下,仔細(xì)考慮道路照明情況,道路交通情況和照明設(shè)施選擇等等問題,最后再著手設(shè)計(jì),否則圖紙?jiān)O(shè)計(jì)不當(dāng),會(huì)造成大量人力物力和財(cái)力的浪費(fèi)。路燈的控制設(shè)置要合理,爭(zhēng)取做到控制方便、準(zhǔn)確并且安全,實(shí)時(shí)性高,這也是路燈照明節(jié)能的一個(gè)重要方面。在道路照明系統(tǒng)節(jié)能過程中要做到降低照明線路無功損耗和縮小供電半徑。因?yàn)楫?dāng)無功電流通過線路系統(tǒng)時(shí),由于導(dǎo)線上有電阻會(huì)造成電能損失,并且損失會(huì)隨著功率因數(shù)的降低和電力的增大而增加,最終導(dǎo)致路燈亮度降低,照明質(zhì)量不能保證的問題。適當(dāng)縮小供電的半徑,可以減小電壓降,因此供電半徑一般選在500~800m為宜。為了更好的節(jié)能,定期對(duì)路燈系統(tǒng)和燈具維護(hù)時(shí)必須的。在檢修過程中,拆除有潛在隱患的燈桿,更換低效率的燈具,可以最大限度的發(fā)揮燈具的照明特性,節(jié)約能源。

4 城市路燈的“綠色照明”

“綠色照明”是從節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的角度提出來的,它的實(shí)施宗旨就是要大力發(fā)展和推廣高效照明工具,節(jié)約能源,并且營(yíng)造一種經(jīng)濟(jì)、舒適、安全環(huán)保、有益于改善人們生活質(zhì)量,提高人們工作效率的照明環(huán)境,來滿足人們對(duì)照明質(zhì)量、照明環(huán)境的更高要求。推廣“綠色照明”工程,我們可以廣泛地吸收國(guó)外先進(jìn)的照明技術(shù)經(jīng)驗(yàn),然后逐步用“綠色照明”來替代傳統(tǒng)的照明方法,用較低的能源消耗來取得較好的照明效果,大力促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的節(jié)約能源工程,全面提高城市道路照明質(zhì)量水平。

總之,“綠色照明”要求我們要從更深層次上理解照明,不斷提高相關(guān)設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)水平;同時(shí),還需要修訂完善有關(guān)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),特別是照明節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn),以進(jìn)一步強(qiáng)化照明設(shè)計(jì)和照明節(jié)能管理,為“綠色照明”的發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

5 結(jié)論

節(jié)約能源是加速我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑,城市道路照明設(shè)計(jì)部門的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)計(jì)人員都應(yīng)該根據(jù)科學(xué)發(fā)展觀中建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的要求,積極探索城市道路照明系統(tǒng)節(jié)能的方法,對(duì)路燈節(jié)能給予高度的重視。對(duì)于節(jié)約電能要從最初的設(shè)計(jì)方案階段開始,綜合考慮技術(shù)科學(xué)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)性好,節(jié)省能源,安全環(huán)保等因素,再根據(jù)實(shí)際情況,合理選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備。城市道路照明系統(tǒng)應(yīng)該大力推廣和使用節(jié)能高效照明產(chǎn)品,運(yùn)用先進(jìn)的控制方式,使相關(guān)人員在不追加或少追加投資的前提下盡量取得顯著的節(jié)電效果,并且設(shè)計(jì)出技術(shù)領(lǐng)先、節(jié)能高效環(huán)保的城市道路照明系統(tǒng)。

本文首先介紹了產(chǎn)生城市道路照明系統(tǒng)節(jié)能理念的背景,接著概括指出了我國(guó)路燈照明節(jié)能的必要性,然后對(duì)我國(guó)路燈照明節(jié)能的現(xiàn)狀進(jìn)行分析,并且提出了我國(guó)城市道路照明節(jié)能的措施,最后簡(jiǎn)要介紹了“綠色照明”的新型節(jié)能理念。希望本文能得到全社會(huì)相關(guān)人員的重視,激發(fā)他們一起為我國(guó)城市道路照明系統(tǒng)節(jié)能工作做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]袁增義.路燈機(jī)構(gòu)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)――試論路燈在電力 緊張與建、管、養(yǎng)分離條件下的出路.海峽兩岸第十一屆照明科技 與營(yíng)銷研討會(huì)專題報(bào)告文集,2004.

篇4

關(guān)鍵詞：道路照明；設(shè)計(jì)；節(jié)能措施

隨著我國(guó)城市化建設(shè)的迅速發(fā)展，道路照明工程日趨大型化，能源消耗也越來高，“綠色照明”已成為我國(guó)必須要發(fā)展的方向。根據(jù)有關(guān)資料顯示，我國(guó)城市道路照明占照明耗電的30%，電能的使用率卻只有70%，為此照明設(shè)計(jì)與節(jié)能問題成為城市乃至國(guó)家的重要工作。城市道路照明，是提高道路的夜間利用率，確保夜間交通安全，美化城市環(huán)境的照明措施，是城市建設(shè)不可缺少的一項(xiàng)公共設(shè)施。公路、街道、橋梁、街心廣場(chǎng)和隧道等地的照明均屬道路照明。

1 合理的道路照明設(shè)計(jì)前都應(yīng)做好調(diào)研工作

隨著我國(guó)綜合經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)各個(gè)城市的用電量也在逐年升高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)城市道路照明用電量已占城市總用電量的30%，而其中充斥著大量的無意義耗電，這造成了我國(guó)電力發(fā)展的重大浪費(fèi)，給國(guó)家的發(fā)展建設(shè)帶來了不利的影響。去年由住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)的《“十二五”城市綠色照明規(guī)劃綱要》中詳細(xì)的闡述了當(dāng)前我國(guó)城市的道路照明節(jié)能的現(xiàn)狀，并依據(jù)事實(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)總結(jié)出我國(guó)目前城市的道路照明節(jié)能的具體發(fā)展指標(biāo)，積極使用節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品和技術(shù)，提高城市照明系統(tǒng)的節(jié)能水平。

調(diào)研道路的交通情況、路線形式及路面發(fā)射率等，還要推算行車速度與交通量，其次調(diào)研道路照明周圍的相關(guān)情況、氣候信息等，下面幾項(xiàng)內(nèi)容均與道路照明設(shè)計(jì)質(zhì)量息息相關(guān)：（1）路面的平均亮度；（2）路面亮度分布的均勻；（3）照明器的技術(shù)指標(biāo)和眩光抑制程度；（4）照明器布置的誘導(dǎo)性。

2 路燈布置及燈具樣式

路燈有單側(cè)布置、雙側(cè)交錯(cuò)布置、雙側(cè)對(duì)稱布置、中心對(duì)稱布置及橫向懸索布置五種布置形式，現(xiàn)如今的道路越來越寬，路口的轉(zhuǎn)彎半徑也就越來越大，依據(jù)有關(guān)規(guī)定：平交路口照度要比直線路段照度提高50%，按照一般的路燈布置原則，根本就達(dá)不到照明設(shè)計(jì)要求，正確的做法應(yīng)該是依據(jù)道路路口的有效面積計(jì)算滿足照度、照度均勻度及功率密度值，然后再選擇正確的合理的路燈布置形式及燈具樣式，常規(guī)來講，在平交路口轉(zhuǎn)彎半徑中心點(diǎn)布置中桿投光明是一種比較理想的方式。路燈應(yīng)位于道路邊0.6-1m處，路燈水平線仰角應(yīng)為5°，路面亮度應(yīng)大于等于1cd/m2。

設(shè)計(jì)路燈時(shí)應(yīng)按照“突出照明為主，裝飾為輔”的原則，但是現(xiàn)在我國(guó)許多城市在道路照明工程中都存在盲目追求視覺效果造成了能源極大浪費(fèi)，例如一些一塊板的道路車行道外側(cè)即為綠化帶，路燈設(shè)計(jì)采用單懸臂路燈即可，它卻采用了雙懸臂路燈。

3 路燈安裝高度

路燈安裝高度與路燈間距、照度、均勻度等有著密切的聯(lián)系，為了避免眩光，宜采用漫反射燈中（d）（e）（f），路燈的安裝高度不宜小于4.5米。路燈間距為25-30m，拐彎處可適當(dāng)減少。還應(yīng)在每個(gè)燈桿設(shè)置獨(dú)立的短路保護(hù)。安裝高度在滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)還應(yīng)考慮：（1）對(duì)于特變寬的道路；（2）雙促布置路燈時(shí)道路寬度存在下限值；（3）單側(cè)布置路燈時(shí)道路寬度存在上限值，就不能按照H≥0.6Weff設(shè)計(jì)了，不然路燈會(huì)太高，可采用雙光源燈具，離道路中心線較近的光源發(fā)射器仰角應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大。

4 光源與光源功率

選擇節(jié)約型的燈具是我國(guó)城市道路照明節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要措施，我國(guó)的燈具材料自發(fā)展以來主要有金屬鹵化物燈、鹵鎢燈、中顯鈉燈、白熾燈、熒光燈、LED光源燈、高壓鈉燈等。

選用節(jié)能的光管與燈具是照明節(jié)能的重要內(nèi)容，光源和光源功率與照明參數(shù)、視覺效果、節(jié)能水平等有著密切的聯(lián)系，因此應(yīng)根據(jù)道路的功能設(shè)計(jì)光源和光源功率。現(xiàn)在市場(chǎng)上有許多種光源，選擇光源的原則是符合國(guó)家綠色照明規(guī)劃要求，既要滿足照明又要達(dá)到節(jié)能的目的，光源的節(jié)能只要體現(xiàn)在發(fā)光率和光衰指標(biāo)，但是實(shí)際選擇光源的時(shí)候又不能單單考慮這兩個(gè)指標(biāo)，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性、發(fā)光率效率、顯色指數(shù)、使用壽命、光通量及啟用特性等等。因此光源功率需滿足兩個(gè)要求：第一，道路照度要求。第二，功率密度值的要求。在燈具的選擇后，人們往往忽略了對(duì)于電氣附件的選擇，而這些電氣附件往往會(huì)在道路照明節(jié)能中產(chǎn)生很多負(fù)面影響。

5 城市道路照明供電線路

城市道路照明宜采用路燈專用變壓器供電。在城市的重要道路、交通樞紐及人流集中的廣場(chǎng)等區(qū)段的照明應(yīng)采用雙電源供電。每個(gè)電源均應(yīng)能承受100%的負(fù)荷。正常運(yùn)行情況下，照明燈具端電壓應(yīng)維持在額定電壓的90%～105%， 高桿燈或其他安裝在高聳構(gòu)筑物上的照明裝置應(yīng)配置避雷裝置。

道路照明應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢煤图竟?jié)變化合理確定開關(guān)燈時(shí)間，并應(yīng)依據(jù)天空亮度變化進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。應(yīng)將光控和時(shí)控兩種控制方式相結(jié)合。以上的措施都可以起到節(jié)能的效果。以某市為例，裝燈容量從1999年底統(tǒng)計(jì)為900W，如果控制路燈啟閉時(shí)間不精確，如果每天亮燈時(shí)間少5分鐘，每年可以節(jié)電2800Kw.h；或者夜深的時(shí)候可以關(guān)閉一部分路燈（前提是不影響道路正常照明）也可以節(jié)約相當(dāng)大一部分能源。當(dāng)?shù)缆氛彰鞑捎眉羞b控系統(tǒng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)終端應(yīng)具備在通信中斷的情況下自動(dòng)開關(guān)路燈的控制功能和手動(dòng)控制功能。道路照明開燈時(shí)的天然光照度水平宜為30lx，次干路和支路宜為20lx。

6 路燈系統(tǒng)和燈具定期維護(hù)

城市照明路燈因?yàn)槌Ｄ晏幵陲L(fēng)吹雨淋、粉塵污染等惡劣的外界環(huán)境，難免會(huì)損壞，不時(shí)常檢修，將會(huì)帶來巨大的安全隱患，威脅人民的生命及財(cái)產(chǎn)安全。在照明路燈的檢修中，最最要檢測(cè)的是絕緣電阻，在更新燈具和其他部件時(shí)，一定要選用節(jié)能高效安全的產(chǎn)品，再加上正確合理的維修工藝，才能保證維修的施工質(zhì)量。

根據(jù)不同的使用環(huán)境，采用不同燈具樣式，特別多的燈具在生產(chǎn)時(shí)都增加了反光板，在燈具使用過程中反光板會(huì)生銹從而降低亮度、反射率；玻璃樣式的燈具，時(shí)間久了以后上面會(huì)沾上特別多的粉塵、油污、小蟲等，這樣也會(huì)降低燈具的透明度，所以要對(duì)燈具頂起維修，爭(zhēng)取保證燈具正常的發(fā)光效率，這樣燈具才能發(fā)揮其正常的照明作用。如果同一種光源使用在高低不同效率的燈具上 光通量的利用率也會(huì)有很大的差別，因此選用高效燈具，頂起維修燈具，是節(jié)能和保證道路照明質(zhì)量的有效措施。

7 道路照明控制管理

城市道路照明控制分為集中控制盒單點(diǎn)控制。在實(shí)際的道路照明中，部分道路往往不需要在夜晚提供持續(xù)的照明，此時(shí)保持燈具常開就是一種電力浪費(fèi)。實(shí)際使用中往往采用自動(dòng)獨(dú)立配電柜等控制措施來達(dá)到實(shí)現(xiàn)局部道路的照明切斷功能，以此來保證城市道路節(jié)能的目標(biāo)。

雖然城市道路照明樣式眾多，其所要求的也各不相同，但最終都要滿足路面亮度、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、眩光控制、行車功能等要求，并且能夠幫助提高城市的環(huán)境美化，使得城市路燈照明既滿足人們生活的需要，又滿足城市及國(guó)家發(fā)展的需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 莫遠(yuǎn)屏.城市道路的照明與節(jié)能[J].中國(guó)科技信息，2006.

篇5

關(guān)鍵詞：城市道路;照明;節(jié)能改造

Abstract: City road lighting energy conservation is a potential, as long as we work hard to mining, can find a lot of measures. We should vigorously promote green lighting engineering lighting system, establish high quality, safe and reliable, economic and comfortable, protect environment, save more energy to meet the demand of city road lighting. This paper based on the basic principle and technical experience of city road lighting energy-saving work of the author for many years.

Keywords: city road lighting; energy saving;

中圖分類號(hào)：J914文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

能源是我國(guó)發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì),促進(jìn)社會(huì)發(fā)展,人類賴以生存的條件之一。節(jié)約能源、可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前我國(guó)的一個(gè)重要國(guó)策。城市道路照明在電能的消耗中占有很大的比例。據(jù)近兩年的統(tǒng)計(jì),我國(guó)的照明耗電占全國(guó)總發(fā)電量的12% 以上,而城市道路照明又占照明耗電量的30%以上,因此,城市道路照明節(jié)能是節(jié)能的一個(gè)重要方面。結(jié)合多年來的城市照明工作實(shí)踐,對(duì)城市照明中的主要節(jié)能措施進(jìn)行初步分析,與大家共商。

1、 道路照明節(jié)能的意義

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，主要為機(jī)動(dòng)車交通和市民出行服務(wù)的城市道路照明也大大加快了前進(jìn)的步伐。在改善城市環(huán)境、提高城市形象的同時(shí)，城市道路照明的耗電量也在快速增長(zhǎng)。根據(jù)“中國(guó)綠色照明工程”的統(tǒng)計(jì)，目前包括城市道路照明和夜景照明在內(nèi)的城市公共照明的年用電量約占全國(guó)總發(fā)電量的3-4%。在我國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，積極推行節(jié)約能源和節(jié)能減排政策的形勢(shì)下，道路照明節(jié)能已成為節(jié)約電能的一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。

2、路燈節(jié)能基本原理

早期的路燈節(jié)能產(chǎn)品，是以SCR可控硅移相調(diào)壓實(shí)現(xiàn)功率（亮度）調(diào)節(jié)，其工作原理如家用調(diào)光臺(tái)燈，就象調(diào)光臺(tái)燈上不能安裝節(jié)能燈一樣，這種設(shè)備不能控制帶功率因數(shù)補(bǔ)償電容的路燈。另外諧波電流電壓產(chǎn)生電磁干擾，因此無法用于大功率照明節(jié)能。

經(jīng)過歷次技術(shù)革新，路燈節(jié)能產(chǎn)品不斷升級(jí)換代。目前市場(chǎng)上路燈節(jié)電設(shè)備種類繁多，按控制方式可分為集中控制和單燈控制，按調(diào)節(jié)方式可分為固定降壓、中途調(diào)節(jié)換檔、碳刷無級(jí)調(diào)節(jié)，等等。但其基本的節(jié)能原理都是將供電系統(tǒng)的輸入電壓予以優(yōu)化，采用DVR（電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)）技術(shù)調(diào)整剩余電壓，使輸送給燈具的負(fù)載電壓為最適宜值，達(dá)到既實(shí)現(xiàn)節(jié)電又保證照明要求的雙重目的。

根據(jù)電工學(xué)基本原理：P=V2/R。設(shè)燈具上施加的電壓為V，光源的阻抗（為簡(jiǎn)單比喻起見）設(shè)為阻性電阻R，那么它在電壓V下所消耗的功率為P，若適當(dāng)降低電壓到V1值，則這時(shí)消耗的功率P1將隨電壓的平方關(guān)系下降。而P1小于原有電壓V時(shí)所消耗的功率P，其有功節(jié)電率可表示為：ε%=（1-V12/V2）×100%只要電壓下降的幅度不超過額定電壓的10%，則絕大部分電器設(shè)備均可無妨礙地使用。

3、合理選擇照明光源

隨著時(shí)代的進(jìn)步,高效的光源正在出現(xiàn),淘汰低效高耗的光源產(chǎn)品的活動(dòng)正在展開。在城市照明中主要淘汰產(chǎn)品有白熾燈、高壓汞燈。白熾燈由于光效僅有10lm/w左右,根據(jù)國(guó)際、國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì),應(yīng)在力所能及的情況下淘汰。而普通的高壓汞燈光效也僅有30~40lm/w左右,也應(yīng)逐步淘汰。高壓鈉燈是一種成熟的光源,光效一般在100lm /w以上,高的可達(dá)到140lm/w,在目前的城市照明中應(yīng)優(yōu)先推廣使用。LED 燈是近年新出現(xiàn)的一種光源,目前光效可達(dá)到80lm/w,正處于成長(zhǎng)階段, 還有一些問題待解決,可有條件地選擇性使用。對(duì)于設(shè)計(jì)者來說，我們應(yīng)當(dāng)幫助各地政府當(dāng)權(quán)者逐漸擯棄“越亮，越氣派；越亮，越有面子”的老傳統(tǒng)老觀念，合理引導(dǎo)各屆政府部門合理選擇光源。

4、選用高效低耗的照明器和電器

照明器的效率越高,則光通量的利用率越大。常規(guī)的照明器效率一般在60%左右,若按“十一五”城市綠色照明工程規(guī)劃綱要的要求,照明器效率達(dá)到80%,在效率提高后,則可節(jié)電30% 左右。因此在照明器的選用上不能用粗制濫造的低效照明器。鎮(zhèn)流器在城市照明中消耗的電能也是一個(gè)不可忽視的環(huán)節(jié)。普通的電感鎮(zhèn)流器一般消耗的電能為光源的15%,而節(jié)能型的電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器消耗的電能為光源的10%左右。若采用節(jié)能型的電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器, 則在鎮(zhèn)流器的功耗方面可節(jié)能30%。因此我們?cè)谶x用鎮(zhèn)流器時(shí),要按照《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45- 2006中的規(guī)定“高強(qiáng)度氣體放電燈宜配用節(jié)能型的電感鎮(zhèn)流器, 功率較小的光源可配用電子鎮(zhèn)流器。”

5、道路照明動(dòng)態(tài)智能化管理

隨著微電子技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和現(xiàn)代電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,智能化道路照明控制系統(tǒng)也開始進(jìn)入應(yīng)用。智能化道路照明系統(tǒng)能夠根據(jù)不同區(qū)域的不同功能需求,在每天的不同時(shí)段、不同自然光照度或者不同交通流量情況下, 按照特定的設(shè)置, 實(shí)現(xiàn)對(duì)道路照明的動(dòng)態(tài)智能化管理,既T PO 管理(T IME 時(shí)間/ PLACE 地點(diǎn)/ OCCASION 場(chǎng)合)。智能化道路照明控制系統(tǒng),通過綜合考慮和分析與道路照明密切相關(guān)的時(shí)間、路段、環(huán)境照度和交通流量等因素的場(chǎng)景控制方法,在微機(jī)中按照預(yù)設(shè)的控制策略,對(duì)道路照明進(jìn)行動(dòng)態(tài)智能化管理,控制路燈在不同情況T T作在不同狀態(tài)實(shí)現(xiàn)多樣化的道路照明場(chǎng)景,從而在提高照明質(zhì)量的同時(shí)獲得最佳的節(jié)能效果。智能化道路照明穩(wěn)壓系統(tǒng)如圖1。

圖1 智能化道路照明穩(wěn)壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)由變壓器組、矩陣開關(guān)、控制模塊、采樣模塊、檢測(cè)模塊和人機(jī)接口等部分組成。基本思路是,在繁忙的時(shí)段,控制路燈保持原設(shè)計(jì)的照度；接近午夜時(shí)分,道路上人少車稀時(shí),開始自動(dòng)調(diào)整電壓,通過對(duì)用電電壓的智能控制,減少后半夜因城市整體的用電減少所引起的電壓偏高而造成的大量電能浪費(fèi)。控制過程是,通過測(cè)取城市道路車輛及行人的“時(shí)間-車輛(人)”統(tǒng)計(jì)規(guī)律,獲取相應(yīng)的照度調(diào)整率,依此來設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)的控制程序,根據(jù)照度調(diào)整率,從某一時(shí)刻開始,平滑地對(duì)路燈輸入電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,使路燈輸入電功率與實(shí)際照度要求達(dá)到最佳匹配,不僅節(jié)能,而且穩(wěn)壓,延長(zhǎng)了路燈的使用壽命,達(dá)到了雙重意義上的節(jié)能和節(jié)費(fèi)。以常用的高壓鈉燈為例,智能控制方案設(shè)計(jì)及節(jié)能效果分析見表1。

表1智能控制方案設(shè)計(jì)及節(jié)能效果,

6、采用優(yōu)質(zhì)高效的照明裝置

6.1合理選用高效、節(jié)能的電光源

光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率。道路照明應(yīng)盡量選用高光效的光源，還應(yīng)根據(jù)它的顯色指數(shù)、使用壽命、調(diào)光性能、起點(diǎn)特性等綜合考慮，合理應(yīng)用。所有的高效光源都有其適用場(chǎng)所，決不能簡(jiǎn)單地用同一類節(jié)能光源來代替。城市道路照明應(yīng)根據(jù)不同的道路情況，合理使用新一代的節(jié)能光源，如用電子節(jié)能燈替換白熾燈、LED節(jié)能燈替換高壓鈉燈、高壓汞燈等，其光源可按表2選取。

表2 道路照明光源的適用場(chǎng)所

適用場(chǎng)所 光源種類

快速路、市郊道路 低壓鈉燈、高壓鈉燈、LED節(jié)能燈

主干路、次干路 高壓鈉燈、金鹵燈、LED節(jié)能燈

支路、住宅區(qū)道路 小功率高壓鈉燈、電子節(jié)能燈、LED燈

市中心、商業(yè)中心等對(duì)顏色要求較高的場(chǎng)所 金鹵燈、顯色改進(jìn)型高壓鈉燈、LED燈

6.2采用高效、光通維持率高的燈具

燈具是對(duì)光源發(fā)出的光進(jìn)行再分配的裝置，如果光源發(fā)出的光能大部分被吸收，能量的利用率太低，必然造成能源的極大浪費(fèi)。衡量燈具的節(jié)能指標(biāo)是光輸出比L.O.R（燈具效率）。假如一個(gè)燈具的L.O.R是0.65，而另一個(gè)更高效的燈具的L.O.R是0.79，則在使用同樣的光源、消耗同樣能源的情況下，后者的照度可提高21.5%；而燈具光通維持率的高低決定著照明設(shè)計(jì)時(shí)的初始照度，若有一個(gè)燈具的光通維持率為0.6，而另一燈具為0.7，若在同樣場(chǎng)所、條件下使用，則照明設(shè)計(jì)的初始照度就可降低16.7％。由此可見，選用優(yōu)質(zhì)高效、光通維持率高的燈具對(duì)照明節(jié)能具有重要的意義。

對(duì)于道路照明而言，還應(yīng)使發(fā)出的光通量盡可能的落到被照的道路上，即應(yīng)充分地提高燈具的光通利用系數(shù)h。h與燈具的安裝高度H、傾斜角度q、配光方式、燈具效率等有關(guān)。同時(shí)，為了滿足道路照明對(duì)眩光限制的要求，燈具的選擇應(yīng)嚴(yán)格按道路照明標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。燈具的選擇應(yīng)嚴(yán)格按道路照明標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。燈具及其配光方式一旦選定，合理選擇安裝高度H、安裝間距S、傾斜角度q對(duì)提高道路照明質(zhì)量及光通利用系數(shù)h是很重要的。根據(jù)筆者多年的經(jīng)驗(yàn)，考慮照明各種參數(shù)要求、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能及美觀等因素，S/H按3:1－4:1、傾斜角度q在5－10°之間選取為好，對(duì)于氣體放電燈（高壓鈉燈、金鹵燈）其安裝高度按其光通量大小確定，表3列出了各種規(guī)格的高壓鈉燈、金鹵燈的最小安裝高度，否則應(yīng)采取措施如調(diào)節(jié)q的角度、采取遮擋。

表3 照明燈具的最小安裝高度

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【關(guān)鍵詞】光污染；環(huán)保節(jié)能；城市道路照明；施工與設(shè)計(jì)

能源問題已成為全球共同關(guān)注的問題，能源短缺成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。建筑中的節(jié)能設(shè)計(jì)已得到充分重視，做到合理使用能源、提高能源利用效率，為能源的節(jié)約提供了保障。民用建筑是建筑的耗電大戶，近幾年民用建筑電氣節(jié)能的重要意義已逐步受到人們的重視。

照明節(jié)能設(shè)計(jì)就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下，力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失，從而最大限度地利用光能。

城市照明好壞對(duì)人民生活中有很大的影響。符合視覺功能的照明質(zhì)量是保障交通安全、社會(huì)治安、人們從事生產(chǎn)及文化娛樂活動(dòng)等不可缺少的條件。這是人類經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐得出的科學(xué)結(jié)論，以道路照明為例，我國(guó)新修訂的道路照明標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)道路照明工作者作出合理的照明設(shè)計(jì)，為駕駛員提供交通安全性與向?qū)裕瑫r(shí)為步行者創(chuàng)造安全而舒適的環(huán)境，方便人民生活，降低犯罪率和美化城市環(huán)境，提高夜間道路利用率。道路照明的設(shè)計(jì)應(yīng)按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)能環(huán)保、維修方便的原則進(jìn)行。下面就安全可靠和節(jié)能環(huán)保等方面進(jìn)行展開探討。

1、安全可靠

當(dāng)照明在城市普及開來的時(shí)候，同時(shí)也出現(xiàn)了光污染，但大部分人都沒有注意到或?qū)馕廴静扇∮行У姆婪洞胧９馕廴景ㄑ９馕廴尽⒐鉃E用、色彩失衡等。道路照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮光污染對(duì)駕駛員的視覺影響，避免由此引發(fā)的交通事故。光污染大部分為產(chǎn)生眩光造成的污染。從眩光的形成過程來看，可以把眩光分為直接眩光和反射眩光。道路照明中的直接眩光來自駕駛員視界中的高亮度或毫無遮蔽的光源，而反射眩光是由視界中的強(qiáng)反射表面所產(chǎn)生的二次反射所造成的。

1.1路燈引起的眩光問題

由于路燈設(shè)計(jì)不合理，及周邊環(huán)境的照明不適當(dāng)或?qū)ο蜍嚨恼丈湓斐傻难９猓柜{駛員的瞳孔縮小、在眼內(nèi)形成光斑，破壞視覺系統(tǒng)對(duì)周圍物理空間的適應(yīng)狀態(tài)，從而引起不適感或視力下降。路燈強(qiáng)光直接照射在駕駛員眼睛上，造成不舒適眩光，雖然對(duì)環(huán)境的照亮（照亮建筑）可以減輕不舒適眩光，但由于建筑立面照明在下半夜一般都會(huì)被關(guān)閉，所以我們要在路燈設(shè)計(jì)中就要考慮解決這些問題，不能因?yàn)橹苓叚h(huán)境已經(jīng)有照亮而減輕對(duì)不舒適眩光的要求。

1.2強(qiáng)反射面引起的眩光問題

現(xiàn)代建筑有大部分采用了大面積的玻璃幕墻，而且大部分玻璃幕墻的質(zhì)量都達(dá)不到環(huán)保的要求，基本上沒有考慮光污染和怎么處理光污染的問題。當(dāng)建筑的泛光燈及車燈或其他的強(qiáng)光源照到玻璃幕墻上，就會(huì)形成一個(gè)很強(qiáng)的二次光源，強(qiáng)烈的反射光不僅對(duì)周邊環(huán)境和人員造成不利的影響，而且還給臨近的道路造成了不舒適的眩光，影響行人和駕駛員的視線，引起交通事故。

1.3另外裝飾性照明也是影響駕駛員視線的又一重要因素

在道路周邊環(huán)境的亮化照明和廣告燈光中，照明亮度應(yīng)與路面及環(huán)境亮度協(xié)調(diào)，不應(yīng)采用多種光色或多種燈光圖式頻繁變換的動(dòng)態(tài)照明，應(yīng)防止裝飾性照明的光色、圖案、陰影、閃爍干擾機(jī)動(dòng)車駕駛員的視覺。設(shè)置在燈桿上及道路兩側(cè)的廣告燈光不得干擾駕駛員的視覺和妨礙對(duì)交通信號(hào)及標(biāo)識(shí)的辨認(rèn)。在路燈照明中，顯色性能差也是影響駕駛員辨認(rèn)物體的主要因素。在主干道路燈照明中，可以采用金鹵燈或其他白色光源的燈具來補(bǔ)償高壓鈉燈顯色偏黃的不足；現(xiàn)在很多廠家的路燈產(chǎn)品都己經(jīng)有一桿路燈上同時(shí)有高壓鈉燈和金鹵燈兩種光源，這樣就可以實(shí)現(xiàn)顯色和照度都可以達(dá)到要求，并且這種照明方式對(duì)于實(shí)現(xiàn)半夜燈節(jié)能措施也比較好操作，而且不用犧牲太多照度。

2、環(huán)保節(jié)能

《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 45-2006規(guī)定：

（1）快速路、主干路、次干路和支路應(yīng)采用高壓鈉燈；

（2）居住區(qū)機(jī)動(dòng)車和行人混合交通道路宜采用高壓鈉燈或小功率金屬鹵化物燈；

（3）市中心、商業(yè)中心等對(duì)顏色識(shí)別要求較高的機(jī)動(dòng)車交通道路可采用金屬鹵化物燈；

（4）商業(yè)區(qū)步行街、居住區(qū)人行道路、機(jī)動(dòng)車交通道路兩側(cè)人行道可采用小功率金屬鹵化物燈、細(xì)管徑熒光燈或緊湊型熒光燈。

在現(xiàn)有的技術(shù)和滿足道路照度的前提下，路燈節(jié)能應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

2.1合理選擇燈具，定期維護(hù)保養(yǎng)

燈具的主要作用是把光源的光通量分配到需要的方向，以提高光的利用率和避免眩光。一般效率較高的燈具都采用高反射率的材料和先進(jìn)的工藝制作，如電化拋光的高純鋁板；透光性能好的防護(hù)罩，如透光玻璃或有機(jī)玻璃；再就是密封性能要好，能防水防塵，盡可能地減少光的損失。燈具的效率是指其對(duì)光源光通量的利用率。任何材料制成的燈具對(duì)于光源幅射的光通量在經(jīng)過反射和透射時(shí)，其效率總是小于1。假設(shè)同一功率的光源，一只配用效率較高的燈具，其光通量的70 %-80%得到利用，另一只配用效率較低的燈具，光通量只有40 %-50%得到利用。兩者比較，效率低的燈具其光源所消耗的功率將近30%白白浪費(fèi)了，未能發(fā)揮其作用，這一點(diǎn)往往被忽視。因此，選擇燈具時(shí)應(yīng)盡量選擇配光曲線好、效率較高的燈具。另外，燈具在使用過程中不可避免地受到污染，如反光器的鋁氧化，防護(hù)罩里外積塵生垢等等，勢(shì)必造成光的損失，如不定期維護(hù)保養(yǎng)，則和上述道理相同，光源所消耗的功率大部分就浪費(fèi)掉了。所以，選擇燈具時(shí)宜選擇防護(hù)等級(jí)大于IP54以上的燈具，以減少維護(hù)工作量。

2.2合理科學(xué)的控制開關(guān)路燈時(shí)間

城市照明啟閉時(shí)間準(zhǔn)確與否，也是路燈照明節(jié)電的一個(gè)主要方面。目前，公共照明時(shí)間的控制方法大致有：人工控制、時(shí)鐘控制、光電控制、微機(jī)控制等。除上述照明的控制方法外，還可采取半夜燈，當(dāng)夜深人靜時(shí)，道路上車輛行人稀少，則可自動(dòng)熄滅一部分燈，如一桿雙火的路燈，在下半夜時(shí)可熄滅其中一個(gè)光源或者隔盞熄燈，適當(dāng)降低照明度，減少耗電量；或采用雙功率鎮(zhèn)流器燈具，在下半夜時(shí)燈具自動(dòng)轉(zhuǎn)換為低一級(jí)功率運(yùn)行。這就要求設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)，就將半夜燈的控制、線路的敷設(shè)等各種因素考慮進(jìn)去，但降低照度不能低與于照度標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)級(jí)別。

2.3減少燈具元器件及線路的能量損耗

我們現(xiàn)在采用的路燈大部分是氣體放電燈，都需要采用鎮(zhèn)流器。降低鎮(zhèn)流器的功率損耗也是節(jié)能工作不容忽視的一個(gè)方面。如250W鈉燈鎮(zhèn)流器質(zhì)量好的功率損耗只有20-25瓦，而質(zhì)量差的功率損耗可達(dá)40瓦左右。優(yōu)質(zhì)電感鎮(zhèn)流器具備阻抗穩(wěn)定性和伏安性好，功率因數(shù)高，功率損耗低等特點(diǎn)，這樣才能穩(wěn)定燈泡工作電流，延長(zhǎng)燈泡使用壽命。如果在選用配套鎮(zhèn)流器時(shí)都能注意選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，那么節(jié)能效果還是很顯著的。所以在設(shè)計(jì)路燈時(shí)一定要選擇節(jié)能型鎮(zhèn)流器。目前，供電質(zhì)量不斷提高，電網(wǎng)電壓日趨穩(wěn)定正常，而到下半夜當(dāng)用電明顯減少時(shí)，供電電壓升高，則照明用電量的功耗也隨之上升。這樣不但縮短了燈泡的壽命，也增加了不必要的能量消耗。

2.4合理的確定照明標(biāo)準(zhǔn)

城市照明節(jié)電決不是靠降低照明標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)在確保各級(jí)道路符合相應(yīng)的照明標(biāo)準(zhǔn)的前提下講節(jié)能。在一項(xiàng)道路照明設(shè)計(jì)前，首先，確定道路照明等級(jí)，根據(jù)道路使用功能，城市道路照明可分為主要供機(jī)動(dòng)車使用的機(jī)動(dòng)車交通道路照明和主要供非機(jī)動(dòng)車與行人使用的人行道路照明兩類。機(jī)動(dòng)車交通道路照明應(yīng)按快速路與主干路、次干路、支路分為三級(jí)。我們應(yīng)按照不同的照明場(chǎng)所進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，最大限度地利用光能，使被照明環(huán)境達(dá)到照明標(biāo)準(zhǔn)要求，在適當(dāng)考慮光源顯色性的基礎(chǔ)上，使用高效光源，是照明節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。通常我們需要做出幾種方案進(jìn)行分析比較，從中選取既經(jīng)濟(jì)合理又節(jié)能的方案。以道路照明來講，一般采用較大的安裝高度與間距和大功率的光源，比采用較小的安裝高度與間距和小功率的光源更為經(jīng)濟(jì)合理和節(jié)能。

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關(guān)鍵詞：道路照明設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算 節(jié)能

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

良好的道路照明系統(tǒng)可以改善道路交通條件，減輕駕駛員疲勞，并有利于提高道路通行能力和保證交通安全，此外，合理、高效的道路照明系統(tǒng)還可以起到美化城市，并且降低道路照明的單位面積上的電能消耗，減少火力發(fā)電的二氧化碳排放，對(duì)環(huán)境的貢獻(xiàn)也不容小覷。現(xiàn)行的《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2006自2007年7月1日起實(shí)施，對(duì)機(jī)動(dòng)車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行了明確、詳細(xì)的規(guī)定，并且對(duì)機(jī)動(dòng)車交通道路的照明功率密度提出了嚴(yán)格的要求。這就要求設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行道路照明設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析，確定合理的照明方案。目前，城市機(jī)動(dòng)車交通道路路面平均照度的方式主要有手工計(jì)算和軟件計(jì)算兩種。手工計(jì)算有兩種方法：利用系數(shù)法計(jì)算和逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算。利用系數(shù)法計(jì)算粗糙，且無法確定均勻度；逐點(diǎn)計(jì)算法精度雖高，但需要收集大量的燈具資料，計(jì)算工作量也很大，不方便。采用照明計(jì)算軟件進(jìn)行照度計(jì)算，可以幫助設(shè)計(jì)人員迅速、準(zhǔn)確的確定合理的照明方式，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，避免或減少照明設(shè)計(jì)的盲目性。

目前被較為廣泛使用的照明計(jì)算軟件當(dāng)數(shù)DIAlux 和Agi32 了。DIAlux 是由德國(guó)的DIAL 公司進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì), 目前主要應(yīng)用于歐洲。近年來, DIAlux 已進(jìn)入中國(guó)的市場(chǎng), 目前有中文簡(jiǎn)體版本, 由于其免費(fèi)的策略已有很多國(guó)人在使用。而Agi32 正式版費(fèi)用較為昂貴, 在澳洲和美國(guó)的一些大學(xué)里較為普及, 僅限于英文版本,國(guó)內(nèi)使用者較少。

Dialux 有眾多的著名燈具廠商制作的插件用于支持其軟件。在使用的過程中, 這些插件不僅將燈具樣本進(jìn)行詳細(xì)的分類, 并且對(duì)幾乎每個(gè)燈具有著詳細(xì)的描述和數(shù)據(jù)記錄, 從光源、色溫、配光曲線到樣本的圖片等， 便于使用者進(jìn)行查找。在目前最新版本中, Dialux 支持IES 類型的燈具文件格式導(dǎo)入。

DIAlux程序文件可以在官方網(wǎng)站下載中文版，根據(jù)筆者的使用經(jīng)驗(yàn)，最新版程序穩(wěn)定性欠佳，在使用一段時(shí)間的DIALux4.8之后，發(fā)現(xiàn)DIALux4.7.5.0版本更為穩(wěn)定。程序文件可以在中國(guó)照明網(wǎng)-照明設(shè)計(jì)頻道-設(shè)計(jì)軟件板塊進(jìn)行下載。下載完成后進(jìn)行解壓縮、安裝即可。需要注意的是DIALux軟件本身不含燈具數(shù)據(jù)，相關(guān)的燈具產(chǎn)品數(shù)據(jù)可以從相應(yīng)的燈具廠家網(wǎng)站上下載插件，也可以向相關(guān)廠家索取產(chǎn)品光盤。為了提高設(shè)計(jì)效率，建議設(shè)計(jì)人員安裝常用的燈具目錄，如暫時(shí)無法獲取燈具產(chǎn)品插件也可以使用線上目錄進(jìn)行計(jì)算。

運(yùn)行程序，主界面如圖1所示，選擇新的街道設(shè)計(jì)案，在任務(wù)管理器中輸入街道參數(shù)，并根據(jù)規(guī)范或者燈具使用情況調(diào)整維護(hù)系數(shù)。

圖1

點(diǎn)擊燈具選項(xiàng)卡選擇燈具目錄將相應(yīng)的燈具加入設(shè)計(jì)案，也可以從文件菜單導(dǎo)入燈具IES文件。從燈具庫(kù)或任務(wù)管理器中將燈具文件拖曳置入CAD窗口；之后便可以根據(jù)擬定的設(shè)計(jì)方案選擇燈具排列方式（圖2）、并對(duì)燈桿高度、燈臂、燈具傾斜度（安裝仰角）、燈桿間距等參數(shù)（圖3）進(jìn)行設(shè)定，參數(shù)設(shè)定之后點(diǎn)擊開始計(jì)算進(jìn)行計(jì)算，短暫的等待之后便可以在點(diǎn)擊報(bào)表觀察計(jì)算結(jié)果（圖4）。

圖2 圖3

如計(jì)算結(jié)果不滿足規(guī)范要求，可以重新選擇配光合理的燈具、并且調(diào)整布燈方式或者燈具安裝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算比較，確定最佳的燈具和布燈方式。

高效合理的照明設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)節(jié)能的核心環(huán)節(jié)，根據(jù)規(guī)范合理的確定道路照明等級(jí)、選擇燈具和光源類型以及確定燈具安裝參數(shù)是道路照明設(shè)計(jì)節(jié)能的關(guān)鍵，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和照明技術(shù)的更新?lián)Q代，新的照明產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，在設(shè)計(jì)中合理地運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助計(jì)算可以迅速的提高道路照明設(shè)計(jì)的精確度、避免了燈具選擇的盲目性，有效地提高了道路照明的能源使用效率，避免了燈具選擇和安裝參數(shù)設(shè)置的盲目性，節(jié)能效果顯著。

圖4

參考文獻(xiàn)

[1] 《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 CJJ45 — 2006

[2]DIAL 公司網(wǎng)站. /

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關(guān)鍵詞：道路照明配電系統(tǒng)接地方式

中圖分類號(hào)：U491.5+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 概述

城市道路照明是城市安全、城市道路交通正常運(yùn)作的重要保證，同時(shí)也是城市商業(yè)、文化發(fā)展以及活躍人們生活的需要，甚至是城市的一道景觀。

道路照明的主要功能是為機(jī)動(dòng)車道和人行道提供必要的亮度和照度，以及符合行駛要求的照明質(zhì)量。保證實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的基本前提就是安全用電。

安全用電涉及多方面的技術(shù)內(nèi)容和管理維護(hù)要求，本文僅就道路照明低壓配電系統(tǒng)的接地方式問題進(jìn)行探討。接地方式和配電線路保護(hù)關(guān)系到以下兩個(gè)問題：

（1）使維護(hù)人員和廣大行人免遭電擊的危害；

（2）保證道路照明的正常運(yùn)行，防止電路故障（短路、接地等）導(dǎo)致線路損壞，減少不必要的停電。

2 低壓配電系統(tǒng)的接地方式和應(yīng)用狀況

2.1 接地方式種類

按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)，低壓配電系統(tǒng)接地方式分為以下三類：

2.1.1 TN方式

電源端（配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)）直接接地，用電端（用電設(shè)備外露導(dǎo)電部分）通過一條導(dǎo)線連接到電源端中性點(diǎn)。由于連接導(dǎo)線的方式不同，又可分為下列三種：

（1）TN-C：利用配電線路的中性線（N）作接地連接線，稱為PEN線；

（2）TN-S：增加一條專用的連接導(dǎo)線，即PE線；

（3）TN-C-S：以上兩種的綜合，前半部采用TN-C，后半部采用TN-S。

2.1.2 TT方式

電源端直接接地，用電端也直接接地。

2.1.3 IT方式

電源端不接地（或高阻抗接地），用電端直接接地。

建筑物內(nèi)低壓配電系統(tǒng)，過去多采用TN-C方式，近20多年隨著現(xiàn)代化、信息化進(jìn)程，和更高的安全要求，TN-C方式存在很多缺點(diǎn)，采用TN-S、TN-C-S以及TT方式越來越多，運(yùn)行可靠性要求特別高的設(shè)備，IT方式也有應(yīng)用。

2.2 道路照明配電系統(tǒng)的接地方式應(yīng)用狀況

如前述，在建筑物內(nèi)采用TN-S及TN-C-S方式比較多，但處于室外環(huán)境的道路照明，條件不盡相同，使用TN-S仍然不能完全保證安全。其中一個(gè)重要因素是室內(nèi)環(huán)境要求作等電位聯(lián)結(jié)，作為防電擊的重要措施之一；而處于室外環(huán)境的道路照明則難以作等電位聯(lián)結(jié)，這是TN-S廣泛應(yīng)用于建筑物內(nèi)，而不適宜于室外的主要原因。在已經(jīng)有較完善的剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的今天，有條件采用TT方式，對(duì)于道路照明更符合安全要求。

3TN-S方式用于道路照明的問題

3.1 可能導(dǎo)致電擊的不安全因素

TN-S方式，燈具、電桿、電器盒等的外露導(dǎo)電部分是通過PE線連接到配電變壓器中性點(diǎn)而接地，當(dāng)該變壓器其他部分發(fā)生對(duì)地直接連接之類故障時(shí)，保護(hù)電器難以斷開，故障電流經(jīng)大地流到變壓器接地極回到中性點(diǎn)，致使中性點(diǎn)電位升高，此電位經(jīng)過PE線傳至燈桿等處露導(dǎo)電部分；除非變壓器接地電阻非常小，此電位就有可能超過安全電壓限值（通常為交流50V，而對(duì)戶外照明，考慮雨天等條件，應(yīng)為交流25V）。由于故障電流很小而無法使保護(hù)電器動(dòng)作，因此不能完全保證安全。

3.2 配電線路保護(hù)的靈敏性難以滿足要求

道路照明負(fù)載分散，配電線路較長(zhǎng)，當(dāng)線路末端發(fā)生接地故障時(shí)，其故障電流往往較小，難以使線路首端的保護(hù)電器（熔斷器或斷路器）動(dòng)作，不能切斷故障電路。為了說明問題，舉一個(gè)具體例子說明。

設(shè)定一回配電線路，供電給60基電桿的路燈，每桿裝一只400W高壓鈉燈，安裝功率26.4kW（含10%鎮(zhèn)流器功耗），單燈設(shè)補(bǔ)償電容，cosφ=0.85，用三相線路供電，線路計(jì)算電流達(dá)47.2A。選用25mm2電纜，保護(hù)電器用63A熔斷器或用63A斷路器（長(zhǎng)延時(shí)脫扣器電流63A，瞬時(shí)脫扣器315A）。

若線路長(zhǎng)1000m，經(jīng)計(jì)算末端接地故障電流僅為幾十安培，無論用熔斷器還是帶瞬時(shí)脫扣的斷路器，均不能按規(guī)定時(shí)間斷開。

按《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054-2011）的規(guī)定：TN方式用63A熔斷器，要求在5s內(nèi)切斷，則接地故障電流（Id1）不應(yīng)小于5倍，即315A；用斷路器時(shí)，不應(yīng)小于其瞬時(shí)脫扣器整定電流的1.3倍，即315×1.3=409A。

如果將線路截面加大到銅芯35mm2，PE線也加到35mm2，則Id1可達(dá)150A左右，和規(guī)定要求仍相距甚大。既便是線路縮短到500m（僅14~16基桿），還是不能滿足上述要求。

可見TN方式用于道路照明配電線路，一般難以滿足保護(hù)靈敏性要求，將導(dǎo)致不安全因素。

4 TT方式用于道路照明的優(yōu)勢(shì)

4.1 TT方式保護(hù)動(dòng)作更靈敏，安全更有保證

TT方式的接地故障電流（Id1）比TN方式更小，使用熔斷器或斷路器更不能滿足規(guī)范要求，所以應(yīng)選用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，這種保護(hù)器的動(dòng)作電流僅為幾十、以至幾百毫安，最大達(dá)幾安培，容易使之動(dòng)作，更能保證安全。

4.2 節(jié)省一根PE線

附加一個(gè)好處，是TN方式，不設(shè)PE線，比TN-S方式省了一條線，對(duì)三相配電線路，選用四芯電纜（或架空線）即可。

TT方式要求燈桿接地，由于多數(shù)使用金屬燈桿，有良好接地條件，使用鋼筋混凝土桿，接地條件也較好。TT方式的接地電阻要求不高，比之TN方式要求重復(fù)接地，并不會(huì)增加費(fèi)用。

5TT方式采用剩余電流保護(hù)的整定

在室內(nèi)，剩余電流保護(hù)用于TT方式，和TN方式的插座回路，以及供移動(dòng)式、手持式用電設(shè)備的回路，一般線路較短，大多在幾米到幾十米。為了保護(hù)直接接觸，而導(dǎo)致電擊，要求動(dòng)作電流不超過30mA，有些特殊場(chǎng)所整定值要求更小。由于線路短，正常泄漏電流較小，一般不致引起正常運(yùn)行時(shí)誤動(dòng)作。

道路照明情況大不相同，一回配電線路延伸幾百米，乃至千多米，在這種條件下，如果保護(hù)動(dòng)作電流還整定為30mA，正常運(yùn)行時(shí)，泄漏電流較大而導(dǎo)致跳閘，實(shí)屬必然之事。有的使用單位反映誤動(dòng)作太多，就不足為奇了。

怎樣整定剩余電流保護(hù)器的動(dòng)作電流（In）值呢？應(yīng)符合以下兩方面要求：

（1）接地故障時(shí)應(yīng)保證可靠動(dòng)作

按GB50054-2011的規(guī)定，剩余電流保護(hù)的動(dòng)作電流In應(yīng)符合下式：

Id1≥1.3 In （1）

一般說In值整定到幾百毫安，甚至1A，接地故障電流Id1大于其1.3倍，是不難滿足的。

（2）正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)保證不會(huì)動(dòng)作

為實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)要求，整定值In應(yīng)符合下式：

In≥（2.5~3.0）IL（2）

式中，IL—正常運(yùn)行條件下，線路和燈具等可能產(chǎn)生的最大泄漏電流。

式（2）中的2.5~3.0倍是保證不會(huì)誤動(dòng)作的可靠系數(shù)。因?yàn)槭Ｓ嚯娏鲃?dòng)作保護(hù)器的動(dòng)作電流為In，而保證不會(huì)動(dòng)作的不動(dòng)作電流Ino為In的50%。必須使In值大于正常泄漏電流的50%，并留有必要余地，才能保證不誤動(dòng)作。

通常選用25mm2左右的銅芯電纜，估算每km的泄漏電流IL約為30~50mA，線路長(zhǎng)度在800m以內(nèi)時(shí)，In可取100mA；線路長(zhǎng)度在2000m時(shí)，In值不應(yīng)小于300mA。可見，不論具體條件，一律取30mA，是不能保證正常運(yùn)行的。

6 結(jié)論意見

篇9

一、小區(qū)道路及景觀照明設(shè)計(jì)的原則

住宅小區(qū)的道路及景觀照明設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合建筑物、道路地形環(huán)境、人流等進(jìn)行綜合性設(shè)計(jì)，必須充分考慮到照明的可視性、導(dǎo)向性、安全性、動(dòng)態(tài)光景及環(huán)境氛圍，必須遵循經(jīng)濟(jì)實(shí)用、節(jié)能環(huán)保的原則，而且應(yīng)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平相適應(yīng)，并充分考慮照明系統(tǒng)對(duì)人的影響、對(duì)交通的影響，保證安全，防止光污染。

二、小區(qū)道路及景觀照明設(shè)計(jì)的流程

1、小區(qū)道路及景觀照明設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備

首先就是要對(duì)小區(qū)整體道路和景觀的方案圖紙進(jìn)行詳細(xì)研究，重點(diǎn)是小區(qū)整體的風(fēng)格和布局。了解小區(qū)主次道路、停車位及部分重點(diǎn)休閑廣場(chǎng)區(qū)域景觀的各自使用功能；了解小區(qū)廣場(chǎng)、道路的鋪裝圖案及所有村料；了解綠化植物的形狀、大小、高度，這樣才能根據(jù)各自的功能去設(shè)計(jì)安裝相應(yīng)的照明燈具。

2、小區(qū)道路及景觀照明方案設(shè)計(jì)

通過初步照明設(shè)想進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，如各種燈具安裝位置及數(shù)量、光源的選定；照明控制箱的數(shù)量及安裝位置；照明回路的控制方式；電源接入點(diǎn)總用電負(fù)載的確定，然后與業(yè)主就有關(guān)照明方案、燈具選型、投資造價(jià)等方面進(jìn)行綜合論證，經(jīng)過調(diào)整與修改后最終確定照明設(shè)計(jì)的方案。

3、小區(qū)道路及景觀照明施工圖設(shè)計(jì)

小區(qū)道路及景觀照明施工圖應(yīng)包括如下內(nèi)容：路燈及景觀照明平面施工圖、所選用各種燈具的樣品規(guī)格彩圖、燈具基礎(chǔ)安裝圖、景觀構(gòu)筑物照明立面剖面圖、配電箱系統(tǒng)圖、電氣施工設(shè)計(jì)說明等。

三、小區(qū)道路及景觀照明的類型

1、小區(qū)主、支道路的路燈照明

住宅小區(qū)內(nèi)道路照明一般采用中桿道路燈及庭院燈。路燈的高度應(yīng)根據(jù)路燈的布置方式、道路的有效寬度、燈具配光及光源功率等來確定。燈具之間的距離與燈具的安裝高度有關(guān)，安裝高度高，間距可相應(yīng)擴(kuò)大。路燈間距一般在30米左右，光源通常選用暖色光的高壓鈉燈或節(jié)能燈。在小區(qū)道路路燈照明設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合各景觀點(diǎn)及路徑合理布置各燈位點(diǎn)，達(dá)到良好的照明及導(dǎo)向效果。燈具選型要結(jié)合整個(gè)小區(qū)的近代建筑氣息，選配協(xié)調(diào)、美觀的庭園燈具，從空間與平面上美化小區(qū)景觀，同時(shí)在夜色中讓行人有良好的安全感。

2、小區(qū)中心景觀廣場(chǎng)照明

中心景觀廣場(chǎng)是小區(qū)內(nèi)的人員活動(dòng)休閑中心，也是照明設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。其照度需達(dá)到200LX―350LX，以保證夜間此范圍的照度明顯高于周圍建筑物光色上考慮到休閑娛樂性，也可用彩色燈光美化。用高顯色性泛光照明來突出局部構(gòu)筑物造型和色彩，照明設(shè)計(jì)應(yīng)將燈具的造型、亮度、及顏色與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)一致。在燈具的選擇上，應(yīng)做到美觀大方，造型生動(dòng)，并盡量避免眩光。有小溪水流的地方，可配合安裝一些側(cè)壁燈及少量的水下LED射燈。在當(dāng)今綠色照明已日益被重視的情況下，應(yīng)注重照明節(jié)能新產(chǎn)品的使用，除特殊部位要求外，常用的泛光燈、地埋燈、射樹燈盡量選用LED光源。考慮到人員相對(duì)集中，對(duì)燈具的接地及漏電保護(hù)應(yīng)加以重視。

3、步行小道及雕塑照明

住宅小區(qū)樓間部分的步行小道邊加裝草坪燈可能起到點(diǎn)綴環(huán)境的作用，其間距根據(jù)小道寬度一般在5―10米。草坪燈的特點(diǎn)是數(shù)量較多、分布范圍較大、單燈功率小，一般光源采用節(jié)能燈或LED。小區(qū)內(nèi)的雕塑、涼亭或大樹可采用局部投光燈的照明方式。

四、小區(qū)道路及景觀照明供電和控制

1、照明供電 由于小區(qū)燈具光源的功率及供電半徑都不是很大，而且負(fù)荷容量也是不很大時(shí)，應(yīng)設(shè)一臺(tái)配電控制箱為宜。配電箱的安裝位置盡可能安裝在小區(qū)中間部位，要安裝在靠近電源附近，并能方便地敷設(shè)配電電纜進(jìn)線出線和以后的檢修更換。燈具采用TT接地形式，最好除單獨(dú)設(shè)置接地極以外還需接地聯(lián)網(wǎng)。

2、照明控制 當(dāng)前由于配套住宅小區(qū)點(diǎn)多、面廣、量大的特點(diǎn)，很難做到全部納入無線監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)行統(tǒng)一集中控制，因而大多在控制箱內(nèi)采取安裝微電腦經(jīng)緯度時(shí)鐘控制器進(jìn)行開關(guān)燈。對(duì)大的小區(qū)安裝遙控節(jié)點(diǎn)實(shí)行集中控制和半夜燈管理模式。

在我國(guó)現(xiàn)代的城市建設(shè)中，一個(gè)個(gè)新建的住宅小區(qū)占據(jù)著舉足輕重的地位。因住宅小區(qū)是人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾獔?chǎng)所，所以它的環(huán)境對(duì)人們的生活質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生很大的影響。現(xiàn)在建設(shè)的小區(qū)，多數(shù)環(huán)境優(yōu)美，設(shè)施配套齊全，戶型合理，居住舒適，深受廣大居民的喜愛。住宅小區(qū)道路和景觀照明作為小區(qū)環(huán)境的一部分，越來越受到社會(huì)的關(guān)注。要充分體現(xiàn)小區(qū)人性化設(shè)計(jì)理念，完善照明功能，達(dá)到最佳照明效果。

參 考 文 獻(xiàn)

篇10

關(guān)鍵詞：道路照明；配電系統(tǒng)；接地保護(hù)；保護(hù)要點(diǎn)；道路建設(shè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM73 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0265-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.133

道路照明系y是一項(xiàng)系統(tǒng)復(fù)雜的工程，隨著城市建設(shè)不斷加劇，城市道路照明系統(tǒng)越來越完善，道路照明系統(tǒng)的主要功能是為機(jī)動(dòng)車道和人行道提供必要的亮度以及符合行駛條件的照明質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，則必須要實(shí)現(xiàn)安全用電。接地方式對(duì)照明系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有很大影響，在照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中必須要加強(qiáng)接地設(shè)計(jì)，做好接地保護(hù)，使得道路照明配電系統(tǒng)可以正常、安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 道路照明配電系統(tǒng)的接地概述

道路照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，接地設(shè)計(jì)是一個(gè)十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，接地方式以及配電線路的保護(hù)關(guān)系會(huì)直接影響電路的使用性能。加強(qiáng)對(duì)接地方式的合理選擇，可以維護(hù)行人免遭電擊，同時(shí)還能保證電路能夠正常運(yùn)行，防止出現(xiàn)電路故障。在道路照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，常見的電路故障有短路、接地，這些故障會(huì)直接導(dǎo)致線路損壞，出現(xiàn)電路異常。為了減少這些故障的出現(xiàn)率，必須要加強(qiáng)對(duì)道路照明配電系統(tǒng)的接地方式以及接地保護(hù)設(shè)計(jì)。根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況以及國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，在道路照明配電系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)過程中，常見的接地方式有以下三種：

1.1 TN方式

TN接地方式的特點(diǎn)是：電源端，即配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)需要直接接地；用電端，即用電設(shè)備外露導(dǎo)電部分需要通過一條導(dǎo)線連接到電源端中性點(diǎn)。由于導(dǎo)線的連接方式不同，又可以分為如下三種，第一，TN-C，直接將配電線路的中性線作為接地連接線；第二，TN-S，在線路連接過程中要增加一條專用的連接導(dǎo)線，即保護(hù)線；第三，TN-CCS，以上兩種方式的結(jié)合，一般前半部分采TN-C連接，后半部分采用TN-S連接。

1.2 TT方式

TT接地方式是直接將電源端中性線接地的方式，用電端保護(hù)線一般也直接接地。

1.3 IT方式

IT接地方式的特點(diǎn)是：電源端中性線不接地或者高阻抗直接接地，用電端保護(hù)線可以直接接地，但是兩者之間不相連。

對(duì)于建筑電氣設(shè)計(jì)而言，傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)的接地方式一般都為TN-C，隨著電氣行業(yè)的不斷發(fā)展，信息化進(jìn)程不斷推進(jìn)，TN-C方式的缺點(diǎn)也越來越明顯，為了提高電路的安全性與穩(wěn)定性，當(dāng)前采用TN-S、TN-C-S以及TT方式進(jìn)行接地更為普遍，而且電路運(yùn)行過程中的可靠性和安全性更高。

2 TN-S接地方式存在的問題

2.1 可能導(dǎo)致不安全因素

采用TN-S的方式進(jìn)行接地，燈具、電感以及電器盒等外露導(dǎo)線部分都是通過PE線連接到配電變壓器中性點(diǎn)的，因此當(dāng)變壓器的其他部分出現(xiàn)直接對(duì)地連接，保護(hù)電器很難斷開，因此故障電流會(huì)經(jīng)過地的傳輸流到變壓器的接地極，然后回到中性點(diǎn)，使得中性點(diǎn)的電位升高，因此導(dǎo)致不安全因素存在。

2.2 配電線路保護(hù)的靈敏性不滿足要求

道路照明配電系統(tǒng)中的各種荷載是分散開的，配電線路很長(zhǎng)，尤其是在末端，很容易出現(xiàn)故障。當(dāng)配電線路的末端發(fā)生接地故障的時(shí)候，其故障電流一般比較小，很難刺激線路首端的保護(hù)電器產(chǎn)生相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，不能切斷故障電路。例如某個(gè)道路照明配電系統(tǒng)，要供電給60個(gè)電桿的路燈，每一個(gè)電桿上安裝的是規(guī)格為400W的高壓鈉燈，安裝功率26.4kW，假設(shè)每個(gè)燈的補(bǔ)償電容為cosφ=0.85，在配電系統(tǒng)中使用三相線路進(jìn)行供電，通過計(jì)算可以得到線路的電流為47.2A。線路的電纜選擇的是截面為25mm2的電纜，保護(hù)器采用63A熔斷器或用63A斷路器，根據(jù)低壓配電設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定得知，如果采用63A的熔斷器，則發(fā)生故障的時(shí)候必須要在5秒之內(nèi)對(duì)故障進(jìn)行切斷，因此接地故障電流至少為保護(hù)器電流的5倍，但是這個(gè)例子中的線路長(zhǎng)度為1000m，故障電流達(dá)不到要求，即使增加了電纜截面面積，縮短線路距離，當(dāng)末端出現(xiàn)故障的時(shí)候也不能及時(shí)響應(yīng)，配電線路的保護(hù)靈敏度不夠。

3 道路照明配電系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)

在道路照明配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，不能單純地采用一種接地方式，而且應(yīng)該要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)接地方式進(jìn)行選擇。在室外環(huán)境中，具體地理?xiàng)l件、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)條件都不相同，因此如果電路設(shè)計(jì)過程中單純使用TN-S也不能保證安全。在實(shí)際施工過程中，可以從以下三個(gè)方面著手考慮：

3.1 采用TN-S系統(tǒng)接地

從上文的分析中可知，TN-S方式雖然具有一定的缺陷，但是在室外道路照明配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，依舊可以采用這種方式，只是需要注意相關(guān)問題：第一，其接地故障電流必須要足夠大，一般要為百安級(jí)；第二，要對(duì)線纜的質(zhì)量進(jìn)行控制，盡量增加線纜的面積。

3.2 采用TT方式進(jìn)行接地

在室外道路照明配電系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)中，采用TT接地方式要比TN-S接地更穩(wěn)定，能夠滿足接地故障的安全要求。在TT方式中，一般要采用剩余電流保護(hù)的整定，在室內(nèi)電路設(shè)計(jì)中，為了防止直接接觸電氣設(shè)備而導(dǎo)致觸電，一般要求動(dòng)作電流不超過30mA，在一些特殊的環(huán)境中有特別需求，一般要求的電流整定值應(yīng)該更小。在室外道路照明配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，由于配電線路的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，一般都是幾百米甚至上千米，因此保護(hù)動(dòng)作電流必須要提升，如果保護(hù)動(dòng)作電流太小，由于泄露電流較大而導(dǎo)致跳閘以及使用單位反映誤動(dòng)的情況時(shí)有發(fā)生。

在TT接地方式中必須要對(duì)電流保護(hù)器的動(dòng)作電流值進(jìn)行整合，電流值應(yīng)該要滿足兩個(gè)方面的要求：第一，按照相關(guān)規(guī)定，剩余電流保護(hù)動(dòng)作電流值應(yīng)該為整定電流值的1.3倍。通常來講，將整定電流控制在幾百毫安甚至是1A，接地故障電流大小必須要滿足這個(gè)要求，才能實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)；第二，在正常運(yùn)行過程中應(yīng)該要保證保護(hù)電器不會(huì)動(dòng)作。在保護(hù)電路中，由于線路接地故障，當(dāng)出現(xiàn)電流的時(shí)候也有可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)器的誤動(dòng)，尤其是在設(shè)備正常運(yùn)行的時(shí)候出現(xiàn)這類情況，會(huì)對(duì)線路的工作質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，電流的整定值應(yīng)該要滿足相應(yīng)的關(guān)系：In≥（2.5～3.0）LL，在這個(gè)關(guān)系中，LL是在正常運(yùn)行條件下線路和燈具可能出現(xiàn)的最大泄露電流，將整定電流的值控制在泄露電流的2.5～3倍以上，則可以保證線路不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。

例如某道路照明配電系統(tǒng)工程，采用截面大小為25mm2的銅芯電纜，通過預(yù)估計(jì)算得出每千米的漏電電流大約為30～50mA，該照明系統(tǒng)的長(zhǎng)度為800m，將整定電流控制在100mA可以滿足要求，但是如果電路長(zhǎng)度增加，則必須要對(duì)整定電流值大小進(jìn)行提升，不能小于300mA。

3.3 對(duì)接地保護(hù)設(shè)備以及線纜質(zhì)量進(jìn)行控制

在室外道路照明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，由于室外環(huán)境的特殊性，不僅要對(duì)電路的接地方式進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，還應(yīng)該要對(duì)電路的保護(hù)設(shè)備以及線纜質(zhì)量等進(jìn)行控制，以此提高線路的安全性與穩(wěn)定性。例如對(duì)于I類電擊防護(hù)等級(jí)的用電設(shè)備，其接地故障保護(hù)一般要采用兩種方式：一種是安裝過電流保護(hù)器，比如斷路器、熔斷器等，還可以安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，一旦發(fā)生故障能夠及時(shí)將故障回路切除；另一種是采用等電位聯(lián)結(jié)，降低接觸電壓的大小，但是這種方式在室外施工難度較大，因此一般采用第一種方式進(jìn)行接地保護(hù)。

4 結(jié)語

綜上所述，道路照明配電系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)是配電系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，必須要加強(qiáng)對(duì)接地方式的合理選擇，在室外環(huán)節(jié)中適宜采用TT接地方式，同時(shí)要對(duì)故障保護(hù)電器進(jìn)行合理選擇，提高道路照明配電系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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