太原市柴村橋立交照明設(shè)計(jì)方案

張 磊

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

太原市柴村橋立交照明設(shè)計(jì)方案

張 磊

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

以太原市柴村橋立交照明設(shè)計(jì)為例，通過(guò)三種立交照明方案，對(duì)燈具布置形式、光源選擇、配電控制、線路敷設(shè)及接地保護(hù)等進(jìn)行了研究，并分析比較了各種照明方案的優(yōu)缺點(diǎn)，以選擇出節(jié)能、科學(xué)的照明方案。

排列布置，光源，配電，線路，接地，節(jié)能

0 引言

城市公共空間環(huán)境日益成為與人類息息相關(guān)的重要課題。道路照明是城市照明體系的紐帶，是城市文明的集中體現(xiàn)，是藝術(shù)和功能的結(jié)合，是科技和文化的統(tǒng)一。而立交節(jié)點(diǎn)對(duì)于城市功能性要求具有越來(lái)越重要的意義，立交橋的照明不僅可以完善城市道路的照明功能，更對(duì)提升城市夜景形象起到了至關(guān)重要的作用。

柴村橋?yàn)樘锌绶诤拥囊蛔髽?，位于太原市最北部，北臨環(huán)城高速，南側(cè)距跨汾河最近的勝利橋約6.2 km，其走向?yàn)闁|西向，位于太原北郊尖草坪區(qū)，是金橋大街跨汾河聯(lián)接?xùn)|西兩岸的主要橋梁，是太原市重要的交通樞紐，是過(guò)境貨車的主通道之一，是太原市的北出口。目前金橋東街由東向南方向轉(zhuǎn)向交通無(wú)法實(shí)現(xiàn)，其他方向轉(zhuǎn)向交通技術(shù)指標(biāo)也較低，因此太原市柴村橋立交改造勢(shì)在必行。

1 設(shè)計(jì)依據(jù)

1)《市政公用工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》(中華人民共和國(guó)建設(shè)部2004年3月)。

2)CJJ 45-2006，城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3)GB 50052-2009，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范。

4)GB 50054-2011，低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范。

5)GB 50217-2007，電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范。

6)JGJ 16-2008，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范。

7)GB 16895.3-2004，建筑物電氣裝置(第5部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝第54章：接地配置和保護(hù)導(dǎo)體)。

2 10/0.4 kV變配電系統(tǒng)

1)負(fù)荷分類：本路段照明負(fù)荷等級(jí)為三級(jí)負(fù)荷。

2)供電電源：本工程現(xiàn)狀柴村橋東西橋頭處各有現(xiàn)狀兩座照明箱變。

3)箱式變電站高、低壓供電系統(tǒng)結(jié)線型式及運(yùn)行方式：

a.箱式變電站高壓結(jié)線為單母線不分段運(yùn)行，采用開(kāi)環(huán)式供電；b.箱式變電站低壓結(jié)線為單母線不分段運(yùn)行，變壓器容量中預(yù)留其他公用用電負(fù)荷。

4)計(jì)量：本工程采用高供低計(jì)的計(jì)量方式。電度表采用直讀式，由供電部門安裝。

5)功率因數(shù)補(bǔ)償：采用單燈補(bǔ)償?shù)姆绞剑a(bǔ)償后的功率因數(shù)不小于0.90。

6)低壓保護(hù)裝置要求：箱式變電站低壓主進(jìn)斷路器設(shè)置過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)保護(hù)脫扣器，分支出線低壓斷路器設(shè)過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)、短路瞬時(shí)脫扣器。

7)共需改造現(xiàn)狀東西兩臺(tái)箱式變電站，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3 電力配電系統(tǒng)

1)本工程道路照明由箱式變電站引至各路燈具。線路末端電壓不低于額定電壓90%。

2)每個(gè)照明回路采用三相供電方式。

3)每路照明回路均設(shè)短路、剩余電流動(dòng)作及過(guò)載保護(hù)；每盞燈具應(yīng)設(shè)置斷路器保護(hù)。

4 立交照明方案

4.1 立交照明方案一

采用護(hù)欄燈及低桿燈結(jié)合照明方式：

立交匝道有護(hù)欄處采用護(hù)欄燈，護(hù)欄燈安裝于護(hù)欄處，安裝高度為0.9 m。

光源采用LED光源，功率為13 W，雙側(cè)對(duì)稱布置，色溫為3 000 K，初始光效大于80 lm/W，安裝間距7 m(見(jiàn)圖1)。

立交匝道無(wú)護(hù)欄處采用低桿燈，低桿燈安裝于道路兩側(cè)路肩處，安裝高度為0.9 m，光源采用金鹵燈，功率為70 W，單側(cè)布置，色溫為3 000 K，初始光效大于6 000 lm，安裝間距為8 m(如圖2所示)。

所有燈具防護(hù)等級(jí)不低于IP55，燈具效率不低于70%。配套電器(鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器、電容器)與燈具應(yīng)該采用一體放置。燈具與燈桿的仰角配需有4級(jí)承托調(diào)校，以適用于不同角度所達(dá)到的光效。

此方案優(yōu)點(diǎn)：有著良好的整體外觀，維護(hù)簡(jiǎn)易，道路照明均勻度及照度較其他照明高。

此方案缺點(diǎn)：對(duì)光束角等相關(guān)參數(shù)要求高，若調(diào)整不當(dāng)極易產(chǎn)生眩光，同時(shí)駕駛員會(huì)感受到頻閃，產(chǎn)生安全隱患。造價(jià)高，安裝較其他方案繁瑣，需在擋墻等處預(yù)留管線。

4.2 立交照明方案二

采用高桿燈照明方式：

立交匝道采用高桿燈，安裝高度為35 m，光源采用高壓鈉燈，功率為24×400 W。所有燈具防護(hù)等級(jí)不低于IP55，燈具效率不低于70%。配套電器(鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器、電容器)與燈具采用一體放置。

此方案優(yōu)點(diǎn)：保持大橋或高架整體外觀，不會(huì)出現(xiàn)燈桿林立現(xiàn)象，路面照明設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便。

此方案缺點(diǎn)：功率較大，節(jié)能效果較差，安裝維護(hù)困難，路面均勻度差，局部會(huì)有陰影出現(xiàn)。

4.3 立交照明方案三

采用中桿燈照明方式：

立交匝道采用中桿燈，安裝高度為15 m，光源采用高壓鈉燈，功率為4×400 W。所有燈具防護(hù)等級(jí)不低于IP55，燈具效率不低于70%。配套電器(鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器、電容器)與燈具應(yīng)該采用一體放置。

此方案優(yōu)點(diǎn)：低成本，良好的整體外觀，安裝維護(hù)簡(jiǎn)易，路面照明設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便。

此方案缺點(diǎn)：無(wú)方向指示功能，路面均勻度差，局部會(huì)有陰影出現(xiàn)。

結(jié)論：綜上所述，從保證車輛行駛安全性及安裝維護(hù)簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)性等各方面綜合比選，推薦采用高桿燈照明方案。

5 照明控制

由照明箱變內(nèi)路燈節(jié)電器自控(時(shí)間路燈控制儀)或手動(dòng)控制路燈起，閉，采用光控、程控、時(shí)間控制等控制方式；遠(yuǎn)期安裝路燈處用專制的遙控儀進(jìn)行遙控遙測(cè)。

整個(gè)區(qū)域內(nèi)的路段遠(yuǎn)期采用集中控制方式，納入城市統(tǒng)一控制，近期采用照明箱式變電站分散控制。

6 電纜、導(dǎo)線的選型及敷設(shè)

1)高壓電纜選用YJV22-8.7/15 kV電力電纜。

路燈照明主線導(dǎo)線均選用ZC-TC90(-40)-0.6/1 kV鋁合金導(dǎo)體交聯(lián)聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，燈具內(nèi)的支線應(yīng)采用BV-0.45/0.75 kV電線。

2)路燈照明主線導(dǎo)線穿SC80熱鍍鋅焊接鋼管埋地敷設(shè)，電纜埋深0.8 m。

電纜過(guò)公路須穿SC100鋼管保護(hù)，埋深1.0 m；埋地敷設(shè)的電纜嚴(yán)禁平行敷設(shè)于地下管道的正上方或下方。電纜與電纜及各種設(shè)施平行或交叉最小凈距離應(yīng)滿足GB 50054-95低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

7 防雷與接地

1)本工程采用TN-S系統(tǒng)，在箱式變電站處工作接地、保護(hù)接地、防雷接地共用統(tǒng)一接地極，要求接地電阻不大于4 Ω。

2)燈桿避雷裝置由供應(yīng)商按三類防雷要求配置；燈桿金屬外露件與接地極用-40×4鍍鋅扁鋼跨接，要求接地電阻不大于4 Ω。

3)接地極：采用50×5長(zhǎng)為2.5 m的角鋼，采用-40×4鍍鋅扁鋼跨接形成接地網(wǎng)。施工詳見(jiàn)03D501- 4接地裝置安裝。

8 節(jié)能

1)照明箱變?cè)O(shè)置于立交照明負(fù)荷中心處，供電半徑控制在800 m范圍內(nèi)，減少電纜線路損耗。

2)根據(jù)立交功能照明、夜景照明功率合理確定變壓器容量，變壓器采用D,Yn11型結(jié)線、低損耗、低噪聲節(jié)能干式變壓器，合理選用配電形式減少配電環(huán)節(jié)。

3)高壓鈉燈就地補(bǔ)償，選擇節(jié)能型高功率因數(shù)電感鎮(zhèn)流器，氣體放電燈單燈功率因數(shù)不小于0.9。

4)采用高光效光源、高效燈具(燈具效率大于0.75)及高效的燈具附件(鎮(zhèn)流器)。通過(guò)在路燈照明控制柜內(nèi)設(shè)置路燈節(jié)電器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)路燈回路進(jìn)行穩(wěn)壓并按預(yù)設(shè)時(shí)間控制路燈降功率使用。

5)在滿足燈具最低允許安裝高度及美觀要求及匹配周邊環(huán)境的前提下，盡可能降低燈具的安裝高度。

6)照明負(fù)荷盡可能均勻平衡到三相負(fù)荷中，以減少單相電壓損失，避免影響光源的發(fā)光效率。

7)所有電器設(shè)備均需選用綠色、環(huán)保且經(jīng)國(guó)家3C認(rèn)證的電氣產(chǎn)品。在滿足國(guó)家規(guī)范及供電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，選用高性能、低功耗的變壓器及相關(guān)配電設(shè)備，選用高品質(zhì)電纜、電線降低自身?yè)p耗。

9 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)太原市柴村橋立交照明方案設(shè)計(jì)，我們認(rèn)為，首先合理確定燈具布置形式，既能滿足功能照明需求又能與周邊環(huán)境相匹配；其次優(yōu)化配電系統(tǒng)設(shè)置，合理選擇電纜截面；最后明確系統(tǒng)接地形式，做好防雷與接地系統(tǒng)，保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

[1] CJJ 45-2006，城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] CJJ 89-2012，城市道路照明工程施工及驗(yàn)收規(guī)程[S].

[3] 照明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[4] 城市照明工程施工手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社,2007.

[5] 李世明.談陽(yáng)泉市城市照明規(guī)劃[J].山西建筑，2014，40(8)：18-19.

On light design scheme for Chaicun Bridge Interchange in Taiyuan

ZHANG Lei

(Taiyuan Municipal Engineering Design Institute, Taiyuan 030002, China)

Taking light design scheme for Chaicun Bridge Interchange in Taiyuan as the example, the paper researches the light allocation forms, light source selection, distribution cable control, wire laying, and ground protection according to the three interchange light schemes, and analyzes and compares advantages and disadvantages of all kinds of light schemes, so as to select energy-saving and scientific light scheme.

sequence and allocation, light source, distribution, wire, grounding, energy-saving

1009-6825(2014)36-0130-02

2014-10-18

張 磊(1982- )，男，工程師

TU113.665

A