太原市柴村橋立交照明設計方案

張 磊

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002)

太原市柴村橋立交照明設計方案

張 磊

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002)

以太原市柴村橋立交照明設計為例，通過三種立交照明方案，對燈具布置形式、光源選擇、配電控制、線路敷設及接地保護等進行了研究，并分析比較了各種照明方案的優缺點，以選擇出節能、科學的照明方案。

排列布置，光源，配電，線路，接地，節能

0 引言

城市公共空間環境日益成為與人類息息相關的重要課題。道路照明是城市照明體系的紐帶，是城市文明的集中體現，是藝術和功能的結合，是科技和文化的統一。而立交節點對于城市功能性要求具有越來越重要的意義，立交橋的照明不僅可以完善城市道路的照明功能，更對提升城市夜景形象起到了至關重要的作用。

柴村橋為太原市跨汾河的一座大橋，位于太原市最北部，北臨環城高速，南側距跨汾河最近的勝利橋約6.2 km，其走向為東西向，位于太原北郊尖草坪區，是金橋大街跨汾河聯接東西兩岸的主要橋梁，是太原市重要的交通樞紐，是過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向交通無法實現，其他方向轉向交通技術指標也較低，因此太原市柴村橋立交改造勢在必行。

1 設計依據

1)《市政公用工程設計文件編制深度規定》(中華人民共和國建設部2004年3月)。

2)CJJ 45-2006，城市道路照明設計標準。

3)GB 50052-2009，供配電系統設計規范。

4)GB 50054-2011，低壓配電設計規范。

5)GB 50217-2007，電力工程電纜設計規范。

6)JGJ 16-2008，民用建筑電氣設計規范。

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

2 10/0.4 kV變配電系統

1)負荷分類：本路段照明負荷等級為三級負荷。

2)供電電源：本工程現狀柴村橋東西橋頭處各有現狀兩座照明箱變。

3)箱式變電站高、低壓供電系統結線型式及運行方式：

a.箱式變電站高壓結線為單母線不分段運行，采用開環式供電；b.箱式變電站低壓結線為單母線不分段運行，變壓器容量中預留其他公用用電負荷。

4)計量：本工程采用高供低計的計量方式。電度表采用直讀式，由供電部門安裝。

5)功率因數補償：采用單燈補償的方式，補償后的功率因數不小于0.90。

6)低壓保護裝置要求：箱式變電站低壓主進斷路器設置過載長延時、短路短延時保護脫扣器，分支出線低壓斷路器設過載長延時、短路短延時、短路瞬時脫扣器。

7)共需改造現狀東西兩臺箱式變電站，可根據現場實際情況進行適當調整。

3 電力配電系統

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)每個照明回路采用三相供電方式。

3)每路照明回路均設短路、剩余電流動作及過載保護；每盞燈具應設置斷路器保護。

4 立交照明方案

4.1 立交照明方案一

采用護欄燈及低桿燈結合照明方式：

立交匝道有護欄處采用護欄燈，護欄燈安裝于護欄處，安裝高度為0.9 m。

光源采用LED光源，功率為13 W，雙側對稱布置，色溫為3 000 K，初始光效大于80 lm/W，安裝間距7 m(見圖1)。

立交匝道無護欄處采用低桿燈，低桿燈安裝于道路兩側路肩處，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)。

所有燈具防護等級不低于IP55，燈具效率不低于70%。配套電器(鎮流器、觸發器、電容器)與燈具應該采用一體放置。燈具與燈桿的仰角配需有4級承托調校，以適用于不同角度所達到的光效。

此方案優點：有著良好的整體外觀，維護簡易，道路照明均勻度及照度較其他照明高。

此方案缺點：對光束角等相關參數要求高，若調整不當極易產生眩光，同時駕駛員會感受到頻閃，產生安全隱患。造價高，安裝較其他方案繁瑣，需在擋墻等處預留管線。

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。所有燈具防護等級不低于IP55，燈具效率不低于70%。配套電器(鎮流器、觸發器、電容器)與燈具采用一體放置。

此方案優點：保持大橋或高架整體外觀，不會出現燈桿林立現象，路面照明設計簡便。

此方案缺點：功率較大，節能效果較差，安裝維護困難，路面均勻度差，局部會有陰影出現。

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。所有燈具防護等級不低于IP55，燈具效率不低于70%。配套電器(鎮流器、觸發器、電容器)與燈具應該采用一體放置。

此方案優點：低成本，良好的整體外觀，安裝維護簡易，路面照明設計簡便。

此方案缺點：無方向指示功能，路面均勻度差，局部會有陰影出現。

結論：綜上所述，從保證車輛行駛安全性及安裝維護簡易、經濟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

由照明箱變內路燈節電器自控(時間路燈控制儀)或手動控制路燈起，閉，采用光控、程控、時間控制等控制方式；遠期安裝路燈處用專制的遙控儀進行遙控遙測。

整個區域內的路段遠期采用集中控制方式，納入城市統一控制，近期采用照明箱式變電站分散控制。

6 電纜、導線的選型及敷設

1)高壓電纜選用YJV22-8.7/15 kV電力電纜。

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

2)路燈照明主線導線穿SC80熱鍍鋅焊接鋼管埋地敷設，電纜埋深0.8 m。

電纜過公路須穿SC100鋼管保護，埋深1.0 m；埋地敷設的電纜嚴禁平行敷設于地下管道的正上方或下方。電纜與電纜及各種設施平行或交叉最小凈距離應滿足GB 50054-95低壓配電設計規范的要求。

7 防雷與接地

1)本工程采用TN-S系統，在箱式變電站處工作接地、保護接地、防雷接地共用統一接地極，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長為2.5 m的角鋼，采用-40×4鍍鋅扁鋼跨接形成接地網。施工詳見03D501- 4接地裝置安裝。

8 節能

1)照明箱變設置于立交照明負荷中心處，供電半徑控制在800 m范圍內，減少電纜線路損耗。

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

3)高壓鈉燈就地補償，選擇節能型高功率因數電感鎮流器，氣體放電燈單燈功率因數不小于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(鎮流器)。通過在路燈照明控制柜內設置路燈節電器對整個系統路燈回路進行穩壓并按預設時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境的前提下，盡可能降低燈具的安裝高度。

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

7)所有電器設備均需選用綠色、環保且經國家3C認證的電氣產品。在滿足國家規范及供電行業標準的前提下，選用高性能、低功耗的變壓器及相關配電設備，選用高品質電纜、電線降低自身損耗。

9 結語

通過太原市柴村橋立交照明方案設計，我們認為，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境相匹配；其次優化配電系統設置，合理選擇電纜截面；最后明確系統接地形式，做好防雷與接地系統，保障人員生命財產安全。

[1] CJJ 45-2006，城市道路照明設計標準[S].

[2] CJJ 89-2012，城市道路照明工程施工及驗收規程[S].

[3] 照明設計手冊[M].北京：中國電力出版社，2006.

[4] 城市照明工程施工手冊[M].北京：中國電力出版社,2007.

[5] 李世明.談陽泉市城市照明規劃[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

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