保定市北市区 小区:我国道路照明行业标准

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Publish Time:2011-2-11
第一章 道路照明用电光源
自从电能开始用于照明后,相继制成钨丝白炽灯、低压汞灯、高压灯、高压钠灯、低压钠灯、卤钨灯、金属卤化物灯等电光源。目前,国内在道路照明上使用最多的电光源是白炽灯、高压汞灯和高压钠灯,因为它们分别具有价格便宜、使用方便和有很高的发光效能以及较长的使用寿命。
1、 电光源分类(按发光原理分类)
(1)热辐射光源:
1) 钨丝白炽灯,如普通照明灯泡。
2) 卤钨循环白炽灯,如管形照明卤钨灯泡。
(2)气体放电光源(按发光物质分类 ):
1)金属类:①汞灯,它又分低压汞灯(又称荧光灯、日光灯)、高压汞灯(简称荧光高压汞灯)2种;②钠灯,它又分低压钠灯、高压钠灯(普通型高压钠灯和高显色高压钠灯)2种。
2)惰性气体类:氙灯;汞氙灯。
3)金属卤化物类:钠铊铟灯;镝灯。
2、 道路照明对电光源的要求
(1) 发光效能高。
(2) 使用寿命长,寿命周期的一致性好。
(3) 有较好的显色性和适当的低亮度。
3、 电光源的主要特性比较
道路照明常用电光源(国产)的主要特性比较,如表1-1所示。
电光源名称
白炽灯
高压汞灯
高压钠灯
低压钠灯
金属卤化物灯
额定功率范围(W)
10~1000
50~400
35~1000
18~180
400~1000
光效(lm/W)
6.5~19
30~50
60~120
100~175
60~80
平均寿命(h)
1000
2500~5000
16000~24000
2000~3000
2000
一般显色指数Ra
95~99
30~40
20~25
65~85
启动标定时间(min)
瞬时
4~8
4~8
7~15
4~8
再启动时间(min)
瞬时
5~10
10~20
5以上
10~15
功率因数cosφ
1.0
0.45~0.62
0.30~0.44
0.06
0.40~0.61
频闪效应
不明显
明显
明显
明显
明显
表面亮度

较大
较大
不大

电压变化对光通的影响

较大


较大
环境温度对光通的影响


较小

较大
耐震性能
较差


较好

所需附件

镇流器
镇流器
镇流器
触发器、镇流器
表1-1 道路照明常用光源的主要特性比较注 1、光效是发光效能的简称,指一个电光源每消耗1W功率的电能所发出的光通量,单位为lm/W(流明/瓦)。
2、电光源的寿命分全寿命、有效奉命和平均寿命。全寿命指电光源从开始燃点到不能再启动的时间总和。有效寿命是指电光源的总光通量下降到初始值的70%时的总共点燃时间。平均寿命是一批灯在额定电源电压和试验室条件(电源电压波动不大于±2%,环境25±5℃,无灯具的自燃冷却状态)下点燃,且每启动一次至少点燃10h;至少有50%被试验灯能继续燃点时的累计燃点小时。
3、 双金属片启动的内触发高压钠灯的再启动时间与灯泡周围的温度有关,一般在10~20min;用触发器启动的外触发高压钠灯再启动时间一般不超过1min。
4、1000W钠铊铟灯目前需用触发器启动。
第二章   镇流器
第一节   镇流器的作用
气体放电灯在燃点时,都处于弧光放电状态。面弧光放电状态一般呈负的伏安特性。负的伏安特性是当电路电流增加时,灯泡的工作电压反而降低,与电源电压之间产生一个差值?U,在这个差值?U的作用下,促使电流继续增加,这个过程反复下去,导致电流无限制增加,最后直以灯泡或电路的某一部分被电流烧坏为止。这一特性如图2-1的曲线a所示。
把灯与电阻(或电感)串联起来,就可以克服弧光放电因有的不稳定性。图示2—1中曲线a是弧光放电负的伏安特性;曲线b是电助理(或电感)的伏安特性:曲线c是a与b的叠加结果,具有正的伏安特性。所以一般在直线电路中用电阻做镇流器;在交流电路中用电感做镇流器。
镇流器与气体放电灯的特性相配合,将使气体放电灯的工作电流限制在某一数值附近,并保证电源电压在一定范围内变化时,仍能维持灯的稳定工作。
气体放电灯电路如图2-2所示,在电源电压一定时,电流I取决于镇流器和灯泡的性能。灯了便于说明问题,根据欧姆定律:在电压一定的时候,电流与阻抗成反比(26有一公式)
式中    I——电路电流(A);  U——电源电压(V);
Z——电路阻抗(?),它等于镇流器的阻抗ZL和灯泡的阻抗ZI,所以
Z=ZL+ZI       (2-2)
将式(2-2)代入式(2-1)得(26页有一公式)
——交流电频率,?=50Hz;         μ——材料的导磁率(H/m);
N——镇流器绕组匝数(匝);        ?——镇流器绕组的横截面积(㎡)。
气体放电灯通过工作电流I后,在灯泡两端可以测量到工作电压U1=IZ1。U1与Z1成正比,即灯泡的工作电压越高,则灯泡的阻抗值越小,电路电流就越大。灯泡的工作电压与灯泡的阻抗值间的关系,可作解释如下:以高压汞灯为例,高压汞灯的工作电压是由放电管中充汞量的多少来决定的。充汞量越多,灯泡在燃点时汞蒸气压越高,也就是说在放电管中气化的汞的分子数越多,这时从阴极发射的电子在到达阳极的途中撞击到汞分子的次数越多,在单位时间内到达阳极的电子数就越少,电路电流就越小,则灯泡的阻抗就越大;反之,在放电管中的充汞量少,能汽化的汞分子少,从阴极发射出的电子到达阳极的电子数就越多,电路电流就越大,则灯泡的阻抗值就小。
其它气体放电灯,包括高压钠灯的情况都可作上述解释。
综合上述,气体放电灯电路中的电流值,在电源电压一定时,取决于电路的阻抗值Z,也就是取决于灯泡的阻抗值和镇流器的阻抗值。在镇流器的阻抗一定时,灯泡的工作电压越高,则电路电流值就越小 作者: MniBoy 标题:RE:我国道路照明行业标准(全文)! 时间: 2006/01/25/21:45
第三章     道路照明灯具
灯具的作用是把光源发出的光按需要重新加以分配,以提高光源光通量的利用率,并使路面获得良好的均匀亮度。此外,灯具还能起到固定和保护光源,并把光源和电源连接起来以及限制眩光的作用。多数情况下,使用“灯具”一词可以理解为包括光源及其点灯附件,如本章叙述的灯具配光曲线等灯具光度数据,显然是包括光源了的;但在某些场合,灯具却应理解为不包括光源,如讲灯具的防尘防水性能,实际上是指灯具壳体的防尘防水性能,它并不包括光源。
本章着重介绍用户对灯具最为关心的一些基本问题。
第一节   对道路照明灯具的基本要求
道路照明灯具由于长期在室外使用,环境条件比较恶劣,因此它在光学性能、机械强度、防尘防水和耐腐蚀、耐热性能、电气绝缘性能以及重量、安装、维护和外观等方面都要满足较高的要求。
一、光学性能
首先道路照明灯具要有合理的配光。所谓配光就是灯具(或光源)在空间各个方向上的光强分布状态。所谓配光合理有2个:①指有一定的布光角度,这是为确保灯具所发出的光在路面上有一定的覆盖范围所必须的。但不能说布光角度越大越好,其大小要根据需要来选择。②灯具的光分布不应有明显的突变,也就是说配光曲线要比较光滑。只有这样才能确保路面上的亮度(或照度)分布均匀。图3-1中的曲线1为合理配光,曲线2为不合理配光。
其次,要有较高的灯具效率。所谓灯具效率定义为灯具发出的光通量与灯具内燃点的光源所发出的光通量之比。灯具效率越高,那么利用光源光通量就越大。对常规路灯灯具来说,还要求灯具发出的向下光通量(即可能到达路面的光通量)越大越好。但就居住区所使用的装饰性灯具而言,对后者要求却不严格。
常规路灯灯具的效率一般不应低于60%,这一指标来源于对国产大量常规路灯灯具的实测结果。多数灯具均能达到这一指标,但的确也有少数灯具如带磨砂玻璃罩的旧式灯具就低于这一指标。从节能角度出发,这种为 实属淘汰之列。
应该指出,灯具效率高于60%这一要求不适用于泛光灯具,因泛光灯具效率通常要低一些。而装饰灯具的效率多数都大大超过60%。
二、机械强度
灯具的外壳和零部件都要有较高的机械强度。机械强度高,才能确保灯具在运输、安装和使用过程中不易损坏,并延长寿命。机械强度高,还可以增加使用的可靠性和安全感,并能保证灯具的光分布不变,从而确保原设计的照明质量。
三、防尘防水和耐腐蚀性能
灯具要有较好的防尘防水和耐腐蚀性能。防尘防水性能好,就可以减少灰尘、昆虫及其它污物在灯具内外表面上沉积,从而提高灯具的维护系数,延长灯具的维护周期,减少维护工作量。
由于灯具常常工作在带腐蚀性气体的环境之中,有潮湿蒸汽存在时,就会形成有强烈腐蚀性的混合物。因此灯具壳体要用耐腐蚀的材料(见本章第五节)制作或要涂上保护涂层。灯具内部各个部件也要有较好的耐腐蚀性能。只有这样,才能确保灯具具有合理的使用寿命。
四、耐热性能
灯具应有较好的耐热性能。这就要求灯具内各个部件、壳体以及透光罩所采用的材料应能经受住灯具内光源燃点时的产生的热量,即各个部分所达到的最高温度必须在各自允许温度之下。
对于全封团灯具,通常应采取一些措施,尽量降低灯具内的温度。这样,既可以使光源维持其正常的工作温度,令其处于最佳的工作状态,也可以延长光罩等部件的使用寿命。采取的措施之一是加大灯具容积(尺寸)。光源瓦数越大,灯具容积就应越大。还可以在壳体表面加上散热片,以利于灯具散热。
五、电气绝缘性能
灯具要有较好的电气绝缘性能。这就是说,灯具的结构应该使操作人员可以触及到各个部分,在电气上都应达到安全可靠的程度。国际电工委员会(IEC)等组织,根据灯具所提供的防触电的保护程度将灯具分成4级。其中零级(无接地措施)灯具不适宜在道路照明中使用,而其它3级灯具都能用。灯具内所采用导线的最小尺寸(截面)应适合实际负荷:导线的绝缘应经受住灯具内的温度和很高的触发电夺。
六、灯具的重量、安装、维护和外观
灯具要轻,安装维护要方便,造形要尽可能美观大方。灯具轻则运输和施工方便,还可以降低对灯杆强度的要求,因而可降低整个装置的造价。设计和制造灯具时要充分考虑使用中的安装和维护问题,使工人安装、换灯和清扫方便,以降低工人的劳动强度,提高工作效率。对安装在居住区和人行道等场所的装饰性灯具,要求其外表美观大方,这是不言而喻的。就是常规路灯灯具也应该在满足功能要求的前提下,尽可能做到美观.“白天看灯,晚上看光”这句话有一定道理.当然这就要处理好功能和装饰两者的关系.
某些特定场所使用的灯具,还有特殊要求,如发生强烈震动的桥梁所安装的灯具,除满足上述要求外,还要具有较好的抗震性能.
道路照明灯具是否符合以上6方面的要求.多数项目如光学性能、机械强度、防尘防水性能、耐腐蚀性能、电气绝缘性能等可通过测试来评定,一些国际组织(如IEC)已建立了测试标准,我国也在直接引用或建立自己的测试标准.因此,只要看到基于这些标准的测试结果,灯具的性能便一目了然了.
道路照明的原理
汽车驾驶员要在道路上安全、迅速和舒适地行驶,他就得可靠地察觉出障碍物的存在而且有一定的视觉舒适感,为此必须具备良好的视看条件。道路照明的功能就是在夜间为驾驶员提供这种条件。本章从讨论驾驶员的视觉作业入手引出道路照明的评价指标,与路面照明数量和质量有着非常密切关系又尚未为道路照明工作者所广泛认识的路面反光性能也将在本章中论述。
第一节      驾驶员的作业和所需要的视觉信息
一、驾驶员的作业
驾驶员的作业是很复杂的,其中和道路照明尤其有关系的可以列举出以下3个方面:①他必须按既定路线执行长时间的动作;②他必须在最短的时间里作出有关超车和躲避障碍物(如位于其行进路线上的行人)的决断;③他必须在短时间里判断出它在车流中所保持的位置,知道是否有其它车辆闯进季的环境中。
驾驶员所进行的复杂作业可以用下面的基本机动动作来说明:
(1)停车(制动);
(2)调整速度;
(3)调整横向位置。
不同的机动动作不都是需要相同的执行空间,其中“停车”需要最大空间(包括运行距离和时间)。要确保驾驶员能够在障碍物前停车,就必须能够在很远距离以外发觉障碍物。这一距离称之为视距,它至少必须等于制动距离。其中包括观察和反应时间(包括驾驶员的反应、应用制动器、建立起减速的时间)所对应的距离和实际的制距离。速度越高,需要的视距越大。这就说明,要使驾驶员能够安全停车就得在视距外能够准确地、及时地获得有无障碍物的视觉信息。
二、驾驶员所需的视觉信息
综上所述,为了使驾驶员能够安全、迅速和舒适地行驶,就必须为驾驶员创造一个良好的视觉条件,使他在视觉距以外能获到一系列的视觉信息:
(1)道路上有无障碍物或行人?它们位于何处?
(2)道路宽度、线型和构造。
(3)道路上是否存在特殊场所(交叉路口等)及其所在位置。
(4)路面的状况,有无缺陷损伤?它们位于何处?
(5)是否有同时使用该道路的其它车辆?它们的种类和运行速度?
(6)道路外围设施状况(如道路标志等)。
(7)如果前方道路上没有任何障碍物时,能够得到确切的“无障碍物”的信息。
道路照明标准
制订道路照明标准的目的是为从事道路照明设计的工程技术人员作出合理的道路照明设计提供依据,以便为驾驶员和行人创造一个符合视觉作业要求的照明条件,从而减少交通事故,,提高夜间交通运输率。有了标准,设计人员也就可以不必去追求高的照明数量和质量,从而避免电能的浪费,达到节能的目的。
本章首先介绍我国有关道路照明标准部分;其次摘要介绍国际照明委员会(CIE)所推荐的道路照明标准,以及日本、美国、苏联、联邦德国、英国等一些国家的现行标准规范;最后还要对各国标准进行简单的分析和比较。
第一节               我国道路照明标准
我国有关城市道路照明设计标准的内容很多,本节将着重从道路照明标准部分介绍。
一、道路照明标准
(1)       城市道路照明按快速路、主干路、次干路、支路以及居住区道路分为5级。
(2)       机动车道的照明应满足平均亮度(或照度)、亮度(或照度)均匀度、眩光限制和诱导性4项评价指标。主要供非机动车和行人通行的道路应满足平均照度评价指标。
(3)       各级道路的照明标准应符合表5-1的规定。
(4)       三幅路、四幅路的非机动车道的平均照度值宜为相应机动车道的1/2。
(5)       主要供非机动车和行人通行的居住区道路和人行道的平均照度应不低于1 lx.
(6)       新安装光源、灯具的道路,应考虑灯具的维护系数,要求其路面的初始亮度(或照度)值相应提高30%—50%。
(7)       人行地道的平均水平照度,夜间以15 lx,白天以50—100 lx为宜。
(8)       选定机动车道照明标准时,要考虑城市的性质和规模。一般中小城市可视其道路类型采用相应低1级的标准。
二、道路照明标准的若干说明
(1)       从道路照明角度来讲,迎宾路、通向政府机关建筑物和大型公共建筑(如体育场、馆、展览馆、大型剧院等)的主要道路、市中心或商业区中心的道路等尚可执行主干路的照明标准。
(2)       表5-1给出了亮度值和照度值2套标准是,一方面考虑到以亮度为依据比以照度为依据制订标准要科学合理,因驾驶员直接感受到的是路面亮度而不是照度。同时,目前绝大多数国家的标准也都是以亮度为依据的。另一方面,考虑到我国目前的实际情况,一下子全面推行亮度标准还有困难,故同时提出2套标准并不存在严格的对应关系,如亮度均匀度为0。4时,其照度均匀度并不一定就是0。4。在有条件进行亮度计算和测量的地方,应以亮度标准为准。
(3)       居住区道路(即弄巷)的照明标准只规定了照度值,是因为这种道路的使用者主要是行人,其视觉作业特点与机动车驾驶员不同,而且又不能规定统一的观察位置,路面的反光特性也极为不同,因而这时采用亮度指标没有意义。
(4)       表5-1规定的亮度(或照度)均匀度是总均匀度,即均匀布点的路面测量区域内,最小亮度(或照度)和平均亮度(或照度)值之比。目前CIE和部分国家的标准、规范给出了2种亮度均匀度指标,即总均匀度和纵向均匀度。但考虑到总均匀度比纵向均匀度重要,并结合我国目前的实际情况,只给出总均匀度一种指标。况且目前也有不少国家(如苏联|、美国)的标准也只规定总均匀度一种指标。
(5)       表5-1规定的眩光限制标准沿用了CIE1965年标准给出。目前,CIE及部分国家的眩光控制标准,给出了眩光控制等级(G)及阈值增量(TI)的具体数值,有的还在沿用CIE1965年的标准。考虑到我国的具体情况,按G和TI的具体数值限制眩光还是有困难的,而且一般认为采用截光型和半截光型的灯具,G和TI的具体指标大多都能够满足。如荷兰的史雷德(1966)曾根据CIE1965年关于截光型、半截光型灯具的规定对其相应的G值进行了研究和计算,其结果是:对截光型灯具,G=6.7:对半截光型灯具,G=4.8。这两个G值均能满足CIE的推荐值(4—6)。
(6)       表5-1捉到的非截光型灯具,目前不少城市未经改造的道路照明仍然广泛采用的搪瓷伞罩(灯具)就是一例。如北京路灯管理处使用的搪瓷伞罩,实测表明,当配用250W和400W高压钠灯时其垂直角80゜方向上的光强值为116—119cd/1000 lm.90゜方向上的光强值为107—109cd/1000 lm,均大大超过CIE所定义的截光型和半截光型灯具的规定值。所以,快速路和主、次干路应禁止使用这种搪瓷伞罩。
(7)       路面的亮度水平和路面材料有很大关系。同样得到1cd/m的二次方的平均亮度,不同材料的路面所需的平均照度不一样。同时亮度水平还和路面的磨损程度、灯具的配光类型有关。前些年,CIE规定了4种类型的标准路面,美国标准接受了CIE建议要达到规定的亮度值时4类路面所对应的照度。考虑到我国城市主、次干路一般多采用沥青路面和混凝土路面,故表5-1只规定了沥青路面的照度适用值,混凝土路面所需的照度可比沥青路面低30%左右。
(8)       鉴于目前我国不少城市新建了许多把机动车道和非机动车道分开的三幅路、四幅呼,因此有必要规定非机动车道即慢行道上的照明标准。根据CIE建议中关于环境照明的要求并参照一些国家的规范、标准,规定了机动车道和非机动车道中间用分车带分开的道路,其非机动车道的照度值应为机动车道的1/2。
(9)       道路照明是根据路面上行驶车辆的速度、车流量、行人流量及道路所处的环境来设置的,与城市的规模性质等无必然的联系。但由于目前国内尚缺乏车流量、交通事故等的详细统计数字,而且一般来讲,小城市道路可相应降低一级标准的要求。由于道路照明和反映城市面貌同民展旅游业有着密切的关系,故重点旅游城市的部分街道可以不降低标准。
表5-1中的各项数值之所以仅适用于干燥路面,是因为路面的反光特性在潮湿状态和干燥状态下有很大的不同,干燥状态下的照明指标在潮湿状态下就达不到,因此对湿路面要规定另一套指标。但国内外的研究工作尚未成熟到制订出适合于潮湿路面的标准,因此我国尚不考虑潮湿路面的照明问题。 第六章              道路照明的设计
道路照明设计是获得安全可靠、经济合理、节省能源、维修方便、技术先进的照明设施的重要环节,因此地给予足够的重视。本章首先总体介绍道路照明设计的基本原则、内容和步骤,然后介绍各种照明方式,最后依次介绍机动交通道路、与道路相联系的某些特殊场所以及居住区道路的照明设计原则和方法。要说明的是照明设计离不开照明计算,但由于计算部分篇幅过大,而且它又自成系统,因此把照明计算单独列成一章(见第七章)。
第一节  照明设计的基本原则、内容和步骤
一、设计的基本原则
进行道路照明设计时,应遵循下列原则:
(1)道路照明的数量和质量,即路面亮度(或照度)水平、亮度(或照度)均匀度、眩光限制等均必须满足现行标准规定的指标。照明设施还必须具有良好的诱导性。
(2)投资低,耗电少,即既要经济,又要节能。
(3)运行安全可靠。
(4)便于维护管理。只有维护和管理方便的设施,才是真正经济的设施,才能确保设施经常处于最佳运行状态。
(5)技术先进。在符合上述各项原则的前提下尽可能采用先进技术,不断提高道路照明的技术水平。
二、设计前的准备工作
(1)对所设计的道路及其周围环境应作调查研究,掌握好下列资料。
1)道路的结构特征——机动车道、非机动车道、人行道及分车带等道路横断面形式及其宽度,坡道坡度,曲线路段曲率半径,道路出入口,平面交叉与立体交叉布局等。
2)路面材料及其反光特性。
3)道路周围环境(路旁建筑物、分车带和道路两旁的绿化、环境污浊程度等)及其附近的发展规划。
4)车辆及行个流量。
5)交通事故率及道路附近的治安情况。
(2)掌握所设计道路的归属类别及相应的照明标准——路面平均亮度(或照度)、亮度(或照度)均匀度及眩光限制等。
(3)明确可供选择的光源、灯具及点灯附件的型号、规格、光电特性和价格等。
(4)明确可供选择的供电线路敷设及控制方式等。
(5)计划维护方式和周期。
三、设计内容
(1)确定灯具的布置方式。
(2)确定灯具的安装高度、间距、悬挑长度和仰角。
(3)确定光源的类型和规格。
(4)确定灯具的类型和规格。
(5)确定镇流器及其它点灯附件的类型和规格。
四、设计步骤
(1)根据可供选用的光源、灯具的光度特性、电气特性等初选光源和灯具。根据当地条件和实践经验初选灯具布置方式、灯具的安装高度、间距、悬挑长度和仰角。
(2)进行平均亮度(或照度)、亮度(或照度)均匀度及眩光限制水平(当有专门要求时)的计算。
(3)将计算的结果与要求达到的标准值进行比较。若计算结果达不到或起过标准的要求,则应调整设计方案,变更灯具的类型、布置方式、安装高度、间距或光源的类型、功率之中的某一项或几项,重新进行计算直至符合标准。如此反复,通常可以作出几种都能符合标准的设计方案。
(4)对这几种设计方案进行技术经济和能耗的综合分析比较,并适当考虑当地的习惯、爱好,最终确定一种设计方案。
第七章    道路照明的计算
道路照明计算通常包括路面上任意点的水平照度(下面均简称照度)、平均照度、照度均匀度、任意点的亮度、亮度均匀度(包括总均匀度和纵向均匀度)、不舒适眩光和失能眩光的计算等。
进行照明计算时,必须预先知道所选用灯具的光度数据(见第三章第二节)、灯具的实际安装条件(安装高度、间距、悬挑长度、仰角及布置方式)和道路的几何条件(道路的横断面及各部分的宽度、路面材料及其反光性能等)以及所采用的光源类型和功率等。
第一节   照度计算
一、计算条件的若干规定
进行路面照度计算时,计算地段的选择和计算点的设置等应与测量路面照度的规定相同,见第八章第二节。
二、路面上任意点照度的计算
1、根据等光强曲线图进行照度计算
如图7-1所示,一个灯具在P点上产生的照度为(160页有一公式)
式中  Iγc——灯具指向γ角和c角所确定的P点的光强;
γ——垂直角(或高度角);
c——水平角(或方位角);
h——灯具的安装高度。
N个灯具在P点上产生的总照度(160页有一公式)计算时,首先应根据计算点P的位置确定其相对于每个灯具的座标γ1、c1,并从该种灯具的等光强曲线图找出每个灯具指向P点的光强值,然后代入式(7-1)计算,分别求出每个灯具对P点照度的贡献Epi,最后根据式(7-2)求和,并乘以klm(千流明)为单位的光源光通量和适当的维护系数,便可求得P点的总照度。
计算某点的照度时,需要考虑和计算几个灯具对该点照度的贡献呢?经过分析和计算可以得出结论:对精度要求不是很高的一般计算,只需考虑该点周围3~4个灯具就可以了。
需提醒注意的是,从灯具的天顶等面积网等光强曲线图上找灯具指向计算点的光强时,要注意灯具的仰角。若灯具的仰角为0?,则可直接从等光强曲线图上读出(或内插求出)。若灯具的仰角不为0?而是α ,则需另画一张和天顶等面积网等光强曲线图的网格大小相同的透明复盖图(可画在硫酸纸上),将它叠加在等光强曲线图上,让两图完全重合,然后令透明复盖加在等光强曲线图上,让两图完全重合,然后令透明复盖图绕原点(c=0?,γ=90?)向顺时针方向转过α ,再从透明覆盖图上读出(或内插求出)光强值。
2、根据等照度曲线图进行计算
若灯具的光度测试报告还给出了灯具的等照度曲线图,我们也可以用它来进行照度计算。一种办法是,可以在同一张等照度曲线图上标出计算点相对于各个灯具的位置,读出各个灯具(同样是计算点周围3~4个灯具)对计算点照度的贡献,然后求和,最后再换算成照度绝对值。另一种办法是首先将等照度曲线图复印在透明纸上制成透明覆盖图,然后将它叠加在与其比例相同的道路平面图上。令覆盖图的原点和第一个灯具的位置重合,读出第一个灯具在计算点上产生的照度。依次类推可分别读出计算点周围3~4个灯具在计算点上分别产生的照度,再求和并换算成照度绝对值。
换算成照度绝对值时应注意实际使用的等照度曲线图是哪一种形式(见第三章第二节)。若是相对等照度曲线则需乘以最大照度值;若是给出了绝对值的等照度曲线则需乘上以klm为单位的光源光通量。若灯具实际安装高度和绘制等照度曲线所使用的高度不同,则尚需进行高度修正。
三、路面平均照度计算1、数值计算
根据本章第一节和第八章第二节内容确定好各计算点,进而计算出各点的照度,然后计算出路面上的平均照度,计算公式为(161页有一公式)
式中   Eav——路面平均照度;
Ei———第I个计算点上的照度;
N——计算点的总数。
2、根据利用系数曲线图进行计算
计算一直线路段上的平均照度最容易、最迅速的方法是采用灯具光江测试报告中给出的利用系数曲线图,通过下面公式进行计算(162页有一公式)
式中    η——利用系数。根据道路的宽度和灯具的安装高度、悬挑长度和仰角,从灯具的利用系数曲线图中查出;
Φ——光源光通量;
M——维护系数,随灯具的密封程度、使用环境条件及维护状况的不同而异,一般为0.5~0.7;;
N——每个灯具内实际燃点的光源数目;
W——路面宽度;
S——灯杆间距。
四、照度均匀度的计算
通常道路照明标准规定的照度均匀度(G)为路面上的最小照度(Emin)与平均照度(Eex)之比,即   g=Emin/Eex      (7-5)
有时还要考虑平均照度与最小照度之比(Eex/Emin)、平均照度与最大照度(Emax)之比(Eex/Emin)、最大照度与平均照度之比(Emin/ Eex)、最小照度与最大照度之比(Emin/Emax)或最大照度与最小照度之比(Emax/ Emin)。Eex可以通过式(7-3|或式(7-4)进行计算,现在的问题是如何确定Emin和Emax。若是采用数值计算方法求出Eex,则Emin和Emax可从计算得到的一系列规则布置的点的照度值中挑出。若是采用利用系数法求出Eex,则我们可通过下列途径确定Emax和Emin。
关于最大照度点,如果灯具在各个垂直截面上的光强分布均满足不等式I0≥Iγcos3γ(其中I0为灯具垂直向下光强,Iγ为垂直角等于γ方向光强),则最大照度点通常在灯下。若在某一垂直截面上I0<Iγcos3γ,则可以预计最大照度点就在这个平面附近,但这种情况很少出现,而且当通常所考虑的区域为有限时就更是如此。
关于最小照度点,若采用的是具有旋转对称光分布的灯具,则最小照度有可能出现在图7-2中的A、B、C3点处。而实际上灯具的光分布往往是非对称的,最小照度点会偏离A、B、C3点一些。确定了最大和最小照度点,再计算在这些点上的照度就不难求出照度均匀度了。五、计算举例
1、由等照度曲线计算路面上某点的照度
[例7-1]如图7-3所示,有一条单幅路,路面宽度w=10m,采用单侧布灯,灯具安装高度h=10 m,灯杆间距S=20m,灯具仰角为0?。灯具仰角为0?时的相对等照度曲线图如图7-4所示,并假定光源光通量为22500 lm。求图7-3中P点的照度。
解(1)确定自灯具排列线到P点的横向距离(以安装高度的倍数表示)
d=6m=0.6h
在等照度曲线图(见图7-4)上画一条与纵轴平行、距灯具排列线(0线)为0.6h的直线A—A。
(2)根据图7-3的几何尺寸,确定每个灯具至计算点P的向距离(以安装高度的倍数表示)   L1到P     l1=25m=2.5h
L2到P     l2=5m=0.5h
L3到P     l3=15m=1.5h
然后在图7-4中沿A—A线,根据刚计算所得的各个灯具到计算点的纵向距离l1、l2、l3,标示出计算点相对于各个灯具的位置L1、L2、L3。
(3)在图7-4中分别读出在这3个点上的相对照度值,并计算P点上的总照度
EL1=Emax×3%
EL2=Emax×53%
EL3=Emax×13%
E总=EL1+EL2+EL3=Emax×69%
其它灯具对P点照度的贡献,在此可忽略不计。(166页有一公式)
2、根据利用系数曲线计算路面的平均照度
[例7-2]已知路面宽度为15m,采用左侧单排布灯,灯的安装高度为12m,灯杆间距为36m,悬挑长度为2m,仰角为5?,见图7-5。灯具相应的利用系数曲线,如图7-6所示。灯具内安装250W高压钠灯,额定光通量为22500 lm,维护系数为0.6。试求:①左侧半宽路面的平均照度;②右侧半宽路面的平均照度;③整个路面的平均照度。
解(1)求左侧半宽路面的平均照度。
从图7-6中查出利用系数值。
人行道侧  w/h=2/12=0.167  η1=0.035
车道侧    w/h=5.5/12=0.46  η2=0.24
总利用系数 η=η1+η2=0.035+0.24=0.275
根据公式(7-4)计算得平均照度(167页有一公式)
(2)求右侧半宽路面的平均照度。
从图7-6中查出利用系数
车道侧   w/h=5.5/12=0.46~w/h=13/12=1.08
η0~0.46=0.24~η0~1.08=0.35
η0.46-1.08=0.35-0.24=0.11
根据公式(7-4)计算得平均照度(167页有一公式)
(3)求整个路面的平均照度
从图7-6中查出利用系数值。
人行道侧   w/h=2/12=0.167     η1=0.035
车道侧     w/h=13/12=1.08     η2=0.35
总利用系数  η=η1+η2=0.385
平均照度  Eex=0.385×22500×0.6×1除以36×15=9.6 lx
还可以根据(1)、(2)项计算结果直接求平均值
Eex=(13.8+5.5)/2=9.6 lx
从上面计算结果可以看出:按单侧布置方式设灯的道路,其安装灯具一侧路面的平均照度比不装灯具的另一侧路面的平均照度高得多,因而整个路面照度均匀度比较差。3、照明设计和计算综合题
[例7-3]有一条混合交通单幅路,柏油路面,宽度为12m,确定采用北京吉乐灯具厂生产的LD-8501型灯具和高压钠灯。路面照度要求达到主干路的水平,图7-7和图7-8分别为该灯具的等光强曲线图和利用系数曲线图。试讲行道路照明设计和照度计算。
解1、道路照明设计
1)根据《城市道路照明设计标准》,主干路要求维持平均照度达到15 lx。
2)因路面宽度仅为12m,故可选择单侧布置方式设灯。
3)该灯具最大光强角小于65?,而且80?和90?角光强值也符合截光型灯具要求,故应按截光型确定灯具的安装高度(h)与道路有效宽度(weff)及灯具的安装间距(S)与高度的关系,即h≥weff,S≤3h。
4)因采用单侧布灯,并且要确保整个路面有较好的照度均匀度,所以悬挑要适中,可选择悬挑长度O=2m则
安装高度   h=weff=12-2=10m   间距S=30m
仰角  α=0?或5?、10?、15?待计算后确定
2、道路照明的计算
(1)路面平均照度的计算。
1)由利用系数曲线图(见图7-8)查利用系数η。
人行道侧   w1=2m,则w1/h=0.2
车道侧   w2=10m,则w2/h=1
若仰角为0?时,则η1=0.14,η2=0.29;η0?=0.14+0.29=0.43。
若仰角为5?时,则η1=0.1,η2=0.353;η5?=0.1+0.353=0.453。
若仰角为10?时,则η1=0.06,η2=0.40;η10?=0.06+0.40=0.46。
结果表明η0?<η5?<η10?
因而从利用系数考虑,灯具仰角应选10?或更大一些(从实际计算可知仰角15?的利用系数和10?的一样,仰角再增加利用系数就开始减少),但考虑到LD-8501型为圆球灯,上下半球采用不同颜色材料,中间有一金属圈,仰角不些又能比较美观,而且5?和10?的利用系数差不多,故选定5?仰角。
2)确定维护系数
LD-8501型为有透光罩的灯具,假定一的清扫一次,并参考《城市道路照明指南》吕的规定,得到维护系数为M=0.88×0.75=0.66
3)高压钠灯光通量:250W   Φ=22500 lm
100W   Φ=7000 lm
4)根据公式(7-4)计算平均照度。
先选定250W高压钠灯,并把有关参数代入公式(7-4),得(170页有一公式)
原先要求达到15 lx,现在为18.7 lx,略超过一点,故本设计方案可行。
5)也可以把所要求的照度(Eex)代入公式(7-4)求出光源光通量,再找与此光通量接近的光源功率(170页有一公式)
与此值接近的高压钠灯功率是250W,我们可选它。然后再把250W高压钠灯的光通量代入式(7-4)去计算,最后得到的照度为18 lx。
若想把照度降低一点,让它尽可能接近15 lx,则可以适当加大一点间距(S),但不宜扩大太多,否则会影响均匀度。当然也可以采用替代型215W高压钠灯,但考虑到它不是与高压钠灯镇流器匹配的正规系列产品,新修道路一般不宜选用它。
(2)路面上某点水平照度的计算。
如图7-9所示,要求计算P点的照度。
对于精度要求不是很高的一般计算,只考虑P点周围L1、L2和L33个灯具贡献就可以了。
1)首先确定P点相对于L1、L2和L3的坐标分别为(c1,γ1)、(c2,γ2)和(c3,γ3),见图7-9。
对L1  tgγ1=√(30-4)2+42  除以10=26.3/10=2.63
cosc1=26/√(30-4)2+42=26/26.3=0.9886   ∴γ1=69?, c1=8.7?
对L2  tgγ2=√42+42除以10=5.565/10=0.5656    ∴γ2=29.5?, c2=180?-45?=135?
对L3  tgγ3=√(30-4)2+42  除以10=34.234/10=3.423   ∴γ3=73.7?, c2=180?-cos-1(34除以√(30-4)2+42 =180?-6.7?=173.3?
2)从等光强曲线图(见图7-7)上分别读出L1、L2和L3指向P点的光强值.
当灯具为水平安装即仰角为0?时,可直接从等光强曲线图上读出或内插求出,而今选定仰角为5?,故应令透明覆盖图绕中心点(c=0?,γ=90?)向顺时针方向旋转5?,再按透明覆盖图角度坐标在等光强曲线图上取光强读数,得
LL1=120cd;IL2=195cd;IL3=80cd
3)由公式(7-1)和式(7-2)计算P点的照度值为(172页有一公式)
而 cos3γ1=0.0460 ,cos3γ2=0.6592, cos3γ3=0.0221,
得EP=(120/100)×0.0460+(195/100)×0.6592+(80/100)×0.0221
=0.0552+1.2854+0.01768=1.3583
当光源光通量Φ=22500 lm,维护系数M=0.66时,得
EP=1.3583×(22500/1000)×0.66=20 lx
第八章       道路照明的测量
道路照明中的光学测量,广义上说,它包括两部分:①在实验室中进行道路照明灯具的光度测试,提出详细的测试报告(报告所包括的主要内容在第三章中已介绍过),供照明设计和计算使用。②进行道路照明的现场测试(包括照度、亮度以及路面反光特性等项内容)。本章主要论述和路灯运行管理部门关系最为密切的路面光度、照度的现场测量。
第一节    道路照明测量常用仪器
测量路面照度、亮度常用仪器是照度计和亮度计。下面就分别介绍这两种仪器。
一、照度计
1、基本结构
照度计是用于照度测量的专用仪器。其工作原理是基于光电池产生的光电流和落入光电池上的光通量成正比。它包括接收器(由光电池、颜色修正片,余弦校正器所组成)和记录仪表两个部分。
(1)  光电池,是根据光电效应原理制成的可以把入射光能转换成电能的元件。常用的光电池基本构造如图8-1所示。当光照射到光电池表面上时,入射光透过金属薄膜到达半导体层和金属薄膜的分界面(阻挡层)目,并在界面在产生光电效应,从而在界面上下之间表达形成一电位差。这时如果接上外电路就会形成光电流。光电流的大小取决于入射光的强弱和回路中的电阻。在实际应用中,我们总是选择合理的外接电路,使得在较大范围内光电流和入射在光电流上的光通量(照度)保持线性关系。
(2)  光谱灵敏度修正。光电池和其它光电接收元件一样,其光谱灵敏度有很大差别,如图8-2所示。该图曲线a 是一种典型的硒光电池的光谱灵敏度曲线,曲线b是人眼的光谱光视效率(Vλ )曲线。因此,为了能够直接测得照度的准确值,必须对光电池的光谱灵敏度进行修正,使其对V λ曲线的偏离达到可以忽略的程度。这种修正对测量具有线光谱的气体放电灯来说,尤为重要。
进行光谱灵敏度修正常用的方法是在光电池前面加上颜色色玻璃滤光器。对固定场合如实验室的照度测量来说还可以在光电池前加颜色溶液滤光器。由于各个光电池的光谱灵敏度不完全相同,所以当要求作精确测量时,应对每个光电池分别找出合适的滤光器。
(3)  余弦修正。光电池的一个重要特性是它所产生的光电流对光线入射角度的依赖性,即它的角响应特性。
在路面上进行照度测量时,会发现往往是远、近不同的灯具发出光以不同的角度入射在路面上。路面上各点的实际照度符合照度的余弦法则(200页有一个公式,其中α为光线入射角度),这就要求电池的输出也应满足余弦法则,才能使照度计测得的照度值恰好是该点的实际照度。而实际上未经校正的光电池却偏离余弦法则也就越大。图8-3给出了未经余弦修正的光电池测得的照度E。与实际照度Eα之比和光线入射在光电池平面上的角度α之间的关系。从该图可以看出,当入射角大于55°时,照度测量值和实际值有很大的差别。所以,若光电池不进行余弦修正,就无法应用于大部分光线倾斜入射在受照面上的照度计,要求其光电池对85°以下入射角都进行修正。
光电池之所以存在着这种角特性,是因为其表面我镜面反射产生,入射角越大的光线其反射光所占的比例越大,射入光电池那部分光所占比例就越小,因而所产生的光电流就越小。此外,还因为安装光电池的盒子边框有挡光作用,会在光电池表面造成阴影
对光电池进行余弦修正的方法很多,如加球形乳白玻璃罩;采用两块光电池;加中心带孔的盖子;加平面乳白玻璃板;粘合上一块薄透镜;加内壁涂成白色的扩散球等。目前,我们经常看到的是加球形乳白玻璃罩或加平面乳白玻璃板的修正方法。图8-4是经过修正后的光电池(201页有一公式=?α与α的关系曲线,可以看出,修正效果还是令人满意的。
(3)  记录仪表。可以选用低内阻微安表作为记录仪表,将它和光电池连接就成了简易照度计。近年来,无论是国内和国外照度计的研究和生产都有了很大发展,已经制成了采用硅光电池、带运算方大器的数字式照度计,测量准确度大提高,读数也比指针式照度计方式照度计方便得多。比如浙江大学生产的SZ—301型和SZ—302型数字式照度计性能就相当优越。尤其是后者具有自动换档功能,其主要技术指标为:量程,0.1 lx~1.999×10 lx;仪器满量和度,±4%±1个字;分辨率,0.05%;线性,±0.2%±1个字;重复精度,±0.2%±1个字;零点飘移,开机后15min,连续8h工作,零点飘移不超过满量程的±0.2%;工作环境温度,0°C~40°C。该校生产的照度计,已经为许多用户所采用。
2、使用照度计就应注意事项
(1)    光电池(特别是硅光电池)所产生的光电流极大地依赖于环境温度,而且光电池又是在一定的环境温度(一般为20°C±5°C)下标定的,因此,当实测照度时的环境温度和标定时的环境温度差别很大时就得对温度影响进行修正。其修正系数一般由制造厂家提供。
(2)    由于照度计的接收器是作为一个整体(包括光电池、滤光器和余弦修正器)进行标定或校准的,因此使用权时不以能把滤光器或余弦修正器拆下不用,否则就会得到不正确的测试结果。
(3)    由于光电池表面各点的灵敏度不尽相同,因此测量时应尽可能使光均匀布满整个光电池面,否则也会引入测量上的误差。
(4)    由于光电池使用时间长了会逐渐老化,因此照度计要进行定期或不定期的校准,校准间隔要视照度计的质量和使用多寡而定。一般一年应校准一次。
(5)    在潮湿空气中,光电池有吸收潮气的趋向,有可能会损坏、变质或完全失去光灵敏度。因此,要把光电池保存在干燥环境中。
二、亮度计
亮度计是测量亮度的专用仪器。由于测量对象的不同,对亮度计的要求也有所不同。下面简单介绍一种实用的用于道路照明现场测量的亮度计。
道路照明中的亮度测量有“点”亮度测量和平均亮度测量两种。“点”亮度测量通常采用带有望远透镜的“点”亮度计,而平均亮度测量则采用积分亮度计。“点”亮度计必须具有灵敏这高、测量场(因而视场角)小的性能并装备有准确的瞄准装置,这可使它只能“看”到这一小区域,却看不到其它区域。CIE规定,测量“点”亮度的亮度计的视场角在垂直方向应小于2′,水平方向应为2′~20′。积分亮度计则应配备有一套完整的、与常见的各种道路宽度相匹配的测量光栏,同时也要准确的瞄准装置。
适用于路面亮度测量的亮度计所采用的光电接收器通常是光电倍增管。与照度计使用的光电池情况一样,光电倍增管也必须借助滤光器进行颜色修正,将它的光谱响应匹配成人眼的光谱光视效率曲线——V(λ)修正。
目前,在我国市场上尚未见到可用于实际路面方测量的小视场角亮度计,国际上用得比较普遍的有两种:①联邦德国汉堡公司生产的PU3型亮度计;②美国加得福尼来公司生产的1980A或1980B型Pritchard光度计,特别是前者,既可作为积分亮度计用来测量路面平均亮度,又可作为“点”亮度计用来测量亮度分布,价格又比较便宜,因此在欧洲用得更多一些。下面就作些简单介绍。
这种亮度计结构和工作原理见图8-5。被测区域由物镜1成像在测量光栏2上。此光栏包含一块镀银反光面,并在它上面有一个部分反光的玻璃孔洞。穿过孔洞的光入射在光电倍增管3上,它的输也在表头4上产生一个亮度读数。与此同时,被玻璃孔洞以及光栏的其余部分反射的光经由镜子6反射入仪器的目镜5,因而被测区域及其周围环境就可同时看到,前者成为一个黑斑出现在后者上面。
该亮度计配有几套带不同尺寸的孔洞庭湖的测量光栏,可根据测量目的、对象及其尺寸加以选择。非常小的点光栏供点亮度测量直路段观察者前方60~160m上的平均亮度。亮度计内装有自校准装置,它可以在物镜前面横向移动。还装有V(λ)校正滤光器。
第九章        道路照明的控制
道路照明的控制是道路照明的“心脏”,高等设计合理的控制电路与控制的运行方式及采用性能优良的控制器件是保证道路照明具有健康心脏的关键。
道路照明常用的控制方法有:
(1)定时控制:人工控制;定时钟控制;微型计算机控制(路灯控制仪)。
(2)光电控制:光电控制器控制。
(3)光电控制与定时控制的结合:光电控制器+定时钟,即微机光控路灯控制仪。
道路照明设备控制的运行方式有:
(1)并联控制(又称控制线控制);
(2)串联控制(又称控制线控制);
(3)单电源控制;
(4)无线控制。
上述4种控制的运行方式中都可以选用人工控制、定时钟控制、光电控制器控制用微型计算机控制中的任何一种控制器件或组合使用。
选用控制器件应满足:
(1)抗电磁干扰能力强:如电源电压有较大幅度的波动或外界有电磁干扰时,能正常运行。
(2)能适应运行环境的温差范围大。
(3)合理的控制道路照明的全年总燃点小时数,达到合理控制年耗电量。
(4)尽量避免在运行中进行调试,并尽可能使安装与操作简便。
在选用控制的运行方式时,应尽可能达到:
(1)控制范围大,能通过控制线路执行控制器件的多个指令。
(2)除控制器件本身发生故障外,在局部控制线路发生故障时,应尽量缩小故障范围。
(3)控制系统的运行方式,尽量不受电源电压波运的影响。
(4)投资合理,运行维护量小。
第一节     确定道路照明的启闭时刻
傍晚与清晨,道路照明的启闭时刻是由天空亮度、城市规模、交通流量、居民的生活习惯及电能的供应情况而定。
对某一城镇来说,有它自己的经度与纬度,所以对该城镇每年的24个节令在太阳出没时刻是固定不变的。对一年中的某一天来说,太阳落山后称黄昏,天文学称之为昏影。当太阳中心在地平线下6?的时候,称为对黄昏,天文学称之为民用昏影终。对清晨,称之为民用晨光始。此时光线暗淡,需要人工照明。我们可以这样认为:民用昏影终等于开启道路照明的时刻;民用晨光始等于关闭道路照明的时刻。在制定道路照明启闭时刻表时,可按表9-1、表9-2所列的数值及根据当地的经度、纬度计算而得出。表9-1、表9-2是按东经120?制定的。如当地在东经120?以东,则经度每增加1?减4min;在东经120?以西,则经度每减少1?加4min。如上海的地理位置是北纬31?2、东经121?25′43.35″,按表9-1、表9-2求1月15日的道路照明启闭时刻,见表9-3。
表9-1      民用昏影终
表9-3       1月15日的道路照明启闭时刻
日期
民用昏影终(h:min)
民用晨光始(h:imn)
+30?
+35?
+31?2
+30?
+35?
+31.2?
1月10日
17:44
17:34
17:41.6
6:31
6:41
6:33.4
1月20日
17:52
17:43
17:49.8
6:30
6:39
6:32.2
相差值
± 8.2min
-1.2min
所以,1月15日:民用昏影终17 : 41.6+(8.2/10)×5=17 : 45.7
民用晨光始=6 : 32.2-(1.2/10)×5=6 : 31.6
上海经度在东经120? 之东,应减时间约6imn,所以标准时是:民用昏影终=17 : 40,民用晨光始=6 : 26;民用昏影终=开启道路照明时间,民用晨光始=关闭道照明时间。所以上海从1月10日至20日的道路照明启团时间如表9-4所示。
上列按表9-1、表9-2用当地经纬度制定的上海市道路照明启闭时刻表仅是一个原则,在实际使用时,建议还考虑以下因素:
(1)冬季与夏季;
(2)城市的规模;
(3)定进控制的方法。
我国大部分面积的纬度处在北纬20?~50?之间,我国执行的是北京时间,人们普遍是按北京时间安排生活、工作。所以我们在制定道路照明启闭时刻表9-4           上海1月10日20日道路照明启团时刻表

开启时刻(h:min)
关闭时刻(h:min)
10
17:36
6:28
11
17:36
6:28
12
17:37
6:27
13
17:38
6:27
14
17:39
6:27
15
17:40
6:26
16
17:41
6:26
17
17:42
6:26
18
17:43
6:26
19
17:44
6:26
20
17:44
6:26
表时,应将人们上班、下班在路途中的一段时间适当的放宽此,即尽量的提前将道路照明点燃或适当的错后关闭道路照明,给司机、行人提供一个良好的视觉条件。一般安排在冬季(如11月1日至3月15日)可比民用错影终提前几分钟开启道照明,以及适当推迟关闭道路照明的时间;夏季的道路照明开启与关闭时间均可略推迟与提前;并可做到开启时间校松,关闭时间较严。从城市规模考虑,如北京、上海、广州等城市宜适当放宽,中小城市宜从严掌握。对于采用人工控制道路照明启闭时刻,在天晴时应从严掌握道路照明的启闭时刻,在阴雨天气时,又可灵活掌握,适当放宽道路照明的启闭时刻。对于采用微型计算机路灯控制仪启闭道路照明时刻,在冬季应适当放宽道路启闭时刻,夏季应从严掌握。这样安排可将全年道路照明燃点总时间控制在4000h以内。
第十章   照明低压线路导线截面的选择
道路照明低压线路属于沿全线路负荷均匀分布,即每一负荷点有相同的功率,负荷的分布距离也大致相等。在选择照明线路导线的截面积时,应满足电压损耗、机械强度及发热条件。对于选择低压照明线路的导线截面积时,还应考虑可能出现的各种运行方式和谐波电流的影响。一般选择架空线路导线截面:应先按电压损耗选:短距离导线用发热条件选;大档距线路必须满足机械强度,此后再分别用其它两个条件校验。
导线的机械物理特性,一般用表10—1中所列的数值。
导线的设计安全系数,不应小于表10—2所列的数值。
表10-1      导线的机械物理特性
导线种类\机械物理特性
瞬时破坏应力(kg/mm2)
弹性系数(kg/mm2)
线膨胀系数(1/℃)
比重


线
7股股径≤3.5mm
15
6000
23×10-4
2.7
7股股径>3.5mm
14
6000
19股股径≤3.5mm
15
5700
19股股径>3.5mm
14
5700
37股
14
5700
61股
13.5
5700
铜芯
LGJ-70及以下
27
8000
19×10-4

铝线
LGJ-95~400
27
铜线
39
13000
17×10-4
8.9
表10-2进制     导线的设计安全系数
导 线 种 类
单  股
多    股
一般地区
重要地区
铝绞线、钢芯铝线及铝合金线

2.5
3.0
铜   线
2.5
2.0
2.5
注  重要地区指大、中城市的主要街道及人口稠密的地方。
校验导线流量时,导线的允许温度一般采用+70℃为限。
道路照明低压线路在采用单相两线制供电时,相线截面积应与零线截面积相等;在采用单相三线制供电时,一般零线截面积是两条相线面积的和;在采用三相四线制供电时,其零截面积宜与相线截面积相等。当照明电路中采用分散电容器补偿时。虽然功率因数cosφ得到改善,基波电流减少了,但是谐波电流的百分数却会增加,谐电流是因为供电电压波形畸变造成的。考虑到以上谐波电流的因素时,所以零线截面积与相线截面积相等为宜。
第一节   按机械强度的要求选导线最小容许截面
架设在大气中的架空线路,导线要经常受到各种外界不利条件的影响,要求它必须具备足够的机械强度,所以不应采用单股的铝线或铝金线。对于跨越铁路、公路、通信线路的铝谢绝导线,其截面谢绝小于35mm2。
照明低压架空线路在用铝铰线、钢芯铝线时最小截面为25mm2,用铜线时最小直径为Φ 4.0mm。
为保证架空线路导线的安全运行,除遵守导线的最小截面积规定外,导线的设计安全系数应遵守表10—2中的规定。照明低压线路一般可不考覆冰和风速,但必须考虑气温的影响。为提高城市低压电力线路的安全,可采用外表涂有厚度1~1.6mm的塑料绝缘导线,并适当增大导线截面积。
第十一章     电缆的选择与敷设
第一节   电缆线路的设计
在道路照明设计时,为照明设施的美观、简洁、供电可靠,宜采用地埋电缆作供电线路。在采用金属灯杆时,更宜采用地埋电缆供电。在路边树木高大且排列紧密时,可用架空电缆方式供电。与低压架空线路相比,电缆线路优点是受外界影响的因素少,并由理电缆本身的电容量较大而适当改善供电线路的功率因数cosφ。缺点是一次性建设投资大,查找故障困难。
低压照明电缆宜用聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆VLV(VV)铝芯(铜芯),是因为它具有电气性能稳定和耐水性能好,能抗酸、碱,防腐蚀,有一定的机械强度,而且弯曲半径小,施工方便。
一、电缆截面的选择
选择道路照明用低压电缆导线截面时,除按电压损失选择外,还应按发热去校验。截面按经济电流密度选,铀芯按2.25A/mm2,铝芯1.73A/mm2,在考虑今后发展时,铜芯按2.0A/mm2,铝芯按1.54A/mm2选择。
气体放电灯低压电缆线路,因谐波电流的影响,零线截面应按最大一相的相电流进行选择。为便于半夜灯等运行方式的采用,建议零线截面与相线截面相等。
二、电缆敷设的一般要求
(1)电缆敷设应按规划部门所给的路由施工。按规定施工后由测绘处测绘资料存档。
(2)尽可能选择最短的路径。
(3)电缆敷设方式选择,应从节省投资、施工方便和安全。便于事故抢修等方面考虑。电缆直埋敷设,施工简单,省投资,散热条件好,应优先应和。任何敷设方式,均需留一定的事故抢修电缆。
(4)电缆敷设的弯曲半径与电缆外径的比值,应不小于表11—1所列的数值。
表11—1电缆敷设的弯曲半径与电缆外径的比值(最小值)
电缆护套类型
电力电缆
单芯
多芯
金属护套

20
15

30
30
皱纹铝套和皱纹钢套
20
20
非金属护套
20
15
(5)交流电路中的单芯电缆应采用无钢带铠装的或非磁性材料护套的电缆。单芯电缆敷设时,应满足下列要求:
1)使并联电缆间的电流分布均匀;
2)接触电缆外皮时,人应无危险;
3)防止引起金属附件发热。
三、电缆直埋敷设
(1)一般埋深不应小于0.7m。敷设时,应在电缆上面、下面各铺以100mm的软土或砂子,再盖保护板。
(2)直埋电缆在穿过路口时,应用整根钢管(在不够长时用管箍连接)保护,并留一根备用。保护管的内径不小于电缆外径的1.5倍,当管子之间有接头时应放大到2倍。管口毛刺应锉净。管子两头应在路面以外0.5m。
(3)直埋电缆相互交叉时,电缆相互间的土层厚度不应小于0.5m。若交叉段用管子保护,交叉层厚度可减小到0.25m。
(4)电缆直埋时作波形敷设,预留1.5%的长度,以免电缆冷却缩短受拉力。
(5)电缆在灯杆处应设一工井,在工井内留有适度裕量的电缆,以备接头烧毁时使用。