照明解决方案

关于广场室外照明设计的探讨

本文阐述室外照明的照明要求,TT和TN-S接地系统在不同场所的优势及局限性,线路保护及控制方式。

一、概述

广场照明是利用灯光塑造城市夜景的一种照明技术,也是展现城市发展和体现城市个性的艺术,亮化照明对于美化城市,提高城市的知名度,提高市民的生活质量,满足广大人民群众的精神文化生活需要,促进旅游、交通运输等行业的发展均起着积极的作用。室外照明只有因地制宜、科学规划、精心设计,才能取得良好的效果。本文就结合一个文化活动中心室外广场就照明要求、配电设计及保护方式、灯具的接地形式等方面做简要介绍。

二、广场照明应达到的照明要求

本文化活动中心为集中了影视、演出、运动等多功能为一身的建筑,其室外广场为供市民娱乐休闲的绿化广场(或称市民广场)。绿化广场的照明要适合游人的生理要求、安全要求和交往要求。在城市广场夜景照明的设计过程中,首先要总体把握,理清思路。照明离不开建筑,应根据不同的场合选择不同的设计风格、设计手法,选用不同的灯具,以达到预期效果。实际工作中,电气工程师有责任对建筑物的基本照明做出安排,对灯具进行选型。广场、建筑、树木是一个有机的结合体,错落有致、突出重点,合理的照明能在夜晚将景观设计的理念完美地体现出来。因此,广场照明应达到以下具体要求:

1.满足人们休闲放松的生活需要,使人感到轻松、舒适、随意,避免不舒适眩光。

2.满足觉察障碍物的要求,使人们能够自由、安全的通行。

3.满足视觉方位的亮度,对广场的标识、指示牌的照度可略提髙,帮助不熟悉周围环境的人确定方向,对进出的行人和车辆有足够的方向指示。

4.从安全和交往的角度出发,需保证在10米左右的范围内能识别他人面部,或他人特征。

5.满足建筑物和景观的夜间泛光照明,树木和草坪等装饰性照明。

三、配电系统的接地方式和线路保护

室外照明由于其的照明区域的大小,线路的长度等因素的影响,其采用的配电系统也不尽一致。照明接地系统应该结合具体情况,合理选择TN-S或TT接地形式。《城市道路照明设计标》CJJ45-2006)第6.9.1条规定,配电系统宜采用TN-S或Timttfe方式。

采用TT时,路灯及外露可导电部分直接接地,没有PE线和变压器中性点连接,因此,中性点对地电位(Uf)不会传至P点,不会导致电击危险。另外,TT系统装设有漏电保护器,故障电流足以
使之切断电源,接地故障保护的灵敏性很高,而保障了间接接触电击保护的有效性,故障不会持续。因此,一般情况下,TT系统在道路照明配电中具有更好的保护灵敏度和安全性。

但TT系统也有其局限性。TT系统必须将电气设备外露可导电部分直接接地,对于道路照明这种分散的多点负荷来说,要求在每处灯杆处单独设置接地极,这使工程施工和维护变得繁琐。对于长距离的照明线路,道路照明设备接地施工工程量很大。另外,当遇上山区岩石地区、地下水位低、土壤电阻率高,道路照明设备单独接地要达到一定的接地电阻要求,施工难度大、投人大。同时,TT系统要求电源系统接地与设备接地分开,这在某些情况下较难做到。由于TT系统接地故障电流比TN-S系统小很多,一般采用RCD做接地故障保护,其保护灵敏度高,这是它的优点,但也是它的缺点:降低了供电可靠性。我们知道,道路照明的配电回路长、户外潮湿、污染大、温差大,线路和设备的泄漏电流较大,如果整定电流不当(整定值过小),将会导致频繁误动作,降低道路照明配电回路的供电可靠性。所以,IEC室外照明装置标准中,对于道路照明为防止采用RCD因误动而引发安全危险(主要是交通安全),提出在“TT系统接地电阻足够小的情况下,切断供电保护可用熔断器”,而建议不采用RCD。

四、TN-S接地方式存在的问题

1.城市道路照明的配电线路一般比较长(和建筑物内配电线路相比),线路末端(按最不利因素考虑)发生接地故障时,其接地故障电流比较小;而采用TN-S方式,配电线路首端的保护电器通常是使用熔断器或断路器的瞬时过电流脱扣器兼作接地故障保护。此时,很难保证按《低压配电设计规范》(GB50054-95.)的规定,在5S内切断故障电路。

2.道路照明处于户外环境,很难像建筑物内那样作完善的等电位联结,在发生某些接地故障时,有可能导致电击危险(不是必然出现,而是有可能出现)。

所以,针对不同接地方式的优缺点,不同的照明系统,应当采取合适的接地方式。路灯,髙杆灯等回路线路长、场地开阔、接地制作比较容易的照明回路,人员密集、安全要求性高的照明回路应当采用TT系统。配电线路首端用延时动作的漏电保护器,作自动切断电源防护。比较安全、简单,也比较经济。

而对于线路较短、场地条件限制、地下管线较多或安装于树木,桥梁、建筑物等无法制作接地的照明回路采用TN-S接地系统,作自动切断电源的防护。采用TN时,应有如下要求:必须采用
TN—S形式,并且配电线路首端应采用延时动作的漏电保护器;或者采取措施。尽可能降低变压器中性点接地电阻值和降低各电杆接地电阻值。

对于树木灯、草坪灯、建筑轮廓照明等灯具可采用非切断电源的其他防护方法:采用n类设备(包括灯具、电器等)或相当的绝缘。采用电气分措施,用隔离变压器供电。采用LED作光源。

3.照明控制方式。本设计采用了手动与时控,就地控制等多种控制相结合的方式。广场面积较大,无法用一个路灯控制箱控制所有灯具,因此在每个功能分区设置一路灯控制箱控制该区域的灯。每个控制箱电源均取自就近的电源配电箱,可以定时开启,亦可以手动操作,这样不仅检修方便,而且可以灵活控制各区及各种类型灯具的开启:

五、结束语

室外照明要针对不同的照明要求和照明系统,合理的选择和布置灯具,使其满足功能性要求,根据配电系统的形式和环境条件选择合适的接地形式,选择合适的保护方式,使其满足安全性的要求。本文在这两方面的简单论述,希望各位同仁指正。

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