张 磊
(太原市市政工程设计研究院，山西 太原 030002)
太原市柴村桥立交照明设计方案
张 磊
(太原市市政工程设计研究院，山西 太原 030002)
以太原市柴村桥立交照明设计为例，通过三种立交照明方案，对灯具布置形式、光源选择、配电控制、线路敷设及接地保护等进行了研究，并分析比较了各种照明方案的优缺点，以选择出节能、科学的照明方案。
排列布置，光源，配电，线路，接地，节能
0 引言
城市公共空间环境日益成为与人类息息相关的重要课题。道路照明是城市照明体系的纽带，是城市文明的集中体现，是艺术和功能的结合，是科技和文化的统一。而立交节点对于城市功能性要求具有越来越重要的意义，立交桥的照明不仅可以完善城市道路的照明功能，更对提升城市夜景形象起到了至关重要的作用。
柴村桥为太原市跨汾河的一座大桥，位于太原市最北部，北临环城高速，南侧距跨汾河最近的胜利桥约6.2 km，其走向为东西向，位于太原北郊尖草坪区，是金桥大街跨汾河联接东西两岸的主要桥梁，是太原市重要的交通枢纽，是过境货车的主通道之一，是太原市的北出口。目前金桥东街由东向南方向转向交通无法实现，其他方向转向交通技术指标也较低，因此太原市柴村桥立交改造势在必行。
1 设计依据
1)《市政公用工程设计文件编制深度规定》(中华人民共和国建设部2004年3月)。
2)CJJ 45-2006，城市道路照明设计标准。
3)GB 50052-2009，供配电系统设计规范。
4)GB 50054-2011，低压配电设计规范。
5)GB 50217-2007，电力工程电缆设计规范。
6)JGJ 16-2008，民用建筑电气设计规范。
7)GB 16895.3-2004，建筑物电气装置(第5部分：电气设备的选择和安装第54章：接地配置和保护导体)。
2 10/0.4 kV变配电系统
1)负荷分类：本路段照明负荷等级为三级负荷。
2)供电电源：本工程现状柴村桥东西桥头处各有现状两座照明箱变。
3)箱式变电站高、低压供电系统结线型式及运行方式：
a.箱式变电站高压结线为单母线不分段运行，采用开环式供电；b.箱式变电站低压结线为单母线不分段运行，变压器容量中预留其他公用用电负荷。
4)计量：本工程采用高供低计的计量方式。电度表采用直读式，由供电部门安装。
5)功率因数补偿：采用单灯补偿的方式，补偿后的功率因数不小于0.90。
6)低压保护装置要求：箱式变电站低压主进断路器设置过载长延时、短路短延时保护脱扣器，分支出线低压断路器设过载长延时、短路短延时、短路瞬时脱扣器。
7)共需改造现状东西两台箱式变电站，可根据现场实际情况进行适当调整。
3 电力配电系统
1)本工程道路照明由箱式变电站引至各路灯具。线路末端电压不低于额定电压90%。
2)每个照明回路采用三相供电方式。
3)每路照明回路均设短路、剩余电流动作及过载保护；每盏灯具应设置断路器保护。
4 立交照明方案
4.1 立交照明方案一
采用护栏灯及低杆灯结合照明方式：
立交匝道有护栏处采用护栏灯，护栏灯安装于护栏处，安装高度为0.9 m。
光源采用LED光源，功率为13 W，双侧对称布置，色温为3 000 K，初始光效大于80 lm/W，安装间距7 m(见图1)。
立交匝道无护栏处采用低杆灯，低杆灯安装于道路两侧路肩处，安装高度为0.9 m，光源采用金卤灯，功率为70 W，单侧布置，色温为3 000 K，初始光效大于6 000 lm，安装间距为8 m(如图2所示)。
所有灯具防护等级不低于IP55，灯具效率不低于70%。配套电器(镇流器、触发器、电容器)与灯具应该采用一体放置。灯具与灯杆的仰角配需有4级承托调校，以适用于不同角度所达到的光效。
此方案优点：有着良好的整体外观，维护简易，道路照明均匀度及照度较其他照明高。
此方案缺点：对光束角等相关参数要求高，若调整不当极易产生眩光，同时驾驶员会感受到频闪，产生安全隐患。造价高，安装较其他方案繁琐，需在挡墙等处预留管线。
4.2 立交照明方案二
采用高杆灯照明方式：
立交匝道采用高杆灯，安装高度为35 m，光源采用高压钠灯，功率为24×400 W。所有灯具防护等级不低于IP55，灯具效率不低于70%。配套电器(镇流器、触发器、电容器)与灯具采用一体放置。
此方案优点：保持大桥或高架整体外观，不会出现灯杆林立现象，路面照明设计简便。
此方案缺点：功率较大，节能效果较差，安装维护困难，路面均匀度差，局部会有阴影出现。
4.3 立交照明方案三
采用中杆灯照明方式：
立交匝道采用中杆灯，安装高度为15 m，光源采用高压钠灯，功率为4×400 W。所有灯具防护等级不低于IP55，灯具效率不低于70%。配套电器(镇流器、触发器、电容器)与灯具应该采用一体放置。
此方案优点：低成本，良好的整体外观，安装维护简易，路面照明设计简便。
此方案缺点：无方向指示功能，路面均匀度差，局部会有阴影出现。
结论：综上所述，从保证车辆行驶安全性及安装维护简易、经济性等各方面综合比选，推荐采用高杆灯照明方案。
5 照明控制
由照明箱变内路灯节电器自控(时间路灯控制仪)或手动控制路灯起，闭，采用光控、程控、时间控制等控制方式；远期安装路灯处用专制的遥控仪进行遥控遥测。
整个区域内的路段远期采用集中控制方式，纳入城市统一控制，近期采用照明箱式变电站分散控制。
6 电缆、导线的选型及敷设
1)高压电缆选用YJV22-8.7/15 kV电力电缆。
路灯照明主线导线均选用ZC-TC90(-40)-0.6/1 kV铝合金导体交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，灯具内的支线应采用BV-0.45/0.75 kV电线。
2)路灯照明主线导线穿SC80热镀锌焊接钢管埋地敷设，电缆埋深0.8 m。
电缆过公路须穿SC100钢管保护，埋深1.0 m；埋地敷设的电缆严禁平行敷设于地下管道的正上方或下方。电缆与电缆及各种设施平行或交叉最小净距离应满足GB 50054-95低压配电设计规范的要求。
7 防雷与接地
1)本工程采用TN-S系统，在箱式变电站处工作接地、保护接地、防雷接地共用统一接地极，要求接地电阻不大于4 Ω。
2)灯杆避雷装置由供应商按三类防雷要求配置；灯杆金属外露件与接地极用-40×4镀锌扁钢跨接，要求接地电阻不大于4 Ω。
3)接地极：采用50×5长为2.5 m的角钢，采用-40×4镀锌扁钢跨接形成接地网。施工详见03D501- 4接地装置安装。
8 节能
1)照明箱变设置于立交照明负荷中心处，供电半径控制在800 m范围内，减少电缆线路损耗。
2)根据立交功能照明、夜景照明功率合理确定变压器容量，变压器采用D,Yn11型结线、低损耗、低噪声节能干式变压器，合理选用配电形式减少配电环节。
3)高压钠灯就地补偿，选择节能型高功率因数电感镇流器，气体放电灯单灯功率因数不小于0.9。
4)采用高光效光源、高效灯具(灯具效率大于0.75)及高效的灯具附件(镇流器)。通过在路灯照明控制柜内设置路灯节电器对整个系统路灯回路进行稳压并按预设时间控制路灯降功率使用。
5)在满足灯具最低允许安装高度及美观要求及匹配周边环境的前提下，尽可能降低灯具的安装高度。
6)照明负荷尽可能均匀平衡到三相负荷中，以减少单相电压损失，避免影响光源的发光效率。
7)所有电器设备均需选用绿色、环保且经国家3C认证的电气产品。在满足国家规范及供电行业标准的前提下，选用高性能、低功耗的变压器及相关配电设备，选用高品质电缆、电线降低自身损耗。
9 结语
通过太原市柴村桥立交照明方案设计，我们认为，首先合理确定灯具布置形式，既能满足功能照明需求又能与周边环境相匹配；其次优化配电系统设置，合理选择电缆截面；最后明确系统接地形式，做好防雷与接地系统，保障人员生命财产安全。
[1] CJJ 45-2006，城市道路照明设计标准[S].
[2] CJJ 89-2012，城市道路照明工程施工及验收规程[S].
[3] 照明设计手册[M].北京：中国电力出版社，2006.
[4] 城市照明工程施工手册[M].北京：中国电力出版社,2007.
[5] 李世明.谈阳泉市城市照明规划[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
张 磊(1982- )，男，工程师
TU113.665
A
