摘 要:文章从城市道路照明施工的角度出发,重点探讨了有关城市道路照明的路灯基础、电缆管沟、电缆线路、控制系统和接地系统的施工图设计的基本方法,对从事道路照明设计的工程人员有一定的参考价值。
关键词:城市道路照明;施工;设计
1 前言
随着我国经济建设的高速发展,社会城市化建设突飞猛进,因此,与之相匹配的城市道路照明的改造和新建工程也急剧骤增。然而,与道路工程相比较,相对应的道路照明工程的投资却相对比较小,造成设计单位对道路照明的设计不太重视,一般都没有专业的道路照明设计师。通常做法是安排室内照明设计师进行道路照明的电气设计,安排结构设计师进行道路照明路灯基础设计,由于他们不太熟悉城市道路照明的有关规范和施工程序,纯粹从电气和结构方面来进行设计,造成设计取值保守,设计图不适应现场的施工需要,设计修改变动大,不便于工程管理。本文从施工的角度出发,着力介绍一套笔者多年积累的比较成熟的道路照明的施工经验,重点探讨有关城市道路照明的路灯基础、电缆管沟、电缆线路、控制系统和接地系统的施工图设计的基本方法。
2 路灯基础的设计
2. 1 传统路灯基础存在的问题
传统路灯基础存在的主要问题是: (1) 基础设计过于保守,基础过大,造成浪费和施工不便。有时因道路已施工完毕,而路灯基础底部又过大,造成施工无法开挖。(2) 倒T 字基础尽管受力很好,但施工很不方便,且路灯基础施工一般在道路施工完毕后才进行,基础施工完毕后回填夯实很困难。(3) 基础配筋作用不大,既增加造价,又影响施工进度。(4) 基础螺栓采用圆周均匀分布8 条,单条螺栓偏小,既不方便灯杆安装,又因罗纹小不耐腐蚀。(5) 电缆套管采用不同于管沟内PVC 管的钢管,既不便煨弯,也不便与管沟内PVC 管对接,又浪费材料。
2. 2 新型路灯基础的优点
新型的路灯基础的主要优点是: (1) 基础较小,其挖方量、混泥土方量和钢筋数量较少,节约成本,开挖时不需要放坡,不破坏基础周边的土质结构,基础中下部不需要支护模板。施工时先将接地极和基础螺栓及PVC 套管安装固定好,在基础的最上部安装部分模板就可以浇注;在实际工作中该类型基础已经在沿海地区经历过12 级以上的台风的考验。(2) 基础螺栓采用正方形四角分布4 条,单条螺栓可以比传统路灯基础螺栓大一级,4 条螺栓用两层Φ12的圆钢焊接固定,取消基础内法兰盘,螺栓安装时直接将其安装在接地极上,这样既方便混泥土浇注和灯杆安装,又因罗纹较大而耐腐蚀。(3) 基础内电缆套管采用自制的大弯头PVC 管,与管沟内PVC 管相同,可以直接连接,既方便电缆管施工,又方便电缆施工。
3 电缆管沟及电缆的设计
电缆管施工完毕后铺砂盖砖,可以免受外力破坏,保护电缆套管及电缆,埋设深度也能满足规范不小于700mm 的要求。在每根灯杆附近设计一小型手孔井,便于电缆施工,电缆施工完毕后将井内管口堵住用砂填平盖板,还可利于防盗。不增加手孔井填砂将电缆固定,电缆很容易被拉出。
因路灯照明电缆一般不会超过4 ×50 + 1 ×25 ,其电缆最大外径不超过35mm ,按照规程其电缆套管选用Φ75 的PVC 管或G70 的镀锌钢管(过路口时使用) 就满足规范要求,而Φ75 的PVC 管与G70 的镀锌钢管外径几乎一致,可以直接用套管连接。
室内照明设计师对电缆的载流量和电缆供电半径(电压降) 的设计计算比较保守,以至经常能见到2. 5 公里长的道路需要设计2 台变压器和35mm2 的电缆。一般道路照明电缆供电半径设计都按1000米计算,但在实际工作中,3. 2 公里长的道路单根灯杆安装1 ×400W + 1 ×250W 的灯具,使用1 台变压器和4 ×35 + 1 ×16mm2 的电缆,其电缆载流量和电压降都符合规范的要求,末端灯具下的照度与首端灯具下的照度几乎没有区别。即道路照明电缆供电半径设计可按1500 米计算,这样既节省变配电设备的投资,又减少投运后的维修费用。
4 控制系统的设计
传统的控制系统的设计是采用手动加光控加时控(或加智能控制) ,采用多回路小空气断路器(如C45N - 25AP3P) 供电,电缆采用道路单侧上下半夜单独供电(即双回路供电) 。这样造成控制设备技术落后,维护和操作不方便;空气断路器接线端子太小,无法与电缆头的铜接线端子相连;采用双回路供电即浪费资金,又不便于施工。
新型的控制系统设计一般采用无线监控路灯控制系统,它实现了在总控制室和各道路分控制站之间,用数据的形式通过无线电的方式,对各路灯控制箱进行监视、测量和控制,实现路灯监控的智能化管理。
操作回路一般2～3 回,分别用作上半夜路灯、下半夜路灯和其他路灯,每一操作回路可以有多个出线空气断路器。
电缆出线采用道路单侧单独供电(即单回路供电) 的方式,但在接线方式上采用如图5 所示的单侧单条电缆出线的异型接线方式。即其灯杆电缆的接线方式按照正常的ABC 排序,但在控制箱内将供给道路两侧的电缆(分别为上下半夜的电缆) 的同一相(如:C 相) 电缆芯对换接线,使之在上半夜灯全部亮,下半夜是一边亮2P3 (即1 # 、2 # 、4 # 、5 # . . . . . . 亮灯) ,而另一边亮1P3 (即3# 、6 # 、9 # . . . . . . 亮灯) ,这样在下半夜变压器仍能三相平衡供电,其照度也基本均匀,因下半夜车辆和行人稀少,基本上能满足行走安全的要求。
5 接地系统的设计
现在城市道路照明设计也采用三相五线制的供电方式,其中一芯作为保护接地用的地线,与每根灯杆及控制箱的保护接地线相连;在控制箱附近安装一组L50 ×50 ×5 ×2500 的热镀锌接地极与控制箱的保护接地地线相连,在每根路灯基础下面安装一根L50 ×50 ×5 ×1500 的热镀锌接地极与路灯基础螺栓相连,这样基本上能满足规范其接地电阻不大于4欧姆的要求。
6 结束语
以上是作者多年来从事城市道路照明设计、施工和管理的经验,参照利用能对道路照明设计工作者起到事半功倍的效果。
参考文献:
[1 ] 国家行业标准《城市道路照明工程施工及验收规程》;
[2 ] 国家标准《电气装置安装工程施工及验收规范》;
[3 ] 国家行业标准《城市道路照明设计标准》.
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