1,照明设计师课程,照明配电 【学习目标】 理解照明配电系统设计及保护方式,2,第一部分 照明配电,一、照明配电的基本概念1.供电电源及分级要求根据《供配电系统设计规范》GB 50052，对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响程度分为三级、即一级负荷、二级负荷、三级负荷符合下属情况之一即为一级负荷：1中断供电将造成人身伤亡；2中断供电将在政治、经济上造成重大损失；,3,,3中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作 ；#在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷符合下属情况之一即为二级负荷：1 中断供电将在政治、经济上造成较大损失时2 中断供电将影响有重要用电单位的正常工作例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱不属于一级负荷和二级负荷者为三级负荷4,,举例照明一级负荷： 国家及省部级政府办公建筑主要通道照明用电大型商场及超市营业厅的备用照明用电 大型银行营业厅及门厅照明、安全照明用电 四星级及以上旅游饭店的宴会厅、餐厅、厨房、康乐设施、门厅及高级客房、主要通道等场所的照明用电,5,,照明二级负荷： 地、市级办公建筑主要办公室、会议室、总值班室及主要通道照明用电 甲等剧场的观众厅照明、空调机房及锅炉房电力和照明用电 甲等电影院的照明 中型商场及超市营业厅的备用照明用电 小型银行营业厅及门厅照明用电 三星级旅游饭店的宴会厅、餐厅、厨房、康乐设施、门厅及高级客房、主要通道等场所的照明用电、 科研院所、高等院校主要通道照明用电,6,,2.照明电压的选择正常照明电压：通常采用中性点直接接地的220/380V三相四线制系统由市电电源供电。
交流应急照明由应急电源——柴油发电机供电时，其电压应为220/380V；直流事故照明仅由蓄电池供电时，其电压宜为220V或110V照明光源电压一般情况下为交流220V，在使用大功率高强气体放电灯（HID）的情况下为交流380V，移动式灯具电压不大于36V潮湿场所不大于24V，水下场所可采用交流12V光源检修及其它场所的照明电压：供一般检修用携带式作业灯，其电压应为24V如采用220V电压时，应有防止触电的安全措施，并应敷设灯具外壳专用接地线；,7,,3.供给照明器具的电压质量电压偏移正常情况下，照明器具的端电压偏差允许值（以额定电压的百分数表示）宜符合下列要求：在一般工作场所为±5％；对视觉要求较高的主控制室、微机监控室等室内照明为97.5%；（视觉要求较高的室内场所）露天工作场所、远离变电所的小面积一般工作场所，难于满足±5％时，可为＋5％、－10％；应急照明、道路照明和警卫照明及电压为12~24V的照明等为＋5％、－10％8,,照明器的端电压不宜过高或过低，电压过高，会缩短光源寿命，电压低于额定值，会使光通量下降，照度降低当气体放电灯的端电压低于额定电压的90％时，甚至不能可靠地工作。
当电压偏移在－10％以内，长时间不能改善时，计算照度应考虑因电压不足而减少的光通量，光通量降低的百分数见下表. 电压在100％～90％额定电压范围内每下降1％时光通量降低百分数如采用金属卤化物灯照明，端电压为额定电压的90％，则该金卤灯实际光通量为原光通量的72％（即1－10×2.8％）9,,4.对照明的供电要求应根据照明负荷中断供电可能造成的影响(损失)，合理地确定负荷等级，并应正确的选择供电方案当电压偏差或波动不能保证照明质量或光源寿命时，在技术经济合理的条件下，可采用有载自动调压电力变压器、调压器或专用变压器供电由公共低压电网供电的照明负荷，线路电流不超过30A时，可用220V单相供电，否则，应以220/380V三相四线供电三相照明线路各相负荷的分配宜保持平衡，最大相负荷电流不宜超过三相负荷平均值的115％，最小相负荷电流不宜小于三相负荷平均值的85％特别重要的照明负荷，宜在负荷末级配电盘采用自动切换电源的方式，负荷较大时可采用由两个专用回路各带约50％的照明灯具的配电方式在照明分支回路中不宜采用三相低压断路器对三个单相分支回路进行控制和保护照明系统中的每一单相分支回路电流不宜超过16A，灯具数量不宜超过25个；大型建筑组合灯具每一单相回路电流不宜超过25A，光源数不宜超过60个（当采用LED光源时除外）。
10,,对高强气体放电灯的照明回路，每一单相分支回路电流不宜超过30A，并应按启动及再启动特性，选择保护电器与检验线路的电压损失值对气体放电灯供电的三相四线照明线路，其中性线截面应按最大一相电流选择在气体放电灯的频闪效应对视觉作业有影响的场所，其同一或不同一灯具的相邻灯管（光源）宜分别接在不同相位的线路上不应将线路敷设在高温灯具的上部接入高温灯具的线路应采用耐热导线配线或采取其他隔热措施观众厅、比赛场地等的照明灯具，当顶棚内设有人行检修通道以及室外照明场所，单灯功率为250W及以上时，宜在每盏灯具处设置单独的保护厂区道路照明除回路应有保护装置外，每个灯宜具有单独保护装置事故照明的电源，应区别与正常照明的电源不同用途的事故照明电源，应采用不同的切换时间和连续供电时间事故照明作为正常照明的一部分同时使用时，应有单独的控制开关事故照明不作为正常照明的一部分同时使用时，当正常照明因停电，事故照明宜自动投入,11,,二、 照明负荷计算负荷计算的方法供配电系统的负荷计算方法一般有需要系数法、单位指标法、二项式法、综合系数法、利用系数法等用于照明系统的负荷计算方法一般多采用需要系数法、单位指标法等1. 需要系数法：用电设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。
这种方法比较简便，应用广泛，多用于初步设计、施工图设计2. 单位指标法：包括单位面积功率法、单位指标法多用于民用建筑单位面积功率法、单位指标法多用于设计的前期计算，如可行性研究和方案设计阶段12,,1. 用电设备的计算负荷：有功功率P kW 无功功率Q Q = Ptgϕ kvar 视在功率S S = √P²+ Q² kVA 照明线路负荷按下列公式计算：（1） 照明分支线路负荷计算 （kW） （2） 照明主干线负荷计算 （kW） （3） 照明负荷不均匀分布时负荷计算 （kW） #,,,,13,,,14,,三、照明线路的敷设 1.线路的敷设方式：分为两种，明敷——电线直接或在管子、线槽等保护体内，明敷设于墙、顶、柱的表面积及桁架、支架等处；暗敷——电线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙、顶、柱、楼板的内部2.对照明线路敷设的要求：室内照明线路可采用电缆沿电缆桥架、线槽布线、导线穿金属管、塑料管等布线形式；照明线路穿管敷设时，导线（包括绝缘层）截面积的总和不应超过管子内截面的40%，或管子内径不小于导线束直径的1.4~1.5倍；一般情况下，管内敷设多组照明回路的导线时，其总根数不应超过8根；在有爆炸危险的场所，管内敷设的导线根数，不应超过4根；不同电压等级和不同照明种类的导线，不共管敷设；,15,,建筑物顶棚（吊顶）内宜采用金属管配线，不能采用直敷配线；不得将护套绝缘导线直接埋入墙壁、顶棚的抹灰层内； 配线用塑料管（硬塑料管、半硬塑料管、塑料线槽及附件）应采用难燃材料，其氧指数应在27（32）以上； 穿金属管或金属线槽的交流线路中，应使同一回路的所有相线和中性线置于同一根管内或同一线槽内；不同回路的线路不应穿于同一金属管内，但下列情况可以例外： （1)电压在50V及以下的回路； （2)同一照明灯具的几个回路； （3)同类照明的几个回路，但管内绝缘导线总数不应超过8根；,16,,在同一根导管或线槽内有几个回路时，所有绝缘电线和电缆都应具有与最高标称电压回路绝缘相同的绝缘等级； 明敷或暗敷于干燥场所的金属管配线可采用管壁厚度不小于1．5mm的电线管，明敷于潮湿场所或埋地敷设的金属管配线，应采用水煤气钢管（厚壁管）；民用建筑室内照明灯头线的最小截面为：铜芯软线0.4mm2，铜线1.0 mm2照明配电线路一般选用铜芯电缆或导线。
对于TN-S系统，三相应选用五芯线缆，单相选用三芯线缆；照明配电线路绝缘水平选择：标称电压Un为0.22/0.38kV时，线路绝缘水平电缆配线为0.6/1.0kV，导线一般为0.45/0.75kV17,,四、 导线、电缆截面选择1.电线、电缆截面选择的一般原则照明线路电线、电缆截面应按线路计算电流进行选择，按电线、电缆的允许温升、允许电压损失、机械强度允许的最小导线截面进行校验，并应与供电回路保护设备相互配合按线路计算电流选择导线截面 KIcy≥Ijs 式中 Icy—导线持续允许载流量（A）； Ijs—照明线路计算电流（A） K—导线在不同环境温度时的载流量校正系数，,18,19,,（1） 单相照明线路计算电流白炽灯、卤钨灯 气体放电灯 式中 Ijs—照明线路计算电流（A）； Pjs—线路计算负荷（kW）； Uexg—线路额定相电压（kV）； cos —气体放电灯的功率因数2） 三相四线照明线路计算电流白炽灯、卤钨灯,,,,20,,气体放电灯 式中 Uex—线路额定线电压（kV）。
对气体放电灯，取cosφ=0.5（补偿前）对白炽灯、卤钨灯，取cosφ=1电线、电缆的允许持续工作电流（允许载流量）应不小于线路的工作电流，电线、电缆持续载流量标准查电线、电缆持续载流量手册）,,,,21,,按电线、电缆的允许电压损失选择校验照明器及用电设备端子电压实际值偏离额定值时，其性能将受到影响，影响的程度由电压偏差的大小和持续时间而定 配电设计中，按电压损失校验截面时，应使各种照明用电设备端电压符合电压偏差允许值当然还应考虑到设备运行状况，例如对于少数远离变电所的照明用电设备或者使用次数很少的用电设备等，其电压偏移的允许范围可适当放宽，以免过多地耗费投资 对于照明线路，一般按允许电压损失选择线、缆截面，并校验机械强度和允许载流量可先求得计算电流和功率因数线路电压损失按下式计算三相平衡负荷线路,,22,,线电压的单相负荷线路相电压的单相负荷线路△ua——三相线路单位电流长度的电压损失，﹪/（A·km）；△up——三相线路单位功率长度的电压损失，﹪/（kW·km）；注：线路单位长度的电阻、电抗和电压损失的数据可相关配电手册。
按机械强度选择校验按机械强度允许的最小界面见表,,,23,24,,2.中性线（N）、保护接地线（PE）、保护接地中性线（PEN）的截面选择（1）单相两线制电路中，无论相线截面大小，中性线截面都应与相线截面相同2）三相四线制配电系统中，N线的允许载流量不应小于线路中最大的不平衡负荷电流及谐波电流之和 #（3）三相平衡系统中，有可能存在谐波电流，影响最显著的是三次谐波电流中性线三次谐波电流的数值等于相线谐波电流的3倍选择导线截面时，应计入谐波电流的影响25,,五、道路照明的供电、配线特点道路照明的供电道路照明具有供电线路较长，负荷较大的特点一般来说，道路照明的供电方式主要有中压供电、低压供电两种形式 #道路照明配电线路的选择道路照明的低压配电方式一般有单相二线式、二相三线式、三相四线式等配线线路的损耗△P等于线路的有功功率损耗△P1和无功损耗△Q1之和 #采用三相四线式的配电方式，线路的电能损耗最小，仅为单相网络或单相二线式的1/6，为二相三线式的2/3道路照明一般采用气体放电光源，电源电压对灯的正常工作影响很大，电压太高易引起灯的自行熄灭;电压降低则光通量减少，光色变差采用三相四线式的配电方式，若配线距离相同，线路损耗小，线路始、末端的电压变化小，对照明质量影响较小。