浅析威远二环路西北段支线工程亮化方案的选定

浅析威远二环路西北段支线工程亮化方案的选定

张军

身份证号码： 51102419841106****

【摘要】目的：结合客观环境，通过计算分析判定灯型参数，并择优选定供电方案和设备材料，确定估算投资，为主管部门提供决策依据。方法：踏勘道路现场，获取周边构建筑物对路灯的约束条件；以经济为原则，确定路灯布置方式计算照度和负荷，选定导线材料，确定供电方案和设备容量，最后计算总投资。结论：通过分析比较，判定了灯型参数满足实际需求，选定的方案经济合理。

关键词：照度；负荷；技术经济分析；

1、客观环境分析

威远县二环路西北段支线工程指威连路K28+540—K33+738.75段改造工程，长5198.75米（其中K31+350—K33+738.75段道路宽度为15米，长2388.75米；K28+540—K31+350段道路宽度为12米，长2810米），凉凤坳到二环路（竹角冲交叉口）700米，全路段约6000米。

道路两侧或者单侧都有10KV及更高的高压电力架空线，电杆（柱）高度最低为15米，最高18米。经测定，电力线（弧垂部分）离地最低12米，保守安全距离1.5米。另有一侧局部电力线偏低（场镇路段），供电局技术人员建议采用升高电杆及换线的方式，保证路灯电杆10米的高度（估算费用6万元）。论证初步确定：沿线路灯杆最大高度仅为10米。

2、判定灯型参数

2.1、路灯基本参数：选用某厂商提供的《威远县次干道路灯灯型设计方案照明》方案二灯型，新叶型灯杆，深灰色，单臂，灯杆高度10米（矩形柱截面小的杆段缩短2米），光源类型是250W暖色调LED灯。方案效果图如下：

2.2、照度计算：为节约用电，路灯采用双侧对称布置，单侧间距60米，半夜型路灯为交错间隔布置。根据《城市道路照明设计标准》的规范要求，机动车交通道路照明标准值（路面平均照度）Eav：主干道20/30;次干道10/15；支路8/10；选用主干道Eav20 lx（低劣值）。

根据规范公式计算路灯额定光通量：F=Eav*Weff*S/（U*k*N） 单位：lm。

（1）、15/12米路宽照度计算：

维护系数k：0.65；

路面有效宽度Weff：=Ws（路面实际宽度）-2*XL（悬挑长度）

15米： Weff=15-2*1.5=12米；

12米： Weff=12-2*1.5=9米。

注意：XL（悬挑长度）≤0.25H（灯杆高度）。

路灯间距S核算：

15米路宽：双侧交错H≥0.8*Weff=9.6米；12米路宽：双侧交错H≥0.8*Weff=7.2米；规范S≤3.5H=42米，S=30米<3.5H=42米，符合规范。

④排列系数N：交错排列N取1。

⑤利用系数U：

15米路宽：横向距离比W/H=1,仰角15度总利用系数0.76；

12米路宽：横向距离比W/H=0.75,仰角15度总利用系数0.66；

⑥路灯额定光通量F=Eav*Weff*S/（U*k*N）；

15米路宽：F=20*12*30/（0.76*0.65*1）=14575（lm）；选用大于等于14575流明的LED路灯产品方可满足照度要求。

12米路宽：F=20*9*30/（0.76*0.65*1）=10931（lm）；选用大于等于10931流明的LED路灯产品方可满足照度要求。

2.3、路灯负荷计算：根据LED光通量计算LED负荷，按《LED路灯测试标准及试验方法》额定电压，220V;额定频率，50/60Hz时，LED路灯总向下光通量与灯具耗能比≥56.0lm/W。

因此，15米路宽路灯功率最低选择为14575/56=260W;12米路宽路灯功率最低选择为10931/56=195W。单盏路灯LED功率250W略低于15米路宽的路灯最低选择功率260W。为便于维护管理，单盏路灯LED功率统一为:15米路宽250W，12米路宽200W。

2.4、判定结论：路灯基本参数能满足实际需求。

3、材料和设备的选定

3.1、计算总负荷：第一段K31+350—K33+738.75段和凉凤坳到二环路段道路宽度为15米，全长3100米，104盏，260W/盏（按理论值计算），负荷约为27040W（27.04KW）。第二段K28+540—K31+350段道路宽度为12米，全长2810米，94盏，200W/盏（单根路灯功率提高为200W），负荷约为18800W（18.8KW）。合计总负荷45.84KW。

3.2、选定导线材料：考虑防盗和经济性，供电导线选择稀土高铁铝合金电缆，导电性能及电阻率与铝芯电缆相近。与铜芯电缆相比，施工难度低、抗疲劳强度、柔软性能等综合性能优越明显。

根据安微省地方标准 《稀土高铁铝合金电力电缆》(安微省欣意电缆公司）参数表，选取电阻率0.028。

3.3、确定供电方案：线路总长6公里，考虑远期存在光彩工程，因此单根路灯功率提高为650W，总负荷130KW。第一步确定分段形式：两台杆上变压器，在道路两侧全夜型、半夜型分成两根电缆分别专供，每台变压器出线8根电缆，24个回路，6公里分为4段，每根电缆供电长度约1.5公里。第二步按照最大线路负荷计算:每1.5公里总负荷32500W，出线4根电缆（道路两侧各2根电缆，分别控制全夜和半夜型），每根电缆均摊负荷为8125W。电缆负荷计算图如下：

电缆负荷计算图

第三步确定导线截面积为35 ，电缆电压降计算图如下：

电缆电压降计算图

第四步确定变压器容量，计算式为：P（总负荷）=8125（W）*8=6.5KW；负荷率60%，则变压器有功功率Pn=6.5KW/60%=108.33KW；功率因素Cosθ为0.9；变压器容量（视在功率）为120.37KVA，则变压器容量至少应在125KVA以上，考虑预留景观负荷，经市政管理部门确定将变压器容量升至200KVA。

4、结论

通过计算YJHLV3×35+1×30/35 电缆约为24.72千米，200KVA变压器两台，路灯约200盏，估算总投资291.96万元（投资估算表如下）。本亮化工程方案是边技术分析边经济比较，获得技术与经济的最优配置，使得选定的方案经济合理。该方案经主管领导核定后，同意实施。

参考文献：

1、安微省地方标准 《稀土高铁铝合金电力电缆》(安微省欣意电缆公司）；

2. CJJ45-2015《城市道路照明设计标准》；

3、东莞市贝尔试验设备有限公司技术服务《LED路灯测试标准及试验方法》。

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