园林景观照明工程电气设计

   根据景观工程自身的特点及随着建筑行业的高速发展,“绿色照明工程”计划的实施,提出了电气设计中应注意的问题,以实现绿色节能的效果。
   园林景观照明工程的电气设计范围主要包括外线和 园内景观照明设计,和建筑室内电气设计相比,它有其 自身的特殊性。 智能供配电系统

1. 箱变及照明配电箱设置原则

(1) 园林景观设计的特点

供电面积大,用电点较分散,负荷量较小。在 接手园林景观设计之前,首先应根据园林景观工程 的范围,决定室外箱变的位置和数量。一般公园在 400 m 范围内时,可采用一个箱变供电,如长度超 过,应考虑增加箱变数量。比如上饶市森林公园长 为800 m,就采用两个箱变供电。当然,如果园内 有大型建筑,其景观照明的电源也可由该建筑的变 电所引出。 (2) 室外配电箱的布置

一般配电箱的供电半径约150 m,超过这个距离也应增加配电箱的数量。

2. 照明配电系统

(1) 箱内配电回路的划分

按照明灯具的使用功能的不同划分成不同配电 支路。一般情况下,用做功能性照明(庭院道路灯、 草坪灯)和景观照明(照树灯、照墙灯及地埋装饰灯 等)的灯具应采用不同的路由,且各回路漏电断路器 后均加装接触器,作为手动或自动开关灯具之用。 各回路接触器通过控制线路和弱电控制器相连接, 可实现智能自动控制。

(2) 配电系统设计

依照规范要求,照明配电箱的进线总开关应采 用四极隔离开关。这主要是从电气维修安全方面考 虑的。当园内照明的供电电源由园区变电所引出时, TT 系统的中性线和总等电位联结系统是不连通的。 当中性线带故障电压进入建筑物内时,总等电位联结系统却是地电位,这一故障电压将引起电气事故。

因此为保证维修安全,室外照明配电箱总开关应采用四极隔离开关。

(3) 室外照明配电箱设备选择

箱内应设电涌保护器,且相线和中性线上都需 要安装。这是因为TT 系统内中性线自变电所引出后 不再接地而处于对地绝缘状态,它和相线一样能感 应雷电冲击电压。 与室内照明不同的是室外照明每一单独照明回 路所带灯具数目没有特殊规定,一般为小功率的 LED 灯,通常每个灯的功率仅为1~3W,形成每个 回路带30~40 个甚至更多的灯。但对于功率较大的 高强气体放电灯,单个回路所带灯具数量则应适当 减少,单相回路电流≤ 16 A,在计算每个回路金属 卤化物灯的实际用电量时,则是其放电灯的安装总 功率的1.5倍。 3. 剩余电流动作保护器的整定

(1) 保护器(RCD)的使用

由于园林室外照明采用TT 接地系统,该系统内 发生接地故障时,其故障电流需通过保护接地和系统 接地两个接地电阻返回电源,由于这两个接地电阻的 限制,其故障电流不足以使断路器有效地动作,为确 保安全必须使用动作灵敏度高的RCD 来切断电源。

(2) 剩余动作电流值的整定

园林室外照明配电线路的长度多为100~200 m, 甚至更长。再加上灯具与电缆本身也有一定的泄漏 电流,正常运行时,配电回路的泄漏电流较大。如 果设定剩余动作电流为30 mA,经常会发生误动作 跳闸现象,从而使供电的可靠性大大降低。因此为 确保户外照明装置的供电可靠性,应正确地选择漏 电保护器(RCD)的额定剩余动作电流I △ n。由于各种 设备和线路的泄漏电流资料不全,而且计算起来比较繁琐,因此可以采用以下的简便计算方法:

1) 对于单相照明回路。RCD 的额定剩余动作电流I△n>电路实际供电电流/2 000。

2) 对于三相四线的动力线路。RCD 的额定剩余动作电流I△n>电路实际供电电流/1 000。

《夜景照明安全规范》5.2.4条还规定,室外场所照明配电末端支路剩余电流保护的动作电流不宜大于100 mA,动作时间不宜大于0.5 s。这样就不会发生误动作跳闸现象。

TT 接地系统

1. 接地系统的实际应用

按照《民用建筑电气设计规范》中10.9.3.3条规 定:安装于室外的景观照明中距建筑物外墙> 20 m 的设施,宜采用TT 接地形式。但对于不同种类的灯 具,也有不同的接地做法。 (1) 路灯、庭院灯接地

由于上述灯具布置的间距较大,每个灯具旁均设有接地极。接地极采用2 500 mm,φ 50 mm 镀锌钢管,以及40 mm × 4 mm 镀锌扁钢,直接和灯具相连。此时由室外照明配电箱引出的电缆到各个照明支路的第一个灯具是无PE 线的。

(2) 草坪灯、地埋装饰灯接地

这类灯具的特点是自身体积小,间距短,所以 每个灯具旁再设置接地极就不适用了。这种情况下 的TT 接地系统做法是:每个支路的第一个灯具旁采 用2 500 mm、φ 50 mm 镀锌钢管做接地极,由此 地极引出PE 线(每个回路灯具之间有PE 线)再和灯 具外壳、金属杆做可靠连接。要求接地电阻≤10Ω。 如果接地电阻满足不了要求,要增打接地极,要求 各支路接地极的间距> 20 m。此刻由室外照明配电 箱引出到各个照明支路电缆的第一个灯具无PE 线。

2. 接地系统的接地故障保护

《民用建筑电气设计规范》第7.7.7条规定TT系统的接地故障保护的动作特性应符合下式要求:

RA×Ia≤50 V (1)

式中 RA――接地极和外露可导电部分的保护导体电阻之和,Ω;Ia――保护电器的动作电流,A。

其中50 V为正常环境的安全电压限值。室外照明设计中,室外照明灯具属于固定使用的用电设备,但是应考虑到雨雪天气时环境潮湿,安全电压限值应为25 V。则式(1)变为:

RA×Ia≤25 V (2)

即要求RA ≤ 25 V/Ia。当Ia = I△n = 100 mA时,RA ≤ 25/0.1,RA ≤ 250 Ω。这个电阻值很大,非常 容易实现。因此漏电保护可以做为TT 系统的户外照 明装置的接地故障保护。实际工作中一般要求灯具 的接地电阻≤ 100 Ω,远小于规范要求,从而保证 了发生漏电情况时对人体的安全性。

4. 接地系统的中性线不做重复接地

当某项工程的接地系统选用TN – C – S 系统 时,它的电源在进入建筑物时,中性线应做重复接 地。这样做可以避免进线电源中性线折断后,中性 点漂移引起的三相电压不平衡烧坏单相设备事故; 但在TT 接地系统中,电源在进入室外总配电箱时, 中性线不应做重复接地,因为做了重复接地,会产 生以下问题:

(1) 断路器产生误动作

TT 系统的中性线如果重复接地,部分中性线上 的负荷电流将经大地返回电源而成为杂散电流。如 果线路首端的断路器装有RCD,这部分杂散电流将 会使它误动。

(2) 引发触电伤亡事故

一旦变电所处发生接地故障,使中性线对地电 位升高,此故障电压沿中性线传导至室外照明总配 电箱处。若中性线做重复接地的话,因故障电压使 总照明配电箱的接地电阻的电位升高,而附近照明 灯具保护接地的接地电阻电位也将升高,它将沿TT 系统保护接地的PE 线传导到照明灯具的外壳上,使 得灯具外壳带电,则有可能发生电击伤人事故。

因此TT 系统的中性线绝不得做重复接地。为防 止中性线折断,只有采取提高中性线的机械强度, 增加截面积的方法。根据IEC 要求,铜线≥ 6 mm2。 因此即使园区的面积很小,景观照明的用电负荷很 小,室外照明配电箱离变电所很近,照明配电箱的 进线电源最小也应为YJV22 – 4 × 6,这一点应引 起人们的注意。

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