
園林景觀(guān)照明工程電氣設計
根據景觀(guān)工程自身的特點(diǎn)及隨著(zhù)建筑行業(yè)的高速發(fā)展,“綠色照明工程”計劃的實(shí)施,提出了電氣設計中應注意的問(wèn)題,以實(shí)現綠色節能的效果。
園林景觀(guān)照明工程的電氣設計范圍主要包括外線(xiàn)和 園內景觀(guān)照明設計,和建筑室內電氣設計相比,它有其 自身的特殊性。 智能供配電系統
1. 箱變及照明配電箱設置原則
(1) 園林景觀(guān)設計的特點(diǎn)
供電面積大,用電點(diǎn)較分散,負荷量較小。在 接手園林景觀(guān)設計之前,首先應根據園林景觀(guān)工程 的范圍,決定室外箱變的位置和數量。一般公園在 400 m 范圍內時(shí),可采用一個(gè)箱變供電,如長(cháng)度超 過(guò),應考慮增加箱變數量。比如上饒市森林公園長(cháng) 為800 m,就采用兩個(gè)箱變供電。當然,如果園內 有大型建筑,其景觀(guān)照明的電源也可由該建筑的變 電所引出。 (2) 室外配電箱的布置
一般配電箱的供電半徑約150 m,超過(guò)這個(gè)距離也應增加配電箱的數量。
2. 照明配電系統
(1) 箱內配電回路的劃分
按照明燈具的使用功能的不同劃分成不同配電 支路。一般情況下,用做功能性照明(庭院道路燈、 草坪燈)和景觀(guān)照明(照樹(shù)燈、照墻燈及地埋裝飾燈 等)的燈具應采用不同的路由,且各回路漏電斷路器 后均加裝接觸器,作為手動(dòng)或自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈具之用。 各回路接觸器通過(guò)控制線(xiàn)路和弱電控制器相連接, 可實(shí)現智能自動(dòng)控制。
(2) 配電系統設計
依照規范要求,照明配電箱的進(jìn)線(xiàn)總開(kāi)關(guān)應采 用四極隔離開(kāi)關(guān)。這主要是從電氣維修安全方面考 慮的。當園內照明的供電電源由園區變電所引出時(shí), TT 系統的中性線(xiàn)和總等電位聯(lián)結系統是不連通的。 當中性線(xiàn)帶故障電壓進(jìn)入建筑物內時(shí),總等電位聯(lián)結系統卻是地電位,這一故障電壓將引起電氣事故。
因此為保證維修安全,室外照明配電箱總開(kāi)關(guān)應采用四極隔離開(kāi)關(guān)。
(3) 室外照明配電箱設備選擇
箱內應設電涌保護器,且相線(xiàn)和中性線(xiàn)上都需 要安裝。這是因為T(mén)T 系統內中性線(xiàn)自變電所引出后 不再接地而處于對地絕緣狀態(tài),它和相線(xiàn)一樣能感 應雷電沖擊電壓。 與室內照明不同的是室外照明每一單獨照明回 路所帶燈具數目沒(méi)有特殊規定,一般為小功率的 LED 燈,通常每個(gè)燈的功率僅為1~3W,形成每個(gè) 回路帶30~40 個(gè)甚至更多的燈。但對于功率較大的 高強氣體放電燈,單個(gè)回路所帶燈具數量則應適當 減少,單相回路電流≤ 16 A,在計算每個(gè)回路金屬 鹵化物燈的實(shí)際用電量時(shí),則是其放電燈的安裝總 功率的1.5倍。 3. 剩余電流動(dòng)作保護器的整定
(1) 保護器(RCD)的使用
由于園林室外照明采用TT 接地系統,該系統內 發(fā)生接地故障時(shí),其故障電流需通過(guò)保護接地和系統 接地兩個(gè)接地電阻返回電源,由于這兩個(gè)接地電阻的 限制,其故障電流不足以使斷路器有效地動(dòng)作,為確 保安全必須使用動(dòng)作靈敏度高的RCD 來(lái)切斷電源。
(2) 剩余動(dòng)作電流值的整定
園林室外照明配電線(xiàn)路的長(cháng)度多為100~200 m, 甚至更長(cháng)。再加上燈具與電纜本身也有一定的泄漏 電流,正常運行時(shí),配電回路的泄漏電流較大。如 果設定剩余動(dòng)作電流為30 mA,經(jīng)常會(huì )發(fā)生誤動(dòng)作 跳閘現象,從而使供電的可靠性大大降低。因此為 確保戶(hù)外照明裝置的供電可靠性,應正確地選擇漏 電保護器(RCD)的額定剩余動(dòng)作電流I △ n。由于各種 設備和線(xiàn)路的泄漏電流資料不全,而且計算起來(lái)比較繁瑣,因此可以采用以下的簡(jiǎn)便計算方法:
1) 對于單相照明回路。RCD 的額定剩余動(dòng)作電流I△n>電路實(shí)際供電電流/2 000。
2) 對于三相四線(xiàn)的動(dòng)力線(xiàn)路。RCD 的額定剩余動(dòng)作電流I△n>電路實(shí)際供電電流/1 000。
《夜景照明安全規范》5.2.4條還規定,室外場(chǎng)所照明配電末端支路剩余電流保護的動(dòng)作電流不宜大于100 mA,動(dòng)作時(shí)間不宜大于0.5 s。這樣就不會(huì )發(fā)生誤動(dòng)作跳閘現象。
TT 接地系統
1. 接地系統的實(shí)際應用
按照《民用建筑電氣設計規范》中10.9.3.3條規 定:安裝于室外的景觀(guān)照明中距建筑物外墻> 20 m 的設施,宜采用TT 接地形式。但對于不同種類(lèi)的燈 具,也有不同的接地做法。 (1) 路燈、庭院燈接地
由于上述燈具布置的間距較大,每個(gè)燈具旁均設有接地極。接地極采用2 500 mm,φ 50 mm 鍍鋅鋼管,以及40 mm × 4 mm 鍍鋅扁鋼,直接和燈具相連。此時(shí)由室外照明配電箱引出的電纜到各個(gè)照明支路的第一個(gè)燈具是無(wú)PE 線(xiàn)的。
(2) 草坪燈、地埋裝飾燈接地
這類(lèi)燈具的特點(diǎn)是自身體積小,間距短,所以 每個(gè)燈具旁再設置接地極就不適用了。這種情況下 的TT 接地系統做法是:每個(gè)支路的第一個(gè)燈具旁采 用2 500 mm、φ 50 mm 鍍鋅鋼管做接地極,由此 地極引出PE 線(xiàn)(每個(gè)回路燈具之間有PE 線(xiàn))再和燈 具外殼、金屬桿做可靠連接。要求接地電阻≤10Ω。 如果接地電阻滿(mǎn)足不了要求,要增打接地極,要求 各支路接地極的間距> 20 m。此刻由室外照明配電 箱引出到各個(gè)照明支路電纜的第一個(gè)燈具無(wú)PE 線(xiàn)。
2. 接地系統的接地故障保護
《民用建筑電氣設計規范》第7.7.7條規定TT系統的接地故障保護的動(dòng)作特性應符合下式要求:
RA×Ia≤50 V (1)
式中 RA——接地極和外露可導電部分的保護導體電阻之和,Ω;Ia——保護電器的動(dòng)作電流,A。
其中50 V為正常環(huán)境的安全電壓限值。室外照明設計中,室外照明燈具屬于固定使用的用電設備,但是應考慮到雨雪天氣時(shí)環(huán)境潮濕,安全電壓限值應為25 V。則式(1)變?yōu)椋?/SPAN>
RA×Ia≤25 V (2)
即要求RA ≤ 25 V/Ia。當Ia = I△n = 100 mA時(shí),RA ≤ 25/0.1,RA ≤ 250 Ω。這個(gè)電阻值很大,非常 容易實(shí)現。因此漏電保護可以做為T(mén)T 系統的戶(hù)外照 明裝置的接地故障保護。實(shí)際工作中一般要求燈具 的接地電阻≤ 100 Ω,遠小于規范要求,從而保證 了發(fā)生漏電情況時(shí)對人體的安全性。
4. 接地系統的中性線(xiàn)不做重復接地
當某項工程的接地系統選用TN - C - S 系統 時(shí),它的電源在進(jìn)入建筑物時(shí),中性線(xiàn)應做重復接 地。這樣做可以避免進(jìn)線(xiàn)電源中性線(xiàn)折斷后,中性 點(diǎn)漂移引起的三相電壓不平衡燒壞單相設備事故; 但在TT 接地系統中,電源在進(jìn)入室外總配電箱時(shí), 中性線(xiàn)不應做重復接地,因為做了重復接地,會(huì )產(chǎn) 生以下問(wèn)題:
(1) 斷路器產(chǎn)生誤動(dòng)作
TT 系統的中性線(xiàn)如果重復接地,部分中性線(xiàn)上 的負荷電流將經(jīng)大地返回電源而成為雜散電流。如 果線(xiàn)路首端的斷路器裝有RCD,這部分雜散電流將 會(huì )使它誤動(dòng)。
(2) 引發(fā)觸電傷亡事故
一旦變電所處發(fā)生接地故障,使中性線(xiàn)對地電 位升高,此故障電壓沿中性線(xiàn)傳導至室外照明總配 電箱處。若中性線(xiàn)做重復接地的話(huà),因故障電壓使 總照明配電箱的接地電阻的電位升高,而附近照明 燈具保護接地的接地電阻電位也將升高,它將沿TT 系統保護接地的PE 線(xiàn)傳導到照明燈具的外殼上,使 得燈具外殼帶電,則有可能發(fā)生電擊傷人事故。
因此TT 系統的中性線(xiàn)絕不得做重復接地。為防 止中性線(xiàn)折斷,只有采取提高中性線(xiàn)的機械強度, 增加截面積的方法。根據IEC 要求,銅線(xiàn)≥ 6 mm2。 因此即使園區的面積很小,景觀(guān)照明的用電負荷很 小,室外照明配電箱離變電所很近,照明配電箱的 進(jìn)線(xiàn)電源最小也應為YJV22 - 4 × 6,這一點(diǎn)應引 起人們的注意。
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