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摘要：室外路灯照明、高大空间照明、室外综合管廊照明具有配电线路长的特点，电缆截面选择除考虑保护性配合、敷设方式、敷设环境修正等因素外，还需要对其电压降进行校验。在进行电力室外工程设计时，电力电缆的电压降通常采用第四版《工业与民用供配电设计手册》中查表法，即综合考虑末端负荷计算电流、线路长度、功率因数和三相（单相）线路每1A·km的电压损失百分数，%/A·km。照明设计通常每个灯具容量相等，布置间距也相等，在普通电力电压降计算方法基础上可结合自身特点推导出简便电压降计算方法，且通过此方法计算出的电缆截面要小于普通电力电压降算法，利于节省金属材料。
关键词：照明设计、电压降、电压损失百分数
一、照明电压偏差要求
根据《供配电系统设计规范》GB50052、《建筑照明设计标准》GB50034和《城市道路照明设计标准》CJJ45中对照明电压偏差允许值规定整理如表1所示。
可知一般场所照明电压偏差允许值为+5%～-10%，工程上为方便计算，从配电变压器二次侧母线算起供给有照明负荷的低压线路允许电压降为3%～5%，考虑从变电所低压侧至照明配电箱线路压降，从照明配电箱至末端负荷线路压降可按3%计算。
二、照明线路电压降计算
第四版《工业与民用供配电设计手册》中线路电压降计算提供了两种方法：公式计算法和查表法。
（1）公式计算法。室内大空间照明和综合管廊安全低电压照明通常为单相负荷，室外路灯通常按三相负荷考虑，二者常用的电压降计算公式如表2所示。
（2）查表法。在工程应用中，线路电压降计算通常采用查表法，由表2中公式可知，接相电压的单相负荷线路电压降为三相平衡负荷线路电压降的2倍。在配电手册中仅提供三相电力线路的电压降表格，室外路灯三相配电时可以直接套用表格中数据，室内大空间照明和综合管廊安全低电压照明等单相负荷电压降计算时可以按三相负荷考虑，然后取2倍即可。
根据公式 （三相平衡负荷线路），结合实际经验针对不同电缆截面、功率因数统计得出三相线路每1A·km的电压损失百分数，整理成表格即为《工业与民用供配电设计手册》第四版表9.4-19，1kV交联聚乙烯电力电缆用于三相380V系统的电压降，本文截选部分表格如下。
我们根据查表法计算室内大空间照明线路电压降，假设照明供电电源为单相220V，计算电流17A，距离80m（配电箱至首端灯具线路长度40m，首端至末端灯具线路长度40m），功率因数0.9，允许压降值3%，根据公式得出 ，代入数据，结合上述表格可知选择电缆截面应为10mm?。
三、照明线路电压降简便算法
设计中采用上述方法计算电压降选择电缆截面可行，但计算的电缆截面偏大，造成浪费，下面分析一个简单可行的照明线路电压降计算方法：计算电流取供电回路所有灯具的总计算电流，线路长度为配电箱到负荷中心，然后再用上述查表法计算。通常室外路灯照明、高大空间照明、室外综合管廊照明设计时灯具均布，如图1所示。
设O处为照明配电箱，此类型照明设计具有以下特点：
（1）供电电压为220V或36V;
（2）每个灯具容量相等，为便于计算取单灯计算电流为1A;
（3）灯具间距离近似相等，设两灯之间线缆长度为L2，配电箱至首端灯线缆长度为L1;
（4）照明配电箱至末端灯具电缆等截面。设计中我们通常不会改变线缆截面，灯具自带接线忽略不计。
根据《工业与民用供配电设计手册》第四版P866页表9.4-3接相电压的单相负荷线路计算公式及欧姆定律，我们知道供配电系统中电压降是随着负荷电流的变化在变化的，即电压降是一段一段的，我们将上图分段考虑并计算线路电压降。
（1）CD段线路压降为2△ua%·L2·1A;
（2）BC段线路压降为2△ua%·L2·2A;
（3）AB段线路压降为2△ua%·L2·3A;
（4）OA段线路压降为2△ua%·L1·4A;
整段线路OD压降：
合并同类项后
我们取首末灯具线路中点（如图中实心圆点所示），可知A点到实心圆点间距离为L2+L2/2=3·L2/2，将此数代入到公式1-1中得
从公式1-2中证明了通常照明设计时，配电线路电压降计算中线路长度可取配电箱到负荷中心，而不是配电点到负荷末端。将此结论应用到上文举例中，可知线路长度为60m，代入公式，结合《工业与民用供配电设计手册》第四版表9.4-19可知选择截面为6mm?即可满足要求。
当然上述结论是有前提条件的，如文中所示，若负荷间距、容量差别较大，则需要分段计算。
此结论亦可应用到室外路灯电缆截面压降计算中，一般路灯供电回路如下所示：
就整条线路而言，路灯均匀分布在三相上，可近似认为三相负荷平衡，可按配四表9.4-3中三相平衡负荷线路相关公式计算压降。
同样此结论也可应用在室外综合管廊及隧道照明设计中，此类工程照明电压等级多为安全电压交流36V，压降计算方法参考本文中交流220V照明供电计算方法。
四、结语
在室外路灯照明、高大空间照明、室外综合管廊照明设计中，若选取的线缆长度为配电点至负荷末端，计算得出的电压降百分数要比按线路从配电点至负荷中心大，由此可能不满足规范对电压偏差和电压降的要求而需要放大一级电缆截面，造成有色金属浪费。
本文首先结合规范要求提出实际设计中照明端电压偏差要求，然后分别叙述《工业与民用供配电设计手册》第四版電压降公式计算法和查表法，提出设计中电缆电压降简便算法，并给出分析过程，最后结合同一实例证明简便方法相比普通电压降算法对电缆截面选择具有优化意义。
参考文献：
1.浅析道路照明工程低压配电电缆截面选择，白敬中，《科技创新与应用》
2.《供配电系统设计规范》GB50052-2009
3.《工业与民用供配电设计手册》第四版，中国航空规划设计研究总院有限公司
关键词：照明设计、电压降、电压损失百分数
一、照明电压偏差要求
根据《供配电系统设计规范》GB50052、《建筑照明设计标准》GB50034和《城市道路照明设计标准》CJJ45中对照明电压偏差允许值规定整理如表1所示。
可知一般场所照明电压偏差允许值为+5%～-10%，工程上为方便计算，从配电变压器二次侧母线算起供给有照明负荷的低压线路允许电压降为3%～5%，考虑从变电所低压侧至照明配电箱线路压降，从照明配电箱至末端负荷线路压降可按3%计算。
二、照明线路电压降计算
第四版《工业与民用供配电设计手册》中线路电压降计算提供了两种方法：公式计算法和查表法。
（1）公式计算法。室内大空间照明和综合管廊安全低电压照明通常为单相负荷，室外路灯通常按三相负荷考虑，二者常用的电压降计算公式如表2所示。
（2）查表法。在工程应用中，线路电压降计算通常采用查表法，由表2中公式可知，接相电压的单相负荷线路电压降为三相平衡负荷线路电压降的2倍。在配电手册中仅提供三相电力线路的电压降表格，室外路灯三相配电时可以直接套用表格中数据，室内大空间照明和综合管廊安全低电压照明等单相负荷电压降计算时可以按三相负荷考虑，然后取2倍即可。
根据公式 （三相平衡负荷线路），结合实际经验针对不同电缆截面、功率因数统计得出三相线路每1A·km的电压损失百分数，整理成表格即为《工业与民用供配电设计手册》第四版表9.4-19，1kV交联聚乙烯电力电缆用于三相380V系统的电压降，本文截选部分表格如下。
我们根据查表法计算室内大空间照明线路电压降，假设照明供电电源为单相220V，计算电流17A，距离80m（配电箱至首端灯具线路长度40m，首端至末端灯具线路长度40m），功率因数0.9，允许压降值3%，根据公式得出 ，代入数据，结合上述表格可知选择电缆截面应为10mm?。
三、照明线路电压降简便算法
设计中采用上述方法计算电压降选择电缆截面可行，但计算的电缆截面偏大，造成浪费，下面分析一个简单可行的照明线路电压降计算方法：计算电流取供电回路所有灯具的总计算电流，线路长度为配电箱到负荷中心，然后再用上述查表法计算。通常室外路灯照明、高大空间照明、室外综合管廊照明设计时灯具均布，如图1所示。
设O处为照明配电箱，此类型照明设计具有以下特点：
（1）供电电压为220V或36V;
（2）每个灯具容量相等，为便于计算取单灯计算电流为1A;
（3）灯具间距离近似相等，设两灯之间线缆长度为L2，配电箱至首端灯线缆长度为L1;
（4）照明配电箱至末端灯具电缆等截面。设计中我们通常不会改变线缆截面，灯具自带接线忽略不计。
根据《工业与民用供配电设计手册》第四版P866页表9.4-3接相电压的单相负荷线路计算公式及欧姆定律，我们知道供配电系统中电压降是随着负荷电流的变化在变化的，即电压降是一段一段的，我们将上图分段考虑并计算线路电压降。
（1）CD段线路压降为2△ua%·L2·1A;
（2）BC段线路压降为2△ua%·L2·2A;
（3）AB段线路压降为2△ua%·L2·3A;
（4）OA段线路压降为2△ua%·L1·4A;
整段线路OD压降：
合并同类项后
我们取首末灯具线路中点（如图中实心圆点所示），可知A点到实心圆点间距离为L2+L2/2=3·L2/2，将此数代入到公式1-1中得
从公式1-2中证明了通常照明设计时，配电线路电压降计算中线路长度可取配电箱到负荷中心，而不是配电点到负荷末端。将此结论应用到上文举例中，可知线路长度为60m，代入公式，结合《工业与民用供配电设计手册》第四版表9.4-19可知选择截面为6mm?即可满足要求。
当然上述结论是有前提条件的，如文中所示，若负荷间距、容量差别较大，则需要分段计算。
此结论亦可应用到室外路灯电缆截面压降计算中，一般路灯供电回路如下所示：
就整条线路而言，路灯均匀分布在三相上，可近似认为三相负荷平衡，可按配四表9.4-3中三相平衡负荷线路相关公式计算压降。
同样此结论也可应用在室外综合管廊及隧道照明设计中，此类工程照明电压等级多为安全电压交流36V，压降计算方法参考本文中交流220V照明供电计算方法。
四、结语
在室外路灯照明、高大空间照明、室外综合管廊照明设计中，若选取的线缆长度为配电点至负荷末端，计算得出的电压降百分数要比按线路从配电点至负荷中心大，由此可能不满足规范对电压偏差和电压降的要求而需要放大一级电缆截面，造成有色金属浪费。
本文首先结合规范要求提出实际设计中照明端电压偏差要求，然后分别叙述《工业与民用供配电设计手册》第四版電压降公式计算法和查表法，提出设计中电缆电压降简便算法，并给出分析过程，最后结合同一实例证明简便方法相比普通电压降算法对电缆截面选择具有优化意义。
参考文献：
1.浅析道路照明工程低压配电电缆截面选择，白敬中，《科技创新与应用》
2.《供配电系统设计规范》GB50052-2009
3.《工业与民用供配电设计手册》第四版，中国航空规划设计研究总院有限公司