⽬录：
第⼀章道路照明⽤电光源
第⼆章镇流器
第三章道路照明灯具
第四章道路照明的原理
第五章道路照明标准
羊毛纸第六章道路照明的设计
第七章道路照明的计算
第⼋章道路照明的测量
第九章道路照明的控制
第⼗章照明低压线路导线截⾯的选择第⼗⼀章电缆的选择与敷设
第⼗⼆章变压器的选择
第⼗三章架空线路的机械计算
第⼀章道路照明⽤电光源
⾃从电能开始⽤于照明后，相继制成钨丝⽩炽灯、低压汞灯、⾼压灯、⾼压钠灯、低压钠灯、卤钨灯、⾦属卤化物灯等电光源。⽬前，国内在道路照明上使⽤最多的电光源是⽩炽灯、⾼压汞灯和⾼压钠灯，因为它们分别具有价格便宜、使⽤⽅便和有很⾼的发光效能以及较长的使⽤寿命。
1、电光源分类（按发光原理分类）
（1）热辐射光源：
2）卤钨循环⽩炽灯，如管形照明卤钨灯泡。
（2）⽓体放电光源（按发光物质分类）：
1）⾦属类：①汞灯，它⼜分低压汞灯（⼜称荧光灯、⽇光灯）、⾼压汞灯（简称荧光⾼压汞灯）2种；②钠灯，它⼜分低压钠灯、⾼压钠灯（普通型⾼压钠灯和⾼显⾊⾼压钠灯）2种。
2）惰性⽓体类：氙灯；汞氙灯。
3）⾦属卤化物类：钠铊铟灯；镝灯。毛毡包
2、道路照明对电光源的要求
（1）发光效能⾼。
（2）使⽤寿命长，寿命周期的⼀致性好。
（3）有较好的显⾊性和适当的低亮度。
3、电光源的主要特性⽐较
道路照明常⽤电光源（国产）的主要特性⽐较，如表1-1所⽰。
表1-1 道路照明常⽤光源的主要特性⽐较注1、光效是发光效能的简称，指⼀个电光源每消耗1W功率的电能所发出的光通量，单位为lm/W（流明/⽡）。
2、电光源的寿命分全寿命、有效奉命和平均寿命。全寿命指电光源从开始燃点到不能再启动的时间总和。有效寿命是指电光源的总光通量下降到初始值的70%时的总共点燃时间。平均寿命是⼀批灯在额定电源电压和试验室条件（电源电压波动不⼤于±2%，环境 25±5℃，⽆灯具的⾃燃冷却状态）下点燃，且每启动⼀次⾄少点燃10h；⾄少有50%被试验灯能继续燃点时的累计燃点⼩时。
3、双⾦属⽚启动的内触发⾼压钠灯的再启动时间与灯泡周围的温度有关，⼀般在10~20min；⽤触发器启动的外触发⾼压钠灯再启动时间⼀般不超过1min。
4、1000W钠铊铟灯⽬前需⽤触发器启动。
第⼀节⽩炽灯
⽩炽灯泡是根据热辐射的原理制成。它是依靠电流将灯丝加热到⽩炽的温度（2400~3000K）⾯辐射出可见光的光源。灯丝是⽩炽灯泡的主要部分，灯丝断了，灯泡也就坏了。温度很⾼的灯丝在空⽓中很容易被氧化，所以它应在没有有害⽓体的环境中⼯作，即将泡壳内抽成真空或充⼊与灯丝不起化学 作⽤的氮⽓等惰性⽓体。
普通⽩炽灯泡的结构，如图1-1所⽰。
⽩炽灯泡的灯丝⼀般都绕成单螺旋状或双螺旋状（即为将绕成单螺旋状的灯丝再绕成较⼤的螺旋状）。灯丝是⽩炽灯的主要部分。制作灯丝的材料应具备：①熔点⾼；②蒸发率⼩；③可见辐射的选择性较好；④机械性能较好。现在，⼏乎所有的⽩炽灯泡都是⽤钨作灯丝，只有极少数的灯采⽤其它灯丝材料。
钨丝⽩炽灯泡的发光效能在6.5~19lm/w。
⼀般灯泡功率在40W及以下是真空灯泡；功率在40W及以上是充⽓灯泡。充填⽓体是⽤氩⽓和氮⽓的混合⽓体，⼯作压⼒为0.1Mpa（760乇）。氩⽓和氮⽓的⽐例，由额定电压和灯丝的发光温度决定。灯泡内充以惰性⽓体的⽬的是为了减少钨的蒸发。因为钨在蒸发过程中遇到惰性⽓体的阻拦，有⼀部分钨粒⼦会折回到灯丝上，这样就减少钨的蒸发量，从⽽可相应提⾼灯丝的⼯作温度，提⾼灯泡的发光效能。
双螺旋⽩炽灯泡也是从提⾼灯丝的⼯作温度出发，从⽽提⾼灯泡的光效。在同功率的情况下，双螺旋⽩炽灯泡⽐单螺旋⽩炽灯泡可提⾼光效12%以上，是值得采⽤的节能产品。
道路照明⽤⽩炽灯⼀般⽤40W、60W、100W，仅在个别场合⽤500W、1000W的⼤功率灯泡。500W以下的⽩炽灯泡的外形呈梨形，安装位置可以任意向；500W及以上的则呈圆形，使⽤时，必须灯头在下。普通⽩炽灯泡的型号是PZ220-40：PZ的意思是普通⽩炽灯泡；220为灯泡的额定电压，其单位为V；40为灯泡的额定功率，其单位为W。有时，为提⾼道路照明灯泡的寿命和适当延长巡修周期，采⽤额定电压为230V的⽩炽灯泡。
在使⽤⽩炽灯泡时应注意：
（1）电源电压的变化对灯泡寿命和光效影响很⼤。电压升⾼则⽩炽灯泡的寿命急剧减短。光通量对电源电压的变化也⽐较敏感，电压降低时光通量输出也随着减少。⽩炽灯主要参数与电压变化的关系见图1-2。
（2）钨丝的冷态电阻⽐热态⼩得多，故⽩炽灯泡瞬时启动电流最⾼值达额定电流的8倍以上，但在0.12s时间内即可衰减到额定值。
第⼆节荧光⾼压汞灯
⾼压汞灯是荧光⾼压汞灯的习惯叫法。⾼压汞灯属第⼆代电光源。它是道路照明、⼯⼚照明的主要电光源，因它有较⾼的光较和⾼寿命，⽽且价格也较低。
⼀、⾼压汞灯
1、灯的构造
⾼压汞灯分内外2层：①外层是⼀个耐⾼温的硬质玻璃壳。在玻璃壳仙壁均匀地涂有荧光粉；②内层是⼀个耐⽤⾼温、耐⾼压的透时⽯英玻璃制成的发光管。发光管内充有适量的汞和为降低启动电压并具有保护电极的氩⽓。在放电管两端的钼箔上封接有钨丝绕制并涂有电⼦粉的电极，为了使启动容易，在灯头侧的主电极旁装有辅助电极。辅助电极要⽐相邻的主电极略长⼀些，在⼀定程度上可提⾼灯的寿命，为限制主电极与辅助电极间的放电电流值，
辅助电极上串有⼀个40~60kΩ的附加电阻。⾼压汞灯在外壳与内管之间抽成真空并充⼊少量惰性⽓体，⽤来减少热传导并保证灯的稳定⼯作。
2、⼯作过程
防爆voc在线监测系统⾼压汞灯应与其功率相匹配的镇流器组成⼀电路，如图1-3所⽰。
当接通电源时，辅助电极E3与靠近的主电极E1之间产⽣辉光放电，⽴即使主电极E1 和E2之间引燃点亮。由于放电管内温度上升，使汞在数分钟内全部蒸发，汞汽压上升到设计值0.133~1.33MPa。这个过程中灯泡的⼯作电压从零上升到设计值；电流从启动电流值随着灯泡⼯作电压从零上升到稳定值也
逐步减少到稳定值。当电流在额定⼯作电流附近时，启动过程就算结束。
当⾼压汞灯熄灭后，必须等到放电管逐步冷却，汞蒸⽓压降下来后，才能重新点燃。从熄灭到再点燃的时间，称为再启动时间。
⼆、⾃镇流⾼压汞灯
陶瓷缸套
将⾼压汞灯装在外玻璃壳内的钨丝作镇流器⽤，并与放电管串起来，构成⾃镇流⾼压汞灯。钨丝均匀地排列在放电管四周在灯泡稳定⼯作时钨丝的设计光效为5~7 lm/w.
表1-2 荧光⾼压汞灯光电参数
⾃镇流⾼压汞灯的寿命是由钨丝的寿命脉决定的，为了使灯泡能有较长的寿命，放电管的⼯作电压要选得⾼些，以利控制灯泡的⼯作电流值。
常⽤⾃镇流⾼压汞灯有160W、250W、450W。如GYZ-450是⽤250W放电管与200W钨丝配制⽽成的。由于它的光效低，除⾮在安装镇流器有特殊困难的灯型外，不宜⼤量应⽤在道路照明上。
各种型号的荧光⾼压汞灯的光电参数，如表1-2所⽰。
三、使⽤注意事项
（1）电源电压如突然降低5%及以上，可能造成灯泡⾃⾏熄灭。新灯泡的⼯作电压如果低于表1-2所列数值的下限值，灯泡的使⽤寿命就会降低。
（2）⾼压汞灯可以在任意位置上点燃。但在⽔平位置点然时，光通量的输出将减少。⽔平点燃与灯头在下的垂直点燃时，灯容易⾃⾏熄灭。
（3）在⾼压汞灯的放电管中，充有⼀定量的汞，破碎的放电管要妥善处理，以防⽌汞蒸发危害⼈体健康。
（4）电源电压的变化对400W⾼压汞灯的光电参数的影响，如图1-4所⽰。
第三节⾼压钠灯
⾃1960年以来，称为第三代光源的⾼压钠灯已被道路、码头、货场等照明⼴泛采⽤。
⼀、结构和⼯作原理
图1-5表⽰⾼压钠灯的结构。放电管采⽤半透明多晶氧化铝制成。氧化铝能耐受⾼温，抗钠腐蚀。氧化
铝管的两端⽤氧化铝陶瓷帽封接，⽼产品⽤铌帽封接。在氧化铝管内，除充钠以外，还充⼊⼀定量的汞，钠和汞的重量⽐⼤约是1：2~1：10。⽬前，灯泡⼚以钠汞齐的形式充⼊。灯内添加汞的原因有：①提⾼发光效能，并提⾼交流电路的功率因数。如400W⾼压钠灯，在不充汞时，灯的⼯作电压只有40~44V，电流约10A；充⼊汞后，灯的⼯作电压升到100V，电流降到4.6A，这样还可使镇流器做得⼩⼜经济。②适当改善光颜⾊。在这⾥，汞蒸⽓起缓冲⽓体和增加放电电抗的作⽤。
⼆、⾼压钠灯的触发过程
在放电管内充有氙⽓的⾼压钠灯，在触发时，需在放电管两端加上约2500V左右的⾼电压，才能使两电极间在氙⽓中放电。此时灯的光⾊由很暗的⽩⾊辉光，很快变为蓝⾊光，这表明放电管内的汞蒸发已有⾜够的压⼒，激发和电离主要在汞蒸⽓中发⽣；随后发出单⼀的黄⾊光，说明在较低的钠蒸⽓压⼒下钠产⽣了共振辐射；随着钠蒸⽓压⼒的提⾼，灯发出⾦⽩⾊光启动过程结束。此启动过程表现在电参数上的变化是，电流值从较⼤的启动电流逐步降低到接近⼯作电流；灯泡的⼯作电压从零逐步升⾼到接近⼯作电压。当⼯作电流、⼯作电压均稳定在额定值附近时，启动过程结束。在放电管内充氙⽓时，因氙的热导损耗较⼩，效率⽐氩⽓要⾼⼀些，但触发⽐较困难。如在放电管内充有氩氖混合⽓，放电管外绕有⾦属丝，则制成在220V电压下能触发的快速触发⾼压钠灯。充氩氖的⾼压钠灯的光效与寿命均低于充氙的⾼压钠灯。
三、⾼压钠灯的触发种类
⾼压钠灯的触发⽅式可分为内触发、外触发两种。
1、触发式⾼压纳灯
外触发⾼压钠灯泡是采⽤电⼦触发器在电源接通瞬间灯管两端获得⾼压脉冲将灯管点燃。⽬前常⽤的触发器有：
（1）镇流器抽头式电⼦触发器，其原理图如图1-6所⽰。在电源正半周时，交流电流通过⼆极管D对电容C1充电；在电源负
半周时，电源电压和C1上所充电压叠加在⼀起加到可控硅T上，当电源电压从零向负半周的最⼤值变化时，不仅T的阳极电压增加，⽽且控制电压也增加，适当选择电参数，可使可控硅在电源电压达到某⼀点时导通，原来加在它上⾯的电压⼏乎完全加在镇流器L的a、b两端，选择好ab和bc的匝数⽐，就可在灯两端获得⼤于2500V以上的瞬间⾼压，将灯点燃。
（2）独⽴式电⼦触发器，其原理与镇流器抽头式电⼦触发器⼤致相同。其不同的是图1-7中的镇流器不起脉冲
变压器的作⽤，⽽在触发器中另有⼀微型脉冲升压变压器。这种触发器与⾼压钠灯并联安装。
（3）对电⼦触发器的性能要求。
电⼦触发器的⼯频开始⼯作电压应控制在175±10V之间；再触发电压应与开始⼯作电压基本相等。为什么将开始⼯作电压规定在这个范围内呢？因⾼压钠灯的⼯作电压规定为100±2V，即最⾼不许超过120V（新品）。⽽在燃点过程中，其⼯作电压随点燃时间的增加⽽逐步上升。⼯作电压上升的速度与充汞量、消⽓剂的吸附能⼒有关。⾼压钠灯的熄弧电压约在145V左右。为防⽌在⾼压钠灯燃点过程中，因触发器⼯作电压偏低⽽不间断的启动，造成灯泡闪烁，触发器⾃燃，所以将触发器的最低开始⼯作电压控制在145V以上；⽽照明低压线路的末端电压应不低于180V。
抽关式触发器在北京的使⽤情况较好，特别是以插接⽅式连接、安装、调试较⽅便。
2、内触发式⾼压钠灯
内触发⾼压钠灯是在灯泡壳内安装⼀双⾦属⽚开关和加热电阻丝，如图1-8所⽰。其⼯作原理是当接通电源时，电流经过加热电阻丝R和双⾦属⽚开关AB并对AB加热，由于双⾦属⽚⼀⾯是⾦属镍，另⼀⾯是⾦属镍铬，正反⾯的膨胀系数不同，在达到⼀定温度时，双⾦属⽚产⽣弯曲变形，触点A与B分离，在A与B分离的瞬间，在镇流器电感线圈L上产⽣数千伏⾃感电势加在灯的两端，将灯点燃。灯⼯作后，由于电弧管的热辐射，外壳内温度升⾼，使开关A、B触点维持在断开状态。
直热式双⾦属⽚内触发⾼压钠灯的触发速度极快，经改进提⾼后有替代外触发⾼压钠灯的可能。
四、⾼压钠灯的参数
⾼压钠灯的参数，见表1-3。
污泥脱水剂注⾼压钠灯产⽣⼚有：沈阳市华光灯泡⼚、上海市亚明灯泡⼚、南京电⼦⼚等。
普通⾼压钠灯的⾊温为2000~2100K，平均显⾊指数R。=23~25。在室内体育馆可⽤⾼显⾊⾼压钠灯，它的⾊
温2300K，显⾊指数R。约为60~70 lm/W左右。
普通⾼压钠灯的光、电参数随电源电压的变化情况，如图1-9所⽰。
五、⾼压钠灯的寿命
经10多年的⽣产经验，⾼压钠灯的单个寿命已由最初的⼏⼗⼩时，到1990年底提⾼到8000h以上（平均寿命）。国际先进⽔平为16000~24000h。外触发⾼压钠灯的启动电流值较⼩，镇流器的阻安特性曲线接近⼀条⽔平线（见第⼆章图2-7），随着外触发⾼压钠灯的⼴泛采⽤，将使⾼压钠灯的寿命进⼀步提⾼。
第四节低压钠灯
低压钠灯是⼀种接近于黄⾊的单⾊光光源，它的发光效能可达150 lm/W。它适合于作为效区公路的光源。
低压钠灯的结构，如图1-10所⽰。
外壳内抽成⾼真空，以减少⽓体对流和传导引起的热损耗。为提⾼和维护真空度，⼤兴安岭在抽成真空后，蒸散⼀层消⽓剂。外壳的内壁涂以氧化铟（In2O2）、氧化锡（SnO2）为主要成份的红外反射层，以减少热辐射损耗。
低压钠灯的内管弯成U型。U型管由2层玻璃组成，外层是易于加⼯成形⽽性能良好的软玻璃（钠钙玻璃）；内层是⽤加⼯性能很差的抗钠性能良好的⾼硼更上⼀层玻璃（含硅、三氧化⼆硼、三氧化⼆铝、氧化钙、氧化铝等）制成，其厚度约在
0.05mm左右。
U型管上每隔⼀段就有⼀个隆起的⼩窝，⼩窝内可存钠。U型管内充有⾼纯钠、氖⽓和微量氩⽓。
为避免灯管太长和使放电管的温度保持在270℃左右，保证钠蒸⽓压⼒为666.61Pa，故将放电管弯成紧靠在⼀起的U型状。
低压钠灯⼀般采⽤⾼阻抗的漏磁变压器提供触发所需的电压，触发电压在400V以上。漏磁变压器的体积⼤，其⾃⾝功耗也⼤，使全电路的效率降低。低压钠灯触发后需8~10min才能达到全部光输出。此阶段后，电⽓特性能变化很⼩，如图1-11所⽰。
灯⼯作位置应使U型管保持⽔平。这样，钠的分布均匀，发光效率也较⾼。
低压钠灯的光电参数，如表1-4所⽰。
表1-4 低压钠灯的光电参数
注ND18由沈阳灯泡⼚⽣产
道路照明⽤电光源已⼤量采⽤⾼压汞灯、⾼压钠灯等⽓体放电灯，它们的功率因数cosφ约在0.4~0.67之间。因功率因数cosφ偏低，灯泡⼯作电流中⽆功电流成份偏多，从提⾼照明电路的经济效益着眼，
⼀般应该对⽓体放电灯进⾏⽆功补偿，补偿后不但可以适当减少新装时的报装容量和减低报装投资，⽽且可以减少照明低压线路的年度线路电能损失，还可提⾼线路末端电压。
⼀、⽆功补偿⽅法
1、分散补偿即单灯补偿
道路照明负荷的特点是分散、均匀。为减⼩每⼀个负荷点的电流值，宜在每⼀负荷点上并联⼀个电容量适当的电容器。
⽓体放电灯电路是⼀个电感性负荷，电路的功率因数由cosφ提⾼到cosφ′时，要求并联补偿的电容器的电容值，可按下式计算：（18页有⼀公式）
式中C——电容值（µF）；
P——被补偿的照明电路总功率（W）；
U——电源电压（V）；
Tgφ——补偿前cosφr的φ⾓正切值；
tgφ′——补偿后cosφ的φ′⾓正切值。
Cosφ、sinφ和tgφ与φ之间的对应关系，见表1-5。
对道路照明⽤⽓体放电灯进⾏单灯补偿时，由于线路电流值的减⼩⽽使在低压线路上的电能损耗降低，使电容器的投资在2年左右得到全部补偿，⽽且可以在基建时减少线路贴费、变压器贴费的投资。
表1-5 eosφ、sinφ和tgφ与φ的对应关系值
在⽤裸铝线架设的架空线路的主⼲线与引下线连接部位间，因铜铝接头的存在，难于保证接触良好。如在此负荷侧致使电容器频繁的充放电产⽣电弧烧伤主⼲线。共⽤⼀熔断器保护灯泡与电容器电路，⼀旦熔丝更换⼯作。所以，宜对电缆线路上的⽓体放电灯进⾏单灯补偿，⽽架空线路上的⽓体放电灯不宜采⽤单灯补偿。单灯补偿⽤的电容器内部应加装放电电阻Rc，其值计算如下（20页有⼀公式）
式中C——电容器的容量（µF）。
2、集中补偿
照明负荷集中的⼤型⼴场、⽴交桥等场所，在分散补偿有困难时，采⽤集中补偿是解决补偿的办法之⼀。优点是安装维护简单、运⾏可靠、利⽤率⾼。缺点是不能减⼩配电低压线路上的电能损耗，并需加装放电设备。在⼈体直接接触电容器的带电部分前，必须严格执⾏停电、放电、挂地线的安全措施，以确保⼈⾝安全。
⼆、⽆功补偿度的选择
在电⽓⼯程中希望电路的功率因数cosφ尽量接近于1。
但是，由于供电电流波形畸变的影响，补偿电容器的电容电流只能补偿灯电路电流波形的基波成份，⽽电容电流不能补偿或降低畸变电流波形中的谐波成份。所以⼀般补偿度选择在
