Thiết kế và thi công hệ thống chiếu sáng cao áp

Có rất nhiều người chưa biết thiết kế và thi công hệ thống chiếu sáng cao áp như thế nào? Dưới đây NC Lighting sẽ giải đáp thắc mắc đó cho bạn.

1. Thiết Kế và thi công hệ thống chiếu sáng cao áp

NC Lighting hướng dẫn thiết kế và thi công hệ thống chiếu sáng đèn đường cao áp kích thước từ 5 – 15m. Dựa trên sự tính toán kỹ lưỡng của các chuyên gia về hệ thống chiếu sáng ngoại trơi, lựa chọn các thiết bị, chiều cao cột, kiểu thiết kế phù hợp với từng công trình.

Trước khi thi công cần áp dụng các tiêu chuẩn về thiết kế và thi công hệ thống chiếu sáng:

• Tiêu chuẩn thiết kế: TCXDVN 333:2005, TCXDVN 259-2001 cho các công trình công cộng, hạ tầng đô thị
• Tiêu chuẩn kỹ thuật: QCVN: QTĐ-7:2008/BCT
• Tiêu chuẩn trang thiết bị: 11-TCN-18-2006 đến 11-TCN-21-2006
• Tiêu chuẩn an toàn: TCVN 4756-1989

2. Phương pháp thiết kế hệ thống chiếu sáng

Tủ điều khiển: Cần cung cấp nguồn điện 500V/100A để cung cấp nguồn điện cho toàn bộ hệ thống chiếu sáng. Tùy thuộc vào số lượng đèn mà lắp tủ có nguồn điện phù hợp, tránh lãng phí. Có thể thay thế các tủ điện có nguồn điện  như: 50A, 75A, 100A.

Nguồn điện cấp cho tủ điều khiển chiếu sáng được lấy từ trạm actomat của trạm điện. Sử dụng cáp ngầm để dẫn điện, sử dụng loại: Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3×16+1x10mm2

Các đường dây dẫn điện được sử dụng hệ thống cấp điện 3 pha 4 dây có nối đất trung tính.

Hệ thống chiếu sáng cao áp được chia làm 3 tuyến, mỗi tuyến được cấp cho một hệ thống chiếu sáng riêng biệt.

Toàn bộ dây lên đèn chiếu sáng đều phải sử dụng loại cáp đồng Cu/PVC/PVC 0,6-1 kV có tiết diện 2×2,5 mm2.

3. Thiết kế thi công lắp đặt các tuyến cáp chiếu sáng theo đúng bản vẽ

Hệ thống chiếu sáng cao áp bao gồm: đèn cao áp, cột đèn cao áp, tay đèn ( đối với loại cần đơn lắp bóng cao áp công suất 250W ).

Lưu ý: chiều cao cột, độ vươn cần đèn, công suất đều có thể thay đổi tùy từng dự án khác nhau).

3.1 Chôn cáp

Cáp bao gồm cáp điện bằng đồng, được cho vào ống nhựa xoắn cứng, chôn trực tiếp dưới đất cách mặt đất khoảng 0.7m, xung quanh vỏ nhựa cứng được lót một lớp gạch bảo vệ.

Tuyến cáp ngầm đi gần với mương thoát nước cách khoảng 0.2 m. Móng cột được lắp sát với mép mương thoát nước. cột mặt trên cao hơn nền sân đường 0.1m, tránh trường hợp ngập nước. Dọc tuyến cáp phải làm đấu hướng cáp ngầm trên vỉa hè.

3.2 Lắp đặt cột đèn cao áp

Cột thép chiếu sáng được nhúng mạ kẽm nóng 1.5 mm để bảo vệ cột khỏi bị tác động của các yếu tố bên ngoài.

Dây điện đi từ bảng điện lên đèn sử dụng loại dây Cu/PVC/PVC 2×2,5mm2

Trên mỗi cột đèn lắp đặt một bảng điện cung cấp nguồn điện lên đèn ( gồm 1 actomat 1 pha 6A, cầu đấu 4 cực 60A) tiến hành đấu nối.

Trên mỗi cột đều có một cánh cửa để lắp bảng điện được xử lý bừng đầu cốt đồng, sau khi đấu nối xong băng lại bằng băng cách điện để đảm bảo độ an toàn.

>> Xem thêm: Báo giá cột đèn sân bóng chuyền

3.3 Đánh số cột theo đúng bản vẽ thi công thiết kế hệ thống chiếu sáng

Tất cả các cột đều phải đánh số để dễ dàng thi công và quản lý.

Quy cách đánh số theo đúng tiêu chuẩn: chữ, số có chiều cao 60mm; chiều ngang chữ, số tuỳ theo kích thước, tiết diện của trụ lắp đèn để chọn phông chữ cho phù hợp và được bố trí như sau:

• Hàng thứ nhất (trên cùng): Là chữ CS (viết tắt của chữ chiếu sáng) nhằm phân biệt với các trụ của viễn thông hay điện lực.
• Hàng thứ 2: Là các chữ số thể hiện vị trí trụ lắp đèn thuộc tuyến chiếu sáng chính
• Hàng thữ 3: Là các chữ số thể hiện vị trí trụ lắp đèn thuộc tuyến chiêu sáng nhánh rẽ (nếu có).
• Hàng thứ 4: Là ký hiệu tủ điều khiển trên tuyến chiếu sáng, gồm các chữ, số:

+ Chữ: Được viết tắt bằng chữ cái đầu (chữ in hoa) của tên tuyến chiếu sáng

+ Số: Thể hiện vị trí của tủ điều khiển trên tuyến chiếu sáng.

+ Nền của biển số trụ lắp đèn được sơn ít nhất là 2 lớp màu trắng

+ Màu của chữ và số trong biển số trụ lắp đèn được sơn ít nhất là 2 lớp:

– Màu xanh dương: Trong trường hợp trụ lắp đèn được kết hợp với trụ của điện lực

– Màu đen: Trong trường hợp trụ lắp đèn chiếu sáng riêng biệt

+ Cao độ của biển số trụ lắp đèn:

– Cao độ của biển số trụ lắp đèn được tính từ mặt đất (có cao độ = 0) đến cạnh trên cùng của biển từ 1m đến 1,5m.

– Biển số trụ lắp đèn được thể hiện ở vị trí dể nhìn thấy nhất.

+ Đối với các trụ lắp đèn chiếu sáng có tiết diện nhỏ, biển số trụ không thể hiện được hết nội dung như trên thì cho phép sử dụng vật liệu khác để làm biển số trụ, nhưng nội dung biển phải đảm bảo các yêu cầu trên.

3.4 Thông số kỹ thuật cột đèn chiếu sáng:

• Cột thép chiếu sáng cao 6 – 9m , nhúng nóng mạ kẽm
• Đáy cột: F150 mm, F190mm, ngọn cột F 58mm, F56 mm, F78 mm
• Độ vườn của cần đèn: 1.2 – 1. 5m
• Độ dày của tấm tôn: 3 – 3.5 mm
• Cửa cột có cánh cửa để thuận tiện cho việc tháo lắp, đi đường điện trong cột được dễ dàng

Cấu tạo: Phải đạt chuẩn quốc tế, chất liệu được làm bằng nhôm đúc chất lượng cao, bề mặt sơn tĩnh điện, phải có rõ nguồn gốc, đầy đủ hóa đơn chứng từ, áp dụng phần mềm tính cột theo tiêu chuẩn.

Đối với đèn cao áp phải đảm bảo độ kín khít đạt tiêu chuẩn IP 54, IP 66, chóa đèn phải được làm từ nhôm nguyên chất đảm bảo độ phản quang tốt nhất.

Kính đèn chiếu sáng phải được làm bằng kính chịu lực, chịu va đập, chịu nhiệt độ ngoài môi trường không bị rạn nứt trong quá trình sử dụng. Bộ đèn đạt các tiêu chuẩn sau:

• Tiêu chuẩn chế tạo: IEC60598-1-2-3.
• Công suất: 250W, 400W, 1000W….
• Điện áp: 220V
• Quang thông: 13000lm
• Nhiệt độ màu: 1950 độ K

Là loại đèn cao áp phóng điện trong hơi Natri, áp suất cao. ở chế độ hồ quang (đèn hoạt động), các bứt xạ phát ra ánh sáng màu vàng cam.

4. Tính toán phần chiếu sáng

Sử dụng đèn Natri cao áp, bố trí thiết kế thi công cách mép đường 0.7m, với độ cao của cột đèn từ 6- 9m

Các thông số của đèn cần đạt tiêu chuẩn: Tỷ số kl/H =3;

• Độ rọi trung bình cần thiết theo biểu thức:

Etb=R.Ltc,= 14×2 = 28 lx

Độ chói tiêu chuẩn Ltc=2.

• Khoảng cách trung bình giữa các cột đèn cao áp:

l=k(l/h).H= 3×9 = 27m;

• Xác định hệ số suy giảm quang thông:

Hệ số suy giảm do già hóa của đèn Natri cao áp kgh=0,95 và hệ số suy giảm do bụi bẩn ứng với đèn chụp hở ở khu vực ít bụi là kbb=0,9.

ksg = kgh.kbb = 0,95×0,9 = 0,855

Xác định hệ số lợi dụng quang thông:

Theo biểu đồ ứng với giá trị 1,14 ta tìm được kld.t= 0,52

Theo biểu đồ ứng với giá trị 0,077 ta tìm được kld.t= 0,062

• Như vậy hệ số lợi dụng quang thông tổng sẽ là:

kld = kld.t+kld.s = 0,52 + 0,062 = 0,582

Quang thông cần thiết của đèn xác định theo biểu thức:

Trong số các loại đèn Natri cao áp ta chọn loại có Fc = 13000 lm, công suất Pđ = 100W

Khoảng cách tính toán giữa các đèn được xác định theo biểu thức:

Số lượng đèn của 1 km chiều dài:

Biểu đồ xác định hệ số lợi dụng quang thông kld=f( )

5. Hệ thống cọc tiếp địa

5.1 Tiếp địa an toàn

Mỗi vị trí cột cuối hệ thống chiếu sáng được đóng 01 hệ thống cọc tiếp địa bằng thép góc mạ kẽm nhúng nóng L63x63x6 dài 2,5m làm tiếp địa an toàn, đóng sâu dưới mặt đất tự nhiên 0,1m. Dây tiếp đất dùng thép-F10 hàn nối giữa các cọc tiếp địa với đế cột chiếu sáng. Sau khi thi công xong nếu điện trở tiếp địa đo được không đảm bảo trị số điện trở tiếp địa RZ £ 30W phải báo đơn vị thiết kế, để thiết kế bổ sung.

5.2 Tiếp địa tủ chiếu sáng

Tủ điện điều khiển chiếu sáng và các cột đèn được nối đất bằng dây đồng M10.

Sau khi thi công xong nếu điện trở tiếp địa đo được không đảm bảo trị số điện trở tiếp địa RZ £ 30W phải báo đơn vị thiết kế, để thiết kế bổ sung.

6. Tính dòng phát nóng cho phép và tính tổn hao điện áp

• Kiểm tra độ sụt áp:

Tiêu chuẩn: DUmax≤5%

Các điều kiện tính toán giả định.

Chế độ vận hành buổi tối: Thông thường từ 8h đến 23h- có thể điều chỉnh thời gian thích hợp theo mùa.

Trong chế độ vận hành buổi tối: Bật sáng toàn bộ các đèn trên tuyến.

Các đèn được đấu vào cả 3 pha, phân bố đều, coi như phụ tải ba pha cân bằng.

• Tính kiểm tra

Ta phân bố phụ tải như sau:

Pha A: 04 bóng 100W

Pha B: 05 bóng 100W

Pha C: 05 bóng 100W

Vậy công suất 1 pha lớn nhất là: Ptt(1 pha)=5×100=500W=0,5kW

Vì tất cả đèn 1 pha và được đấu vào điện áp pha của mạng điện nên ta phải qui đổi về công suất 3 pha.

Công suất 3 pha của mạng điện là:

Ptt(3 pha)=3x Ptt(1 pha)=1,5kW

Hệ số cosj=0,8

Vì cáp được chôn trong đất nên sẽ có thêm hệ số hiệu chỉnh K: K=K4xK5xK6xK7

Trong đó:

• K4=0,8: (K4 thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt, cáp được chôn trong mương cáp)
• K5=0,65: (K5 thể hiện ảnh hưởng số dây đặt kề nhau, cáp có 4 sợi)
• K6=0,86: (K6 thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp, đất rất kho)
• K7=1: (K4 thể hiện ảnh hưởng nhiệt độ của đất, nhiệt độ đất là 20oC)
• “K=0,8×0,65×0,86×1=0,4472

Dòng làm việc 3p lớn nhất của phụ tải:

Ptt(3 pha)=√3xUxIxcosj”I=P/(√3xUxcosj)=1,5/(√3×0,38×0,8)=5(A) vì có sự tổn hao 10% nên I=5,5(A)

Ta chọn cáp cho tuyến 01 là loại cáp đồng ngầm Cu/ XLPE/ PVC/ DSTA/ PVC 3×4+1×2,5mm2

Tính toán tổn thất điện áp.

• Sơ đồ thay thế tương đương(sơ đồ tính toán): L/2=100m L/2=100m và P=1,5kW

Công suất (cả tổn hao 10%) 1,5kW Phụ tải tương đương

Chiều dài tuyến cáp 01: 200m

Moment phụ tải: M=P*Ltt=100*1,5 = 150 (kWm)

• Tổn thất điện áp: DU=M/(C*S*Cosj)=150/(83*4*0.8)=0.56 <DUmax(5%) – P: Tổng công suất tuyến đèn(kW),

P=1,5(kW) – Ltt: Chiều dài tính toán theo sơ đồ tương đương, Ltt=L/2=100m – S: Tiết diện 1 lõi cáp(mm2),

S=4mm2 – C: Hệ số, tra bảng: Với cáp lõi đồng, cấp điện áp 380/220, phụ tải 3 pha cân bằng, hệ số C=83. –

Cosj: Hệ số, với tuyến đèn có lắp tụ bù theo Catalog của nhà sản xuất, Cosj=0,8 Kết luận: Qua tính toán trên ta

thấy tiết diện cáp chọn như trên là đảm bảo

7. Bám sát thi công và căn cứ vào bản vẽ thi công thiết kế chiếu sáng cao áp

1. Vận chuyển

– Chuẩn bị phương tiện, thiết bị, vật tư chiếu sáng và các thiết bị khác đến vị trí tập kết xây dựng.

– Quá trình vận chuyển không làm hỏng, bẹp các thiết bị như cột đèn chiếu sáng

–  Đèn Cao Áp và không làm xước, đứt dây cáp cấp điện.

2. Đào hố móng

– Đào hố móng đúng vị trí xác định trên mặt bằng, đào đúng kích thước, độ sâu, bề rộng theo thiết kế. Chú ý kiểm tra các công trình ngầm nếu có để tránh làm hư hỏng.

– Dọn sạch đất thừa, làm phẳng đáy mỏng và đầm kỹ.

3. Công tác bê tông

– Bê tông móng cột, móng tủ được đổ tại chỗ bao gồm xi măng, cát vàng, đá, nước.

– Đổ bê tông đúng khối lượng theo thiết kế với từng loại móng đạt đến cốt mặt quy định, để bê tông đông cứng đủ 72 tiếng trở lên mới được lắp đặt các thiết bị khác lên trên.

4. Dựng cột đèn cao áp, lắp chùm

– Dựng cột bằng máy kết hợp với thủ công trên khung móng đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật, đúng phương pháp lắp dựng.

– Kiểm tra độ thẳng đứng của cột đèn cao áp. Yên cầu cột không nghiêng, không lệch.

– Chùm đèn được lắp khớp vào thân cột đảm bảo không bị xoay, bị nghiêng khi có lực khác tác động vào, đúng hướng.

5. Lắp đèn

– Sử dụng máy thi công lắp đặt đèn cao áp, đèn tín hiệu, bộ điện và các thiết bị khác lên cột đèn, siết chặt các bu lông hãm vào cần đèn, thiết bị gá lắp.

– Bảo đảm đèn không bị xoay, quay hướng khi có lực khác tác động lên.

6. Rải cáp ngầm, dây tiếp địa

– Cáp ngầm được chôn trực tiếp trong đất đặt dưới rãnh cáp. Chú ý tránh đứt, xước cáp. Không được cắt cáp, đấu nối cáp giữa hai khoảng cột.

– Lấp đất rãnh cáp bằng cát đen theo đúng khối lượng và độ chặt yêu cầu. Đầm chặt và hoàn trả mặt bằng theo hiện trạng.

– Đầu nối đầu cáp vào cửa cột, luồn dây lên đèn. Lưu ý không làm xước cáp tránh chạm chập khi vận hành.

7. Lắp đặt tiếp địa

– Mỗi vị trí cuối cột thép chiếu sáng phải có 1 cọc tiếp địa. Tại các vị trí có tiếp địa lặp lại phải đóng đủ số cọc theo thiết kế.

– Cọc tiếp địa được chôn sâu dưới đất theo thiết kế.

– Hàn nối cọc tiếp địa với dây thép tròn (hoặc thép dẹt) phải đảm bảo chiều dài mối hàn, mối hàn ngấu, chắc, không có sỉ hàn (nếu lắp ghép bằng bulông thì phải dùng bulông M

– Tưới nước, dầm chặt đất và đo lại trị số điện trở từng vị trí. Nếu không đạt phải đóng thêm cọc…