Com dissenyar l'estructura i l'aparença d'un pal de llum de carrer?

Elpal de llum del carrerha de mantenir la lluminària fermament al seu lloc sota el seu propi pes i les càrregues del vent, suportar anys de clima i vibracions induïdes per vehicles-i integrar-se amb el paisatge de la carretera. Si falla la seva resistència, protecció contra la corrosió o connexió a terra, el resultat va des de la il·luminació degradada fins a un risc per a la seguretat personal. Prenent com a exemple el pal cònic amb brides - el tipus més utilitzat -, aquesta secció examina quatre elements essencials al seu torn: la porta de manteniment, el tractament anticorrosió, la resistència a la base i la presa de terra protectora; a continuació, estableix els quatre requisits per al disseny de l'aparença.

 

Manteniment de la porta de disseny d'enllumenat públic solar

La porta de manteniment és l'obertura d'accés de servei d'un pal de llum d'acer. A l'interior de la porta sol haver-hi una placa de muntatge elèctrica, la funció principal de la qual és connectar la lluminària i el cable. Els fusibles i els blocs de terminals es munten normalment en aquesta placa. La manera com s'obre la porta és molt important, i els dissenys difereixen d'un fabricant a un altre. D'una banda, el servei ha de ser convenient; d'altra banda, s'ha d'evitar el robatori - d'aquí l'ús d'una clau de porta feta especialment.

 

A la taula 1 s'enumeren les dimensions de la porta de manteniment corresponents a les altures habituals dels pals. Per a les dimensions representades per A, B i C a la taula 1, consulteu la figura següent. A és l'alçada de la vora inferior de la porta de manteniment sobre el terra; s'hauria de configurar per a la comoditat i comoditat del treballador, i preferiblement hauria de ser de 500 a 600 mm. C és l'amplada de la porta de manteniment; hauria de permetre la substitució còmoda del llast i el fusible, i en general no és inferior a 100 mm. B, l'alçada de la porta de manteniment, depèn de si el pal porta una lluminària d'un-arc o de doble-arc i del diàmetre del pal a la ubicació de la porta; generalment és de 200–1000 mm.

 

 

Si la porta de manteniment es fa massa gran - és a dir, si els valors de B i C són massa grans - la resistència del pal d'acer es veurà directament afectada; si és massa petit, el funcionament del treballador es veurà obstaculitzat. Quan els valors de B i C siguin massa grans, s'han de prendre les mesures de reforç adequades per garantir que la força del pal és suficient per a la seguretat. També es pot adoptar una disposició de doble-interior-i-exterior.

Tractament anticorrosió de pals de llum d'acer

A causa de la naturalesa de l'acer en si, la protecció contra la corrosió és una preocupació clau per als pals de llum d'acer tant durant l'emmagatzematge com en el servei. La corrosió d'un pal d'acer és causada per l'acció química o electroquímica del medi circumdant. Segons el medi implicat, es classifica com a corrosió atmosfèrica, corrosió d'aigua de mar, corrosió bacteriana, etc. La corrosió atmosfèrica és, amb diferència, la més comuna, perquè un pal d'acer està en contacte amb l'atmosfera durant el mecanitzat, el transport, l'emmagatzematge i el servei, de manera que les condicions per a la corrosió atmosfèrica són presents en tot moment.

 

1.Factors que causen la corrosió dels pals d'acer.

Els principals factors que fan que un pal d'acer s'oxidi i es corroeixi són els següents:

 

1.1 Humitat relativa de l'atmosfera.

A una temperatura determinada, la relació entre el contingut de vapor d'aigua de l'aire i el seu contingut de vapor d'aigua de saturació s'anomena humitat relativa. Per sota d'una certa humitat relativa, la taxa d'oxidació i corrosió d'un pal d'acer és molt baixa, mentre que per sobre d'aquesta humitat relativa la taxa d'oxidació augmenta bruscament; aquest valor d'humitat relativa s'anomena humitat crítica. La humitat crítica de l'acer és d'un 75%. La humitat relativa atmosfèrica té la major influència en la corrosió dels metalls: un cop la humitat atmosfèrica supera la humitat crítica, es forma una pel·lícula d'aigua o gotes d'aigua a la superfície d'acer, i si les impureses nocives de l'aire es dissolen en aquesta pel·lícula o en aquestes gotes, es forma un electròlit i la corrosió s'accelera.

 

1.2 Temperatura i humitat de l'aire.

La temperatura atmosfèrica i la humitat afecten l'oxidació conjuntament. La velocitat d'oxidació depèn del contingut de vapor d'aigua de l'aire i augmenta a mesura que augmenta la temperatura de l'aire. Això és especialment cert en entorns humits, on com més alta és la temperatura, més ràpid s'oxida - i més per sobre de la humitat crítica. A més, si hi ha una diferència de temperatura entre l'atmosfera i l'acer, es forma condensació a la superfície més freda del pal i també provoca l'oxidació.

 

1.3 Gasos corrosius.

Entre els gasos corrosius de l'aire contaminat, el diòxid de sofre té el major efecte sobre l'oxidació dels pals d'acer. L'oxigen de l'atmosfera actua sobre l'oxidació dels pals d'acer de manera més persistent, exercint el seu efecte en tot moment.

 

1.4 Altres factors.

L'atmosfera conté grans quantitats de pols - fum, cendres de carbó, clorurs, àcids, àlcalis, sals, etc. - entre els quals els clorurs tenen el major efecte.

 

 

2. Tractament anticorrosió.

Per evitar que l'òxid i la corrosió redueixin la resistència estructural d'un pal i creïn un perill per a la seguretat, cal aplicar un tractament anticorrosió als pals d'acer. Els mètodes anticorrosió són mesures preventives dirigides a les causes de la corrosió. La prevenció de l'òxid significa evitar o frenar els efectes de la humitat, l'alta temperatura, l'oxidació, els clorurs i altres factors. Els mètodes que s'utilitzen habitualment actualment són els següents:

 

2.1 Galvanització en calent-.

El procés i el mètode d'immersió d'acer o ferro colat-pre{0}}pretractats en zinc fos de manera que es formi un recobriment de zinc i/o aliatge zinc-ferro a la seva superfície. El gruix del recobriment de zinc hauria d'arribar als 65-90 μm. El recobriment de zinc de les peces galvanitzades ha de ser uniforme i llisa, lliure de rebaves, degoteigs i excés de grumolls; el recobriment s'ha d'unir fermament al substrat del pal d'acer i, després d'una prova de martell, el recobriment no s'ha de desprendre ni ampollar.

 

2.2 Recobriment en pols.

El recobriment en pols s'aplica després de la galvanització per immersió-calent. La pols ha de ser una pols de grau-exterior; el recobriment ha d'estar lliure de descamació i esquerdament, i no es pot produir cap descamació ni esquerdament quan es prova la força d'unió entre el recobriment i el substrat. El recobriment en pols millora encara més la resistència a la corrosió del pal d'acer i millora molt el seu aspecte decoratiu, amb una àmplia selecció de colors; el seu inconvenient és el cost relativament elevat.

 

 

Càlcul de la força a la base d'un pal de llum d'acer

 

Un pal de llum està subjecte a dues formes de càrrega.

Un és el seu propi pes-. Per a un sol-pol d'arc, el pes propi- sorgeix del pes del braç del llum i del capçal de la lluminària, que produeix un moment de flexió en el pla del braç del llum. Per a un pal de doble-arc, la situació varia amb les longituds dels dos braços: després dels moments de flexió produïts pels pesos dels braços i dels caps de lluminària dels arcs llarg i curt s'equilibren parcialment, la diferència entre ells, actuant en el pla dels braços, constitueix el moment de pes propi.

 

Per a un pal de doble-arc amb arcs d'igual longitud, els moments s'equilibren si les lluminàries i els seus components elèctrics associats en aquest pla són idèntics; si no són idèntics, es produeix un moment flector en el pla dels braços per la diferència de pes de les lluminàries i dels seus components elèctrics.

 

A més del propi pes-, l'altra càrrega del pal prové del vent. La força del pal ha de satisfer el següent:

• Quan la direcció del vent és paral·lela al pla del braç de la làmpada, els moments de flexió màxims produïts per les-zones exposades al vent del capçal de la lluminària i del pal en les seccions-transversals de la connexió-al-pol, a la porta de manteniment i al nivell del terra han de ser inferiors al valor permès;
• Quan la direcció del vent és perpendicular al pla del braç de la làmpada, a més del moment de flexió produït per l'àrea{0}}exposada al vent del propi eix, la càrrega del vent sobre el capçal de la lluminària i el braç de la làmpada d'un sol-pol d'arc també produeix un moment de flexió i un parell en el pla del pal; tots aquests moments han de ser inferiors al valor admissible.

 

La càrrega del vent depèn de la ubicació, regió i altitud del pal que es calcula, és a dir:

p0=Kv2/16

p0 es veu afectada pels diversos coeficients substituïts en el càlcul, com ara les dimensions del pol, la forma de la secció transversal del pol- i el període fonamental d'una forma d'ona d'oscil·lació.

 

La pressió del vent distribuïda uniformement al pal es calcula mitjançant:

p1=p0dˉ H

 

En les dues equacions anteriors: p 0 és la pressió del vent per 1 m² del pol (Pa); K és el coeficient aerodinàmic, que segons l'estàndard és K=0.7 per als elements circulars (es recomana prendre K=1.0 per a seccions hexagonals i octogonals regulars); v és la velocitat del vent, generalment v=25 m⋅s−1, H és l'alçada del pol (m); i dˉ és el diàmetre mitjà del pol (m), on

dˉ=(d1+d2)/2

Aquí d1 és el diàmetre superior del pal (m) i d2 és el diàmetre de la base del pal (m). La conicitat d'un pal és generalment d'1/90, 1/100 o 1/110, o no és-uniforme.

 

El gruix de la paret dels pals de llum d'acer de 12 m d'alçada i per sota és de 4 mm. Quan el gruix de la paret és de 3,0 mm, el pal és susceptible de vibrar sota l'acció del vent i del pas de vehicles pesants, la qual cosa afluixa les seves connexions cargolades i afecta la lluminària.

 

Posada a terra protectora de pals de llum d'acer

Els pals de llum d'acer, caixes de control i instal·lacions similars contenen equips elèctrics al seu interior, i poden ser tocats per una persona a terra en qualsevol moment. Un cop falla l'aïllament i el cos del pol es posa en funcionament, la tensió tàctil s'aplica directament al cos humà, amb greus conseqüències. Per tant, qualsevol tancament metàl·lic que contingui equip elèctric i que pugui ser tocat per una persona a terra ha d'estar connectat de manera fiable a un conductor de protecció -, és a dir, a terra o connectat al neutre.

 

Els sistemes de distribució de baixa tensió es classifiquen segons la seva disposició a terra en tres tipus - TN, TT i IT - i el sistema TN es divideix a més en tres tipus segons com es combinen el conductor neutre (N) i el conductor de protecció (PE):

• Sistema TN-S: els conductors N i PE es mantenen separats en tota la longitud de la font. El conductor PE normalment no transporta corrent de funcionament, de manera que la seguretat és la millor.
• Sistema TN-C: els conductors N i PE es combinen en un únic conductor PEN, la qual cosa estalvia un conductor. Tanmateix, el conductor PEN normalment transporta corrent de funcionament i, si es trenca, la carcassa de l'equip s'eleva a la tensió de fase a través del circuit de càrrega, de manera que el marge de seguretat és baix.
• Sistema TN-C{-S: la secció frontal utilitza un conductor PEN, que es divideix en conductors N i PE separats a l'extrem d'entrada de la caixa de control i no s'ha de recombinar després. Això combina seguretat amb economia de cablejat i és la pràctica més utilitzada en projectes d'il·luminació viària.

 

En el sistema TN-C, atès que els conductors N i PE es combinen, també s'ha de complir el següent requisit: per als equips elèctrics de baixa tensió amb neutre directament posat a terra, per tal d'assegurar la desconnexió automàtica de la secció defectuosa, la intensitat de curt-circuit no ha de ser inferior a 4 vegades la intensitat nominal de l'element fusible més proper, 15 o no menys instantània. (o curt -temps-de retard) corrent de funcionament de l'interruptor automàtic.

 

La pràctica real és la següent: φ10 mm d'acer rodó galvanitzat per immersió en calent es col·loca al llarg de tota la línia al costat del cable soterrat i s'enterra directament a terra (figura 6.3.9); el conductor PEN està connectat a la xarxa de terra del transformador al transformador i està connectat de manera fiable en dos punts a totes les caixes de control, pals de llum d'acer, bases de llum metàl·liques i parts similars al llarg de la línia; s'instal·la un elèctrode de terra independent a l'extrem del capçal, a l'extrem més llunyà i a cada punt de derivació de la línia i a cada tercer pol; la resistència d'un elèctrode de terra individual no ha de superar els 10 Ω i la de tota la xarxa de terra no ha de superar els 4 Ω; quan es superen aquests límits, es pot utilitzar un agent reductor de la resistència d'acció prolongada-, però les substàncies corrosives com la sal comuna estan prohibides - redueixen la resistència a curt termini però corroeixen el cos de terra a llarg termini.

 

La presa de terra és l'última línia de defensa i no pot substituir l'aïllament. A l'interior de la porta de manteniment, els cables s'han de connectar mitjançant una caixa de connexió amb una carcassa de plàstic o un suport de terminal tipus pin-; El nivell d'aïllament dels conductors, llasts i altres components s'hauria d'elevar, els fabricants s'han de seleccionar estrictament i les proves s'han de dur a terme de manera estricta i s'ha d'implementar un "estàndard de mà d'obra d'instal·lació". Només mitjançant les mesures de prevenció de-fuites durant tot el procés de selecció del material, construcció, acceptació i operació i manteniment, i aplicant correctament el sistema de tres-fills o cinc-fills, es pot garantir finalment la seguretat dels pals de llum d'acer.

 

 

Disseny d'aparença de pals de llum d'acer

La funció fonamental d'un pal de llum és mantenir la lluminària en la posició adequada i donar suport. Al mateix temps, el pal també té un paper decoratiu. Per als usuaris de la carretera - vianants, ciclistes i conductors de vehicles de motor - no es pot ignorar la forma del pal dins del seu camp de visió: és possible que la gent no noti la lluminària a la part superior del pal, perquè és molt més petit que el pal, però el pal mateix colpeja l'ull directament en la direcció de la marxa horitzontal. Per tant, amb el desenvolupament econòmic i l'augment dels estàndards estètics, l'aparició de pals de llum està rebent una atenció creixent.

 

El disseny de l'aparença dels pals de llum sorgeix de la preocupació pel paisatge de la carretera. Ha d'estar subordinat al disseny del paisatge de la carretera en el seu conjunt i, al mateix temps, ha de satisfer primer els requisits d'il·luminació i les consideracions de seguretat. Per tant, cal tenir en compte els aspectes següents en el disseny de l'aparença d'un pal de llum.

 

1. Requisits de seguretat

La seguretat és el requisit bàsic que un dissenyador ha de tenir en compte en tot moment. La seguretat d'un pal de llum està assegurada per diversos aspectes, com ara la qualitat de l'acer del pal i el tractament anticorrosió-; els aspectes relacionats amb el disseny de l'aspecte són el càlcul de la càrrega i la garantia de la resistència. De vegades un pal amb una forma complexa és realment molt atractiu, però com més complexa és l'estructura, més complex és el càlcul de la resistència i més gran és la dificultat d'assegurar la seguretat; Per tant, una verificació estricta és essencial en la selecció d'aquests pols.

 

2. Requisits d'il·luminació

Els requisits d'il·luminació són un altre requisit bàsic del disseny de l'aspecte del pal. Com es desprèn del contingut del capítol 7, un dissenyador realitza un treball complex per seleccionar lluminàries i fonts de llum adequades i per determinar la posició de cada llum del carrer - incloent la seva alçada, espai, longitud de suport i angle d'inclinació - i tots aquests paràmetres es regeixen pel pal.

 

Per garantir la qualitat de la il·luminació en un projecte concret d'il·luminació viària, un cop determinats els paràmetres de muntatge de les lluminàries, el disseny del pal ha de complir els requisits d'aquests paràmetres: sigui quina sigui l'aspecte del pal, l'alçada del punt de fixació de la lluminària no ha de variar, la longitud horitzontal del braç de la llum i l'angle d'inclinació del braç de la llum tampoc ha de modificar-se (excepte que l'ajust de la seva pròpia inclinació permeti el muntatge). En cas contrari, la qualitat de la il·luminació es desviarà del resultat del disseny previst en major o menor grau.

 

Un altre aspecte del requisit d'il·luminació és que la instal·lació i el manteniment han de ser convenients; des d'aquest punt de vista, l'aspecte del pal no hauria de ser massa-complexa.

 

 

3. Requisits estètics

Els requisits estètics són el punt de partida del disseny de l'aspecte del pal. L'aspecte d'un pal no es pot jutjar de manera aïllada, sinó que s'ha d'avaluar exhaustivament juntament amb tots els factors relacionats. A menor escala, aquests factors inclouen l'estil de la lluminària, la forma de la-secció transversal de la carretera, si el paviment és d'asfalt o de formigó de ciment, la plantació al costat de la carretera, l'estil d'escultura al costat de la carretera i la classe i naturalesa de la carretera; a més gran, inclouen l'entorn construït o natural a banda i banda de la carretera, la funció del districte, la història del districte i els gustos estètics de la gent de la ciutat afectada.

 

L'atractiu visual de l'aspecte d'un pal d'acer deriva principalment de la combinació i variació de les línies de les seves parts estructurals, i en particular dels canvis en la forma del braç del llum i l'addició de línies decoratives; en dissenys més elaborats, el braç de la làmpada té diversos perfils, i fins i tot el pal principal està dissenyat juntament amb ell.

 

L'atractiu visual també prové del tractament superficial del pal. Amb el desenvolupament de la tecnologia de recobriment en pols, cada cop més pals s'han donat capes de color en una àmplia gamma de tons, abandonant el gris monòton del pal galvanitzat del passat i afegint més elements de bellesa.

 

4. Requisits de costos

La introducció de diversos tipus de pals ha enriquit l'escena visual, però la bellesa té un preu. Cada forma diferent augmenta la dificultat del mecanitzat, i algunes fins i tot requereixen el desenvolupament de motlles especials; per garantir la resistència, s'han de reforçar els pals complexos, la qual cosa augmenta la quantitat d'acer utilitzat; a més, el recobriment en pols s'aplica àmpliament, i així successivament. Tot això augmenta substancialment el cost de fabricació del pal.

 

També hi ha un cost ocult que es pot passar per alt fàcilment: alguns dissenys de pals molt individuals no aconsegueixen l'embelliment previst i es converteixen en una forma de contaminació visual, que afecta la carretera i fins i tot la imatge de la ciutat - i aquest cost és massa elevat.

 

 

Conclusió

A pal de llum del carrerpot ser només un component de suport, però és on es troben la seguretat, la funció i l'aspecte: la porta de manteniment, la protecció contra la corrosió, la resistència de la base i la presa de terra determinen si es manté de manera segura i duradora, mentre que la seva aparença determina si s'harmonitza amb l'entorn de la carretera. Els dos són una qüestió de prioritat, no d'oposició - La seguretat i la qualitat de la il·luminació són requisits previs no-negociables, i l'estètica només pot seguir.