城市道路照明TT系統(tǒng)中電氣裝置的電擊防護(hù)設(shè)計方法

周進(jìn)兵

【摘要】 TT系統(tǒng)是城市道路照明配電常用的形式之一。正確使用TT系統(tǒng)可以保障人身安全、防止電擊事故和保護(hù)用電設(shè)備。本文對TT系統(tǒng)在城市道路照明配電中的應(yīng)用進(jìn)行分析，解釋了路燈照明采用TT系統(tǒng)具有接地保護(hù)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)點(diǎn).

【關(guān)鍵詞】 接地型式 剩余電流 接地故障 RCD（漏電保護(hù)器）

一、 引 言

從2005年開始，我國城市建設(shè)飛速發(fā)展，城市道路照明發(fā)生了巨大的變化，路燈總數(shù)成倍增長。由于城市道路照明線路長，負(fù)荷分散. 戶外環(huán)境差，室外直接觸及行人的可能性大，因此安全尤為重要。對于接地故障而言，由于線路長，故障電流較小，遠(yuǎn)端的接地故障對于供電電源處的保護(hù)裝置不能及時反應(yīng)，做好城市道路照明工程的接地保護(hù)，保障市民的人身安全成為一項非常重要工作。

二、TT系統(tǒng)和工程實例表

1. 定義：

TT 系統(tǒng)是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱為保護(hù)接地系統(tǒng)，也稱TT系統(tǒng)。第一個符號T表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地；第二個符號T表示負(fù)載設(shè)備外露不與帶電體相接的金屬導(dǎo)電部分與大地直接聯(lián)接，而與系統(tǒng)如何接地?zé)o關(guān)。

2 .TT配電系統(tǒng)示意圖

道路沿線引入10KV高壓電源線路進(jìn)入室外路燈箱式變電站，由箱式變電站分配至各道路的路燈控制箱，由路燈控制箱給每盞路燈供電，設(shè)置RCD1，RCD2兩級接地故障保護(hù)，各級設(shè)有各自的接地極，見圖1。

3.工程實例表

三、路燈配電線路的接地故障保護(hù)

1. 額定漏電動作電流I△n的計算方法

路燈配電采用TT系統(tǒng)時，三相平衡分布的路燈回路的正常最大泄漏電流理論值為

I△=IX1+IX2+IX3，與實測數(shù)據(jù)接近。干線采用RCD1作接地故障保護(hù)，末端燈具采用RCD2作為接地故障保護(hù)。RCD額定漏電動作電流的優(yōu)選值為額定漏電不動作電流的2倍，根據(jù)“GB 13955-2005-5.7.5 RCD的額定剩余不動作電流應(yīng)不小于被保護(hù)電氣線路和設(shè)備的正常運(yùn)行時泄漏電流最大值的2倍”，得到公式：I△n=2*I△n0 ；I△n0≥2*I△得出I△n≥4*I△=4*（IX1+IX2+IX3）即：I△n≥4*（IX1+IX2+IX3）

式中：

I△： 剩余電流（流過剩余電流動作保護(hù)裝置主回路電流瞬時值的矢量和，用有效值表示）；

I△n： 額定漏電動作電流（制造廠對剩余電流動作保護(hù)裝置規(guī)定的剩余動作電流值，在該電流值時，剩余電流保護(hù)裝置應(yīng)在規(guī)定的條件下動作）；

I△n0： 額定剩余不動作電流（制造廠對剩余電流動作保護(hù)裝置規(guī)定的剩余不動作電流值，在該電流值時，剩余電流保護(hù)裝置在規(guī)定的條件下不動作，額定剩余不動作電流的優(yōu)先值為0.5 I△n） ；

Ix1；為各燈具正常泄漏電流、對于單相回路的路燈而言，燈具總泄漏電流即為各燈具泄漏電流之代數(shù)和。對于路燈干線為三相配電且均衡分布，其泄漏電流之矢量和Ix1基本為0。

Ix2：各燈具引接線正常泄漏電流，單相燈具的引接線正常泄漏電流可查得，三相配電回路，可認(rèn)為其矢量和Ix2為0。

Ix3：干線正常泄漏電流。正常泄漏電流可查得。

2. 末端燈具RCD2的選擇

單套燈具的引接線RCD2的額定漏電動作電流I△n≥4*（IX1+IX2）=4*（0.11mA+15m*52mA/1000m）=3.56mA，單套燈具的引接線正常泄漏電流可查表1得為52mA/km .所以RCD2的 I△n可以選擇30mA。

3.干線RCD1的選擇

干線RCD1的額定漏電動作電流I△n≥4*IX3 =4*26mA=104mA。根據(jù)RCD的制作規(guī)格（優(yōu)選值），I△n取值為300mA、500mA等，建議取值為500mA。

4. RCD1和RCD2選擇性的分級保護(hù)

末端燈具處RCD2（0.1s動作）作時間上的配合時，干線RCD2的分?jǐn)鄷r間可取0.4s動作。滿足“GB 13955-2005-5.7.4 在采用分級保護(hù)方式時，上下級剩余電流保護(hù)裝置的動作時間差不得小于2s。上一級剩余電流保護(hù)裝置的極限不驅(qū)動時間應(yīng)大于下一級剩余電流保護(hù)裝置的動作時間，且時間差應(yīng)盡量小?！钡囊?，為了從動作時間方面來滿足上、下級間配合滿足動作選擇性要求，避免出現(xiàn)越級跳閘造成大面積停電故障。

四、TT系統(tǒng)的保護(hù)接地

1.若接地故障發(fā)生在燈具開關(guān)RCD2（I△n =30mA）之后（參見圖1）應(yīng)符合下式的要求：

Ra *I△n≤50V 式（1）；得出Ra ≤50V/ I△n =50V/0.03A=1666Ω 式（2）

2.若接地故障發(fā)生在燈具開關(guān)RCD2之前、干線開關(guān)RCD1（I△n =500mA）之后的外露可導(dǎo)電部分（參見圖1），應(yīng)符合下式的要求：RA*I△n≤50V 式（3），得出RA≤50V/ I△n =50V/0.5A=100Ω 式（4）

3.綜合式（2）式（4）結(jié)果可得，若同一回路設(shè)置了上級RCD1和下級RCD2接地故障保護(hù)后，實際工程對保護(hù)接地電阻值的要求寬松，很容易滿足接地電阻值的要求.分別設(shè)置接地體Ra和RA可避免接地故障電壓沿PE線蔓延，并且供電電纜可采用四芯，比五芯電纜為節(jié)省投資。也滿足“GB 50054-2011-5.2.14 TT系統(tǒng)中，配電線路內(nèi)由同一間接接觸防護(hù)電器保護(hù)的外露可導(dǎo)電部分，應(yīng)用保護(hù)導(dǎo)體連接至各自的接地極上。當(dāng)有多級保護(hù)時，各級應(yīng)有各自的接地極”的要求。

五、結(jié)論

從安全性方面考慮，TT系統(tǒng)將各級電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地，故障不會蔓延，能夠有效的保護(hù)用電設(shè)備和防止觸電，不會大面積滅燈，安全性較高；從經(jīng)濟(jì)方面分析，TT系統(tǒng)配電線路不需要PE線，減少了配電線路的投資。因此筆者認(rèn)為供電半徑長的城市道路照明工程優(yōu)先選擇TT系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB 50054-2011.

[2]《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》GB14050-2008.

[3]《城市道路照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》CJJ 45-2011.

[4]《剩余電流動作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》GB13955-2005.