城市道路照明設(shè)施接地保護(hù)形式分析

馮黎強(qiáng)（廣西卓亞照明有限公司，廣西南寧530000）

城市道路照明設(shè)施接地保護(hù)形式分析

馮黎強(qiáng)（廣西卓亞照明有限公司，廣西南寧530000）

城市道路系統(tǒng)在城市整體建設(shè)中占據(jù)著重要的地位，特別是城市道路照明系統(tǒng)關(guān)系著城市夜晚的交通安全、城市的安防建設(shè)、城市的景觀水平等等諸多方面，對(duì)于提高人民生活質(zhì)量，甚至是提高城市的商業(yè)經(jīng)濟(jì)、文化建設(shè)等方面都發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。但由于城市道路照明受露天、天氣影響非常明顯，常常會(huì)導(dǎo)致漏電等情況發(fā)生，甚至還會(huì)發(fā)生觸電等悲劇發(fā)生，這對(duì)于城市道路照明接地保護(hù)提出了更高的要求，本文主要針對(duì)這一問(wèn)題展開(kāi)研究，希望給城市建設(shè)提供一定的參考。

城市道路；照明設(shè)施；接地保護(hù)；形式分析

引言

由于城市道路照明設(shè)施漏電而發(fā)生的觸電等問(wèn)題常常見(jiàn)于報(bào)端，必須認(rèn)真分析原因，查找對(duì)策，筆者通過(guò)長(zhǎng)期調(diào)研實(shí)踐感到：①照明設(shè)施本身存有質(zhì)量上的問(wèn)題導(dǎo)致漏電；②天氣如雨、雪等潮濕的環(huán)境，擴(kuò)大了漏電的范圍，所以常常出現(xiàn)電死路人的情況；③照明設(shè)施內(nèi)部絕緣沒(méi)有做好，發(fā)生了碰殼等情況導(dǎo)致短路。以上這些情況在一定導(dǎo)電介質(zhì)傳導(dǎo)情況下將進(jìn)一步擴(kuò)大影響。為避免以上情況出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的安全用電，就必然涉及到一些用電方面的技術(shù)問(wèn)題和管理維護(hù)問(wèn)題，接地保護(hù)問(wèn)題探討就是其中之一，實(shí)現(xiàn)城市道路系統(tǒng)的接地保護(hù)，一個(gè)是可以使行人免受電擊傷害，另一個(gè)是可以確保照明的正常進(jìn)行，防止出現(xiàn)電路方面的故障，減少不必要的大面積停電等。

1 城市道路照明設(shè)施接地保護(hù)主要形式分析

目前，開(kāi)展城市道路照明設(shè)施接地保護(hù)的主要依據(jù)是《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，其中對(duì)城市道路照明設(shè)施接地形式進(jìn)行了規(guī)范，大致分為三種：①采用TT系統(tǒng)；②聯(lián)網(wǎng)TT系統(tǒng)；③TN-S系統(tǒng)，三種方式中主要涉及三個(gè)字母，解釋如下：TT系統(tǒng)的第一個(gè)“T”主要表示中性點(diǎn)接地，第二個(gè)“T”主要表示設(shè)施外殼也進(jìn)行了接地。聯(lián)網(wǎng)“TT”系統(tǒng)主要指采用專(zhuān)門(mén)的PE線，把控制箱和燈桿接地極連成接地網(wǎng)絡(luò)，但與變壓器中性點(diǎn)不連接。TN-S系統(tǒng)中的“T”代表將中性點(diǎn)進(jìn)行直接接地，符號(hào)“N”代表負(fù)載接零保護(hù)；符號(hào)“s”代表保護(hù)線與零線嚴(yán)格分開(kāi)。具體接線形式如圖1～3所示，下面區(qū)分三種情況進(jìn)行一一分析。

圖1 TT系統(tǒng)

圖2 聯(lián)網(wǎng)TT系統(tǒng)

圖3 TN-S系統(tǒng)

（1）TT系統(tǒng)具體分析。由故障電流計(jì)算公式計(jì)算可以得知，如果相線與碰殼發(fā)生接地故障，系統(tǒng)一般不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)切斷保護(hù)，產(chǎn)生的電壓大于人體所能承受的50V的電壓，足以使人發(fā)生觸電事故。一些設(shè)計(jì)師特別是一些沒(méi)有具體城市設(shè)計(jì)實(shí)踐的電氣設(shè)計(jì)人員會(huì)按照標(biāo)準(zhǔn)加裝漏保，認(rèn)為安裝了這個(gè)就萬(wàn)事大吉，也可以借以推卸責(zé)任，但實(shí)踐完全不同，漏電保護(hù)之所以作用不好主要原因在于：一個(gè)是沒(méi)有考慮到室外布線的實(shí)際，對(duì)于較長(zhǎng)的線路，一般都會(huì)出現(xiàn)電流的泄露，有電氣設(shè)計(jì)師經(jīng)過(guò)計(jì)算，可以加裝300～500mA的漏電保護(hù)器，但是其忘記了下雨、潮濕等惡劣情況，在這些條件下，電氣元件、線路的泄露電流會(huì)急劇增大。筆者對(duì)此也進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)和調(diào)研，采取500mA的漏電保護(hù)器，天氣較好運(yùn)轉(zhuǎn)正常，一旦遇到雨天就會(huì)頻頻發(fā)生誤動(dòng)作。以南通開(kāi)發(fā)區(qū)為例，去年高架9個(gè)控制點(diǎn)共發(fā)生問(wèn)題200多次，這還僅僅是一個(gè)城市局部的情況，如果把這種情況推向全城市，這樣的誤動(dòng)作在多條線路，多個(gè)控制箱的綜合作用下，會(huì)發(fā)生什么情況就不得而知了，可以說(shuō)漏電保護(hù)基本不起作用了，沒(méi)有任何使用價(jià)值。另一個(gè)是，沒(méi)有考慮到補(bǔ)償電容、鎮(zhèn)流器等故障時(shí)也會(huì)產(chǎn)生漏電動(dòng)作，而且處理的緊迫性不如停電來(lái)得強(qiáng)。再一個(gè)是，每個(gè)漏保都會(huì)有“每月測(cè)試一次”的要求，以一個(gè)中等城市為例，整個(gè)城市安裝的漏保數(shù)量為700多個(gè)，每個(gè)月要按一次，全年需要跑近萬(wàn)次，這個(gè)工作量無(wú)疑是巨大的。從以上問(wèn)題不難看出，僅僅靠安裝漏保的方式實(shí)施漏電保護(hù)是有短板的，TT系統(tǒng)在城市照明系統(tǒng)的運(yùn)用必須謹(jǐn)慎。

（2）聯(lián)網(wǎng)TT系統(tǒng)具體分析。作為一種保護(hù)接地方式，主要有兩種形式：一種是每根電線桿實(shí)施接地，另一種是每隔一根接地極，在用專(zhuān)門(mén)PE線接地，形成網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)故障電流計(jì)算公式計(jì)算可得知，故障電壓總體小于50V，為“安全電壓”，但由于電流較小，所以在規(guī)定時(shí)間內(nèi)也無(wú)法切斷開(kāi)關(guān)，但是從I=U/ R可以得知，電阻的作用不容忽視，每個(gè)人作為個(gè)體的電阻也不盡相同，同樣的電壓當(dāng)電阻較小的人，電流就會(huì)較大，而決定人受傷害的因素最主要的是電流。另外，還要充分考慮到天氣對(duì)電阻的影響，一般來(lái)說(shuō)，空氣越潮濕，電阻越小，所以雨天人員受觸電而發(fā)生事故的概率較大，依據(jù)《城市照明設(shè)計(jì)與施工》，對(duì)于潮濕環(huán)境下的安全電壓具體規(guī)定為小于25V，所以從這個(gè)意義上來(lái)看，采用聯(lián)網(wǎng)TT系統(tǒng)，盡管漏電電壓依據(jù)降低到所謂的安全電壓，但對(duì)于雨天等潮濕環(huán)境，依然不是安全電壓，這也是雨天城市道路照明系統(tǒng)問(wèn)題頻發(fā)的主要原因。

（3）TN-S系統(tǒng)具體分析。依據(jù)《城市道路照明工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》，接地電阻不大于10Ω，如果PE線與相線規(guī)格相同，則P點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)的電壓計(jì)算為110伏，此時(shí)外殼對(duì)地電壓U=110×R/（Ro+Rd）=79V，大于人體安全電壓50V，判斷為危險(xiǎn)電壓。如果重復(fù)接地裝置較多，實(shí)測(cè)R值則相對(duì)稍小，此時(shí)U= 55V，仍然大于人體安全電壓50V，判讀為危險(xiǎn)電壓。存在危險(xiǎn)電壓，就要采取措施及時(shí)消除危險(xiǎn)電壓，此時(shí)電纜截面數(shù)值就顯得尤為重要，必須根據(jù)計(jì)算所得要求實(shí)施，確保能及時(shí)切斷電源故障。

2 情況判斷結(jié)論

（1）采取第一種方式，即TT系統(tǒng)或是聯(lián)網(wǎng)TT系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生相線碰殼時(shí)，短路電流較小，不可能及時(shí)切斷開(kāi)關(guān)，如不安裝漏保，系統(tǒng)就會(huì)長(zhǎng)時(shí)間帶故障運(yùn)行，雖然聯(lián)網(wǎng)TT系統(tǒng)可以使電壓大大下降，但對(duì)于諸如小孩、雨天等特殊人群和天氣則作用不大，筆者通過(guò)大量的實(shí)踐也證明，在城市中全面安裝漏保也是不切合實(shí)際的。不過(guò)，TT接地保護(hù)方式也有其固有的優(yōu)點(diǎn)：一是反應(yīng)較為靈敏，故障電流相比其他方式較小，對(duì)于斷路器等不能滿足其要求，但選用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，其要求電流僅僅為幾百甚至是幾十毫安，動(dòng)作則較為靈敏，安全性能得到保證。剩余電流相比其他，保護(hù)一般線路比較短，長(zhǎng)度大約幾米至幾十米不等，要求的電流較小，一般小于30mA，在一些特殊場(chǎng)合該數(shù)值還會(huì)更小，線路短同時(shí)帶來(lái)的還有泄露的電流較小，只要正常操作，一般不會(huì)引起誤動(dòng)作。道路照明的線路則不同，一般會(huì)達(dá)幾千米，少的也有幾百米，如果也保持30mA的電流，則其泄露電流必須較大，導(dǎo)致跳閘是必然的。所以此方法有待進(jìn)一步商榷

（2）采取第三種方式，即TN-S系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生線路碰殼時(shí)，只要配置合理，瞬間短路電流可以使開(kāi)關(guān)切斷，比較符合規(guī)定要求，但也要注意使用該系統(tǒng)供電半徑不可太長(zhǎng)，線徑不可太小，斷路器等開(kāi)關(guān)要合適匹配，同時(shí)不能改變?cè)O(shè)備的現(xiàn)狀，如在電線桿上加裝其他電器，設(shè)置廣告等，這樣會(huì)進(jìn)一步增加電路的載荷，造成不可預(yù)測(cè)的矛盾問(wèn)題。

（3）當(dāng)照明設(shè)施內(nèi)部的絕緣體發(fā)生損壞，一些電線頭出現(xiàn)了裸露，此時(shí)雖然沒(méi)有發(fā)生短路碰殼故障，但一旦遇到大面積的水源就會(huì)急劇擴(kuò)大受傷害的范圍，在實(shí)際工作中，曾經(jīng)有人問(wèn)過(guò)筆者：雨水作為導(dǎo)體，遇到電流時(shí)，為什么不發(fā)生跳閘動(dòng)作？雨水和地面雖然是導(dǎo)體，但其作為導(dǎo)體的電阻也是存在的，在這整體構(gòu)成的回路中，其回路電流往往不足以切斷開(kāi)關(guān)。所以筆者認(rèn)為，在城市照明設(shè)施安裝時(shí)，一定要處理好電線電纜的絕緣接頭，在必要的地方要留出一定的距離，比如表箱和燈桿門(mén)離地面的高度等等。對(duì)于一些廣場(chǎng)中埋設(shè)在地表以下的電線電纜，主要存在雨水的浸淹，主要是地勢(shì)較低處，還有就是燈光和投光易被損壞，特別是靠近人行道兩側(cè)的設(shè)備，所以實(shí)踐中，其電線電纜設(shè)施最好采用低壓的LED光源，實(shí)施低壓供電，實(shí)踐中一般采用24V以下電壓較為保險(xiǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展促進(jìn)了城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展，人民對(duì)于物質(zhì)、文化、環(huán)境要求越來(lái)越高，道路照明系統(tǒng)作為人民生產(chǎn)、生活、娛樂(lè)、從事經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的組成部分，必須跟上時(shí)代的發(fā)展和人民的需求，但在考慮照明的同時(shí)不能忽視安全問(wèn)題，城市照明用電、供電必須做到全時(shí)安全、全域安全，所以選擇哪種道路照明方式非常重要，文中列舉的幾種方式各有優(yōu)長(zhǎng)，但也各有短處，在實(shí)踐使用中要科學(xué)選擇，揚(yáng)長(zhǎng)避短，將最合適的接地保護(hù)方式使用在最需要的部位。

[1]趙 麗，姚志剛.城市道路照明接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].現(xiàn)代建筑電氣，2014，09：9～11.

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TU113.666

A

2095-2066（2016）36-0248-02

2016-12-14

馮黎強(qiáng)（1981-），男，工程師，本科，主要從事城市道路照明方面的工作。