新形勢下對道路照明配電系統(tǒng)的接地及保護要點探討

徐茂升

摘要：隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷推進，城鎮(zhèn)環(huán)境質(zhì)量也越來越高，照明配電系統(tǒng)是道路建設(shè)的重要組成部分，道路照明是城市安全、城市道路正常運作的重要保障。文章對新形勢下道路照明配電系統(tǒng)的接地以及保護要點進行分析與探討，旨在提高城市道路照明系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：道路照明；配電系統(tǒng)；接地保護；保護要點；道路建設(shè) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM73 文章編號：1009-2374（2017）11-0265-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.133

道路照明系統(tǒng)是一項系統(tǒng)復(fù)雜的工程，隨著城市建設(shè)不斷加劇，城市道路照明系統(tǒng)越來越完善，道路照明系統(tǒng)的主要功能是為機動車道和人行道提供必要的亮度以及符合行駛條件的照明質(zhì)量。為了實現(xiàn)這個功能，則必須要實現(xiàn)安全用電。接地方式對照明系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性有很大影響，在照明系統(tǒng)設(shè)計過程中必須要加強接地設(shè)計，做好接地保護，使得道路照明配電系統(tǒng)可以正常、安全運轉(zhuǎn)。

1 道路照明配電系統(tǒng)的接地概述

道路照明配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，接地設(shè)計是一個十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，接地方式以及配電線路的保護關(guān)系會直接影響電路的使用性能。加強對接地方式的合理選擇，可以維護行人免遭電擊，同時還能保證電路能夠正常運行，防止出現(xiàn)電路故障。在道路照明配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，常見的電路故障有短路、接地，這些故障會直接導(dǎo)致線路損壞，出現(xiàn)電路異常。為了減少這些故障的出現(xiàn)率，必須要加強對道路照明配電系統(tǒng)的接地方式以及接地保護設(shè)計。根據(jù)我國的實際情況以及國際電工委員會標準，在道路照明配電系統(tǒng)的接地設(shè)計過程中，常見的接地方式有以下三種：

1.1 TN方式

TN接地方式的特點是：電源端，即配電變壓器低壓側(cè)中性點需要直接接地；用電端，即用電設(shè)備外露導(dǎo)電部分需要通過一條導(dǎo)線連接到電源端中性點。由于導(dǎo)線的連接方式不同，又可以分為如下三種，第一，TN-C，直接將配電線路的中性線作為接地連接線；第二，TN-S，在線路連接過程中要增加一條專用的連接導(dǎo)線，即保護線；第三，TN-C–S，以上兩種方式的結(jié)合，一般前半部分采TN-C連接，后半部分采用TN-S連接。

1.2 TT方式

TT接地方式是直接將電源端中性線接地的方式，用電端保護線一般也直接接地。

1.3 IT方式

IT接地方式的特點是：電源端中性線不接地或者高阻抗直接接地，用電端保護線可以直接接地，但是兩者之間不相連。

對于建筑電氣設(shè)計而言，傳統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)的接地方式一般都為TN-C，隨著電氣行業(yè)的不斷發(fā)展，信息化進程不斷推進，TN-C方式的缺點也越來越明顯，為了提高電路的安全性與穩(wěn)定性，當前采用TN-S、TN-C-S以及TT方式進行接地更為普遍，而且電路運行過程中的可靠性和安全性更高。

2 TN-S接地方式存在的問題

2.1 可能導(dǎo)致不安全因素

采用TN-S的方式進行接地，燈具、電感以及電器盒等外露導(dǎo)線部分都是通過PE線連接到配電變壓器中性點的，因此當變壓器的其他部分出現(xiàn)直接對地連接，保護電器很難斷開，因此故障電流會經(jīng)過地的傳輸流到變壓器的接地極，然后回到中性點，使得中性點的電位升高，因此導(dǎo)致不安全因素存在。

2.2 配電線路保護的靈敏性不滿足要求

道路照明配電系統(tǒng)中的各種荷載是分散開的，配電線路很長，尤其是在末端，很容易出現(xiàn)故障。當配電線路的末端發(fā)生接地故障的時候，其故障電流一般比較小，很難刺激線路首端的保護電器產(chǎn)生相應(yīng)的保護動作，不能切斷故障電路。例如某個道路照明配電系統(tǒng)，要供電給60個電桿的路燈，每一個電桿上安裝的是規(guī)格為400W的高壓鈉燈，安裝功率26.4kW，假設(shè)每個燈的補償電容為cosφ=0.85，在配電系統(tǒng)中使用三相線路進行供電，通過計算可以得到線路的電流為47.2A。線路的電纜選擇的是截面為25mm2的電纜，保護器采用63A熔斷器或用63A斷路器，根據(jù)低壓配電設(shè)計的相關(guān)規(guī)定得知，如果采用63A的熔斷器，則發(fā)生故障的時候必須要在5秒之內(nèi)對故障進行切斷，因此接地故障電流至少為保護器電流的5倍，但是這個例子中的線路長度為1000m，故障電流達不到要求，即使增加了電纜截面面積，縮短線路距離，當末端出現(xiàn)故障的時候也不能及時響應(yīng)，配電線路的保護靈敏度不夠。

3 道路照明配電系統(tǒng)接地設(shè)計

在道路照明配電系統(tǒng)的設(shè)計過程中，不能單純地采用一種接地方式，而且應(yīng)該要根據(jù)實際情況對接地方式進行選擇。在室外環(huán)境中，具體地理條件、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)條件都不相同，因此如果電路設(shè)計過程中單純使用TN-S也不能保證安全。在實際施工過程中，可以從以下三個方面著手考慮：

3.1 采用TN-S系統(tǒng)接地

從上文的分析中可知，TN-S方式雖然具有一定的缺陷，但是在室外道路照明配電系統(tǒng)的設(shè)計過程中，依舊可以采用這種方式，只是需要注意相關(guān)問題：第一，其接地故障電流必須要足夠大，一般要為百安級；第二，要對線纜的質(zhì)量進行控制，盡量增加線纜的面積。

3.2 采用TT方式進行接地

在室外道路照明配電系統(tǒng)的接地設(shè)計中，采用TT接地方式要比TN-S接地更穩(wěn)定，能夠滿足接地故障的安全要求。在TT方式中，一般要采用剩余電流保護的整定，在室內(nèi)電路設(shè)計中，為了防止直接接觸電氣設(shè)備而導(dǎo)致觸電，一般要求動作電流不超過30mA，在一些特殊的環(huán)境中有特別需求，一般要求的電流整定值應(yīng)該更小。在室外道路照明配電系統(tǒng)的設(shè)計過程中，由于配電線路的長度很長，一般都是幾百米甚至上千米，因此保護動作電流必須要提升，如果保護動作電流太小，由于泄露電流較大而導(dǎo)致跳閘以及使用單位反映誤動的情況時有發(fā)生。

在TT接地方式中必須要對電流保護器的動作電流值進行整合，電流值應(yīng)該要滿足兩個方面的要求：第一，按照相關(guān)規(guī)定，剩余電流保護動作電流值應(yīng)該為整定電流值的1.3倍。通常來講，將整定電流控制在幾百毫安甚至是1A，接地故障電流大小必須要滿足這個要求，才能實現(xiàn)有效保護；第二，在正常運行過程中應(yīng)該要保證保護電器不會動作。在保護電路中，由于線路接地故障，當出現(xiàn)電流的時候也有可能會導(dǎo)致保護器的誤動，尤其是在設(shè)備正常運行的時候出現(xiàn)這類情況，會對線路的工作質(zhì)量產(chǎn)生嚴重影響。為了實現(xiàn)這個目標，電流的整定值應(yīng)該要滿足相應(yīng)的關(guān)系：In≥（2.5～3.0）LL，在這個關(guān)系中，LL是在正常運行條件下線路和燈具可能出現(xiàn)的最大泄露電流，將整定電流的值控制在泄露電流的2.5～3倍以上，則可以保證線路不會出現(xiàn)誤動作。

例如某道路照明配電系統(tǒng)工程，采用截面大小為25mm2的銅芯電纜，通過預(yù)估計算得出每千米的漏電電流大約為30～50mA，該照明系統(tǒng)的長度為800m，將整定電流控制在100mA可以滿足要求，但是如果電路長度增加，則必須要對整定電流值大小進行提升，不能小于300mA。

3.3 對接地保護設(shè)備以及線纜質(zhì)量進行控制

在室外道路照明配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，由于室外環(huán)境的特殊性，不僅要對電路的接地方式進行合理設(shè)計，還應(yīng)該要對電路的保護設(shè)備以及線纜質(zhì)量等進行控制，以此提高線路的安全性與穩(wěn)定性。例如對于I類電擊防護等級的用電設(shè)備，其接地故障保護一般要采用兩種方式：一種是安裝過電流保護器，比如斷路器、熔斷器等，還可以安裝剩余電流動作保護器，一旦發(fā)生故障能夠及時將故障回路切除；另一種是采用等電位聯(lián)結(jié)，降低接觸電壓的大小，但是這種方式在室外施工難度較大，因此一般采用第一種方式進行接地保護。

4 結(jié)語

綜上所述，道路照明配電系統(tǒng)接地設(shè)計是配電系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，為了提高系統(tǒng)運行的安全性，必須要加強對接地方式的合理選擇，在室外環(huán)節(jié)中適宜采用TT接地方式，同時要對故障保護電器進行合理選擇，提高道路照明配電系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

參考文獻

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）