路燈配電設(shè)計(jì)常見問題分析

摘要： 路燈照明是城市建設(shè)中至關(guān)重要的一部分，對(duì)于保障行人和車輛的安全具有重要意義。而對(duì)于路燈照明來說，配電形式的選擇和運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定性是確保照明系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。對(duì)路燈幾種常見的路燈照明配電形式及其可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，結(jié)果可為同類項(xiàng)目提供參考。關(guān)鍵詞： 路燈照明; 配電設(shè)計(jì); 接地故障; 短路保護(hù)

中圖分類號(hào)： TU852文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B文章編號(hào)： 1674-8417（2024）07-0054-03

DOI： 10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.07.011

0引言

隨著我國城市及道路建設(shè)的快速發(fā)展，路燈作為道路上重要的設(shè)施之一，對(duì)于保障行人和車輛的安全具有重要意義。路燈人身電擊事故頻發(fā)，路燈的配電安全問題在行業(yè)內(nèi)引起不斷關(guān)注，對(duì)于路燈配電安全問題的深入研究已迫在眉睫。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，設(shè)計(jì)師對(duì)于路燈配電的設(shè)計(jì)也不盡相同，有的影響了照明系統(tǒng)穩(wěn)定性，有的存在安全隱患的問題。本文現(xiàn)對(duì)路燈配電設(shè)計(jì)中常見的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究，可為路燈照明工程相關(guān)人員提供參考。

1設(shè)計(jì)實(shí)例

1.1實(shí)例一

路燈照明配電TN系統(tǒng)一如圖1所示［1］。根據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ 45—2015《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》［2］第6.1.8條，道路照明配電系統(tǒng)的接地形式應(yīng)采用TT系統(tǒng)或TN-S系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)為TN-S系統(tǒng)，但為了避免因發(fā)生單相接地故障，導(dǎo)致故障電壓可沿PE線傳導(dǎo)至其他與PE線相連的所有設(shè)備及路燈外殼上，每個(gè)路燈燈桿均做了重復(fù)接地，降低了可導(dǎo)電部分的電位差。但是違反了GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》［3］第10.6.7條，在照明分支回路中，不宜采用三相低壓斷路器對(duì)三個(gè)單相分支回路進(jìn)行控制和保護(hù)。根據(jù)條文說明，如果單相發(fā)生故障會(huì)出現(xiàn)三相跳閘，從而擴(kuò)大了停電范圍［4］。另外由于室外環(huán)境潮濕，總開關(guān)漏保的整定值如為30 mA則會(huì)造成誤動(dòng)作，若整定值超過30 mA，則不能滿足人身安全需求［5］。

1.2實(shí)例二

路燈照明配電TN系統(tǒng)二如圖2所示。該案例采用的是單相TN-S系統(tǒng)，配電總開關(guān)增設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，可起到接地故障時(shí)有效切斷電源的作用，但是會(huì)導(dǎo)致整條回路停電，擴(kuò)大停電范圍。另外，TN-S系統(tǒng)采用斷路器作過電流保護(hù)時(shí)，對(duì)住宅小區(qū)或工業(yè)園區(qū)道路照明系統(tǒng)可能沒影響，但對(duì)道路照明較長的線路，終端單相接地故障電流較小，斷路器很難兼做接地故障保護(hù)。當(dāng)某一臺(tái)燈具發(fā)生接地故障時(shí)，配電開關(guān)很可能拒動(dòng)，故障電壓可沿PE線傳至其他燈具上，雖然做了重復(fù)接地，可能因?yàn)榻拥鼐€老化，接地電阻不滿足要求，接觸電壓過大而發(fā)生觸電事故。同案例一，該案例總開關(guān)漏保的整定值如為30 mA則會(huì)造成誤動(dòng)作，如整定值超過30 mA則不能滿足人身安全［6］。

1.3實(shí)例三

路燈照明配電TT系統(tǒng)一如圖3所示。該案例采用的是單相TT系統(tǒng)，配電總開關(guān)安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，每個(gè)燈桿都打人工接地極，為了滿足接地電阻要求，單獨(dú)敷設(shè)一根PE線把燈桿基礎(chǔ)連通，每臺(tái)路燈的相線裝了熔斷器，熔斷器用作短路保護(hù)兼接地故障保護(hù)。由于路燈配線距離長，終端接地故障電流較小，需要選擇合適的整定值并校驗(yàn)靈敏度，否則熔斷器不能切斷回路。另外，當(dāng)任意一臺(tái)燈具發(fā)生接地故障時(shí)，由于熔斷器的整定或靈敏度問題導(dǎo)致拒動(dòng)，故障電壓也可沿PE線傳至其他燈具上引起觸電事故［7］。所以熔斷器在TT系統(tǒng)中僅能作為短路和過載保護(hù)，無法兼做“接地故障保護(hù)”［8］。

1.4實(shí)例四

路燈照明配電TT系統(tǒng)二如圖4所示。該案例采用的是單相TT系統(tǒng)，也是公認(rèn)比較常用的路燈配電方案［9］，配電總開關(guān)安裝帶延時(shí)型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，每個(gè)燈桿都打人工接地極，每臺(tái)路燈的支線回路裝設(shè)帶瞬時(shí)型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器。由于剩余電流動(dòng)作保護(hù)器為30 mA，可以

不用校驗(yàn)剩余電流斷路器接地故障的靈敏性，當(dāng)分支線路發(fā)生接地故障，瞬時(shí)型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器動(dòng)作。當(dāng)干線發(fā)生接地故障或短路時(shí)，延時(shí)型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器動(dòng)作。每個(gè)燈桿基礎(chǔ)相互獨(dú)立，沒有PE線連通，安全性比較高。

2比較分析

通過上述案例分析，路燈照明系統(tǒng)采用三相還是單相，接地形式是采用TN-S系統(tǒng)還是采用TT系統(tǒng)，支線回路保護(hù)采用熔斷器還是帶瞬時(shí)型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，須根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行選擇。根據(jù)GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》第10.7.4條第3款規(guī)定，安裝于建筑內(nèi)的景觀照明系統(tǒng)應(yīng)與該建筑配電系統(tǒng)的接地形式一致;安裝于室外的景觀照明中部分設(shè)施位于距建筑外墻20 m以內(nèi)范圍的，應(yīng)與室內(nèi)系統(tǒng)的接地形式一致;全部設(shè)施均位于距建筑物外墻20 m以外的照明回路，宜采用TT接地形式。另根據(jù)GB/T 13955—2017《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》［10］第4.4.1.d條，安裝在戶外的電氣裝置應(yīng)安裝末端保護(hù)RCD。

綜上所述，路燈配電設(shè)計(jì)可遵循以下原則，以提高系統(tǒng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

（1） 住宅小區(qū)或工業(yè)園區(qū)內(nèi)路燈距建筑物較近，照明線路不會(huì)太長，可以采用TN-S系統(tǒng)。市政道路路燈照明系統(tǒng)因其線路長，終端單相接地故障電流較小，停電影響較大，盡可能采用TT系統(tǒng)以提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

（2） 不管采用何種接地形式，每個(gè)燈桿的支線回路均應(yīng)采用帶瞬時(shí)型剩余電流動(dòng)作保護(hù)器的斷路器作為短路保護(hù)兼接地故障保護(hù)的附加防護(hù)。

（3） 不考慮停電范圍影響的情況下，為節(jié)省投資，可采用三相供電。

（4） 為了降低末端故障電壓，避免觸電事故的發(fā)生，每根燈桿基礎(chǔ)都做接地。

（5） 照明干線回路采用延時(shí)型剩余電流動(dòng)作保護(hù)的斷路器作為照明干線的短路保護(hù)、過流保護(hù)兼接地故障保護(hù)。

3結(jié)語

本文通過設(shè)計(jì)過程中常見的幾種路燈配電系統(tǒng)實(shí)例，分析了各系統(tǒng)的適用范圍，并總結(jié)了路燈配電設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則。本文研究成果可為設(shè)計(jì)師做路燈配電方案設(shè)計(jì)時(shí)提供參考。

［1］徐華.談室外照明TT系統(tǒng)應(yīng)用［C］∥2023建筑電氣高峰論壇北京電氣設(shè)計(jì)第43屆年會(huì)銅協(xié)杯優(yōu)秀論文集，2023：20-27.

［2］徐華.論城市照明電氣安全［J］.建筑電氣，2021（4）：3-7.

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB 51348—2019［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2019.

［4］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：CJJ 45—2015［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

［5］李蔚.建筑電氣設(shè)計(jì)重要技術(shù)問題探討［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2020.

［6］王厚余.建筑物電氣裝置600問［M］.北京：中國電力出版社，2013.

［7］任元會(huì).低壓配電設(shè)計(jì)解析［M］.北京：中國電力出版社，2020.

［8］李付偉，朱偉楠，盧陽，等.智慧路燈安全智能供電方案設(shè)計(jì)［J］.照明工程學(xué)報(bào)，2022（3）：141-147.

［9］徐華.談室外照明電氣安全［J］.照明工程學(xué)報(bào)，2006（3）：39-42.

［10］中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行：GB/T 13955—2017［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

收稿日期： 20240125

Analysis of Common Problems in Street Lamp Distribution Design

XU Kui

（Wuhan Fanhua Construction Drawing Design Review Co.， Ltd.， Wuhan 430064， China）

Abstract： Street lighting is a crucial part of urban construction and plays an important role in ensuring the safety of pedestrians and vehicles.For street lighting，the selection of power distribution form and the stability of operating state are the key to ensuring the normal operation of the lighting system.This paper analyzes several common forms of street lighting distribution and their possible faults.The results can provide reference for similar project.

Key words： street lighting; power distribution design; ground fault; short circuit protection