城市道路照明設施接地保護形式分析

馮黎強（廣西卓亞照明有限公司，廣西南寧530000）

城市道路照明設施接地保護形式分析

馮黎強（廣西卓亞照明有限公司，廣西南寧530000）

城市道路系統在城市整體建設中占據著重要的地位，特別是城市道路照明系統關系著城市夜晚的交通安全、城市的安防建設、城市的景觀水平等等諸多方面，對于提高人民生活質量，甚至是提高城市的商業經濟、文化建設等方面都發揮著越來越重要的作用。但由于城市道路照明受露天、天氣影響非常明顯，常常會導致漏電等情況發生，甚至還會發生觸電等悲劇發生，這對于城市道路照明接地保護提出了更高的要求，本文主要針對這一問題展開研究，希望給城市建設提供一定的參考。

城市道路；照明設施；接地保護；形式分析

引言

由于城市道路照明設施漏電而發生的觸電等問題常常見于報端，必須認真分析原因，查找對策，筆者通過長期調研實踐感到：①照明設施本身存有質量上的問題導致漏電；②天氣如雨、雪等潮濕的環境，擴大了漏電的范圍，所以常常出現電死路人的情況；③照明設施內部絕緣沒有做好，發生了碰殼等情況導致短路。以上這些情況在一定導電介質傳導情況下將進一步擴大影響。為避免以上情況出現，實現照明系統的安全用電，就必然涉及到一些用電方面的技術問題和管理維護問題，接地保護問題探討就是其中之一，實現城市道路系統的接地保護，一個是可以使行人免受電擊傷害，另一個是可以確保照明的正常進行，防止出現電路方面的故障，減少不必要的大面積停電等。

1 城市道路照明設施接地保護主要形式分析

目前，開展城市道路照明設施接地保護的主要依據是《城市道路照明設計標準》，其中對城市道路照明設施接地形式進行了規范，大致分為三種：①采用TT系統；②聯網TT系統；③TN-S系統，三種方式中主要涉及三個字母，解釋如下：TT系統的第一個“T”主要表示中性點接地，第二個“T”主要表示設施外殼也進行了接地。聯網“TT”系統主要指采用專門的PE線，把控制箱和燈桿接地極連成接地網絡，但與變壓器中性點不連接。TN-S系統中的“T”代表將中性點進行直接接地，符號“N”代表負載接零保護；符號“s”代表保護線與零線嚴格分開。具體接線形式如圖1～3所示，下面區分三種情況進行一一分析。

圖1 TT系統

圖2 聯網TT系統

圖3 TN-S系統

（1）TT系統具體分析。由故障電流計算公式計算可以得知，如果相線與碰殼發生接地故障，系統一般不會在短時間內切斷保護，產生的電壓大于人體所能承受的50V的電壓，足以使人發生觸電事故。一些設計師特別是一些沒有具體城市設計實踐的電氣設計人員會按照標準加裝漏保，認為安裝了這個就萬事大吉，也可以借以推卸責任，但實踐完全不同，漏電保護之所以作用不好主要原因在于：一個是沒有考慮到室外布線的實際，對于較長的線路，一般都會出現電流的泄露，有電氣設計師經過計算，可以加裝300～500mA的漏電保護器，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、線路的泄露電流會急劇增大。筆者對此也進行了專門的試驗和調研，采取500mA的漏電保護器，天氣較好運轉正常，一旦遇到雨天就會頻頻發生誤動作。以南通開發區為例，去年高架9個控制點共發生問題200多次，這還僅僅是一個城市局部的情況，如果把這種情況推向全城市，這樣的誤動作在多條線路，多個控制箱的綜合作用下，會發生什么情況就不得而知了，可以說漏電保護基本不起作用了，沒有任何使用價值。另一個是，沒有考慮到補償電容、鎮流器等故障時也會產生漏電動作，而且處理的緊迫性不如停電來得強。再一個是，每個漏保都會有“每月測試一次”的要求，以一個中等城市為例，整個城市安裝的漏保數量為700多個，每個月要按一次，全年需要跑近萬次，這個工作量無疑是巨大的。從以上問題不難看出，僅僅靠安裝漏保的方式實施漏電保護是有短板的，TT系統在城市照明系統的運用必須謹慎。

（2）聯網TT系統具體分析。作為一種保護接地方式，主要有兩種形式：一種是每根電線桿實施接地，另一種是每隔一根接地極，在用專門PE線接地，形成網絡。通過故障電流計算公式計算可得知，故障電壓總體小于50V，為“安全電壓”，但由于電流較小，所以在規定時間內也無法切斷開關，但是從I=U/ R可以得知，電阻的作用不容忽視，每個人作為個體的電阻也不盡相同，同樣的電壓當電阻較小的人，電流就會較大，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電阻的影響，一般來說，空氣越潮濕，電阻越小，所以雨天人員受觸電而發生事故的概率較大，依據《城市照明設計與施工》，對于潮濕環境下的安全電壓具體規定為小于25V，所以從這個意義上來看，采用聯網TT系統，盡管漏電電壓依據降低到所謂的安全電壓，但對于雨天等潮濕環境，依然不是安全電壓，這也是雨天城市道路照明系統問題頻發的主要原因。

（3）TN-S系統具體分析。依據《城市道路照明工程施工及驗收規程》，接地電阻不大于10Ω，如果PE線與相線規格相同，則P點對中性點的電壓計算為110伏，此時外殼對地電壓U=110×R/（Ro+Rd）=79V，大于人體安全電壓50V，判斷為危險電壓。如果重復接地裝置較多，實測R值則相對稍小，此時U= 55V，仍然大于人體安全電壓50V，判讀為危險電壓。存在危險電壓，就要采取措施及時消除危險電壓，此時電纜截面數值就顯得尤為重要，必須根據計算所得要求實施，確保能及時切斷電源故障。

2 情況判斷結論

（1）采取第一種方式，即TT系統或是聯網TT系統，當發生相線碰殼時，短路電流較小，不可能及時切斷開關，如不安裝漏保，系統就會長時間帶故障運行，雖然聯網TT系統可以使電壓大大下降，但對于諸如小孩、雨天等特殊人群和天氣則作用不大，筆者通過大量的實踐也證明，在城市中全面安裝漏保也是不切合實際的。不過，TT接地保護方式也有其固有的優點：一是反應較為靈敏，故障電流相比其他方式較小，對于斷路器等不能滿足其要求，但選用剩余電流動作保護器，其要求電流僅僅為幾百甚至是幾十毫安，動作則較為靈敏，安全性能得到保證。剩余電流相比其他，保護一般線路比較短，長度大約幾米至幾十米不等，要求的電流較小，一般小于30mA，在一些特殊場合該數值還會更小，線路短同時帶來的還有泄露的電流較小，只要正常操作，一般不會引起誤動作。道路照明的線路則不同，一般會達幾千米，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，導致跳閘是必然的。所以此方法有待進一步商榷

（2）采取第三種方式，即TN-S系統，當發生線路碰殼時，只要配置合理，瞬間短路電流可以使開關切斷，比較符合規定要求，但也要注意使用該系統供電半徑不可太長，線徑不可太小，斷路器等開關要合適匹配，同時不能改變設備的現狀，如在電線桿上加裝其他電器，設置廣告等，這樣會進一步增加電路的載荷，造成不可預測的矛盾問題。

（3）當照明設施內部的絕緣體發生損壞，一些電線頭出現了裸露，此時雖然沒有發生短路碰殼故障，但一旦遇到大面積的水源就會急劇擴大受傷害的范圍，在實際工作中，曾經有人問過筆者：雨水作為導體，遇到電流時，為什么不發生跳閘動作？雨水和地面雖然是導體，但其作為導體的電阻也是存在的，在這整體構成的回路中，其回路電流往往不足以切斷開關。所以筆者認為，在城市照明設施安裝時，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，比如表箱和燈桿門離地面的高度等等。對于一些廣場中埋設在地表以下的電線電纜，主要存在雨水的浸淹，主要是地勢較低處，還有就是燈光和投光易被損壞，特別是靠近人行道兩側的設備，所以實踐中，其電線電纜設施最好采用低壓的LED光源，實施低壓供電，實踐中一般采用24V以下電壓較為保險。

3 結語

國民經濟的飛速發展促進了城鄉建設的發展，人民對于物質、文化、環境要求越來越高，道路照明系統作為人民生產、生活、娛樂、從事經濟活動的組成部分，必須跟上時代的發展和人民的需求，但在考慮照明的同時不能忽視安全問題，城市照明用電、供電必須做到全時安全、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長，但也各有短處，在實踐使用中要科學選擇，揚長避短，將最合適的接地保護方式使用在最需要的部位。

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TU113.666

A

2095-2066（2016）36-0248-02

2016-12-14

馮黎強（1981-），男，工程師，本科，主要從事城市道路照明方面的工作。