路燈設施漏電分析與防漏電措施的應用

周文杰

摘要：路燈作為城市建設的重要組成部分，由于城市建設的高速發展，傳統的水泥燈桿被秀麗多姿的金屬燈桿取代。但是，金屬燈桿是導電體，且分布在市區行人密集的街道旁。路燈、燈箱的導線接頭、鎮流器、保險、觸發器、燈頭、燈泡等元件都安裝在燈桿、燈箱內，路燈在運行過程中，由于元件老化、損壞等原因導致絕緣失效，而使燈桿、燈箱成為一個帶電體，行人觸摸后便會發生人身傷亡事故。

關鍵詞：路燈設施;漏電;原因;防漏電;措施;應用;分析

1導言

路燈作為城市建設的重要組成部分，隨著城市建設力度的不斷加大而迅速發展。傳統的水泥燈桿已被秀麗多姿的金屬燈桿取代。但是，金屬燈桿是導電體，且分布在市區行人密集的街道旁。路燈的導線接頭、鎮流器、觸發器等元件都安裝在燈桿內，路燈運行過程中，由于元件老化、損壞等原因導致絕緣失效，而使燈桿成為一個帶電體，行人觸摸后便會發生人身傷亡事故。道路照明（路燈）設施遍布城市大街小巷，是城市重要的市政基礎設施之一。路燈運行過程中，由于用電環境惡劣、線路老化、電纜接頭絕緣不良、整流器發熱、外力損壞、產品質量等原因造成漏電，使路燈的金屬燈桿帶電，直接危及到行人的安全。近年來，全國各地由于路燈設施漏電而引發的安全事故時有發生，因此保障路燈設施安全、正常運行，確保人民生命財產安全，對路燈設施進行采取防漏電措施勢在必行。

2工作原理

該漏電保護器主要由工作開關電路、漏電保護控制電路和采樣隔離電路等組成。

2.1工作開關電路

這一部分既是路燈的開關，同時也是漏電保護器的執行機構，本課題選用了交流接觸器K1作為路燈電源的工作開關，其線圈由控制電源U（或路燈專線電源）供電，常開觸點作為路燈E的開關接入主電源A。U送電，K1線圈通電，常開觸點閉合，路燈電源接通，路燈E亮;U停電，K1線圈失電，常開觸點斷開，路燈電源被切斷，路燈E熄滅。

2.2采樣隔離電路

它由一組共陰極的二極管D1～Dn構成，其陰極與漏電保護模塊FV的采樣端FV3連接，每個二極管的陽極分別連接于各金屬燈桿即被保護體MM1～MMn上，由于二極管單向導電性的作用，這樣漏電信號可以由漏電保護體MM1～MMn傳遞給模塊FV，而不能傳遞給其它被保護體，這樣，既能可靠采樣、保護，又不會擴大漏電危害，同時查找故障點很方便。

2.3漏電保護控制電路

該電路由漏電保護模塊FV和一個交流接觸器K2組成，K2的線圈與FV串聯后接入主電源A，K2的常閉觸點串在K1的線圈回路中。FV是漏電保護技術核心，是自行研制的專用電子開關。當采樣端FV3采集到漏電信號時，與設定的基準電壓比較、放大后使FV導通，K2動作并自鎖，K2常閉觸點斷開，K1線圈失電，K1常開觸點斷開，切斷漏電電源，實現安全保護。

3路燈設施漏電原因分析

一是路燈電纜使用時間久存在老化情況，在潮濕天氣下經常出現故障，容易導致漏電等安全隱患，影響安全：一是由于早期建設的電纜接頭制作不合格或在潮濕的氣候條件下做接頭，使接頭進水或混入水蒸氣，時間長久逐漸損害電纜的絕緣強度而造成故障;二是電纜長期超負荷運行，溫度過高加速絕緣老化;三是電纜保護層受酸堿作用腐蝕導致絕緣老化。二是路燈電氣保護靈敏度不高。目前路燈配電采用TN-S系統，供電線路長、阻抗大，再加上故障點接地電阻的影響，單相接地電流就比較小，路燈箱變內線路多采用空氣開關可能無法快速切除故障，出現漏電情況時不能及時、自動切斷電源，容易出現燈桿或線路漏電情況。三是燈桿燈門高度較低，存在被水淹而導致漏電風險。目前燈桿燈門安裝高度一般為離地40cm，但是由于建設時標準不一或者道路改造造成后期路面升高等原因，燈門離地高度一般達不到40cm，在暴雨等極端天氣下，會造成雨水倒灌燈桿內，積水浸泡電纜接頭或積水處電纜破損導致周圍水域和帶電，存在行人被跨步電壓擊倒的風險和安全隱患。四是路燈設施被損壞情況較嚴重。隨著城市的快速發展，道路改造、地鐵施工等市政建設越來越多，近年來，由于建設單位不規范、不文明施工造成電纜被挖斷、挖損的情況經常發生，造成電纜裸露;此外，破壞路燈燈門造成燈線裸露、破損，存在安全隱患。因此，如何采取行之有效的防漏電措施，防止人身觸電和由于漏電造成的種種危害，考慮采取防漏電措施是路燈管理部門需要解決的問題。

4電壓型漏電保護器的誤動作和拒動作問題

解決誤動作和拒動作問題，其實質就是提高電壓型漏電保護器動作的精度，以保證可靠地工作。傳統的電壓型漏電保護器都是由電磁元件構成的，由于電磁元件的性能不穩定、一致性不好、氣隙精度差等原因，所以存在著嚴重的誤動作和拒動作問題。我們選用交流接觸器（或繼電器）作為執行元件，在電磁元件的基礎上，增加了電子控制電路，即前面提提到的“漏電保護模塊”Fv，如圖2所示。它由電子開關K、電壓比較下器A等器件構成，比較器的正向輸人端為模塊的采樣端。漏電電壓一旦高于設定的基準電壓，比較器翻轉，輸出信號使K導通。該電路是非常成熟的電子電路，可圖2漏電保護模塊線路大大提高動作的精度，滿足了漏電保護器的工作要求。至此電壓型漏電器的誤動作和拒動作問題得到徹底解決。

5安裝漏電開關

路燈作為室外的用電設備，按照《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》（GB13955-2005）應該安裝漏電保護器，漏電斷路器的額定漏電動作電流（I△n）一般要大于系統正常漏電電流的2倍;額定漏電不動作的電流值一般應選漏電動作電流值的二分之一。在試驗路段安裝了智能漏電開關（4P/40A/300mA，具有自動復位功能），于控制箱的母線排引出安裝智能漏電開關，同時在燈桿內安裝二級保護漏電開關。漏電開關不跳閘的絕緣電阻要求：300mA的漏電開關，不跳閘的漏電流是小于150mA，220V/150m A=1.47kΩ，考慮到長導線對地的電容性泄露電流的影響，通常線路的絕緣大于2.5kΩ時，300mA的漏電開關可以正常手動送電。在對試驗道路的線路進行檢測后，線路存在破損、燈桿接線端子存在銹蝕等現象。在對破損電纜進行灌膠絕緣處理、對絕緣老化電纜進行整檔更換后。電纜更換后，4個回路已安裝漏電開關。同時，在燈桿內安裝二級保護漏電開關，這點從維護的角度考慮通常燈桿內安裝的是熔斷器，當回路上安裝了漏電開關后，一旦燈具漏電如鎮流器擊穿，就會造成線路上的漏電開關跳閘而不是燈桿內的熔斷器動作，從而造成整條路斷電，而且很難排查。燈桿內安裝漏電開關則發生燈具漏電時燈桿內的漏電開關首先會動作，不會造成整條線路斷電。這也保證了快速排查故障，保證亮燈率。3試點使用城市照明漏電監測終端結合我中心目前正在使用的“三遙”監控系統，安裝了城市照明漏電監測終端，具有以下功能：一是全天后候24小時（開關燈均可）實時各條輸出線路漏電監測。二是漏電監測終端和線路相等的使用壽命。三是不受監測的路燈照明線路距離限制。四是對照明線路漏電進行全自動的監測，具有電流超標報警、關閉電流超標線路功能。在該設備安裝完成后，試用階段報警2次，經現場檢測，數據與監測數據基本吻合，能夠發現線路漏電情況，避免產生人身傷害，在維護上減小了由人員檢查線路而帶來的時間損失。

以上兩種防漏電措施，目前仍在試運行階段，需要跟蹤測試運行情況，就現階段來看，有以下實際運用問題：一是漏電開關相比空氣開關，靈敏度相對較高，無論是火線搭桿、接頭浸水還是電纜破損漏電等等故障情況下都能及時切斷故障電流，確保安全。但是漏電開關的安裝對電纜的絕緣值要求高，從安裝情況來看，對于使用時間較長的電纜，存在維修接頭多、施工破損等情況，因此絕緣值一般都達不到要求，因此如果安裝漏電開關需要對電纜進行檢測，更換電纜。因此安裝漏電開關比較適合新敷設的電纜。二是漏電檢測裝置可以檢測電纜泄露電流，靈敏度相對漏電開關有差距，同時對于燈具如鎮流器燒壞、燈線破損等造成的漏電無法檢測，與單燈控制相結合可做優化。

5結論

通過對上述的內容進行分析研究之后可以得出，總而言之保證路燈設施安全運行是路燈管理部門的重要工作，還要通過：一是加強日常防漏電檢測，降低路燈桿漏電概率;二是制定路燈漏電處置應急預案，根據實際情況，分級啟動應急預案，對發生的事故迅速做出正確判斷，對漏電事故及時進行處理;三是加強對低洼易澇點監控。在雨季通過人工巡查和視頻、傳感器等技術手段，對水浸嚴重區域和路段進行重點監控，對出現雨水倒灌燈門的路燈及時采取斷電措施，確保安全;四是有效減少路燈設施被損率。道路改造、地鐵施工等市政項目建設、監理、施工單位要嚴格按照有關施工規定和要求規范、文明施工，采取切實有效措施避免挖斷、挖損路燈設施。科技手段與日常管理相結合，才能最大限度地減少觸電傷亡事故的發生。

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