住宅小區景觀照明電擊防護措施探討

李祖嵩

中國建筑西南設計研究院有限公司福建分公司（350004）

0 前言

我國景觀照明配電系統為了滿足故障情況下人員電擊防護要求，接地形式一般采用TN系統或TT系統。根據GB51348—2019《民用建筑電氣標準》第10.7.4 條第3點要求:安裝于室外的景觀照明中部分設施位于距建筑外墻20m以內范圍的，應與室內系統的接地形式一致。全部設施均位于距建筑物外墻20m以外的照明回路，宜采用TT接地形式。本項目設置有大型地下車庫，在園林景觀及相應照明設施設于地下室上方的情況下，探討如何根據規范要求采用接地的形式，如何保證在安全時間內切斷故障電源。現結合項目的具體情況進行分析，選擇適合本項目的設計方案。

1 項目情況

廈門某住宅小區園林景觀（如圖1所示）。景觀項目建設用地12254.262m2，地下車庫11883.65 m2，地下車庫范圍內最小覆土為1m。景觀照明設施均設于地下室范圍內，部分照明燈具離主樓距離超過20m（A點）。變電所設于1層，配電線路除夜景照明外均未出室外。項目照明燈具均采用I類燈具。

圖1 廈門某住宅小區園林景觀總平面圖

2 設計分析

人體觸電后電流通過人體時引起的心室纖維性顫動是電擊致死的主要原因。當通過人體的電流越大，電流作用持續時間越長，人體電擊危害性越大。因人體阻抗影響因素較多，不易測得，根據《建筑物電氣裝置600問》文3.6 條，防電電擊計算時采用預期接觸電壓Uf進行計算。通過《建筑物電氣裝置600問》圖3.6（如圖2所示），確定預期接觸電壓Uf與故障時間t關系。在室外景觀照明設計中，潮濕環境下滿足L2曲線即能滿足防電擊要求。由圖2可得，當期接觸電壓Uf小于25V時，故障時間t無要求；接觸電壓Uf大于25V時，故障時間t應小于Uf與L2曲線對應的時間。

圖2 干燥和潮濕條件下預期接觸電壓U1和允許最大持續故障時間t間的關系曲線

方案一:采用TT系統。當線路發生接地故障時，故障回路（如圖3所示）。

圖3 TT系統示意圖

故障時預期接觸電壓:室外潮濕場所Uf應小于25V,剩余電流保護器剩余動作電流為30mA,Id=30mA。則（RPE+RA）=833.3Ω。PE線實際只有1～2m，可以忽略RPE。故RA約為830Ω。

室外景觀照明每個燈具處單獨做接地裝置。接地裝置的電阻830Ω很容易實現。但是本項目照明燈具與地下室頂板距離為1m，根據JGJ/T163—2008《城市夜景照明設計規范》第8.3.2 條，兩個接地系統在電氣上要真正分開，在地下必須滿足一定的距離，否則兩接地系統形式上是分開了，而實際（指電氣上）仍未分開。由于兩個電氣系統，通過接地裝置的相互聯系而產生強烈的干擾，嚴重時甚至造成兩個接地系統都不能正常工作。因此本項目不采用本方案[1]。

方案二:采用TN系統。當線路發生接地故障時，故障回路（如圖4所示）。

圖4 TN系統示意圖

當燈具處發生接地故障時,故障回路的故障電流:

忽略變壓器到低壓柜線纜電阻。配電電纜采用PE線與相線L等截面線纜。預期接觸電壓Uf為110V。查圖2得，最大持續時間t約為180ms。L3回路已設置斷路器對回路短路進行保護。根據斷路器時間電流特性曲線，只要保證保護電器能在0.1s內切斷故障電源，就能滿足電擊防護要求。

當室內其他配電回路發生接地故障時,故障回路的故障電流:

忽略變壓器到低壓柜線纜電阻。配電電纜采用PE線與相線L等截面線纜。預期接觸電壓Uf2約為110V。查圖2得，最大持續時間t為180ms。L4回路已設置斷路器對回路短路進行保護。根據斷路器時間電流特性曲線，斷路器能在0.1s內切斷故障電源。L4回路故障切除后，接觸電壓Uf2為零，室外燈具處不會發生電擊事故。

本項目變電所及除景觀照明配電的其他回路均在建筑物內，建筑物內的鋼筋通過土建施工的綁扎、螺絲、焊接等手段形成了電氣通路。故不會出現如《建筑物電氣裝置600問》圖7.7 所示導體接大地故障的情況[2]。

經過以上分析，本項目采用TN-S接地系統。同時保證當回路或設備中發生帶電導體與外露可導電部分或保護導體之間的故障時，間接接觸防護電器應能在預期接觸電壓超過25V且持續時間足以引起人體有害的病理生理效應前自動切斷該回路或設備的電源[3]。

3 項目設計

本項目采用微型斷路器對燈具回路進行短路保護。需滿足故障電流Id不應小于斷路器瞬時過電流脫口器整定電流Iset3的1.3 倍。按最不利情況考慮。最遠燈具故障電流需要保證滿足斷路器自動切除[4]。照明配電采用帶漏電保護微型斷路器其瞬動脫扣形式為B型，脫扣范圍為3～5IN，脫口時間為0.1S。項目低壓柜至室外照明配電箱距離為15m，配電箱最遠燈具供電距離為130m。綜合考慮后，系統配電：照明配電箱進線開關采用MCCB-C63/3P，進線電纜采用YJV-5x16，出線開關選用RCBO-B16/1N30mA,線纜選用YJV-3x4。

根據式2，查《工業與民用配電設計手冊》（第三版）表4-25,YJV-5x16線纜R’php=3.291（mΩ/m）,YJV-3x4線纜R’php=12.900（mΩ/m）

經測算，當采用出現接地故障時，帶漏電保護微型斷路器能在安全時間內切斷電源[5]。

4 結語

通過對本項目的分析，設置有大型地下車庫，園林景觀照明設施設于地下室上方，變電所及除景觀照明配電的其他回路均在建筑物內的情況下，室外景觀照明電擊防護措施采用TN接地形式配合防護電器在安全時間內切斷電源的電擊防護措施。