漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)在道路照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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　摘 要：本文主要淺析路燈低壓配電線路的接地故障一般采用接地保護(hù)或接零保護(hù)，但其可靠性均較差。按照新規(guī)范的要求，用漏電斷路器來(lái)保護(hù)路燈低壓配電線路，應(yīng)是路燈配電的趨勢(shì)。

　　一、路燈配電接地

　　近幾年的發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)在上世紀(jì)50年代到80年代，工廠、民用建筑及道路照明的配電系統(tǒng)，多采用TN-C接地方式，隨著配電規(guī)范的不斷充實(shí)與修訂，民用建筑配電在上世紀(jì)90年代后開(kāi)始推行TN-C-S、TN-S接地方式并得到了廣泛的應(yīng)用。由于民用建筑配電多在建筑物內(nèi)部使等電位連接容易實(shí)施，因此用電安全得以保障。而道路照明因?yàn)樵谑彝獾入娢贿B接很難實(shí)現(xiàn)，使道路照明與民用建筑的配電有所區(qū)別。

　　目前我國(guó)大多數(shù)地區(qū)道路照明的配電仍多采用TN系統(tǒng)，正逐步由TN-C接地系統(tǒng)改為T(mén)N-S系統(tǒng)。新的《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2006中對(duì)道路照明配電系統(tǒng)推薦采用TN-S、TT系統(tǒng)，進(jìn)一步明確了道路照明應(yīng)采取的接地方式。

　　二、幾種配電接地

　　在路燈中的分析路燈低壓配電系統(tǒng)的特點(diǎn)，一是配電半徑長(zhǎng)（一般要幾百米，甚至上千米）；二是用電負(fù)荷分散；三是行人觸及的可能性大，這種系統(tǒng)發(fā)生三相或二相斷路，一般用熔斷器或斷路器即可自動(dòng)切斷電源。但對(duì)接地故障，由于線路較長(zhǎng)，故障電流較小，常規(guī)的保護(hù)裝置就無(wú)法切斷或無(wú)法很快的切斷故障線路，行人一旦接觸，發(fā)生電擊的危險(xiǎn)就很大。

　　在TT接地系統(tǒng)中（圖一TT系統(tǒng)接地型式），過(guò)去都采用接地保護(hù)，即將金屬燈柱及座箱等接地，此時(shí)若發(fā)生接地故障，其接地電流Id=V/（ro+rd），式中：V為電源電壓ro為電源處接地電阻rd為燈柱處接地電阻。

　　若ro=Rd=4Ω則Id=220/（4+4）=22.5A.這個(gè)故障電流通常還不足以使熔斷器或斷熔器動(dòng)作或迅速動(dòng)作。這樣燈柱座箱對(duì)電壓Vd=Id×rd/（ro+rd），當(dāng)rd=ro時(shí)，Vd=V/2=110V。這個(gè)電壓足以使觸及的行人發(fā)生電擊。

　　在TN接地系統(tǒng)中（圖二TN-S系統(tǒng)接地型式），過(guò)去都采用接零保護(hù)，即將金屬燈柱及座箱等與系統(tǒng)的PE線或PEN線相接，此時(shí)若發(fā)生接地故障，其接地電流Id=V/Zo.式中Zo為“相一零回路”阻抗。根據(jù)靈敏度要求Id>1.3×N×Iz，式中：N為開(kāi)關(guān)瞬動(dòng)倍數(shù)，Iz為開(kāi)關(guān)額定動(dòng)作電流。

　　對(duì)于路燈常用的小截面電纜，其值一般為每千米1歐姆左右。故理論上Id可達(dá)到百安培，但仍滿足不了設(shè)計(jì)靈敏動(dòng)作要求。而且實(shí)際上接地故障處往往不是金屬性連接，若考慮其接觸電阻，實(shí)際的接地電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上述計(jì)算值。當(dāng)然線路的保護(hù)裝置也就很難可靠動(dòng)作。燈柱及座箱上就會(huì)長(zhǎng)時(shí)間帶有電壓，并且這種電壓還可能通過(guò)PE線或PEN線傳到該系統(tǒng)的所有燈柱和座箱。從某種意義上講，其危及的面會(huì)更廣。

　　綜上所述，由于道路照明供電線路過(guò)長(zhǎng)，使配電設(shè)計(jì)中的線路故障接地很難滿足>GB50054-95中第4.4.7條規(guī)定即“相線對(duì)地標(biāo)稱(chēng)電壓為220V的TN系統(tǒng)配電線路或僅供給固定式電氣設(shè)備用電的末端線路，其切斷故障回路的時(shí)間不宜大于5s”這一條，如果設(shè)計(jì)中要滿足這一條要求，可以采取增大電纜截面，會(huì)使工程造價(jià)增長(zhǎng)很多，在現(xiàn)實(shí)工程中不太現(xiàn)實(shí)。因此無(wú)論是TT系統(tǒng)還是TN-S系統(tǒng)對(duì)線路的保護(hù)設(shè)計(jì)既要考慮人身用電安全、線路保護(hù)還要考慮經(jīng)濟(jì)性及可操作性。

　　三、漏電開(kāi)關(guān)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)

　　TN、TT接地系統(tǒng)所存在的缺點(diǎn)，如采用漏電開(kāi)關(guān)作為配電保護(hù)，可使接地故障時(shí)人身安全得到保障。同時(shí)能夠提高施工質(zhì)量采用漏電開(kāi)關(guān)可解決，使線路絕緣好，工程承包方施工隊(duì)施工質(zhì)量一點(diǎn)也不能馬虎，以前很多偷工減料，不按規(guī)范施工的現(xiàn)象可減少，否則漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)跳閘則不能通過(guò)驗(yàn)收。

　　另一方面如采用了漏電開(kāi)關(guān)，在滿足電壓降的前提下可減小電纜截面，減少投資節(jié)約有色金屬。

　　四、漏電開(kāi)關(guān)的選用注意事項(xiàng)

　　目前對(duì)漏電保護(hù)器在道路照明配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有幾個(gè)要注意之處：

　　表11-27220/380V單相及三相線路埋地、沿墻敷設(shè)穿管電線每公里泄露電流單位：mA/km

　　絕緣材質(zhì) 截 面 （mm²）
　　4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240
　　聚氯乙烯 52 52 56 62 70 70 79 89 99 109 112 116 127
　　橡　　皮 27 32 39 40 45 49 49 55 55 60 60 60 61
　　聚 乙 烯 17 20 25 26 29 33 33 33 33 38 38 38 39

　　1、不能生搬室內(nèi)漏電開(kāi)關(guān)做法。在室內(nèi)漏電保護(hù)作用于保護(hù)人身安全因此需要漏電動(dòng)作電流小于30mA，而此漏電電流并不適用于道路照明，因?yàn)榈缆氛彰髋潆娋€路過(guò)長(zhǎng)。需考慮線路正常泄露電流，根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》以聚氯乙烯電纜（VV-25）供電半徑0.8公里計(jì)算，單相帶8盞燈計(jì)算正常線路泄露電流為：

　　0.8×70=56mA用電設(shè)備泄露電流估算為：3.5×8=28mA總計(jì)為84mA，根據(jù)“配電線路的漏電保護(hù)器動(dòng)作電流應(yīng)不小于正常運(yùn)行實(shí)測(cè)泄漏電流的2.5倍，同時(shí)還應(yīng)滿足其中泄露電流最大的一臺(tái)用電設(shè)備正常運(yùn)行泄漏電流實(shí)測(cè)值的4倍”的原則，如按84mA的2.5倍計(jì)算，漏電動(dòng)作電流的選取不應(yīng)小于210mA，因此漏電電流應(yīng)選取應(yīng)為300～500mA。

　　表11-29熒光燈、家用電器及計(jì)算機(jī)泄露電流

　　設(shè)備名稱(chēng) 型 式 泄漏電流（mA）
　　熒光燈 安裝在金屬構(gòu)件上 0.1
　　安裝在木質(zhì)或混凝土構(gòu)件上 0.02
　　家用電器 手握式I級(jí)設(shè)備 ≤0.75
　　固定式I級(jí)設(shè)備 ≤3.5
　?、蚣?jí)設(shè)備 ≤0.25
　　I級(jí)電熱設(shè)備 ≤0.75～5
　　計(jì)算機(jī) 移動(dòng)式 1.0
　　固定式 3.5
　　組合式 15.0
 

　　由于以前漏電開(kāi)關(guān)多用于室內(nèi)，所以漏電開(kāi)關(guān)多采用30mA漏電動(dòng)作電流的開(kāi)關(guān)，如室外配電仍采用30mA漏電動(dòng)作電流，就會(huì)存在開(kāi)關(guān)多次誤動(dòng)作，造成了很多工作人員對(duì)漏電開(kāi)關(guān)在使用上的誤區(qū)。

　　目前路燈配電多采用單極開(kāi)關(guān)作為回路控制，以減少在故障時(shí)停電范圍，因此選用單極微斷且300～500mA漏電電流的開(kāi)關(guān)目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)較少。但隨著路燈配電對(duì)這種開(kāi)關(guān)的需求，會(huì)有市場(chǎng)共給的。

　　結(jié)束語(yǔ)：近年來(lái)在網(wǎng)上搜索關(guān)于路燈因下雨漏電，導(dǎo)致觸電事故發(fā)生比比皆是，隨著人們對(duì)生命的重視，隨著配電規(guī)范的嚴(yán)格要求，隨著路燈事業(yè)的發(fā)展，漏電開(kāi)關(guān)在路燈配電中的應(yīng)用將是趨勢(shì)。但路燈配電因處于室外，配電環(huán)境較復(fù)雜，路燈漏電如誤動(dòng)作會(huì)給安全照明帶來(lái)隱患，所以路燈漏電開(kāi)關(guān)的選擇及應(yīng)用要經(jīng)過(guò)實(shí)際的驗(yàn)證，經(jīng)驗(yàn)成熟后，推廣使用。