道路照明采用TN

1、道路照明采用TN-S和TT接地系統(tǒng)的探討摘要：城市照明配電系統(tǒng)的接地保護(hù)形式的選擇，是確保接地保護(hù)系統(tǒng)安全可靠保證 人身 安全的可靠保證。本文主要介紹我處在黃海路西延道路照明工程中分別作了對(duì) T N-S系統(tǒng)和TT 系統(tǒng)相線碰燈桿的短路試驗(yàn)進(jìn)行比較，并作一探討。城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定道路照明配電系統(tǒng)的接地形式宜釆用TWS系統(tǒng)或TT系統(tǒng)，明確了道路照明應(yīng)釆用的接地形式。由于路燈線路長(zhǎng)，負(fù)荷分散、行人容易觸及外露導(dǎo)體等特點(diǎn)，應(yīng)通過(guò)具體分析計(jì)算、針對(duì)不同的接地形式選擇配置正確參數(shù)的保護(hù)器件，才能確保安全，尤其是人身安全。一、道路照明采用TT系統(tǒng)的分析TT系統(tǒng)是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系

2、統(tǒng)，也稱(chēng)為保護(hù)接地系統(tǒng)。第一個(gè)符號(hào)“T表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地；第二個(gè)符號(hào) "T”表示負(fù)載設(shè)備的金屬外殼部分 與直接連接， 而與電源端接地?zé)o關(guān)（接地形式見(jiàn)圖一）。道路照明采用 TT系統(tǒng)時(shí)，金屬燈 桿（電器設(shè)備金屬 外殼）只與接地裝置用導(dǎo)線連接，而與變壓器的中性線不用導(dǎo)線接通。外爲(wèi)可導(dǎo)電部分圖一 TT系統(tǒng)當(dāng)發(fā)生相線碰殼接地故障時(shí)，其等效電路圖見(jiàn)圖二。故障電流計(jì)算公式：ld=V/ （RO+Rd+R 相）式中：V電源電壓；Rd 燈桿接地電阻；R0 變壓器中性點(diǎn)接地電阻；R相一一相線阻抗（如短路點(diǎn)距電源很近，則R相可忽略不計(jì)）。R? i圖二f1 0 *nhI >ac3« f

3、t |«!t % l lV M* iBHflHrill |若R0=4Q, Rd=4Q (規(guī)程規(guī)定燈桿接地電阻不大于4 Q),則ld=220/(4+4) =27. 5A 。無(wú)法使熔斷器在規(guī)定時(shí)間動(dòng)作。低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)中規(guī)定，當(dāng)要求切斷故障回路的時(shí)間小于或等于5S時(shí)，短路電流Id與熔斷黠熔體額定電流In的比值不應(yīng)小于表一的規(guī)定。這時(shí)設(shè)備外殼對(duì)地電壓 Upe二V X Rd/ (RO+Rd+R相)。表一切斷接地故障回路時(shí)間小于或等于5S的ld/ln最小比值熔體額定電流(A)4-1012 ? 6380*200250-500Id/In4.5551則Upe = 220X4/(4+4) = 110V。

4、由于短路點(diǎn)距電源較近，相線阻抗忽略不計(jì)，這個(gè)電壓足以使觸及的行人發(fā)生電擊(國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，人身電擊安全電壓限值為50V) o而實(shí)際上現(xiàn)在很多城市采用保護(hù)接地時(shí)，一個(gè)路燈專(zhuān)用變壓器供電的路燈燈桿有幾十根，有的根根打接地極，有的隔桿打一根接地極，再用專(zhuān)門(mén)的PE線連成接地網(wǎng)絡(luò)(接地形式 見(jiàn)圖三)，這時(shí)Rd很容易小于1Q,貝U Upe=220XI/(4+l)=44V<50V, 為安全電壓。圖三外龔可導(dǎo)電部分外拇可導(dǎo)電部分二、道路照明采用TN-S系統(tǒng)的分析TN-S系統(tǒng)是把工作零線7和專(zhuān)用保護(hù)線PE嚴(yán)格分開(kāi)的供電系統(tǒng)。第一個(gè)符號(hào)“T表 示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地；第二個(gè)符號(hào)"N”表示

5、負(fù)載采用接零保護(hù)；第三個(gè)符號(hào)"S”表示工作篆線與保護(hù)線是嚴(yán)格分 開(kāi)的，所以PE線稱(chēng)為專(zhuān)用保護(hù)線，在電源端 PE線必須與變壓器中性點(diǎn)連接，如不連接則變成了TT電源端接地點(diǎn)外踞可導(dǎo)電部分10Q。如果相線系統(tǒng)，其接地形式見(jiàn)圖四。當(dāng)發(fā)生相線碰殼接地故障時(shí)，其等效電路圖見(jiàn)圖五。Rd為重復(fù)接地電阻，城市道路照明工程施工及驗(yàn)收規(guī)程規(guī)定接地電阻不大于與PE線規(guī)格一致，P點(diǎn)對(duì)中性點(diǎn)的電壓為 110V,則設(shè)備外売對(duì)地電壓 Upe二110XRd/(R0+Rd) =110X10心0+4) =79V>50V,為危險(xiǎn)電壓。當(dāng)重復(fù)接地裝置比較多的情況下，RO和Rd值是接近的，實(shí)際測(cè)量中R0值稍小，假設(shè)均為4

6、 Q ,則Upe=110XRd/(R0+Rd) = 110X4/(4+4) =55V>50V t仍為危險(xiǎn)電壓。存在危險(xiǎn)電壓不要緊，關(guān)鍵看能不能按照規(guī)要求及時(shí)切斷故障電壓。短路電流Id二220/(R相+Rpe),假設(shè)一條路燈線路長(zhǎng)600m,采用VV5X10電纜三相平衡控制，10nun2銅線 電阻值每千米為2. 06Q,路燈檔 距在30m,燈位處電纜頭長(zhǎng)1.5m,箱變至第一燈位電纜長(zhǎng) 20m,其余余量均不計(jì)。每相控制 7個(gè)250*高壓 鈉燈，選用熔體額定電流 30A的熔斷器(往往考慮廣告負(fù)荷熔芯還要高配)按照表一，Id應(yīng)不小于150Ac 實(shí)際上 Id= 220/(0. 68X2X2. 06)

7、 =78. 5A, 不能及時(shí)切斷。為了滿(mǎn)足及時(shí)切斷故障，可加大電纜截面，但工程投資將成倍增加，如采用VV5X16電纜，ld=220/(0. 68X2X1.288) =125 兒還不能滿(mǎn)足規(guī)要求，得釆用 VV5X25的電纜，是極不經(jīng)濟(jì)的，而半徑長(zhǎng) 600米的 路燈線路在三相平衡供電中并不算長(zhǎng)。三、對(duì)T7-S和TT系統(tǒng)做相線碰殼短路試驗(yàn)我們?cè)邳S海路西延道路照明工程中針對(duì)TN-S和TT系統(tǒng)分別做了相線碰殼短路試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。生地形式般38朋竝電壓?§也霑更芯額定電,元,RoCO)TN-S14*9A67V兀40AVV5X16650M0.820.65TT56A23V40AWS*I665C

8、M3.30. &2從上表可以看出與前面的分析是吻合的，采用TN-S系統(tǒng)時(shí)故障點(diǎn)將存在危險(xiǎn)電壓，而短路電流的數(shù)值不足以及時(shí)切斷電源，雖然觸電的幾率較小，但涉及到人身安全是不能存在任何僥幸心理的，而且電纜在施工中被燈桿法蘭壓破導(dǎo)致短路等相線碰殼故障在路燈中并不少見(jiàn)。雖然增加電纜截面可以提高短路電流，但在資源越來(lái)越緊缺的情況下是很不經(jīng)濟(jì)的。在路燈的維護(hù)過(guò)程中還有這種情況，不負(fù)責(zé)的維修電工在熔芯燒壞后，找不出故障原因而是換用大容量的熔芯， 由于故障未排除，危險(xiǎn)電壓始終存在。而采用 TT 系統(tǒng)，故障點(diǎn)對(duì)地電壓 容易得到安全電壓，只要接地 按照規(guī)去做， 即單根接地極用扁鋼與燈桿法蘭底板焊牢， 所有

9、 接地用 PE 線連成網(wǎng)絡(luò)， 接地電阻小于 1Q 是能做到的。唯一的問(wèn)題是故障電流小，不能及 時(shí)切斷電源，導(dǎo)致線路帶故障運(yùn)行。正是由于此原因， 城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)指出 TT 系統(tǒng)應(yīng)采用漏電保護(hù)器，我們也采用了 RDL20-160 型號(hào)的漏電保護(hù) 器進(jìn)行試驗(yàn)，整定電流為 500mA, 晴天還好，一旦遇到陰雨天，由于線路的泄流電流大而導(dǎo)致誤動(dòng)作。 也許只有等市 場(chǎng)上出現(xiàn)安培級(jí)的漏電開(kāi)關(guān)供給，才能解決這個(gè)問(wèn)題。四、結(jié)語(yǔ)1、道路照明采用 TM-S 系統(tǒng)，由于線路較長(zhǎng)、負(fù)荷分散，短路電流不足以在規(guī)定時(shí)間切 斷故障 電流，尤其許多城市燈桿上安裝燈箱廣告后（政府行為），熔斷器熔體容量還要高配， 使得該矛盾更 加突出，而此時(shí)故障點(diǎn)的危險(xiǎn)電壓足已危及人身安全（故障點(diǎn)周?chē)臒魲U均帶 電）。2、道路照明在接地良好，接地電阻達(dá)到 1Q 以下時(shí)，宜采用 TT 系統(tǒng)，即使有相線碰殼 故障也 能確保故障點(diǎn)對(duì)地電壓為安全電壓。唯一不足的是線路很可能帶故障運(yùn)行，而目前市 場(chǎng)上的漏電開(kāi)關(guān) 無(wú)法滿(mǎn)足