道路照明采用TN

1、道路照明采用TN-S和TT接地系统的探讨摘要：城市照明配电系统的接地保护形式的选择，是确保接地保护系统安全可靠保证 人身 安全的可靠保证。本文主要介绍我处在黄海路西延道路照明工程中分别作了对 T N-S系统和TT 系统相线碰灯杆的短路试验进行比较，并作一探讨。城市道路照明设计标准中规定道路照明配电系统的接地形式宜釆用TWS系统或TT系统，明确了道路照明应釆用的接地形式。由于路灯线路长，负荷分散、行人容易触及外露导体等特点，应通过具体分析计算、针对不同的接地形式选择配置正确参数的保护器件，才能确保安全，尤其是人身安全。一、道路照明采用TT系统的分析TT系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系

2、统，也称为保护接地系统。第一个符号“T表示电力系统中性点直接接地；第二个符号 "T”表示负载设备的金属外壳部分 与直接连接， 而与电源端接地无关（接地形式见图一）。道路照明采用 TT系统时，金属灯 杆（电器设备金属 外壳）只与接地装置用导线连接，而与变压器的中性线不用导线接通。外爲可导电部分图一 TT系统当发生相线碰壳接地故障时，其等效电路图见图二。故障电流计算公式：ld=V/ （RO+Rd+R 相）式中：V电源电压；Rd 灯杆接地电阻；R0 变压器中性点接地电阻；R相一一相线阻抗（如短路点距电源很近，则R相可忽略不计）。R? i图二f1 0 *nhI >ac3« f

3、t |«!t % l lV M* iBHflHrill |若R0=4Q, Rd=4Q (规程规定灯杆接地电阻不大于4 Q),则ld=220/(4+4) =27. 5A 。无法使熔断器在规定时间动作。低压配电设计规中规定，当要求切断故障回路的时间小于或等于5S时，短路电流Id与熔断黠熔体额定电流In的比值不应小于表一的规定。这时设备外壳对地电压 Upe二V X Rd/ (RO+Rd+R相)。表一切断接地故障回路时间小于或等于5S的ld/ln最小比值熔体额定电流(A)4-1012 ? 6380*200250-500Id/In4.5551则Upe = 220X4/(4+4) = 110V。

4、由于短路点距电源较近，相线阻抗忽略不计，这个电压足以使触及的行人发生电击(国际电工委员会标准规定，人身电击安全电压限值为50V) o而实际上现在很多城市采用保护接地时，一个路灯专用变压器供电的路灯灯杆有几十根，有的根根打接地极，有的隔杆打一根接地极，再用专门的PE线连成接地网络(接地形式 见图三)，这时Rd很容易小于1Q,贝U Upe=220XI/(4+l)=44V<50V, 为安全电压。图三外龔可导电部分外拇可导电部分二、道路照明采用TN-S系统的分析TN-S系统是把工作零线7和专用保护线PE严格分开的供电系统。第一个符号“T表 示电力系统中性点直接接地；第二个符号"N”表示

5、负载采用接零保护；第三个符号"S”表示工作篆线与保护线是严格分 开的，所以PE线称为专用保护线，在电源端 PE线必须与变压器中性点连接，如不连接则变成了TT电源端接地点外踞可导电部分10Q。如果相线系统，其接地形式见图四。当发生相线碰壳接地故障时，其等效电路图见图五。Rd为重复接地电阻，城市道路照明工程施工及验收规程规定接地电阻不大于与PE线规格一致，P点对中性点的电压为 110V,则设备外売对地电压 Upe二110XRd/(R0+Rd) =110X10心0+4) =79V>50V,为危险电压。当重复接地装置比较多的情况下，RO和Rd值是接近的，实际测量中R0值稍小，假设均为4

6、 Q ,则Upe=110XRd/(R0+Rd) = 110X4/(4+4) =55V>50V t仍为危险电压。存在危险电压不要紧，关键看能不能按照规要求及时切断故障电压。短路电流Id二220/(R相+Rpe),假设一条路灯线路长600m,采用VV5X10电缆三相平衡控制，10nun2铜线 电阻值每千米为2. 06Q,路灯档 距在30m,灯位处电缆头长1.5m,箱变至第一灯位电缆长 20m,其余余量均不计。每相控制 7个250*高压 钠灯，选用熔体额定电流 30A的熔断器(往往考虑广告负荷熔芯还要高配)按照表一，Id应不小于150Ac 实际上 Id= 220/(0. 68X2X2. 06)

7、 =78. 5A, 不能及时切断。为了满足及时切断故障，可加大电缆截面，但工程投资将成倍增加，如采用VV5X16电缆，ld=220/(0. 68X2X1.288) =125 儿还不能满足规要求，得釆用 VV5X25的电缆，是极不经济的，而半径长 600米的 路灯线路在三相平衡供电中并不算长。三、对T7-S和TT系统做相线碰壳短路试验我们在黄海路西延道路照明工程中针对TN-S和TT系统分别做了相线碰壳短路试验，试验数据如下表。生地形式般38朋竝电压?§也霑更芯额定电,元,RoCO)TN-S14*9A67V兀40AVV5X16650M0.820.65TT56A23V40AWS*I665C

8、M3.30. &2从上表可以看出与前面的分析是吻合的，采用TN-S系统时故障点将存在危险电压，而短路电流的数值不足以及时切断电源，虽然触电的几率较小，但涉及到人身安全是不能存在任何侥幸心理的，而且电缆在施工中被灯杆法兰压破导致短路等相线碰壳故障在路灯中并不少见。虽然增加电缆截面可以提高短路电流，但在资源越来越紧缺的情况下是很不经济的。在路灯的维护过程中还有这种情况，不负责的维修电工在熔芯烧坏后，找不出故障原因而是换用大容量的熔芯， 由于故障未排除，危险电压始终存在。而采用 TT 系统，故障点对地电压 容易得到安全电压，只要接地 按照规去做， 即单根接地极用扁钢与灯杆法兰底板焊牢， 所有

9、 接地用 PE 线连成网络， 接地电阻小于 1Q 是能做到的。唯一的问题是故障电流小，不能及 时切断电源，导致线路带故障运行。正是由于此原因， 城市道路照明设计标准指出 TT 系统应采用漏电保护器，我们也采用了 RDL20-160 型号的漏电保护 器进行试验，整定电流为 500mA, 晴天还好，一旦遇到阴雨天，由于线路的泄流电流大而导致误动作。 也许只有等市 场上出现安培级的漏电开关供给，才能解决这个问题。四、结语1、道路照明采用 TM-S 系统，由于线路较长、负荷分散，短路电流不足以在规定时间切 断故障 电流，尤其许多城市灯杆上安装灯箱广告后（政府行为），熔断器熔体容量还要高配， 使得该矛盾更 加突出，而此时故障点的危险电压足已危及人身安全（故障点周围的灯杆均带 电）。2、道路照明在接地良好，接地电阻达到 1Q 以下时，宜采用 TT 系统，即使有相线碰壳 故障也 能确保故障点对地电压为安全电压。唯一不足的是线路很可能带故障运行，而目前市 场上的漏电开关 无法满足