路燈防觸電保護試驗方案數據淺析

戴文濤

深圳市市政設計研究院有限公司 深圳市 518029

摘要：根據路燈戶外配電的特點，模擬路燈觸電事故，并試圖找到解決方案。

關鍵詞：路燈配電；觸電

1引言

路燈配電系統特點是長距離分散負荷戶外配電系統，由于金屬路燈桿為公共設施，容易直接與人身接觸，而路燈配電線路一般敷設在人行道或綠化帶下，容易受到外力破壞造成漏電或短路，從而形成電擊隱患。路燈配電接地型式應當采用TT系統還是TN-S系統，路燈配電開關應當如何選擇，在工程界也存在一定爭議。深圳市市政設計研究院有限公司為深入研究路燈觸電事故并試圖找到解決方案，組織了一次戶外實地試驗，進行故障模擬并測試相關數據，下面是這次試驗的方案及數據分析。

2實驗目的

測試各種故障工況下，故障電流的規律，評估故障電壓的危害程度，探討防觸電保護的有效方法。（TN-S系統以及TT系統）

3試驗地點及背景資料

邊防巡邏道羅芳段1B箱變，SCB11-80KVA，接地采用TN-S系統。

N2回路：VV-1-4*25+1*16，線路長0.96km，帶36桿燈，每桿安裝2*150W高壓鈉燈，總安裝容量12.1kW。

4實驗方法簡述

箱變處將N2回路開關（普通塑殼開關，額定電流63A）與自復位漏電開關（殼架電流40A，額定漏電動作電流300mA）并聯，分別測試不同故障工況。測試回路電纜裝設實時漏電電流檢測。實驗工點取N2回路末端125#燈桿（有引出接地極）及靠近線路末端的117#燈桿（無引出接地極，但設有局部等電位聯結）、116#燈桿（無引出接地極）。單相接地故障工況通過燈桿電纜引出交流接觸器進行短路，漏電工況通過接入滑動變阻器進行模擬。燈桿電壓測試點距地1.5m高，參考電位分別取燈桿旁0.8m、1.5m、8m附近。

5實驗數據簡述

5.1單相對地短路工況（即燈桿碰電）

a）TN系統

各試驗工點（不論單燈接地電阻大小）桿體對地電壓一般在50V左右，其中116#桿接地電阻較大故障電壓最高達57.5V（參考點8m遠，桿下參考點為41.1V），相鄰燈桿也帶有接近的故障電壓。該故障電壓一般情況下危害不大，但在潮濕環境下存在觸電危險。線路末端單相接地故障時，短路電流約為141A，普通塑殼開關可切斷故障，但時間較長（達43.4s），對電纜存在損害，而且故障電壓一直持續。采用漏電開關可瞬時切斷故障線路。

b）TT系統

TT系統下故障點燈桿電壓較高，尤其是接地電阻較高的117#桿，故障電壓高達211V（參考點8m遠，桿下參考點為108.8V），相鄰燈桿不帶電。各工點故障電流均較小，約為開關殼架電流，采用普通塑殼開關幾乎無法切斷故障。采用漏電開關可瞬時切斷故障線路。

5.2燈桿漏電故障工況

受現場條件限制，無法直接在燈桿內灌水進行試驗，而是通過一段電纜將相線與PE線通過滑動變阻器短接進行模擬，最大漏電電流僅能模擬至約350mA。試驗結果表明該故障在TN-S、TT系統下均未出現危險電壓。但是由于實際運行中，在暴雨造成燈桿浸水情況時，整體線路及土壤均處于濕潤狀態，故障工況應有所不同。

6實驗數據結論

6.1長距離路燈線路配電開關若采用普通塑殼開關，無法在規范規定時間內切斷故障線路，甚至根本無法動作，存在較大安全隱患，應采用漏電開關或短延時動作電流較小的智能型塑殼開關。

6.2漏電開關能夠有效切斷各類接地故障，包括短路及漏電，同時在故障消除后，確實能夠自動復合閘。（實驗中短路用接觸器線圈電源接自燈桿，漏電開關跳閘后，線圈失電，短路故障消除，漏電開關在10s后自動復位。）

6.3TT系統下故障電流較小，燈桿電壓較高，危害較大，必須采用漏電開關，同時建議提高對單桿接地電阻要求。

6.4等電位聯結確實可以起作用，在本系列實驗中故障電壓最高的測試中（117#桿故障電壓高達211V），當參考點取等電位聯結環（1.2m半徑）內部點時，電壓為48.7V，干燥情況下已為安全電壓范圍。實驗中等電位聯結環位于草地下，效果較好，今后有必要進一步推廣。

參考文獻：

[1]《路燈配電系統若干問題的探討》 李良勝、章友俊（建筑電氣2007年第2期）

[2]《TT接地型式在路燈配電系統上的應用》張大為 沈云法 王巖（《電氣技術》 2007年05期）

[3]《LED道路照明工程技術規范（SJG22-2011）》（中國建筑工業出版社2012年3月）

[4]《城市道路照明工程施工及驗收規程（CJJ89-2012）》（中國建筑工業出版社2012年9月）