室外照明接地系統和接地電阻及其安全措施探討

原冬梅

（中鐵城建集團第一工程有限公司 山西太原 030000）

0 引言

多年來針對室外照明接地系統和接地電阻問題，一直存在一定爭議。在實際項目運用中結合項目實際情況，才能確定最佳設計方案。

1 室外照明的接地系統和重復接地的問題

關于夜景照明的接地系統和重復接地的問題，一直存在一定爭議和誤區。例如，單純看末端，3*2.5的電纜，是TT還是TN？如何確定做不做重復接地？其實，無論TT還是TN接地系統，末端都可以是3根線，也可以2根線，都可以有重復接地，也可以沒有重復接地。

TN系統，2根線的情況就是，前端或整體是TN，后面是安全電壓，不需要PE，3根情況就是最常見的220V單相三線，L，N，PE。TT系統，按（GB 16895.21—2011）要求共用接地，末端仍然是三根線，220V單相三線，L，N，PE。有的甚至從總箱出線開始都帶PE，只是這個PE和電源處的PE無金屬連接即可，當然，如果是安全電壓，仍然是2根線。

圖1、圖2分別為TT和TN系統重復接地示意圖。

圖1 TNS系統PE重復接地

圖3 TT系統PE重復接地

2 接地電阻問題

接地電阻問題，尤其是TT系統的。根據《低壓配電設計規范》（GB 50054—2011）的5.2.15，規范正文內容如下：

5.2.15 TT系統配電線路間接接觸防護電器的動作特性，應符合下式的要求：RAIa≤50V（5.2.15）式中：RA-外露可導電部分的接地電阻和保護導體電阻之和（Ω）。

有的同行包括一些比較權威的資料認為直接50V除以30mA，得出1666.7歐姆，不超這個接地電阻就行。

真的如此？筆者不這樣認為，有以下三個疑點：①TT系統多用于室外環境，而室外的安全電壓，憑什么用50V？室外下雨的時候至少算潮濕吧？趕上積水多（積水多于規定值，是排水專業的問題了），局部地區弄不好算水下了。用50V肯定是不合適，至少應該用25V。②憑什么一定用30mA？一些供電距離較遠，兩三百米，甚至三五百米也比較常見，顯然30mA不合適，根據線路長度及類別和用電設備總泄露電流并計及余量確定額定漏電動作電流，可能需要設置為100mA，300mA，500mA，1000mA（甚至有整定更大的情況）等。③當泄露電流達到RCD的額定動作值，動作時間是否滿足電擊防護的要求？5倍問題，顯著快速分斷的事，有時候可以滿足，有時候不能滿足，雖然不一定5倍才滿足，有的2倍或3倍也能滿足，但這個條件也是不能忽視的。

那么重新計算，按RCD額定動作電流1000mA也就是1A、安全電壓按25V、RCD的5倍滿足動作時間為條件，根據前面公式計算：25÷1÷5=5歐姆。和之前的1666.7歐姆，天差地別，差幾百倍。當然，這只是假設的較為不利的情況，實際當中也可能有其他情況，那么再算兩個。按額定動作電流100mA也就是0.1A、安全電壓按25V、RCD的5倍滿足動作時間為條件，根據前面公式計算：25÷0.1÷5=50歐姆。按額定動作電流3000mA也就是0.3A、安全電壓按25V、RCD的5倍滿足動作時間為條件，根據前面公式計算：25÷0.3÷5=16.7歐姆。這兩個計算結果也與1666.7歐姆相去甚遠。

3 民規當中關于接地形式的要求及分析

依據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ 16—2008）的10.9.3第三款中相關內容進行分析：

10．9．3供電與控制應符合下列規定：

3安裝于建筑內的景觀照明系統應與該建筑配電系統的接地形式一致。安裝于室外的景觀照明中距建筑外墻20m以內的設施，應與室內系統的接地形式一致，距建筑物外墻大于20m宜采用TT接地形式。

分析如下：這里對供電半徑和接地形式有一個基本要求。只是宜，實際當中各大院實際做法TN和TT都有，純理論角度也是各有利弊。

其實，無論TT還是TN接地系統，最為安全可靠的是加上等電位，但規范并不是十分明確直接，僅15D圖集當中有個室外等電位的圖示和基本要求。所以常規項目想做室外等電位，并不容易執行。路燈和庭院燈還好，燈較大，數量較少。如果是景觀照明，燈具數量較多甚至極多，而且很多燈很小，做室外等電位難度大，非要做等電位也不是不能做，只是經濟性和安全可靠很難兼顧。

4 低規當中關于共用接地的要求及分析

2.3 依據《低壓配電設計規范》（GB 50054—2011）的5.2.14中相關內容進行分析：

5.2.14 TT系統中，配電線路內由同一間接接觸防護電器保護的外露可導電部分，應用保護導體連接至公用或各自的接地極上。當有多級保護時，各級應有各自的或共同的接地極。

分析：這里尚未強制共用接地，可以獨立接地，也可以共用。

5 低壓電氣裝置4-41當中關于共用接地的要求及分析

依據《低壓電氣裝置第4-41部分：安全防護電擊防護》（GB/T 16895.21—2011）的411.5.1相關內容進行分析：

411.5 TT系統

411.5.1 由同一個保護電器的所有外露可導電部分，都應通過保護導體連接至這些外露可導電部分共用的接地極上。多個保護電器串聯使用時，每個保護電器所保護的所有外露可導電部分，都要分別符合這一要求。

供配系統的中性點或中間點應接地。如果該系統沒有中性點或中間點或其中性點或中間點未從電源設備引出，則應將一線導體接地。

分析：按這個規范，TT系統每個用電設備獨立接地已經不允許了，至少每個回路要共用，除非每個回路只有一個用電設備，只要不止一個用電設備，那么接地就要共用，不能有多個用電設備。這個原理分析在《建筑物電氣裝置600問》的8.9問當中有講，考慮了N線發生接地故障而RCD未跳閘的情況下，再出現L發生接地故障，降低了RCD的可靠性。

6 室外無等電位的TN系統應用分析

那么，室外照明是否必須用TT？是否可以用TN系統？TN系統是否必須配合等電位一起用？其實這個問題，在《低壓配電設計規范》（GB 50054—2011）當中倒是有明確，TN系統是允許用在無等電位的場所的，只是要滿足一定要求。規范原文內容如下：

5.2.11 當TN系統相導體與無等電位聯結作用的地之間發生接地故障時，為使保護導體和與之連接的外露可導電部分的對地電壓不超過50V，其接地電阻的比值應符合下式的要求：

RB/RE≤50/（U0-50）（5.2.11）

式中：RB——所有與系統接地極并聯的接地電阻（Ω）；

RE——相導體與大地之間的接地電阻（Ω）。

5.2.12 當不符合本規范公式（5.2.11）的要求時，應補充其他有效的間接接觸防護措施，或采用局部TT系統。

分析：這里講，滿足5.2.11即可在無等電位的場所應用TN系統，自然室外也可以。那么這個公式好滿足嗎？U0是標稱相電壓，在我們最常見的220/380V系統當中來說，就是220V，RE作為相導體直接和大地之間發生接地故障的接地電阻，通常是比較大，通常明顯大于RB的，RB是所有接地和系統接地并聯，單純系統接地通常都是要求1歐姆以下了，而單個設備的重復接地，打接地極，通常至少是幾十歐姆級別，線導體發生于大地之間發生的接地故障的接地電阻通常比常規接地極電阻還要大。這是因為電線電纜絕緣破損通常是局部，除非是架空裸線斷線掉地面或池塘，可能接地電阻較小。這里可以看出，系統接地電阻越小越安全，所以強調一點，很多同行在接受等電位理念之后，出現新的誤區，認為等電位做好即可，接地電阻過小無意義，這個觀點不合適，因為通常無法保證所有地方都有良好的等電位。

故障電壓分析示意圖如圖3所示。

圖3 TN系統相線直接和大地之間發生接地故障

7 結束語

從規范要求和原理角度綜合分析，室外照明或配電，TT和TN系統都是允許的，只是各有利弊，需要結合實際項目情況確定合適的接地方案。有些頂級項目，庭院燈的外殼采用的是不導電的非金屬材質，如陶瓷。也有些頂級項目，單燈做室外局部等電位，以燈桿為中心，做2～3圈扁鋼，埋深0.6m左右，水平間距0.6m左右。這兩種方式在電擊防護角度是非常有效的方式，但，苦無規范明確依據做支撐，實際當中，往往只能是較為頂級的項目，較為頂級的設計人員，才能做到。TT系統過于依賴RCD，一旦RCD失效或實際泄露電流較大，管理人員無奈之下拆掉RCD，這種情況下，如果出現接地故障，隱患極大。另外就是，二次傷害，雨天，漏電概率更大，有些地方有一定積水，本身人體電阻下降，此時被電擊，可能抽搐或暈倒，導致摔傷甚至溺亡。近年室外照明，噴泉等電擊事故多次發生，宜設計、施工、產品、維護、宣傳教育等多管齊下，綜合治理。