《接地装置对路灯电气防护的重要作用.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《接地装置对路灯电气防护的重要作用.doc（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、接地装置对路灯电气防护的重要作用摘要 文章针对目前路灯的电气安全尚未引起人们足够 的重视这一问题，提出了人们意识中一些常见的错误观点和 相应的解决办法。关键词TT系统等电位联结防间接接触电击I类设备中图分类号： TU85 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X （2018）29-0307-01对于路灯的配电设计和电气安全防护问题，目前很多设计人员普遍采用TN-S系统设计而不采用局部 TT系统，认为 当采用剩余电流动作保护器自动切断电源和连接PE线接地的措施就可以防间接接触电击，做到万无一失了，忽略了对 路灯等电气装置单独接地的处理。笔者对此不敢苟同，其理 由阐述如下：首先，我们先来了
2、解 TN系统和TT系统的区别。TN系统是电源的中性点直接接地，电气装置外露导电部分通过与 接地的中性点的连接而接地的，可分为TN-C， TN-C-S， TN-S三种类型，由于 TN-C系统存在诸多弊端，现只介绍 TN-C-S 和TN-S二种类型，如图1；TT系统则和TN系统存在一些差别，国家规范规定，TT系统的电源中性点也是直接接地的，但是电气装置外露导电 部分的保护接地是直接接地的，如图 2；路灯及庭院灯等电气装置如果按防间接接触电击的要求划分，多为I类设备。I类设备是指具有可？绲慕鹗敉饪 牵？有一层基本绝缘，其外露导电部分上配置有连接PE线的端子。当基本绝缘损坏碰及带电导体设备外壳时，外壳
3、电位 因接地而大大降低，同时经 PE线构成的接地通路也可使产 生的接地故障电流返回电源，回路上的防护电器可检测出故 障电流而及时切断电源。 I 类设备由于具有简单有效的防电 击措施，因此应用较为广泛。然而当 I 类设备（路灯或庭院 灯）绝缘损坏时，将使相线与 PE线、外露导电部分、装置 外导电部分以及大地间的短路造成接地故障，这时原来不带 电的电气装置外露导电部分或装置外导电部分将呈现故障 电压，人体与之接触而招致电击（间接接触电击） 。众所周知，防止间接接触电击我们可以考虑连接PE线接地，对电气设备做总等电位联结的措施；也可以采用在配 电回路上安装防护电器（过电流防护电器或剩余电流动作保 护
4、器）的措施。所以很多设计人员都采用 TN 系统对路灯供 电，并采用以上二种措施做防止间接接触电击，但这样做将 有一些隐患，很可能导致电击事故的发生，现举例说明： 某建筑物内高压系统和低压系统做综合接地，当高压侧 发生接地故障时，低压侧采用 TN 系统时，则低压侧中性点 以及PEN线、PE线对地电位同时升高， 将使低压电气装置的 外露导电部分将带对地电压。根据民用建筑电气设计规范12.4.3 条之规定，接地电阻可取 4 欧姆。此时，当电力部门 采用 10KV 经小电阻接地系统，电源电缆以直埋的方式向建 筑物供电时，由于对地电容电流很大，导致10KV 系统接地故障电流达到数十甚至上百安培，电气装置
5、的外露导电部分 的对地电压等于接地电阻与故障电流的乘积，对地电压值将 很可能大于安全电压 50V。根据国际电工委员会（IEC）和国 家相关的标准规范的规定，在干燥条件下预期接触电压限值 为50V,此时电气装置的外露导电部分的对地电压超过了50V,将可能导致建筑物内电击事故的发生。如果建筑物内采用 TN 系统，又做了总等电位联结，电 气装置的外露导电部分和装置外导电部分将不会出现电位 差，也不会发生电击事故。 但是如果建筑物外的室外照明 （路 灯，庭院灯等）回路的电源也由楼内低压配电盘提供，并采 用 TN 系统供电则可能出现问题。这时因为室外的路灯无法 做到等电位联结，如果从建筑物低压配电盘引来
6、PE线，路灯的金属外皮将带有故障电压，人所站立的室外地面却处于 零电位，由于电位差的原因，接触路灯的人将受到电击。此 时，如果安装剩余电流动作保护器也很难保证人身安全，因 为它只能在所保护的回路内发生故障时起作用，不能防止从 别处沿PE线或装置外导电部分传导来的故障电压引起的电 击。而防止故障电压的传导，如取消PE线的话将会带来另一个问题，由于路灯或庭院灯均为 I 类设备。既然不能从电源处引来PE线，那么路灯等设备就成了 0类设备，一旦基 本绝缘损坏就可能发生电击事故。解决的方法可以用隔离变压器供电，隔离变压器只是在 一次和二次回路间起隔离的作用，使用时二次回路应对地绝 缘。当采用一台隔离变压
7、器控制一个路灯或庭院灯的话，显 然造价太高而且不太实际；当采用一台隔离变压器控制多个 路灯或庭院灯的话，如果相邻的路灯未作等电位联结或联结 线断线，则因为相邻路灯的故障电流回路不能构成低电阻通 路，电流值很小，会导致该回路的过电流防护电器不动作， 安全防护水平会下降，带来了安全隐患。而且采用隔离变压 器供电也加大了建设投资，显然并不是最佳选择。最简单的解决方法就是路灯采用局部TT 系统供电时，对路灯另设置单独的接地极，将 PE线与接地极相连，作为 路灯等电气装置的保护接地。做法如图3，图 4：对于路灯及庭院灯，如果采用局部 TT 系统供电时无需 引出PE线。首先这是因为TT系统内防电击的主要措
8、施是依 靠剩余电流动作保护器动作来切断电源，其次，TT系统的PE线引自与电源系统无任何关联的单独的接地极。由于TT系统的保护接地与电源的系统接地相互独立。因此，当电源 端系统接地发生接地故障时，故障电压不会传至电气装置处。 如果路灯的供电回路从建筑物低压配电盘引来PE线的话，有可能会象 TN 系统内当电源侧或某处电气装置发生接地故障，故障电压会沿 PE线或PEN线在电气装置间传导，造成 电击。此外，对路灯做单独的接地装置，在雷雨天气对人的防 护也能起到一定的作用。正常天气时，当人站在发生接地故 障的电气设备旁边，在接地故障点周围行走，两脚之间所呈 现的电位差，称为跨步电压。正常情况下，建筑物内
9、外的跨 步低压（对低压电气装置而言） 是有限的， 但是在雷雨天气， 雷电有可能击中路灯后，如果路灯未作人工接地处理，与地 面的传导不顺畅，很可能殃及路人。此时，我们增设垂直接 地极（即路灯的单独接地）对于降低跨步电压和接触电压具 有非常显著的作用，一是垂直接地极的引入，降低了地电位 升（GPR）,而接触及跨步电压均与 GPR有着直接的关系。二 是因为增设垂直接地极后，大部分故障电流通过垂直接地极 流入大地，相应减少了水平导体的散流量，因此地表面的水 平方向电流密度大大减少，造成水平方向电场强度大大降低。 由此可见，对路灯做单独的接地装置是十分必要和有效的。最后，需要指出的是当发生雷电引起的瞬态
10、过电压或电 网故障引发的暂时过电压时，TN系统的相线和PE线电位同时升高电气装置绝缘承受对地过电压幅值较小或不承受过 电压，与TN系统相比较，由于 TT系统电气装置的外露导电 部分直接就近接地，使 PE线绝缘将承受大幅度的对地过电 压，容易导致绝缘被击穿等电气事故。因此对于路灯的局部TT系统我们要在路灯的电源（配电箱）处安装浪涌保护器（SPD）。在这里我们要注意的是，因为局部TT系统内的中性线和相线都能感应雷电冲击电压，所以在相线和中性线上 都需要安装浪涌保护器（SPD）装置。结束语 路灯的电气安全问题看起来不大，容易被忽视，实际上 关系着人民群众的人身安全，所以必须引起各方面足够的重 视。因此我们应做到预防为主，杜绝侥幸心理。以上探讨为 管中窥豹，希望业界同仁不吝赐教。