路灯防触电保护试验方案数据浅析

戴文涛

深圳市市政设计研究院有限公司 深圳市 518029

摘要：根据路灯户外配电的特点，模拟路灯触电事故，并试图找到解决方案。

关键词：路灯配电；触电

1引言

路灯配电系统特点是长距离分散负荷户外配电系统，由于金属路灯杆为公共设施，容易直接与人身接触，而路灯配电线路一般敷设在人行道或绿化带下，容易受到外力破坏造成漏电或短路，从而形成电击隐患。路灯配电接地型式应当采用TT系统还是TN-S系统，路灯配电开关应当如何选择，在工程界也存在一定争议。深圳市市政设计研究院有限公司为深入研究路灯触电事故并试图找到解决方案，组织了一次户外实地试验，进行故障模拟并测试相关数据，下面是这次试验的方案及数据分析。

2实验目的

测试各种故障工况下，故障电流的规律，评估故障电压的危害程度，探讨防触电保护的有效方法。（TN-S系统以及TT系统）

3试验地点及背景资料

边防巡逻道罗芳段1B箱变，SCB11-80KVA，接地采用TN-S系统。

N2回路：VV-1-4*25+1*16，线路长0.96km，带36杆灯，每杆安装2*150W高压钠灯，总安装容量12.1kW。

4实验方法简述

箱变处将N2回路开关（普通塑壳开关，额定电流63A）与自复位漏电开关（殼架电流40A，额定漏电动作电流300mA）并联，分别测试不同故障工况。测试回路电缆装设实时漏电电流检测。实验工点取N2回路末端125#灯杆（有引出接地极）及靠近线路末端的117#灯杆（无引出接地极，但设有局部等电位联结）、116#灯杆（无引出接地极）。单相接地故障工况通过灯杆电缆引出交流接触器进行短路，漏电工况通过接入滑动变阻器进行模拟。灯杆电压测试点距地1.5m高，参考电位分别取灯杆旁0.8m、1.5m、8m附近。

5实验数据简述

5.1单相对地短路工况（即灯杆碰电）

a）TN系统

各试验工点（不论单灯接地电阻大小）杆体对地电压一般在50V左右，其中116#杆接地电阻较大故障电压最高达57.5V（参考点8m远，杆下参考点为41.1V），相邻灯杆也带有接近的故障电压。该故障电压一般情况下危害不大，但在潮湿环境下存在触电危险。线路末端单相接地故障时，短路电流约为141A，普通塑壳开关可切断故障，但时间较长（达43.4s），对电缆存在损害，而且故障电压一直持续。采用漏电开关可瞬时切断故障线路。

b）TT系统

TT系统下故障点灯杆电压较高，尤其是接地电阻较高的117#杆，故障电压高达211V（参考点8m远，杆下参考点为108.8V），相邻灯杆不带电。各工点故障电流均较小，约为开关壳架电流，采用普通塑壳开关几乎无法切断故障。采用漏电开关可瞬时切断故障线路。

5.2灯杆漏电故障工况

受现场条件限制，无法直接在灯杆内灌水进行试验，而是通过一段电缆将相线与PE线通过滑动变阻器短接进行模拟，最大漏电电流仅能模拟至约350mA。试验结果表明该故障在TN-S、TT系统下均未出现危险电压。但是由于实际运行中，在暴雨造成灯杆浸水情况时，整体线路及土壤均处于湿润状态，故障工况应有所不同。

6实验数据结论

6.1长距离路灯线路配电开关若采用普通塑壳开关，无法在规范规定时间内切断故障线路，甚至根本无法动作，存在较大安全隐患，应采用漏电开关或短延时动作电流较小的智能型塑壳开关。

6.2漏电开关能够有效切断各类接地故障，包括短路及漏电，同时在故障消除后，确实能够自动复合闸。（实验中短路用接触器线圈电源接自灯杆，漏电开关跳闸后，线圈失电，短路故障消除，漏电开关在10s后自动复位。）

6.3TT系统下故障电流较小，灯杆电压较高，危害较大，必须采用漏电开关，同时建议提高对单杆接地电阻要求。

6.4等电位联结确实可以起作用，在本系列实验中故障电压最高的测试中（117#杆故障电压高达211V），当参考点取等电位联结环（1.2m半径）内部点时，电压为48.7V，干燥情况下已为安全电压范围。实验中等电位联结环位于草地下，效果较好，今后有必要进一步推广。

参考文献：

[1]《路灯配电系统若干问题的探讨》 李良胜、章友俊（建筑电气2007年第2期）

[2]《TT接地型式在路灯配电系统上的应用》张大为 沈云法 王岩（《电气技术》 2007年05期）

[3]《LED道路照明工程技术规范（SJG22-2011）》（中国建筑工业出版社2012年3月）

[4]《城市道路照明工程施工及验收规程（CJJ89-2012）》（中国建筑工业出版社2012年9月）