新形势下对道路照明配电系统的接地及保护要点探讨

徐茂升

摘要：随着城镇化建设不断推进，城镇环境质量也越来越高，照明配电系统是道路建设的重要组成部分，道路照明是城市安全、城市道路正常运作的重要保障。文章对新形势下道路照明配电系统的接地以及保护要点进行分析与探讨，旨在提高城市道路照明系统的安全性与稳定性。

关键词：道路照明；配电系统；接地保护；保护要点；道路建设 文献标识码：A

中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2017）11-0265-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.133

道路照明系統是一项系统复杂的工程，随着城市建设不断加剧，城市道路照明系统越来越完善，道路照明系统的主要功能是为机动车道和人行道提供必要的亮度以及符合行驶条件的照明质量。为了实现这个功能，则必须要实现安全用电。接地方式对照明系统的安全性和稳定性有很大影响，在照明系统设计过程中必须要加强接地设计，做好接地保护，使得道路照明配电系统可以正常、安全运转。

1 道路照明配电系统的接地概述

道路照明配电系统设计过程中，接地设计是一个十分关键的环节，接地方式以及配电线路的保护关系会直接影响电路的使用性能。加强对接地方式的合理选择，可以维护行人免遭电击，同时还能保证电路能够正常运行，防止出现电路故障。在道路照明配电系统设计过程中，常见的电路故障有短路、接地，这些故障会直接导致线路损坏，出现电路异常。为了减少这些故障的出现率，必须要加强对道路照明配电系统的接地方式以及接地保护设计。根据我国的实际情况以及国际电工委员会标准，在道路照明配电系统的接地设计过程中，常见的接地方式有以下三种：

1.1 TN方式

TN接地方式的特点是：电源端，即配电变压器低压侧中性点需要直接接地；用电端，即用电设备外露导电部分需要通过一条导线连接到电源端中性点。由于导线的连接方式不同，又可以分为如下三种，第一，TN-C，直接将配电线路的中性线作为接地连接线；第二，TN-S，在线路连接过程中要增加一条专用的连接导线，即保护线；第三，TN-C–S，以上两种方式的结合，一般前半部分采TN-C连接，后半部分采用TN-S连接。

1.2 TT方式

TT接地方式是直接将电源端中性线接地的方式，用电端保护线一般也直接接地。

1.3 IT方式

IT接地方式的特点是：电源端中性线不接地或者高阻抗直接接地，用电端保护线可以直接接地，但是两者之间不相连。

对于建筑电气设计而言，传统的低压配电系统的接地方式一般都为TN-C，随着电气行业的不断发展，信息化进程不断推进，TN-C方式的缺点也越来越明显，为了提高电路的安全性与稳定性，当前采用TN-S、TN-C-S以及TT方式进行接地更为普遍，而且电路运行过程中的可靠性和安全性更高。

2 TN-S接地方式存在的问题

2.1 可能导致不安全因素

采用TN-S的方式进行接地，灯具、电感以及电器盒等外露导线部分都是通过PE线连接到配电变压器中性点的，因此当变压器的其他部分出现直接对地连接，保护电器很难断开，因此故障电流会经过地的传输流到变压器的接地极，然后回到中性点，使得中性点的电位升高，因此导致不安全因素存在。

2.2 配电线路保护的灵敏性不满足要求

道路照明配电系统中的各种荷载是分散开的，配电线路很长，尤其是在末端，很容易出现故障。当配电线路的末端发生接地故障的时候，其故障电流一般比较小，很难刺激线路首端的保护电器产生相应的保护动作，不能切断故障电路。例如某个道路照明配电系统，要供电给60个电杆的路灯，每一个电杆上安装的是规格为400W的高压钠灯，安装功率26.4kW，假设每个灯的补偿电容为cosφ=0.85，在配电系统中使用三相线路进行供电，通过计算可以得到线路的电流为47.2A。线路的电缆选择的是截面为25mm2的电缆，保护器采用63A熔断器或用63A断路器，根据低压配电设计的相关规定得知，如果采用63A的熔断器，则发生故障的时候必须要在5秒之内对故障进行切断，因此接地故障电流至少为保护器电流的5倍，但是这个例子中的线路长度为1000m，故障电流达不到要求，即使增加了电缆截面面积，缩短线路距离，当末端出现故障的时候也不能及时响应，配电线路的保护灵敏度不够。

3 道路照明配电系统接地设计

在道路照明配电系统的设计过程中，不能单纯地采用一种接地方式，而且应该要根据实际情况对接地方式进行选择。在室外环境中，具体地理条件、电网结构条件都不相同，因此如果电路设计过程中单纯使用TN-S也不能保证安全。在实际施工过程中，可以从以下三个方面着手考虑：

3.1 采用TN-S系统接地

从上文的分析中可知，TN-S方式虽然具有一定的缺陷，但是在室外道路照明配电系统的设计过程中，依旧可以采用这种方式，只是需要注意相关问题：第一，其接地故障电流必须要足够大，一般要为百安级；第二，要对线缆的质量进行控制，尽量增加线缆的面积。

3.2 采用TT方式进行接地

在室外道路照明配电系统的接地设计中，采用TT接地方式要比TN-S接地更稳定，能够满足接地故障的安全要求。在TT方式中，一般要采用剩余电流保护的整定，在室内电路设计中，为了防止直接接触电气设备而导致触电，一般要求动作电流不超过30mA，在一些特殊的环境中有特别需求，一般要求的电流整定值应该更小。在室外道路照明配电系统的设计过程中，由于配电线路的长度很长，一般都是几百米甚至上千米，因此保护动作电流必须要提升，如果保护动作电流太小，由于泄露电流较大而导致跳闸以及使用单位反映误动的情况时有发生。

在TT接地方式中必须要对电流保护器的动作电流值进行整合，电流值应该要满足两个方面的要求：第一，按照相关规定，剩余电流保护动作电流值应该为整定电流值的1.3倍。通常来讲，将整定电流控制在几百毫安甚至是1A，接地故障电流大小必须要满足这个要求，才能实现有效保护；第二，在正常运行过程中应该要保证保护电器不会动作。在保护电路中，由于线路接地故障，当出现电流的时候也有可能会导致保护器的误动，尤其是在设备正常运行的时候出现这类情况，会对线路的工作质量产生严重影响。为了实现这个目标，电流的整定值应该要满足相应的关系：In≥（2.5～3.0）LL，在这个关系中，LL是在正常运行条件下线路和灯具可能出现的最大泄露电流，将整定电流的值控制在泄露电流的2.5～3倍以上，则可以保证线路不会出现误动作。

例如某道路照明配电系统工程，采用截面大小为25mm2的铜芯电缆，通过预估计算得出每千米的漏电电流大约为30～50mA，该照明系统的长度为800m，将整定电流控制在100mA可以满足要求，但是如果电路长度增加，则必须要对整定电流值大小进行提升，不能小于300mA。

3.3 对接地保护设备以及线缆质量进行控制

在室外道路照明配电系统设计过程中，由于室外环境的特殊性，不仅要对电路的接地方式进行合理设计，还应该要对电路的保护设备以及线缆质量等进行控制，以此提高线路的安全性与稳定性。例如对于I类电击防护等级的用电设备，其接地故障保护一般要采用两种方式：一种是安装过电流保护器，比如断路器、熔断器等，还可以安装剩余电流动作保护器，一旦发生故障能够及时将故障回路切除；另一种是采用等电位联结，降低接触电压的大小，但是这种方式在室外施工难度较大，因此一般采用第一种方式进行接地保护。

4 结语

综上所述，道路照明配电系统接地设计是配电系统的重要环节，为了提高系统运行的安全性，必须要加强对接地方式的合理选择，在室外环节中适宜采用TT接地方式，同时要对故障保护电器进行合理选择，提高道路照明配电系统的安全性与稳定性。

参考文献

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[2] 李泽平.室外道路照明配电系统的接地型式及保护[J].电气工程应用，2008，（1）.

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[4] 千素兰.道路照明的接地故障保护和短路保护[J].建筑电气，2011，（4）.

（责任编辑：秦逊玉）