对道路照明接地设计的思考

董鑫

摘要：电气接地可以分为功能接地、保护接地和防雷接地，不管何种性质的接地，其实质均为将电气设备可导电部分与大地可靠连接，从而保证电气设备及人身安全。而接地系统在道路照明中，以TN-S与TT系统最为常见，其中TT接地系统因为安全性更好运用也最广，结合道路照明特点对TT系统单独接地与共同接地型式的选择及运用等问题逐一进行分析讨论。

关键词：道路照明;接地型式;TT系统;TN-S系统;接地电阻

引言

在社会经济发展过程中，在城市规划中对于道路照明也提出了一定的要求。道路照明是较为关键的内容。对TN系统以及TT系统2种接地方式进行分析，合理地应用接地系统可以提升道路照明系统的安全性、可靠性。

1道路电气设计中的接地施工分类

在电气项目的设计中必不可少的一个环节就是接地施工。接地指的是存在于电力系统与电气装置的中性点与所涉及到的装置外部的导电部分在导体和大地的作用下，连接在了一起。按其接地的功效分类，可分为3种：（1）将中性点直接接入大地的工作接地形式;（2）有效避免雷击和静电损坏的防雷接地形式;（3）用来保护线路运行的保护接地形式。电气设备性能的安全很大程度上取决于接地施工是否到位。若操作失误很可能引发各种安全事故。在电气设备的安装过程中，做好接地工作可以为整个施工提供一个安全的施工环境，确保工程施工进度顺利推进。

2接地型式

2.1TN-S接地形式

在TN-S接地形式中需将中性线以及专用保护线分离，而在三相系统正常运行时，专用保护线上并不会流过电流，在中性线上也不会出现不平衡电流。在正常状况下，在保护线上并不会出现对地电压。因此，在各种设备金属外壳均需通过接地保护线接入PE母排，进而构建良好的运行环境，为设备稳定运行奠定基础。但是此种接地方式还是存在一定的问题，如果PE线断开，则就会导致其失去保护作用，可能就会导致电击事故。在大多数建筑物的供配电系统中，主要采用TN-S或者TN-C-S的接地保护形式，为了提升整体的安全性，利用建筑物内的结构钢筋做自然接地体进行等电位联结。而在道路照明设计中无条件实现此点。在一些道路照明系统设计中，如果照明设备出现接地故障，PE线可能会将故障电压传送到道路照明装置金属外壳上，从而可能会导致触电事故问题。由于道路照明系统负荷分布比较分散，线路相对较长，线路末端位置出现接地故障时产生的短路电流较低，可能达不到断路器的预期开断电流。增大PE导体的截面积可以增大预期短路电流，但是增大PE线截面积则就会增加整个工程的造价。

2.2TT系统混合接地

TT 接地形式则是将电气设备中金属外壳连接至与变压器中性点无关的接地点。如果道路照明系统内部线路中出现了接地故障，则故障回路除电缆线路电阻之外，也会将电源侧接地电阻 RE 以及电气装置外漏导电部分电阻串联起来，这样就会出现接地电阻 RA。TT系统单独接地在防电击措施中最为安全，那么道路照明接地采用TT系統共同接地的方案就不能在工程得到运用吗？笔者认为不是绝对的，对于道路照明，采用混合式TT接地系统应该有更大的应用空间，即TT系统单独接地与共同接地联合使用，将各自的优势最大化发挥。在城市道路中，常见的道路形式有城市主干路与快速路、次干路、支路、高架桥等多种形式。对于城市次干路与支路，路灯往往采用对称或单侧布置;其中次干路的路灯多配置在机动车与非机动车交界处（无绿化带），支路的路灯配置在人行道侧，路灯接地应采用每处路灯单独接地的TT系统，达不到接地电阻限值的灯杆要补充人工接地装置，最大限度地满足用电安全减少电击事故。对于（城市）主干路，路灯杆往往配置在机动车与非机动车交界处的绿化带内，路口处则配置在行人道内，在保证行人不被直接电击的情况下，采用共同接地的TT系统可以减少人工接地装置的敷设、降低工程造价，在一组绿化带内配置总人工接地装置，便能保证接地电阻在限值以内，虽然接地故障蔓延导致的电击事故无法避免，但绿化带实际已经起到防直接触电的作用;而当配置在主干路路口处的路灯灯杆，由于人流密集，碰触灯杆电击事故概率大大增加，可以灵活采用单独接地的TT系统辅以人工接地装置，这样又提高了安全性，快速路和高架桥也是按照在无行人碰触机会的情况下采用共同接地TT系统，当在路口或汇流处，采用单独接地TT系统，不仅保证了人员安全，也可以使高架桥无需单独再设置配电箱采用TN-S系统配电，只由主电源TT系统至桥体后采用共同接地TT系统（可视为一个单独接地体），预留接地线，增设人工接地装置便可解决。

2.3道路路灯系统问题的解决

等电位连接的缺失会使户外道路系统出现故障的概率增大。因而，为使道路的路灯系统运行更为安全，可以使用TT接地的方式来完成施工。总体说来，TT接地方式更适用于长距离的路灯线路接地，当出现小的故障时，不会波及到大范围的路灯系统，安全系数较高。道路工程项目建设的完善与否可从电气设计质量的好坏中窥探一二，因而需重点关注该环节的施工。

3城市道路照明中应用

在城市道路照明接地系统设计中，要根据灯杆要求、单灯功率较大、间距以及配电线路较长等特征为基础开展。TN-S接地方式主要就是将一些灯具、电杆以及电器盒等一些外露可导电的部分通过PE线连接到配电变压器的中线点上，实现接地处理。而TT系统接地方式中会将剩余电流动作保护器。漏电动作电流选择空间较大，可以提升安全性。同时，TT系统不用设置PE线段，具有良好的接地条件，对于接地电阻要求不高，也有效地避免了重复接地等问题。此种方式通过剩余电流保护的方式进行处理，避免了直接接触的方式造成的触电事故，负荷侧剩余电流保护装置将整定值设置为30mA，在一些特殊场合中整定值则更小。因为其线路相对较短，一般状况下不会造成正常状况误动作等问题。而因为道路照明状况不同，配电回路也相对较长，在此种状况要综合分析线路长短、配电电缆截面、负荷数量等因素，将电源侧分析剩余电流整定值设定不小于300mA。

结语

综上所述，道路照明接地型式在TN-S和TT系统的选择上，CJJ45-2015上已经非常明确，作为TT系统的优点也广为电气设计人员熟悉，道路照明路灯设计中采用TT系统单独接地型式虽然普遍，但是其敷设线路较长，覆盖区域较广，各处接地效果相差较大。本文描述的单独接地与共同接地的混合式TT接地系统在保证安全的前提下，灵活性和经济性更加突出，其在道路中根据行人活动区域合理选择单独接地系统和共同接地系统，使路灯杆在行人出现的区域利用单独接地TT系统最大程度防止电击事故，在无行人活动的区域采用共同接地TT系统，不仅提供了应有的安全措施，也减少了人工接地装置的设置，简化了道路照明的配电系统。

参考文献

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