住宅小区景观照明电击防护措施探讨

李祖嵩

中国建筑西南设计研究院有限公司福建分公司（350004）

0 前言

我国景观照明配电系统为了满足故障情况下人员电击防护要求，接地形式一般采用TN系统或TT系统。根据GB51348—2019《民用建筑电气标准》第10.7.4 条第3点要求:安装于室外的景观照明中部分设施位于距建筑外墙20m以内范围的，应与室内系统的接地形式一致。全部设施均位于距建筑物外墙20m以外的照明回路，宜采用TT接地形式。本项目设置有大型地下车库，在园林景观及相应照明设施设于地下室上方的情况下，探讨如何根据规范要求采用接地的形式，如何保证在安全时间内切断故障电源。现结合项目的具体情况进行分析，选择适合本项目的设计方案。

1 项目情况

厦门某住宅小区园林景观（如图1所示）。景观项目建设用地12254.262m2，地下车库11883.65 m2，地下车库范围内最小覆土为1m。景观照明设施均设于地下室范围内，部分照明灯具离主楼距离超过20m（A点）。变电所设于1层，配电线路除夜景照明外均未出室外。项目照明灯具均采用I类灯具。

图1 厦门某住宅小区园林景观总平面图

2 设计分析

人体触电后电流通过人体时引起的心室纤维性颤动是电击致死的主要原因。当通过人体的电流越大，电流作用持续时间越长，人体电击危害性越大。因人体阻抗影响因素较多，不易测得，根据《建筑物电气装置600问》文3.6 条，防电电击计算时采用预期接触电压Uf进行计算。通过《建筑物电气装置600问》图3.6（如图2所示），确定预期接触电压Uf与故障时间t关系。在室外景观照明设计中，潮湿环境下满足L2曲线即能满足防电击要求。由图2可得，当期接触电压Uf小于25V时，故障时间t无要求；接触电压Uf大于25V时，故障时间t应小于Uf与L2曲线对应的时间。

图2 干燥和潮湿条件下预期接触电压U1和允许最大持续故障时间t间的关系曲线

方案一:采用TT系统。当线路发生接地故障时，故障回路（如图3所示）。

图3 TT系统示意图

故障时预期接触电压:室外潮湿场所Uf应小于25V,剩余电流保护器剩余动作电流为30mA,Id=30mA。则（RPE+RA）=833.3Ω。PE线实际只有1～2m，可以忽略RPE。故RA约为830Ω。

室外景观照明每个灯具处单独做接地装置。接地装置的电阻830Ω很容易实现。但是本项目照明灯具与地下室顶板距离为1m，根据JGJ/T163—2008《城市夜景照明设计规范》第8.3.2 条，两个接地系统在电气上要真正分开，在地下必须满足一定的距离，否则两接地系统形式上是分开了，而实际（指电气上）仍未分开。由于两个电气系统，通过接地装置的相互联系而产生强烈的干扰，严重时甚至造成两个接地系统都不能正常工作。因此本项目不采用本方案[1]。

方案二:采用TN系统。当线路发生接地故障时，故障回路（如图4所示）。

图4 TN系统示意图

当灯具处发生接地故障时,故障回路的故障电流:

忽略变压器到低压柜线缆电阻。配电电缆采用PE线与相线L等截面线缆。预期接触电压Uf为110V。查图2得，最大持续时间t约为180ms。L3回路已设置断路器对回路短路进行保护。根据断路器时间电流特性曲线，只要保证保护电器能在0.1s内切断故障电源，就能满足电击防护要求。

当室内其他配电回路发生接地故障时,故障回路的故障电流:

忽略变压器到低压柜线缆电阻。配电电缆采用PE线与相线L等截面线缆。预期接触电压Uf2约为110V。查图2得，最大持续时间t为180ms。L4回路已设置断路器对回路短路进行保护。根据断路器时间电流特性曲线，断路器能在0.1s内切断故障电源。L4回路故障切除后，接触电压Uf2为零，室外灯具处不会发生电击事故。

本项目变电所及除景观照明配电的其他回路均在建筑物内，建筑物内的钢筋通过土建施工的绑扎、螺丝、焊接等手段形成了电气通路。故不会出现如《建筑物电气装置600问》图7.7 所示导体接大地故障的情况[2]。

经过以上分析，本项目采用TN-S接地系统。同时保证当回路或设备中发生带电导体与外露可导电部分或保护导体之间的故障时，间接接触防护电器应能在预期接触电压超过25V且持续时间足以引起人体有害的病理生理效应前自动切断该回路或设备的电源[3]。

3 项目设计

本项目采用微型断路器对灯具回路进行短路保护。需满足故障电流Id不应小于断路器瞬时过电流脱口器整定电流Iset3的1.3 倍。按最不利情况考虑。最远灯具故障电流需要保证满足断路器自动切除[4]。照明配电采用带漏电保护微型断路器其瞬动脱扣形式为B型，脱扣范围为3～5IN，脱口时间为0.1S。项目低压柜至室外照明配电箱距离为15m，配电箱最远灯具供电距离为130m。综合考虑后，系统配电：照明配电箱进线开关采用MCCB-C63/3P，进线电缆采用YJV-5x16，出线开关选用RCBO-B16/1N30mA,线缆选用YJV-3x4。

根据式2，查《工业与民用配电设计手册》（第三版）表4-25,YJV-5x16线缆R’php=3.291（mΩ/m）,YJV-3x4线缆R’php=12.900（mΩ/m）

经测算，当采用出现接地故障时，带漏电保护微型断路器能在安全时间内切断电源[5]。

4 结语

通过对本项目的分析，设置有大型地下车库，园林景观照明设施设于地下室上方，变电所及除景观照明配电的其他回路均在建筑物内的情况下，室外景观照明电击防护措施采用TN接地形式配合防护电器在安全时间内切断电源的电击防护措施。