1、道路照明采用TN-S和TT接地系統的探討摘要：城市照明配電系統的接地保護形式的選擇，是確保接地保護系統安全可靠保證 人身 安全的可靠保證。本文主要介紹我處在黃海路西延道路照明工程中分別作了對 T N-S系統和TT 系統相線碰燈桿的短路試驗進行比較，并作一探討。城市道路照明設計標準中規定道路照明配電系統的接地形式宜釆用TWS系統或TT系統，明確了道路照明應釆用的接地形式。由于路燈線路長，負荷分散、行人容易觸及外露導體等特點，應通過具體分析計算、針對不同的接地形式選擇配置正確參數的保護器件，才能確保安全，尤其是人身安全。一、道路照明采用TT系統的分析TT系統是指將電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系

2、統，也稱為保護接地系統。第一個符號“T表示電力系統中性點直接接地；第二個符號 "T”表示負載設備的金屬外殼部分 與直接連接， 而與電源端接地無關（接地形式見圖一）。道路照明采用 TT系統時，金屬燈 桿（電器設備金屬 外殼）只與接地裝置用導線連接，而與變壓器的中性線不用導線接通。外爲可導電部分圖一 TT系統當發生相線碰殼接地故障時，其等效電路圖見圖二。故障電流計算公式：ld=V/ （RO+Rd+R 相）式中：V電源電壓；Rd 燈桿接地電阻；R0 變壓器中性點接地電阻；R相一一相線阻抗（如短路點距電源很近，則R相可忽略不計）。R? i圖二f1 0 *nhI >ac3« f

3、t |«!t % l lV M* iBHflHrill |若R0=4Q, Rd=4Q (規程規定燈桿接地電阻不大于4 Q),則ld=220/(4+4) =27. 5A 。無法使熔斷器在規定時間動作。低壓配電設計規中規定，當要求切斷故障回路的時間小于或等于5S時，短路電流Id與熔斷黠熔體額定電流In的比值不應小于表一的規定。這時設備外殼對地電壓 Upe二V X Rd/ (RO+Rd+R相)。表一切斷接地故障回路時間小于或等于5S的ld/ln最小比值熔體額定電流(A)4-1012 ? 6380*200250-500Id/In4.5551則Upe = 220X4/(4+4) = 110V。

4、由于短路點距電源較近，相線阻抗忽略不計，這個電壓足以使觸及的行人發生電擊(國際電工委員會標準規定，人身電擊安全電壓限值為50V) o而實際上現在很多城市采用保護接地時，一個路燈專用變壓器供電的路燈燈桿有幾十根，有的根根打接地極，有的隔桿打一根接地極，再用專門的PE線連成接地網絡(接地形式 見圖三)，這時Rd很容易小于1Q,貝U Upe=220XI/(4+l)=44V<50V, 為安全電壓。圖三外龔可導電部分外拇可導電部分二、道路照明采用TN-S系統的分析TN-S系統是把工作零線7和專用保護線PE嚴格分開的供電系統。第一個符號“T表 示電力系統中性點直接接地；第二個符號"N”表示

5、負載采用接零保護；第三個符號"S”表示工作篆線與保護線是嚴格分 開的，所以PE線稱為專用保護線，在電源端 PE線必須與變壓器中性點連接，如不連接則變成了TT電源端接地點外踞可導電部分10Q。如果相線系統，其接地形式見圖四。當發生相線碰殼接地故障時，其等效電路圖見圖五。Rd為重復接地電阻，城市道路照明工程施工及驗收規程規定接地電阻不大于與PE線規格一致，P點對中性點的電壓為 110V,則設備外売對地電壓 Upe二110XRd/(R0+Rd) =110X10心0+4) =79V>50V,為危險電壓。當重復接地裝置比較多的情況下，RO和Rd值是接近的，實際測量中R0值稍小，假設均為4

6、 Q ,則Upe=110XRd/(R0+Rd) = 110X4/(4+4) =55V>50V t仍為危險電壓。存在危險電壓不要緊，關鍵看能不能按照規要求及時切斷故障電壓。短路電流Id二220/(R相+Rpe),假設一條路燈線路長600m,采用VV5X10電纜三相平衡控制，10nun2銅線 電阻值每千米為2. 06Q,路燈檔 距在30m,燈位處電纜頭長1.5m,箱變至第一燈位電纜長 20m,其余余量均不計。每相控制 7個250*高壓 鈉燈，選用熔體額定電流 30A的熔斷器(往往考慮廣告負荷熔芯還要高配)按照表一，Id應不小于150Ac 實際上 Id= 220/(0. 68X2X2. 06)

7、 =78. 5A, 不能及時切斷。為了滿足及時切斷故障，可加大電纜截面，但工程投資將成倍增加，如采用VV5X16電纜，ld=220/(0. 68X2X1.288) =125 兒還不能滿足規要求，得釆用 VV5X25的電纜，是極不經濟的，而半徑長 600米的 路燈線路在三相平衡供電中并不算長。三、對T7-S和TT系統做相線碰殼短路試驗我們在黃海路西延道路照明工程中針對TN-S和TT系統分別做了相線碰殼短路試驗，試驗數據如下表。生地形式般38朋竝電壓?§也霑更芯額定電,元,RoCO)TN-S14*9A67V兀40AVV5X16650M0.820.65TT56A23V40AWS*I665C

8、M3.30. &2從上表可以看出與前面的分析是吻合的，采用TN-S系統時故障點將存在危險電壓，而短路電流的數值不足以及時切斷電源，雖然觸電的幾率較小，但涉及到人身安全是不能存在任何僥幸心理的，而且電纜在施工中被燈桿法蘭壓破導致短路等相線碰殼故障在路燈中并不少見。雖然增加電纜截面可以提高短路電流，但在資源越來越緊缺的情況下是很不經濟的。在路燈的維護過程中還有這種情況，不負責的維修電工在熔芯燒壞后，找不出故障原因而是換用大容量的熔芯， 由于故障未排除，危險電壓始終存在。而采用 TT 系統，故障點對地電壓 容易得到安全電壓，只要接地 按照規去做， 即單根接地極用扁鋼與燈桿法蘭底板焊牢， 所有

9、 接地用 PE 線連成網絡， 接地電阻小于 1Q 是能做到的。唯一的問題是故障電流小，不能及 時切斷電源，導致線路帶故障運行。正是由于此原因， 城市道路照明設計標準指出 TT 系統應采用漏電保護器，我們也采用了 RDL20-160 型號的漏電保護 器進行試驗，整定電流為 500mA, 晴天還好，一旦遇到陰雨天，由于線路的泄流電流大而導致誤動作。 也許只有等市 場上出現安培級的漏電開關供給，才能解決這個問題。四、結語1、道路照明采用 TM-S 系統，由于線路較長、負荷分散，短路電流不足以在規定時間切 斷故障 電流，尤其許多城市燈桿上安裝燈箱廣告后（政府行為），熔斷器熔體容量還要高配， 使得該矛盾更 加突出，而此時故障點的危險電壓足已危及人身安全（故障點周圍的燈桿均帶 電）。2、道路照明在接地良好，接地電阻達到 1Q 以下時，宜采用 TT 系統，即使有相線碰殼 故障也 能確保故障點對地電壓為安全電壓。唯一不足的是線路很可能帶故障運行，而目前市 場上的漏電開關 無法滿足