一、路燈的保護(hù)接地
路燈的保護(hù)接地是為了保證人身和設(shè)備安全,將正常時(shí)不帶電而故障時(shí)可能帶電的路燈金屬燈柱及座箱等與地形成良好的電氣連接。接地保護(hù)與接零保護(hù)統(tǒng)稱(chēng)為保護(hù)接地,按照接線(xiàn)方式的不同,目前在市政路燈低壓配電系統(tǒng)中最常見(jiàn)的有TN接線(xiàn)和TT接線(xiàn)兩種方式。
1.路燈的丁N接線(xiàn)系統(tǒng)
路燈的TN接線(xiàn)系統(tǒng)是指電源中性點(diǎn)直接接地,而將路燈金屬燈柱及座箱等通過(guò)保護(hù)線(xiàn)接到此接地點(diǎn)的低壓配電系統(tǒng)。依據(jù)中性線(xiàn)(N線(xiàn))和保護(hù)線(xiàn)(PE線(xiàn))的不同組合,TN系統(tǒng)包括TN-C、TN -S-C、TN-S三種接線(xiàn)形式。
TN-C系統(tǒng)是指整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)中性線(xiàn)N與保護(hù)線(xiàn)PE是合用的,三相四線(xiàn)制供電。保護(hù)中性線(xiàn)用PEN表示。路燈屬于氣體放電燈,是典型的非線(xiàn)性負(fù)荷,且為三柏不平衡負(fù)荷,其配電線(xiàn)路中含有較大的高次諧波電流。保護(hù)中性線(xiàn)PEN上通過(guò)較大的高次諧波電流時(shí),將在PEN線(xiàn)上產(chǎn)生壓降,使得路燈金屬燈柱及座箱等在正常運(yùn)行時(shí)不可避免地帶有較高的電壓,這對(duì)安全運(yùn)行是很不利的。更為嚴(yán)重的是當(dāng)零線(xiàn)斷線(xiàn)時(shí),斷線(xiàn)處后面接零的路燈金屬燈柱及座箱等將會(huì)出現(xiàn)更高的電壓持續(xù)存在,直接威脅到行人的安全,而且還可能燒毀路燈。因此,這種接線(xiàn)方式不適合路燈低壓配電系統(tǒng)。
TN -S-C系統(tǒng)是指系統(tǒng)的前一部分中性線(xiàn)N與保護(hù)線(xiàn)PE合為PEN線(xiàn),而后一部分中性線(xiàn)N與保護(hù)線(xiàn)PE是分開(kāi)的。它是TN-C系統(tǒng)的變通,但仍然帶有TN-C系統(tǒng)的缺陷,因此也不適合路燈低壓配電系統(tǒng)。
TN-S系統(tǒng)是指整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)中性線(xiàn)N與保護(hù)線(xiàn)PE是分開(kāi)的,三相五線(xiàn)制供電。TN-S系統(tǒng)使金屬燈柱始終處于“地”電位,解決了工作零線(xiàn)上電壓直接傳遞到路燈金屬燈柱上的
問(wèn)題,消除了金屬燈柱產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓的隱患,具有較高的電氣安全性。 路燈低壓配電系統(tǒng)的特點(diǎn)為:供電距離太遠(yuǎn)(一般是幾百米,甚至上千米)、負(fù)荷分散、行人觸及路燈金屬燈柱的可能性較大。采用TN-S系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生單相金屬性接地故障時(shí),線(xiàn)路的保護(hù)裝置一般能夠可靠動(dòng)作、切除故障;但是當(dāng)在絨路末端發(fā)生相線(xiàn)接地故障時(shí),由于供電線(xiàn)路長(zhǎng)、阻抗
大,再加上故障點(diǎn)接地電阻的影響,單相接地電流就比較小,常規(guī)的線(xiàn)路保護(hù)裝置可能無(wú)法快速切除故障。路燈金屬燈柱及座箱上就會(huì)長(zhǎng)時(shí)間帶有危險(xiǎn)電壓,并且這種危險(xiǎn)電壓還可
能通過(guò)PE線(xiàn)傳遞到系統(tǒng)的所有路燈金屬燈柱及座箱等,因此,在TN-S接線(xiàn)系統(tǒng)中,采用將每根路燈金屬燈柱重復(fù)接地的措施,或?qū)E線(xiàn)多處設(shè)置重復(fù)接地裝置,以提高人身接觸燈桿的安全性(如圖l所示)。
圖1 TN-S系統(tǒng)再將路燈金屬燈柱接地 當(dāng)PE線(xiàn)斷線(xiàn)時(shí)(如圖1),這相當(dāng)于在同一個(gè)系統(tǒng)中PE線(xiàn)斷線(xiàn)前端的那部分金屬燈柱(或座箱等)采用接零保護(hù)(Ro和Re兩個(gè)接地電阻并聯(lián)后接到了中性點(diǎn)上,設(shè)備外殼接到PE線(xiàn)上)。而PE線(xiàn)斷線(xiàn)后端的那一部分金屬燈柱(或座箱等)則變成接地保護(hù)。當(dāng)后者一相碰殼時(shí),接地電流將受到接地電阻和中性點(diǎn)電阻的限制,致使保護(hù)裝置動(dòng)作失靈,使故障不能迅速切除。同時(shí),當(dāng)接地電流通過(guò)電源的中性點(diǎn)接地電阻時(shí),在PE線(xiàn)上產(chǎn)生高電壓,使未發(fā)生故障的路燈金屬燈柱(或座箱等)都將帶有不允許的對(duì)地電壓,因此這種措施對(duì)人身并不絕對(duì)安全。 當(dāng)一個(gè)路燈金屬燈柱發(fā)生漏電故障時(shí),由于受到電源處接地電阻RO和燈柱接地電阻Re的限制,漏電電流Id較小,電路中的電流保護(hù)裝置可能不會(huì)動(dòng)作,從而使漏電的路燈金屬燈柱長(zhǎng)期帶電。電源處接地電阻RO -般為4歐,假設(shè)燈柱接地電阻Re也為4歐,電源相電壓up為220V,則路燈金屬燈柱上的電壓Ud =Re Up/(RO +Re)=4×220/( 4+4) =IIOV,這樣行人一旦觸及后通過(guò)人體(一般情況下人體的電阻為1000 - 2000歐)的電流值可達(dá)數(shù)百毫安,足以致人于死地??梢?jiàn),安全性方面TT接線(xiàn)系統(tǒng)不如TN-S接線(xiàn)系統(tǒng)。因此,在路燈配電系統(tǒng)中較少采用TT接線(xiàn)系統(tǒng)。
中性線(xiàn)N重復(fù)接地就是增加圖2中用虛線(xiàn)畫(huà)的Rc,這樣燈柱接地電阻Re與重復(fù)接地電阻Rc經(jīng)過(guò)大地串聯(lián)后接到中性線(xiàn)N上,TT接線(xiàn)系統(tǒng)實(shí)際上就變成了TN-C接線(xiàn)系統(tǒng)。因此,TT接線(xiàn)系統(tǒng)中性線(xiàn)N不能重復(fù)接地。
二、裝設(shè)漏電保護(hù)器
1.裝設(shè)漏電保護(hù)器的必要性
由上述分析可知,市政路燈低壓配電系統(tǒng)無(wú)論是采用TN-S還是TT接線(xiàn),其安全可靠性方面還沒(méi)有達(dá)到令人滿(mǎn)意的效果。因此,為了防止人身觸電和由于漏電造成的種種危害,必須裝設(shè)漏電保護(hù)器。漏電保護(hù)器具有動(dòng)作靈敏、切斷耐間迅速的性能,可以有效地彌補(bǔ)接地保護(hù)存在的缺陷。漏電保護(hù)裝置還可以作為單相接地短路保護(hù)的后備保護(hù),當(dāng)單相接地短路保護(hù)整定的不合理或因?yàn)楣╇娋嚯x太遠(yuǎn)、電纜截面太小或單相接地短路保護(hù)的靈敏度不夠等原因而拒動(dòng)時(shí),漏電保護(hù)裝置能夠迅速動(dòng)作、切斷故障線(xiàn)路。在TN-S和TT接線(xiàn)系統(tǒng)中,未裝漏電保護(hù)器時(shí),如果發(fā)生接地故障情況,路燈金屬柱上可能會(huì)產(chǎn)生對(duì)人身有危險(xiǎn)的接觸電壓;當(dāng)裝有漏電保護(hù)器之后,即使發(fā)生了接地故障,接觸電壓在還沒(méi)有達(dá)到危及人身生命時(shí),漏電保護(hù)器就會(huì)立即切斷電源回路。由此可見(jiàn),路燈配電系統(tǒng)裝設(shè)漏電保護(hù)后,可有效防止路燈漏電致人傷亡的事故。
2.選擇合適的漏電保護(hù)器動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間
在市政路燈低壓配電系統(tǒng)中,一般采用二級(jí)漏電保護(hù),即分別在分配電箱和分支路開(kāi)關(guān)箱中裝設(shè)漏電保護(hù)?動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間選擇應(yīng)考慮上下級(jí)保護(hù)協(xié)調(diào)配合。漏電斷路器的額定漏電動(dòng)作電流(I△n) -般要大于系統(tǒng)正常漏電電流的2倍;額定漏電不動(dòng)作的電流值一般應(yīng)選漏電動(dòng)作電流值的二分之一。為了保證多級(jí)保護(hù)的選擇性,下一級(jí)額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)小于上一級(jí)額定漏電動(dòng)作電流,各級(jí)額定漏電動(dòng)作電流應(yīng)有級(jí)差1.2 - 2.5倍。動(dòng)作時(shí)間上下級(jí)保護(hù)配含是:上級(jí)漏電保護(hù)器可返回時(shí)間要大于下級(jí)漏電保護(hù)器全分?jǐn)鄷r(shí)間。開(kāi)關(guān)箱中的漏電保護(hù)延時(shí)動(dòng)作時(shí)間一般不超過(guò)0.1秒;配電箱中的漏電保護(hù)延時(shí)動(dòng)作時(shí)間一般不超過(guò)0.2 - 0.3秒。 室內(nèi)低壓配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)箱中廣泛采用額定動(dòng)作電流30m A、延時(shí)動(dòng)作時(shí)間不超過(guò)O.I秒的漏電保護(hù)器。根據(jù)實(shí)測(cè)或相關(guān)資料顯示:路燈系統(tǒng)正常時(shí)泄露電流比室內(nèi)低壓配電系統(tǒng)大,因此路燈開(kāi)關(guān)箱中漏電保護(hù)動(dòng)作電流也要選擇大些,否則線(xiàn)路運(yùn)行中漏電保護(hù)器可能會(huì)經(jīng)常性的誤動(dòng)作。
總之,漏電保護(hù)器具體的動(dòng)作電流應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r整定,如接地電阻的大小、正常漏電電流大小、氣候等,應(yīng)保證漏電保護(hù)在發(fā)生人身觸電或泄漏電流超過(guò)允許值時(shí)能可靠動(dòng)作,而在正常泄漏電流作用下不誤動(dòng)=這樣既能保證行人的安全,又能防止供電中斷而造成不必要的熄燈。當(dāng)然要使漏電保護(hù)器在市政路燈低壓配電系統(tǒng)中發(fā)揮應(yīng)有的作用,就必須保證接線(xiàn)正確。
3.保證漏電保護(hù)器接線(xiàn)正確
TN-S系統(tǒng)安裝漏電保護(hù)器時(shí),應(yīng)注意線(xiàn)路中性線(xiàn)的正確接法,即工作中性線(xiàn)一定要穿過(guò)漏電電流互感器,而保護(hù)中性線(xiàn)則不能穿過(guò)漏電電流互感器。否則,將造成漏電保護(hù)器誤動(dòng)作。
TN-S系統(tǒng)在干線(xiàn)上安裝漏電保護(hù)器時(shí),工作中性線(xiàn)不可重復(fù)接地。如果工作中性線(xiàn)重復(fù)接地,部分正常負(fù)荷電流將流經(jīng)大地,對(duì)漏電保護(hù)器形成剩余電流而使其誤動(dòng)作。 漏電保護(hù)器應(yīng)安裝在配電箱或開(kāi)關(guān)箱靠近負(fù)荷的一側(cè)。如果接反,會(huì)導(dǎo)致電子式漏電保護(hù)器的脫扣線(xiàn)圈無(wú)法隨電源切斷而斷電,以致長(zhǎng)時(shí)間通電而燒毀。
三、結(jié)束語(yǔ)
市政路燈低壓系統(tǒng)采用保護(hù)接地措施對(duì)人身安全起到了重要作用,而裝設(shè)漏電保護(hù)器只是彌補(bǔ)了保護(hù)接地的不足。漏電保護(hù)器雖然是一種很有效的觸電防護(hù)措施,但不能作為防止電擊事故的唯一措施,它只有與基本防護(hù)措施(保護(hù)接地、絕緣、屏護(hù)、安全電壓等)一起做好,才能最大限度地減少觸電傷亡事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn):
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