1、道路照明配电系统的接地方式摘要：本文仅就道路照明低压配电系统的接地方式问题进行探讨。接地方式和配电线路保护关系到以下两个问题：1、使维护人员和广大行人免遭电击的危害；2、保证道路照明的正常运行，防止电路故障（短路、接地等）导致线路损坏，减少不必要的停电。 关键词：道路照明配电系统接地方式 中图分类号：U491.5+3 文献标识码：A 1 概述 城市道路照明是城市安全、城市道路交通正常运作的重要保证，同时也是城市商业、文化发展以及活跃人们生活的需要，甚至是城市的一道景观。 道路照明的主要功能是为机动车道和人行道提供必要的亮度和照度，以及符合行驶要求的照明质量。保证实现这个功能的基本前提就是安全用
2、电。 安全用电涉及多方面的技术内容和管理维护要求，本文仅就道路照明低压配电系统的接地方式问题进行探讨。接地方式和配电线路保护关系到以下两个问题： （1）使维护人员和广大行人免遭电击的危害； （2）保证道路照明的正常运行，防止电路故障（短路、接地等）导致线路损坏，减少不必要的停电。 2 低压配电系统的接地方式和应用状况 2.1 接地方式种类 按我国标准和国际电工委员会（IEC）标准，低压配电系统接地方式分为以下三类： 2.1.1 TN 方式 电源端（配电变压器低压侧中性点）直接接地，用电端（用电设备外露导电部分）通过一条导线连接到电源端中性点。由于连接导线的方式不同，又可分为下列三种： （1）T
3、N-C：利用配电线路的中性线（N）作接地连接线，称为 PEN线； （2）TN-S：增加一条专用的连接导线，即 PE 线； （3）TN-C-S：以上两种的综合，前半部采用 TN-C，后半部采用 TN-S。 2.1.2 TT 方式 电源端直接接地，用电端也直接接地。 2.1.3 IT 方式 电源端不接地（或高阻抗接地） ，用电端直接接地。 建筑物内低压配电系统，过去多采用 TN-C 方式，近 20 多年随着现代化、信息化进程，和更高的安全要求，TN-C 方式存在很多缺点，采用TN-S、TN-C-S 以及 TT 方式越来越多，运行可靠性要求特别高的设备，IT方式也有应用。 2.2 道路照明配电系统的
4、接地方式应用状况 如前述，在建筑物内采用 TN-S 及 TN-C-S 方式比较多，但处于室外环境的道路照明，条件不尽相同，使用 TN-S 仍然不能完全保证安全。其中一个重要因素是室内环境要求作等电位联结，作为防电击的重要措施之一；而处于室外环境的道路照明则难以作等电位联结，这是 TN-S 广泛应用于建筑物内，而不适宜于室外的主要原因。在已经有较完善的剩余电流动作保护器的今天，有条件采用 TT 方式，对于道路照明更符合安全要求。 3TN-S 方式用于道路照明的问题 3.1 可能导致电击的不安全因素 TN-S 方式，灯具、电杆、电器盒等的外露导电部分是通过 PE 线连接到配电变压器中性点而接地，当
5、该变压器其他部分发生对地直接连接之类故障时，保护电器难以断开，故障电流经大地流到变压器接地极回到中性点，致使中性点电位升高，此电位经过 PE 线传至灯杆等处露导电部分；除非变压器接地电阻非常小，此电位就有可能超过安全电压限值（通常为交流 50V，而对户外照明，考虑雨天等条件，应为交流 25V） 。由于故障电流很小而无法使保护电器动作，因此不能完全保证安全。 3.2 配电线路保护的灵敏性难以满足要求 道路照明负载分散，配电线路较长，当线路末端发生接地故障时，其故障电流往往较小，难以使线路首端的保护电器（熔断器或断路器）动作，不能切断故障电路。为了说明问题，举一个具体例子说明。 设定一回配电线路，
6、供电给 60 基电杆的路灯，每杆装一只 400W 高压钠灯，安装功率 26.4kW（含 10%镇流器功耗） ，单灯设补偿电容，cos=0.85，用三相线路供电，线路计算电流达 47.2A。选用 25mm2 电缆，保护电器用 63A 熔断器或用 63A 断路器（长延时脱扣器电流 63A，瞬时脱扣器 315A） 。 若线路长 1000m，经计算末端接地故障电流仅为几十安培，无论用熔断器还是带瞬时脱扣的断路器，均不能按规定时间断开。 按低压配电设计规范 （GB50054-2011）的规定：TN 方式用 63A 熔断器，要求在 5s 内切断，则接地故障电流（Id1）不应小于 5 倍，即315A；用断路
7、器时，不应小于其瞬时脱扣器整定电流的 1.3 倍，即3151.3=409A。 如果将线路截面加大到铜芯 35mm2，PE 线也加到 35mm2，则 Id1 可达150A 左右，和规定要求仍相距甚大。既便是线路缩短到 500m（仅 1416基杆） ，还是不能满足上述要求。 可见 TN 方式用于道路照明配电线路，一般难以满足保护灵敏性要求，将导致不安全因素。 4 TT 方式用于道路照明的优势 4.1 TT 方式保护动作更灵敏，安全更有保证 TT 方式的接地故障电流（Id1）比 TN 方式更小，使用熔断器或断路器更不能满足规范要求，所以应选用剩余电流动作保护器，这种保护器的动作电流仅为几十、以至几百
8、毫安，最大达几安培，容易使之动作，更能保证安全。 4.2 节省一根 PE 线 附加一个好处，是 TN 方式，不设 PE 线，比 TN-S 方式省了一条线，对三相配电线路，选用四芯电缆（或架空线）即可。 TT 方式要求灯杆接地，由于多数使用金属灯杆，有良好接地条件，使用钢筋混凝土杆，接地条件也较好。TT 方式的接地电阻要求不高，比之 TN 方式要求重复接地，并不会增加费用。 5TT 方式采用剩余电流保护的整定 在室内，剩余电流保护用于 TT 方式，和 TN 方式的插座回路，以及供移动式、手持式用电设备的回路，一般线路较短，大多在几米到几十米。为了保护直接接触，而导致电击，要求动作电流不超过 30
9、mA，有些特殊场所整定值要求更小。由于线路短，正常泄漏电流较小，一般不致引起正常运行时误动作。 道路照明情况大不相同，一回配电线路延伸几百米，乃至千多米，在这种条件下，如果保护动作电流还整定为 30mA，正常运行时，泄漏电流较大而导致跳闸，实属必然之事。有的使用单位反映误动作太多，就不足为奇了。 怎样整定剩余电流保护器的动作电流（In）值呢？应符合以下两方面要求： （1）接地故障时应保证可靠动作 按 GB50054-2011 的规定，剩余电流保护的动作电流 In 应符合下式： Id11.3 In （1） 一般说 In 值整定到几百毫安，甚至 1A，接地故障电流 Id1 大于其1.3 倍，是不难
10、满足的。 （2）正常运行时，应保证不会动作 为实现这项要求，整定值 In 应符合下式： In（2.53.0）IL（2） 式中，IL正常运行条件下，线路和灯具等可能产生的最大泄漏电流。 式（2）中的 2.53.0 倍是保证不会误动作的可靠系数。因为剩余电流动作保护器的动作电流为 In，而保证不会动作的不动作电流 Ino为 In 的 50%。必须使 In 值大于正常泄漏电流的 50%，并留有必要余地，才能保证不误动作。 通常选用 25mm2 左右的铜芯电缆，估算每 km 的泄漏电流 IL 约为3050mA，线路长度在 800m 以内时，In 可取 100mA；线路长度在 2000m时，In 值不应小于 300mA。可见，不论具体条件，一律取 30mA，是不能保证正常运行的。 6 结论意见 （1）按照道路照明的特点，配电系统应选用 TT 方式，比 TN-S 方式更能满足接地故障保护要求，更能保证用电安全。 （2）TT 方式应采用剩余电流保护；其动作电流（In）值不宜选取30mA，这样容易导致正常运行时误动作，应按线路长度、灯具数量，经合理计算或实测其泄漏电流值，按本文式（2）确定剩余电流保护器的动作电流（In）值。
