为什么户外道路照明接地型式应选用TT系统而不是TN系统呢?

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来源:电气圈(dianqiquan) 作者:郑俊观 版权归原作者所有,侵权请联系删除         户外道路照明为夜间交通正常运行提供了重要保障,同时也是社会经济、文化和居民生活水平提高的需求,有时户外道路照明在夜间变成了一道靓丽的风景线。户外道路照明的目的是在夜间给机动车辆及行人提供必要的亮度,同时提供的照明质量符合行驶要求。保证实现这些功能的前提是安全用电,安全用电和很多因素有关,比如设计、施工、维护等。本文主要探讨户外道路照明的接地型式对其安全用电的影响,回答为什么户外道路照明接地型式应选用TT系统而不是TN系统,也就是回答户外道路照明采用TN系统存在哪些问题和如果户外道路照明采用TT系统如何设置配电线路保护这两个问题。

来源:电气圈(dianqiquan)

作者:郑俊观

版权归原作者所有,侵权请联系删除




        户外道路照明为夜间交通正常运行提供了重要保障,同时也是社会经济、文化和居民生活水平提高的需求,有时户外道路照明在夜间变成了一道靓丽的风景线。户外道路照明的目的是在夜间给机动车辆及行人提供必要的亮度,同时提供的照明质量符合行驶要求。保证实现这些功能的前提是安全用电,安全用电和很多因素有关,比如设计、施工、维护等。本文主要探讨户外道路照明的接地型式对其安全用电的影响,回答为什么户外道路照明接地型式应选用TT系统而不是TN系统,也就是回答户外道路照明采用TN系统存在哪些问题和如果户外道路照明采用TT系统如何设置配电线路保护这两个问题。


1. 户外道路照明接地型式采用TN系统存在哪些问题


        我国户外道路照明接地型式最早采用TN-C系统,这种接地型式已经被国家规范明令禁止用在户外道路照明中。TN-C系统中N线和PE线合并为一条PEN线,TN-C系统对于道路照明会存在一些不安全因素。对于道路照明采用三相四线制进行配电时,或多或少存在一定程度的三相不平衡,使得PEN线中有电流通过。同时,气体放电类光源会使线路中存在3次及3奇数倍的谐波,由于谐波的存在会使PEN线中电流增加。这种两种情况都会使PEN线中电流变大。
对于TN-C系统的PEN线要和灯具金属外壳、灯杆金属外露可导电部分相连接,这样就造成了在正常运行下这些外露可导电部分对地带电位,更不要说故障情况下。如果对地带的电位大于人体安全电压就可能对行人造成电击事故。

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        后来大家逐渐认识到道路照明接地型式采用TN-C系统存在的不安全因素太多,所以用TN-S系统取代了TN-C系统。TN-S系统相比TN-C系统是把N线和PE线分开,这样将近似零电位的PE线与灯具金属外壳、灯杆金属外露可导电部分相连接,正常情况下不会存在电击危险。但是,当发生某些故障的情况下,TN-S系统仍然无法做到安全用电。


(1)在TN-S系统配电回路中如果某干线(相线)发生接地故障,由于大地故障阻抗较大造成故障电流较小,不足以使电源处保护装置动作,使得故障长期存在。此时在系统的接地电阻上会产生故障电压,该故障电压会沿着PE线传导到道路照明外露可导电部分上,该故障电压超过人体安全电压时,可能会发生电击事故。对于10kV变电所中高压设备保护接地与低压系统接地共用一个接地系统时,高压侧发生故障时,也可能会导致发生类似事故。户外道路照明产生上述问题原因在于没有等电位联结。

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(2)道路照明的配电线路一般较长,在线路末端发生接地故障时,其接地故障电流较小。在TN-S系统中配电线路首端采用断路器或者熔断器兼做接地故障保护时,很难在规范规定5s时间内切断故障电路。


        通过上述分析可知,道路照明应该严禁采用TN-C系统,选择TN-S系统也不是合理选择。同时在配电线路较短情况下选择TN-S系统也不是最佳选择。


2. 户外道路照明采用TT系统如何设置配电线路保护


        户外道路照明采用TT系统,系统接地与保护接地是相互独立、互不关联的,防止TN系统中沿着PEN线或者PE线传导危险故障电压的发生,这对于户外道路照明没有等电位联接情况下,TT系统比TN系统更加安全。


        对于配电线路较长导致末端接地故障电流较小的问题,在TT系统中可以采用剩余电流动作保护器(RCD)来解决,一般剩余电流动作器的整定值都不大于1A,即使在长的线路也能满足要求。有人提出说采用RCD可能会造成误动作,发生这种情况恰恰是因为没有合理选择RCD的整定值的原因。RCD的整定值应该不小于2.5~3倍正常情况下线路泄露电流,根据照明配电线路的长短,一般RCD的整定值可以取值为100mA到500mA之间。同时,为了避免一些瞬时性故障导致RCD切断电源,影响道路照明,应该设置一定的延迟时间。

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        可能有人问TN-S系统中安装RCD也可以解决配电线路长末端发生接地故障不动作的问题,是可以解决。但是TN-S系统比TT系统多了一根PE线,造价上去了,还是解决不了PE线可能会传导故障电压的危险。


《低压配电设计规范》GB50054-2011中第5.2.15条如下:



        该条文对道路照明的接地电阻提出了要求。对于路灯大部分是金属杆,有良好的接地条件,同时TT系统对接地电阻要求也不高。对于RCD取值为100mA,也就是故障电流Ia达到100mA时动作,根据上述公式计算可得RA为500Ω,500Ω还是比较容易得到的。


        最后,通过上述分析总结一下。 道路照明采用TT系统比TN-S系统有以下优点: 消除了PE线可能会传导故障危险电压发生电击事故; TT系统采用RCD进行保护,动作灵敏性高,但是需要合理设置RCD整定值以避免误动作; TT系统比TN-S系统省了一根PE线,造价低。

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  • 自由在在的鱼
    自由在在的鱼 2019年11月18日 14:22:34 2楼

    户外路灯如果线路很长的,就TT系统比较方便,如果是建筑小区比较小的,可以用TN-S


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  • 自由在在的鱼
    自由在在的鱼 2019年11月18日 14:24:53 3楼

    总结的不错,都学习一下。。。

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  • 蒋以华
    蒋以华 2019年11月18日 16:56:59 4楼

    侵权请联系删除

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  • zhangjuehnu
    zhangjuehnu 2019年11月19日 12:19:25 5楼

    学习了,谢谢楼主

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  • ym810
    ym810 2019年11月19日 19:28:36 6楼

    学习了,不错!!!

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  • wangtj15023776193
    wangtj15023776193 2019年11月22日 10:53:56 7楼

    四个问题:

    第一:人体安全电流是多少,漏电整定值100ma-500ma,超过人体安全电流没有。

    第二:是采用熔断器价格高还是漏电断路器高?

    第三:TN系统采用两级熔断器保护,TT系统需要两级RCD,哪个的成本更高?

    第四:路灯、线路、施工等因素造成的正常电流泄漏,无法明确的情况下,RCD的大面积停电,哪个影响更大?

         现在,现在通常做法TN-S和TT均有,个人所了解到的更多是TN-S,至于TN-S的等电位联结,现在除了采用5芯电缆,还会另加一根通长敷设的扁钢,虽不是标准的单个路灯等电位联结,但综合保护性能很好。

        此文过于片面。


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  • hugehead2
    hugehead2 2019年11月23日 08:29:07 8楼

    这个做法似乎有争议

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  • 小新abc
    小新abc 2019年11月26日 09:48:38 9楼

    我们之前做的好多是用的TN-S接地,然后再做上接地极

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  • flybaifenbai
    flybaifenbai 2019年11月27日 17:23:43 10楼

    然而正常的泄漏电流是很难预估的。说是100~300mA,但道路照明一般设置于绿化带或者人行道边,与绿化同断面位置,施工时很难保证分支线和电缆接头的绝缘性;浇水会导致泄漏电流超过整定值而跳。很多时候后期为了保证亮灯,都把RCD拆除了。没有RCD的TT可以想象一下。

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  • 自由在在的鱼
    自由在在的鱼 2019年11月30日 14:54:13 11楼

    嗯,讲的不错,简单易懂。。。

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