室外照明系統(tǒng)接地形式及接地電阻的探討

唐英

摘 要：在室外照明系統(tǒng)接地形式選擇過程中，主要包括TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)，而對(duì)于具體接地形式的選擇，需要根據(jù)具體情況而定。本文根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)室外照明系統(tǒng)接地形式進(jìn)行總結(jié)，并從TT接地形式對(duì)接地電阻的需求、TT接地形式剩余電流動(dòng)作保護(hù)器動(dòng)作靈敏度校檢兩方面，論述了室外照明系統(tǒng)接地電阻的有效探討。

關(guān)鍵詞：室外照明系統(tǒng)；接地形式；接地電阻

前言：在TN系統(tǒng)應(yīng)用過程中，主要以PE線自中性點(diǎn)部位分出，當(dāng)?shù)剡^電壓出現(xiàn)時(shí)，如果設(shè)備的絕緣承受能力較小，而TT系統(tǒng)的PE線也會(huì)隨著電流自動(dòng)接入到零電位的接地極，增加了絕緣設(shè)備的過電壓損害程度。如果在同一變壓器的供電范圍內(nèi)，TN系統(tǒng)中的PE線相互連通，如果任何一處出現(xiàn)接地故障，整個(gè)故障電壓也會(huì)隨著PE線進(jìn)行傳到，從而提升了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的危害程度。

1.室外照明系統(tǒng)接地形式

1.1TN-S接地形式

在TN-S接地形式之中，主要是將中性線N和專用保護(hù)線PE進(jìn)行分離，在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，專用保護(hù)線上不會(huì)存在電流，但在中性線之上會(huì)存在不平衡電流。另外，在PE線上，正常情況下并不會(huì)存在對(duì)地電壓。因此，各種設(shè)備的金屬外殼中接地保護(hù)線通常會(huì)接入PE上，從而為設(shè)備運(yùn)行提供良好的環(huán)境。但該種接地形式也存在很多劣勢，首先，一旦PE線突然斷開，保護(hù)作用將會(huì)消失，從而引發(fā)電擊事故。其次，在很多建筑物之中，主要采用的接地形式上為TN-S或TN-C-S，此時(shí)能夠確保安全性提升的重要條件是建筑物內(nèi)進(jìn)行了等電位聯(lián)結(jié)操作，但室外照明設(shè)施卻很難做到這點(diǎn)。例如，在酒店、商場等室外照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，如果某處照明設(shè)備發(fā)生接地故障，來自電源的PE線會(huì)將故障電壓傳到至室外照明裝置的金屬外殼上，從而引發(fā)觸電事故。最后，在室外照明系統(tǒng)之中，負(fù)荷量大都比較分散，線路也較長，一旦線路末端出現(xiàn)接地故障，所產(chǎn)生的電流也不會(huì)太高，難以觸發(fā)斷路器工作，最終引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)事故。另外，由于PE線路的增加，還會(huì)將整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)造價(jià)大幅度提升[1]。

1.2TT接地形式

TT接地形式主要是將電氣設(shè)備的金屬外殼進(jìn)行直接接地，一旦室外照明系統(tǒng)的內(nèi)部出現(xiàn)接地故障，故障回路除了部分線路電阻之外，還會(huì)將電源側(cè)的接地電阻RE以及電氣裝置外漏部分串聯(lián)在一起，從而引出接地電阻RA。從這里也可以看出，此故障回路的阻抗回比TN系統(tǒng)高出很多，故障電流也會(huì)相對(duì)較小，一般來說，這種故障電流不能利用熔斷器或斷路器當(dāng)做接地保護(hù)裝置，很容易讓故障電流繼續(xù)影響其他設(shè)備。在室外照明系統(tǒng)接地形式選擇過程中，應(yīng)該將剩余電流保護(hù)器接入其中，多為接地保護(hù)裝置，該設(shè)備具有較高的靈敏度，可保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性進(jìn)一步提升。但在很多酒店和商場周圍，會(huì)存在潮濕等因素，如果線路的設(shè)計(jì)過長，電流的流失率也會(huì)增加，如果整定值設(shè)置過小，很容易產(chǎn)生誤動(dòng)作。因此，應(yīng)根據(jù)具體的動(dòng)作電流對(duì)室外照明系統(tǒng)進(jìn)行合理整定。

2.室外照明系統(tǒng)接地電阻的有效探討

2.1TT接地形式對(duì)接地電阻的需求

在利用TT系統(tǒng)進(jìn)行室外照明系統(tǒng)建設(shè)過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)單燈接地電阻的確定需要提高重視程度。首先，在理論依據(jù)確定過程中，應(yīng)根據(jù)《民規(guī)》第12.4條規(guī)定：當(dāng)利用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器時(shí)，接地電阻必須滿足一定條件，即小于等于25V/I，其中I代表剩余電流動(dòng)作保護(hù)器中的動(dòng)作電流。在TT接地形式中，PE線的設(shè)置通常很短，電阻的設(shè)置也很小，在具體室外照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中可以忽略不計(jì)。因此，該接地電阻可以當(dāng)做外露導(dǎo)電部分的接地電阻。從以往工作靜壓中可以看出，想要對(duì)接地電阻具體數(shù)值進(jìn)行確定，只需要確定電流動(dòng)作保護(hù)器中的剩余電流即可。

另外，在剩余電流動(dòng)作保護(hù)器整定值確定過程中，需要對(duì)誤動(dòng)作進(jìn)行有效避免，而具體的整定值需要大于正常運(yùn)行時(shí)的線路和設(shè)備泄漏電流總和的二到四倍。在酒店或商場的室外照明系統(tǒng)之中，線路和燈具可能會(huì)出現(xiàn)最大泄露電流情況。根據(jù)我國相關(guān)實(shí)驗(yàn)與要求中的規(guī)定，室外I類燈具最大泄漏電流大約為1mA/套。如果室外照明系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中屬于單相配線，總泄露電流應(yīng)該是個(gè)個(gè)都燈具設(shè)備泄漏電流的綜合[2]。

2.2TT接地形式剩余電流動(dòng)作保護(hù)器動(dòng)作靈敏度校檢

在室外照明系統(tǒng)校驗(yàn)過程中，當(dāng)回路的整定值維持在300mA時(shí)，單燈接地電阻將會(huì)達(dá)到75Ω，此時(shí)如果出現(xiàn)接地故障，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器動(dòng)作的靈敏度和可靠性將會(huì)受到嚴(yán)重影響。按照《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，剩余電流保護(hù)器中的動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下關(guān)系：

該式中，RE表示電源重復(fù)接地電阻，一般會(huì)低于4Ω。RL代表線路的總接地電阻，在此種情況之下數(shù)值也不會(huì)很大。RT代表人體接地電阻，一般來說，在潮濕的環(huán)境之下，人體的接地電阻主要由人體內(nèi)部的阻抗來決定，由《電流通過人體的效應(yīng)》可以知道，此時(shí)的人體內(nèi)阻大約為1000Ω。由具體的公式可知，當(dāng)RA阻值處于75Ω時(shí)，該電阻對(duì)接地阻值的影響十分嚴(yán)重。當(dāng)回路中出現(xiàn)接地故障時(shí)，剩余電流保護(hù)器也能夠進(jìn)行迅速反應(yīng)，在切斷故障回路的同時(shí)，可以確保整個(gè)室外照明系統(tǒng)得到安全保證。

總結(jié)：綜上所述，當(dāng)采用TT接地形式時(shí)，室外照明系統(tǒng)適合采用聚乙烯絕緣電線，不能應(yīng)用聚氯乙烯的絕緣電線，否則，將會(huì)提升剩余電流動(dòng)作保護(hù)的整定值。如果室外照明回路采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器TT接地形式，應(yīng)根據(jù)具體的回路線路長度和燈具數(shù)量進(jìn)行準(zhǔn)確估算，確?？倲?shù)不超過30mA的同時(shí)，維持整條線路的穩(wěn)定穩(wěn)定程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖寧.建筑施工中室外照明的接地故障保護(hù)和短路保護(hù)方法之研究[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2017（10）：156.

[2]鄭扶民，郜幔幔，楊家豪.變電站主要站用負(fù)荷用電規(guī)律及其節(jié)電策略研究[J].電力需求側(cè)管理，2016，18（01）：22-27+33.