路燈設(shè)施漏電分析與防漏電措施的應(yīng)用

周文杰

摘要：路燈作為城市建設(shè)的重要組成部分，由于城市建設(shè)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的水泥燈桿被秀麗多姿的金屬燈桿取代。但是，金屬燈桿是導(dǎo)電體，且分布在市區(qū)行人密集的街道旁。路燈、燈箱的導(dǎo)線(xiàn)接頭、鎮(zhèn)流器、保險(xiǎn)、觸發(fā)器、燈頭、燈泡等元件都安裝在燈桿、燈箱內(nèi)，路燈在運(yùn)行過(guò)程中，由于元件老化、損壞等原因?qū)е陆^緣失效，而使燈桿、燈箱成為一個(gè)帶電體，行人觸摸后便會(huì)發(fā)生人身傷亡事故。

關(guān)鍵詞：路燈設(shè)施;漏電;原因;防漏電;措施;應(yīng)用;分析

1導(dǎo)言

路燈作為城市建設(shè)的重要組成部分，隨著城市建設(shè)力度的不斷加大而迅速發(fā)展。傳統(tǒng)的水泥燈桿已被秀麗多姿的金屬燈桿取代。但是，金屬燈桿是導(dǎo)電體，且分布在市區(qū)行人密集的街道旁。路燈的導(dǎo)線(xiàn)接頭、鎮(zhèn)流器、觸發(fā)器等元件都安裝在燈桿內(nèi)，路燈運(yùn)行過(guò)程中，由于元件老化、損壞等原因?qū)е陆^緣失效，而使燈桿成為一個(gè)帶電體，行人觸摸后便會(huì)發(fā)生人身傷亡事故。道路照明（路燈）設(shè)施遍布城市大街小巷，是城市重要的市政基礎(chǔ)設(shè)施之一。路燈運(yùn)行過(guò)程中，由于用電環(huán)境惡劣、線(xiàn)路老化、電纜接頭絕緣不良、整流器發(fā)熱、外力損壞、產(chǎn)品質(zhì)量等原因造成漏電，使路燈的金屬燈桿帶電，直接危及到行人的安全。近年來(lái)，全國(guó)各地由于路燈設(shè)施漏電而引發(fā)的安全事故時(shí)有發(fā)生，因此保障路燈設(shè)施安全、正常運(yùn)行，確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)路燈設(shè)施進(jìn)行采取防漏電措施勢(shì)在必行。

2工作原理

該漏電保護(hù)器主要由工作開(kāi)關(guān)電路、漏電保護(hù)控制電路和采樣隔離電路等組成。

2.1工作開(kāi)關(guān)電路

這一部分既是路燈的開(kāi)關(guān)，同時(shí)也是漏電保護(hù)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本課題選用了交流接觸器K1作為路燈電源的工作開(kāi)關(guān)，其線(xiàn)圈由控制電源U（或路燈專(zhuān)線(xiàn)電源）供電，常開(kāi)觸點(diǎn)作為路燈E的開(kāi)關(guān)接入主電源A。U送電，K1線(xiàn)圈通電，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，路燈電源接通，路燈E亮;U停電，K1線(xiàn)圈失電，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，路燈電源被切斷，路燈E熄滅。

2.2采樣隔離電路

它由一組共陰極的二極管D1～Dn構(gòu)成，其陰極與漏電保護(hù)模塊FV的采樣端FV3連接，每個(gè)二極管的陽(yáng)極分別連接于各金屬燈桿即被保護(hù)體MM1～MMn上，由于二極管單向?qū)щ娦缘淖饔?，這樣漏電信號(hào)可以由漏電保護(hù)體MM1～MMn傳遞給模塊FV，而不能傳遞給其它被保護(hù)體，這樣，既能可靠采樣、保護(hù)，又不會(huì)擴(kuò)大漏電危害，同時(shí)查找故障點(diǎn)很方便。

2.3漏電保護(hù)控制電路

該電路由漏電保護(hù)模塊FV和一個(gè)交流接觸器K2組成，K2的線(xiàn)圈與FV串聯(lián)后接入主電源A，K2的常閉觸點(diǎn)串在K1的線(xiàn)圈回路中。FV是漏電保護(hù)技術(shù)核心，是自行研制的專(zhuān)用電子開(kāi)關(guān)。當(dāng)采樣端FV3采集到漏電信號(hào)時(shí)，與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓比較、放大后使FV導(dǎo)通，K2動(dòng)作并自鎖，K2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，K1線(xiàn)圈失電，K1常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷漏電電源，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。

3路燈設(shè)施漏電原因分析

一是路燈電纜使用時(shí)間久存在老化情況，在潮濕天氣下經(jīng)常出現(xiàn)故障，容易導(dǎo)致漏電等安全隱患，影響安全：一是由于早期建設(shè)的電纜接頭制作不合格或在潮濕的氣候條件下做接頭，使接頭進(jìn)水或混入水蒸氣，時(shí)間長(zhǎng)久逐漸損害電纜的絕緣強(qiáng)度而造成故障;二是電纜長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，溫度過(guò)高加速絕緣老化;三是電纜保護(hù)層受酸堿作用腐蝕導(dǎo)致絕緣老化。二是路燈電氣保護(hù)靈敏度不高。目前路燈配電采用TN-S系統(tǒng)，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，路燈箱變內(nèi)線(xiàn)路多采用空氣開(kāi)關(guān)可能無(wú)法快速切除故障，出現(xiàn)漏電情況時(shí)不能及時(shí)、自動(dòng)切斷電源，容易出現(xiàn)燈桿或線(xiàn)路漏電情況。三是燈桿燈門(mén)高度較低，存在被水淹而導(dǎo)致漏電風(fēng)險(xiǎn)。目前燈桿燈門(mén)安裝高度一般為離地40cm，但是由于建設(shè)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)不一或者道路改造造成后期路面升高等原因，燈門(mén)離地高度一般達(dá)不到40cm，在暴雨等極端天氣下，會(huì)造成雨水倒灌燈桿內(nèi)，積水浸泡電纜接頭或積水處電纜破損導(dǎo)致周?chē)蚝蛶щ?，存在行人被跨步電壓擊倒的風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患。四是路燈設(shè)施被損壞情況較嚴(yán)重。隨著城市的快速發(fā)展，道路改造、地鐵施工等市政建設(shè)越來(lái)越多，近年來(lái)，由于建設(shè)單位不規(guī)范、不文明施工造成電纜被挖斷、挖損的情況經(jīng)常發(fā)生，造成電纜裸露;此外，破壞路燈燈門(mén)造成燈線(xiàn)裸露、破損，存在安全隱患。因此，如何采取行之有效的防漏電措施，防止人身觸電和由于漏電造成的種種危害，考慮采取防漏電措施是路燈管理部門(mén)需要解決的問(wèn)題。

4電壓型漏電保護(hù)器的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作問(wèn)題

解決誤動(dòng)作和拒動(dòng)作問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)就是提高電壓型漏電保護(hù)器動(dòng)作的精度，以保證可靠地工作。傳統(tǒng)的電壓型漏電保護(hù)器都是由電磁元件構(gòu)成的，由于電磁元件的性能不穩(wěn)定、一致性不好、氣隙精度差等原因，所以存在著嚴(yán)重的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作問(wèn)題。我們選用交流接觸器（或繼電器）作為執(zhí)行元件，在電磁元件的基礎(chǔ)上，增加了電子控制電路，即前面提提到的“漏電保護(hù)模塊”Fv，如圖2所示。它由電子開(kāi)關(guān)K、電壓比較下器A等器件構(gòu)成，比較器的正向輸人端為模塊的采樣端。漏電電壓一旦高于設(shè)定的基準(zhǔn)電壓，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出信號(hào)使K導(dǎo)通。該電路是非常成熟的電子電路，可圖2漏電保護(hù)模塊線(xiàn)路大大提高動(dòng)作的精度，滿(mǎn)足了漏電保護(hù)器的工作要求。至此電壓型漏電器的誤動(dòng)作和拒動(dòng)作問(wèn)題得到徹底解決。

5安裝漏電開(kāi)關(guān)

路燈作為室外的用電設(shè)備，按照《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置安裝和運(yùn)行》（GB13955-2005）應(yīng)該安裝漏電保護(hù)器，漏電斷路器的額定漏電動(dòng)作電流（I△n）一般要大于系統(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。在試驗(yàn)路段安裝了智能漏電開(kāi)關(guān)（4P/40A/300mA，具有自動(dòng)復(fù)位功能），于控制箱的母線(xiàn)排引出安裝智能漏電開(kāi)關(guān)，同時(shí)在燈桿內(nèi)安裝二級(jí)保護(hù)漏電開(kāi)關(guān)。漏電開(kāi)關(guān)不跳閘的絕緣電阻要求：300mA的漏電開(kāi)關(guān)，不跳閘的漏電流是小于150mA，220V/150m A=1.47kΩ，考慮到長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地的電容性泄露電流的影響，通常線(xiàn)路的絕緣大于2.5kΩ時(shí)，300mA的漏電開(kāi)關(guān)可以正常手動(dòng)送電。在對(duì)試驗(yàn)道路的線(xiàn)路進(jìn)行檢測(cè)后，線(xiàn)路存在破損、燈桿接線(xiàn)端子存在銹蝕等現(xiàn)象。在對(duì)破損電纜進(jìn)行灌膠絕緣處理、對(duì)絕緣老化電纜進(jìn)行整檔更換后。電纜更換后，4個(gè)回路已安裝漏電開(kāi)關(guān)。同時(shí)，在燈桿內(nèi)安裝二級(jí)保護(hù)漏電開(kāi)關(guān)，這點(diǎn)從維護(hù)的角度考慮通常燈桿內(nèi)安裝的是熔斷器，當(dāng)回路上安裝了漏電開(kāi)關(guān)后，一旦燈具漏電如鎮(zhèn)流器擊穿，就會(huì)造成線(xiàn)路上的漏電開(kāi)關(guān)跳閘而不是燈桿內(nèi)的熔斷器動(dòng)作，從而造成整條路斷電，而且很難排查。燈桿內(nèi)安裝漏電開(kāi)關(guān)則發(fā)生燈具漏電時(shí)燈桿內(nèi)的漏電開(kāi)關(guān)首先會(huì)動(dòng)作，不會(huì)造成整條線(xiàn)路斷電。這也保證了快速排查故障，保證亮燈率。3試點(diǎn)使用城市照明漏電監(jiān)測(cè)終端結(jié)合我中心目前正在使用的“三遙”監(jiān)控系統(tǒng)，安裝了城市照明漏電監(jiān)測(cè)終端，具有以下功能：一是全天后候24小時(shí)（開(kāi)關(guān)燈均可）實(shí)時(shí)各條輸出線(xiàn)路漏電監(jiān)測(cè)。二是漏電監(jiān)測(cè)終端和線(xiàn)路相等的使用壽命。三是不受監(jiān)測(cè)的路燈照明線(xiàn)路距離限制。四是對(duì)照明線(xiàn)路漏電進(jìn)行全自動(dòng)的監(jiān)測(cè)，具有電流超標(biāo)報(bào)警、關(guān)閉電流超標(biāo)線(xiàn)路功能。在該設(shè)備安裝完成后，試用階段報(bào)警2次，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，數(shù)據(jù)與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合，能夠發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路漏電情況，避免產(chǎn)生人身傷害，在維護(hù)上減小了由人員檢查線(xiàn)路而帶來(lái)的時(shí)間損失。

以上兩種防漏電措施，目前仍在試運(yùn)行階段，需要跟蹤測(cè)試運(yùn)行情況，就現(xiàn)階段來(lái)看，有以下實(shí)際運(yùn)用問(wèn)題：一是漏電開(kāi)關(guān)相比空氣開(kāi)關(guān)，靈敏度相對(duì)較高，無(wú)論是火線(xiàn)搭桿、接頭浸水還是電纜破損漏電等等故障情況下都能及時(shí)切斷故障電流，確保安全。但是漏電開(kāi)關(guān)的安裝對(duì)電纜的絕緣值要求高，從安裝情況來(lái)看，對(duì)于使用時(shí)間較長(zhǎng)的電纜，存在維修接頭多、施工破損等情況，因此絕緣值一般都達(dá)不到要求，因此如果安裝漏電開(kāi)關(guān)需要對(duì)電纜進(jìn)行檢測(cè)，更換電纜。因此安裝漏電開(kāi)關(guān)比較適合新敷設(shè)的電纜。二是漏電檢測(cè)裝置可以檢測(cè)電纜泄露電流，靈敏度相對(duì)漏電開(kāi)關(guān)有差距，同時(shí)對(duì)于燈具如鎮(zhèn)流器燒壞、燈線(xiàn)破損等造成的漏電無(wú)法檢測(cè)，與單燈控制相結(jié)合可做優(yōu)化。

5結(jié)論

通過(guò)對(duì)上述的內(nèi)容進(jìn)行分析研究之后可以得出，總而言之保證路燈設(shè)施安全運(yùn)行是路燈管理部門(mén)的重要工作，還要通過(guò)：一是加強(qiáng)日常防漏電檢測(cè)，降低路燈桿漏電概率;二是制定路燈漏電處置應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)實(shí)際情況，分級(jí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，對(duì)發(fā)生的事故迅速做出正確判斷，對(duì)漏電事故及時(shí)進(jìn)行處理;三是加強(qiáng)對(duì)低洼易澇點(diǎn)監(jiān)控。在雨季通過(guò)人工巡查和視頻、傳感器等技術(shù)手段，對(duì)水浸嚴(yán)重區(qū)域和路段進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，對(duì)出現(xiàn)雨水倒灌燈門(mén)的路燈及時(shí)采取斷電措施，確保安全;四是有效減少路燈設(shè)施被損率。道路改造、地鐵施工等市政項(xiàng)目建設(shè)、監(jiān)理、施工單位要嚴(yán)格按照有關(guān)施工規(guī)定和要求規(guī)范、文明施工，采取切實(shí)有效措施避免挖斷、挖損路燈設(shè)施?？萍际侄闻c日常管理相結(jié)合，才能最大限度地減少觸電傷亡事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶礦之.小區(qū)路燈線(xiàn)路漏電居民遭電擊傷亡[J].農(nóng)村電工，2018，26（01）：49.

[2]王永安，蘇有錦，方偉，褚金學(xué)，趙小艷，楊學(xué)慧.觀測(cè)場(chǎng)地漏電導(dǎo)致的地電場(chǎng)觀測(cè)異常變化分析[J].地震研究，2015，38（04）：617-622.

[3]網(wǎng)友愛(ài)太者，王常余.加裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器可防止路燈漏電[J].電世界，2015，56（10）：55.

[4]顧一豐，謝澤，謝華躍，郭行干.路燈電纜線(xiàn)路漏電是節(jié)能富礦[J].科技與企業(yè)，2015（10）：92+94.

[5]陳土良，張紅星.引入電流快速診斷小區(qū)路燈漏電故障[J].農(nóng)村電工，2015，23（02）：24.

[6]嚴(yán)元生.防止路燈漏電傷人的探討[J].中國(guó)電力教育，2014（27）：124-125.

[7]趙建華，曾小俠.漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)在道路照明設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建筑與預(yù)算，2013（08）：31-32.