摘要：本文重点基于道路照明供电安全性及可靠性，对接地故障和短路保护问题，进行了深入探究与分析，其中通过对TN-S道路照明接地形式的应用分析，找出其中出现故障或短路问题的原因，并对此从方面，提出相应的保护措施，希望能够通过本文分析与研讨，可以优化接地保护系统，促进道路照明安全性和可靠性运行。
关键词：道路照明；接地故障；短路保护
引言
道路照明设备遍布城市的大街小巷，具有设备露天、线路较长，以及负荷分散、网状分布的特征，属于道路工程项目实施中的一项重要附属工程。但是因为道路照明场所不同，其设备及供电系统设计也会有所不同，究其根本是要完善道路照明的供电结构，以规避安全隐患。对此，本文就针对道路照明中接地故障，以及短路保护问题，进行了探讨与研究，希望通过所提出的建议和措施，能够为道路照明设备的安装、线路设计，以及保护装置的运用等，提供给量化依据，确保城市道路照明更安全、更可靠。
一、当前道路照明采用的TN-S接地系统存在的故障问题
TN-S道路照明接地形式的使用，需要符合一定的标准与要求，其中最根本的是要满足道路照明线路长度规定范围，其断路器对于故障线路的切断时间，能够保持在五秒之内，这样的灵敏度，能够确保道路照明接地的安全性和保护及时性。但是这种配电系统设计较为简便，很容易出现接地故障问题，从而降低电力传输的安全性，其中具体表现在以下几个方面：
1.在TN-S道路照明接地形式使用过程当中，因为照明设备露天的原因，所以很容易在雨天等恶劣天气，遭遇雷击，此时雷电很容易通过PE线，将高电位延伸至配出电源的建筑物，或者由故障电压进行疏导至照明设备，从而给路边行人带来较大的安全隐患。
2.TN-S道路照明接地形式中断路器的灵敏度，必须保持在相应的标准范围当中，但是在实际当中，很容易出现检测较大长度，显示灵敏度较低，这就会直接影响道路照明的接地故障或短路，从而给道路照明带来安全隐患。所以此时，需要确保断路器灵敏度检测的精准数据为支撑，当出现灵敏度下降情况时，需要通过PE线截面增大的措施，来对道路照明的接地进行保护。
3.TN-C接地形式很容易使道路照明在正常工作中，出现三相电流不平衡的状况。同时由于道路照明的光源较大，其中气体放电灯是组成的一部分，其非线性负荷很独特，表现为光源所带负荷一般含有三次以及三的奇数倍谐波，这种强大谐波会导致TN-C接地形式中PEN线路，预存较大电流，从而提高了接地故障及线路短路情况的发生率。然而TN-C接地形式中PEN线路直接连通道路照明设备的外露部分，如：灯具外壳和金属灯杆等，再加上道路照明所存在的特殊环境，导致电流泄露的可能性相对较大，当出现不可控情况时，很难做到完全之策，对线路进行保护，同时在PEN线配电线路存在很大电流的情况下，外露部分正常使用会出现对地电位差，这种高电位不仅会对整个电路造成故障，同时还可能对路边行人，带来严重的生命安全隐患，因此需要进一步规范TN-S接地系统的设计，同时优化配电线路结构，通过有效的方法，来加强对接地故障和短路的保护，以期提高TN-S接地系统的应用效率。
二、道路照明TN-S接地系统故障和短路保护措施
道路照明的配电系统设计需要遵循CJJ 45-2006《城市道路照明设计标准》6.1.9条规定，其中重点指出：“道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统。”同时，对这两种接地形式应采取相关标准的设定，如露天部分：金属灯具外壳和灯杆构件，以及配电、控制箱屏等的外露可导电部分，要给予相应的漏电保护措施，来达到国家相关要求。下面我们就来对TN-S道路照明接地形式的设计优化措施，以及故障、短路保护方法，进行研究，建议如下：
（一）TN-S道路照明接地系统故障保护具体做法
在使用TN-S道路照明接地形式时，断路器应当满足实际检测标准，不同情况使用不同校验方式，如末端单项接地短路，要保持五秒内切断故障线路。若线路较长，应当通过增加导线截取面积，以及整合配电箱、缩小断路器整定值的方式，加强其灵敏度校验，从而在满足规定范围的前提下，确保接地线路的安全性。其次，过电路保护也可以用接地故障保护，从而符合GB 50054-95《低压配电设计规范》中第4.4.10条的规定要求，为道路照明的安全性和可靠性，奠定可行性前提和基础。如根据规定，将线路上下级之间的低保护电器，设定为截面减小的分支线情况，或者回路电流≤20A，要设置单独保护系统，选用灵敏度较高的断路器或熔断器，从而提高的道路照明接地故障和短路问题的保护效率。
对于TN-S道路照明接地系统而言，其配电末端一般为单相接地故障，当发生接地故障时，保证在规定时间内切断故障，要求线路最末端发生单相接地故障电流Id≥1.3I set3=162.5A。配电线路采用YJV-0.6/1kV 5×25 mm 2电缆，此外，多级保护情况下，应当设置自由保护性的接地极线路。而从实际方面来讲，PEN线数量的增加，也会提高电阻值，达到保护道路照明接地的目的。
（二）TN-S道路照明接地系统短路保护措施
以上TN-S道路照明接地形式究其根本要符合国家的相关规定与要求，并且根据其独特的性能，来对道路照明接地线路进行优化性设计，其中TN-S道路照明供电电缆一般使用五芯同截面交联聚乙烯，其长度可在500-1000米范围之内，按照相关文件《工业与民用供配电设计手册》当中，对于最小接地故障电流的计算，要严格而严谨，如下表1所示：
表1 TN-S道路照明接地系统配电线路末端最小接地故障电流
此外，断路器的过流保护，需要基于灵敏度校验的基础上，同时确保电缆长度适中，提高短路保护措施实施的可行性。即道路照明电缆在不同的规定范围值内，其断路器的整定值也会有所不同，如长延时脱扣器整定值如果大于等于配电回路电流，则整定值为25A，以此形成短路电流的保护，从而确保道路照明供电的安全性和可靠性。
结论
综上所述，道路照明具有分布范围广、亮灯时间长、低压供电半径长，网状分布等特点，所以在工程设计当中，一方面要在实现功能性照明的同时，另一方面还要确保道路照明的安全性。对此，本文结合当前道路照明中所存在的安全隐患，对接地故障和短路保护问题，进行了深入探究，以期能够通过不同接地形式的分析，以及采用合规的漏电保护器，做好电缆电线接头的绝缘工作，来提高道路照明的安全性和可靠性，进而降低潮雨天气触电死亡的事故发生率。
参考文献：
[1]邓德源.道路照明配电线路单相保护[J].智能建筑与智慧城市，2019（05）：118-120.
[2]肖宁.建筑施工中室外照明的接地故障保护和短路保护方法之研究[J].中国标准化，2017（10）：156.
[3]杨喜云.城市道路照明单相短路电流的计算和保护选择[J].照明工程学报，2015，26（03）：83-86.
论文作者:范雁章
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第34期
论文发表时间:2019/11/15
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