摘要：目前道路照明发生接地故障漏电而电击人的事故时有发生。通过对道路照明配电系统中接地型式（TN-S系统和TT系统）选择和接地故障防电击保护的分析，分别阐述两个接地系统接地故障保护的优缺点，确保道路照明在发生接地故障时能够在规定时间内可靠的自动切断电源。
关键词：道路照明；配电系统；接地方式；分析
引言：城市道路照明对于夜间交通安全、城市治安安全、人民生活及城市景观水平的重要保证，城市道路照明对于城市生活、商业、文化活动都有着重要的影响。从城市道路照明的主要功能来看，城市道路照明为车辆和人员通行提供必要的照明，路灯要达到一定范围的照明要求。因为城市道路照明系统面临着比室内恶劣的环境，城市道路照明系统应选用TT道路照明接地形式，比TN-S接地方式更能满足室外接地故障保护要求，更能保证城市道路照明系统用电安全。TT道路照明接地形式采用剩余电流保护，从而保护了对于城市道路照明系统故障检测适当的灵敏度。
1.城市道路照明设计时主要的接地方式
1.1 TN一S道路照明接地形式
TN一S城市道路照明系统的电源端直接接地，从配电变压器低压侧中性点（电源端）引出中性线（N线）、保护线（PE线）至用电端。城市道路照明系统用电设备外露导电部分，接保护线（PE线）进行保护，中性线（N线）与保护线（PE线）要严格分开。
TN一S系统
1.2 TT道路照明接地形式
TT城市道路照明系统电源端直接接地，城市道路照明系统用电端也直接接地。TT道路照明接地形式中，不是从电源中性线引出保护线（PE线）接城市道路照明系统设备外壳。TT道路照明接地形式中，为城市道路照明系统专门设置接地极，引出保护线（PE线）接城市道路照明系统设备外壳。TT城市道路照明系统中负载的所有接地均称为保护接地。
TT系统
2.道路照明配电系统接地方式设计大多选择TT方式而非TN-S方式
2.1自然条件的限制
在建筑物内采用TN-S照明接地形式比较多。因为户内有暖气、煤气、天然气、防盗网等各种金属管道，室内众多的金属结构件，TN-S照明接地形式中进行照明系统PE线与金属构件之间的连通。这样室内各导电部分的电位同时变化，不会在室内各部分出现电位差异，这样室内的接触电压比较小。
2.2 配电线路保护的灵敏性生难以满足要求
TN-S灯具接地形式的配电距离，受过电流保护灵敏度和允许电压损失的制约。城市道路照明系统负载是分散的，当城市道路照明系统发生接地故障时，难以切断城市道路照明系统故障电路。
2.3 TT方式用于道路照明的优缺点
TT方式的接地故障电流（Id1）比TN方式更小，选用剩余电流动作保护器对配电系统进行保护，这种保护器的动作电流仅为几十、以至几百安，很细微的泄漏电流都容易使之动作，更能保证安全。TT方式的接地相较于TN-S方式节省一根PE线，采用三相四线配电线路，选用四芯电缆即可。
3.采用TT系统时高压侧接地故障的危害及措施
变电所变配电装置与负荷侧路灯彼此间的外露可导电部分不做电气连通，变电所保护接地的负荷侧保护接地也各自独立设置。因此，变电所内高压侧接地故障不会传导至路灯杆上，也就不会产生危险的预期接触电压，但会引发另一个问题，使变配电装置及负荷侧电气装置、配电线路的对地绝缘经受考验。关于TT系统低压侧设备绝缘能够承受的最大工频应力电压（高压侧接地故障引起），根据GB/T 16895．10—2010/IEC 60314-4-44．2007《低压电气装置第4-44部分：安全防护电压干扰和电磁干扰保护》第442.2.2条，可用工频故障电压Uf辅以界定。当高压侧接地故障时间为75 s时，低压电气装置中设备允许工频应力电压=U0+Uf=U0+250V；当高压侧接地故障时间≤5s时，低压装置中设备允许工频应力电压=U0+Uf=U0+1200V，即可稍微放松。
4.道路照明配电系统接地方式的有效选择
道路照明系统中接地方式的选择与道路照明出现故障后的安全保护有着直接的关系。所以，在道路照明配电系统安装过程中，我们必须选择好接地方式。对于像道路照明系统这样一类电机防护等级的用电设备来说，出现故障后的安全保护主要有两种措施：第一，在用电设备上安装过流保护器，或者是设置快速切断故障的回路。第二，选择电位连接来降低配电的电压，使其降低到安全电压以内。由于道路照明系统中的装置安装得都比较分散，如果采取电位连接降低电压的方式将会浪费大量的人力物力，因此，我们只能选择安装过流保护器或者是用剩余电流动作保护器来完成。我们通过以下几个方面来详细分析道路照明系统中接地方式的选择。首先，室外道路照明采用TN-S系统。当TN系统的室外道路照明装置发生接地故障时，其外壳上产生的预期接触电压有可能超过安全电压限值（交流50V。对室外用电设备，考虑雨雪天气时的潮湿环境，安全电压限值为25V），且多为金属性短路。因此，接地故障电流较大（一般为百安级）。如果过流保护器不能迅速切断故障回路，故障电压将会沿着共用的PE线传递至同一配电支路上的其他室外道路照明装置上，或沿配电箱中共用的PE线传递至由该配电箱供电的其他室外道路照明装置上。所以，当行人、过往车辆与这些室外道路照明系统装置接触时，就会有触电的危险。其次，室外道路照明采用TT系统。当TT系统的室外道路照明装置发生接地故障时，接地故障电流较小（一般为安培级），过流保护器难以动作，而如果选用剩余电流动作保护器，就能快速切断故障回路，因为这种保护器能检测到很小的漏电电流。即使剩余电流动作保护器拒动，由于室外道路照明装置采用了TT系统，接地故障电压也不会传递至故障点以外的其他室外道路照明装置上。这样就大大缩小了接地故障范围，提高了室外道路照明装置的用电安全水平。
总结：
（1）根据道路照明的特点，接地形式采用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）道路照明中路灯负载安装在很分散的地方，符合TT系统适用范围。
（3）由于TT系统的结构特点，线路很可能会带电、带故障运行，因此道路照明设计中接地形式采用TT方式时，应选用剩余电流动作保护器以保障电路运行安全。
（4）采用TN-S接地形式的道路照明配电系统回路，线路过长应进行保护器接地故障灵敏性校验，同时采取增大回路线缆截面积的改善措施，道路照明配电线路长度宜控制在800米以内。
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论文作者:张德杰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/31
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