道路照明的接地故障保护和短路保护

发表时间:2020/9/27   来源:《科学与技术》2020年第15期   作者:聂鑫磊 孙继福 李强
[导读] 道路照明作为现代社会当中的重要组成部分,经常受到外界环境因素的影响而出现

        聂鑫磊1 孙继福2 李强3
        1大庆油田矿区服务事业部园林绿化公司 黑龙江 大庆 163000
        2大庆油田有限责任公司第六采油厂 黑龙江 大庆 163000
        3大庆油田矿区服务事业部园林绿化公司 黑龙江 大庆 163000
        摘要:道路照明作为现代社会当中的重要组成部分,经常受到外界环境因素的影响而出现接地故障或短路故障,不仅影响自身性能,而且还将电流导入地下,对周边人员的人身安全造成严重危害。基于此,本文通过对道路照明常见接地模式的简单介绍,进而阐述了道路照明的保护方案,并分析了具体的实施,以进一步对道路照明提供保护。
        关键词:道路照明;接地故障;短路保护

        引言:相关标准中规定,道路照明系统建造时,应针对灯具外壳等具有导电性的元件,做好相应的保护工作,以防止其对周边行人造成危害。而实际当中,虽然导论照明均按照这一标准进行建设,但道路照明受到多种因素的影响,依然会出现一些故障,导致保护效果并不是很理想。所以,需要采取更加科学、有效的方式对其进行保护。
1 道路照明接地模式概述
1.1 TN-S模式
        我国很多道路照明系统建设时,均采用了TN-S接地模式,在该模式内,采用了熔断器,当系统内部产生较高的电流,超过熔断器最大限值后,在5s以内中断故障线路,符合相关标准的要求。该模式结构较为简单,可靠性较高,保证了照明系统的正常运行,但也具有一些缺陷,主要包括下述几个方面:(1)对熔断器进行灵敏度检验,并在其超出标准后,应用增加线的截面等手段,对其进行处理[1]。(2)路通通常暴露在自然当中,当其受到雷电打击时,可以将其传输到相应建筑物,对人员带来一定损伤。针对上述两种问题,一些人员应用该模式时,只是将线路与灯杆的金属相连,而未关注重复接地,导致上述问题依然发生。正确的操作为:在路灯下,放置长250cm,截面为25cm2的角钢,将路灯系统内所有元件构建出整体,但实施成本较高,因而在实际操作时,可选择一些自然接地物品代替。
1.2 TT模式
        除上述接地模式之外,还可采用TT模式,其具有下述几方面特点:(1)在电源与路灯处,分别安装了接地线,两者相互独立,路灯处产生高电位时,不能进入室内,安全性更高。(2)对于路灯所处环境来说,很可能出现漏电情况,因而需要采用RCD整定值的方式对其保护。但若线路非常长,连接灯具数量庞大,则会对正定带来难度。所以,实际应用时,应针对外界环境的具体情况,开展相应的实验测量工作,以得到准确的整定值。应用该模式时,一些人员只重视单个路灯,仅将其接地,而未能将所有接地连接到一起,以此减少线路的使用。但实际上,这一情况并不符合相关规定的要求[2]。正确操作为:在所有路灯的下方,放置长250cm,截面为25cm2的角钢,并通过4×0.4cm的导线,将所有角钢连接到一起。对于这根导线来说,与电源接电线独立存在的。但相关规定内有这样一条:达到这一目的难度较高,因而可根据具体情况自主选择。
1.3灯杆接地电阻
        灯杆是照明系统中的一部分,一般由金属制成,应进行基地保护,其电阻应控制在10Ω以下。对于该阻值来说,不仅包括灯杆,而且还涉及与其相连的其他元件,如角钢、连接导线等。而在最新的规定当中,则去掉了电阻的具体数值。

一些人以TT模式为研究对象,按照正确操作接地,灯杆的电阻在20Ω以下,假设,保护电流的最大限制为0.1A,通过计算可以得到最大电压为2V,在50V以下,两者相差非常大,表明该阻值安全[3]。
1.4熔断器敏感度校验不足的改善措施
        应用TN-S模式时,需要在照明系统发生短路故障5s之内,迅速中断故障线路。与此相同,TT模式也应达到这一要求。所以,在短路保护是,熔断器敏感度是较为关键评价指标。若线路较长,需要降低熔断器整定值,提升导线截面积,优化电箱等手段进行处理,同时,还可以在特定位置处,安装熔断器保护,也可提升熔断器敏感度校验,以防止单灯出现问题后,导致其他灯具熄灭,降低故障的影响。针对相关标准要求,若上一级线路当中,可对下一级线路提供一定保护,或者是在回路内,电流未超过20A,无需单独进行保护[4]。
2 道路照明的保护方案
2.1短路保护
        我国道路照明系统建设时,选择高压钠灯为光源,可通过熔断器的方式,对其提供短路保护。其中,有两个关键参数,一个为长延时过电流脱扣器整定电流,其应在照明系统规定值以上;另一个为瞬时过流脱扣器整定电流,其超过上述参数与相关常数的乘积,该常需根据实际情况而定,一般在4~7逐渐。同时,还需要保证系统电流谷值超过瞬时正定电流的1.3倍[5]。照明系统在最差的环境内,应用TN-S模式,谷值为接地短路电流,而在TT模式内,则为短路电流。若符合上述三个要求,该熔断器应用后,可以对接地故障进行保护。
2.2接地保护
        相关标准中规定,应用TM模式时,若熔断器在5s以内,能够中断故障线路,可通过电流保护的方式,当做接地故障保护;若该方式无法达到要求,应采取特殊处理方法,即安装剩余电流保护器,利用其当做接地故障保护。在TT模式内,变压器接地电阻一般是1Ω,路灯接地电阻是20Ω,假设不存在其他影响,可以得到短路电流为10.5A,与上一节介绍的标准相比,不完全符合,无法提供有效保护,因而需要采取特殊处理方法。
3 道路照明保护的实施
        首先,在线路长度方面,应控制在450~900m之间,并划分为6档;在材料型号方面,选择了YJV22电缆,其截面有三种,一个是16mm2,一个是25mm2,最后一个为35mm2,应针对具体情况,选择合适的截面。同时,PE线选择上,应与YJV22电缆相配套。熔断器保护方面,延时电流可选择五个等级,分别为:20A、27A、35A、45A与58A;瞬时电流是其5倍,即100A、135A、175A、225A、290A。变压器方面,型号为SCB9-10,额定电压为1000kV,功率为7.6kW,低压母线截面为80×8mm2,长为5m;电箱出线截面为4×35mm2,长为5m。通过上述数据的计算,可得下述结果论:本文介绍的保护方案基本满足相关规定要求。
总结:综上所述,现代社会发展的过程中,应加强对道路照明系统的重视程度,根据具体情况,选择相应的接地方式,并配备合理的保护方案,以确保系统运行出现故障之后,能够按照要求将其中断,而且还加强对整个系统进行保护,防止接地漏电等不良现象的出现,为社会发展以及人身安全提供重要帮助。所以,在未来发展过程中,还要加强对这一课题的研究力度,使得研究内容更加完善,为道路照明系统的建设奠定良好基础。
参考文献:
[1]丁映.道路照明配电保护及接地方式探讨[J].机电技术,2018,10(3):42.
[2]赖景森.低压配电线路的接地故障保护分析[J].现代建筑电气,2018,14(6):39.
[3]徐茂升.新形势下对道路照明配电系统的接地及保护要点探讨[J].中国高新技术企业,2017,07(11):265-266.
[4]高雪峰,常新海,曹强.火电厂厂用配电变压器低压侧零序保护动作分析与处理[J].冶金动力,2018,15(7):87.
[5]彭钰,魏巍.浅析厂区道路照明配电系统接地型式的选择[J].有色冶金节能,2017,11(6):35-39.
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