道路照明采用TN-S和TT系统比较(WORD2003)VIP专享VIP免费

道路照明采用TN-S和TT接地系统的探讨摘要：城市照明配电系统的接地保护形式的选择，是确保接地保护系统安全可靠保证人身安全的可靠保证。本文主要介绍我处在黄海路西延道路照明工程中分别作了对TN-S系统和TT系统相线碰灯杆的短路试验进行比较，并作一探讨。《城市道路照明设计标准》中规定道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统，明确了道路照明应采用的接地形式。由于路灯线路长，负荷分散、行人容易触及外露导体等特点，应通过具体分析计算、针对不同的接地形式选择配置正确参数的保护器件，才能确保安全，尤其是人身安全。一、道路照明采用TT系统的分析TT系统是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，也称为保护接地系统。第一个符号“T”表示电力系统中性点直接接地；第二个符号“T”表示负载设备的金属外壳部分与大地直接连接，而与电源端接地无关（接地形式见图一）。道路照明采用TT系统时，金属灯杆（电器设备金属外壳）只与接地装置用导线连接，而与变压器的中性线不用导线接通。当发生相线碰壳接地故障时，其等效电路图见图二。故障电流计算公式：Id＝V/(R0+Rd+R相)式中：V——电源电压；Rd——灯杆接地电阻；R0——变压器中性点接地电阻；R相——相线阻抗(如短路点距电源很近，则R相可忽略不计)。若R0＝4Ω，Rd＝4Ω（规程规定灯杆接地电阻不大于4Ω），则Id＝220/(4+4)＝27.5A。无法使熔断器在规定时间内动作。《低压配电设计规范》中规定，当要求切断故障回路的时间小于或等于5S时，短路电流Id与熔断器熔体额定电流In的比值不应小于表一的规定。这时设备外壳对地电压Upe＝V×Rd/(R0+Rd+R相)。则Upe＝220×4/(4+4)＝110V。由于短路点距电源较近，相线阻抗忽略不计，这个电压足以使触及的行人发生电击（国际电工委员会标准规定，人身电击安全电压限值为50V)。而实际上现在很多城市采用保护接地时，一个路灯专用变压器供电的路灯灯杆有几十根，有的根根打接地极，有的隔杆打一根接地极，再用专门的PE线连成接地网络(接地形式见图三)，这时Rd很容易小于1Ω，则Upe＝220×1/(4+1)＝44V＜50V，为安全电压。二、道路照明采用TN-S系统的分析TN-S系统是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统。第一个符号“T”表示电力系统中性点直接接地；第二个符号“N”表示负载采用接零保护；第三个符号“S”表示工作零线与保护线是严格分开的，所以PE线称为专用保护线，在电源端PE线必须与变压器中性点连接，如不连接则变成了TT系统，其接地形式见图四。当发生相线碰壳接地故障时，其等效电路图见图五。Rd为重复接地电阻，《城市道路照明工程施工及验收规程》规定接地电阻不大于10Ω。如果相线与PE线规格一致，P点对中性点的电压为110V，则设备外壳对地电压Upe＝110×Rd/(R0+Rd)＝110×10/(10+4)＝79V＞50V，为危险电压。当重复接地装置比较多的情况下，R0和Rd值是接近的，实际测量中R0值稍小，假设均为4Ω，则Upe＝110×Rd/(R0+Rd)＝110×4/(4+4)＝55V＞50V，仍为危险电压。存在危险电压不要紧，关键看能不能按照规范要求及时切断故障电压。短路电流Id＝220/(R相+Rpe)，假设一条路灯线路长600m，采用VV5×10电缆三相平衡控制，10mm2铜线电阻值每千米为2.06Ω，路灯档距在30m，灯位处电缆头长1.5m，箱变至第一灯位电缆长20m，其余余量均不计。每相控制7个250w高压钠灯，选用熔体额定电流30A的熔断器（往往考虑广告负荷熔芯还要高配）按照表一，Id应不小于150A。实际上Id＝220/(0.68×2×2.06)＝78.5A，不能及时切断。为了满足及时切断故障，可加大电缆截面，但工程投资将成倍增加，如采用VV5×16电缆，Id＝220/(0.68×2×1.288)＝125A，还不能满足规范要求，得采用VV5×25的电缆，是极不经济的，而半径长600米的路灯线路在三相平衡供电中并不算长。三、对TN-S和TT系统做相线碰壳短路试验我们在黄海路西延道路照明工程中针对TN-S和TT系统分别做了相线碰壳短路试验，试验数据如下表。从上表可以看出与前面的分析是吻合的，采用TN-S系统时故障点将存在危险电压，而短路电流的数值不足以及时切断电源，虽然触电的几率较小，但涉及到人身安全是不能存在任何侥幸心理的，...