浅谈路灯的接地故障保护措施

文章来源:恒光电器

发布时间:2015-04-11

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 路灯线路末端的零保电阻RNP等于常温的相保电阻RφP常 ，而TN-S系统可按实测零保电阻RNP值，判断能否及时切断接地故障。路灯的联网TT系统则按二个接地电阻的比值，判断故障点电压是否安全。末端单相短路电流简化计算的误差一般小于3.4% 。电缆的相保电阻Rφp ，LED照明工程，就是相线电阻与保护线电阻。已建成线路，用分段保护能及时切断接地故障。

一、检查和判断

 （一）TN-S接零保护系统：

    在路灯线路的末端，测量零（N）线与接地线（PE）间的电阻RNP，简称零保电阻。

（二）路灯的联网ＴＴ系统：

    在路灯变电站，测量零（Ｎ）排的接地电阻ＲNE ,和接地(PE)排的接地电阻RＰE ,

    1.如6×RＰE <ＲNE , 则故障点对地电压小于33伏的潮湿环境安全电压。

2.如 RＰE <０.5欧，则接地故障时，杆根熔断器以后线路能自动断开。

达到这二项要求之一的线路，是比较安全的线路。

 

    二、判断的理由：

   （一）TN-S接零保护系统：

    如图一所示，在路灯线路末端测量N线端与PE线端间的电阻，记为RNP。在始端测量N排与PE排间的电阻,记为RN始P始(N排与PE排断开，且末端N与PE连接)，见图二。

    用RN表示零线从始端到末端的电阻，用RP表示PE排与PE线末端间的等效电阻，  则RNP＝RN + RP 

      而RN始P始＝RP + RN

    所以   RNP＝RN始P始      ……(1)

 等截面电缆零线与相线的截面相同，在始端测量相线与PE线间的电阻(末端相线与PE线连接),记为RφP常，见图三。

    在路灯没有启辉时，有 

      RφP常＝RN始P始       ……(2) 

    代入（1）式， 

    得       RNP＝RφP常      ……(3)

    就是说，TN-S系统在末端测量N与PE间的电阻RNP，是末端单相接地时常温的相保电阻RφP常。由于短路时的电流较大，行业资讯，导线会发热升温，RNP的值要增加50%，于是计算末端单相短路电流的相保电阻RφP.L 。 

   PE排上有很多PE线，且PE排与PE线末端之间还有很多接地极，所以PE线末端与PE排间的等效电阻RP要比PE线电阻小。如果实测零保电阻 RNP，比计算的N线加PE线的电阻大，则PE线可能有断点。PE线不应有断点，竣工时可用这个方法查验有无断点。 

   （二）路灯的联网ＴＴ系统：

    1. 如果做到  6×RＰE < ＲNE 

    见图四，发生接地故障时，相线与PE线接通，电源电压U=220伏加在PE线(图中的P点)与变压器中性点N之间(忽略相线电阻)，即加在二个串联的电阻RＰE 

和ＲNE 上。ＰＥ线对地电压UPE 与变压器中性点对地电压U零地之和等于电源电压220伏。

  这个结果说明，接地故障时PE线对地电压UPE ，小于潮湿环境的安全电压33伏。

    2.如果做到RpE < 0.5欧

    设变压器接地电阻RNE < 4欧 ，3c认证，相线电阻按1欧计，总回路电阻将小于0.5+4+1=5.5欧。短路电流将大于220÷5.5欧=44安,灯杆根部熔断器的熔丝额定电流都小于10安培，都能在5秒内熔断。

    所以路灯的联网TT接地保护系统，如做到以上二个条件中的一个，就比较安全。

    三、末端短路电流的简化计算

   （一）单相接地短路电流计算式

    路灯线路如单相接地，一相电压为零，另二相不为零，该处的三相电压不对称。用对称分量法分析后，TN接地系统低压单相接地故障电流Ik”,可在设计手册中查出其计算式是： 

下标φ表示相，P表示保护线，φP表示相保，

    （1）表示正序，（2）表示负序，（0）表示零序，S  表示系统， T  表示变压器，工程照明，m 表示母线，L表示低压线路。

    按（7）式计算短路电流，要计算正序、负序、零序的电阻和电抗，要计算电缆的相保电阻和电抗，还要算变压器、母线和系统的相保电阻和电抗。

   （二）简化计算

    路灯线路末端短路电流计算，是用最小短路电流来校验熔丝或断路器，能否在规范规定的时间（例如5秒）内，LED球泡灯，断开接地故障。

    1.简化计算式：