說到路燈，想必大部分電氣設(shè)計(jì)人員都不陌生了。但是如果說到路燈帶電原因及解決方案，可能不少電氣設(shè)計(jì)人員都云里霧里，甚至還有一些電氣設(shè)計(jì)人員是一問三不知的。我們都知道路燈燈桿是有可能帶電的，而且可能性幾率并不小，注意是“帶電”而不是“漏電”的概念。暴雨、路面積水時(shí)發(fā)生的觸電事故，會(huì)大概率致死。雨天和晴天還是有點(diǎn)區(qū)別的，但不能說風(fēng)險(xiǎn)小。那么問題來了，是什么原因?qū)е侣窡魩щ姷?？電氣設(shè)計(jì)人員又應(yīng)該如何盡最大程度上規(guī)避掉這種問題呢？下面本文詳細(xì)地給大家分析一下路燈配電那些事，看完文章希望能給廣大電氣設(shè)計(jì)人員一些參考。

? 01 路燈帶電的幾個(gè)原因

第一種情況：

最大的一種可能就是路燈配電線路或者路燈內(nèi)部電器元件絕緣保護(hù)措施失效，比如引至燈桿內(nèi)的導(dǎo)線外皮破損，導(dǎo)致其內(nèi)部銅線芯與燈桿直接發(fā)生觸碰，讓燈桿帶電。同時(shí)，線路首端的保護(hù)電器又出現(xiàn)了拒動(dòng)的情況。

這種“帶電”故障就是我們常說的“漏電”，也是在事故發(fā)生后經(jīng)調(diào)查得出的最常用的解釋，也是很多沒查出原因的模糊解釋。這就是我們要提到的下面兩種情況。

第二種情況：

檢查路燈配電線路是好的，路燈內(nèi)部的電器元件也是好的，都處于正常工作狀態(tài)，觸電事故發(fā)生點(diǎn)的路燈（A路燈）本身沒問題。那就奇怪了，燈桿外殼上的電從哪來的？

【重點(diǎn)在這里】別忘了一個(gè)不容忽視的問題，現(xiàn)有路燈配電系統(tǒng)接地型式大多采用了TN-S系統(tǒng)。

對(duì)于當(dāng)前作為主流設(shè)計(jì)的 TN-S 系統(tǒng)，PE線是從電源中性點(diǎn)至配電終端全線貫通并直接連接燈桿外殼的。好了，這時(shí)我們?cè)傧胂氘?dāng)一條路的其它路燈（B路燈）發(fā)生單相接地故障時(shí)，會(huì)怎樣呢？

我們知道，市政道路照明的配電線路一般比較長(zhǎng)（500~1000m），當(dāng)線路末端發(fā)生接地故障時(shí)，其接地故障電流會(huì)比較小。再者，一般的電氣設(shè)計(jì)中對(duì)于TN-S系統(tǒng)的線路保護(hù)首端斷路器往往又只采用了短路瞬時(shí)保護(hù)兼作接地故障保護(hù)。

所以，這時(shí)的故障電流很難觸發(fā)斷路器瞬動(dòng)跳閘，從而該接地故障將會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，直到斷路器長(zhǎng)延時(shí)跳閘切斷線路，故障持續(xù)時(shí)間將會(huì)很長(zhǎng)。這個(gè)時(shí)間段足以引發(fā)一場(chǎng)電擊事故。

B路燈處發(fā)生的單相接地故障電流所產(chǎn)生的故障電壓可沿PE線傳導(dǎo)至線路上的其他路燈外殼，從而讓其他路燈（也包括A路燈）外殼帶電。而路燈作為戶外電氣裝置，又無法有效做到等電位聯(lián)結(jié)，當(dāng)A路燈外殼上的故障電壓與戶外大地零電位間形成了超過接觸電壓限值（一般情況下為50V）的電位差時(shí)，則可能會(huì)導(dǎo)致電擊危害。

這里需要說明的是，這種情況并不是必然出現(xiàn)，只是有可能會(huì)出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)則將有危及生命的風(fēng)險(xiǎn)。

▼ TN-S 系統(tǒng)

第三種情況：

這種情況和上述第二種情況類似，事故發(fā)生后，檢查A路燈沒問題，再檢查其他的路燈也沒發(fā)現(xiàn)任何問題。那么是什么原因呢？

其實(shí)是單相接地故障點(diǎn)不是發(fā)生在變壓器低壓側(cè)，而是發(fā)生在高壓10kV側(cè)。

現(xiàn)如今，城市區(qū)域變電站向周邊用電負(fù)荷供電采用了大量的電纜線路，這也促使了電網(wǎng)部門將原來10kV配電系統(tǒng)的不接地系統(tǒng)改為了小電阻接地系統(tǒng)（這個(gè)原因?yàn)楹?？大家可以關(guān)注我，后面會(huì)進(jìn)行分享）。

路燈10/0.4kV箱變是上級(jí)10kV配電系統(tǒng)的負(fù)荷端，也是下級(jí)路燈低壓配電系統(tǒng)的電源端，而箱變接地通常的做法是把高壓側(cè)設(shè)備接地和變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)的接地采用了同一個(gè)接地裝置，這個(gè)接地電阻值被要求小于等于4歐姆。

當(dāng)高壓10kV側(cè)發(fā)生單相接地故障時(shí)，小電阻接地的10kV系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生較大的故障電流（這個(gè)值會(huì)有幾百安倍），故障電流將經(jīng)過箱變的共用接地極流回10kV系統(tǒng)的電源側(cè)，從而在接地極上產(chǎn)生了上千伏的故障電壓。

又因路燈低壓配電系統(tǒng)采用了TN-S系統(tǒng)，這個(gè)上千伏的故障電壓將會(huì)沿PE線蔓延至沿線的各個(gè)燈桿處，使所有的燈桿外殼帶電。注意這時(shí)的接觸電壓比第二種情況下的電壓值要大非常多。

當(dāng)人手接觸燈桿時(shí)，人體將承受的接觸電壓可高達(dá)上千伏，觸電致死將在一瞬間內(nèi)發(fā)生。當(dāng)然，這種情況發(fā)生的幾率是最低的，一旦出現(xiàn)將直接致死。

這種事故危害最為致命，但又是最隱蔽的，事故發(fā)生后10kV故障回路會(huì)迅速被保護(hù)裝置切斷，事故現(xiàn)場(chǎng)也不再呈現(xiàn)故障電壓，因此很難在后期調(diào)查中斷定事故起因。

▼ 10kV經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)時(shí)TN系統(tǒng)的電擊危險(xiǎn)

2、為何在暴雨或路面積水時(shí)致死率較高？

人體觸電致死的原因是，在一定接觸電壓下，通過人體的電流引發(fā)了心室纖維性顫動(dòng)，電流越大，時(shí)間越長(zhǎng)，致死的可能性會(huì)更大。這個(gè)電流值是多少呢？我們可以聯(lián)想到日常生活中用到的漏電開關(guān)，它的動(dòng)作值是30mA，也就是當(dāng)電流超過30mA時(shí)，將會(huì)增大電擊致死的風(fēng)險(xiǎn)。30mA的電流！這也太小了吧，但它就是事實(shí)！所以生命有時(shí)也很脆弱。

人體是有電阻的，其中以表皮電阻值最大，再加上體內(nèi)電阻和鞋襪的電阻值，正常情況下大概在1000~2000歐姆。我們?cè)賮碛媒佑|電壓限值（50V）除以30mA，這個(gè)電阻值是1666歐姆。也就是說，在50V的情況下，為了將通過人體的電流值控制在30mA以下，人體的電阻值要至少達(dá)到1666歐姆，而且這還是在50V的情況下，如若接觸電壓更高，則人體電阻值將被要求更大，但提高人體電阻幾乎不可能，我們并不是電力搶修人員，可以在維護(hù)時(shí)穿著絕緣靴。

最為糟糕的是，當(dāng)人體皮膚接觸到水時(shí)，表層的皮膚電阻值將大大降低，這時(shí)總電阻值只在幾百歐姆。在同樣接觸電壓的情況下，通過人體的電流將會(huì)增大，從而也就增加了電擊致死的風(fēng)險(xiǎn)。

再者，暴雨或路面積水時(shí)，人體在起初觸電后會(huì)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，很大可能會(huì)有站不穩(wěn)的情況。在倒地后，電擊電流也會(huì)有更多路徑選擇，比如通過腦部，這將比引發(fā)心室纖顫更為嚴(yán)重。

? 02 路燈帶電的解決方案

知道了上面的原因，我們就可以逐個(gè)擊破，將路燈觸電傷亡的風(fēng)險(xiǎn)盡可能降到最低。在我來看，從電氣設(shè)計(jì)源頭解決，將會(huì)規(guī)避掉90%以上的風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)上述三種情況的處理

1）在各路燈燈桿內(nèi)，將用來保護(hù)分支線路的斷路器或熔斷器，改為帶有剩余電流保護(hù)功能的斷路器，動(dòng)作值30mA，以解決路燈終端處的漏電保護(hù)。

2）在路燈配電回路干線的首端斷路器處，加裝剩余電流保護(hù)裝置，以解決路燈配電干線漏電保護(hù)的問題，同時(shí)也解決了線路遠(yuǎn)端發(fā)生接地故障時(shí)斷路器短路瞬時(shí)保護(hù)拒動(dòng)的問題。為使配電線路的上下級(jí)選擇性動(dòng)作，此處斷路器的剩余電流動(dòng)作值設(shè)置為100mA或300mA，并設(shè)置一定的動(dòng)作延時(shí)時(shí)間。

3）強(qiáng)烈建議將路燈低壓配電接地系統(tǒng)型式由 TN-S 改為 TT系統(tǒng)，以阻斷故障電壓沿PE線蔓延的問題。此點(diǎn)尤為重要！

▼ TT 系統(tǒng)