淺談路燈的接地故障保護措施

文章來源:恒光電器

發布時間:2015-04-11

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 路燈線路末端的零保電阻RNP等于常溫的相保電阻RφP常 ，而TN-S系統可按實測零保電阻RNP值，判斷能否及時切斷接地故障。路燈的聯網TT系統則按二個接地電阻的比值，判斷故障點電壓是否安全。末端單相短路電流簡化計算的誤差一般小于3.4% 。電纜的相保電阻Rφp ，LED照明工程，就是相線電阻與保護線電阻。已建成線路，用分段保護能及時切斷接地故障。

一、檢查和判斷

 （一）TN-S接零保護系統：

    在路燈線路的末端，測量零（N）線與接地線（PE）間的電阻RNP，簡稱零保電阻。

（二）路燈的聯網ＴＴ系統：

    在路燈變電站，測量零（Ｎ）排的接地電阻ＲNE ,和接地(PE)排的接地電阻RＰE ,

    1.如6×RＰE <ＲNE , 則故障點對地電壓小于33伏的潮濕環境安全電壓。

2.如 RＰE <０.5歐，則接地故障時，桿根熔斷器以后線路能自動斷開。

達到這二項要求之一的線路，是比較安全的線路。

 

    二、判斷的理由：

   （一）TN-S接零保護系統：

    如圖一所示，在路燈線路末端測量N線端與PE線端間的電阻，記為RNP。在始端測量N排與PE排間的電阻,記為RN始P始(N排與PE排斷開，且末端N與PE連接)，見圖二。

    用RN表示零線從始端到末端的電阻，用RP表示PE排與PE線末端間的等效電阻，  則RNP＝RN + RP 

      而RN始P始＝RP + RN

    所以   RNP＝RN始P始      ……(1)

 等截面電纜零線與相線的截面相同，在始端測量相線與PE線間的電阻(末端相線與PE線連接),記為RφP常，見圖三。

    在路燈沒有啟輝時，有 

      RφP常＝RN始P始       ……(2) 

    代入（1）式， 

    得       RNP＝RφP常      ……(3)

    就是說，TN-S系統在末端測量N與PE間的電阻RNP，是末端單相接地時常溫的相保電阻RφP常。由于短路時的電流較大，行業資訊，導線會發熱升溫，RNP的值要增加50%，于是計算末端單相短路電流的相保電阻RφP.L 。 

   PE排上有很多PE線，且PE排與PE線末端之間還有很多接地極，所以PE線末端與PE排間的等效電阻RP要比PE線電阻小。如果實測零保電阻 RNP，比計算的N線加PE線的電阻大，則PE線可能有斷點。PE線不應有斷點，竣工時可用這個方法查驗有無斷點。 

   （二）路燈的聯網ＴＴ系統：

    1. 如果做到  6×RＰE < ＲNE 

    見圖四，發生接地故障時，相線與PE線接通，電源電壓U=220伏加在PE線(圖中的P點)與變壓器中性點N之間(忽略相線電阻)，即加在二個串聯的電阻RＰE 

和ＲNE 上。ＰＥ線對地電壓UPE 與變壓器中性點對地電壓U零地之和等于電源電壓220伏。

  這個結果說明，接地故障時PE線對地電壓UPE ，小于潮濕環境的安全電壓33伏。

    2.如果做到RpE < 0.5歐

    設變壓器接地電阻RNE < 4歐 ，3c認證，相線電阻按1歐計，總回路電阻將小于0.5+4+1=5.5歐。短路電流將大于220÷5.5歐=44安,燈桿根部熔斷器的熔絲額定電流都小于10安培，都能在5秒內熔斷。

    所以路燈的聯網TT接地保護系統，如做到以上二個條件中的一個，就比較安全。

    三、末端短路電流的簡化計算

   （一）單相接地短路電流計算式

    路燈線路如單相接地，一相電壓為零，另二相不為零，該處的三相電壓不對稱。用對稱分量法分析后，TN接地系統低壓單相接地故障電流Ik”,可在設計手冊中查出其計算式是： 

下標φ表示相，P表示保護線，φP表示相保，

    （1）表示正序，（2）表示負序，（0）表示零序，S  表示系統， T  表示變壓器，工程照明，m 表示母線，L表示低壓線路。

    按（7）式計算短路電流，要計算正序、負序、零序的電阻和電抗，要計算電纜的相保電阻和電抗，還要算變壓器、母線和系統的相保電阻和電抗。

   （二）簡化計算

    路燈線路末端短路電流計算，是用最小短路電流來校驗熔絲或斷路器，能否在規范規定的時間（例如5秒）內，LED球泡燈，斷開接地故障。

    1.簡化計算式：