城市道路照明采用TT接地系统时剩余电流保护开关的整定值的计算选择

城市道路照明采用TT接地系统时剩余电流保护开关的整定值的计算选择

诸江

诸江

兰州滨河工程监理有限责任公司甘肃省兰州市730030

摘要：TT接地系统目前已经在城市道路照明工程中被广泛采用，根据《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2015）条文说明6.1.8，当采用TT系统时，应设置剩余电流保护器做间接接触防护。本文旨在探讨剩余电流保护器的整定值的计算、选用方法。

一、引言

《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2015）中6.1.8中规定：“道路照明配电系统的接地形式应采用TT系统或TN-S系统“；该条条文说明中规定：“当采用TT系统时，应设置剩余电流保护器做间接接触防护”。TT接地系统“不接用电源中性点引来的PE线，避免了无等电位联结场所PE线传导故障电压的电击危险（王厚余《接地系统的选用》）”，其发生系统内接地故障时，故障回路阻抗大，故障流小，采用剩余电流保护器作为接地故障保护，其保护灵敏度高，更为安全可靠，更适用于户外电气装置，因此当前已在城市道路照明配电系统设计中得到广泛推广与应用。但是，在道路照明工程中，配电线路往往较长，其泄漏电流较大，如漏电电流保护器整定值不当，过大则起不到保护效果，过小则在阴雨天等空气潮湿状态下容易误动作。因此我们在实际设计工作中不能凭借经验去选定该整定值，而是应当结合工程实际，通过计算来进行选择。实际设计中经常会遇到同一路灯箱变的出线回路，由于各出线回路长度、所带灯具数量不同而造成整定值不尽相同的情况，所以我们设计人员在整定值的选择上应当慎重，有据可依。笔者曾经在实际工程设计中就遇到过整定值偏小导致工程完工后出现频繁误动作的情况，经复核计算调整了漏电电流保护器整定值后才得以解决。有感于此，在这里整理一下个人选择漏电保护器整定值的计算方法，与各位同仁探讨并求指正。

二、剩余电流保护器动作整定值的计算和选用

根据《剩余电流动作保护装置安装和运行》（GB13955-2005）第5.7.5“选用的剩余电流保护装置的额定剩余不动作电流，应不小于被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流最大值的2倍”。根据《剩余电流动作保护电器的一般要求》（GB/Z6829-2008）第5.4.4，“额定剩余不动作电流IΔN0优选值为0.5IΔN”。综合两条规范条文可得，IΔN0=0.5IΔN≥2IL，即IΔN≥4IL，IL为被保护电气线路和设备的正常运行时泄漏电流最大值。那么，现在问题的实质就来到了如何确定泄漏电流IL了。《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2015）第6.1.8条条文说明中写道：“剩余电流保护装置其额定动作电流要充分考虑电气线路和设备的对地泄漏电流值，必要时可通过实际测量取得被保护线路或设备的对地泄漏电流。”在我们设计阶段我们无法实测对地泄漏电流，就只能依据现有的规范、资料，结合我们的设计来估算。根据《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2015）第6.1.5条，“道路照明配电系统…各单相回路应单独进行控制和保护”，下面我们的分析、计算都以单相回路配电来进行。对于道路照明，对地泄漏电流由线路对地泄漏电流IL1和回路中灯具设备对地泄漏电流IL2构成，即，IL=IL1+∑IL2。

其中，IL1我们可以参考《工业与民用供配电设计手册（第四版）》表11.7-16“220/380V单相线路穿管敷设电线泄漏电流参考值”。这里笔者将我们道路照明常用部分摘录如下：

表11.7-16220/380V单相线路穿管敷设电线泄漏电流参考值”

根据我们设计回路出线距离及电缆规格，参照此表即可计算出线路对地泄漏电流IL1。

灯具设备对地泄漏电流IL2，室外路灯可按照每套1mA进行估算。采用单相配电时我们各回路泄漏电流值即为该回路所有灯具泄漏电流值总和。

下面我们就可以据此计算回路泄漏电流值，并由此选定剩余电流保护器的动作电流值。举例说明，某道路照明工程，采用TT接地系统，其WL1回路配线长度约600米，配电电缆采用YJV-2×25，路灯间距30米，三相均匀分布跨接，WL1回路所带灯具数量为7盏。我们可以计算得到：

L1=0.6×29=17.4mA；

∑IL2=7×1=7mA；

IL=IL1+∑IL2=17.4+7=24.4mA；

IΔN≥4IL，=4×24.4=97.6mA。

根据《剩余电流动作保护装置安装和运行》（GB13955-2005）第5.4.3：“额定剩余动作电流的优选值是0.006A，0.01A，0.03A，0.1A，0.3A，0.5A，1A，2A”。所以该回路我们可以选择剩余电流保护器动作电流值为0.1A。

假设该配电系统WL2回路为630米，其余参数相同，那么我们可以计算得WL2回路

IΔN≥4IL，=4×（0.63×29+7×1）=101.08mA。

根据优选值我们选择该回路剩余电流保护器动作电流值为0.3A。

三、结论

由以上计算步骤我们可以看出，影响剩余电流保护器动作电流值选择的关键参数就是配电距离、电缆规格以及灯具数量。通过“220/380V单相线路穿管敷设电线泄漏电流参考值表”我们可以看到聚乙烯绝缘线缆泄漏电流值要远低于聚氯乙烯绝缘线缆，因此我们在设计中采用TT接地系统时应当优先选择聚乙烯绝缘电缆。另外我们也可以通过计算方法看出，配电线路越长，泄漏电流值也就越大，相应的剩余电流保护器动作电流值也就更大，保护的灵敏度也就会越差。所以我们在一开始制定设计方案的时候就要合理考虑路灯配电变压器的设置，合理确定配电半径，以达到配电经济性、合理性、安全性的平衡。

由于笔者水平有限，以上计算方法为参照规范及设计手册总结得出，尤其是计算结果也没有条件结合实际工程进行检测检验，该结果不一定正确，仅供各位同仁参考，在此也恳请各位同仁不吝指正。

参考文献

[1]《工业与民用供配电设计手册（第四版）》.

[2]《城市道路照明设计标准》（CJJ45-2015）.

[3]《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005.

[4]《剩余电流动作保护电器的一般要求》（GB/Z6829-2008）.

[5]王厚余.《接地系统的选用》（《建筑电气》2007年第一期）.