路灯保护接地的常用方式及应注意的问题

路灯的金属杆由于电缆的绝缘损坏或其他原因有可能带电，为防止这种漏电危及人身安全，将金属外壳通过接地装置与大地相连，叫做保护接地。把金属外壳与接地的零线连接时称为保护接零。在中性点直接接地的低压电网中，电力设备的外壳应采取低压接零保护，但接零保护确有困难时，且土壤电阻率较低时，也可以采取低压接地保护。

一、路灯金属外壳保护接地的常用方式

城市道路照明低压供电系统的保护接地分为TT系统、TN系统、IT系统。其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统方式。本文主要分析路灯低压配电系统常用的接地保护方式。

1.TT方式供电系统

TT方式是指将路灯钢杆的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地方式，路灯行业俗称单灯接地，也称TT系统。第1个符号“T”表示电力系统中性点直接接地；第2个符号“T”表示路灯金属钢杆通过接地体与大地直接联接，与系统如何接地无关。在TT系统中，负载的所有接地均称为保护接地。

TT方式供电系统的特点如下：①当路灯钢杆的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，因有接地保护，可减少触电的危险性。但低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属危险电压；②当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，还需增设漏电保护器；③TT系统适用于接地保护很分散的地方。由于上述原因，我国在路灯施工中已很少使用这种接地保护方式。

2.TN方式供电系统

TN方式供电系统是将路灯钢杆的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作路灯接零保护系统，用TN表示。其特点如下：①一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是TT系统的5.3倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全；②TN系统节省材料和工时，在我国和其他许多国家都被得到广泛的应用，其优点比TT系统多。TN方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开可划分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种。

（1）TN-C方式供电系统。TN-C方式供电系统是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，用PEN表示这种供电系统。其特点如下：由于路灯配电系统三相负载很难平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定电压；如果工作零断线，则保护接零的漏电设备外壳带电；如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延；TN-C系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关无法合上，同时工作零线在任何情况下都不得断线。因此，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。TN-C方式供电系统一般只适用于三相负载基本平衡情况。

（2）TN-S方式供电系统。TN-S方式是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的一种供电系统。该供电电系统的特点如下：①系统正常运行时，专用保护线上不带电流，只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压，电气设备金属外壳接零保护接在专用保护线PE上，安全可靠；②工作零线只用作单相照明负载回路；③专用保护线PE不断线，也不进入漏电开关；④在干线上使用漏电保护器，工作零线不可重复接地，PE线可重复接地，但不能经过漏电保护器；⑤TN-S方式供电系统安全可靠，适用于对安全要求较高的配电线路上。

（3）TN-C-S方式供电系统。在配电线路中，如果前部分是TN-C方式供电而下一部分采用TN-S方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线，这种系统称为TN-C-S供电系统。其特点如下：①工作零线N与专用保护线PE相联通。当线路不平衡电流比较大时，电气设备的接零保护受零线电位的影响，负载越不平衡，灯杆外壳对地电压偏移就越大。因此要求负载不平衡电流不能太大，且应在PE线上做重复接地；②PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器，这是因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸，从而造成大范围停电；③PE线除了在总箱处必须和N线相接外，其他各分箱处均不可将N线和PE线相联，PE线上不允许安装开磁和熔断器。

通过上述分析，TN-C-S供电系统是TN-C系统中一个临时变通的方法。当三相电力变压器工作接地情况良好，三相负载比较平衡时，该系统在施工用电实践中效果较好。当三相负载不平衡，路灯工程有专用的电力变压器时，宜采用TN-S方式供电系统。

二、路灯TT接地系统应用中需要注意的问题

在实际应用TT接地型式的路灯配电系统里，由于种种原因，容易出现一些问题。这些问题的存在将给路灯配电系统带来不可靠或不安全的隐患，根据实际遇到的情况总结出以下4种情况。

1.N线重复接地

人为错误将N线重复接地，或由于N线绝缘损坏与灯杆连接造成了N线在某灯杆处与灯杆的单独接地体连接使N线重复接地，N线重复接地点与用户设备接地较近，两处接地电阻是并联电路，也就是把设备外壳接到了中性线上，形成了TN-C系统。在这种情况下，中性线重复接地后，部分正常负荷电流将流经大地，对漏电保护断路器形成漏电流电流而使其误动作，造成系统的不可靠。因此，必须认清接地系统是TT型式还是TN型式，决不能人为的将TT系统N线接地。另一方面，必须保证中性线有足够的机械强度和绝缘能力，采用N线应与相线的导线截面、绝缘水平相同，使N线不易破损接地。接地系统的连接不可靠在实际工程中，经常会出现接地焊接点搭接长度不足，压接处螺栓未镀锌或未采用防止松动的措施等现象，造成接地电阻升高或接地连接断裂等安全隐患。在接地压接时，应用镀锌螺栓连接；接触面应按现行国家标准《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》的规定处理。

2.接地体（线）的焊接应采用搭接焊，其搭接长度必须符合下列规定：

（1）扁钢为其宽度的2倍（且至少3个棱边焊接）；

（2）圆钢为其直径的6倍；

（3）圆钢与扁钢连接时，其长度为圆钢直径的6倍。

施工时应严格按照上述要求执行，确保接地系统为可靠的电气连接。

3.路灯接地体要考虑直击雷产生的跨步电压

由于路灯多安装于人行道内，所以必须考虑灯杆遭受直击雷时跨步电压对行人的危害。根据《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92中第12.9.7条规定人行道内，人工接地装置水平接地体局部埋深不应小于1m。在实施过程中必须严格按照规范要求施工，避免跨步电压对行人的危害。

4.路灯灯具要严格做好防水工作

由于路灯长期处于室外工作环境，灯具需要采用防护等级和长期防护性能较高的产品。一般情况防护等级不小于IP65，灯具接封处必须采用经久耐用的高性能硅胶密封，保证在灯具的使用寿命内，灯具始终有良好的防水性能，避免因进水造成漏电保护开关误动作。

三、结语

路灯配电系统采用TT接地型式并在每个路灯出线回路加装漏电保护开关，使配电系统更加适合路灯负荷的特点，提高了用电的安全可靠性，还降低了接地的施工难度，减少了接地材料的用量，提高了工程的经济效益。