浅析室外照明的安全接地形式

摘 要: 本文根据笔者多年在室外照明工程设计中得实践，从多方面分析了室外照明的安全接地方式，并对各类室外照明的安全措施进行详细阐述，并进行了归纳总结。

关键词: 室外照明；接地形式；安全保护

中图分类号：TU731.4 文献标识码：A

引言

随着时展，城市道路照明和景观照明在城市规划和房地产开发项目中越来越重要。城市道路照明为城市安全及城市交通的正常运行提供保障的同时也是城市商业、文化发展及丰富人们生活的需要。景观照明是城市景观设计的重要组成部分，是自然和人文诸多元素共同构成的夜间综合体系。景观照明的塑造使城市的色彩更为绚丽多姿，生活气息更加浓烈，商业经济愈趋繁荣。而实现以上功能的一个基本前提就是用电安全。近年来，城市道路、景观照明引发的人身安全事故时常发生，因而道路景观照明的安全接地设计显得越来越重要。

根据《城市道路照明设计标准CJJ45-2006》第6.1.9条规定：道路照明配电系统的接地形式宜采用TN-S系统或TT系统，金属灯杆及构件、灯具外壳、配电及控制箱屏等的外露可导电部分，应进行保护接地。另根据《民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008》第10.9.3条3款规定：安装于室外的景观照明中距建筑外墙20m以内的设施，应与室内系统的接地形式一致，距建筑物外墙大于20m宜采用TT接地形式。

常用两种接地形式优缺点比较

TN-S接地形式是把工作零线N线和保护接地线PE线严格分开。采用TN-S系统的优点是：在正常的情况下，专用接地线PE线上没有电流，只是N线上有不平衡电流流过，PE线对地没有电压，所以电气设备的金属外壳接地保护是接在专用的保护线PE线上，系统安全可靠；其缺点是:如果PE线中间受到损坏断开，就起不到保护作用，可能导致电击事故发生。解决办法可以通过对PE线进行多点重复接地（比如各回路首、末端和中端等适当部位）来解决和避免PE断线故障，提高系统的安全可靠性，有效地避免电击事故的发生。

TT接地形式是将电气设备的金属外壳直接接地，因而可以减少触电的危险性。采用此系统的优点是：更安全，另外，金属电杆需要进行接地，当每根电杆已作接地时，配电线路不需要再配保护线(PE)；缺点是：故障电流小，不能用熔断器或断路器的瞬时过电流脱扣器兼做接地故障保护，而应使用剩余电流保护器作接地故障保护。此时，其保护灵敏度更高；但由于户外潮湿等因素，如果线路过长，其泄漏电流较大，如果整定电流不当(整定值过小)，将会导致误动作，所以要求正确合理整定其动作电流。

实际设计中接地形式的选择

实际设计时应根据系统的以上特点，结合路灯供电系统的具体情况，选择采用TN-S系统或TT系统。

城市道路照明

城市道路照明的特点是灯杆较高、单灯功率较大、间距较大，配电线路较长，电缆截面也较大。TN-S接地方式是将灯具、电杆、电器盒等的外露可导电部分通过PE线连接到配电变压器中性点而实现接地。当变压器其他部分发生接地故障时，保护电器难以断开，故障电流经大地流到变压器接地极回到中性点，致使中性点电位升高，此电位经PE线传至灯杆等外露可导电部分，因此不能完全保证安全。另外城市道路照明负载分散，配电线路较长，当线路末端发生接地故障时，其故障电流往往较小，难以使首段的保护电气动作，不能切断故障电路。

TT接地方式的接地故障电流比TN方式更小，使用熔断器或断路器不能满足规范要求，所以应选用剩余电流动作保护器。漏电动作电流从几十毫安至几百毫安可选，更能保证安全。另外一个好处是TT系统不设PE线，比TN-S方式节省了一根导线。TT接地方式要求灯杆接地。由于多数城市道路照明使用金属灯杆或钢筋混凝土灯杆，有良好的接地条件。TT接地方式接地电阻要求不高，并不会比TN方式要求重复接地，并不会增加费用。

TT方式采用剩余电流保护的整定。在室内情况下用于TT方式和TN方式的插座回路以及供移动式、手持式用电设备的回路一般线路都比较短，不会超过几十米。为了防止直接接触导致电击，要求剩余电流保护装置的整定值不超过30mA，有些特殊场所要求的整定值甚至更小。由于线路较短，正常情况下线路泄露的电流较小，一般不会引起正常情况下的误动作。但是道路照明的情况大不相同。一个配电回路可能有几百米甚至上千米。在这种情况下若仍采用30mA的剩余电流动作整定值会导致正常情况下泄露电流较大而产生误动作。因此，设计时应根据线路的长短、配电电缆的截面、所带负荷数量等因素综合考虑剩余电流整定值的设定。

（二）住宅小区庭院景观照明、户外停车场、户外广告灯箱

上述这些场所的道路照明和景观照明灯具的种类及数量都比较多，单个灯具的功率比较小，使用环境也较为复杂，且区内非专业人员可经常触及。而在这种情况下，大多数灯具距建筑物往往不会超过20m，且室内配电的接地系统一般采用TN-S系统。因此，这种情况下，笔者往往采用TN-S接地方式。但是由于小区内情况复杂，为减少电击事故的发生，在采用TN-S接地方式的同时，往往在每个配电回路的首、末端灯具及中间灯具处做重复接地，并采用漏电保护装置作为接地故障保护。故障切断时间一般为0.4s。但是像广告灯箱、草坪灯等设施，人体极有可能直接接触带电导体，因此，漏电电流选择不应大于30mA。这样，即使PE线受损伤从中间断开，仍有可靠的接地与大地相连，保证了灯具金属外壳与大地的同电位。

（四）游泳池、喷泉等水下照明

由于人体在水中的阻抗大幅下降，因而游泳池、喷泉等水下灯具只允许使用额定电压不超过12V的安全超低压供电。而喷水池内的水泵由于功率较大，一般为220V或380V供电。此类设备若发生线路绝缘损坏，水下极可能出线危险的电位差，从而引发电击事故。因此这类设备的配电应选用动作电流不大于30mA、动作时间小于0.1s的漏电保护开关,在发生绝缘故障时立即切断电路，保障人身安全。所以这种情况下应采用TT接地系统并采用漏电保护开关做接地故障保护。游泳池、喷水池等均应采取等电位连接措施。要求进行等电位联接的部位包括：水池构筑物的外框、石砌挡墙及跳水台中得钢筋等所有金属部件；所有固定在水池构筑物上或水池内的金属配件；与池水循环个有关的电气设备的金属配件；水下照明灯具的外壳、爬梯、扶手、给水口、排水口；采用永久性间隔将其与水池区域隔离的固定金属部件等。小区内喷水池和水景是儿童极喜欢玩耍的地方，而儿童自身安全意识较差，风险辨别能力较低，因此发生事故的往往也是在这些地点。这就要求在设计、施工时应严格遵照规范，减少安全隐患。

其它室外照明

其它室外照明装置，如城市各种夜间景观照明、建筑物投光照明等在选择接地形式及接地故障保护电器时应根据使用场所环境、使用条件等，根据上述分析合理选用安全接地形式。

结语

根据笔者对国家规范的了解，对于各种室外照明装置的安全接地要求，国家规范并没有强制性的条文规定，这给设计者在选择室外照明装置的安全接地系统时带来一定灵活性的同时，也给设计者的选择带来一定的困难。由于每个设计者对规范理解的不同，也会发生同类工程不同设计者采用不同接地系统的情况，但是，保证电气装置的用电安全始终应该是设计者应首先考虑的问题。由于笔者的水平有限，以上所述并不一定正确，希望得到各位同行批评指正。

参考文献：

[1]. 王厚余.低压电气装置的设计安装和检验（第二版）.北京：中国电力出版社.

[2]. 任元会.道路照明配电系统的接地方式和保护.电气工程应用。2007.2.

[3]. 工业与民用配电设计手册.北京：中国电力出版社.