道路照明設(shè)施電氣安全分析評估
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摘要：本文分析城市道路照明設(shè)施的電氣安全重要性，結(jié)合其電氣安全標準化的要求，開展城市道路照明的燈桿和配電柜的電氣安全檢測工作，分析評估存在問題，提出具有建設(shè)性意見，有利于管理部門對城市道路照明設(shè)施的管理維護工作開展，有效地降低安全風(fēng)險事故發(fā)生。
關(guān)鍵詞：城市道路照明；電氣安全；標準化；分析評估
引言
城市道路照明設(shè)施作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，具有遍布范圍廣、數(shù)量多等特征，其管理與建設(shè)是一項系統(tǒng)而復(fù)雜的工程，同時城市道路照明設(shè)施一般分布在人群稠密的地區(qū)，因此其電氣安全是否可靠，涉及到市民乃至路燈維管部門工作人員的生命安全，備受各方關(guān)注。為了保證城市道路照明設(shè)施能安全可靠運行，城市照明管理單位不得不投入大量的人力與物力進行管理維護，但是依然存在觸電風(fēng)險的安全隱患。所以如何保證道路照明設(shè)施的安全可靠十分重要，對城市照明管理單位提出巨大挑戰(zhàn)。
1標準化要求
近年來國內(nèi)城市道路照明設(shè)施漏電傷人的案例頻繁發(fā)生，通過相關(guān)安全事故調(diào)研分析，主要有以下兩大因素：（1）內(nèi)部因素：燈桿或配電柜接地保護系統(tǒng)達不到標準要求，且電纜長期運行或環(huán)境影響導(dǎo)致的絕緣老化，市政改造中的野蠻施工導(dǎo)致的絕緣破損等原因?qū)е碌缆氛彰髟O(shè)施絕緣系統(tǒng)失效，同時短路保護和過負荷保護起不了作用；（2）外部因素：暴雨天氣，特別是發(fā)生水淹浸泡時，燈桿或配電柜中的電纜接頭等帶電部件被雨水浸泡，導(dǎo)致周圍水域帶電。為了有效地規(guī)范城市道路照明建設(shè)，在城市道路照明工程中采用經(jīng)濟實用、高效節(jié)能的路燈器材和設(shè)備，同時還能采用技術(shù)先進、科學(xué)合理的安裝工藝，提高工程質(zhì)量和經(jīng)濟效益，國家制定相關(guān)標準規(guī)定了道路照明設(shè)施的設(shè)計安裝規(guī)范和施工要求。在道路照明設(shè)施的電氣安全性方面，結(jié)合城市道路照明設(shè)施的現(xiàn)場實際施工情況以及檢測項目指標重要性與合理性，根據(jù)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計規(guī)范》、GB/T13955-2008《剩余電流動作保護裝置的安裝與運行》、CJJ89-2012《城市道路照明工程施工及驗收規(guī)程》和CJJ45-2015《城市道路照明設(shè)計標準》等標準，選擇燈桿和配電柜為測試對象，以接地電阻、絕緣電阻、泄露電流、燈桿熔斷器檢查、配電柜短路保護和過負荷保護、施工規(guī)范性(結(jié)構(gòu)要求)等關(guān)鍵檢測項目為分析評估指標。
2試驗分析評估
選定了深圳市光明區(qū)不同使用年限的75條道路照明設(shè)施為檢測對象，對全部74個配電柜的電氣安全進行檢測，同時按照計數(shù)抽樣檢驗程序，從每個路段配電線路的分支首端、末端及中間的燈桿共抽了833根進行電氣安全檢測。經(jīng)過現(xiàn)場檢測和數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)以下幾方面問題。（1）接地問題。道路照明設(shè)施接地的目的主要為設(shè)施內(nèi)發(fā)生漏電時降低設(shè)施上的接觸電壓，同時可以增大故障電流使前端的保護電器能夠在規(guī)定的時間內(nèi)動作。根據(jù)標準CJJ89-2012的要求，金屬燈桿及構(gòu)件、燈具外殼、配電及控制箱等的外露可導(dǎo)電部分均應(yīng)與保護導(dǎo)體相連接。在滿足接地電阻要求的情況下，應(yīng)充分利用路燈基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體。測試獨立的PE接地線與每根路燈鋼桿接地螺栓可靠連接，道路照明配電系統(tǒng)中，采用TN或TT系統(tǒng)接零和接地保護，PE線與燈桿、配電柜等金屬設(shè)備連接成網(wǎng)，在任一地點的接地電阻不應(yīng)＞4Ω。配電線路的分支、末端及中間適當位置做重復(fù)接地并形成聯(lián)網(wǎng)，其重復(fù)接地電阻不應(yīng)＞10Ω，系統(tǒng)接地電阻不應(yīng)＞4Ω。從本次檢測情況來看，燈桿和配電柜接地系統(tǒng)存在普遍的不規(guī)范，不合格率高達60.1%。其中表現(xiàn)為系統(tǒng)接地電阻大于標準值，部分燈桿沒接地線，部分地線斷裂或地線端子生銹嚴重等。（2）燈桿熔斷器問題。標準CJJ89-2012第8.1.13明確規(guī)定每盞燈的相線應(yīng)裝設(shè)熔斷器，熔斷器應(yīng)固定牢靠，熔斷器及其他電器電源進線應(yīng)上進下出或左進右出。本次檢測超過94%路燈沒有配備熔斷器，少部分路段燈桿帶有熔斷器，但未有效固定或選擇的熔斷器熔體額定電流不正確。（3）燈桿漏電問題。路燈燈桿內(nèi)的電線電纜，電線接口和燈具均存在一定泄漏電流，如帶電部件未加有效絕緣或絕緣失效，會導(dǎo)致燈桿帶電。根據(jù)標準GB/T12113-2003，以流經(jīng)人體的電流可能引起的效應(yīng)為基礎(chǔ)，流經(jīng)測量網(wǎng)絡(luò)（代表人體阻抗）的電流的測量，從人體擺脫電流要求，燈桿的泄漏電流應(yīng)該≤10mA。從本次檢測情況來看，超過8.8%燈桿存在漏電問題。（4）短路保護和過負荷保護問題。道路照明配電系統(tǒng)應(yīng)具有短路保護和過負荷保護，各單相回路應(yīng)單獨進行控制和保護，本次測試的配電柜均使用了過流保護器（空氣開關(guān)）對每條回路進行保護。但是根據(jù)標準CJJ89-2012第7.2.4條：TT接地制式配電系統(tǒng)必須安裝漏電保護裝置。而對于TN系統(tǒng)，GB50054-2011第5.2.9條：TN系統(tǒng)中配電線路的間接接觸防護電器切斷故障回路的時間，應(yīng)符合配電線路或僅供給固定式電氣設(shè)備用電的末端線路，不宜大于5s。在檢測中發(fā)現(xiàn)TN-S的路燈供電系統(tǒng)很難在5s內(nèi)切斷接地故障電流。根據(jù)標準GB50054-20115.2.8規(guī)定：TN系統(tǒng)中配電線路的間接接觸防護電器的動作特性，應(yīng)符合下式的要求：以典型的5×25mm2銅芯電纜、供電半徑800m為例，計算過流保護動作電流要多大才能滿足公式（1）的要求。末端接地故障回路阻抗Zs約為1.69Ω，過流保護器的瞬時動作電流Ia不能超過220V/1.69Ω=130A，而前端的63A過流保護器（C曲線）的瞬時動作電流（5~10In）為315A~630A。這種情況下過流保護器在30S后才跳閘，道路照明配電系統(tǒng)的短路保護起不了及時的保護作用。檢測中還發(fā)現(xiàn)，由于部分道路照明配線因老化等原因存在較大的漏電流（測試最大回路漏電流12.4A），這種情況下過流保護器根本不動作，完全起不了漏電保護作用，存在較大安全隱患。（5）施工規(guī)范性問題。從施工規(guī)范性(結(jié)構(gòu)要求)測試情況來看，主要有以下幾方面問題：配電柜和燈桿普遍存在缺少銘牌和零地排標識，或信息不完整情況，給維管部門帶來檢修信息辨識困難，不利于快速準確的進行維護管理；部分電纜老化嚴重，有龜裂或破裂損傷，電纜外觀有絞擰甚至護層折裂等缺陷；內(nèi)部電線使用不規(guī)范，地線和零火線亂用等；燈桿檢修門沒有防撬卸功能；檢修門所在的位置不便于施工人員正面觀察來車情況；配電柜密封性不良，達不到IP54要求；配電柜內(nèi)電器安裝不牢固，排列不整齊；帶電部件與裸露的金屬外殼的爬電距離和電氣間隙小于10mm；配電柜存在線路帶電部分裸露、無回路編號，進線口未完全封堵等現(xiàn)象。
3總結(jié)
在城市建設(shè)越來越完善的今天，城市道路照明設(shè)施的建設(shè)也迎來了新的需求，尤其是電氣安全的重要性也得到了管理部門的高度重視。通過本次對深圳市光明區(qū)城市道路照明設(shè)施的燈桿和配電柜電氣安全檢測，以接地電阻、絕緣電阻、泄露電流、燈桿熔斷器檢查、配電柜短路保護和過負荷保護、施工規(guī)范性(結(jié)構(gòu)要求)為分析評估指標，提前發(fā)現(xiàn)城市道路照明設(shè)施存在的電氣安全隱患。通過本次道路照明設(shè)施檢測中發(fā)現(xiàn)的問題，為有效的遏制人身安全事故的發(fā)生，實現(xiàn)事前預(yù)防，降低道路照明設(shè)施的電氣安全危害、控制風(fēng)險提出以下優(yōu)化路燈管理的建議和措施。（1）道路照明設(shè)施建議使用TN-S系統(tǒng)，采用五芯電纜，用一根PE線把沿路燈桿連接起來，可以利用金屬燈桿的基礎(chǔ)鋼筋做重復(fù)接地，同時配電線路的分支首端、末端及中間適當位置敷設(shè)接地極（接地電阻＜10Ω），做好等電位連接，重復(fù)接地容易實現(xiàn)。另外燈桿和配電柜內(nèi)部的接地要規(guī)范連接，接地線不能＜4mm2，接地端需緊固，同時做好防銹處理等。所有接地極與配電柜、燈桿、PE線可靠連接，整個系統(tǒng)接地電阻不應(yīng)大于4Ω。（2）每盞路燈的燈桿的相線應(yīng)裝設(shè)熔斷器，且固定牢靠，熔斷器及其他電器電源進線應(yīng)上進下出或左進右出，使用的熔斷器必須與路燈電流和功率匹配，標準規(guī)定150W及以下路燈使用的熔斷器應(yīng)為4A，250W應(yīng)為6A，400W應(yīng)為10A。有條件的可以使用額定脫扣電流為30mA漏電保護器作為附加防護。（3）對于已經(jīng)在使用的道路照明設(shè)施需要定期進行回路排查，如發(fā)現(xiàn)漏電流過大，需要進行全線路排查，清除風(fēng)險隱患。必要時應(yīng)對使用年限過久，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)回路漏電流過大的配電柜，進行逐步更換漏電保護系統(tǒng)。對新建的道路照明設(shè)施項目，交付要求應(yīng)新增對漏電保護功能的規(guī)定，建議選擇合適的漏電保護器（額定脫扣電流為300mA，電流型，電磁式，自動復(fù)位功能的漏電保護器），前期雖然投資稍微大點，但對于道路照明設(shè)施運行后的安全隱患將大大降低。（4）燈桿和配電柜存在的電線使用不規(guī)范，電纜外觀有損傷、護層折裂、接線端子（接頭）絕緣和防水處理不到位、地線和零火線亂用等現(xiàn)象，維管單位應(yīng)定期進行排查隱患。對于接線端子（接頭）絕緣和防水處理，建議使用有相關(guān)認證（比如CQC認證）的防水端子。存在絕緣故障的電纜建議更換或修復(fù)，直埋的故障電纜，可以用故障探測儀定位故障點，定點開挖、灌膠修復(fù)等。
參考文獻
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作者：陳文健 黃燦林 林娟 王琳羽 單位：深圳市光明區(qū)城市管理和綜合執(zhí)法局
