路灯电源只有短路和过载保护而没有漏电保护。不采用漏电断路器的原因,关键是认识上走入误区,有的认为三相漏电断路器存在动作死区,不能对人身触电可靠保护,不如不用;有的认为正常漏电电流可能造成漏电断路器误动作,降低路灯 供电 可靠性;有的认为由于路灯安装中存在不规范现象,比如只引出路灯相线而从别处借用中性线,导致漏电断路器无法正常工作等。其实,漏电断路器作为一种安全电器,其主要功能是提供间接接触保护。当发生单相接地故障时,可降低灯杆接触电压,对保护人身安全是有利的。假如漏电断路器额定漏电脱扣电流(I△n)为200mA,接地电阻Rd为200Ω,则接触电压=Rd*I Δn=200*0.2=40V,在规定的电压范围。以笔者所在地区为例,土壤电阻率平均为110Ω,单极接地电阻Rd实测平均值为58Ω,若没有漏电保护而发生单相接地故障时,接触电压=Un*Rd/(Rd+R0)=220×58/(58+4)=206V,接近相电压,这显然是十分危险的。采用漏电断路后,还能防止因漏电电流长时间存在而造成 电缆过热、使用寿命缩短以及漏电电弧电流烧损电气设备。
2.断路器未作灵敏度校核试验,额定脱扣电流选择过大。有的在选择断路器时,只考虑到短路保护,却忽视过负荷保护和单相末端短路灵敏度校验,断路器额定脱扣电流选择过大,不管负荷性质如何,一概选定为100A甚至150A。这往往在接地短路电流很大、 电缆 发热情况下,导致断路器仍不会跳,失去断路器的作用。
3.利用 电缆 金属外皮作PE总干线工艺复杂,可靠性低。电缆金属外皮作PE总干线施工工艺复杂,每基路灯都要焊两个焊点,每个焊点都要剥开、打磨、上锡、焊接,操作繁琐,焊点质量难以保证,有如此多的串联焊点,PE总干线连接的可靠性可想而知。另外,电缆要做到完全防潮几乎不可能,只要潮气在电缆内部聚集,金属外皮生锈腐蚀就不可避免。一般情况下,路灯低压电缆经3-5年后,金属外皮就会出现锈蚀断点,失去PE主干线的保护作用。这样每只路灯虽然接地保护实际上是“各自为政”,一旦发生单相接地故障,危险电压将会长期存在。
4.路灯电器特别是镇流器质量不过关,发热严重,绝缘容易被击穿致使灯杆带电,一旦行人触及,后果不堪设想。
针对以上问题,建议采用:
1.路灯控制箱总保护采用漏电断路器。漏电断路器的额定漏电脱扣电流一般要大于最大相负荷电流1.3倍并核校断路器灵敏度,但也不能太大;漏电断路器的额定漏电脱扣电流(I△n)一般要大于系统正常漏电电流的2倍,考虑到漏电断路器主要防止 电气 火灾、电弧电流和限制接触电压作用,兼顾路灯系统 供电 可靠性,一般(I△n)可取200mA,梅雨季节可适当调高,但最大不宜超过500mA。以20只路灯接地电阻并联测算,其值不大于4欧姆,最大漏电电流值即使取500mA,安全裕度还是比较大的。
2.今后安装的路灯电缆全部采用三相五线电缆(VV5*25或5*16),将其中的一路线作PE总线用。五芯电缆无金属外皮,与同规格的四芯电缆(VV22)价格基本相当,尽管没有金属外皮,但电缆外面另有塑料管,因此强度不受影响。由于PE干线无断点,保证了所有钢杆路灯接地极并联可靠,这样发生接地故障时即使漏电保护失效拒动,由于路灯系统总接地电阻小于公变接地电阻,接触电压也能控制在较低的范围内。对原有以金属外皮作PE干线的四芯电缆,可把备用的那一路改作PE总线,这一不大的改造工作量能使安全可靠性大大提高。
3.路灯接地仍采用TT制,不采用TN-C-S制。其原因是防止公变低压中性点电压升高后故障电压蔓延至路灯系统,降低保护的安全性。安装 电气 设备时要求N线与PE线不相互接错,不短路,N线不允许重复接地,保持对地绝缘良好,这样即使公变N线电压升高,路灯杆仍可保持较低的安全电位。
4.选用质量优良的路灯电器和灯具,做好镇流器的型式试验,把好验收关。补偿电容能提高系统功率因素,起到节能降损的作用,应尽可能发挥其作用,不可随意删减。
5.安装接线时要注意一些小的细节,例如自粘胶带不能单独作绝缘保护,还应在外面缠绕三层塑粘胶带,路灯连接线能短则短,一目了然。只有各个细小环节都把握好了,安全运行才有保障。
为易于判断接地故障类型和方便检修,建议选择采用分装式漏电保护器、零序电流互感器来检测漏电信号,通过电子放大环节放大信号,并经适当延时输出给线圈,使转换触头动作,与配用电器配合断开被保护电路并发出亮灯信号。漏电保护器手动复位前,电路不能接通且漏电指示灯一直亮,路灯维修人员可根据指示灯的状态,即能判断出是漏电故障还是短跑故障。当确定为漏电故障后,把转换手柄切换到“手动”位置,断路器可带漏电电流运行,查找故障位置前,先测量总的漏电电流值和灯杆接触电压,然后利用钳形电流表检测电缆干线上(A、B、C相及N线)是否存在零度电流,采用“二分法”的基本原理,可对故障位置实行快速查找。以20只路灯杆为例,最多只需四次即可找出故障点(段)。
故障处理完之后,把转换手柄还原到“自动”位置,系统转入正常工作状态。查找和处理故障时,应严格遵守低压带电作业规程,确保修试及其他人员的人身安全。
路灯电缆故障检测方案
一、用兆欧表检测
此方法为传统路灯电缆故障检测法。路灯线路的供电半径一般在0.4-0.6km之间,路灯间距为30-40m,整个线路似树干状,负荷比较分散。要检测电缆的相间、对地绝缘阻值,必须先将路灯负荷切断,然后选取中间点断开,用兆欧表逐相进行相间、对地绝缘测试,用排除法来判断故障点方向。由于该方法只能检测出故障点所在档距,无法检测出准确位置,且电缆开断点较多,需重新压接恢复,工作量大,也给以后的维修工作增加了新的故障隐患点。因此,此法现已基本不用。
二、用钳形电流表检测
由于现有路灯配电柜内配有相应容量的断路器、熔断器等安全保护措施,所以电缆短路、漏电故障不会对电缆造成大面积破坏性损伤,一般情况下只要找出电缆故障点,切断重新压接包扎电缆即可继续使用。
采用钳形电流表检测电缆的原理是:通过重新恢复烧坏的熔断器,对电缆进行瞬间(2-3秒)送电(注:短时的瞬间电流不会使电缆迅速发热,即不会对电缆造成新的损伤),根据故障点至电源的故障电流非常大,故障点往下的电流小的规律,当检测到的电流值变成正常值时,则电流值为正常值的灯位的前一档距即为故障点所在处。检测的顺序是:先将每盏灯处的检修门(或检修井)打开,把电缆暴露出来且每股分开,便于用钳形表检测电流(钳形表需打到电流档的最高档位);从第一盏灯打开始逐档检测电流,控制柜处的送、停电操作人员及现场检测电流人员均应配备对讲机,以便及时联系。在逐档检测时,必须先把钳形电流表卡到电缆做好准备后,才能开始通知送电人员瞬间送电。该方法无需人为切断主电缆及路灯负荷,不会对路灯电缆带来新的故障隐患点。我们通过多年的实践,认为该检测方法方便、快捷,检测仪器又为我们常备仪表,无须购置检测仪器。
三、用路灯电缆专用故障测试仪检测
目前有一种集路灯电缆路径检测、埋深测定和故障点定位三位一体的仪器。这一检测仪体积小,放在手提工具箱里,重量轻,单人即可轻松操作;由电池供电,无需220V电源,适合野外作业;电缆路径查找、埋深、故障点定位同步完成,效率高,不受外界干扰;不受电缆地下情况(分叉、接头扭曲、绕圈)影响,象探地雷一样,点对点去查找故障点,误差以厘米计;不受地面情况影响,如地砖、绿化带、水泥面等。该检测仪,由发射机和接收机组成,发射机可根据现场情况,采用单频发射或射频发射(音频适用于远距离,射频适用于近距离、有干扰的场合); 接收机通过感应磁棒感应信号确定地埋电缆的路径及故障点,轻松操作,对电缆故障点进行精确定位。