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瑞思达路灯防漏电及用电安全解决方案

路灯用电安全解决方案

一、国内路灯用电安全现状

 随着我国城市化进程的的不断推进,城市规模不断扩大,路灯的数量也迅速增加,同时在园林绿化、管道铺设等市政工程中开挖路面也经常会破坏路灯电缆,一方面路灯管理维护工作面临更大的压力,另一方面路灯用电安全问题也逐渐凸显。如暴雨天气为防止路灯漏电造成安全事故,不得不拉闸断电,造成城市照明功能缺失,给市民出行带来不便,同时也出现了新的安全隐患。具体来说国内路灯用电安全普遍存在如下的问题:
1. 路灯配电线路普遍没有安装漏电保护装置
目前国内路灯线路通常采用TN-S和TT两种接地方式。对于TT系统,CJJ89-2112《城市道路照明工程施工及验收规程》中第7.2.4条明确规定“TT配电系统必须安装漏电保护装置”。而对于TN-S系统,无论国标还是路灯行业标准都没有明确规定需要安装漏电开关,但是,国标GB50054《低压配电设计规范》规定,TN-S系统发生接地故障的时候,要在5s之内切断故障电流。由于路灯配电半径一般都在500m~1000m范围内,线路过长导致末端即使发生短路时故障电流也比较小,采用过流保护器如MCCB、MCB或熔断器通常都无法满足国标要求的5s内切断故障电流。只有漏电开关可以实现线路上任何一点发生接地故障都能瞬间切断故障电流,确保路灯用电的安全。
另外,国标GB13955-2005《剩余电流动作保护装置的安装运行》第4.5条:必须安装剩余电流保护装置的设备和场所,其中一条是:“安装在户外的电气装置”。路灯灯显然是安装在户外的电气装置,因此必须要安装剩余电流保护装置(即漏电开关)。

2. 电缆接头处理工艺落后
路灯线路具有负载分散、接头众多的特点,但是目前国内路灯行业的接头处理工艺普遍还是采用绝缘胶布缠绕的方式,没有有效的防水措施。
灯线接头以前是放在沙井内,下雨天经常发生漏电事故,目前许多地方都将接头延伸到灯杆内部高出地面几十公分,相对于沙井内接线有了一些进步,安全性也有所提高,但是由于目前的城市内涝问题,尤其是南方多丘陵地带,地势高低不平,低洼的路段经常在雨天积水淹没灯杆内的路灯电缆接头而发生漏电情况,安全问题仍然没有彻底解决。

3. 灯杆内的熔断器接线端子锈蚀问题
根据CJJ89-2012《城市道路照明工程施工及验收规程》8.1.13条:每盏灯的相线应装设熔断器。国内普遍采用熔断器作为灯具的保护电器,避免出现灯具接地故障时,导致灯杆长时间带电。灯杆内的熔断器通常没有任何的防水防潮措施,经常发生熔断器的接线端子锈蚀烧断灯线的情况,灯线“碰杆”的事故时有发生。
由于上述问题的存在,路灯用电的安全事故也就必然会发生,全国范围从南到北屡屡发生路灯漏电事故,下面是从互联网上查找到的最近的部分案例:
1. 2017-09-14 广州天河区沐陂西街一名男子暴雨天骑车触电倒下,路人不敢上前施救。
2. 2017-08-07 阜阳港利上城国际小区西门暴雨导致路灯漏电,导致两人触电,一死一伤!
3. 2017-07-11 武汉一广场景观灯漏电,三岁女童触电身亡,楚天都市报7月15日报道。
4. 2017-06-21 河北威县中华大街水晶宫南侧一条小路灯杆拉线带电电死一位农民工。
5. 2017-06-15 广州花都区花都遭暴雨突袭 一男子涉水经过一灯柱疑触电身亡。
6. 2017-06-09 广东潮州,一名10岁小孩触碰路灯后不幸触电身亡。
7. 2017-06-03 广州市广从公路龙归路口,暴雨后积水浸路灯,2路人触电身亡!
8. 2017-05-15 广州白云区景泰街辖区某处,路灯电缆破损导致护栏带电,2男子接触护栏时触电受伤。
9. 2017-05-03 广西百色学院门口路灯漏电致一女子触电倒地,抢救50分钟后脱离生命危险。
10. 2016-10-24 广东揭阳普宁流沙镇某小区3岁娃摸路灯后触电身亡。
11. 2016-08-23 河南南阳一公园路灯漏电8岁男孩意外被电身亡。
12. 2016-07-30 四川乐山五通桥城区两名年轻男子由于路灯灯柱漏电而触电身亡。
13. 2016-07-21 四川攀枝花一男子不幸触电身亡 疑为路灯杆漏电。
14. 2016-06-26 江苏连云港一湖边路灯漏电,金毛被当场电死。
15. 2016-06-21 山东邹平下雨漏电,4人意外身亡。
16. 2016-04-04 广西桂林虞山公园门口一24岁男子触电身亡。
17. 2016-04-01 深圳宝安石岩罗租社区9岁男童碰触路灯杆触电身亡。

二、瑞思达路灯用电安全解决方案

无论是TT系统还是TN-S系统,要想确保路灯用电安全,关键是要在配电线路安装漏电开关,不管是电缆、灯具、灯线等任何环节出现漏电,只要安装了漏电开关就能及时切断故障电流,保护人身安全。
国内路灯使用漏电开关失败的案例比较多,究其原因主要是两方面:一是使用了电子式漏电开关,这类漏电开关的动作与电源电压相关,误动作较多,尤其是在雷电的干扰下非常容易误动作;二是线路的绝缘处理不完善,下雨天跳闸后无法合闸。本方案充分考虑到了路灯配电系统的安全性、可靠性以及日后维护的方便性,实施后不仅可确保用电安全,同时可大幅度减少维护维修工作量,同时提高亮灯率,真正做到一劳永逸、高枕无忧。具体措施如下:

1. 线路绝缘故障的排查与处理
要想漏电开关能够正常运行,必须首先对线路灯具的绝缘情况进行检查,并处理绝缘故障。一般要求如下:
 一跨电缆的绝缘电阻值要求大于10MΩ@500V;
 灯线与灯具的绝缘电阻值要求大于2MΩ@500V;
 一条回路的绝缘电阻值要求大于0.02MΩ@250V。
当然绝缘电阻越高,日后漏电开关的运行会越稳定可靠!
对于绝缘电阻值达不到上述要求的电缆、灯具需要进行更换处理,如果电缆采用直埋方式敷设或者虽然穿管但是由于管道变形电缆无法抽出时,可以采用电缆故障定位仪将故障点精确定位,然后挖出故障点用专用的灌封胶电缆接头处理。

2. 控制箱出线回路上安装智能漏电开关
线路的绝缘问题解决后就可以顺利地在回路上安装漏电开关,实现安全防护。为避免漏电开关经常跳闸增加维护工作量,本方案中漏电开关选择带有智能复位功能的电磁式漏电开关。一方面电磁式漏电开关不受电源电压的干扰极少误动作,无拒动现象,安全性可靠性极高,另一方面如果是强雷电干扰导致漏电开关跳闸,其自动检查线路绝缘电阻,线路无绝缘故障的情况下可以自动合闸,如果线路故障则部自动合闸二是发出报警信号,并持续监测线路绝缘电阻,直到绝缘恢复后又自动合闸。


防触电智能漏电开关照片

智能漏电开关工作流程图

漏电开关应选择4P型而避免使用3P+N型,该类漏电开关内部N线是直通的,当变压器高压侧故障时,故障电压可能会通过N线传导到路灯电缆,可能对维护人员造成伤害。同样道理,如果TN-S系统安装了4P漏电开关后,应该在控制箱内将回路电缆的PE线从接地排上解除,并将线头做好绝缘处理。
漏电开关的漏电动作电流通常选择300mA,对应地灯杆的接地电阻值应不超过50V/300mA=167Ω,留有余量的情况,选择不超过100Ω可确保安全。通常在南方灯杆自身的接地电阻值都能达到要求,如果采取将相邻灯杆相联结的局部联网的TT系统,则根本不用去测量接地电阻。

3. 控制箱出线回路上安装分相过流保护器
在控制箱出线回路的每一条相线上单独安装一只单极过流保护器,可以在漏电开关跳闸无法自动合闸的情况下,先应急处理单独切除故障相,使三分之二的灯先亮起来,避免出现单点故障导致整条线路灯无法点亮的情况。有效提高亮灯率。
分相过流保护器选择B曲线MCB更适合长线路的过流保护,短路能力10kA。

控制箱内安装智能漏电开关和分相过流保护器的照片

4. 灯杆内安装带防水盒的二级漏电开关
目前灯具内普遍采用熔断器作为灯具的保护电器,由于漏电开关的动作要比熔断器快得多,所以在灯具或灯线发生接地故障的时候,总是回路上的智能漏电开关跳闸,而且无法自动合闸,故障排查非常麻烦!因此灯具的保护电器也选择电磁式的漏电开关,可以避免出现因一盏灯的故障而导致整条线路灯不亮的现象。
灯杆内安装了漏电开关后,也使维修工作的方向非常明确:哪盏灯不亮就去处理那盏灯,回路上的漏电开关跳闸了,那么一定是电缆的问题,通常沿线巡查看看哪里开挖过就很容易找到问题,同时也可以及时找到事故责任人。
将二级漏电开关置于IP66的防水盒中,可避免漏电开关的接线端子生锈,避免因潮湿导致的漏电开关误动作,可极大地减少维护工作量。
二级漏电开关选择2P/30mA电磁式漏电开关,防水盒的防护等级要求IP66。
5. 灯杆内安装专用电缆防水接头
灯杆内接头采用胶布处理的方式没有防水的效果,一方面低洼路段积水淹没接头的时候会导致漏电开关跳闸造成整条线路灯不亮的情况,另一方面接头也容易生锈发热烧毁接头的绝缘层。采用瑞思达的专用电缆接头处理,可以达到IP68的防水效果,即使水浸没了接头也不会导致漏电开关跳闸,同时也可以避免接头生锈,后期灯杆内基本上是免维护的。瑞思达专用电缆防水接头也具有拆装方便的特点,可重复使用,查找线路故障的时候可很方便的拆装,无后续维护耗材需求。

灯杆内安装了带防水盒的漏电开关及专用电缆防水接头的照片

三、瑞思达解决方案的优势

1. 方案可行性、可靠性高
利用先进的仪器仪表可方便地排查目前路灯配电系统存在的问题,使用专用的附件对发现的问题进行处理,使得整个系统可靠性大大提高,真正做到一劳永逸。
2. 安全性高
无论电缆、接头还是灯具漏电都能及时切断电路。暴雨天气无需担心出现安全事故,无需人为去切断路灯电源。
3. 节约维护成本、减少维护工作量
电磁式漏电开关极少误动作,即使雷击跳闸也能够自动合闸。
灯杆内免维护。
不用再定期去检查接头的绝缘情况。
再也不会发生烧断电缆的事故。
节省电能。
4. 提高对路灯的管理水平
智能漏电开关装在线路上更像是一只仪表随时在检测着线路的变化,无需日常管理,只需对跳闸后无法自动合闸的线路进行定向检查。
第三方进行路面施工造成电缆损坏的情况可及时被发现,能够及时找到责任人。
5. 确保亮灯率
即使接头长时间浸水也不会发生漏电跳闸。
两级的漏电保护,不会因一杆灯故障影响整条路的亮灯。
B曲线过流保护器分相保护,一相故障情况下另外两相可以继续送电亮灯。


 


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