漏电断路器在路灯低压配电系统中的应用

以前，路灯低压配电线路的接地故障一般采用接地保护或接零保护，但其可靠性均较差。近二年来，我们按照新规范的要求，用漏电断路器来保护路灯低压配电线路，取得了较好的效果。 
一、接地保护或接零保护的可靠性均较差 
　　路灯低压配电系统的特点，一是配电半径长（一般要几百米，甚至上千米）；二是用电负荷分散；三是行人触及的可能性大，这种系统发生三相或二相断路，一般用熔断器或断路器即可自动切断电源。但对接地故障，由于线路较长，故障电流较小，常规的保护装置就无法切断或无法很快的切断故障线路，行人一旦接触，发生电击的危险就很大。
    
　　在TT接地系统中，过去都采用接地保护，即将金属灯柱及座箱等接地，此时若发生接地故障，这个故障电流通常还不足以使熔断器或断熔器动作或迅速动作。但灯柱座箱对电压却足以使触及的行人发生电击。
    
　　在TN接地系统中，过去都采用接零保护，即将金属灯柱及座箱等与系统的PE线或PEN线相接，此时若发生接地故障，对于路灯常用的小截面电缆，其值一般为每千米1欧姆左右。故理论上可达到百安培。但实际上接地故障处往往不是金属性连接，若考虑其接触电阻，实际的接地电流要远远小于上述计算值。当然线路的保护装置也就很难可靠动作。灯柱及座箱上就会长时间带有危险电压，并且这种电压还可能通过PE线或PEN线传到该系统的所有灯柱和座箱。从某种意义上讲，其危及的面会更广。
    
二、漏电断路器的选用
    
　　原有的保护方式已无法实现《新规范》担出的要求，而漏电断路器又很灵敏（一般漏电额定电流为几十毫安到几百毫安即可动作），动作又很迅速（动作时间为零点零碎几秒到零点几秒）。应用在路灯系统上是否能可靠运行呢？通过二年的实践我们认为只要严格选用和正确安装，漏电断路器是完全可以保护路灯系统正常运行的。 
    
　　目前广泛采用的漏电断路器都是电流动作型的。正常时通过漏电断路器各相电流的向量和为零（理论上讲为零，实际上为一数值很小的正常泄漏电流）。当线路发生接地故障时、设备因绝缘损坏而漏电时或人体触及带电体时，漏电断路器检测到的各相电流向量和就不为零，此值只要大于断路器的额定漏电电流，断路器就会很快断开故障回路。
    
　　漏电断路器按结构又有电磁式和电子式之分，二者各有优、缺点。按极数分，通常有单极二线，二级三线及三级四线。其额定电流Io一般为6～63A，预定漏电电流IΔo目前国内有30mA、100 mA、300 mA三种。其动作时间为百分之几秒到十分之几秒。具体选用时需遵循以下几个原则：
    
　　 一定要选用质量较好的漏电断路器。目前国内市内上漏电断路器的产品很多，有国产的，有合资的，也有进口的，在选用时一定要注意。
    
　　漏电断路器的额定脱扣电流（Io）一般选为大于等于正常动作电流的1.3倍为宜（此时即可躲过气体放电灯的起动过程）。　　
    
　　漏电断路器的额定漏电不动作电流（IΔo）一般要大于系统正常泄漏电流的2倍。因为一般漏电断路器的额定漏电不动作为0.5Δo。
    
　　根据资料介绍和我们实际测量，路灯控制箱分支回路的正常泄漏电流一般为十几毫安。所以我们目前选用的是中外合资通用奇胜公司产的E4CB系列小断路器和E4EL系列漏电附件组合而成的漏电断路器，其Io可从2A～63A，IΔo有30mAt100mA二种，我们选用的是IΔo=100mA。这里需特别提清注意的是，对IΔo=30mA的产品由于系统正常泄漏电流已接近或超过0.5 IΔo，运行中易误动，建议不要采用。目前国内市场上只有奇胜产品有IΔo=100mA的。
    
　　选择正确的安装部位。在路灯控制箱内安装漏电断路器应装在各分支回路上，千万不要装在总干线上。因为在总干线上的正常泄漏电流是各分支回路的和，其数值较大，将使漏电断路器无法正常工作。再则各分支回路有电保护后，总干线也无必要再设此保护。
    
三、接线要正确
    
　　漏电断路器选择正确只是第一步，如果施工时接线错误，也将无法投运。具体要注意以下几点：不论是TN系统还是TT系统，几是带电载流导体（N线为载流导体）必须穿过漏电断路器，而保护线PE则不允许穿过；经过漏电断路器的N线必须对地绝缘良好；相邻回路的零线千万不要接错，否则无法投运。
　　对TT系统每根灯柱处需做接地。其接电阻应附合Rd•IΔo≤50V式中Rd为接地体的接地电，IΔo为漏电断路器的额定漏电电流，若IΔo=100mA。按上式计算Rd≤10Ω。因为在苏州地区一般打一根接地极就可达到上述要求。
    
　　对TN系统建议不设专用PE线，而采取局部TT系统的方式。即象TT系统一样，在每根灯柱处做接地，而不设专用保护线PE将所有灯柱连接起来再做接地。这样一方面可节省投资，另一方面也更安全可靠。
    
　　总之，只要正确选择和安装，漏电断路器是完全可以应用在路灯的低压配电系统中的。我们在苏州工业园区首先采用了这种系统。经过二年多的实际运行，经受住了南方湿度最大的梅雨季节和连续雨天气地考验。使用了漏电断路器后，系统的接地保护性将能完好满足《新规范》的要求，使整个系统更加可靠、安全。