淺析漏電斷路器在路燈低壓配電系統中的應用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

摘要：在路燈低壓配電系統中，過去都采用接地保護或接零保護，由于線長且故障電流小，導致故障時保護裝置動作緩滯無法迅速切斷回路，其保護裝置也就很難做可靠動作。漏電斷路器動作靈敏、迅速，應用在路燈系統上，*可以保護路燈系統正常運行的。

 

關鍵詞：低壓配電；漏電斷路器；故障保護；迅速切斷；路燈安全用電

 

  在低壓配電系統中，為防止發生人身電擊事故，都應在線路中設置故障保護裝置。根據《低壓配電設計規范》1996年出版（GB50054-95）要求，在正常工作環境下，人身意外電擊安全電壓限值為50V，同時要求故障保護切斷回路要迅速，由于電流通過人體越長越有害，所以故障保護動作切斷回路的時間不宜大于5秒。

低壓配電系統中，以前采用的保護方式都是接地或接零保護(熔斷器及斷路器)，其可靠性較差，已無法實現《低壓配電設計規范》提出的要求，而只能采用動作靈敏又很迅速的漏電斷路器。根據新規范的要求，近幾年來，我們將漏電斷路器應用于路燈低壓配電系統中，經實際應用，其效果明顯優先于之前的故障保護裝置。

 

  路燈配電的特點：一是線路鋪設長；二是分散式用電負荷；三是人較容易觸及。熔斷器或斷路器在系統發生斷路故障時自動切斷電源，對于接地故障，由于路燈配電的特點，致故障時保護裝置動作緩滯無法迅速切斷回路，其保護裝置也就很難做可靠動作，迅速切斷故障線路，增加了電擊危險發生率。

  在過去將金屬燈柱及座箱等接地保護系統中，如果發生接地故障，其接地電流=電源電壓/源處接地電阻+燈柱處接地電阻。

  若：電源處接地電阻=燈柱處接地電阻=4Ω

  則：接地電流=220/4+4=22.5A

  這時：燈柱座箱的電壓=接地電流=燈柱處接地電阻/電源處接地電阻+燈柱處接地電阻

  當燈柱處接地電阻=電源處接地電阻時，燈柱座箱的電壓=電源電壓/2=110V。

  此時線路中的故障電流，雖然不足以使熔斷器或斷路器發生動作，但這時的燈柱座箱的電壓足以使觸及的行人發生電擊。

  在過去將金屬燈柱及座箱等與系統的PE線或PEN線相接的接零保護系統中，如果發生接地故障，其：接地電流=電源電壓/“相-零回路"阻抗

  在路燈配電系統中常用的是小截面電線，阻值每千米約為1歐姆左右。理論上接地電流可達到百安培，由于接地故障處往往不是金屬性連接等原因，其實際的接地電流要遠遠小于上述計算值。

同樣，由于線路的故障電流較小，其保護裝置也就很難作出可靠動作，則燈柱及座箱上就會附有危險電壓，至發生電擊危險性存在。

 

 

3.1選用原則

（1）漏電斷路器的質量選用要好。

（2）漏電斷路器的脫扣額定電流，約為正常動作電流的1.3倍。

（3）不動作額定漏電電流，約為正常泄漏電流的2倍。

 

3.2　選擇正確的安裝部位

（1）路燈干線保護。保護用漏電斷路器可裝設在路燈主干線的首端，其保護范圍為路燈低壓配電干線及其配電裝置。當上述電氣設備出現單相接地故障時，漏電保護器立即動作，切斷電源，防止人身間接觸電事故，同時又作為分支線上漏電保護裝置的后備保護。

（2）路燈分支保護。二級保護為路燈分支保護。這保護用漏電保護裝置裝設在路燈各分支電路。這保護以防止直接接觸觸電為主要目的，而各自保護面積則較小，確保其他非故障支路不間斷供電。

 

4.1平臺架構

  對路燈控制箱進行監測，通過監測路燈線路的電流和電壓值來判斷路燈的工作情況

 

  直接接入ARCM310儀表，監控每個路燈的電壓、電流等電參量進行預警和報警，也可設置定時通斷時間并遠程控制路燈通斷

 

4.2平臺介紹

  安科瑞路燈安全用電監測預警系統通過物聯網技術對安裝在城市各區域路燈的用電狀態進行不間斷地數據監測。安全用電通過監測路燈線路的電流和電壓值來判斷路燈的工作情況，任何不正常的工作狀態，平臺都能進行監測和預警，預警信息通過手機APP推送，短信，語音電話和郵件等，時間到達責任人的身邊，提醒運行人員接觸器跳閘，電源失壓等等。平臺也可以設置開合閘時間，每天定時控制路燈控制器的啟動和關閉。

  1.監測路燈的開閉，使用時長，非工作時間開啟，或開啟時間過短，則進行預警；

  2.監測路燈的電流電壓工作狀態，可以分級設置預警值和報警值，當超出閾值范圍時進行預警和報警，

  3.判斷路燈功率和線路損耗，當電流超出閾值范圍時進行預警；

  4.可以設置路燈的異常個數，超出異常個數進行預警通知；

  5.對路燈回路的漏電流和導線溫度進行監測，如果漏電過大，線纜溫度過高則進行預警或報警；

  6.可以設置開合閘時間，定時對路燈控制器進行操作，觸發頻率可以設置成一次或者每天。

  7.多種開關燈執行方案設定，可設置普通（平時）方案、周末方案、節（假）日方案、臨時方案，并可設定方案執行的方式和優先級；

  8.自動開關燈管理可選擇定時模式、按季節變化的日出日落自動跟隨模式、光照度輔助開關燈模式；

  9.能夠自動進行亮燈率計算，形成亮燈率報表首頁

  消息提醒顯示需要處理的任務及報警消息

  隱患統計以曲線圖的方式展示當月隱患數量

  地圖顯示相關點位

  監控模塊提供數據監控監控功能，包含大數據調度和統計。

 

 

地圖顯示

  設備監控可以按監控設備識別號、項目篩選，顯示設備識別號、設備詳情、設備實時數據點擊“設備"后進入設備實時數據頁面。可查看歷史曲線，巡檢記錄，報警信息，控制日志和、視頻監控

 

 

 

隱患管理包括隱患巡查、隱患派發、隱患處理、隱患分析

運維管理

能耗分析

 

4.3產品選型介紹

 

4.4功能介紹

  智慧用電在線監控裝置是針對0.4kV以下的TT、TN系統設計的智能電力裝置，具有單、三相交流電測量、四象限電能計量、諧波分析、遙信輸入、遙信輸出功能，以及RS485通訊或GPRS無線通訊功能，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實施監控和管理。

  應用：用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業、消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等

ARCM310功能：ARCM310智慧用電在線監控裝置（以下簡稱裝置）是針對0.4kV以下的TT、TN系統設計的智能電力裝置，具有單相交流電測量、漏電監測、溫度監測、內控開合閘以及RS485通訊或GPRS無線通訊功能，通過對配電回路的剩余電流、導線溫度等火災危險參數實施監控和管理。

  裝置采用先進的微控制器技術，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網絡化于一身，是建筑監控裝置預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。作為一種先進的智能化、數字化的采集元件，該裝置已廣泛應用于學校、醫院、商場、銀行、古建筑等眾多場所。

ARCM310圖片

  GSM400-4G功能：AF-GSM是安科瑞電氣推出的新型的4G遠程無線數據采集設備，采用嵌入式設計，內嵌TCP/IP協議棧，同時采用了功能強大的微處理芯片，配合內置看門狗，性能可靠穩定。

  本產品提供標準RS485數據接口，可以方便的連接RTU、PLC、工控機等設備，僅需一次性完成初始化配置，就可以完成對MODBUS設備的數據采集，并且與安科瑞服務器進行通訊，

GSM400-4G圖片

4.5用戶體驗

4.6現場安裝

  以《低壓配電設計規范》的要求，經過多年的實際探索運行，我們在采用了將漏電斷路器應用在路燈的低壓配電系統中的做法是可行的，其成效是明顯的。在使用了漏電斷路器后，系統線路的接地保護性能完好，能夠滿足《低壓配電設計規范》提出的要求，使整個系統運行更加安全可靠，經濟實效，易于推廣。

 

[1]周剛.漏電斷路器在路燈低壓配電系統中的應用

[2]趙宗友，高寒.電工電子技術及應用[M].北京:北京理工大學出版社,2016

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2020.06版