室外景觀照明配電及接地的做法簡述

劉征崢 / 龐傳貴 (中國建筑設計院有限公司，北京 100044)

摘要為使室外景觀照明的接地做法更加合理，闡述了接地形式的設置不應以距建筑物外墻20m為界，而應根據(jù)《建筑物電氣裝置 第7-714部分：特殊裝置或場所的要求 戶外照明裝置》(GB 16895.28-2008)714.11條的規(guī)定及中壓配電系統(tǒng)(10kV側)的接地系統(tǒng)形式，確定室外景觀照明的接地形式,應采用TT系統(tǒng)，提出當景觀照明采用TT系統(tǒng)時其配電系統(tǒng)做法的建議。

關鍵詞20m距離 中壓側接地形式 TT系統(tǒng) TN-S系統(tǒng)

AbstractIn order to make the grounding practices for the outdoor landscape illumination more reasonable, the view that ground form set should not be bounded by 20m from building facades is elaborated. The grounding type of outdoor landscape illumination should be depended on the grounding type of the medium voltage system (10kV side) and according to the provision 714.11 in GB 16895.28, and TT system is more reliable for the landscape illumination. The detailed practices of power distribution of TT system when it is used in landscape illumination are described.

Keywords20m distance, the grounding type of the medium voltage system, TT system, TN-S system

1規(guī)范中對景觀照明接地做法的規(guī)定

《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ 16-2008)10.9.3條第3款“裝于室外的景觀照明中距建筑物外墻20m以內的設施，應與室內系統(tǒng)的接地形式一致，距建筑物外墻大于20m宜采用TT接地形式”。

此規(guī)定中“20m”這個距離概念的內涵值得研究。其實“20m”這個距離的由來包含了很多理論和實踐的內容。眾所周知，要想使兩個接地體間相互獨立，互不影響，需要相距至少20m遠(實際是對于3kV、6kV、10kV中壓系統(tǒng)而言)。有很多人都只知道“20m”這個數(shù)值，但不一定人人都明白它的真正含義并合理使用。兩個獨立接地體間要求的距離與其電壓的高低、能量的大小甚至頻率的高低、以及接地體的形式、土壤電阻率的大小等諸多因素有關。必須根據(jù)具體情況，按其實際需要確定距離的遠近，不一定是20m。

2“20m”距離解析

假若將一個接地體垂直打入地下，例如中壓(10kV或35kV)輸配電系統(tǒng)的接地極，需要它向大地疏散電流?？梢詫⒋私拥伢w周圍的大地視作一個導體，當此導體的截面等于(或大于)以20m為直徑的半球體(或圓柱體)的表面積(單位mm2)時，因其截面積極大，致使其電阻率的大小可忽略。大于此截面的大地的電阻認為是零。因此，當兩個接地體間的距離大于20m時，就認為是兩個相互獨立、互不影響的接地體。

在測量某接地體的接地電阻值時，為了使測量的結果更精確，一般使基準接地極到被測量接地體的距離為20m。

實際上，如果電壓很低、功率(或總能量)很小、對電位差的要求又不太嚴格時，接地體的間距就可以縮短，不一定要等于或大于20m。例如，在北京地區(qū)，10kV系統(tǒng)采用了小電阻接地，當用戶變電所采用獨立變電所時，變壓器外殼的保護接地和低壓系統(tǒng)的工作接地分開設置，兩者之間的距離僅取5m。這種情況的兩個接地體間的電壓有時可能很高，功率(總能量)也不小(當10kV側發(fā)生接地故障時，其故障電流可達500A以上，一般按600A計算，接地電阻按2Ω計算。在擁擠的城市里的建筑物外，要想用擴大接地體面積的方法減小接地電阻，極為困難)，北京供電公司要求其距離僅取5m(可能是為了減小占地面積的無奈之舉)，能否保證安全仍是一個亟待研究的課題。

為了降低接觸電壓，減少電擊危險，應將景觀照明的燈桿可靠接地，盡量使燈桿與室外大地等電位。規(guī)范中以20m為界，顯失恰當。

3應注意中壓側接地形式的不同

若中壓(例如10kV)配電系統(tǒng)采用小電阻接地型式，則10kV側發(fā)生接地故障時，其低壓側的PE線上會出現(xiàn)高接觸電壓，雖然在建筑物內做了總等電位聯(lián)結，“認為”建筑物內是等電位了，而PE線引出室外后，與室外大地很難做到等電位，室外設施應采用TT系統(tǒng)。

室外景觀照明的安全，尚需考慮PE線上“轉移故障電壓”的電擊危險。

假若中壓配電系統(tǒng)采用不接地型式，在2008年以前，無論室外設施距建筑物外墻有多遠，室外設施的接地均采用與建筑物內相同的TN-S系統(tǒng)，其接地均與室內引出的PE線相連接。因TN-S系統(tǒng)的配電線路一旦發(fā)生接地故障，其保護斷路器可迅速切斷電源。假如采用TT系統(tǒng)，當室外線路發(fā)生接地故障時，故障電流較小，不足以使斷路器的過載及短路速斷保護迅速動作，只能靠漏電開關保護。在2008年以后，按照國家標準《建筑物電氣裝置 第7-714部分：特殊裝置或場所的要求 戶外照明裝置》(GB 16895.28-2008)的要求，為防止可能出現(xiàn)的“故障轉移電壓”，室外設施(如燈桿)的接地均采用TT系統(tǒng)，其PE線不再由室內引出。

4室外景觀照明采用TT系統(tǒng)的接地做法

每條配電支路必須設漏電保護。

每條配電支路單設一條獨立的PE線，每一盞燈的金屬桿應與PE線連接(對PE線的接地電阻大小無要求)。

當每條支路的斷路器過載保護整定電流可以不大于20A時，則宜使其PE線的接地電阻不大于10Ω，便可利用斷路器的過載保護，兼作TT系統(tǒng)接地故障短路保護的后備保護，更安全。當配電支路需要的供電容量較大，斷路器的過載保護整定電流必須大于20A時，斷路器的過載及短路保護，便不能兼做TT系統(tǒng)的接地故障保護，對其接地電阻值也就無要求了。

5結束語

筆者認為，接地極間要求為20m的距離，不是一個可以普遍適用的數(shù)值，需要理解這個距離的本質和實踐意義，應根據(jù)具體需要確定距離的大小。

中壓(例如10kV)側為小電阻接地系統(tǒng)時，其低壓側的PE線上可能出現(xiàn)高接觸電壓，室外景觀照明配電系統(tǒng)的接地型式應采用TT系統(tǒng)。

中壓(例如10kV)側為不接地系統(tǒng)時，尚需考慮PE線上可能出現(xiàn)“轉移故障電壓”的電擊危險。

室外景觀照明也需要采用TT系統(tǒng)，在每盞燈桿處將其PE線做重復接地。

參考文獻

[1]中國建筑東北設計研究院.民用建筑電氣設計規(guī)范(JGJ 16-2008)[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[2]中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院.工業(yè)與民用配電設計手冊(第3版)[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3]劉屏周.低壓系統(tǒng)工頻過電壓的防護[J].電氣設計技術，2014(2).

Discussion on Lighting Protection Design of Super High-rise Buildings

Yin Xiao / Zhang Qing