论城市照明电气安全

论城市照明电气安全

陈晓亮

深圳市金照明科技股份有限公司， 广东 深圳 518101

摘 要：由于城市照明不仅能反映经济发展的程度，还能促进旅游，提升城市形象，特别是很多表演灯光的出现，灯光表演很受欢迎，人们更加注重灯光效果，但往往忽略了电气安全问题，人身触电和电气火灾事故时有发生，本文就有关电气安全的观点谈一谈，希望能起到引导性的作用。

关键词：城市照明；电气；安全

1 城市照明系统意义
道路照明系统是交通安全的重要保证，秋冬季节的夜晚时间较长，因此适当延长路灯的照明时间。保证了过往车辆的安全，但是道路照明系统的过度使用会导致浪费电能的问题。另外，照明设备通常没有达到额定的安全使用时间，并且损坏严重，这增加了对照明系统的维护投资，并且不利于实施节能和环保概念。道路和照明设施是城市发展计划的第一个基本部分，直接关系到城市的发展前景，现有的照明系统不利于城市发展和建筑工作的发展，因此需要探索科学的形式。

2 城市照明电气安全措施

2.1 路灯、庭院灯

路灯、庭院灯配电系统接地型式优选TT接地系统，电源端的工作接地与用电设备端的保护接地是没有联系的，每处路灯的灯杆基础作自然接地极，接地极之间互相独立，一处灯杆带电不会串到别的灯杆上，此时必须采用剩余电流断路器保护，起到短路、过负荷和接地故障保护作用，因为接地故障电流更小，只有剩余电流保护才能起作用，但为了避免剩余电流误动引起的无故灭灯，可以采用多级剩余电流保护，上下级配合，干线采用带延时的300mA及以上的剩余动作电流，每个灯杆分支处采用30mA末端剩余电流断路器保护，见图1。该做法既可以避免干线漏电流引起的误动，每处灯杆处采用30mA的剩余电流保护，又可以保证人身电击危险。

图1多级剩余电流保护的TT系统

2.2 草坪灯、埋地灯

草坪灯、埋地灯等每套灯基础较小，其基础不可能作为自然接地体使用，可采用局部TT系统，电源引出线在第一套灯具处做接地后引出PE线与后续灯具金属外壳连接，见图2。配电采用剩余电流保护器作接地故障保护，为保障安全，每个分支回路额定剩余动作电流仍应选择30mA。

图2局部TT系统

对于分支回路采用额定剩余动作电流30mA的剩余电流断路器，也存在线路固有泄露电流引起误动作问题，解决此种情况的安全问题还可以采用如下两种办法：a.采用Ⅱ类设备或等效的绝缘。对于环境恶劣、不易保证安全的情况下，可以采用Ⅱ类设备或等效的绝缘，此时不应设置PE线，且灯具的可导电部分不应有意地接地。如果布线系统的金属外层是用绝缘材料和灯具的导电部分隔开，采用Ⅱ类灯具，就可认为已满足Ⅱ类设备的保护要求。室外灯具按防电击措施分类见表1。b.采用Ⅲ类灯具，用安全特低电压供电，户外一般场所，采用交流有效值≤50V，直流≤120V；潮湿等特殊场所，采用交流有效值≤25V，直流≤60V的电压等级。

表1室外灯具按防电击措施分类及其应用

2.3 建筑物本体上安装的灯具

建筑物本体上安装的灯具采用交流供电，并直接由该建筑物内部电源供电的照明装置，每个灯具设单独的接地极也不可能，因此不采用TT接地系统，配电系统的接地型式应与该建筑物的接地型式一致，目前建筑物内部配电系统接地型式一般采用TN-S系统，灯具安装在室外2.5m以上时，人员接触的可能性较小，防火是主要矛盾，因此，可在每个分支回路采用额定剩余动作电流300mA的剩余电流断路器作故障防护，既能减少误动，又能起到防火作用。另外，如果考虑人身电击防护，建筑外墙上的灯具采用直流≤120V的安全特低电压供电，特别对于一些玻璃幕墙，采用直流48VLED线条灯或点光源，技术十分成熟，既安全又节能。

2.4 水下灯具

室外水景照明越来越多，由于人体在潮湿场所，阻抗下降，安全要求更高。水景一般有嬉水池、瀑布、喷水池等。如果水下照明采用交流220V电压供电，水下设备要求采用隔离变压器供电，而隔离变压器供电要求是一台变压器给一个设备供电，因为灯具数量较多，采用一台隔离变压器只给一台照明设备供电既不可能也不现实。如果一台隔离变压器给多台照明设备供电（如图3所示）有两台照明器回路的不同导线发生接地故障，两台照明器自然接地电阻假设相等均为Ra，则故障电流为Id=Uo/（Ra+Ra）=220/2Ra=110/Ra，其中一台照明器的接触电压Uc=Id×Ra=110V，如果Ra较大，则Id较小，回路首端过流保护器不动作，而接触电压远大于接触电压限值UL，可以引起电击事故。为提高安全性，当一台隔离变压器给多台照明设备供电时，实施不接地的等电位联结，如图4所示，将所有照明器的金属外壳、金属支架用与回路导线截面相同的导线连通，这样在故障时，故障回路形成金属性短路，回路首端的过流保护器可切断电源，避免发生电击事故。

图3隔离变压器给多台照明设备供电（无等电位联结）

但对于人员能够进入的水池，如果保护电器拒动，电击危险仍是难以消除的，由于实施的不接地的等电位联结的金属导体又把各个灯具的金属外壳连在一起，也会引起一处带电、全线灯具都带电的情况，因此，国际电工委员会标准把人员能够进入的水池的水下灯具的供电按游泳池处理，要求灯具电压采用交流不大于12V或直流不大于30V的电压等级。

图 4 隔离变压器给多台照明设备供电

2.5 低压直流供电

目前，LED灯具已占主导地位，特别是用在景观照明上，其节能、易控、变色容易，容易实现各种艺术效果，而其低压直流驱动在用电安全上更具有优越性。安全特低电压为直流120V以下，如果路灯、庭院灯、草坪灯等都采用直流120V以下电压供电，就彻底解决了安全隐患。另外，LED本身特性是直流驱动，直接采用直流供电，省去了过多AC/DC变换，直流供电只有两根导线，也省去了接地导体，不仅提高了安全性，也有较好经济性。

结束语：

城市美化要以人的安全为前提，一些室外照明标准和规范需要修订和完善。城市照明配电系统接地应优先采用TT接地系统。随着LED照明技术的发展，低压直流更有利于安全。总之，城市照明安全与每个人息息相关，而电气安全是一个非常重要的方面，应该引起足够的重视。

参考文献：

［1］中机中电设计研究院有限公司.GB/T16896.19-2017低压电气装置第7-702部分：特殊装置或场所的要求游泳池和喷泉［S］.北京：中国标准出版社，2018.

［2］中机中电设计研究院有限公司.GB/T16895.28-2017低压电气装置第7-714部分：特殊装置或场所的要求户外照明装置［S］.北京：中国标准出版社，2017.