路灯设施漏电分析与防漏电措施的应用

周文杰

摘要：路灯作为城市建设的重要组成部分，由于城市建设的高速发展，传统的水泥灯杆被秀丽多姿的金属灯杆取代。但是，金属灯杆是导电体，且分布在市区行人密集的街道旁。路灯、灯箱的导线接头、镇流器、保险、触发器、灯头、灯泡等元件都安装在灯杆、灯箱内，路灯在运行过程中，由于元件老化、损坏等原因导致绝缘失效，而使灯杆、灯箱成为一个带电体，行人触摸后便会发生人身伤亡事故。

关键词：路灯设施;漏电;原因;防漏电;措施;应用;分析

1导言

路灯作为城市建设的重要组成部分，随着城市建设力度的不断加大而迅速发展。传统的水泥灯杆已被秀丽多姿的金属灯杆取代。但是，金属灯杆是导电体，且分布在市区行人密集的街道旁。路燈的导线接头、镇流器、触发器等元件都安装在灯杆内，路灯运行过程中，由于元件老化、损坏等原因导致绝缘失效，而使灯杆成为一个带电体，行人触摸后便会发生人身伤亡事故。道路照明（路灯）设施遍布城市大街小巷，是城市重要的市政基础设施之一。路灯运行过程中，由于用电环境恶劣、线路老化、电缆接头绝缘不良、整流器发热、外力损坏、产品质量等原因造成漏电，使路灯的金属灯杆带电，直接危及到行人的安全。近年来，全国各地由于路灯设施漏电而引发的安全事故时有发生，因此保障路灯设施安全、正常运行，确保人民生命财产安全，对路灯设施进行采取防漏电措施势在必行。

2工作原理

该漏电保护器主要由工作开关电路、漏电保护控制电路和采样隔离电路等组成。

2.1工作开关电路

这一部分既是路灯的开关，同时也是漏电保护器的执行机构，本课题选用了交流接触器K1作为路灯电源的工作开关，其线圈由控制电源U（或路灯专线电源）供电，常开触点作为路灯E的开关接入主电源A。U送电，K1线圈通电，常开触点闭合，路灯电源接通，路灯E亮;U停电，K1线圈失电，常开触点断开，路灯电源被切断，路灯E熄灭。

2.2采样隔离电路

它由一组共阴极的二极管D1～Dn构成，其阴极与漏电保护模块FV的采样端FV3连接，每个二极管的阳极分别连接于各金属灯杆即被保护体MM1～MMn上，由于二极管单向导电性的作用，这样漏电信号可以由漏电保护体MM1～MMn传递给模块FV，而不能传递给其它被保护体，这样，既能可靠采样、保护，又不会扩大漏电危害，同时查找故障点很方便。

2.3漏电保护控制电路

该电路由漏电保护模块FV和一个交流接触器K2组成，K2的线圈与FV串联后接入主电源A，K2的常闭触点串在K1的线圈回路中。FV是漏电保护技术核心，是自行研制的专用电子开关。当采样端FV3采集到漏电信号时，与设定的基准电压比较、放大后使FV导通，K2动作并自锁，K2常闭触点断开，K1线圈失电，K1常开触点断开，切断漏电电源，实现安全保护。

3路灯设施漏电原因分析

一是路灯电缆使用时间久存在老化情况，在潮湿天气下经常出现故障，容易导致漏电等安全隐患，影响安全：一是由于早期建设的电缆接头制作不合格或在潮湿的气候条件下做接头，使接头进水或混入水蒸气，时间长久逐渐损害电缆的绝缘强度而造成故障;二是电缆长期超负荷运行，温度过高加速绝缘老化;三是电缆保护层受酸碱作用腐蚀导致绝缘老化。二是路灯电气保护灵敏度不高。目前路灯配电采用TN-S系统，供电线路长、阻抗大，再加上故障点接地电阻的影响，单相接地电流就比较小，路灯箱变内线路多采用空气开关可能无法快速切除故障，出现漏电情况时不能及时、自动切断电源，容易出现灯杆或线路漏电情况。三是灯杆灯门高度较低，存在被水淹而导致漏电风险。目前灯杆灯门安装高度一般为离地40cm，但是由于建设时标准不一或者道路改造造成后期路面升高等原因，灯门离地高度一般达不到40cm，在暴雨等极端天气下，会造成雨水倒灌灯杆内，积水浸泡电缆接头或积水处电缆破损导致周围水域和带电，存在行人被跨步电压击倒的风险和安全隐患。四是路灯设施被损坏情况较严重。随着城市的快速发展，道路改造、地铁施工等市政建设越来越多，近年来，由于建设单位不规范、不文明施工造成电缆被挖断、挖损的情况经常发生，造成电缆裸露;此外，破坏路灯灯门造成灯线裸露、破损，存在安全隐患。因此，如何采取行之有效的防漏电措施，防止人身触电和由于漏电造成的种种危害，考虑采取防漏电措施是路灯管理部门需要解决的问题。

4电压型漏电保护器的误动作和拒动作问题

解决误动作和拒动作问题，其实质就是提高电压型漏电保护器动作的精度，以保证可靠地工作。传统的电压型漏电保护器都是由电磁元件构成的，由于电磁元件的性能不稳定、一致性不好、气隙精度差等原因，所以存在着严重的误动作和拒动作问题。我们选用交流接触器（或继电器）作为执行元件，在电磁元件的基础上，增加了电子控制电路，即前面提提到的“漏电保护模块”Fv，如图2所示。它由电子开关K、电压比较下器A等器件构成，比较器的正向输人端为模块的采样端。漏电电压一旦高于设定的基准电压，比较器翻转，输出信号使K导通。该电路是非常成熟的电子电路，可图2漏电保护模块线路大大提高动作的精度，满足了漏电保护器的工作要求。至此电压型漏电器的误动作和拒动作问题得到彻底解决。

5安装漏电开关

路灯作为室外的用电设备，按照《剩余电流动作保护装置安装和运行》（GB13955-2005）应该安装漏电保护器，漏电断路器的额定漏电动作电流（I△n）一般要大于系统正常漏电电流的2倍;额定漏电不动作的电流值一般应选漏电动作电流值的二分之一。在试验路段安装了智能漏电开关（4P/40A/300mA，具有自动复位功能），于控制箱的母线排引出安装智能漏电开关，同时在灯杆内安装二级保护漏电开关。漏电开关不跳闸的绝缘电阻要求：300mA的漏电开关，不跳闸的漏电流是小于150mA，220V/150m A=1.47kΩ，考虑到长导线对地的电容性泄露电流的影响，通常线路的绝缘大于2.5kΩ时，300mA的漏电开关可以正常手动送电。在对试验道路的线路进行检测后，线路存在破损、灯杆接线端子存在锈蚀等现象。在对破损电缆进行灌胶绝缘处理、对绝缘老化电缆进行整档更换后。电缆更换后，4个回路已安装漏电开关。同时，在灯杆内安装二级保护漏电开关，这点从维护的角度考虑通常灯杆内安装的是熔断器，当回路上安装了漏电开关后，一旦灯具漏电如镇流器击穿，就会造成线路上的漏电开关跳闸而不是灯杆内的熔断器动作，从而造成整条路断电，而且很难排查。灯杆内安装漏电开关则发生灯具漏电时灯杆内的漏电开关首先会动作，不会造成整条线路断电。这也保证了快速排查故障，保证亮灯率。3试点使用城市照明漏电监测终端结合我中心目前正在使用的“三遥”监控系统，安装了城市照明漏电监测终端，具有以下功能：一是全天后候24小时（开关灯均可）实时各条输出线路漏电监测。二是漏电监测终端和线路相等的使用寿命。三是不受监测的路灯照明线路距离限制。四是对照明线路漏电进行全自动的监测，具有电流超标报警、关闭电流超标线路功能。在该设备安装完成后，试用阶段报警2次，经现场检测，数据与监测数据基本吻合，能够发现线路漏电情况，避免产生人身伤害，在维护上减小了由人员检查线路而带来的时间损失。

以上两种防漏电措施，目前仍在试运行阶段，需要跟踪测试运行情况，就现阶段来看，有以下实际运用问题：一是漏电开关相比空气开关，灵敏度相对较高，无论是火线搭杆、接头浸水还是电缆破损漏电等等故障情况下都能及时切断故障电流，确保安全。但是漏電开关的安装对电缆的绝缘值要求高，从安装情况来看，对于使用时间较长的电缆，存在维修接头多、施工破损等情况，因此绝缘值一般都达不到要求，因此如果安装漏电开关需要对电缆进行检测，更换电缆。因此安装漏电开关比较适合新敷设的电缆。二是漏电检测装置可以检测电缆泄露电流，灵敏度相对漏电开关有差距，同时对于灯具如镇流器烧坏、灯线破损等造成的漏电无法检测，与单灯控制相结合可做优化。

5结论

通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，总而言之保证路灯设施安全运行是路灯管理部门的重要工作，还要通过：一是加强日常防漏电检测，降低路灯杆漏电概率;二是制定路灯漏电处置应急预案，根据实际情况，分级启动应急预案，对发生的事故迅速做出正确判断，对漏电事故及时进行处理;三是加强对低洼易涝点监控。在雨季通过人工巡查和视频、传感器等技术手段，对水浸严重区域和路段进行重点监控，对出现雨水倒灌灯门的路灯及时采取断电措施，确保安全;四是有效减少路灯设施被损率。道路改造、地铁施工等市政项目建设、监理、施工单位要严格按照有关施工规定和要求规范、文明施工，采取切实有效措施避免挖断、挖损路灯设施。科技手段与日常管理相结合，才能最大限度地减少触电伤亡事故的发生。

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