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道路照明設(shè)施電氣安全分析評(píng)估

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道路照明設(shè)施電氣安全分析評(píng)估

摘要:本文分析城市道路照明設(shè)施電氣安全重要性,結(jié)合其電氣安全標(biāo)準(zhǔn)化的要求,開(kāi)展城市道路照明的燈桿和配電柜的電氣安全檢測(cè)工作,分析評(píng)估存在問(wèn)題,提出具有建設(shè)性意見(jiàn),有利于管理部門(mén)對(duì)城市道路照明設(shè)施的管理維護(hù)工作開(kāi)展,有效地降低安全風(fēng)險(xiǎn)事故發(fā)生。

關(guān)鍵詞:城市道路照明;電氣安全;標(biāo)準(zhǔn)化;分析評(píng)估

引言

城市道路照明設(shè)施作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,具有遍布范圍廣、數(shù)量多等特征,其管理與建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工程,同時(shí)城市道路照明設(shè)施一般分布在人群稠密的地區(qū),因此其電氣安全是否可靠,涉及到市民乃至路燈維管部門(mén)工作人員的生命安全,備受各方關(guān)注。為了保證城市道路照明設(shè)施能安全可靠運(yùn)行,城市照明管理單位不得不投入大量的人力與物力進(jìn)行管理維護(hù),但是依然存在觸電風(fēng)險(xiǎn)的安全隱患。所以如何保證道路照明設(shè)施的安全可靠十分重要,對(duì)城市照明管理單位提出巨大挑戰(zhàn)。

1標(biāo)準(zhǔn)化要求

近年來(lái)國(guó)內(nèi)城市道路照明設(shè)施漏電傷人的案例頻繁發(fā)生,通過(guò)相關(guān)安全事故調(diào)研分析,主要有以下兩大因素:(1)內(nèi)部因素:燈桿或配電柜接地保護(hù)系統(tǒng)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求,且電纜長(zhǎng)期運(yùn)行或環(huán)境影響導(dǎo)致的絕緣老化,市政改造中的野蠻施工導(dǎo)致的絕緣破損等原因?qū)е碌缆氛彰髟O(shè)施絕緣系統(tǒng)失效,同時(shí)短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)起不了作用;(2)外部因素:暴雨天氣,特別是發(fā)生水淹浸泡時(shí),燈桿或配電柜中的電纜接頭等帶電部件被雨水浸泡,導(dǎo)致周?chē)驇щ姟榱擞行У匾?guī)范城市道路照明建設(shè),在城市道路照明工程中采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用、高效節(jié)能的路燈器材和設(shè)備,同時(shí)還能采用技術(shù)先進(jìn)、科學(xué)合理的安裝工藝,提高工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益,國(guó)家制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了道路照明設(shè)施的設(shè)計(jì)安裝規(guī)范和施工要求。在道路照明設(shè)施的電氣安全性方面,結(jié)合城市道路照明設(shè)施的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況以及檢測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)重要性與合理性,根據(jù)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB/T13955-2008《剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的安裝與運(yùn)行》、CJJ89-2012《城市道路照明工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》和CJJ45-2015《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn),選擇燈桿和配電柜為測(cè)試對(duì)象,以接地電阻、絕緣電阻、泄露電流、燈桿熔斷器檢查、配電柜短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)、施工規(guī)范性(結(jié)構(gòu)要求)等關(guān)鍵檢測(cè)項(xiàng)目為分析評(píng)估指標(biāo)。

2試驗(yàn)分析評(píng)估

選定了深圳市光明區(qū)不同使用年限的75條道路照明設(shè)施為檢測(cè)對(duì)象,對(duì)全部74個(gè)配電柜的電氣安全進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)按照計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序,從每個(gè)路段配電線路的分支首端、末端及中間的燈桿共抽了833根進(jìn)行電氣安全檢測(cè)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析,可以發(fā)現(xiàn)以下幾方面問(wèn)題。(1)接地問(wèn)題。道路照明設(shè)施接地的目的主要為設(shè)施內(nèi)發(fā)生漏電時(shí)降低設(shè)施上的接觸電壓,同時(shí)可以增大故障電流使前端的保護(hù)電器能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)動(dòng)作。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)CJJ89-2012的要求,金屬燈桿及構(gòu)件、燈具外殼、配電及控制箱等的外露可導(dǎo)電部分均應(yīng)與保護(hù)導(dǎo)體相連接。在滿足接地電阻要求的情況下,應(yīng)充分利用路燈基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體。測(cè)試獨(dú)立的PE接地線與每根路燈鋼桿接地螺栓可靠連接,道路照明配電系統(tǒng)中,采用TN或TT系統(tǒng)接零和接地保護(hù),PE線與燈桿、配電柜等金屬設(shè)備連接成網(wǎng),在任一地點(diǎn)的接地電阻不應(yīng)>4Ω。配電線路的分支、末端及中間適當(dāng)位置做重復(fù)接地并形成聯(lián)網(wǎng),其重復(fù)接地電阻不應(yīng)>10Ω,系統(tǒng)接地電阻不應(yīng)>4Ω。從本次檢測(cè)情況來(lái)看,燈桿和配電柜接地系統(tǒng)存在普遍的不規(guī)范,不合格率高達(dá)60.1%。其中表現(xiàn)為系統(tǒng)接地電阻大于標(biāo)準(zhǔn)值,部分燈桿沒(méi)接地線,部分地線斷裂或地線端子生銹嚴(yán)重等。(2)燈桿熔斷器問(wèn)題。標(biāo)準(zhǔn)CJJ89-2012第8.1.13明確規(guī)定每盞燈的相線應(yīng)裝設(shè)熔斷器,熔斷器應(yīng)固定牢靠,熔斷器及其他電器電源進(jìn)線應(yīng)上進(jìn)下出或左進(jìn)右出。本次檢測(cè)超過(guò)94%路燈沒(méi)有配備熔斷器,少部分路段燈桿帶有熔斷器,但未有效固定或選擇的熔斷器熔體額定電流不正確。(3)燈桿漏電問(wèn)題。路燈燈桿內(nèi)的電線電纜,電線接口和燈具均存在一定泄漏電流,如帶電部件未加有效絕緣或絕緣失效,會(huì)導(dǎo)致燈桿帶電。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T12113-2003,以流經(jīng)人體的電流可能引起的效應(yīng)為基礎(chǔ),流經(jīng)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)(代表人體阻抗)的電流的測(cè)量,從人體擺脫電流要求,燈桿的泄漏電流應(yīng)該≤10mA。從本次檢測(cè)情況來(lái)看,超過(guò)8.8%燈桿存在漏電問(wèn)題。(4)短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)問(wèn)題。道路照明配電系統(tǒng)應(yīng)具有短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù),各單相回路應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行控制和保護(hù),本次測(cè)試的配電柜均使用了過(guò)流保護(hù)器(空氣開(kāi)關(guān))對(duì)每條回路進(jìn)行保護(hù)。但是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)CJJ89-2012第7.2.4條:TT接地制式配電系統(tǒng)必須安裝漏電保護(hù)裝置。而對(duì)于TN系統(tǒng),GB50054-2011第5.2.9條:TN系統(tǒng)中配電線路的間接接觸防護(hù)電器切斷故障回路的時(shí)間,應(yīng)符合配電線路或僅供給固定式電氣設(shè)備用電的末端線路,不宜大于5s。在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)TN-S的路燈供電系統(tǒng)很難在5s內(nèi)切斷接地故障電流。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB50054-20115.2.8規(guī)定:TN系統(tǒng)中配電線路的間接接觸防護(hù)電器的動(dòng)作特性,應(yīng)符合下式的要求:以典型的5×25mm2銅芯電纜、供電半徑800m為例,計(jì)算過(guò)流保護(hù)動(dòng)作電流要多大才能滿足公式(1)的要求。末端接地故障回路阻抗Zs約為1.69Ω,過(guò)流保護(hù)器的瞬時(shí)動(dòng)作電流Ia不能超過(guò)220V/1.69Ω=130A,而前端的63A過(guò)流保護(hù)器(C曲線)的瞬時(shí)動(dòng)作電流(5~10In)為315A~630A。這種情況下過(guò)流保護(hù)器在30S后才跳閘,道路照明配電系統(tǒng)的短路保護(hù)起不了及時(shí)的保護(hù)作用。檢測(cè)中還發(fā)現(xiàn),由于部分道路照明配線因老化等原因存在較大的漏電流(測(cè)試最大回路漏電流12.4A),這種情況下過(guò)流保護(hù)器根本不動(dòng)作,完全起不了漏電保護(hù)作用,存在較大安全隱患。(5)施工規(guī)范性問(wèn)題。從施工規(guī)范性(結(jié)構(gòu)要求)測(cè)試情況來(lái)看,主要有以下幾方面問(wèn)題:配電柜和燈桿普遍存在缺少銘牌和零地排標(biāo)識(shí),或信息不完整情況,給維管部門(mén)帶來(lái)檢修信息辨識(shí)困難,不利于快速準(zhǔn)確的進(jìn)行維護(hù)管理;部分電纜老化嚴(yán)重,有龜裂或破裂損傷,電纜外觀有絞擰甚至護(hù)層折裂等缺陷;內(nèi)部電線使用不規(guī)范,地線和零火線亂用等;燈桿檢修門(mén)沒(méi)有防撬卸功能;檢修門(mén)所在的位置不便于施工人員正面觀察來(lái)車(chē)情況;配電柜密封性不良,達(dá)不到IP54要求;配電柜內(nèi)電器安裝不牢固,排列不整齊;帶電部件與裸露的金屬外殼的爬電距離和電氣間隙小于10mm;配電柜存在線路帶電部分裸露、無(wú)回路編號(hào),進(jìn)線口未完全封堵等現(xiàn)象。

3總結(jié)

在城市建設(shè)越來(lái)越完善的今天,城市道路照明設(shè)施的建設(shè)也迎來(lái)了新的需求,尤其是電氣安全的重要性也得到了管理部門(mén)的高度重視。通過(guò)本次對(duì)深圳市光明區(qū)城市道路照明設(shè)施的燈桿和配電柜電氣安全檢測(cè),以接地電阻、絕緣電阻、泄露電流、燈桿熔斷器檢查、配電柜短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)、施工規(guī)范性(結(jié)構(gòu)要求)為分析評(píng)估指標(biāo),提前發(fā)現(xiàn)城市道路照明設(shè)施存在的電氣安全隱患。通過(guò)本次道路照明設(shè)施檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,為有效的遏制人身安全事故的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)事前預(yù)防,降低道路照明設(shè)施的電氣安全危害、控制風(fēng)險(xiǎn)提出以下優(yōu)化路燈管理的建議和措施。(1)道路照明設(shè)施建議使用TN-S系統(tǒng),采用五芯電纜,用一根PE線把沿路燈桿連接起來(lái),可以利用金屬燈桿的基礎(chǔ)鋼筋做重復(fù)接地,同時(shí)配電線路的分支首端、末端及中間適當(dāng)位置敷設(shè)接地極(接地電阻<10Ω),做好等電位連接,重復(fù)接地容易實(shí)現(xiàn)。另外燈桿和配電柜內(nèi)部的接地要規(guī)范連接,接地線不能<4mm2,接地端需緊固,同時(shí)做好防銹處理等。所有接地極與配電柜、燈桿、PE線可靠連接,整個(gè)系統(tǒng)接地電阻不應(yīng)大于4Ω。(2)每盞路燈的燈桿的相線應(yīng)裝設(shè)熔斷器,且固定牢靠,熔斷器及其他電器電源進(jìn)線應(yīng)上進(jìn)下出或左進(jìn)右出,使用的熔斷器必須與路燈電流和功率匹配,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定150W及以下路燈使用的熔斷器應(yīng)為4A,250W應(yīng)為6A,400W應(yīng)為10A。有條件的可以使用額定脫扣電流為30mA漏電保護(hù)器作為附加防護(hù)。(3)對(duì)于已經(jīng)在使用的道路照明設(shè)施需要定期進(jìn)行回路排查,如發(fā)現(xiàn)漏電流過(guò)大,需要進(jìn)行全線路排查,清除風(fēng)險(xiǎn)隱患。必要時(shí)應(yīng)對(duì)使用年限過(guò)久,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)回路漏電流過(guò)大的配電柜,進(jìn)行逐步更換漏電保護(hù)系統(tǒng)。對(duì)新建的道路照明設(shè)施項(xiàng)目,交付要求應(yīng)新增對(duì)漏電保護(hù)功能的規(guī)定,建議選擇合適的漏電保護(hù)器(額定脫扣電流為300mA,電流型,電磁式,自動(dòng)復(fù)位功能的漏電保護(hù)器),前期雖然投資稍微大點(diǎn),但對(duì)于道路照明設(shè)施運(yùn)行后的安全隱患將大大降低。(4)燈桿和配電柜存在的電線使用不規(guī)范,電纜外觀有損傷、護(hù)層折裂、接線端子(接頭)絕緣和防水處理不到位、地線和零火線亂用等現(xiàn)象,維管單位應(yīng)定期進(jìn)行排查隱患。對(duì)于接線端子(接頭)絕緣和防水處理,建議使用有相關(guān)認(rèn)證(比如CQC認(rèn)證)的防水端子。存在絕緣故障的電纜建議更換或修復(fù),直埋的故障電纜,可以用故障探測(cè)儀定位故障點(diǎn),定點(diǎn)開(kāi)挖、灌膠修復(fù)等。

參考文獻(xiàn)

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作者:陳文健 黃燦林 林娟 王琳羽 單位:深圳市光明區(qū)城市管理和綜合執(zhí)法局