路灯配电相关问题

1.1 根据电压降计算初步确定电缆截面及长度：

一般情况下道路照明供电线路长，负荷小，导线截面较小，则线路电阻要比电抗大得多，计算时可以忽略电抗的作用。又由于照明负荷的功率因数接近1，故在计算电压损失时，只需考虑线路的电阻及有功功率。由此可得计算电压损失的简化计算公式：

p(X0.5l)MU%

CSCS由于从配电箱引出段较短为X，支路电缆总长为L。则：

2CSU%LX

P1500S251.2SLXLX对于三相供电：，对于单相供电： PPP—负荷的功率，KW； L—线路的长度，m； X—进线电缆的长度，m；

U%—允许电压损失（CJJ45-2006-22页，正常运行情况下，照明灯具端电压应维持在额定电压的90%—105%。为了估算电缆最大供电半径取U%10% ）

C—电压损失计算系数(三相配电铜导线C75,单相配电铜导线

C12.56)

举例：假设一回路负荷计算功率为N KW，试估算不同电缆截面的供电线路长度?

YJV电缆各规格供电半径估算表：

电缆截面 4 三相配电 单相配电 1500S6000LXPN 251.2S1004.8LX PN6 1500S9000251.2S1507.2LX LX PNPN1500S15000251.2S2512LX LX PNPN1500S24000251.2S4019.2LX LX PNPN10 16 25 1500S37500251.2S6280LX LX PNPN1500S52500251.2S8792LX LX PNPN35 50 1500S75000251.2S12560LX LX PNPN道路照明供电线路长、负荷小、导线截面较小，则回路阻抗较大。

1.2 校验路灯单相接地故障灵敏度来确定电缆最大长度：

故其末端单相短路电流较小（甚至不到100A），这样就有可能在发生单相短路故障时干线保护开关不动作。 2. 路灯采用“TN-S系统”相关配电问题汇总： 2.1路灯采用“TN-S系统”单相接地故障电流计算； 下面举例对TN-S系统路灯单相接地故障进行计算：

一路灯回路长990m，光源为250W高压钠灯（自带电容补偿，

cosa0.85，镇流器损耗为

10%）。布置间距为30m（该回路共有

990/30=30套灯具），采用一台100KVA的路灯专用箱变来供电，箱变内带3m长LMY—4（40X4）低压母线。采用三相配电，电缆截面为YlV—4X25+1X16。灯具引接线为BVV-3X2.5，灯杆高为10米。试计算其单相接地故障电流？

方法一：单相接地故障电流按照相—保回路进行计算。该相—保回路总共用高压系统、变压器、低压母线、低压电缆、灯头引接线等阻抗

元件，单相接地故障电流为：

Id220（R2X2)

R—回路各元件相保电阻之和； X—回路各元件相保电抗之和；

RR1R2R3R4R5 XX1X2X3X4X5

(R1,R2,R3,R4,R5)表示高压系统、变压器、低压母线、低压电缆、

灯头引接线的相保电阻。

(X1,X2,X3,X4,X5)表示高压系统、变压器、低压母线、低压电缆、

灯头引接线的相保电抗。

查《工业与民用配电设计手册》第三版中的表4—21至4—25有： 高压系统：（R10.05m,X10.53m)，

低

，变压器压

母

线

（R233.68m,X263.64m)（R30.372X31.116m,X30.451X31.353m)，低压电（R4缆

2.699X990m,X40.192X990m),灯具引接线

（R520.64X10m,X50.29X10m)

所以：R0.0533.680.3722672.01206.42912.5

X0.5363.640.451190.082.9257.6

Id

220（RX)22220（2912.5257.6)2275A方法二：当单相接地故障发生在回路的最末端时，忽略（高压系统、变压器、低压母线、灯头引接线等）的影响。根据施耐德培训手册提供的TN-S系统短路电流计算公式有：

Id0.8UOSph（1m）L

Uo—相电压，220V

Sph—相线的截面

—正常温度条件下导体的电阻率，=0.0225 900C时 m—相线截面与PE线截面之比 m=L—计算回路总长

代入公式有：

SphSPE

0.8X220X254400Id77A（1m）L0.0225X(125)X9905716

YJV电缆各规格单相短路电流估算表：

0.8UOSph电缆截面 单相短路电流 5X4 Id5X6 176Sph22.5(1m)176Sph22.5(1m)176Sph22.5(1m)176Sph22.5(1m)15.6A Id5X10 23.5A Id5X16 39.1A Id5X25 62.6A Id5X35 176Sph22.5(1m)176Sph22.5(1m)97.8A Id4X6+1X4 136.9A Id4X10+1X6 176Sph22.5(1m)176Sph22.5(1m)18.8A Id29.3A 4X16+1X10 Id4X25+1X16 176Sph22.5(1m)48.1A Id4X35+1X16 176Sph22.5(1m)176Sph22.5(1m)176Sph22.5(1m)176Sph22.5(1m)76.3A Id4X50+1X25 85.9A Id4X70+1X35 130.4A Id182.5A 注：计算回路长度设为1KM。

该表格只例举了部分常用电缆截面规格的单相短路电流。 结论：

1. 由两种计算方法得出的结果相差甚小，今后可采用较为简便的方法二用于工程计算。

2. 由计算可知，加大导线截面（尤其是PE线截面），可显著增大单相接地故障短路电流值，它理应成为提高路灯短路灵敏度的首选措施。 2.2 TN-S系统的灯具短路保护：

由于MCB及RCD成本相对较高，且容易被盗。所以可采用成本低

廉的RL1熔断器用于单个灯具的短路保护，小电流熔断器的灵敏系数基本都是十几以上，因此当短路时熔体通常会迅速熔断（大多在0.01S以内），这样只要干线保护断路器的短路短延时时间整定为0.2S，就可以通过动作时间来满足级间配合。

常见灯具短路保护用熔断器选型表

光源类型 NG150 NG250 NG400 镇流器损耗 计算电流 计算公式 10% 10% 10% 0.83A 1.4A 2.22A ≥0.83X2.47 ≥1.4X2.47 ≥2.22X2.47 熔体电流值 取4A 取4A 取6A 2.3 TN-S系统的保护接地：

在TN-S系统中发生单相接地故障时，故障电流流经相线和PE线，可以通过干线的带短延时短路的断路器来切断故障电流，从而有效避免了触电的危险。但是当PE线折断时，则负荷侧电气设备的金

属外壳就带220V的危险电压，接触该电气设备就会发生触电事故。若采用在负荷侧每套路灯处装设接地装置，发生单相接地故障时原来的TN-S系统就变成了TT系统，原来TN-S系统干线保护断路器则无法切断故障电流，故在每套路灯处装设接地装置并不能有效防止触电的危险。

3. 路灯采用“TT系统”相关配电问题汇总： 3.1 TT系统接地故障分析：

UO220Id15.7A故障电流值为： RnRu410故障电压为：UdIdXUd157V50V

由此可见故障电流将产生危险接触电压，故障电流小于断路器整定电流，若采用普通的断路器无法将接地故障电流在有效时间内切除，一旦接触将会发生触电事故。TT系统可采用RCD来防护间接触电。

脱扣条件：接触电压≤安全电压 即，RUXIU50IuUL/RU50/105A

3.2 TT系统的灯具短路保护：

路灯虽处室外环境，到其安装场所一般都较为开阔，一旦人触电都较容易摆脱；此外国内外规范标准等，均未明确将路灯安装场所归类到“特殊环境”。所以路灯TT系统的保护装置符合下式条件即可：

RAIA50

RA—外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻之和

IA—保护装置切断故障回路的动作电流

3.2.1 采用熔断器来切断灯具短路电流

若发生金属性短路，其短路电流特别大，熔断器将及时熔断。 若发生绝缘破坏或火线碰壳短路时：

50I12.5AAR4当A时，,熔体熔断。 450I1.7AAR30当A时，,熔体不熔断，起不到保护作用。此时30只能靠干线漏电保护器动作来切断故障电流，造成大范围停电。

灯具保护开关采用熔断器，而干线开关采用RCD时，无论在分断时间和动作电流上，二者都较难配合，即当灯具发生接地故障时，作为干线开关的RCD和可能会出线越级跳闸。

3.2.2 采用漏电保护器来切断灯具短路电流

若采用RCD用于灯具短路保护，取IN30mA，则

50RA1666。由此可见，若同一回路的上下级均采用RCD作为接地

0.03故障保护，对接地电阻值的要求比较宽松，很容易满足。从而没有必要对每个灯杆处设置接地体。但若采用熔断器作为灯具短路保护，则要求灯杆处的保护接地电阻越小越好。并且当发生接地故障时，通过上下级RCD的动作时间差，无疑能满足动作选择性的要求。

但是灯具处采用RCD保护时，存在成本较高，容易被盗等问题。故仅在经

济条件许可及管理完好的小区才考虑采用RCD作为末端保护。

3.3 TT系统的保护接地：

3.3.1 各路灯的保护接地极共用

3.3.2 各路灯的保护接地极独立分设

3.3.3 工作接地极与保护接地极的合理间距 3.

4. 路灯回路保护开关的选取：

5. 灯具的短路保护： 6. 保护接地：

7. 路灯控制和保护用开关的选型： 8. 控制和保护用开关与电缆配合推荐表： 9. 电缆与保护管管径配合推荐表：

由于PE电力电缆保护管材既具有良好的刚性、强度、也有很好的柔性有利于管道的安装，所以广泛应用于道路照明回路电缆的保护。正确合理的选择PE管规格既要经济，又要符合规范要求。故制做该表仅供参考：

电缆与保护管管径配合推荐表

电缆规格 电缆近似外规范要求 径 3X2.5 3X4，4X4 3X6，4X6 3X10，4X10 11 12，13 13，14 15，16 1.51116.5 1.51319.5 1.51421 PE管配合PE管壁厚 直径 25 25 25 32 2.2 2.2 2.2 2.5 1.51624 3X16，4X16 3X25，4X25 3X35，4X35 3X50，4X50 3X70，4X70 3X4+1X2.5 3X6+1X4 3X10+1X6 3X16+1X10 3X25+1X16 3X35+1X16 3X50+1X25 3X70+1X35 3X95+1X50 3X120+1X70 3X150+1X70

17，19 21，22 23，25 27，28 30，32 13 14 16 18 22 24 28 31 36 40 44 1.51928.5 1.52233 1.52537.5 1.52842 40 40 50 60 60 3 3 3.2 4 4 1.53248 1.51319.5 1.51421 1.51624 1.51827 1.52233 1.52436 1.52842 1.53146.5 1.53654 1.54060 1.54466