浅析城市路灯线路漏电与保护技术

浅析城市路灯线路漏电与保护技术

段平进

阳江市路灯管理中心  广东阳江 529500

摘要：近年来，路灯灯杆带电、开关控制柜外壳带电、地下电缆漏电着火事故案件时有发生，威胁着人们的生命安全。如何科学有效地遏制此类 事故发生，成为目前亟需解决的问题。文章分析探讨城市路灯线路漏电原因，提出针对性的线路漏电保护技术，并分析了路灯线路维护检修要求，以解决城市路灯线路中的安全问题。

关键词：城市路灯；线路漏电；保护技术

0 引言

城市路灯处于室外环境，路灯线路受自然条件等因素的影响，很容易发生漏电问题，一旦发生漏电，会给群众的生命安全造成极大的威胁，严重时甚至会造成重大的安全事故。为此，要重视路灯线路的施工质量，在施工建设期间，应综合多种因素，分析漏电问题的形成原因。在实施作业时，要充分避免这些因素对路灯运行的影响，做好预防处理，坚决杜绝漏电问题的产生，为创造和谐稳定的城市环境奠定良好的基础，进一步保障群众的生命安全。

1 城市路灯线路漏电问题的形成原因

1.1 施工乱挖

为了满足邻近建筑物施工建造、地下设施维修、基础服务设施改扩建需求，时常在路灯铺设区域内开展各类施工活动，包括路面开挖、基坑开挖回填、桩基础施工等。在施工过程中，由于未提前开展现场实地查勘工作，没有对路灯线路采取迁移、保护等措施，在路灯铺设区域内盲目开展土方开挖作业，导致路灯线路断裂或绝缘层破裂失效，出现线路漏电问题。同时，部分施工单位虽然在前期将路灯线路临时迁移到周边区域，但在土方回填环节没有与城市照明工程运维管理部门沟通协商，直接将路灯线路复位后私自接线、重新填埋，因不当操作行为而埋下安全隐患，引发线路漏电问题 [1]。

1.2 线路老化腐蚀严重

目前，大部分城市照明工程选择将路灯线路埋地敷设，路灯线路长时间遭受外部环境水汽侵蚀，随着时间推移，线路表面绝缘层老化速度加快，逐渐出现氧化、腐蚀现象。在氧化腐蚀至一定程度后，绝缘层失效，线路出现漏电、短路等电气故障。同时，如果路灯线路自身质量不达标，存在线路截面积过小、线损量过大等问题，在路灯照明系统长时间运行期间，线路传输期间会损耗一部分电能。损耗电能转换为热量向外释放，导致线缆、开关部位工作温度持续升高，在高温条件下出现线缆、开关烧损情况，最终出现漏电问题 [2]。

1.3 私搭乱接

在城市照明工程投运使用期间会出现路灯线路铺设区域两侧居民与商户私接取电的不法行为，如将私人用电设备搭接在路灯线路上，或在路灯线路上搭接广告灯及景观灯等临街照明设施。当出现这类问题时，会极大提高城市路灯线路的实际运行负荷，在线路输送期间产生过大线损量，造成削弱线路绝缘性能，加快线路老化速度，提高线缆工作温度等多重后果，最终出现线路漏电问题。

2 城市路灯线路漏电保护技术

2.1 微机保护技术

城市照明工程普遍对路灯线路采取电磁保护措施，在线路系统中安装电磁漏电保护装置，自动检测路灯线路是否存在漏电问题。当确定线路漏电后，自动执行脱扣器掉闸保护动作，这样能够避免因线路持续漏电而出行电气火灾、人员触电等安全事故，保障群众安全。根据实际保护情况，在路灯线路周边环境含水率高、当地潮湿多雨的情况下，电磁漏电保护装置的稳定性较差，偶尔出现无法完全合闸问题，在出现安全隐患时没有及时执行保护动作，存在安全隐患。可以在路灯线路系统中采取微机保护技术，安装功能齐备、稳定性更强的微机保护装置取代传统电磁漏电保护装置。微机保护装置由漏电保护控制器、电流互感器、断路器辅助触点、分励脱扣器等部件组成，这类装置具备漏电幅值保护、漏电突变保护、可整定短路保护等多项使用功能，如表 1 所示。

表 1 微机保护装置与电磁式漏电保护装置功能对比

注：“√”表示具备相关功能，“×”表示不具备相关功能。

在城市路灯线路漏电保护期间，微机保护装置有保护动作可靠、躲避瞬时启动电流、自动重合闸、事件记录与数据远传的优势。

（1）保护动作可靠。微机保护装置应用矢量突变量计算方法，在系统漏电流超过100mA或人员触电漏电流超过 30mA 的情况下，可以准确检测线路漏电问题并执行保护动作，基本不存在漏电保护盲区。相比之下，传统电磁漏电保护装置需要在系统漏电流超过300mA 情况下，才能准确判断漏电问题，当漏电流在100～300mA 时，形成保护盲区。

（2）躲避瞬时启动电流。当城市路灯线路通电启动时，微机保护装置可以准确识别瞬时启动电流，不执行保护动作，等待线路通电一段时间、路灯启动后，再按照 2 倍额定电流值进行过流保护；当检测到线路电流值超过限值时，判定线路末端短路，执行保护动作。如此，既可以避免在路灯启动时执行无用跳闸工作，又可以在后续迅速发现并处理短路问题，避免因跳闸不及时导致线路工作温度异常升高，加快线路老化速度。

（3）自动重合闸。微机保护装置具有重合闸功能，当路灯线路因遭受雷击等出现误跳情况时，装置可以自动判断是否存在误跳问题，在一段时间后执行重合闸动作，恢复线路通电与路灯照明。

（4）事件记录与数据远传。微机保护装置可自动记录保护相关信息，将信息实时上传至城市照明控制系统后台，帮助管理人员分析线路漏电原因，远程下达调整保护定值、合闸分闸等控制指令，预防同类问题反复出现 [3]。

2.2 剩余电流保护技术

剩余电流保护技术是在路灯线路控制柜内安装若干剩余电流断路器，一般情况下人员触电漏电流保护值设定为 30mA 以下。当路灯线路运行期间产生超出保护定值的人员触电漏电流值时，装置在限定时间内自动执行断开主电路触头动作来切断故障电流，避免触电人员在接触过大漏电流时出现明显器官损伤、心脏纤维颤动等问题。

在应用剩余电流保护技术时，需要掌握装置选型、安装位置、故障防治处理三个方面的技术要点。

（1）装置选型。综合分析保护范围、环境要求、工作电流与短路电流分辨能力要求等来选择合适的保护器型号。例如，在剩余动作电流保护值＞ 30 mA、＜ 30 mA的情况下，分别选用电磁式剩余电路保护器、电子式剩余电流保护器。推荐采用电子式保护器，最小可以

把保护值设定为 5 mA。在剩余电流保护器具备分级保护要求时，选用带有延时功能的保护器。

（2）安装位置。前往路灯线路现场进行实地考察，要求在空气温度-5 ～ 40 ℃、空气湿度不超过 90%、外磁场强度在 5 倍地磁场以内的区域安装剩余电流保护器。

（3）故障防治处理。采取相应措施预防装置误动、拒动等故障问题出现，如在装置上连接电源侧零线，避免装置仅接相线、未接零件而出现拒动故障 [4]。

2.3 自适应智能漏电保护技术

目前，在城市照明工程中虽然应用了剩余电流保护、过流保护等多项漏电保护技术，但各项保护技术都存在明显局限性，实际保护效果并不理想，或在造价成本、占地面积等方面存在短板。例如，剩余电流保护技术有着诊断准确、保护动作可靠的优势，在检测到漏电流超标后可以迅速断开支路电源，但会造成大面积停电，且这类装置安装、维护不易。过流保护技术有易于实现的优势，在路灯线路沿线安装一次回路熔断器、B 型单极空气开关等装置即可，但这类装置的保护整定值范围较大，易出现误动、拒动问题 [5]。对此，需要应用自适应智能漏电保护技术。可以选择安装 LFC85 型漏电保护装置，其由漏电流采集电路、指示灯、通信处理电路、继电器控制电路等部分组成，具备一定的智能化水平，在无人干预情况下甄别是否出现线路短路等电气故障，自动采取切断电源、漏电报警等措施。在系统运行期间，使用通信总线连接装置接头与系统后台，当检测到漏电问题后，迅速向系统发出漏电警报，在 1 ～ 2 s 切断漏电线路，使管理人员远程掌握漏点位置、漏电电流值等信息。同时，凭借装置强大的逻辑运算能力，根据掌握的出线电缆零序电流值等信息，甄别是否存在漏电问题。在锁定漏电线路后，可自动调整剩余电流动作阈值并执行保护动作，无须在漏电电流值超过预设额定值后再采取保护措施 [6]。

2.4 接地保护技术

接地保护技术是将城市照明系统中的路灯金属外壳经由接地装置与大地相互连接。如此，当系统运行期间出现路灯线路漏电问题时，人体在接触漏电装置时，接地电流在人体和接地装置中形成两条通路 [7]。人体接地电阻值 Rr 远超过接地体电阻值 Rb，绝大多数电流经由接地体泄入大地，仅向人体流入少量电流，通入人体电流值控制在 30 mA 以下，以此保障触电人员的人身安全。

2.5 接零保护技术

接零保护技术是将供电系统零线和路灯不带电金属壳体相互连接。如此，当路灯线路出现漏电问题时，带电相线与路灯不带电金属外壳保持连接状态，借助路灯壳体形成漏电线路与零线的碰壳短路，在碰壳短路中形成短路电流 Id。在电流作用下，使路灯线路上安装的漏电保护装置快速甄别漏电问题并执行保护动作，以此达到切断故障电源、预防人员触电的保护目的。

3 城市路灯线路漏电保护技术的补充

根据城市照明工程投运使用情况，尽管采取了接地保护、接零保护、剩余电流保护等多项保护技术，但受外部环境侵蚀、结构自身老化、人为因素等因素影响，仍可能出现人员触电等安全事故，问题根源在于漏电保护装置老化严重，使用性能明显下滑，未及时得到检修和维护。因此，为了降低线路漏电问题概率，预防装置误动、拒动等情况出现，还应同步开展路灯线路维护保养工作。要构建长效维护保养机制，由专人定期进行检修，尤其是在恶劣天气时，如雷电、暴雨等灾害后要及时检修线路，查看是否存在漏电问题；及时更换老化严重的线路电缆、漏电保护装置，并对漏电保护装置及控制系统开展功能性测试，坚决杜绝使用老旧线路及故障设备，保障路灯线路能够安全稳定运行，为城市发展创造良好的环境[8]。

4 结束语

综上所述，路灯作为重要的城市基础服务设施，其供电线路的运行质量影响城市夜景环境美观、道路交通安全及居民生活质量。在工程建设期间，要重视路灯线路漏电保护技术的应用，掌握微机保护、剩余电流保护、自适应智能漏电保护、接地接零保护技术的操作方法，按照工程实际情况选择合适的漏电保护形式，并做好路灯线路维护检修工作，做到防患于未然。

参考文献

[1] 辛皓天, 史贵风. 城市路灯线路漏电与保护技术[J]. 现代建筑电气, 2020, 11 (6) : 13-17.

[2] 仝师伟. 基于路灯线路的宽带电力线信道特性测试与建模研究[D]. 北京: 华北电力大学, 2019.

[3] 顾新艳. 基于TN-S与TT系统的对比分析及新型漏电监测装置设计研究[J]. 光源与照明, 2022 (3) : 37-39.

[4] 冀光普, 余仁辉, 冯国行. 交通信号灯线路漏电及保护技术分析[J]. 工程技术研究, 2020, 5 (14) : 123-124.

[5] 吴海江, 陈锦荣, 廖峰, 等. 小电阻接地配电系统集中式接地保护研究[J]. 电力系统保护与控制, 2021, 49 (21) : 141-149.

[6] 黄福全, 王廷凰, 张海台, 等. 小电阻接地系统接地故障综合保护方案[J]. 山东大学学报 (工学版) , 2021, 51 (3) : 113-118, 128.

[7] 林志超, 汪洋, 罗步升, 等. 小电阻接地系统高灵敏度接地保护配置与整定[J]. 电力系统及其自动化学报, 2020, 32 (3) : 25-32.

[8] 郑涛, 韦俊琪, 刘校销, 等. 基于不平衡电压的磁控式并联电抗器控制绕组接地保护方案[J]. 电力自动化设备, 2021, 41 (3) : 57-63.