路灯配电相关问题

道路照明配电相关问题汇总： 1. YJV 电缆各规格供电半径估算：

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：

(0.5)%p X l M U CS CS

+?==

由于从配电箱引出段较短为X ，支路电缆总长为L 。则：

2%CS U L X P

?=-

对于三相供电：1500S L X P =-，对于单相供电：251.2S L X P

=-

P —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%10%U ?= ）

C —电压损失计算系数(三相配电铜导线75C =,单相配电铜导线

12.56C =)

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

?

1.2 校验路灯单相接地故障灵敏度来确定电缆最大长度：

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。

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100KV A 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：

d 220I =

R —回路各元件相保电阻之和； X —回路各元件相保电抗之和；

12345R R R R R R =++++ 12345X X X X X X =++++

12345(,,,,)R R R R R 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。

12345(,,,,)X X X X X 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：1

10.05m ,0.53m )

R X =Ω=Ω（，变压器2233.68m ,63.64m )

R X =Ω=Ω（，

低

压

母

线

330.3723 1.116m ,0.4513 1.353m )R X X X ==Ω==Ω（，低压电缆

442.699990m ,0.192990m )R X X X =Ω=Ω（,灯具引接线

5520.6410m ,0.2910m )R X X X =Ω=Ω（

所以：

0.0533.680.3722672.01206.42912.5 R=++++=

0.5363.640.451190.08 2.9257.6 X=++++=

d

220220

75

I A

===

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：

ph

d

0.8

1m

O

U S

I

L

ρ

=

+

（）

o

U—相电压，220V

ph

S—相线的截面

ρ—正常温度条件下导体的电阻率，0

ρ=0.0225 90C时

ph

m m

PE

S

S

—相线截面与PE线截面之比=

L—计算回路总长

代入公式有：

ph

d

0.80.8220254400

77

25

1m57

0.0225(1)990

16

O

U S X X

I A

L X X

ρ

==== ++

（）

YJV电缆各规格单相短路电流估算表：

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

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：

故障电流值为：d n u 220

15.7410

O U I A

R R ===++ 故障电压为：d

d d 15750U I XU V V ==>

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，50u /50/105U U

L U R XI I U R A ≤?≤==

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：

50A A R I ≤

A R —外露可导电部分的接地电阻和PE 线电阻之和

A I —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：

当4A R =Ω时，5012.54A I A ==,熔体熔断。

当30A R =Ω时，50

1.730

A

I A ==,熔体不熔断，起不到保护作用。此时

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30mA N I =，则

5016660.03

A R ==Ω。由此可见，若同一回路的上下级均采用RCD 作为接地

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