住宅小區(qū)景觀照明電擊防護(hù)措施探討

李祖嵩

中國建筑西南設(shè)計(jì)研究院有限公司福建分公司（350004）

0 前言

我國景觀照明配電系統(tǒng)為了滿足故障情況下人員電擊防護(hù)要求，接地形式一般采用TN系統(tǒng)或TT系統(tǒng)。根據(jù)GB51348—2019《民用建筑電氣標(biāo)準(zhǔn)》第10.7.4 條第3點(diǎn)要求:安裝于室外的景觀照明中部分設(shè)施位于距建筑外墻20m以內(nèi)范圍的，應(yīng)與室內(nèi)系統(tǒng)的接地形式一致。全部設(shè)施均位于距建筑物外墻20m以外的照明回路，宜采用TT接地形式。本項(xiàng)目設(shè)置有大型地下車庫，在園林景觀及相應(yīng)照明設(shè)施設(shè)于地下室上方的情況下，探討如何根據(jù)規(guī)范要求采用接地的形式，如何保證在安全時(shí)間內(nèi)切斷故障電源?，F(xiàn)結(jié)合項(xiàng)目的具體情況進(jìn)行分析，選擇適合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案。

1 項(xiàng)目情況

廈門某住宅小區(qū)園林景觀（如圖1所示）。景觀項(xiàng)目建設(shè)用地12254.262m2，地下車庫11883.65 m2，地下車庫范圍內(nèi)最小覆土為1m。景觀照明設(shè)施均設(shè)于地下室范圍內(nèi)，部分照明燈具離主樓距離超過20m（A點(diǎn)）。變電所設(shè)于1層，配電線路除夜景照明外均未出室外。項(xiàng)目照明燈具均采用I類燈具。

圖1 廈門某住宅小區(qū)園林景觀總平面圖

2 設(shè)計(jì)分析

人體觸電后電流通過人體時(shí)引起的心室纖維性顫動(dòng)是電擊致死的主要原因。當(dāng)通過人體的電流越大，電流作用持續(xù)時(shí)間越長，人體電擊危害性越大。因人體阻抗影響因素較多，不易測得，根據(jù)《建筑物電氣裝置600問》文3.6 條，防電電擊計(jì)算時(shí)采用預(yù)期接觸電壓Uf進(jìn)行計(jì)算。通過《建筑物電氣裝置600問》圖3.6（如圖2所示），確定預(yù)期接觸電壓Uf與故障時(shí)間t關(guān)系。在室外景觀照明設(shè)計(jì)中，潮濕環(huán)境下滿足L2曲線即能滿足防電擊要求。由圖2可得，當(dāng)期接觸電壓Uf小于25V時(shí)，故障時(shí)間t無要求；接觸電壓Uf大于25V時(shí)，故障時(shí)間t應(yīng)小于Uf與L2曲線對(duì)應(yīng)的時(shí)間。

圖2 干燥和潮濕條件下預(yù)期接觸電壓U1和允許最大持續(xù)故障時(shí)間t間的關(guān)系曲線

方案一:采用TT系統(tǒng)。當(dāng)線路發(fā)生接地故障時(shí)，故障回路（如圖3所示）。

圖3 TT系統(tǒng)示意圖

故障時(shí)預(yù)期接觸電壓:室外潮濕場所Uf應(yīng)小于25V,剩余電流保護(hù)器剩余動(dòng)作電流為30mA,Id=30mA。則（RPE+RA）=833.3Ω。PE線實(shí)際只有1～2m，可以忽略RPE。故RA約為830Ω。

室外景觀照明每個(gè)燈具處單獨(dú)做接地裝置。接地裝置的電阻830Ω很容易實(shí)現(xiàn)。但是本項(xiàng)目照明燈具與地下室頂板距離為1m，根據(jù)JGJ/T163—2008《城市夜景照明設(shè)計(jì)規(guī)范》第8.3.2 條，兩個(gè)接地系統(tǒng)在電氣上要真正分開，在地下必須滿足一定的距離，否則兩接地系統(tǒng)形式上是分開了，而實(shí)際（指電氣上）仍未分開。由于兩個(gè)電氣系統(tǒng)，通過接地裝置的相互聯(lián)系而產(chǎn)生強(qiáng)烈的干擾，嚴(yán)重時(shí)甚至造成兩個(gè)接地系統(tǒng)都不能正常工作。因此本項(xiàng)目不采用本方案[1]。

方案二:采用TN系統(tǒng)。當(dāng)線路發(fā)生接地故障時(shí)，故障回路（如圖4所示）。

圖4 TN系統(tǒng)示意圖

當(dāng)燈具處發(fā)生接地故障時(shí),故障回路的故障電流:

忽略變壓器到低壓柜線纜電阻。配電電纜采用PE線與相線L等截面線纜。預(yù)期接觸電壓Uf為110V。查圖2得，最大持續(xù)時(shí)間t約為180ms。L3回路已設(shè)置斷路器對(duì)回路短路進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)斷路器時(shí)間電流特性曲線，只要保證保護(hù)電器能在0.1s內(nèi)切斷故障電源，就能滿足電擊防護(hù)要求。

當(dāng)室內(nèi)其他配電回路發(fā)生接地故障時(shí),故障回路的故障電流:

忽略變壓器到低壓柜線纜電阻。配電電纜采用PE線與相線L等截面線纜。預(yù)期接觸電壓Uf2約為110V。查圖2得，最大持續(xù)時(shí)間t為180ms。L4回路已設(shè)置斷路器對(duì)回路短路進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)斷路器時(shí)間電流特性曲線，斷路器能在0.1s內(nèi)切斷故障電源。L4回路故障切除后，接觸電壓Uf2為零，室外燈具處不會(huì)發(fā)生電擊事故。

本項(xiàng)目變電所及除景觀照明配電的其他回路均在建筑物內(nèi)，建筑物內(nèi)的鋼筋通過土建施工的綁扎、螺絲、焊接等手段形成了電氣通路。故不會(huì)出現(xiàn)如《建筑物電氣裝置600問》圖7.7 所示導(dǎo)體接大地故障的情況[2]。

經(jīng)過以上分析，本項(xiàng)目采用TN-S接地系統(tǒng)。同時(shí)保證當(dāng)回路或設(shè)備中發(fā)生帶電導(dǎo)體與外露可導(dǎo)電部分或保護(hù)導(dǎo)體之間的故障時(shí)，間接接觸防護(hù)電器應(yīng)能在預(yù)期接觸電壓超過25V且持續(xù)時(shí)間足以引起人體有害的病理生理效應(yīng)前自動(dòng)切斷該回路或設(shè)備的電源[3]。

3 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目采用微型斷路器對(duì)燈具回路進(jìn)行短路保護(hù)。需滿足故障電流Id不應(yīng)小于斷路器瞬時(shí)過電流脫口器整定電流Iset3的1.3 倍。按最不利情況考慮。最遠(yuǎn)燈具故障電流需要保證滿足斷路器自動(dòng)切除[4]。照明配電采用帶漏電保護(hù)微型斷路器其瞬動(dòng)脫扣形式為B型，脫扣范圍為3～5IN，脫口時(shí)間為0.1S。項(xiàng)目低壓柜至室外照明配電箱距離為15m，配電箱最遠(yuǎn)燈具供電距離為130m。綜合考慮后，系統(tǒng)配電：照明配電箱進(jìn)線開關(guān)采用MCCB-C63/3P，進(jìn)線電纜采用YJV-5x16，出線開關(guān)選用RCBO-B16/1N30mA,線纜選用YJV-3x4。

根據(jù)式2，查《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三版）表4-25,YJV-5x16線纜R’php=3.291（mΩ/m）,YJV-3x4線纜R’php=12.900（mΩ/m）

經(jīng)測算，當(dāng)采用出現(xiàn)接地故障時(shí)，帶漏電保護(hù)微型斷路器能在安全時(shí)間內(nèi)切斷電源[5]。

4 結(jié)語

通過對(duì)本項(xiàng)目的分析，設(shè)置有大型地下車庫，園林景觀照明設(shè)施設(shè)于地下室上方，變電所及除景觀照明配電的其他回路均在建筑物內(nèi)的情況下，室外景觀照明電擊防護(hù)措施采用TN接地形式配合防護(hù)電器在安全時(shí)間內(nèi)切斷電源的電擊防護(hù)措施。