深度剖析:路燈電擊致死事故頻發,“元兇”是誰?

很多人並不知道......觸碰路邊的燈杆也可能致死!

的確,在很多人的生活常識中並不知道這類事故,只因資訊源較為碎片化,又或是事故往往是單發,不是群體事件,並未引起新聞媒體和大眾的廣泛關注,但不知道並不代表它發生的少。

下面本文將從電氣專業的角度深度剖析事故原因,並提供出合理的解決方案。人身安全無小事,電氣工程師們請慎重對待設計和施工中的每一個細節。

事故案例

我們先看看透過有限途徑收集的

僅 2017 年 5~9 月不到半年內

的案例。

深度剖析:路燈電擊致死事故頻發,“元兇”是誰?

2017 年 5~9 月

1)路燈燈杆是有可能帶電的,而且可能性機率並不小,

從以上事故中,我們可以總結得出以下看法:

2)觸電傷亡“人人平等”,不管是男是女,也不論是大人還是小孩,遇到了都會有安全事故傷亡的可能。不要說“我是男人我怕啥”,也不要說“我又不是小孩,沒事的”。

3)

注意是“帶電”而不是“漏電”的概念

雨天和晴天還是有點區別的,但不能說風險小。

暴雨、路面積水時發生的觸電事故,會大機率致死。

作為大眾者的我們,不需要了解那麼專業,儘量按下面的提醒去做就行了,請悉知:

走路遇到路燈、庭院燈、草坪燈時,勿觸碰!勿觸碰!勿觸碰!特別是有小朋友的家長們,孩子小的時候強調他

那有什麼辦法可以避免嗎?

,他們會遵照不去觸碰。

雨季路燈

“大衛,不可以!”

時,請繞行!請繞行!請繞行!

但是,對於一起電擊事故的發生,作為電氣工程師的我們卻不能麻痺大意,必須拿出鑽牛角尖的架勢去思考分析,是什麼原因導致的路燈帶電?又該怎樣儘可能最大程度上規避掉這種問題?當然,完全規避它也不太現實,但我們應盡力而為!

深度剖析:路燈電擊致死事故頻發,“元兇”是誰?

事故分析

周圍路面積水

1、路燈為什麼會帶電?

最大的一種可能就是路燈配電線路或者路燈內部電器元件

第一種情況:

,比如引至燈杆內的導線外皮破損,導致其內部銅線芯與燈杆直接發生觸碰,讓燈杆帶電。同時,線路首端的保護電器又出現了拒動的情況。

絕緣保護措施失效

這種“帶電”故障就是我們常說的“漏電”,也是在事故發生後經調查得出的最常用的解釋,也是很多沒查出原因的模糊解釋。這就是我們要提到的下面兩種情況。

檢查路燈配電線路是好的,路燈內部的電器元件也是好的,都處於正常工作狀態,觸電事故發生點的路燈(A路燈)本身沒問題。那就奇怪了,燈杆外殼上的電從哪來的?

第二種情況:

對於當前作為主流設計的 TN-S 系統,PE線是從電源中性點至配電終端全線貫通並直接連線燈杆外殼的。好了,這時我們再想想當一條路的其它路燈(B路燈)發生單相接地故障時,會怎樣呢?

我們知道,市政道路照明的配電線路一般比較長(500~1000m),當線路末端發生接地故障時,其接地故障電流會比較小。再者,一般的電氣設計中對於TN-S系統的線路保護首端斷路器往往又只採用了短路瞬時保護兼作接地故障保護。

所以,這時的故障電流很難觸發斷路器瞬動跳閘,從而該接地故障將會持續一段時間,直到斷路器長延時跳閘切斷線路,故障持續時間將會很長。這個時間段足以引發一場電擊事故。

B路燈處發生的單相接地故障電流所產生的故障電壓可沿PE線傳導至線路上的其他路燈外殼,從而讓其他路燈(也包括A路燈)外殼帶電。而路燈作為戶外電氣裝置,又無法有效做到等電位聯結,當A路燈外殼上的故障電壓與戶外大地零電位間形成了超過接觸電壓限值(一般情況下為50V)的電位差時,則可能會導致電擊危害。

【重點在這裡】別忘了一個不容忽視的問題,現有路燈配電系統接地型式大多采用了TN-S系統。

深度剖析:路燈電擊致死事故頻發,“元兇”是誰?

TN-S 系統

這裡需要說明的是,這種情況並不是必然出現,只是有可能會出現,一旦出現則將有危及生命的風險。

這種情況和上述第二種情況類似,事故發生後,檢查A路燈沒問題,再檢查其他的路燈也沒發現任何問題。那麼是什麼原因呢?

第三種情況:

現如今,城市區域變電站向周邊用電負荷供電採用了大量的電纜線路,這也促使了電網部門將原來10kV配電系統的不接地系統改為了小電阻接地系統(這個原因為何?大家可以關注我,後面會進行分享)。

路燈10/0。4kV箱變是上級10kV配電系統的負荷端,也是下級路燈低壓配電系統的電源端,而箱變接地通常的做法是把高壓側裝置接地和變壓器低壓側中性點的接地採用了同一個接地裝置,這個接地電阻值被要求小於等於4歐姆。

當高壓10kV側發生單相接地故障時,小電阻接地的10kV系統將會產生較大的故障電流(這個值會有幾百安倍),故障電流將經過箱變的共用接地極流回10kV系統的電源側,從而在接地極上產生了上千伏的故障電壓。

又因路燈低壓配電系統採用了TN-S系統,這個上千伏的故障電壓將會沿PE線蔓延至沿線的各個燈杆處,使所有的燈杆外殼帶電。注意這時的接觸電壓比第二種情況下的電壓值要大非常多。

當人手接觸燈杆時,人體將承受的接觸電壓可高達上千伏,觸電致死將在一瞬間內發生。

其實是單相接地故障點不是發生在變壓器低壓側,而是發生在高壓10kV側。

這種事故危害最為致命,但又是最隱蔽的,事故發生後10kV故障迴路會迅速被保護裝置切斷,事故現場也不再呈現故障電壓,因此很難在後期調查中斷定事故起因。

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高壓側小電阻接地時TN系統的電擊危險

當然,這種情況發生的機率是最低的,一旦出現將直接致死。

人體觸電致死的原因是,在一定接觸電壓下,透過人體的電流引發了心室纖維性顫動,電流越大,時間越長,致死的可能性會更大。這個電流值是多少呢?我們可以聯想到日常生活中用到的漏電開關,它的動作值是30mA,也就是當電流超過30mA時,將會增大電擊致死的風險。30mA的電流!這也太小了吧,但它就是事實!所以生命有時也很脆弱。

人體是有電阻的,其中以表皮電阻值最大,再加上體內電阻和鞋襪的電阻值,正常情況下大概在1000~2000歐姆。我們再來用接觸電壓限值(50V)除以30mA,這個電阻值是1666歐姆。也就是說,在50V的情況下,為了將透過人體的電流值控制在30mA以下,人體的電阻值要至少達到1666歐姆,而且這還是在50V的情況下,如若接觸電壓更高,則人體電阻值將被要求更大,但提高人體電阻幾乎不可能,我們並不是電力搶修人員,可以在維護時穿著絕緣靴。

最為糟糕的是,當人體面板接觸到水時,表層的面板電阻值將大大降低,這時總電阻值只在幾百歐姆。在同樣接觸電壓的情況下,透過人體的電流將會增大,從而也就增加了電擊致死的風險。

再者,暴雨或路面積水時,人體在起初觸電後會產生應激反應,很大可能會有站不穩的情況。在倒地後,電擊電流也會有更多路徑選擇,比如透過腦部,這將比引發心室纖顫更為嚴重。

解決方案

知道了上面的原因,我們就可以逐個擊破,將路燈觸電傷亡的風險儘可能降到最低。在我來看,從電氣設計源頭解決,將會規避掉90%以上的風險。

2、為何在暴雨或路面積水時致死率較高?

1)在各路燈燈杆內,將用來保護分支線路的斷路器或熔斷器,改為帶有剩餘電流保護功能的斷路器,動作值30mA,以解決路燈終端處的漏電保護。

2)在路燈配電迴路幹線的首端斷路器處,加裝剩餘電流保護裝置,以解決路燈配電幹線漏電保護的問題,同時也解決了線路遠端發生接地故障時斷路器短路瞬時保護拒動的問題。為使配電線路的上下級選擇性動作,此處斷路器的剩餘電流動作值設定為100mA或300mA,並設定一定的動作延時時間。

針對上述三種情況的處理

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TT 系統

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