路燈線路短路及斷路故障的排查分析

王旭東

(晉城市市政工程總公司，山西晉城 048000)

路燈種類目前有氣體放電燈、無極燈、LED燈等。氣體放電燈需加電容做單燈補(bǔ)償，普通情況下燈具內(nèi)系統(tǒng)仍呈感性，是典型的均勻分布負(fù)荷。路燈電纜大約30 m～40 m為一檔，配電點(diǎn)如選擇在負(fù)荷中心，每個回路大約有20檔電纜。如能快速地排查出故障點(diǎn)在某一檔內(nèi)的話，可以更換電纜或使用儀器精確定位，快速完成電纜維修。路燈電纜容易在燈桿、燈頭內(nèi)等有電纜頭的部位發(fā)生故障。在制作、運(yùn)輸、安裝過程中產(chǎn)生的隱形損傷可能使任何部位發(fā)生故障。本文探討怎樣把故障點(diǎn)快速定位在某一檔內(nèi)。

1 短路故障點(diǎn)

路燈線路發(fā)現(xiàn)有短路跳閘后，故障點(diǎn)的檢測較難，應(yīng)盡快處理。一般情況下每個回路有500 m～600 m長，檢查井20個左右、路燈20個左右，要檢測出故障范圍(桿內(nèi)、井內(nèi)、保護(hù)管內(nèi))，實(shí)踐中最普遍采用的是直流電阻法，需要截?cái)嚯娎|，費(fèi)工多，速度慢。因?yàn)樾枳龊芏嚯娎|頭，所以一個故障點(diǎn)往往耗時3 h～5 h才能處理完畢。實(shí)際上，電容限流法更簡便易行，速度可大大提高，還不截?cái)嚯娎|。下面簡單介紹兩種方法。

1)電容限流法?？梢跃偷厝〔摹＞S護(hù)常備材料中電容器是一直有的，電容限流法的步驟:a.確定故障電纜的走向。b.把短路的兩根電纜芯線終端頭從配電盤拆除下來，使其與其他所有電纜芯線分開獨(dú)立。c.電纜芯線一個頭在配電柜內(nèi)串接一30 μf電容器，另一個頭接地。d.加電后。e.短路點(diǎn)接觸電阻會變小，約為幾歐，可以忽略不計(jì)算。新的回路通過電容，經(jīng)過短路點(diǎn)形成純電容電路，回路中有一穩(wěn)定的交流信號，測量電流，約為2 A(見圖1)，此時電容器起到了限流作用。f.自電源點(diǎn)開始，用鉗形電流表進(jìn)行測量，按照“每三根桿測量一次”原則，向故障點(diǎn)方向，逐點(diǎn)測量桿內(nèi)或井內(nèi)故障芯線中電流。g.如有電流，故障點(diǎn)在離電源更遠(yuǎn)方向，繼續(xù)向下測量。h.當(dāng)測量電流越來越小直至無電流時，故障點(diǎn)在最后兩個監(jiān)測點(diǎn)之間。i.在最后兩個監(jiān)測點(diǎn)之間再對每個電纜頭逐點(diǎn)測量，逐步縮小范圍。j.最終很快可以確定短路點(diǎn)在某一檔內(nèi)。整個過程大約30 min。

圖1 電容限流法檢測電纜故障示意圖

2)短路故障直流電阻檢測法。路燈線路是很典型的均勻分布負(fù)荷類型，路燈把線路分成30 m～40 m的段落。三相四線制中，一般一個回路不超過20基路燈，編號為1號～20號，每一相平均7基路燈，如A相:1號，4號，7號，10號，13號，16號，19號，B相、C相依此類推(見圖2)。如A相發(fā)生短路故障，直流電阻變得很小(在幾歐到幾十歐之間)，利用電阻特性排查故障點(diǎn)很直觀?？刹捎谩耙话刖嚯x”的原則，先在10號桿內(nèi)或井內(nèi)截?cái)嚯娎|A相，測量直流電阻，確定故障范圍在一半路燈線路之內(nèi)，確定為檢測范圍(1)。若測量發(fā)現(xiàn)故障在1號～10號路燈之間，可再采用一半的原則，在5號桿內(nèi)或井內(nèi)截?cái)嚯娎|A相，測量直流電阻來確定故障范圍在檢測范圍(2)。若測量發(fā)現(xiàn)故障在1號～5號路燈之間，可再采用一半的原則，在3號桿內(nèi)或井內(nèi)截?cái)嚯娎|A相，測量直流電阻，確定故障范圍在檢測范圍(3)。若測量發(fā)現(xiàn)故障在1號～3號路燈之間，可采用一半的原則，在2號桿內(nèi)或井內(nèi)截?cái)嚯娎|A相，測量直流電阻，確定故障范圍，至此可確定短路故障在桿內(nèi)、井內(nèi)或保護(hù)管內(nèi)。桿內(nèi)、井內(nèi)短路可進(jìn)行重新做電纜頭后消除故障，要注意有的燈頭內(nèi)短路也表現(xiàn)為桿內(nèi)短路。若短路在保護(hù)管內(nèi)要對電纜進(jìn)行更換。

圖2 電線故障檢測范圍示意圖

“一半距離”原則:用萬用表監(jiān)測電纜，先監(jiān)測電纜1/2點(diǎn)(中點(diǎn))，再監(jiān)測異常段的1/2點(diǎn)，再監(jiān)測剩余電纜異常段的1/2點(diǎn)，以此類推，逐步縮小范圍，最終確定電纜故障范圍。

注意:如線路內(nèi)掛接有載波防盜模塊等電感原件，用萬用表測量會顯示異常，應(yīng)以區(qū)分。

優(yōu)缺點(diǎn):

電纜短路時，直流電阻檢測法需要截?cái)嚯娎|才能測量、判斷故障點(diǎn)的方向，故障點(diǎn)找到后，還要逐個把截?cái)嗟碾娎|重新連接、做頭。增加了人工、材料消耗，延長了故障排除時間，搶修效率大大降低。而且有時桿內(nèi)電纜長度不足，截?cái)嗪笥行чL度不能滿足做電纜中間頭的要求，造成很大難度。

電容個頭小，重量輕，連接方便，拆除方便。電容限流法是通過電容的使用，使得電纜內(nèi)出現(xiàn)一個穩(wěn)定的、明顯的電流值，電流值是不需要截?cái)嚯娎|就可測量的，有鉗形電流表即可。路燈維護(hù)中，電容也是常備的材料，現(xiàn)場隨時都能找到。這種方法很適合路燈線路的排查，不需截?cái)嚯娎|，當(dāng)然也不需要再連接、做電纜頭，可以大大減少人力、材料消耗，大大提高搶修速度。不會減少電纜有效長度，增加了電纜使用壽命。

安全注意事項(xiàng):第一種方法由于不帶電，對人體沒有安全威脅。電容限流法中電纜線路帶電，應(yīng)隨時注意產(chǎn)生安全隱患。

2 斷路故障

1)相線斷開故障?？赏ㄟ^查看滅燈情況快速確定電纜斷線范圍。

2)零線斷開故障。單相供電線路當(dāng)零線斷開，斷點(diǎn)之后的燈將不亮，很容易發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。而三相四線供電線路中，如負(fù)載平衡度高，零線斷開后路燈仍可能全部正常亮燈，不容易察覺到零線斷線。運(yùn)行一段時間后，在斷點(diǎn)后出現(xiàn)滅燈情況后，負(fù)載的不平衡度增大，零線斷線表現(xiàn)為線路末端相電壓明顯不平衡，中性點(diǎn)明顯偏移。這種情況下很容易判斷零線已斷路，需檢修。如任憑相電壓增高，會影響燈內(nèi)電器元件壽命。

本文列出一種較簡便的方法，在懷疑零線斷開后可以確認(rèn)是否斷開并快速發(fā)現(xiàn)斷開部位(見圖3)。

圖3 路燈斷路故障點(diǎn)示意圖

前文講過，路燈采用三相四線制供電并加專用接地保護(hù)線，在零線和PE保護(hù)線分開的系統(tǒng)中，我們可以利用它的特點(diǎn)來排查斷點(diǎn)。

排查步驟:1)要把回路上所有單燈故障全部修好，使所有路燈全部亮燈。2)在配電柜內(nèi)對配電線路進(jìn)行調(diào)整，故障回路的相線終端頭要拆下來。3)三個相線連接在一起接到電源的同一相端子，如A相，即對路燈采用單相供電。如圖3所示，L1，L2，L3三個相線都接同相220 V交流電。4)查看亮燈情況。可以看到，路燈分為兩段，路燈L1～Ln是亮燈的，從Ln+1開始后邊的路燈將滅燈。5)測量Ln+1處路燈分支線供電電壓，讀數(shù)為零。測量其零線對地線電壓也為零。6)測量Ln處路燈分支線供電電壓，讀數(shù)為正常工作電壓。測量其零線對地線電壓，讀數(shù)較小但不為零。7)檢查Ln燈、Ln+1燈下的桿內(nèi)或井內(nèi)，如電纜頭斷開，故障即查找到。如電纜頭無斷開，則可確定斷線故障在兩燈之間的保護(hù)管內(nèi)。整個過程大約需30 min。

需要注意的是在路燈維護(hù)過程中，有時出現(xiàn)零線和PE保護(hù)線會在末端重復(fù)連通，這樣是不安全的，對零線斷開后的排查也是不利的，此時如零線斷線，在三相負(fù)荷基本平衡時，運(yùn)用以上方法時路燈仍保持亮燈。所以利用以上辦法時要確保零線和PE保護(hù)線是分開的。

［1］金代中.電工速查手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

［2］郗書堂.路燈［M］.北京:中國電力出版社，2008.