路燈電纜故障的檢測及解決方法

張力強(qiáng)

摘要：華北油田礦區(qū)路燈電纜一般為直埋敷設(shè)、電纜故障情況均比較復(fù)雜，維修人員要熟悉電纜環(huán)境與走向，準(zhǔn)確判斷故障性質(zhì)，嚴(yán)格按照程序來進(jìn)行檢測，這樣才能準(zhǔn)確、快速地確定電纜故障點(diǎn)。本文僅就華北油田礦區(qū)路燈電纜故障的故障原因、故障現(xiàn)象以及故障檢測方法、排除方法進(jìn)行探討，提出電纜故障的檢測方法以及解決方法。

關(guān)鍵詞：路燈;電纜故障;檢測技術(shù);解決措施

華北油田礦區(qū)路燈由于綠化、道路改造以及其他工程項(xiàng)目等因素的影響，地埋電纜時常受到損傷而引起電纜故障頻繁發(fā)生。如何確保路燈電纜得以穩(wěn)定、安全運(yùn)行，這是路燈管理部門面臨的一個難題，當(dāng)發(fā)生電纜故障時如何快速確定故障類型，定位故障點(diǎn)從而迅速恢復(fù)供電變得非常重要[1]。因此有必要探討路燈電纜故障的檢測及解決方法。

一、路燈電纜故障原因

當(dāng)發(fā)生路燈電纜故障時，迅速將電纜故障的發(fā)生原因查明，這對快速判斷故障發(fā)生點(diǎn)以及減少電纜損壞都非常重要?？偨Y(jié)常見的路燈電纜故障原因如下：（1）電纜外傷引起絕緣受潮;（2）機(jī)械損傷，機(jī)械損傷是最為常見的引起電纜故障的原因，一些電纜的機(jī)械損傷盡管輕微，發(fā)生機(jī)械損傷后也并沒有立即造成故障，但是當(dāng)未能及時發(fā)現(xiàn)這些隱患并采取措施時，常見機(jī)械損傷數(shù)個月甚至幾年后才引起故障;（3）電纜材料自身缺陷;（4）電纜的設(shè)計(jì)及制作工藝存在缺陷：電纜的終端接頭及中間接頭未能嚴(yán)格按照工藝制作。電纜的制作工藝問題、材料選擇不不合理以及都會引起電纜頭故障;（5）電纜受到地下酸堿腐蝕的影響，其外套被腐蝕而出現(xiàn)開裂、麻點(diǎn)以及穿孔等進(jìn)而引起電纜故障。

二、路燈電纜故障的探測步驟

為了確保路燈電纜故障得以準(zhǔn)確、快速地診斷，需要嚴(yán)格按照診斷電纜故障性質(zhì)、測量電纜故障距離以及定點(diǎn)這三個步驟，不能跳過任何一個步驟，否則反而會造成檢測效率降低。

（一）診斷電纜故障性質(zhì)

診斷電纜故障性質(zhì)也就是對故障的嚴(yán)重程度以及故障類型進(jìn)行判斷，這樣才方便合理選擇測距以及定點(diǎn)，方便針對故障的具體情況采取相應(yīng)措施。診斷電纜故障性質(zhì)時，要確定電纜故障電阻是高阻還是低阻，是單相故障、雙相故障或者是三相故障，判斷是接地、短路、斷路還是混合故障。采用萬用表以及兆歐表可以對故障性質(zhì)做出判斷。當(dāng)電纜的材料，截面積，和長度相同時，每盞燈的電阻衰減恒定，當(dāng)直接斷路時，測量線路電阻即可對故障點(diǎn)距測量點(diǎn)的距離做出大致判斷。

斷路故障：外力挖斷電纜或者大電流長時間燒斷電纜引起，零線、相線斷路，一些情況下能正常送電，但是有部分路燈無法點(diǎn)亮。斷路相對少見，處理時也比較容易。

短路故障：相線之間斷路，也有零線與相線短路，短路是大電流瞬間燒結(jié)引起，發(fā)生短路時電纜無法正常送電。當(dāng)發(fā)生斷路故障時，如果外皮破損時則解決時相對容易，但是當(dāng)外皮正常時，此時處理難度就相對增加。短路的癥狀包括開關(guān)跳閘、末端電壓低以及工作電流大，其原因主要有：（1）外力引起電纜損傷而形成大地短路;（2）電纜頭兩側(cè)的長短不同，頂在燈桿內(nèi)壁，絕緣層破壞而引起短路;（3）施工過程中，電纜或者燈線的某一段被埋在路燈基礎(chǔ)與路燈桿底座中間而形成分短路;（4）燈線與燈桿接地;（5）燈頭接地。

電纜線路絕緣不良故障：絕緣不良故短時間內(nèi)能正常送電，但是線路中的電流存在異常，經(jīng)過一段時間后，斷路器觸發(fā)保護(hù)動作，因此絕緣不良是一種軟故障。其原因?yàn)殡娎|絕緣老化或者外皮破損，發(fā)生絕緣不良時檢測難度較大。

接地故障：接地也被稱為漏電，其特征在于接地電流較小，通常在1-2A，接地有零線接地與相線接地這兩種，當(dāng)零線接地時，出線開關(guān)的電流無加大，零線回路電流減少，出線開關(guān)無跳閘，只有當(dāng)漏電電流大于出線設(shè)定值時，出線開關(guān)跳閘。當(dāng)相線接地時，接地電流明顯增大，當(dāng)接地與電源距離較近時，路燈燈桿接地較好，配電開關(guān)電流增大明顯，到達(dá)一定程度時則引起配電出線開關(guān)跳閘;當(dāng)線路較長時，接地接觸不好，電流變化不顯著，開關(guān)跳閘難度較大[2-4]。

（二）測量電纜故障距離

測量電纜故障距離也被稱為粗測，測量時采用儀器在電纜一段對故障距離進(jìn)行測定。常用方法如下。

1.電橋法

短接被測量電纜終端的非故障相與故障相，將非故障相與故障相分別于電橋兩個橋臂連接。對R2數(shù)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保電調(diào)平衡，CD之間無電位差，檢流計(jì)中無電流，根據(jù)電橋平衡原則即可對故障點(diǎn)位置進(jìn)行確定。電橋法具有精確度高、方便、簡單的特點(diǎn)，但是這一技術(shù)的缺陷在于不適用于閃絡(luò)性故障及高阻性故障。當(dāng)故障電阻極高時，此時電橋里電流無法被靈敏度一般的儀器探測出來，但是當(dāng)電纜發(fā)生故障時，多為閃絡(luò)性故障、高阻性故障。除此之外，當(dāng)使用電橋法對故障距離進(jìn)行測量時，需要先燒穿故障點(diǎn)，這樣才能將故障電阻降低到可以測量的范圍，但是燒穿故障點(diǎn)難度較大，需要消耗數(shù)小時甚至數(shù)日，有的時候還會出現(xiàn)故障電阻被燒得過低而形成永久短路的情況，這造成無法再采用放電法定位;有的時候故障點(diǎn)被燒穿后電阻反而增高。除此之外，電橋法不能應(yīng)用于斷路故障以及三相斷路的測量，還要求提供電纜的準(zhǔn)確長度。

2.漏電電流測試法

路燈接線孔中的電纜可以被直接觀察，在不對電纜造成破壞情況下測量電流即可對接地點(diǎn)位置做出大致判斷?？梢詰?yīng)用附加電阻的方法來測量嚴(yán)重接地、嚴(yán)重?cái)嗦窌r的距離。但是當(dāng)故障點(diǎn)沒有與大地接觸時這一方法不適用，因此不適用于穿管敷設(shè)的電纜測量。

3.脈沖電壓法

這一方法也被稱為閃測法，在脈沖高壓信號或者直流電壓的作用下將電纜故障擊穿，對觀察點(diǎn)與故障點(diǎn)之間的放電電壓脈沖來回一次的時間進(jìn)行測量從而對距離進(jìn)行測量。這一方法的有時在于無須燒穿閃絡(luò)性故障及高阻性故障，直接采用故障擊穿產(chǎn)生的脈沖信號來進(jìn)行距離測量，其具有測量方便，簡化測量過程的優(yōu)勢。

4.低壓脈沖反射法

這一方法也被稱為雷達(dá)法，對發(fā)射脈沖與故障點(diǎn)反射脈沖的時間差進(jìn)行測量進(jìn)而對距離進(jìn)行測量。這一方法的優(yōu)勢在于無須知曉電纜的原始技術(shù)資料，直觀、簡單，且根據(jù)脈沖的反射波形能夠?qū)﹄娎|分支點(diǎn)與接頭的位置進(jìn)行識別。這一方法的缺陷在于不適于閃絡(luò)性故障及高阻性故障。

5.脈沖電流法

這一方法采用電流耦合器對電纜故障擊穿時的電流脈沖信號進(jìn)行測量，可實(shí)現(xiàn)高壓回路與儀器之間的電耦合，無須電纜與電容的電感與串聯(lián)電阻，這使得接線得以簡化，其耦合而來的脈沖波形分辨難度低。當(dāng)前主要是采用行波測距法。采用低壓脈沖法對接地故障與低阻進(jìn)行排除，采用脈沖電流法測量閃絡(luò)性故障及高阻性故障。這兩種方法均根據(jù)故障點(diǎn)與測量點(diǎn)之間的脈沖信號往返一次的時間來測量距離，但是前者主動發(fā)射探測電壓脈沖，后者對故障擊穿而形成的瞬間脈沖電流信號進(jìn)行被動記錄[5-6]。

（三）電纜故障定點(diǎn)

這一方法也被稱為精確測量，根據(jù)電纜路徑走向以及故障的測距結(jié)果來確定故障點(diǎn)的大致方位之后，在小范圍內(nèi)準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)的位置。當(dāng)前常用的方法包括音頻感應(yīng)法以及沖擊放電聲測法，前者主要是在低阻故障的定位中應(yīng)用。實(shí)際應(yīng)用中，電纜埋設(shè)過深、振動噪聲太大等都會造成難以準(zhǔn)確、快速地尋找到故障點(diǎn)。聲磁同步檢測法對接收到的磁聲信號時間差進(jìn)行檢測進(jìn)而對故障點(diǎn)與探頭位置進(jìn)行確定，對電纜兩側(cè)的脈沖磁場初始極性進(jìn)行比較，不僅能確定故障點(diǎn)，還能用于確定電纜的路徑。

三、路燈電纜故障的解決方法

（一）電纜斷路故障的處理措施

斷路故障比較簡單，一般是制作熱縮中間接頭或者重新更換整條電纜。

（二）電纜短路故障的處理措施

對由于燈桿內(nèi)電纜頭接頭松動，接地崩燒，過熱引起的故障，及時緊固電纜頭的接頭，避免電纜接頭松動;對短路相、接地相沒有拆除或者多相接地的，要尋找接地點(diǎn)，排除故障，或者將短路相、接地相拆除;對電纜熱穩(wěn)定度不足、選擇不合理引起絕緣損傷而引起短路崩燒的，及時修復(fù)并降低電纜負(fù)荷，從而確保線路得以繼續(xù)運(yùn)行。

（三）絕緣擊穿故障電的處理措施

電纜熱縮接頭缺陷，例如接頭的絕緣材料缺陷、密封不良而引起進(jìn)水引起絕緣受潮而擊穿的，要重做熱縮終端接頭。對熱縮中間接頭制作不當(dāng)，例如接頭與線芯不均勻連接，或者電纜熱縮不均而引起絕緣破壞的，要嚴(yán)格按照熱縮中間接頭的工藝制作，對由于絕緣材料差而引起的擊穿，更換優(yōu)質(zhì)熱縮接頭。

（四）電纜接地故障的處理措施

當(dāng)施工動土因?yàn)橥饬Χ闺娎|絕緣被損壞引起接地故障時，將地面挖開并對絕緣進(jìn)行修復(fù);對由于溫度過高、負(fù)荷過大引起的絕緣老化接地故障，要及時采取措施，對負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整，同時將更換已經(jīng)嚴(yán)重老化的電纜。

四、結(jié)語

當(dāng)前電子技術(shù)不斷發(fā)展，電纜故障的檢測技術(shù)以及儀器也不斷進(jìn)步，當(dāng)前儀器的智能化程度不斷提高，其能夠通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算來處理采集到的信號，對故障點(diǎn)進(jìn)行自動計(jì)算，能對測量波形進(jìn)行記錄，還具有操作簡單、容易攜帶以及體積較小的優(yōu)勢。我們相信，隨著電纜故障檢測技術(shù)將不斷進(jìn)步，更加直觀、實(shí)用且簡潔的電纜故障檢測儀器將不斷出現(xiàn)，從而使得原本隱蔽的電纜得到充分顯露，各種電纜故障也將一覽無余地得到顯示，從而幫助我們快速定位路燈電纜故障點(diǎn)[7-9]。

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