摘 要 从电力电缆深埋地下,其故障探测查找时间长等现状出发,本文阐述了低压电缆故障的形成原因及类型,并介绍了邵阳市城市路灯管理所诊断、定位及预防低压电缆故障的经验和方法,在处理低压电缆故障方面提供了一定的方案和经验。
关键词 电缆故障 诊断 定位 预防
当电缆发生故障后,如何快速准确查找故障点,尽快恢复供电,是长期困扰我们的难题。电力局主要运用专业的电缆故障测试仪与测距仪相配合来诊断电缆故障类型并精确定位电缆故障点,而在我们邵阳市城市路灯管理所则主要依靠老职工的经验并借助万用表来查找故障点,现就邵阳市路灯管理所的实践情况介绍对低压电缆故障的诊断、定位及预防。
1低压电缆故障的形成原因及类型
(1)电缆故障的形成原因。一是施工破坏(机械损伤)。地埋电缆故障的发生80%是由土建施工(包括电缆偷盗)破坏引起,而其中只有20%能直接造成输电保护装置进行保护动作,并能直观发现故障点。而另80%故障则不会引起保护动作,短则几天,长至几个月、甚至1~2年破坏部位才发展到铠装橡皮穿孔,潮气侵入而导致损伤部位彻底崩溃形成故障。二是中间电缆头制作工艺差。此类故障约占电缆故障的10%左右,铜铝直接进行压头联接,而压头不紧或绝缘胶带缠绕不合规定,容易造成接触不良或短路故障导致电缆芯氧化等。三是长期过负荷运行或偏相严重。电缆长期过负荷运行或偏相,其温度会随之升高,尤其在炎热的夏季,常常导致电缆薄弱处或对接头处击穿。而过负荷或偏相的原因一般来说有以下两点:首先,在路灯安装的分负荷阶段不仔细导致负荷分配不均匀或瓷插保险型号配置不合理(为避免换保险的麻烦而安装熔断值远高于该路段电流负荷标准的瓷插保险)。四是电缆老化。由于电缆长时间在高场强下工作,水分将呈树枝状侵蚀电缆,形成水树枝劣化,造成电腐蚀、化学腐蚀。五是电缆质量差。
(2)电缆故障类型。一是接地故障。指电缆故障点的实际测量阻抗为0或小于10Ω的电缆故障。接地故障可直接使用数字万用表进行测量。二是相间短路。这是低压电缆中的常见故障,测量时表现为相间电阻为0或很小,可用万用表或兆欧表直接测出。三是开路故障。此类故障多发生在电缆运行时,突然发生故障而造成电缆过流烧断、开路,测量时可能会出现短路或高阻故障现象。
2低压电缆故障的诊断、定位及预防
通过路灯所检修班与生产技术股检修电缆故障的实践和对理论知识的学习,可以总结出几个诊断、定位和预防低压电缆故障的方法。
(1)电缆故障的诊断。对于直接短路或断线故障可用万用表可直接测量判断;对于非直接短路和接地故障,可用兆欧表遥测芯线间绝缘电阻或芯线对地绝缘电阻,根据其阻值判断故障类型。
低压电缆绝缘要求较低,同时运行过程中电流较大,出现故障后有明显的特征,具体归类如下:
第一类故障:整条电缆被烧断或某一相被烧断。此类故障会造成配电柜上的电流继电器动作,电缆在故障处损坏相当严重。
第二类故障:电缆各相均短路。此类故障同样会造成配电柜上的电流继电器和电压继电器都动作,电缆在故障点损坏也很严重(可能是受外力引起的)。
第三类故障:电缆只有一相断路。此类故障会导致电流继电器动作,故障点损伤较轻但表露较明显,可能是该相电流太大或者是由电缆质量造成。
第四类故障:电缆内部短路。此类故障外表看不出痕迹,由电缆芯泄漏点而易造成的间歇性接地短路或相间短路,一般是由于电缆质量造成的,比较少见。
另外,与高压电缆不同,低压电缆在实际使用过程中还有以下特点:1.敷设的随意性比较大,路径不是很明白。2.敷设时不像高压电缆那样填沙加砖后深埋,相反埋深较浅,易受外力损伤而出现故障。3.电缆一般较短,几十米到几百米不等,不像高压电缆往往在几百米到几公里。4.绝缘强度要求低,处理故障做接头时,工艺较简单。5.绝大多数电缆在故障点处都有十分明显的烧焦损坏现象。故障点在电缆外皮没有留下痕迹的情况,十分罕见。6.所带负载变化较大,而且往往相间不平衡,容易发热,由此引发的故障多为常见。
(2)电缆故障的定位。针对路灯电缆敷设的随意性可以先用老职工的经验或以前的路灯资料确定电缆走向以减少开断电缆点数,再依照故障点(短路、开路、泄露等故障)的特征利用万用表感应电流(适用于泄露)、测电阻(适用于一般的短路、开路、接地)或测电压(适用于某相返送电)的方式,通过采点法逐步缩小范围找到故障(一般是电缆烧坏)点进行修复。我们可以通过收集路灯的详细资料有效地判断电缆走向等,记录好地埋线路的各种故障,并附图,将位置、参照物距离、线路颜色、电缆型号等一一记录,以对将来线路安全运行的整体评估及维护水平作充分的技术储备。
另一种查故障的方法就是直接查看熄灯的灯杆检修井口,看该处电缆是否烧毁氧化。当遇到交叉路口时,将每个交叉路上的路灯线路看成一个节点,根据节点电流定律,电路中任一节点流入节点的电流之和必等于流出节点的电流之和,所以用钳形电流表测得交叉路口上各分支线路电流最大的一条分支为电流流入方向,即故障点方向,再用上面所说的采点法很快就能找到故障点。
最后,还有一种特别的电缆端头故障。例如在进行临时电缆布线搭火时,要注意区分搭火点的地线与零线接线端以防止地线与零线反接导致灯具每次合闸亮一会儿就跳闸(不停地延时跳闸),这点在亮化工程的电缆搭火时要特别注意,以防止分分合合导致亮化灯具损伤,还有要根据该楼宇的亮化总负荷选用合适且尽可能大的型号和类型的电缆以免造成电缆烧毁。
(3)电缆故障的预防。对于外力损伤的预防方面,在放置地埋新电缆时应注意督促施工人员不能野蛮施工,不能蛮力拖拽、打捆,不能为图一时方便就一个管道内放两条电缆线(容易导致故障传染性地扩大)或里外交叉放线(导致接线时要重新分清楚线路而且电缆皮容易被PVC管口磨破)。当遇到车道横跨等易下沉路段时应使用镀锌钢管保护管。在架空电缆线放置时,应注意以下几点:架空电缆应尽量拉直且架设高度要恰当不能过低,以防被车辆等碰触拉断;当架空电缆贴近墙壁时容易被蹭破皮,应加墙头贴缓冲;位于空旷处易受风吹雨打的架空电缆应做好双绞辅助线;架空电缆在瓷瓶上不能绕线以防伤线、积热燃烧,应改为用铝芯线绑扎加固。为了预防长期过负荷或偏相严重的问题,在路灯安装的分负荷阶段要仔细平衡负荷均匀分配并合理配置瓷插保险型号。为了减少电解和水树枝裂化而侵蚀电缆的情况,应尽量避免在下雨天剥电缆皮接线,而且要做好电缆头防止水进入电缆内部,在电缆接头处要按规定用绝缘胶带缠绕包封3层以上,剥电缆皮时发现电缆破皮或检修时用的破皮点应记得及时用绝缘胶带按规定包封好,在电缆故障频繁的路段要定期清理检修井等。
(4)检修实例。
3 结束语
以上介绍了低压电缆故障的形成原因及类型和低压电缆故障的诊断、定位及预防,可以对预防电缆故障,提高我所路灯故障抢修率,降低路灯停电对生产、生活的不良影响,降低人工费用、材料费用等有所启示,具有很好的社会效益及经济效益。