浅析路灯线路故障的检测方法与技巧

摘  要  通过在日常维护中吸取的经验，分析路灯电缆线路故障问题的解决方法和技巧，并结合电工原理知识进行分析总结，为今后的路灯电缆维护工作提供帮助。

关键词  电缆故障  诊断  定位  预防

日常维护中我们经常会运用到路灯电缆故障监测仪进行路灯电缆故障的监测，监测电缆故障位置很有效，但是，一旦路灯电缆绝缘处理不好，存在接头轻微漏电情况时，由于监测仪灵敏度高会立刻报警，反而不利于电缆故障确切位置的查找。因此，我们将会用到最简单也是最有效的电缆故障监测方法——电流法。

 我们都学习过欧姆定律，简单概述为：在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。基本公式是I=U÷R。导体的电阻与其两端的电压成正比，与通过其电流成反比，因为导体的电阻是它本身的一种性质，取决于导体的长度、横截面积、材料和温度，即使它两端没有电压，没有电流通过，它的阻值也是恒定值。如下图1(a)是电路的基本组成图，主要组成部分分为4个最基本的要素，它们分别是提供能量、能源的电源（电池），链接设备的导线（电线、电缆），控制设备运转和停止的开关“S”（各类开关、熔断器）以及将电能转化为光能或其它形式能的用电器“R”（灯泡、电机）等。在任何一种电路中4要素缺一不可，电路是否构成或是否能正常工作往往取决于他们。

一般来说电路的联接方式多种多样，但是最终都是以串联和并联这两种方式存在如下图1（b）、(c)。在日常生活中的电器设备和我们路灯运用中较常见的是图1（c）联接方式即并联。

在实验中我们得出串联电路中负载两端的电压不同，但电流是不变的，即分压不分流，并联电路则是分流不分压的结果。如下图2电路是并联电路，当开关“K”闭合时，电池“U”开始向负载R₁、R₂、R₃、R₄供电，此时设备均处在正常工作状态，电流I_总=I₁+I₂+I₃+I₄ ；“U”电压不变。在运用欧姆定律分析电路中电流的大小时，根据欧姆定律公式：I=U/R：即电流等于电压除以电阻，并联电阻数量越多总电阻越小,因此,总电流就会越大;在路灯供电网络中，电源电压都是380V-220V，根据图2 ,U值不变；U_总=U₁=U₂=U₃=U₄

I₁=U/R₁;I₂=U/R₂;I₃=U/R₃;I₄=U/R₄;

I_总=I₁+I₂+I₃+I₄

由图1(a)有:I=U/R

即:I_总=U/R₁+U/R₂+U/R₃+U/R₄；

并联电路中:R_总=1/R₁+1/R₂+1/R₃+1/R₄

促使电流升高或降低影响主要情况那就是电阻的阻值大小，因此，当电阻值不断下降时，电流才会逐步升高，而当电阻接近为零值时，即线路出现短路状态，电流“I”值不断上升将进一步超出保护开关极限值造成开关跳闸，并造成电路保护性跳闸。

图2中I_总=I₁+I₂+I₃+I₄ 清楚说明了线路中总电流等于各支路电流的总和,这也是我们利用电流法检查和判断路灯线路故障中最基本的依据。如图3是路灯线路的模拟图,当设备运行正常时,E点F点未出现短路时, I_总=I₁+I₂+I₃+I_n,电流通过A、B、C、D各节点的电流分别是,I_AB=I_总-­I₁、I_BC=I_总-(I₁+I₂)或者I_BC=I_AB-I₂以此类推。当节点EF出现短路,C、E、D三点电流分别会是多少？通过前面描述的正常电路运行情况看，线路越靠近电源端电流越大，越是线路尾端电流越小，由于EF点处于短路状态,I_短电流值应为I_总-(I₁+I₂+I₃),I_n近似为零; 因此,C点电流为I_CE =I_BC-I₃=I_总-(I₁+I₂+I₃);E点为I_CD= I_CE-I_短;I_CE≈I_短,因此,I_CD近似于零;D点电流在EF 短路状态时因电流无法正常通过,I_CD=I_n=0 。如何应用到线路检查上呢?在实际维护作业中,路灯线路灯与灯是有距离的,因此,路灯接线井就相当于上图中的每一个节点,由于,电流的不断叠加,越靠近开关箱、变压器电流值越大,反之越小的规律。我们在故障线路中先选择可能存在故障的线路前段进行检测,从而判断故障位置是在前端或是靠后,由此逐一排查故障位置。当检测到前后两处电流值出现较大偏差时,通过测算电流偏差值,我们可以基本上找到故障大致位置。以图3为例,在不清楚节点EF存在短路时,我们用钳型万用表在节点B处测量I_BC电流(B点为线路中端),此时,检测电流仍大于正常运行电流值,判断故障位置仍然靠后,反之靠前。继续采取二分之一法检测,测量E点I_CD电流值,此时I_CD电流值于前端电流参数偏差存在50A—80A的电流差,后端电流值接近正常电流值(估算值),因此,往前一个节点进行测量,出现前后数值有较大偏差时,故障位置可以确定在此即E点。

利用这种方法优点是不需要剪断电缆线路可以查找故障位置;使用钳表测量经济实惠;展开检查无需每个接线井都必须打开,发费时间短方便快捷 。主要缺点是在短路故障严重的线路中不适合采取该办法;开关需要反复合闸,容易造成保护开关损坏;由于故障线路在送电后运行时间短暂,检测电流时间只在瞬间需要准确判断电流值才能准确查找到故障点。