路灯线路短路及断路故障的排查分析

王旭东

(晋城市市政工程总公司，山西晋城 048000)

路灯种类目前有气体放电灯、无极灯、LED灯等。气体放电灯需加电容做单灯补偿，普通情况下灯具内系统仍呈感性，是典型的均匀分布负荷。路灯电缆大约30 m～40 m为一档，配电点如选择在负荷中心，每个回路大约有20档电缆。如能快速地排查出故障点在某一档内的话，可以更换电缆或使用仪器精确定位，快速完成电缆维修。路灯电缆容易在灯杆、灯头内等有电缆头的部位发生故障。在制作、运输、安装过程中产生的隐形损伤可能使任何部位发生故障。本文探讨怎样把故障点快速定位在某一档内。

1 短路故障点

路灯线路发现有短路跳闸后，故障点的检测较难，应尽快处理。一般情况下每个回路有500 m～600 m长，检查井20个左右、路灯20个左右，要检测出故障范围(杆内、井内、保护管内)，实践中最普遍采用的是直流电阻法，需要截断电缆，费工多，速度慢。因为需做很多电缆头，所以一个故障点往往耗时3 h～5 h才能处理完毕。实际上，电容限流法更简便易行，速度可大大提高，还不截断电缆。下面简单介绍两种方法。

1)电容限流法。可以就地取材。维护常备材料中电容器是一直有的，电容限流法的步骤:a.确定故障电缆的走向。b.把短路的两根电缆芯线终端头从配电盘拆除下来，使其与其他所有电缆芯线分开独立。c.电缆芯线一个头在配电柜内串接一30 μf电容器，另一个头接地。d.加电后。e.短路点接触电阻会变小，约为几欧，可以忽略不计算。新的回路通过电容，经过短路点形成纯电容电路，回路中有一稳定的交流信号，测量电流，约为2 A(见图1)，此时电容器起到了限流作用。f.自电源点开始，用钳形电流表进行测量，按照“每三根杆测量一次”原则，向故障点方向，逐点测量杆内或井内故障芯线中电流。g.如有电流，故障点在离电源更远方向，继续向下测量。h.当测量电流越来越小直至无电流时，故障点在最后两个监测点之间。i.在最后两个监测点之间再对每个电缆头逐点测量，逐步缩小范围。j.最终很快可以确定短路点在某一档内。整个过程大约30 min。

图1 电容限流法检测电缆故障示意图

2)短路故障直流电阻检测法。路灯线路是很典型的均匀分布负荷类型，路灯把线路分成30 m～40 m的段落。三相四线制中，一般一个回路不超过20基路灯，编号为1号～20号，每一相平均7基路灯，如A相:1号，4号，7号，10号，13号，16号，19号，B相、C相依此类推(见图2)。如A相发生短路故障，直流电阻变得很小(在几欧到几十欧之间)，利用电阻特性排查故障点很直观。可采用“一半距离”的原则，先在10号杆内或井内截断电缆A相，测量直流电阻，确定故障范围在一半路灯线路之内，确定为检测范围(1)。若测量发现故障在1号～10号路灯之间，可再采用一半的原则，在5号杆内或井内截断电缆A相，测量直流电阻来确定故障范围在检测范围(2)。若测量发现故障在1号～5号路灯之间，可再采用一半的原则，在3号杆内或井内截断电缆A相，测量直流电阻，确定故障范围在检测范围(3)。若测量发现故障在1号～3号路灯之间，可采用一半的原则，在2号杆内或井内截断电缆A相，测量直流电阻，确定故障范围，至此可确定短路故障在杆内、井内或保护管内。杆内、井内短路可进行重新做电缆头后消除故障，要注意有的灯头内短路也表现为杆内短路。若短路在保护管内要对电缆进行更换。

图2 电线故障检测范围示意图

“一半距离”原则:用万用表监测电缆，先监测电缆1/2点(中点)，再监测异常段的1/2点，再监测剩余电缆异常段的1/2点，以此类推，逐步缩小范围，最终确定电缆故障范围。

注意:如线路内挂接有载波防盗模块等电感原件，用万用表测量会显示异常，应以区分。

优缺点:

电缆短路时，直流电阻检测法需要截断电缆才能测量、判断故障点的方向，故障点找到后，还要逐个把截断的电缆重新连接、做头。增加了人工、材料消耗，延长了故障排除时间，抢修效率大大降低。而且有时杆内电缆长度不足，截断后有效长度不能满足做电缆中间头的要求，造成很大难度。

电容个头小，重量轻，连接方便，拆除方便。电容限流法是通过电容的使用，使得电缆内出现一个稳定的、明显的电流值，电流值是不需要截断电缆就可测量的，有钳形电流表即可。路灯维护中，电容也是常备的材料，现场随时都能找到。这种方法很适合路灯线路的排查，不需截断电缆，当然也不需要再连接、做电缆头，可以大大减少人力、材料消耗，大大提高抢修速度。不会减少电缆有效长度，增加了电缆使用寿命。

安全注意事项:第一种方法由于不带电，对人体没有安全威胁。电容限流法中电缆线路带电，应随时注意产生安全隐患。

2 断路故障

1)相线断开故障。可通过查看灭灯情况快速确定电缆断线范围。

2)零线断开故障。单相供电线路当零线断开，断点之后的灯将不亮，很容易发现故障点。而三相四线供电线路中，如负载平衡度高，零线断开后路灯仍可能全部正常亮灯，不容易察觉到零线断线。运行一段时间后，在断点后出现灭灯情况后，负载的不平衡度增大，零线断线表现为线路末端相电压明显不平衡，中性点明显偏移。这种情况下很容易判断零线已断路，需检修。如任凭相电压增高，会影响灯内电器元件寿命。

本文列出一种较简便的方法，在怀疑零线断开后可以确认是否断开并快速发现断开部位(见图3)。

图3 路灯断路故障点示意图

前文讲过，路灯采用三相四线制供电并加专用接地保护线，在零线和PE保护线分开的系统中，我们可以利用它的特点来排查断点。

排查步骤:1)要把回路上所有单灯故障全部修好，使所有路灯全部亮灯。2)在配电柜内对配电线路进行调整，故障回路的相线终端头要拆下来。3)三个相线连接在一起接到电源的同一相端子，如A相，即对路灯采用单相供电。如图3所示，L1，L2，L3三个相线都接同相220 V交流电。4)查看亮灯情况。可以看到，路灯分为两段，路灯L1～Ln是亮灯的，从Ln+1开始后边的路灯将灭灯。5)测量Ln+1处路灯分支线供电电压，读数为零。测量其零线对地线电压也为零。6)测量Ln处路灯分支线供电电压，读数为正常工作电压。测量其零线对地线电压，读数较小但不为零。7)检查Ln灯、Ln+1灯下的杆内或井内，如电缆头断开，故障即查找到。如电缆头无断开，则可确定断线故障在两灯之间的保护管内。整个过程大约需30 min。

需要注意的是在路灯维护过程中，有时出现零线和PE保护线会在末端重复连通，这样是不安全的，对零线断开后的排查也是不利的，此时如零线断线，在三相负荷基本平衡时，运用以上方法时路灯仍保持亮灯。所以利用以上办法时要确保零线和PE保护线是分开的。

［1］金代中.电工速查手册［M］.北京:机械工业出版社，2001.

［2］郗书堂.路灯［M］.北京:中国电力出版社，2008.