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路燈電纜故障測試儀在城市照明管理中的應用(濟南市路燈管理處)


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  張利國 徐 勇
濟南市路燈管理處(250001)
轉載自《城市照明》2010年第二期

  摘 要:原來我們采用的借助萬用表、搖表并憑經驗判定的做法已經不適應時代發展的潮流,為此,我們研究了多種電纜故障測試方法,并請國內多個電纜故障測試儀生產廠家來濟南進行了現場測試對比,本文主要針對各種電纜故障測試儀的工作原理及對各類故障的適用情況談談認識和體會。
關鍵詞:電纜故障 主要原因 查找方法 實際應用

  近幾年,濟南市路燈管理處緊緊抓住迎接第十一屆全運會城市階段性建設任務的歷史機遇,開拓創新,路燈工程建設與設施管理雙管齊下,安全管理與社會服務工作齊頭并進,路燈設施覆蓋范圍不斷擴大,截至2009年底,濟南市路燈數量達82535盞,路燈電纜總長度1832公里。隨著電纜長度的不斷增加,由于外力破壞或自身原因造成的電纜事故屢有發生,造成成片區域內路燈不亮,降低了“亮燈率”,損害了路燈處的形象,為市民夜間出行帶來很多不便。如何才能快速準確的找到并修復電纜故障點,成為擺在我們面前的一個必須盡快解決的難題。

一、路燈低壓電纜故障產生的主要原因


(一)外力破壞
  由于道路施工和其他管線施工的不規范性和隨意性,經常發生將路燈電纜挖斷、損壞的情況,而且,大多施工單位在挖出路燈電纜后,不通知路燈管理部門,私自重新填埋,而由此造成的電纜損傷,經過一段時間運行后便會造成此處電纜的徹底損毀。
(二)電纜長期過負荷運行
  由于設計的欠缺、電纜尺寸的“缺斤少兩”、三相負荷不平衡、隨意增加負載等原因,造成部分電纜的的長期過負荷運行,電纜的溫度會隨之升高,尤其在炎熱的夏季,電纜的溫升常常導致電纜的較薄弱處和接頭處首先被擊穿。在夏季,電纜故障率高的原因正在于此。
(三)電纜施工質量欠佳
  野蠻施工,違章拖拽電纜,會造成電纜外皮受損,在幾個月甚至幾年后潮氣浸入,絕緣程度降低而導致損傷部位徹底崩潰形成故障。此外,電纜接頭是電纜線路中最薄弱的環節,施工人員在制作電纜接頭過程中,如果接頭有壓接不緊、包扎不嚴、熱縮質量不佳等原因,都會導致電纜頭絕緣降低,引發故障的發生。
(四)電纜接頭腐蝕損壞
  為了防止路燈電纜被盜,濟南市將全市大多數路燈檢查井用混凝土填埋。雖然取得一定的防盜效果,但由于部分檢查井內有電纜接頭,潮氣無法釋放,使得電纜接頭絕緣部分腐蝕損壞,引發電纜事故。
(五)其它原因
  如電纜本身的正常老化、電纜周邊環境惡劣、地面下沉、自然災害等原因。

二、路燈低壓電纜故障的常見類型


(一)按埋設方式又可分為對土壤有泄漏的開放性故障和對土壤無泄漏的封閉性故障。
(二)按故障點位置又分為電纜本體故障、燈桿內、燈桿下、檢查井中、接頭處故障等。
(三)按電纜故障性質分為:
1.斷路:屬長時間大電流燒斷或外力挖斷所致,相線、零線斷路,有時可正常送電但部分路燈不亮。此種故障屬路燈電纜故障中最常見的一種,在解決上也比較容易。
2.短路:常表現為零線與相線或相線與相線之間短路。屬瞬間大電流燒結所致,此時不能正常送電。短路故障若外皮破損則比較好解決,而外皮沒有破損的故障則比較難解決。
3.絕緣不良:能短時送電,但線路中電流異常,經過一段時間,斷路器保護動作,我們稱為“軟故障”。系電纜外皮破損或絕緣老化而致,此類故障是我們測試的難點。

三、電力電纜故障通常使用的查找方法


  電力電纜故障查找一般分故障性質診斷、故障測距、路徑探測、故障定點等四個步驟進行。故障測距的方法主要包括,一是電纜故障定位電橋法,主要包括傳統的直流電橋法、壓降比較法和直流電阻法等;二是低壓脈沖法,又稱雷達法,是在電纜一端通過儀器向電纜中輸入低壓脈沖信號,當遇到波阻抗不匹配的故障點時,該脈沖信號就會產生反射,并返回到測量儀器。該方法具有操作簡單、測試精度高等優點,主要用于對斷線、低阻故障進行測試,但不能測試高阻故障和閃絡性故障;三是脈沖電壓法,需向故障電纜中施加直流高壓信號;四是脈沖電流法,需向故障電纜中施加直流高壓信號;五是二次脈沖法。
  電纜路徑的探測與識別方法主要是,在待測電纜上加入特定頻率的(或脈沖的)電流信號,通過檢測這個電流信號在電纜周圍產生的磁場信號來查出電纜路徑。
  電纜故障的精確定點方法主要有,一是聲測法,對故障電纜施加高壓脈沖使故障點放電時,通過故障點放電的聲音來找出故障點,由于外界環境嘈雜,干擾較大,使用此方法有時很難分辨出真正的故障點放電的聲音;二是聲磁同步法,也需要對故障電纜施加高壓脈沖使故障點放電,在故障點放電時,使用此方法易于排除環境干擾,精度較高,信號易于理解辨別;三是音頻信號法,用一定頻率的音頻信號發生器向待測電纜中加入音頻電流信號,在電纜周圍就會產生同頻率的電磁波信號,在地面上用探頭沿被測電纜路徑接收電磁信號,并將之送入放大器進行放大用以發現故障點的位置;四是跨步電壓法,通過向故障相和大地之間加入一個直流高壓脈沖信號,在故障點附近用電壓表檢測放電時兩點間跨步電壓突變的大小和方向,用以找到故障點。

路燈電纜故障測試儀在城市照明管理中的應用

四、路燈用低壓電纜故障測試儀需求分析


1.測試時盡可能減少取下負載的次數。路燈電纜的負載連接不同于其它行業的電纜,路燈電纜就相當于一條供電母線,所有的燈具就是連接在母線上的負載,每間隔40米左右就是一個負載。而濟南市的路燈保險是加裝在燈具內的,也就增加了取下負載的難度,因此,那些測試時要把電纜線路上的負載都取下的測試方式肯定是不可行的。
2.不能對路燈低壓電纜進行高電壓測試,因為,目前所用的路燈電纜大多是耐壓等級500V的聚氯乙烯絕緣或鎧裝電纜。如果進行高電壓測試,會對電纜造成進一步損壞,增加故障點的數量。
3.測試儀要能夠抓大故障放小故障,做到“去精取粗”。因為,運行中的路燈電纜絕緣性往往不高,如果測試設備對于電纜中細小的“瑕疵”過于敏感,就會得不償失,反而放過了影響路燈設施正常運行的主要故障點。
4.斷路故障點查找較容易,重點是要能查找到短路故障點。因為,我們可以根據路燈亮燈情況,方便地判定斷路故障點的起始端,而短路故障由于無法正常送電,無法判定故障點存在的范圍。
5.路燈變壓器的供電半徑大約是500米—800米,供電范圍不大,只要能先將故障點范圍鎖定在幾個燈桿之間,便可再用儀器進行準確定點查找。因此,我們認為測距設備的使用價值不高。
6.測試儀要操作簡單,使用方便。那種戴耳機聽聲音的測試辦法受環境影響大,不可;看波形進行對比分析的方法,對操作者的知識水平、工作經驗要求高,不實用;設備要外接電源的設備,使用時受現場條件制約,不方便;

五、使用電纜故障測試儀的體會


  2009年,我處先后邀請了國內多個電纜故障測試儀生產廠家來濟南,幫助我們現場查找斷路、短路故障點,通過測試對比,最終選用了西安華傲通訊技術有限責任公司生產的ZMY-2000型電纜故障測試儀。它集電纜的路徑檢測、埋深測定、電纜識別、故障定點四項功能為一體,全套儀器由發射機、接收機、區域耦合器、A字架等組成,具有液晶顯示、條柵指示、聲音提示功能。測量電纜深度為一鍵直讀;測試過程無需施加高壓、無需交流供電、無需波形分析;路徑查找、埋深測量、故障點的精確定位由一人同步完成;不受埋設方式及穿管的限制,可以較為方便地查找相間短路故障點。實事求是地講,我們之所以選擇這款產品,主要是看中它所具有的短路故障區域判斷功能,該設備可以方便快捷地確定故障點的大致區域。
  通過近一年的使用,我們先后準確定點發現并修復了縣東巷、經七路、北園高架橋等處多種不同類型的電纜故障,極大地提高了電纜故障處理能力。尤為可喜的是,我處維修工區的電工已經從最初的排斥使用電纜故障測試儀,到后來慢慢體會到它的方便,到現在已經積極主動地使用該設備了。

六、結束語


  隨著路燈行業建設規模不斷擴大,路燈電纜數量日漸增加,希望各電纜故障測試設備生產廠家,能夠充分考慮路燈行業的需求,立足實用,積極采用高科技、新手段解決諸如“電纜軟故障查找”等難題,為路燈設施管理水平的提高做出貢獻。


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