路灯电缆故障的检测及解决方法

张力强

摘要：华北油田矿区路灯电缆一般为直埋敷设、电缆故障情况均比较复杂，维修人员要熟悉电缆环境与走向，准确判断故障性质，严格按照程序来进行检测，这样才能准确、快速地确定电缆故障点。本文仅就华北油田矿区路灯电缆故障的故障原因、故障现象以及故障检测方法、排除方法进行探讨，提出电缆故障的检测方法以及解决方法。

关键词：路灯;电缆故障;检测技术;解决措施

华北油田矿区路灯由于绿化、道路改造以及其他工程项目等因素的影响，地埋电缆时常受到损伤而引起电缆故障频繁发生。如何确保路灯电缆得以稳定、安全运行，这是路灯管理部门面临的一个难题，当发生电缆故障时如何快速确定故障类型，定位故障点从而迅速恢复供电变得非常重要[1]。因此有必要探讨路灯电缆故障的检测及解决方法。

一、路灯电缆故障原因

当发生路灯电缆故障时，迅速将电缆故障的发生原因查明，这对快速判断故障发生点以及减少电缆损坏都非常重要。总结常見的路灯电缆故障原因如下：（1）电缆外伤引起绝缘受潮;（2）机械损伤，机械损伤是最为常见的引起电缆故障的原因，一些电缆的机械损伤尽管轻微，发生机械损伤后也并没有立即造成故障，但是当未能及时发现这些隐患并采取措施时，常见机械损伤数个月甚至几年后才引起故障;（3）电缆材料自身缺陷;（4）电缆的设计及制作工艺存在缺陷：电缆的终端接头及中间接头未能严格按照工艺制作。电缆的制作工艺问题、材料选择不不合理以及都会引起电缆头故障;（5）电缆受到地下酸碱腐蚀的影响，其外套被腐蚀而出现开裂、麻点以及穿孔等进而引起电缆故障。

二、路灯电缆故障的探测步骤

为了确保路灯电缆故障得以准确、快速地诊断，需要严格按照诊断电缆故障性质、测量电缆故障距离以及定点这三个步骤，不能跳过任何一个步骤，否则反而会造成检测效率降低。

（一）诊断电缆故障性质

诊断电缆故障性质也就是对故障的严重程度以及故障类型进行判断，这样才方便合理选择测距以及定点，方便针对故障的具体情况采取相应措施。诊断电缆故障性质时，要确定电缆故障电阻是高阻还是低阻，是单相故障、双相故障或者是三相故障，判断是接地、短路、断路还是混合故障。采用万用表以及兆欧表可以对故障性质做出判断。当电缆的材料，截面积，和长度相同时，每盏灯的电阻衰减恒定，当直接断路时，测量线路电阻即可对故障点距测量点的距离做出大致判断。

断路故障：外力挖断电缆或者大电流长时间烧断电缆引起，零线、相线断路，一些情况下能正常送电，但是有部分路灯无法点亮。断路相对少见，处理时也比较容易。

短路故障：相线之间断路，也有零线与相线短路，短路是大电流瞬间烧结引起，发生短路时电缆无法正常送电。当发生断路故障时，如果外皮破损时则解决时相对容易，但是当外皮正常时，此时处理难度就相对增加。短路的症状包括开关跳闸、末端电压低以及工作电流大，其原因主要有：（1）外力引起电缆损伤而形成大地短路;（2）电缆头两侧的长短不同，顶在灯杆内壁，绝缘层破坏而引起短路;（3）施工过程中，电缆或者灯线的某一段被埋在路灯基础与路灯杆底座中间而形成分短路;（4）灯线与灯杆接地;（5）灯头接地。

电缆线路绝缘不良故障：绝缘不良故短时间内能正常送电，但是线路中的电流存在异常，经过一段时间后，断路器触发保护动作，因此绝缘不良是一种软故障。其原因为电缆绝缘老化或者外皮破损，发生绝缘不良时检测难度较大。

接地故障：接地也被称为漏电，其特征在于接地电流较小，通常在1-2A，接地有零线接地与相线接地这两种，当零线接地时，出线开关的电流无加大，零线回路电流减少，出线开关无跳闸，只有当漏电电流大于出线设定值时，出线开关跳闸。当相线接地时，接地电流明显增大，当接地与电源距离较近时，路灯灯杆接地较好，配电开关电流增大明显，到达一定程度时则引起配电出线开关跳闸;当线路较长时，接地接触不好，电流变化不显著，开关跳闸难度较大[2-4]。

（二）测量电缆故障距离

测量电缆故障距离也被称为粗测，测量时采用仪器在电缆一段对故障距离进行测定。常用方法如下。

1.电桥法

短接被测量电缆终端的非故障相与故障相，将非故障相与故障相分别于电桥两个桥臂连接。对R2数值进行调节，确保电调平衡，CD之间无电位差，检流计中无电流，根据电桥平衡原则即可对故障点位置进行确定。电桥法具有精确度高、方便、简单的特点，但是这一技术的缺陷在于不适用于闪络性故障及高阻性故障。当故障电阻极高时，此时电桥里电流无法被灵敏度一般的仪器探测出来，但是当电缆发生故障时，多为闪络性故障、高阻性故障。除此之外，当使用电桥法对故障距离进行测量时，需要先烧穿故障点，这样才能将故障电阻降低到可以测量的范围，但是烧穿故障点难度较大，需要消耗数小时甚至数日，有的时候还会出现故障电阻被烧得过低而形成永久短路的情况，这造成无法再采用放电法定位;有的时候故障点被烧穿后电阻反而增高。除此之外，电桥法不能应用于断路故障以及三相断路的测量，还要求提供电缆的准确长度。

2.漏电电流测试法

路灯接线孔中的电缆可以被直接观察，在不对电缆造成破坏情况下测量电流即可对接地点位置做出大致判断。可以应用附加电阻的方法来测量严重接地、严重断路时的距离。但是当故障点没有与大地接触时这一方法不适用，因此不适用于穿管敷设的电缆测量。

3.脉冲电压法

这一方法也被称为闪测法，在脉冲高压信号或者直流电压的作用下将电缆故障击穿，对观察点与故障点之间的放电电压脉冲来回一次的时间进行测量从而对距离进行测量。这一方法的有时在于无须烧穿闪络性故障及高阻性故障，直接采用故障击穿产生的脉冲信号来进行距离测量，其具有测量方便，简化测量过程的优势。

4.低压脉冲反射法

这一方法也被称为雷达法，对发射脉冲与故障点反射脉冲的时间差进行测量进而对距离进行测量。这一方法的优势在于无须知晓电缆的原始技术资料，直观、简单，且根据脉冲的反射波形能够对电缆分支点与接头的位置进行识别。这一方法的缺陷在于不适于闪络性故障及高阻性故障。

5.脉冲电流法

这一方法采用电流耦合器对电缆故障击穿时的电流脉冲信号进行测量，可实现高压回路与仪器之间的电耦合，无须电缆与电容的电感与串联电阻，这使得接线得以简化，其耦合而来的脉冲波形分辨难度低。当前主要是采用行波测距法。采用低压脉冲法对接地故障与低阻进行排除，采用脉冲电流法测量闪络性故障及高阻性故障。这两种方法均根据故障点与测量点之间的脉冲信号往返一次的时间来测量距离，但是前者主动发射探测电压脉冲，后者对故障击穿而形成的瞬间脉冲电流信号进行被动记录[5-6]。

（三）电缆故障定点

这一方法也被称为精确测量，根据电缆路径走向以及故障的测距结果来确定故障点的大致方位之后，在小范围内准确定位故障点的位置。当前常用的方法包括音频感应法以及冲击放电声测法，前者主要是在低阻故障的定位中应用。实际应用中，电缆埋设过深、振动噪声太大等都会造成难以准确、快速地寻找到故障点。声磁同步检测法对接收到的磁声信号时间差进行检测进而对故障点与探头位置进行确定，对电缆两侧的脉冲磁场初始极性进行比较，不仅能确定故障点，还能用于确定电缆的路径。

三、路灯电缆故障的解决方法

（一）电缆断路故障的处理措施

断路故障比较简单，一般是制作热缩中间接头或者重新更换整条电缆。

（二）电缆短路故障的处理措施

对由于灯杆内电缆头接头松动，接地崩烧，过热引起的故障，及时紧固电缆头的接头，避免电缆接头松动;对短路相、接地相没有拆除或者多相接地的，要寻找接地点，排除故障，或者将短路相、接地相拆除;对电缆热稳定度不足、选择不合理引起绝缘损伤而引起短路崩烧的，及时修复并降低电缆负荷，从而确保线路得以继续运行。

（三）绝缘击穿故障电的处理措施

电缆热缩接头缺陷，例如接头的绝缘材料缺陷、密封不良而引起进水引起绝缘受潮而击穿的，要重做热缩终端接头。对热缩中间接头制作不当，例如接头与线芯不均匀连接，或者电缆热缩不均而引起绝缘破坏的，要严格按照热缩中间接头的工艺制作，对由于绝缘材料差而引起的击穿，更换优质热缩接头。

（四）电缆接地故障的处理措施

当施工动土因为外力而使電缆绝缘被损坏引起接地故障时，将地面挖开并对绝缘进行修复;对由于温度过高、负荷过大引起的绝缘老化接地故障，要及时采取措施，对负荷进行调整，同时将更换已经严重老化的电缆。

四、结语

当前电子技术不断发展，电缆故障的检测技术以及仪器也不断进步，当前仪器的智能化程度不断提高，其能够通过复杂的数学计算来处理采集到的信号，对故障点进行自动计算，能对测量波形进行记录，还具有操作简单、容易携带以及体积较小的优势。我们相信，随着电缆故障检测技术将不断进步，更加直观、实用且简洁的电缆故障检测仪器将不断出现，从而使得原本隐蔽的电缆得到充分显露，各种电缆故障也将一览无余地得到显示，从而帮助我们快速定位路灯电缆故障点[7-9]。

参考文献：

[1]周科.道路照明设施常见故障及维护方案[J].山东工业技术，2019 （10）：171.

[2]王明顺，黄真.路灯电缆故障快速检测应用技巧[J].城市建设理论研究（电子版），2018 （32）：5-6.

[3]卢伟彬.综述市政照明路灯电缆故障检测及解决方法[J].电子世界，2018 （12）：117+120.

[4]王艺深，姚灵林，范晓龙.关于城市道路照明设施专用变压器设置的问题与思考[J].照明工程学报，2017 （1）：89-92.

[5]罗轶洲.城市道路照明与节能问题初探[J].技术与市场，2014 （12）：147-148.

[6]韩建华.城市道路照明发展中存在的问题及对策研究[J].技术与市场，2017 （2）：72，74.

[7]黄庭善.分析市政照明工程中路灯的安装技术[J].建材与装饰，2020 （10）：208-209.

[8]卢伟彬.综述市政照明路灯电缆故障检测及解决方法[J].电子世界，2018 （12）：117+120.

[9]雷彩娟.分布式路灯资源光伏发电技术的研究与开发[D].沈阳工程学院，2016.