路灯检测中常见电气故障及措施分析

路灯检测中常见电气故障及措施分析

房金二

清远市连南瑶族自治县路灯所，广东 清远 513300

摘 要：本文首先分析路灯变压器两侧三线制线路中常见故障，详细探讨路灯低压三相四线制线路中故障，探讨照明灯具电容短路、电子触发器断路故障，最后提出TN－S接地系统降低故障电压危害的改善措施。

关键词：路灯；电气故障；变压器；检测；措施

引言

随着社会的不断发展，城市化进程的不断加快，城市的基础设施得到了很大程度的发展，与之前有着翻天覆地的变化。而城市的市政路灯不仅仅起到了城市夜间照明的作用，更加重要的是市政路灯体现了一座城市的文化和发展程度，是一座城市对外的名片之一。因此，加强对城市照明设施的巡查检修就显得尤为重要。下文主要介绍路灯检修巡查中常见事故的发现及检测。

1 路灯变压器两侧三线制线路中常见故障的发现

在路灯供电线路中，设置变压器的位置通常在整个照明线路的负荷中心，不同容量的变压器供电线路的半径长度不同，合理缩短低压配电线路长度，能够降低线路损耗，提高电能使用效率，实现一定程度的节能效果。另外，注重变压器的故障排除，便其安全高效运行也是非常重要的。

1.1 变压器10kV侧高压熔断器熔丝熔断现象的发现

变压器10kV侧高压熔断器熔丝熔断现象如图1所示。熔断器是一个热能效应器体，在路灯变压器中起保护作用。变压器中的熔断器，常用电阻率较高的易熔铜合金16A～25A多股铜线。在16A～25A 多股铜线中，中间用截面积较小的独股铜导线构成熔断器的熔丝，当电流超过熔丝电流规定值和熔丝发热熔断的规定时间，会使熔断器断开，达到保护线路和路灯变压器的目的。线路在正常工作情况下，熔断器中的熔断丝不会熔断，只有线路出现异常时，熔断丝才会熔断。例如，巡检时发现某12号柜的高压变压器低压侧缺相，导致变压器低压侧只有两相线，间线电压为380V，其余两相线间电压分别为150V～80V。经线路巡查发现，在配电柜对面的14m高水泥电杆上，高压熔断器中相跌落，熔丝为熔断。故障排除后恢复送电，空载试验检测变压器相电压、线电压均正常。

图 1 路灯变压器线路图

1.2 变压器380V侧低压熔片熔断的分析

在路灯变压器低压侧有隔离开关和“玉米”保险片，熔片除了零线与相线或相线间短路故障引起熔断、或雷击过电压及高电压窜入低电压设备导致的过电压熔断外，路灯线路三相负荷不平衡也会导致过负荷熔断。如图2所示，照明线路通常采用三相四线制，这样任何一相总的单相负荷都有两个回路：一是和零线组成220V回路；二是和另一相串联构成 380V回路。当三相平衡时，线电压和相电压之间构成一和谐稳定的回路，零线上没有电流；当三相负荷不平衡时，虽然串联在线电压之间的两负荷不一样大但串联电流相等，这样负荷大的一相多余的电流就从零线走了。三相负荷的每一相都和另两相负荷有串联关系，于是大于负荷小相的另两相多余电流就构成了零线电流。当零线在b点发生断线时，接在断开点以后的B相和C相的单相负荷相当于串联接在 BC两相（380V）上，造成负荷大的C相电压低，负载小的B相电压高，使得B相熔片熔断。若B相和C相负载一样大，则B相和C相负载各承受电压190V。因此，在路灯输电线路的三相负荷要尽量平衡，以保护零线及低电压侧的熔片保险。

图 2 路灯负荷不平衡故障图

2 路灯低压三相四线制线路中故障的发现

路灯低压配电柜承载着照明线路监控、检测、感知的功能，有计划地调整路灯线路的电压、电流值，合理减压降流很重要。在充分保证三相负载负荷尽可能平衡的情况下，通过有载调压、支路分流来提高电能的使用效率，可达到节约电能、降低损耗的目的。在日常路灯线路的巡检中，配电柜的主要故障是由于路灯低压三相四线制输电线路中的相间短路和接地短路2种事故现象引起的空气开关自动跳闸。

2.1 路灯三相四线制线路任意两相间短路的故障

路灯照明电缆线路通常是穿管埋设于地下，设置有电缆检查井。照明电缆长期在地下受空气、雨水、潮气、氧化与腐蚀的影响，易使电缆保护屏蔽层、绝缘层受到不同程度的损伤，引起路灯日常的各类事故发生。首先分析电缆三个相线绝缘性能不同程度下降的原因。由于每条相线通过电流时都或多或少地发生热效应，导电体在磁场中会产生作用力，而三相线在其产生的磁场中存在相互吸引的作用，当绝缘性能下降到被破坏的临界点时，配电柜中的支路空气开关就会在一段时间内出现自动跳闸现象。路灯巡查人员重新恢复送电，空气开关的工作电流还是小于其的额定电流，但有时空气开关会出现三四次的自动跳闸，严重影响城市道路照明的正常工作。这种情况在路灯故障中被称之为“软故障”，只能用 500V兆欧表测量相线间的绝缘性能。具体的测量方法为：先把故障线路相线的所有连接点全部断开，然后将故障线路按 1/2 n次的方法断开，即第一次取故障线路的最中间分开，被测相线的裸露导线端分别连接到兆欧表的“L”和“E”端，被测相线的另一端分开，兆欧表的“G”端与电缆保护层相连使兆欧表保持水平位置，左手按住表身，右手摇动兆欧表摇柄，转速约120 r/min，如此遥测2次，把摇测为“0”或其他值的一侧线路选出来；第二次取故障线路 1/4 处继续摇测2次，依次类推反复几次把故障线路的范围逐渐缩小到2个路灯间电缆，然后恢复路灯线路的正常状态。

2.2 路灯三相四线制线路中单相接地故障

照明电缆接地故障常见的有相线与零线黏连、相线与地接通等故障。这2种故障都能引起配电柜中空气开关跳闸。当相线与零线黏连时，也用500V兆欧表摇测，与上述相线间黏连的方法相似，唯一区别就是把故障电缆的所有负荷的连接全部断开，这样才能保证兆欧表摇测出来的故障电缆比较准确。当相线与大地连通时，由于大地电阻远小于路灯电阻，故障相线的横截面积远大于路灯连接线路的横截面积，所以大部分电荷都沿故障相流向大地，电流很大，路灯线路只有一小部分电荷流过，出现了着灯不充足、不着灯或闪烁等现象。用钳形电流表检测时，遵循靠近电源端电流越大、靠近故障点电流越小的原则，通过检测电流大小就能发现故障点的位置。

3 照明灯具电容短路、电子触发器断路故障

在灯泡的实际应用中，常有只亮灯管部分而整体灯泡亮度远远达不到要求的现象出现。线路电压正常情况下，如果出现灯管部分亮而整体灯泡亮度不达要求时，说明灯泡两端电压没有达到额定值，这时应先检查补偿电容是否被击穿，如果出现电容烧焦或变形发黑，则认为是电容短路引起灯泡两端的电压降低。更换匹配电容后，如果灯泡亮度还不充分，就需要检查电子触发器，看是不是电子触发器有问题。检修中，只能用把灯泡亮度还不充分的电子触发器安装到另一个正常工作的灯具中检测，以确定电子触发器是否有问题。在路灯照明灯具中，常用70W～400W的电子触发器来产生更高频率、更高电压激发钠蒸气发光。

4 TN－S接地系统降低故障电压危害的改善措施

通过研究发现在对于TN－S接地系统改进过程中，如不能很好地控制接地保护干线的管理，往往就会很容易发生相线对地故障，从而保护干线便会出现故障，导致发生触电的危险。保护线上的故障电压理论公式为 Uf = Id×ＲB，其中的Id 为接地出现的故障电流; ＲB 是作为 TN 系统的一种电源系统接地并联的接地极的接地电阻总和。为避免电击危险，IEC根据标准规定满足如下要求: ＲB/ＲE≤50 /U0－50(在正常干燥场所) ; ＲB/ＲE≤25 /U0 －25(处于潮湿场所) ，U0———相线对地标称电压，V。把 U0 = 220V 代入以上两式，可以得到:ＲB≤0. 3ＲE(在正常干燥场所) ; ＲB≤0. 13ＲE(处于湿润的场所) 。因ＲE不是一个能确定的常数而是一个随机值，所以难以对ＲB值规定一个安全系数准确值，但是由公式可以看出，只需保证ＲB值尽可能的小，就可以很好地降低电源系统的接地电阻，投入的资金也比较低，这是一个较为科学合理的改善方法。

在利用TN－S这个接地系统时，当线路过长时，在线路末端会很容易发生接地故障的现象，因为当故障电流在较小的时候，根本不能快速地实现在规定时间内切断故障电路从而减少触电的危险。基于此，在进行配置配电回路校验的时候必须要进行保护电器灵敏度的安全值的检验，同时根据实际的计算公式为理论指导从而实现对于在发生接地故障时可以通过降低相———保回路的阻抗以及增大回路的接地故障电流Id这样的方式来监管控制。通过研究发现用这样的方式来改善道路照明系统是最为有效的方式之一。

参考文献:

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