使用便携式24V交流电源查找路灯线路电缆接地故障点的方法与流程

使用便携式24v交流电源查找路灯线路电缆接地故障点的方法
技术领域
1.本发明涉及查找线路故障点技术领域，具体为使用便携式24v交流电源查找路灯线路电缆接地故障点的方法。


背景技术：

2.路灯线路安装漏电保护装置后，路灯线路发生接地故障时，漏保装置就会及时动作，大部分接地故障为不完全接地故障，通过万用表测量直流电阻的方法难以查找到路灯线路电缆接地故障点，通过测量电缆绝缘来查找线路电缆接地故障点速度太慢。
3.当线路电缆接地故障时，支路漏保装置跳闸后，有的班组先合支路漏保装置，再通过合闸接触器或出线空开再次给线路送电，配合解开线路电缆头，用支路漏保装置是否跳闸的方法来判断接地故障点在哪两杆之间，有的班组直接在故障线路上强送漏保装置来查找路灯线路电缆接地故障点，在合闸的过程中，漏保装置可能再次跳闸，而手柄却被将用力合闸的手顶住，很容易造成机构损坏。这种查找接地故障点的方法与上《剩余电流动作保护装置安装和运行》gb/t13955-2017中“rcd的运行和管理”规定有所冲突，其规定：剩余电流保护装置动作后，经检查未发现动作原因时，允许试送电一次。如果再次动作，应查明原因找出故障，不得连续强行送电。因此，设计一种便携式24v交流电源查找路灯线路电缆接地故障点的方法是很有必要的。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供使用便携式24v交流电源查找路灯线路电缆接地故障点的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：使用便携式24v交流电源查找路灯线路电缆接地故障点的方法，包括以下步骤：步骤一，便携式24v交流电源的制作；步骤二，查找路灯线路电缆接地故障点的原理；
6.其中在上述步骤一中，用12v直流电池配置一个12v直流变24v交流的逆变器，这样就得到一个便携式24v交流电源；电源输出端一端串接熔断器保护，另一端分为两条线，其中一条接pe线，相当于一个交流24v中性点接地的路灯变压器；便携式24v交流电源加在一个高压钠灯灯具上的负载电流约为0.22a，加在一个led灯灯具上的负载电流约为0.05a；
7.其中在上述步骤二中，当支路漏保装置动作后，将带有熔断器保护的出线端分别夹在电缆的a、b、c相上，另一出线端分别夹在n相及pe线电缆头上(pe线接在接地母排上)，n相与pe线连在一起，相当于一个交流24v中性点接地的变压器给路灯线路供电；
8.1)判断发生接地故障相：在控制柜出线端，将24v交流电压分别加在an(pe)、bn(pe)、cn(pe)之间，用高精度钳形电流表卡住电缆abcn四根芯线，pe不要卡入，分别测量电缆abcn的剩余电流，根据剩余电流数值大小，判断是哪一相电缆发生接地故障，例如c相电缆接地，则24v交流电压加在cn(pe)测得abcn的剩余电流数值明显高于电压加在an(pe)、bn
(pe)测得abcn的剩余电流数值；如果三相测得的剩余电流数值差不多，则判断是n相电缆发生接地故障；
9.2)判断接地故障点的位置：
10.21)将24v交流电压加在控制柜线路电缆的出线端，利用二分法，不断地解开、连接故障相电缆头，在控制柜处测量支路电缆abcn的剩余电流，根据abcn剩余电流数值突变的位置判断电缆接地故障点发生在哪两根灯杆之间；在故障点的前一根灯杆(靠近电源点)解开故障相电缆头，测得abcn的剩余电流数值明显变小(接地故障点被解除了)，再连接该故障相电缆接头，在故障点的后一根灯杆解开故障相电缆头，测得abcn的剩余电流数值恢复至原有的数值(接地故障点又连在线路中)，根据剩余电流数值突变来判断电缆接地故障点在这两根灯杆之间；
11.22)将24交流电压加在控制柜线路电缆的出线端，在线路灯杆处测量支路电缆abcn的剩余电流，从电源点的位置算起，在故障点的前一根灯杆电缆头，测得abcn的剩余电流数值基本不变(接地故障点在测试点后面的线路中)，在故障点的后一根灯杆电缆头，测得abcn的剩余电流数值明显变小(接地故障点在测试点前面的线路中)，根据剩余电流数值突变来判断电缆接地故障点在这两根灯杆之间；这样不需要解开电缆接头，就可判断故障点的位置；
12.23)将24交流电压加在灯杆内故障相电缆头上，通过测量电缆头前后的abcn剩余电流，判断接地故障点在施加电源点的前面或后面，接地故障点在剩余电流数值大的一侧线路，经过多次在不同灯杆上施加电源及测量abcn的剩余电流，从而判断出接地故障点在哪两根灯杆之间；如果灯杆处手孔内将故障相电缆头解开，通过测量abcn的剩余电流来判断故障点位置更为明显；便携式24v交流电源输出端的一端接在故障相电缆头上，另一端分别与n相与pe电缆连接(n相与pe线短接)，相当于将交流24v中性点接地变压器移至灯杆的位置；
13.24)如果是n相电缆接地，把24v交流电压加中任一相火线和n相之间，或者将便携式24v电源的输出端与前面的连接方式对换，即将串接熔断器的一端接在n相电缆上，另一端接在任一相火线上，并与pe线短接，这样n线电缆上有较高电压，所测abcn的剩余电流数值会比较高，有助于判断电缆故障点在哪两根灯杆之间；判断线路电缆接地故障点位置的方法与前面判断火相电缆接地故障点位置的方法类似。
14.优选的，所述步骤一中，便携式24v交流电源中的电池容量、输出功率以及逆变器的输出功率应满足路灯线路负载的要求。
15.优选的，所述步骤一中，经过多次在不同供电半径、不同性质的负载试验，负荷为led路灯，交流负载阻抗较大，直流电池和逆变器的输出功率配置小一些，负荷为高压钠灯路灯，交流负载阻抗较小，直流电池和逆变器的输出功率配置大一些，根据路灯线路的实际情况进行配置，一般配置12v20ah直流电池和12v直流变24v交流的10a逆变器就可以通用。
16.优选的，所述步骤一中，便携式24v交流电源最好设有逆变器输出电压、电流指示，12v直流电池电压、电流、电池容量指示，充电接口、输出接口、控制开关，必要时加照明灯。
17.优选的，所述步骤二2)22)中，此步骤适用于灯杆处手孔门内有足够空间，较容易测量支路电缆abcn剩余电流的情况。
18.优选的，所述步骤二2)23)中，此步骤适用于灯杆处能明确知道手孔门内的电缆走
向及较容易测量支路电缆abcn的剩余电流的情况。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该使用便携式24v交流电源查找路灯线路电缆接地故障点的方法，利用便携式24v交流电压源，通过测量支路电缆剩余电流值来查找接地故障点的方法是可行的；该方法也可应用在其他领域对低压电缆接地故障点的排查，同时该发明，便于安全、快速、可靠的查找路灯线路电缆接地故障点。
附图说明
20.图1为本发明中便携式24v交流电源的设计原理图；
21.图2为本发明中便携式24v交流电源中性点接地的变压器给路灯线路供电示意图；
22.图3为本发明中的方法流程图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-3，本发明提供的一种实施例：使用便携式24v交流电源查找路灯线路电缆接地故障点的方法，包括以下步骤：步骤一，便携式24v交流电源的制作；步骤二，查找路灯线路电缆接地故障点的原理；
25.其中在上述步骤一中，用12v直流电池配置一个12v直流变24v交流的逆变器，这样就得到一个便携式24v交流电源，且便携式24v交流电源的设计原理图如图1；电源输出端一端串接熔断器保护，另一端分为两条线，其中一条接pe线，相当于一个交流24v中性点接地的路灯变压器；便携式24v交流电源加在一个高压钠灯灯具上的负载电流约为0.22a，加在一个led灯灯具上的负载电流约为0.05a；便携式24v交流电源中的电池容量、输出功率以及逆变器的输出功率应满足路灯线路负载的要求；经过多次在不同供电半径、不同性质的负载试验，负荷为led路灯，交流负载阻抗较大，直流电池和逆变器的输出功率配置小一些，负荷为高压钠灯路灯，交流负载阻抗较小，直流电池和逆变器的输出功率配置大一些，根据路灯线路的实际情况进行配置，一般配置12v20ah直流电池和12v直流变24v交流的10a逆变器就可以通用；便携式24v交流电源最好设有逆变器输出电压、电流指示，12v直流电池电压、电流、电池容量指示，充电接口、输出接口、控制开关，必要时加照明灯；
26.其中在上述步骤二中，当支路漏保装置动作后，将带有熔断器保护的出线端分别夹在电缆的a、b、c相上，另一出线端分别夹在n相及pe线电缆头上(pe线接在接地母排上)，n相与pe线连在一起，相当于一个交流24v中性点接地的变压器给路灯线路供电，且供电示意图如图2；
27.1)判断发生接地故障相：在控制柜出线端，将24v交流电压分别加在an(pe)、bn(pe)、cn(pe)之间，用高精度钳形电流表卡住电缆abcn四根芯线，pe不要卡入，分别测量电缆abcn的剩余电流，根据剩余电流数值大小，判断是哪一相电缆发生接地故障，例如c相电缆接地，则24v交流电压加在cn(pe)测得abcn的剩余电流数值明显高于电压加在an(pe)、bn(pe)测得abcn的剩余电流数值；如果三相测得的剩余电流数值差不多，则判断是n相电缆发
生接地故障；
28.2)判断接地故障点的位置：
29.21)将24v交流电压加在控制柜线路电缆的出线端，利用二分法，不断地解开、连接故障相电缆头，在控制柜处测量支路电缆abcn的剩余电流，根据abcn剩余电流数值突变的位置判断电缆接地故障点发生在哪两根灯杆之间；在故障点的前一根灯杆(靠近电源点)解开故障相电缆头，测得abcn的剩余电流数值明显变小(接地故障点被解除了)，再连接该故障相电缆接头，在故障点的后一根灯杆解开故障相电缆头，测得abcn的剩余电流数值恢复至原有的数值(接地故障点又连在线路中)，根据剩余电流数值突变来判断电缆接地故障点在这两根灯杆之间；
30.22)将24交流电压加在控制柜线路电缆的出线端，在线路灯杆处测量支路电缆abcn的剩余电流，从电源点的位置算起，在故障点的前一根灯杆电缆头，测得abcn的剩余电流数值基本不变(接地故障点在测试点后面的线路中)，在故障点的后一根灯杆电缆头，测得abcn的剩余电流数值明显变小(接地故障点在测试点前面的线路中)，根据剩余电流数值突变来判断电缆接地故障点在这两根灯杆之间；这样不需要解开电缆接头，就可判断故障点的位置；此步骤适用于灯杆处手孔门内有足够空间，较容易测量支路电缆abcn剩余电流的情况；
31.23)将24交流电压加在灯杆内故障相电缆头上，通过测量电缆头前后的abcn剩余电流，判断接地故障点在施加电源点的前面或后面，接地故障点在剩余电流数值大的一侧线路，经过多次在不同灯杆上施加电源及测量abcn的剩余电流，从而判断出接地故障点在哪两根灯杆之间；如果灯杆处手孔内将故障相电缆头解开，通过测量abcn的剩余电流来判断故障点位置更为明显；便携式24v交流电源输出端的一端接在故障相电缆头上，另一端分别与n相与pe电缆连接(n相与pe线短接)，相当于将交流24v中性点接地变压器移至灯杆的位置；此步骤适用于灯杆处能明确知道手孔门内的电缆走向及较容易测量支路电缆abcn的剩余电流的情况；
32.24)如果是n相电缆接地，把24v交流电压加中任一相火线和n相之间，或者将便携式24v电源的输出端与前面的连接方式对换，即任一相火线与pe线短接，这样n线电缆上有较高电压，所测abcn的剩余电流数值会比较高，有助于判断电缆故障点在哪两根灯杆之间；判断接地故障点的方法与前面判断火相电缆接地故障点位置的方法类似。
33.将本发明进行实地试验处理：
34.实验一：试验的灯具为led灯，且试验的信息如下：
35.1)支路电缆c相分别在供电半径2000米、1000米处人为接地，慢慢加大接地电流，使得控制柜支路漏保装置动作；在控制柜处施加市电电压及24v交流电压测量相关数据；
36.[0037][0038]
2)支路电缆c相在供电半径1000米处人为慢慢加大接地电流，使得控制柜支路漏保装置动作(接前面的试验)，24v交流电压加在灯杆处手孔门内的电缆头，在灯杆电缆接头前后处测量相关数据(斜线前为电源点前的数据，斜线后为电源点后的数据)；
[0039][0040][0041]
从表中可知：
[0042]
a：在灯杆处的故障相与n(pe)间加24v交流电压，与接地点同一侧支路电缆测得abcn的剩余电流明显高于另一侧，这样就可以通过在灯杆处手孔门内电缆接头上施加24v
交流电压来判断电缆接地点在哪两根杆之间；
[0043]
b：如果n相电缆接地，可以在任一火相与n(pe)间加24v交流电压，测量电缆头前后电缆abcn的剩余电流，根据其数值来判断电缆接地点的位置；
[0044]
实验二：试验的灯具大部分为led灯，路口中杆灯为高压钠灯；相电压为224v，且试验的信息如下：
[0045]
1)分别送单相电与送三相电测量支路电缆abcn的剩余电流；了解线路绝缘情况；
[0046][0047]
2)随意在支路电缆的某相某处慢慢人为接地，使得支路漏保装置动作；控制柜电缆出线处测量abcn的剩余电流值187ma，接地处的接地电流值185ma；
[0048]
3)在控制柜支路电缆头处施加24v交流电压，n电缆与pe电缆短接(pe线接在控制柜接地母排上)，通过测量支路电缆abcn的剩余电流判断是哪一相接地；
[0049][0050][0051]
4)将接地极夹在线路的n电缆上，在控制柜支路电缆头处，把24v交流电压输出端有熔断器一端接n相电缆，另一端分别与任一火线及pe线短接，这样n线电缆上有较高电压；测量abcn的剩余电流；
[0052][0053]
由于该灯杆手孔门内的空间很小，无法在灯杆手孔门内测量abcn的剩余电流，只能通过在控制柜支路电缆头施加24v交流电压，测量abcn的剩余电流，通过解开故障相电缆头来判断接地故障点在哪两根灯杆之间；
[0054]
实验三：试验的灯具为高压钠灯灯具，且试验的信息如下：
[0055]
1)分别送单相电与三相电测量abcn剩余电流，相电压238v；了解线路绝缘情况；
[0056][0057]
2)在上述情况下，对控制柜支路电缆头施加24v交流电压，测量便携式24v交流电源的相关数据；
[0058][0059]
3)随意在支路上某相某处慢慢接地，使得支路漏保装置动作；控制柜支路电缆测量abcn的剩余电流192ma，接地极处的接地电流值185ma；
[0060]
4)在控制柜支路电缆头施加24v交流电压，pe电缆与n电缆短接，通过测量支路电缆abcn的剩余电流判断是哪一相接地；
[0061][0062]
实验四：试验的灯具为高压钠灯灯具，且试验的信息如下：
[0063]
1)分别送单相电与三相电测量abcn剩余电流，了解线路绝缘情况，电压228.5v；
[0064][0065][0066]
2)在上述情况下，对控制柜支路电缆头施加24v交流电压，测量便携式24v交流电源(配置10400mah电池)的相关数据；
[0067][0068]
3)在上述情况下，对控制柜支路电缆头施加24v交流电压，测量便携式24v交流电源(配置12v24ah电池)的相关数据；
[0069][0070]
4)随意在支路上某相某处慢慢接地，使得支路漏保装置动作；在控制柜支路电缆测量abcn的剩余电流值为151ma，接地极处的接地电流值为149ma；
[0071]
5)在控制柜支路电缆头施加24v电压，pe电缆与n电缆短接，通过测量支路电缆abcn的剩余电流判断是哪一相接地；
[0072]
[0073][0074]
6)将此接地极夹在n相电缆上，即n相电缆接地，测量支路电缆abcn的剩余电流；
[0075][0076]
7)在离接地点前几杆的电缆头测试：
[0077][0078]
综上实验，需要提升的问题有：1)由于测量剩余电流值是用精度较高的钳形表来完成，精度较高都是硬钳口，且钳口本身的铁芯较粗，常常会遇到钳口太大，灯杆内空间不足的问题；柔性钳口的钳形电流表，能克服空间不足的问题，但测量精度又达不到，只有达20ma以上的电流才是准确的，影响对电缆故障点的判断；如果今后市面上能够提供高精度的柔性钳形电流表，就可以在灯杆处测量测量abcn的剩余电流，根据abcn的剩余电流突变点来判断接地故障在哪两根灯杆之间，此方法将更加快速方便；2)目前市面上没有便携式24v交流电源，只能自己制作，如果以后有相应的成品，就会更方便一些。
[0079]
基于上述，本发明的优点在于，该发明使用时，利用便携式24v交流电压源，通过测量支路电缆剩余电流值来查找接地故障点的方法是可行的；该方法也可应用在其他领域对低压电缆接地故障点的排查；由于现场情况都不一样，此方法仍需在今后的实践中不断地总结，提升；查找路灯线路故障是一件非常重要的日常工作，需要不断探索、交流、总结新方法，新经验，从而不断提升查找故障的水平，确保路灯线路安全可靠运行，同时该发明，便于安全、快速、可靠的查找路灯线路电缆接地故障点。
[0080]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在
不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。