機場場道燈設(shè)備及電纜故障分析

1道路燈電源的工作狀態(tài)1.1發(fā)光機械的排列機場的路燈設(shè)備采用不同顏色的燈標志飛行場所。在夜間和復(fù)雜的氣候條件下，飛機必須在飛機上記錄警告，并進行懸掛、落體和滑動操作。發(fā)光材料一般為白熾燈或LED,各發(fā)光體實行串聯(lián)聯(lián)接,恒流調(diào)光,計算電流一般為6.6A。場道各類燈的名字計有跑道邊燈、T字燈等10多種,各類燈不僅顏色不同,而且由于位置不同間隔也不同,有30,35,50,100m等,但絕大多數(shù)以50m為間隔。如以跑道邊燈為例,燈間距為50m,來線與去線交錯排列;串聯(lián)燈泡的實際間距為100m,即每一段電纜的長度為100m。1.2聚乙烯緣電纜一般工程的電纜芯線常采用鋁材,而直流串聯(lián)電路宜采用銅芯、單芯電纜。根據(jù)機場場道燈的特點,非嚴寒地區(qū)常選用聚氯乙烯絕緣電力電纜,而嚴寒地區(qū)常選用橡皮絕緣電力電纜。這兩種電纜施工都比較方便,可撓性好。電纜截面的選擇應(yīng)滿足允許溫升、電壓損失、機械強度等要求。場道燈線路供電采用DHL-1型恒流調(diào)光,共計12路,每路輸出直流電壓額定值為513V,串接22個額定值為24V60W白熾燈,計算電流為6.6A,常選用6mm2銅芯電纜。2對地短路故障機場一般均座落于遠郊,人稀地廣,小型野生動物如野兔、田鼠多。直埋式電力電纜故障多因鼠患而生,故障特點為絕緣層破壞而發(fā)生對地漏電。一般說來,斷路、短路(對地)、低阻(對地)3類故障均有可能發(fā)生,但對地短路或低阻故障發(fā)生概率較大。對于斷路故障,一旦發(fā)生,串聯(lián)電路斷流。這類故障極少發(fā)生,只有在電力電纜受到強烈的機械剪切力后才會發(fā)生。而對于由田鼠等野生動物啃咬引起的,或由于長年使用而使絕緣層老化、水浸蝕等引起的故障,都屬對地短路故障。當此類故障發(fā)生后,電力電纜會在故障點漏電而使故障點后線路失流。當漏電嚴重時,控制柜會發(fā)出故障(過電流)報警。由于失流會使故障點前后燈泡亮度發(fā)生明顯變化,于是可初步確定故障發(fā)生位置,即定位故障所在的電力電纜段(100m)。3在線故障精確定位檢測3.1地表和地表空電干擾的消除方法當直埋式電力電纜出現(xiàn)對地短路或低阻故障時,由于芯線失流,將會在故障點形成對大地的擴散電流。由于流散電阻的存在,沿故障點向四周會出現(xiàn)對地電位有規(guī)律的變化,這樣必將在地表反映出來。電位比較檢測法的作用原理,就是沿電纜路徑在地面上進行對地電位的采樣測量,然后根據(jù)其變化規(guī)律,確定電纜故障點位置。運用電位比較檢測法測得的信號一般較弱,加上地表及空電干擾,測量中排除一切干擾信號是提高測量準確性的關(guān)鍵。由于場道燈電力電纜工作時運行的是直流電信號,直流電信號可以從多變的電磁雜波干擾信號中區(qū)分出來,因此干擾主要來自于地表干擾,如土壤成分不均、密度不均、含水量不均等,這些都將使地表電位發(fā)生變化。所有這些現(xiàn)象,可等效為土壤的化學(xué)原電池性,使地表各點的電位變化無常。一般說來,地表電位的落差小于0.35V,個別可高達0.38V。所以,只有當故障點擴散電流大到足以使地表電位高于0.4V以上,才能區(qū)別故障點。而擴散電流的大小取決于接地故障電阻的大小和故障點電力電纜芯線對地的電位高低。根據(jù)實測經(jīng)驗,當擴散電流大于100mA時,檢測效果較好。3.2測值的測量地表電位比較檢測法的特點之一是相互比較,在相同的條件下得到的結(jié)果才有比較的價值。因此在各點采樣時,應(yīng)確?？陀^條件相同。一是在整個測量過程中,接地點必須唯一;二是各測量點必須等間隔;三是各點測量時間應(yīng)相同。由于電力電纜對地存在分布電容,為克服電容效應(yīng),應(yīng)使各測量值達到穩(wěn)態(tài),故各點測量時間應(yīng)相同。測點間隔的選取方法可采取粗測與精測相結(jié)合的方式。一般粗測間隔取3～5m,當?shù)乇黼娢幻黠@連續(xù)上升時改為精測,精測間隔一般取0.5m。這樣測量精度可達±25cm。故障點地表電位值的大小與擴散電流成正比。當故障一定時,擴散電流的大小與故障點對地電位的高低成正比。由于場道燈電力電纜的安裝結(jié)構(gòu)為串聯(lián)聯(lián)接,這樣如果故障點位于最后一段電纜,電纜芯線對地電位最低,理論上接近零電位,擴散電流也接近為零,因此不能使用地表電位比較檢測法。為克服這個難題,將電纜分作兩段(圖1),有A,B,C三點,即分為AB段和BC段。正常工作時,DHL-1型恒流調(diào)光柜輸出的513V直流電壓A點接正,C點接負。當故障點位于AB段時,B點所處段電力電纜芯線電位最低,約250V。當故障點位于BC段時,將DHL-1型恒流調(diào)光柜輸出的513V直流電壓C點接正,A點接負。這樣,仍為B點所處段電力電纜芯線電位最低,約250V。如此這般,無論故障點位于何處,均可保證較大的擴散電流,便于電位比較檢測法的實施。測量儀表應(yīng)具有高內(nèi)阻、高精度和高分辯率。高內(nèi)阻可以減小對地表電位的影響,并減少測試線路的電壓損失。關(guān)于測量儀表的研制將另文討論。4脈沖反射法電位比較檢測法是針對場道燈電力電纜的結(jié)構(gòu)和故障特點提出來的,使用效果十分理想。對于一般電力電纜,線路長(幾公里),此法不宜使用