2.8 室内布线故障的检修
2.8.1 短路、断路、漏电和接触不良的原因
(1)短路
短路是指相线与零线、相线与地,或不同相的相线(三相用电场合)之间直接相碰,从而导致电路中电流剧增的现象。当发生短路时,回路中电流比正常工作电流大几十倍,甚至上百倍。在短路点不仅产生强烈的火花及电弧,而且温度可高达3000℃以上,致使短路点金属熔化成熔珠。如果线路保护设备(断路器、熔断器等)选用不当,或用铜丝代替熔丝,则发生短路故障时,保护设备不能起到迅速切断电源的作用,短路电流就将使绝缘层燃烧,引起火灾事故。
造成配电线路短路的原因如下。
①导线绝缘层由于磨损、受潮、腐蚀等原因而失去绝缘能力。
②导线长时期过负荷(如设计不合理,导线选得太细;乱拉电线,过多地接入负荷等),或长年失修,造成绝缘层老化,支持导体的绝缘物损坏。
③安装不当。如导线连接头松脱,接线端子处导线裸头过长或有毛头,造成碰线。
④导线绝缘层受外力作用损伤。如导线被重物压轧或被物件刮伤,被鼠咬伤等。
⑤室外导线被风吹造成混线;导线与树相碰造成接地等。
⑥检修不慎或错误动作,造成人为短路。
(2)断路
断路是指配电线路的某一部分发生开路,使电路不通,电灯不亮。
造成配电线路断路的原因如下。
①导线连接头松脱;接线柱头螺钉松动。
②导线被鼠咬断或被物件碰断。
③开关损坏,刀片接触不良。
④熔断器座与插尾铜片锈蚀、过热,生成不导电的氧化层;熔丝熔断。
⑤铜铝接头严重腐蚀、氧化造成断开。
(3)漏电
漏电就是导线局部绝缘层外部带电。
线路漏电会使墙体带电,人体触及会感到发麻,尤其在阴雨天,室内空气潮湿,漏电更为严重,用试电笔测试漏电导线周围的墙体,氖泡发红。漏电严重时,不但会使电能白白地从墙体漏掉,浪费电能,而且还会造成触电、短路等事故。因此平时要注意配电线路的绝缘状况,一旦发现有漏电现象,就要及时找出原因并加以消除。
造成配电线路漏电的原因如下。
①导线绝缘层在日晒、雨淋、受潮、污秽等作用下老化,绝缘性能下降。
②线路长年失修,自然老化。
③导线连接头所包缠的绝缘胶带老化、受潮或被雨淋,失去绝缘能力。
④导线绝缘被鼠咬伤或被物件刮损。
(4)线路接触不良
线路接触不良表现在用电设备时开时停、电灯时亮时灭。
导线之间连接不良,或者接到开关、熔断器、插座等各种电气部件上的接线头做得不好,使连接处接触不良,形成大的接触电阻。在电流的作用下,这些地方会强烈地发热,从而使金属变色甚至熔化。同时,由于接触不良,在接触处会产生强烈的火花或电弧。这些都会引起绝缘材料、可燃物质,以及积落的可燃灰尘的燃烧。在这种情况下,即使正确选择熔丝也不能防止火灾的发生。
造成线路接触不良的原因如下:
①导线连接不牢固,连接方法不对。
②铜铝接头氧化,接触不良。
③接线柱头压接螺钉未拧紧,或螺钉锈蚀压不到位。
④开关、熔断器、插销等接插件接触不良。
⑤负荷过大,使接线柱头或接插件触点过热,逐渐氧化造成接触不良。
⑥弹片或弹簧变形,使开关或接点的接触压力降低。
⑦老鼠咬损导线或导线受机械性外力损伤。
⑧环境恶劣,如潮湿、温度偏高、酸、碱、氧化硫等环境因素的影响,加速了电接触材料的化学腐蚀、电化学腐蚀。
2.8.2 短路、断路、漏电和接触不良故障的查找
(1)查找故障的方法
首先应根据造成某类故障(如短路、开路、漏电等)的原因,初步判断可能发生的部位及范围,有针对性地去查找。在初步判定故障部位和范围的基础上,再经观察或用试电笔、万用表等工具、仪器配合检查。如果一时不能确定故障范围及部位,可以采用分段法检查。
所谓分段法,就是将住宅配电线路分成若干单个的回路,如照明回路、插座回路、空调回路,而这些回路可能有几个。通过回路分割,简化了电路,缩小了故障查找范围。分段法通常用于线路电气设备短路或漏电故障的查找。例如,发现总熔丝熔断时,应先将所有插接在插座上的家用电器插头拔掉,然后装上容量较小的熔丝再送电(注意安全),若这时熔丝不熔断了,说明短路故障不是发生在线路上,而是发生在电气设备上。如果熔丝仍熔断,则故障可能发生在插座、灯头或线路上。这样就缩小故障判断范围,提高了检修的效率。
若采用断路器保护的,则可操作断路器,根据其动作情况来判断查找故障。
(2)线路短路故障的检修
1)检查方法 查找短路故障通常可采取分段法、校火灯法和万用表法。
①分段法检查 即用拨动开关法检查。发现熔丝连续爆断后,可将所有家用电器电源插头从插座上拔下,熔断器换上载流量较小的熔丝,再送电,若这时熔丝仍爆断,则短路故障发生在电灯回路或干线上。然后将所有的灯开关拨动一次(即原来是关的变为开,原来是开的变为关),再重新换上载流量较小熔丝,接通电源。如果熔丝不再爆断,则说明干线是良好的。接着再逐个拨动关断的开关(即不亮的支路开关),当拨动某一开关时,熔丝又爆断,则短路点就在该灯开关的回路内。处理完这个短路点后,如果短路故障还存在,说明其他地方还有短路点,可继续用此方法检查。
②校火灯法检查 用校火灯检查短路故障如图2-22所示,用此方法可以确定短路所在的线路。检查的具体方法如下。
图2-22 用校火灯检查短路故障
关闭所有灯开关,拔下配电箱内的一个熔断器的插尾或断开断路器,把一个校火灯(220V20~60W节能灯)接到熔断器或断路器的两个接线柱头上。如果校火灯正常发光,说明干线上或连接插座的支线回路有短路故障;如果校火灯不发光,再逐一接通每个灯开关,当接通某开关时校火灯正常发光,说明短路点在该开关回路内;如果校火灯发红(或不亮),说明这一部分回路无短路故障。
③万用表法检查 即切断电源,用万用表电阻挡(欧姆挡)测定回路的电阻,以判断短路故障的部位。
先将配电箱内两个熔断器的插尾拔下,将万用表的量程开关打到“R×1”挡或“R×10”挡(不要用倍数大的欧姆挡,以免因人体电阻等造成读数错误)。
以图2-23为例。将万用表接于相线L与零线N端,断开各支路开关S1、S2、S3。若万用表电阻读数为“0”,则说明短路故障发生在干线上,如图2-23(a)所示;若万用表电阻读数为“∞”或非常大,则短路故障发生在各电灯支路上,如图2-23(b)所示。
图2-23 用万用表查找短路故障
这时依次合上开关S1、S2、S3。当合上某一开关,万用表电阻由“∞”变为“0”,则说明故障点在该开关的支路上。然后可在该回路内进一步测量检查找出故障点。
如果总保护为断路器,检查方法类同。
2)短路故障重点检查部位 凡短路点一般都有明显的烧痕、绝缘层及胶木炭化、烧焦甚至导线烧断等情况。应重点检查的部位如下。
①灯座两根接线的线头裸露太长,或者螺钉未拧紧,线头脱出,致使两个线头相碰短路。
②插座内接线头裸露太长,或者螺钉未拧紧,线头脱出,将盖板组件压入接线盒内时,致使线头相碰短路。
③为图方便,用两根导线直接插入插座中。这样极易造成两根导线的线头相碰,引起短路。
④导线接头处绝缘胶带包缠不好或绝缘胶带受潮、失效等。
⑤旧宅常年失修,导线靠近漏雨处或离热源太近,烟熏火烤,加速导线绝缘层老化。
⑥家用电器内部或电源引线短路。
(3)线路断路故障的检修
1)检查方法
①观察法检查 即观察电灯情况。如果断路发生在分支回路,则该分支回路内的电灯不亮或插座无电源,其他分支回路的电灯应亮或插座有电源;如果断路发生在干线且靠近配电箱的那段线路上,则除了单独供电的支线外,所有的电灯都不亮或插座无电源。用上法判断故障所在范围以后,再用试电笔或万用表查出断路点。
②用试电笔检查 如果仅个别电灯不亮,可先查看灯泡灯丝是否断了。若不是,再用试电笔分别测试该电灯灯座的两个接线端子(由于灯座上相线与零线这两个接线端子距离很近,测试时应格外小心),结果会有以下几种情况。
a.断开开关,测两端子时试电笔上的氖泡均不亮,而合上开关,氖泡均亮,则说明断路发生在零线上,如图2-24(a)的A点所示;若无论断开或闭合开关,测两端子上氖泡均亮,则说明断路发生在零线上,且开关是接在零线上的(正确接法应接在相线上),如图2-24(b)的B点所示。
图2-24 断路发生在零线上
b.不论是断开开关还是闭合开关,氖泡都不亮,则说明断路发生在相线上,如图2-25的C点所示。
图2-25 断路发生在相线上
当然,还有一种可能是相线、零线都断路,但这种故障的可能性极小。
需要提出的是,如果用试电笔测试相线和零线(指裸导体部分),氖泡发亮,说明相线有电,如图2-26(a)所示。有时零线断路,而相线又与零线紧挨着或相互缠绕着时,用试电笔测试断路的零线,氖泡也会发亮,但亮度会稍暗。这是相线在零线上的感应电引起的,并非零线真正带电,如图2-26(b)所示。这点在检查时应格外注意。氖泡不亮,可能不是零线断路,也可能是零线断路,还可能是相线断路(非电源侧),分别如图2-26(a)、(c)、(d)所示。
图2-26 测试相线与零线(裸导体上)的几种情况(负荷都断开)
如果是整个住宅电灯都不亮,则可用试电笔测试总开关或总熔断器的上柱头有没有电。如果氖泡不亮,则说明供电的外线路停电。如果熔断器的上柱头有电而下柱头无电,则说明熔丝已熔断或螺钉氧化接触不良,或插尾与插口接触不良。
如果进线采用断路器或漏电保护器,则应查看是否自动跳闸。发现自动跳闸,应仔细检查配电线路及用电设备有无短路、漏电等现象。
③用万用表检查 将万用表的量程开关打到交流电压250V挡上,然后由前(电源侧)向后(负荷侧)逐一测量相线与零线之间的电压。如果测得的电压约为220V,则说明被测点之前回路正常;如果测得的电压为零,说明该点之前有断路。
2)断路故障重点检查部位
①外电路是否有电。
②断路器或漏电保护器有无自动跳闸。
③总熔断器熔丝或分熔断器熔丝是否熔断。
④电灯灯丝是否断;荧光灯启辉器及灯管是否坏了,各部分接触是否良好。
⑤导线连接头(尤其是铜铝接头)有无松脱。
⑥导线拐角处有无刮断,导线有无被鼠咬断及机械外力折断。
(4)线路及设备漏电故障的检修
线路漏电,相当于相线与零线之间接有一个大负荷(相当于图2-27中接入一个低阻值电阻R),流过熔丝的电流随漏电严重程度不同而不同。漏电较轻时,熔丝不一定熔断;漏电严重时,熔丝可能经过1~2min就熔断。在电灯回路中,较严重的漏电故障有如下现象:在熔丝选择正确的情况下,合上电源,电灯亮1~2min后熔丝熔断。再换上新熔丝,依然如故。
1)检查方法 检查线路及设备漏电的方法很多,有观察电能表法、兆欧表测量法、试电笔测试法、万用表测量法、灯泡法和电流表测量法等。
①观察电能表检查 关掉所有电灯开关,拔下全部电气设备的插头,暂时停止用电。观察电能表铝盘是否转动。如果转动,说明线路漏电。铝盘转得越快,说明漏电越严重。当然,如果电能表本身有质量问题,也可能出现铝盘转动现象。还需要说明的是,电能表有潜动现象,即切断负荷后,电能表的铝盘会继续缓慢转动一个角度,如果转动不超过一圈,应属正常,不要误认为有漏电。
如果切断负荷后,铝盘不转了,而插入某个电气设备插头后(不打开电源开关)铝盘又转动了,则说明该电气设备有漏电现象。
②直观检查 换上比原来额定电流大的熔丝(既不能损坏线路,又能延长熔断时间),将所有电灯开关合上,依次观察各灯,就会发现有个别电灯暗淡或不亮,甚至会出现某处线路、灯座、灯头、开关或插座有冒火、发红或焦臭现象,这便是故障所在,如图2-27所示。
图2-27 漏电故障的检查
③兆欧表检查 拔下配电箱内的总熔丝插尾,拧下所有灯泡,拔下全部电气设备的插头,用500V兆欧表测试线与线之间、线与地之间的绝缘电阻。如果绝缘电阻小于0.5MΩ(新建线路)或0.2MΩ(使用中的旧线路),说明线路有漏电,电阻越小,漏电越严重。如果测得的绝缘电阻符合要求,而接上电气设备后,线与地之间的绝缘电阻达不到要求,说明电气设备插头或线路漏电。
④用试电笔检查 用试电笔检查的方法如下:将试电笔接触电气设备的金属外壳,若氖泡发亮,表示漏电;不亮,表示不漏电或电压很低(小于氖泡的启辉电压——约50V)。测试时若外界光线较强,可用手遮挡,以免氖泡发亮显示不明显而误认为不带电。要判断是否相线碰壳还是一般不严重的漏电,可先将试电笔测试一下220V的相线,看看氖泡发光亮度,然后与在电气设备外壳测得的氖泡亮度作比较,若一样亮,则有可能是相线碰壳故障;若亮度比在220V相线上测得的弱,则很可能是一般不严重的漏电。这样判断并不十分可靠,因为有的氖泡启辉电压很低,测试100V和220V氖泡亮度可能差不多。若是一般不严重的漏电,人体触及外壳后,原发光的氖泡就会熄灭;若是相线碰壳,人体触及外壳就会遭电击。在没有判断出之前,不可用手去试(即使判断出是不严重的漏电,也不要随便用手摸外壳,应查出原因,消除漏电,以免由一般不严重漏电发展到严重的漏电),最好用万用表检查。
⑤用万用表检查 将万用表量程打在交流250V或500V挡,一根表棒接触电源的零线,另一根表棒接触电气设备的金属外壳。若万用表有电压指示,表示漏电,电压越高,表示漏电越严重;当电压约为220V时,则表示相线碰壳。若万用表无电压指示,表示不漏电。
⑥用灯泡检查 取一个220V带灯座的灯泡,从灯座上引出两根电源引线,将一根接触电源的零线,另一根接触电气设备的金属外壳,若灯泡发亮,表示漏电,亮度越大,表示漏电越严重;灯泡正常发亮,则表示相线碰壳。若灯泡不亮,表示不漏电或漏电很少。测量时要注意安全,手不可触及灯座上引出的导线端头。
⑦用电流表检查 在总电源开关或总熔断器相线(或零线)回路串接一块电流表(毫安表)。接通所有电灯开关,取下所有灯泡,拔掉全部电气设备的插头,观察电流表指针,若指针摆动,则说明线路漏电。指针摆动的幅度,取决于电流表的灵敏度和漏电电流的大小。指针摆动幅度越大,说明漏电越严重。需要说明的是,住宅总线路漏电在15mA之内是允许的,属正常,当然漏电电流越小越好。
2)漏电位置的确定 通常,按下述步骤确定漏电位置。
①切断零线,观察电流变化情况:若电流不变,则是相线与地之间漏电;若电流变为零,则是相线与零线之间漏电;若电流值变小但不为零,则是相线与零线、相线与地之间均漏电。
②断开分支线(一般指去插座的线路)及分支开关,若电流不变,则说明干线漏电;若电流为零,则说明分支线路漏电;若电流值变小但不为零,则说明干线和分支线均漏电。
③确定漏电线段后,逐个拉开灯开关。当拉开某一开关时,电流指针回零。则表明该灯回路漏电。对于插座线路,也可用此方法逐一检查,找出哪个插座回路漏电。
按照上述方法,逐渐将故障范围缩小到一个较小范围内,便可进一步查出漏电点。
3)漏电故障重点检查部位 以下部位是检查漏电故障的重点部位。
①导线接头包缠处。绝缘胶带受潮或老化、污损会造成漏电。
②导线拐角处。拐角处导线容易被墙角擦伤。
③导线沿墙或屋檐敷设处。这些地方的导线因日晒雨淋,绝缘层容易损坏,受雨水浸入引起漏电。
④导线穿墙、过楼板及在多孔预制板孔内敷设处,导线绝缘层也容易受损伤。
⑤明敷在厨房、浴室等潮湿、多尘环境的导线及开关、灯座、灯头、插座等,也容易使绝缘性能下降而漏电。
⑥电源引线引入电气设备内部的接线柱头螺钉松脱,导线磨损或绝缘层老化。
⑦有接地(接零)保护的电气设备,接地(接零)线连接不良,螺钉锈蚀。
⑧电气设备及电源引线受潮,或水沸溢出使电源引线或胶木受水浸湿。
⑨电气设备的内部连线及电气元件损坏、老化、击穿等。