中壓開關(guān)柜帶電指示器缺陷分析及技術(shù)改進(jìn)

黃昭榮

摘要：文章通過對(duì)中壓配電開關(guān)柜帶電指示器的相關(guān)研究，剖析帶電指示器的缺陷與不足，更好地構(gòu)思對(duì)帶電指示器的改進(jìn)，使得帶電指示器具有使用年限延長(zhǎng)、輸出電壓可控等新優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：中壓開關(guān)柜；帶電指示器；無源；發(fā)光二極管；輸出電壓 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM711 文章編號(hào)：1009-2374（2015）32-0032-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.017

1 概述

電力對(duì)人類文明的進(jìn)程有著重大意義，但同時(shí)它也可能對(duì)人類身體造成傷害，其主要原因在于電不作為一種固定的物質(zhì)出現(xiàn)，其無聲亦無形，我們?cè)谌鄙賹I(yè)設(shè)備時(shí)難以辨別電力設(shè)備是否帶電。所以自人類用電以來，相關(guān)的安全事故時(shí)有發(fā)生，隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，因用電引起的各類安全事故帶來的影響也越來越大。又因?yàn)殡娏θ藛T在日常工作中需要頻繁接觸帶電設(shè)備，如果各種帶電設(shè)備缺少帶電指示器將會(huì)影響電力人員的安全。

2 設(shè)計(jì)缺陷

為了解決辨別某設(shè)備是否帶電，工程師發(fā)明了帶電指示器，作為中壓開關(guān)柜里不可缺少的必要元件之一，其重要作用就在于可以用來檢測(cè)該設(shè)備是否帶電，避免操作人員觸電。帶電指示器作為檢測(cè)設(shè)備帶電與否的探測(cè)器，它能簡(jiǎn)潔明了地顯示出中壓開關(guān)柜的帶電情況，它能有效避免操作人員的失誤，對(duì)相關(guān)運(yùn)行人員來說，這就是它們?cè)趯?shí)際操作中的護(hù)身符，對(duì)帶電合接地刀包括誤觸帶電設(shè)備等地方可以充分發(fā)揮其重要的預(yù)警機(jī)制，不過帶電指示器雖好，但因?yàn)樯a(chǎn)帶電指示器的廠家過多，其質(zhì)量參差不齊、龍蛇混雜，常有以次充好的產(chǎn)品出現(xiàn)，所以目前市面上許多產(chǎn)品因?yàn)閺S家最初設(shè)計(jì)上的缺陷，導(dǎo)致帶電指示器在實(shí)際運(yùn)行中存在一些問題，常是無法工作或極易損壞，影響運(yùn)行人員的判斷，危及操作人員的安全。據(jù)某市供電局區(qū)域分局提供的數(shù)據(jù)顯示，該分局范圍內(nèi)有缺陷的帶電指示器多達(dá)800套以上，占該分局帶電指示器總數(shù)的35%，這些不良品質(zhì)的帶電指示器將會(huì)嚴(yán)重影響電網(wǎng)運(yùn)行人員的安全。所以，筆者希望能對(duì)目前使用的帶電指示器進(jìn)行改良，減少其使用問題，延長(zhǎng)使用壽命，以保證操作人員的安全，并且避免帶電指示器頻繁更換，降低成本，提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益。

當(dāng)前常用的10千伏配網(wǎng)開關(guān)柜的帶電指示器種類不少，難以對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一說明與分析。簡(jiǎn)而言之，可以按照工作原理進(jìn)行區(qū)分，將它們分成電感式與電容式。若是根據(jù)工作電源的差異還能分成有源與無源式。一般來說有源式的帶電指示器要接上220伏的電源才能使用，所以在室外使用相當(dāng)麻煩，也不容易保護(hù)電路。而不需要外接電源的無源式帶電指示器則優(yōu)點(diǎn)明顯，它只需要通過傳感器所感應(yīng)到的信號(hào)就能發(fā)揮其顯示帶電狀況的作用，并且無源裝置體積都不大，且安裝便捷容易上手，這是有源帶電指示器所不具備的優(yōu)勢(shì)。

2.1 氖燈使用壽命較低

當(dāng)前，各生產(chǎn)廠家大部分都以氖燈當(dāng)作帶電指示器中的指示元件，而氖燈的缺點(diǎn)十分明顯，其使用時(shí)間短、穩(wěn)定性極差。當(dāng)使用以氖燈為指示元件的帶電指示器進(jìn)行24小時(shí)運(yùn)行時(shí)，其損壞得快且非常嚴(yán)重，導(dǎo)致帶電指示器需要頻繁地更換燈泡。氖燈的易損性也常常導(dǎo)致電網(wǎng)操作人員在進(jìn)行檢修或更換設(shè)備時(shí)，誤以為已損壞的氖燈不工作是因?yàn)樵撛O(shè)備不帶電，做出錯(cuò)誤的臨場(chǎng)判斷，造成安全事故和事件的發(fā)生。

氖燈使用時(shí)間過短、易損的品質(zhì)給電網(wǎng)運(yùn)行人員帶來很大困擾。為了解決這一缺陷，操作人員對(duì)一些帶電指示器不適用全天工作而是間歇式指示的方法來增加其使用時(shí)間。這樣平常高壓帶電顯示裝置并不會(huì)顯示帶電狀況，只有當(dāng)操作人員使用時(shí)才會(huì)開始工作。這種使用方法較為有效地提升了設(shè)備的使用壽命，但卻不能從根本上解決問題，反而還會(huì)帶來新的問題。例如帶電顯示裝置的監(jiān)視線路側(cè)是否帶電的功能將因此被削弱，降低了帶電指示器的功效。

2.2 輸出電壓不同導(dǎo)致線路無法核相

帶電指示器的一個(gè)重要功能就是顯示該設(shè)備的帶電狀況，除此以外，它還具備了進(jìn)行線路核相的作用。但是電感式的帶電指示器其傳感器所感應(yīng)到的電壓值偏低，無法發(fā)揮線路核相功能。此外，因各生產(chǎn)廠家所采用的生產(chǎn)技術(shù)的不同，它們生產(chǎn)的帶電指示器的傳感器輸出電壓也大相徑庭，從2.5～1000V都有，跨度比較大，這也導(dǎo)致了不同傳感器之間是不能完成線路核相的，在實(shí)際工作中給電網(wǎng)操作人員帶來很大的困擾。

2.3 無法帶電更換

電對(duì)我們的生活和工作都起著十分重要的作用，可以說我們每時(shí)每刻都需要它，這就要求在電網(wǎng)運(yùn)行人員進(jìn)行電路檢修時(shí)，應(yīng)當(dāng)維持系統(tǒng)繼續(xù)使用，保障其穩(wěn)定性。所以開關(guān)柜帶電指示器能否進(jìn)行免停電安裝是加強(qiáng)電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的重要應(yīng)用。目前市場(chǎng)上所售出的部分帶電指示器是無法進(jìn)行帶電更換的，這就決定了它們?cè)诟鼡Q時(shí)需要停電而導(dǎo)致工作質(zhì)量和居民生活受到影響，這也是我們可以進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用的新領(lǐng)域。

3 技術(shù)改進(jìn)

根據(jù)上面簡(jiǎn)述的目前已知的中壓開關(guān)柜帶電指示器所存在的問題與現(xiàn)狀，筆者對(duì)其進(jìn)行了改良，主要內(nèi)容包括以下四項(xiàng)：

3.1 無源式設(shè)計(jì)

帶電指示器采用無源式的運(yùn)行方法能避免使用有源式的諸多弊端，它既不用外接電源，也能使用更小的裝置，降低其在室外無法使用的概率。

3.2 LED顯示單元取代氖燈

采用LED（即發(fā)光二極管）顯示單元來代替氖燈作為指示元件能夠避免更多安全事故的發(fā)生。單色的LED具有許多氖燈所不具備的有點(diǎn)，例如LED其體積較小、工作時(shí)電壓低且電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、反應(yīng)速度較快，最重要的一點(diǎn)就是其使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了氖燈，這也是其最大的優(yōu)點(diǎn)，所以用LED取代氖燈在帶電指示器上工作是可行的，能夠有效地避免操作人員施工時(shí)安全事故的發(fā)生。

3.3 控制開關(guān)加裝感應(yīng)器

電容式的傳感器是安置在開關(guān)柜內(nèi)部，當(dāng)該設(shè)備帶電的時(shí)候，對(duì)應(yīng)的傳感器會(huì)輸出A、B、C三相電壓，該電壓再被整流濾波以后便會(huì)開啟LED進(jìn)行工作，此時(shí)LED指示燈發(fā)光工作就預(yù)示著該設(shè)備電路是帶電壓的。這種裝置成功完成了當(dāng)系統(tǒng)有電壓時(shí)自助開啟工作，電壓消失后自助關(guān)閉的功能，這樣能夠有效延長(zhǎng)LED的使用壽命，同時(shí)還能加強(qiáng)帶電指示器的穩(wěn)定性和功效。

3.4 輸出電壓可控

在帶電指示器內(nèi)加裝電壓限位回路和匹配電阻能夠有效地控制電壓，因生產(chǎn)廠家采用的生產(chǎn)技術(shù)不同，導(dǎo)致市面上不同種類的電容式帶電傳感器的電容量也不盡相同，可輸出的電壓從100～1000V的范圍內(nèi)都有，通過帶電指示器內(nèi)部新裝的兩個(gè)裝置就可以把不同種類的帶電傳感器統(tǒng)一輸出電壓控制為開啟LED工作包括核相的35～40V范圍以內(nèi)，這樣就能保證各種不同類型的傳感器都能用于工作，更大的好處在于延長(zhǎng)了指示器內(nèi)部的線路板和元器件的使用年限，降低應(yīng)付成本。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者通過對(duì)帶電指示器的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)合理的分析，總結(jié)當(dāng)前常用的中壓開關(guān)柜帶電指示器在運(yùn)用過程中存在的問題以及缺陷。為消除運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)的安全隱患，筆者針對(duì)目前市場(chǎng)上常用的帶電指示器存在的問題及缺陷提出對(duì)應(yīng)的解決辦法，同時(shí)盡我所能設(shè)計(jì)出壽命長(zhǎng)、功效穩(wěn)定、安裝便捷迅速的帶電指示器。這種帶電指示器可以直接投入生產(chǎn)，對(duì)未來帶電指示器的發(fā)展也具有很好的借鑒意義，最重要的是它有效提升了電網(wǎng)運(yùn)行人員操作的工作效率，很大程度地消除了這部分的安全隱患。

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（責(zé)任編輯：周 瓊）