基于高壓帶電顯示裝置現(xiàn)狀及未來發(fā)展分析

姚明慧

摘 要：高壓帶電顯示裝置，由于其能夠保證電力行業(yè)工作人員人身安全，防止誤操作，成為高壓設(shè)備的必備裝置。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高壓帶電顯示裝置在結(jié)構(gòu)、功能等方面也取得了重大發(fā)展。結(jié)構(gòu)形式從直接接觸發(fā)展為非接觸感應(yīng)式，功能也從簡單顯示發(fā)展為顯示、強(qiáng)制閉鎖，智能化自檢、微機(jī)五防等功能。傳統(tǒng)的工作方式分為無源工作與有源工作，現(xiàn)已發(fā)展到有源、無源自動(dòng)切換工作方式，使高壓帶電顯示裝置性能更趨完善。因此文章將對各型帶電顯示裝置的性能及今后發(fā)展展開詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：高壓帶電顯示裝置；強(qiáng)制閉鎖；自動(dòng)切換

中圖分類號：TM81 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）32-0088-02

1 接觸式高壓帶電顯示裝置

帶電顯示裝置是一種可以直接安裝在室內(nèi)電氣設(shè)備上，并且可以直觀顯示出電氣設(shè)備是否帶有運(yùn)行電壓的具有提示性安全裝置。帶電顯示裝置的提示方式一般是當(dāng)設(shè)備帶有運(yùn)行電壓時(shí)，該顯示裝置的顯示窗會(huì)發(fā)出閃光，警示人們高壓設(shè)備帶電，無電時(shí)則無指示。該系列裝置一般安裝在進(jìn)線母線、斷路器、主變、開關(guān)柜、GIS組合電器及其它需要顯示的是否帶電的地方，能夠防止電氣誤操作， 該系列裝置須符合中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 538-2006 《高壓帶電顯示裝置》的標(biāo)準(zhǔn)。具備可靠性，經(jīng)濟(jì)性，適應(yīng)性，功能全的功能。接觸式高壓帶電顯示裝置原理圖，如圖1所示。

接觸式高壓帶電顯示裝置一般由陶瓷主體和絕緣體支柱構(gòu)成，采用電容分壓式采集有電信號，可以通過電容分壓獲得能量的利用，這一接觸式高壓帶電顯示裝置的結(jié)構(gòu)相對簡單，是利用氖管提供電壓的，即無需外加電源即可工作，但它存在一些致命弊端。

1.1 存在的安全隱患

電容分壓式結(jié)構(gòu)。由于高壓電容直接與高壓端連接，存在如下安全隱患。首先，高壓電容本身由于老化等原因存在擊穿可能。其次，當(dāng)高壓電容與環(huán)氧樹脂壓鑄時(shí)，由于表面工藝處理，不同材料熱脹冷縮等原因，在接觸面容易形成間隙，在反復(fù)高壓作用下（如：雷電、操作過電壓等）可能發(fā)生擊穿事故。事故發(fā)生嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

1.2 有電指示不可靠

電容式顯示裝置有電指示，受到安裝布線、發(fā)光元件、設(shè)備本身等故障的影響，其結(jié)果不能可靠反映帶電設(shè)備帶電與否，導(dǎo)致其結(jié)果不能作為判據(jù)依據(jù)使用。

1.3 功能簡單

電容式帶電顯示裝置僅有帶電顯示裝置，不能自檢，沒有線路故障報(bào)警，不能適應(yīng)現(xiàn)代微機(jī)“五防”的功能要求。由于電容式高壓帶電顯示裝置存在以上致命弊端，現(xiàn)已逐步被淘汰。

2 非接觸式高壓帶電顯示裝置

非接觸式高壓帶電顯示裝置具有非常穩(wěn)定的能力，并且抗干擾能力也極強(qiáng)，它的傳感器和其設(shè)備是沒有發(fā)生直接接觸的，同時(shí)具有溫度補(bǔ)償、去除噪音、電路自檢等功能，以保證電路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，其傳感器可能裝設(shè)在各個(gè)電壓等級內(nèi)，以確保線路的一次性安全。而且當(dāng)電源斷開時(shí)，傳感器可以通過自檢使得閉鎖的回路消除解鎖，同時(shí)這種非接觸式高壓帶電顯示裝置的安裝維護(hù)工作都十分簡單易行，經(jīng)常使用在多種用電場所中，比如：斷路器進(jìn)出線的兩側(cè)、變壓器的進(jìn)出線側(cè)、引入線、變電站的總線、高壓線路、電纜終端等等。

非接觸式帶電顯示裝置是近期發(fā)展的一種新型顯示裝置，它摒棄了造成安全隱患的電容分壓理，而采用高壓電場效應(yīng)的原理，非接觸采集電場信號，其優(yōu)點(diǎn)分析如下。

2.1 安全性高

非接觸式帶電顯示裝置是消除了與帶電體的直接電接觸，它更多地利用在安全距離之外的傳感器采集電場信號，避免了出現(xiàn)漏電、放電現(xiàn)象，這也使得整體操作變得更加地簡單易行，并且從根本上避免了擊穿安全事故的發(fā)生。

2.2 可靠性高、功能強(qiáng)

非接觸式帶電顯示裝置采用微處理器技術(shù)，具有設(shè)備完好自檢，在線線路故障自檢并有聲光報(bào)警，排除了各種影響有電指示的不定因素，使顯示裝置的有電指示具有確定性，可作為帶電與否的判據(jù)之一。同時(shí)該型顯示裝置還有強(qiáng)制閉鎖，微機(jī)五防等完善功能，能夠很好地適應(yīng)新形勢的防誤需求。

2.3 有源工作

非接觸式帶電顯示裝置采集信號比較微弱，抗干擾的能力相對較差，不能達(dá)到全方位覆蓋，所以工作時(shí)需要外加工作電源，所以這時(shí)對于沒有工作電源的場合，如環(huán)網(wǎng)柜等就不適合使用非接觸式高壓帶電顯示裝置，因此這種高壓顯示裝置的使用環(huán)境是有一定局限性的。

3 等電位型高壓帶電顯示裝置

等電位是起均衡電位的作用，人處在有等電位連接的場所，當(dāng)人體觸電時(shí)，就可以使人體與所在之處沒有電位差，因而起到安全保護(hù)人體的作用。所謂等電位連接，其實(shí)就是建筑內(nèi)的一切本身不帶電，卻有導(dǎo)電功能的金屬管道，結(jié)構(gòu)等等，將它們?nèi)窟B接起來，處處連通。等電位型高壓帶電顯示裝置示意圖，如圖2所示。

等電位型高壓帶電顯示裝置是在高壓設(shè)備周圍電場的作用下，利用靜電的感應(yīng)原理，利用電場能達(dá)到強(qiáng)閃光的高壓帶電清晰準(zhǔn)確顯示的目的。它可以準(zhǔn)確地將高壓設(shè)備帶電狀況用閃光的方式顯示出來。由于大多數(shù)人對所使用設(shè)備的帶電狀況無法準(zhǔn)確掌握，所以誤判其帶帶電狀況很有可能導(dǎo)致設(shè)備的短路和損壞甚至高壓觸電事故等等，而使用帶電顯示裝置則可以有效地預(yù)防此類事故的發(fā)生。同時(shí)使用等電位型高壓帶電顯示裝置還可以防止帶電合接地刀閘和帶電掛地線等事故的發(fā)生。等電位型高壓帶電顯示裝置的特點(diǎn)有：

①很強(qiáng)的抗干擾性。等電位型高壓帶電顯示裝置可以不受鄰路的干擾影響，準(zhǔn)確地檢測并顯示所需內(nèi)容，準(zhǔn)確地避免顯示錯(cuò)誤的狀況發(fā)生。

②使用壽命長。等電位型高壓帶電顯示裝置的元件和各部件均采用高質(zhì)量、長壽命的零件，耐用性極強(qiáng)，可以長期不間斷地運(yùn)行，其運(yùn)行周期甚至可達(dá)10年以上，并且運(yùn)行極其穩(wěn)定。

③提示性強(qiáng)。該顯示裝置的直觀顯示清晰、迅速、可靠，當(dāng)發(fā)現(xiàn)高壓設(shè)備處在帶電運(yùn)行的情況時(shí)，等電位型高壓帶電顯示裝置便可以準(zhǔn)確可靠地以閃光的方式提示高壓設(shè)備的帶電狀況，并提醒工作人員注意防護(hù)，注意不要進(jìn)入帶電空間，以免造成事故。

④安裝簡單易行。該帶電顯示裝置可以直接安裝于高壓設(shè)備之上，因?yàn)榇搜b置有專門的彈簧卡具設(shè)置，因此低電位狀態(tài)下，如果能做好隔離的措施，該顯示裝置將不受“過電壓”影響，同時(shí)也完全不會(huì)影響高壓設(shè)備對地絕緣的狀況。

⑤可靠性高。此類帶電顯示裝置的電壓穩(wěn)定，自源發(fā)電協(xié)調(diào)可靠，不會(huì)出現(xiàn)斷電、短路等影響正常運(yùn)行的情況，因此不用電池或其他二次輔助電源也能達(dá)到十分可靠的運(yùn)行效果。

4 有源無源自動(dòng)切換型非接觸式高壓帶電顯示裝置

針對非接觸式帶電顯示裝置需要工作電源，從而使使用范圍有所局限的缺陷，近期又開發(fā)了一種有源無源自動(dòng)切換型非接觸式高壓帶電顯示裝置。該型顯示裝置，在外部沒有工作電源時(shí)，能提供有電指示及閉鎖的基本功能，在外部有電源或操作人員插入便攜式電源時(shí)，顯示裝置能自動(dòng)切換到有源工作狀態(tài)，不但有帶電指示、強(qiáng)制閉鎖功能還具備自檢、斷線聲光報(bào)警、微機(jī)五防信號輸出等完善的功能。

此種顯示裝置結(jié)合了前述各種高壓帶電顯示裝置裝置的優(yōu)點(diǎn)，克服了其自身固有的缺點(diǎn)，將達(dá)到既能穩(wěn)定顯示，又能自主供電，還可以根據(jù)狀況切換工作狀態(tài)，并在遇到狀況時(shí)強(qiáng)制閉鎖和輸出報(bào)警信號等等，而正是由于自動(dòng)切換式顯示裝置能自動(dòng)適應(yīng)有源、無源的工作環(huán)境，又具有較完善的功能設(shè)計(jì)，因此該裝置是具有更廣泛的應(yīng)用前景的。有源無源自動(dòng)切換型非接觸式高壓帶電顯示裝置示意圖，如圖3所示。

5 帶電顯示裝置的發(fā)展

目前，已很多高壓電力運(yùn)行設(shè)備安裝了高壓帶電顯示裝置，并逐漸成為高壓運(yùn)行設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置設(shè)備之一。通常高壓帶電顯示裝置其傳感器安裝在高壓室內(nèi)，并為高壓室內(nèi)各種物理量的綜合檢驗(yàn)提供了基礎(chǔ)。今后，顯示裝置可以綜合檢測柜內(nèi)溫度、濕度、非正常放電、弧光等，保證高壓運(yùn)行設(shè)備安全運(yùn)行的各種量化參數(shù)，簡化安裝布線，增加工作可靠性，為高壓運(yùn)行設(shè)備的智能化提供科學(xué)依據(jù)。

而隨著電力系統(tǒng)電壓等級的逐漸升高及電力設(shè)備不斷更新?lián)Q代，致使部分設(shè)備無法直接進(jìn)行驗(yàn)電或由于對地距離過高而不方便驗(yàn)電，需要采用高壓帶電顯示裝置進(jìn)行間接驗(yàn)電。這是高壓電力設(shè)備發(fā)展的必然趨勢，同時(shí)也對高壓帶電顯示裝置的發(fā)展與改善提出了更高的要求。目前一些220 kV、500 kV的變電站戶外也已經(jīng)安裝了高壓帶電顯示裝置，用于強(qiáng)制閉鎖線路側(cè)接地刀閘。但是，老式高壓帶電顯示裝置仍存在很多問題，例如安全隱患較大、穩(wěn)定性能不足、對電源要求較高等等，因此未來高壓顯示裝置的發(fā)展依舊會(huì)朝著不斷改進(jìn)、不斷創(chuàng)新的方向繼續(xù)發(fā)展。

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