中壓開關柜帶電指示器缺陷分析及技術改進

黃昭榮

摘要：文章通過對中壓配電開關柜帶電指示器的相關研究，剖析帶電指示器的缺陷與不足，更好地構思對帶電指示器的改進，使得帶電指示器具有使用年限延長、輸出電壓可控等新優點。

關鍵詞：中壓開關柜；帶電指示器；無源；發光二極管；輸出電壓 文獻標識碼：A

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

1 概述

電力對人類文明的進程有著重大意義，但同時它也可能對人類身體造成傷害，其主要原因在于電不作為一種固定的物質出現，其無聲亦無形，我們在缺少專業設備時難以辨別電力設備是否帶電。所以自人類用電以來，相關的安全事故時有發生，隨著工業化的不斷發展，因用電引起的各類安全事故帶來的影響也越來越大。又因為電力人員在日常工作中需要頻繁接觸帶電設備，如果各種帶電設備缺少帶電指示器將會影響電力人員的安全。

2 設計缺陷

為了解決辨別某設備是否帶電，工程師發明了帶電指示器，作為中壓開關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該設備是否帶電，避免操作人員觸電。帶電指示器作為檢測設備帶電與否的探測器，它能簡潔明了地顯示出中壓開關柜的帶電情況，它能有效避免操作人員的失誤，對相關運行人員來說，這就是它們在實際操作中的護身符，對帶電合接地刀包括誤觸帶電設備等地方可以充分發揮其重要的預警機制，不過帶電指示器雖好，但因為生產帶電指示器的廠家過多，其質量參差不齊、龍蛇混雜，常有以次充好的產品出現，所以目前市面上許多產品因為廠家最初設計上的缺陷，導致帶電指示器在實際運行中存在一些問題，常是無法工作或極易損壞，影響運行人員的判斷，危及操作人員的安全。據某市供電局區域分局提供的數據顯示，該分局范圍內有缺陷的帶電指示器多達800套以上，占該分局帶電指示器總數的35%，這些不良品質的帶電指示器將會嚴重影響電網運行人員的安全。所以，筆者希望能對目前使用的帶電指示器進行改良，減少其使用問題，延長使用壽命，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，提高電網經濟效益。

當前常用的10千伏配網開關柜的帶電指示器種類不少，難以對其進行統一說明與分析。簡而言之，可以按照工作原理進行區分，將它們分成電感式與電容式。若是根據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麻煩，也不容易保護電路。而不需要外接電源的無源式帶電指示器則優點明顯，它只需要通過傳感器所感應到的信號就能發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勢。

2.1 氖燈使用壽命較低

當前，各生產廠家大部分都以氖燈當作帶電指示器中的指示元件，而氖燈的缺點十分明顯，其使用時間短、穩定性極差。當使用以氖燈為指示元件的帶電指示器進行24小時運行時，其損壞得快且非常嚴重，導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致電網操作人員在進行檢修或更換設備時，誤以為已損壞的氖燈不工作是因為該設備不帶電，做出錯誤的臨場判斷，造成安全事故和事件的發生。

氖燈使用時間過短、易損的品質給電網運行人員帶來很大困擾。為了解決這一缺陷，操作人員對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間。這樣平常高壓帶電顯示裝置并不會顯示帶電狀況，只有當操作人員使用時才會開始工作。這種使用方法較為有效地提升了設備的使用壽命，但卻不能從根本上解決問題，反而還會帶來新的問題。例如帶電顯示裝置的監視線路側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 輸出電壓不同導致線路無法核相

帶電指示器的一個重要功能就是顯示該設備的帶電狀況，除此以外，它還具備了進行線路核相的作用。但是電感式的帶電指示器其傳感器所感應到的電壓值偏低，無法發揮線路核相功能。此外，因各生產廠家所采用的生產技術的不同，它們生產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，這也導致了不同傳感器之間是不能完成線路核相的，在實際工作中給電網操作人員帶來很大的困擾。

2.3 無法帶電更換

電對我們的生活和工作都起著十分重要的作用，可以說我們每時每刻都需要它，這就要求在電網運行人員進行電路檢修時，應當維持系統繼續使用，保障其穩定性。所以開關柜帶電指示器能否進行免停電安裝是加強電網服務質量的重要應用。目前市場上所售出的部分帶電指示器是無法進行帶電更換的，這就決定了它們在更換時需要停電而導致工作質量和居民生活受到影響，這也是我們可以進行開發應用的新領域。

3 技術改進

根據上面簡述的目前已知的中壓開關柜帶電指示器所存在的問題與現狀，筆者對其進行了改良，主要內容包括以下四項：

3.1 無源式設計

帶電指示器采用無源式的運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生。單色的LED具有許多氖燈所不具備的有點，例如LED其體積較小、工作時電壓低且電流小、發光均勻穩定、反應速度較快，最重要的一點就是其使用壽命遠遠超過了氖燈，這也是其最大的優點，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安全事故的發生。

3.3 控制開關加裝感應器

電容式的傳感器是安置在開關柜內部，當該設備帶電的時候，對應的傳感器會輸出A、B、C三相電壓，該電壓再被整流濾波以后便會開啟LED進行工作，此時LED指示燈發光工作就預示著該設備電路是帶電壓的。這種裝置成功完成了當系統有電壓時自助開啟工作，電壓消失后自助關閉的功能，這樣能夠有效延長LED的使用壽命，同時還能加強帶電指示器的穩定性和功效。

3.4 輸出電壓可控

在帶電指示器內加裝電壓限位回路和匹配電阻能夠有效地控制電壓，因生產廠家采用的生產技術不同，導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的范圍內都有，通過帶電指示器內部新裝的兩個裝置就可以把不同種類的帶電傳感器統一輸出電壓控制為開啟LED工作包括核相的35～40V范圍以內，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了指示器內部的線路板和元器件的使用年限，降低應付成本。

4 結語

筆者通過對帶電指示器的實際運行進行科學合理的分析，總結當前常用的中壓開關柜帶電指示器在運用過程中存在的問題以及缺陷。為消除運行人員現場操作時的安全隱患，筆者針對目前市場上常用的帶電指示器存在的問題及缺陷提出對應的解決辦法，同時盡我所能設計出壽命長、功效穩定、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，對未來帶電指示器的發展也具有很好的借鑒意義，最重要的是它有效提升了電網運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。

參考文獻

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（責任編輯：周 瓊）