燈浮標匯流插頭的研發與應用

◎ 林登山 陳慶輝 汕頭航標處

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燈浮標匯流插頭的研發與應用

◎ 林登山 陳慶輝 汕頭航標處

摘 要：本文介紹一種燈浮標“匯流插頭”的研發與應用概況。通過對該產品的研發思路以及在實際應用中的情況介紹，詳述其應用前景及其帶來的航標效能保障。

關鍵詞：浮標 插頭 燈器 電纜

1.研發背景

長久以來，燈浮標配套的燈器和能源系統以及其他附加設備，由于各自屬于獨立的單元，供電線路各自為政，導致電池接頭端接入線頭過多，不僅容易引發故障，而且對維護造成較大程度的不便（如下圖）。

目前燈浮標巡檢存在的問題；①燈浮標傳統的巡檢維護須打開電池箱，拆開電池接線頭才能檢測電池的容量和太陽能板充電情況。②更換燈器或太陽能板都必須打開電池箱拆卸連接線路，自上而下的重新布設供電線路。③目前燈浮標配套的燈器、太陽能板和電池是相互獨立的，各自通過導線在電池接線柱處匯集，導致電池接線柱處匯集的線頭太多容易引發故障甚至正負極接反。另外進入電池箱的燈器供導線和太陽能板供電導線太多，在一定程度上造成穿線困難。

2.解決思路

我們通過設計和開發一個具備匯流功能和不依賴工具快速拆卸的“匯流插頭”，將所有供電和用電設備在燈浮標頂部匯流后僅由一組供電線路進入電池箱。由此實現燈浮標日常巡檢維護的免開電池箱檢測的目標。

本產品基于妥善解決一線航標工在航標巡檢過程中繁瑣、復雜的開電池箱檢測的問題。通過模塊化設計和快速拆卸的方法，一方面降低現場的工作強度，另一方面減少發生工作失誤（正負極接反）的概率。

“匯流插頭”必須滿足如下要求。①根據實際工作需要，要求設計出的產品必須具備模塊化開發并可擴展。在將燈器和太陽能板燈器材分隔成獨立模塊的同時，具備增加器材的擴展空間。②“匯流插頭”必須防銹、防紫外線、耐酸堿腐蝕、完全絕緣。插頭處密封性要好，完全防水。③“匯流插頭”要具有工廠預制的特點，預制后能防止正負極接反，配套小部件通用性強。④“匯流插頭”可不依賴工具或用簡單工具就能快速裝卸，最好能徒手裝卸，簡便靈活。⑤“匯流插頭”具有自鎖防脫落功能。

3.匯流插頭及其主要技術參數

燈浮標匯流插頭主要由一個呈“Y”形的匯流部件，一組具有自鎖功能的插拔接頭組成。（下圖為匯流插頭外觀）

匯流元（部）件技術參數如下：額定電壓：TU V10 0 0V DC/ UL600VDC。額定電流 ：10A-20A。端子規格：Φ2.0mm。耐電壓：6000V AC（1Min）/2200V DC（1Min）。測試溫度：-40℃--+85℃。污染等級 2。防護等級 ClassII。端子材質：銅，鍍錫。接觸電阻 ≤5mΩ。匯流部件材質 PPO。IP防護等級 IP67（IEC 60529）。拔出力≥50N。插入力≤50N。阻燃等級UL94V-0。

插拔接頭技術要求如下：額定電壓：500V AC/DC。額定電流：6.0A-15A AC/DC。導線規格： 0.75-2.5mm。端子規格： Φ2.0m。耐電壓：4000V AC（1Min）。污染等級 ：2。防護等級： Class II。端子材質： 銅，鍍錫。接觸電阻 ≤5mΩ。插頭材質 PPO。IP防護等級 ：IP67（IEC 60529）。拔出力 ≥50N。插入力 ≤50N。測試溫度-40℃--+85℃。阻燃等級 UL94V-0。

“匯流插頭”這一產品，在于通過對傳統接線模式的改進，實現免開電池箱檢測的目標，從而達到提高工作效率和提升燈浮標配套燈器和能源系統可靠性的目的。能較好的解決這一困擾一線航標工多年的問題。為一線航標工巡檢航標創造便利條件。

該產品設計和材料參考國際在太陽能發電領域通用的方案和標準，結合燈浮標上實際使用的特點和需求，在保持與同類產品兼容的同時，符合節約和適用的原則。

到目前為止，該類產品在航標領域上應用尚屬首次。通過該產品的使用，燈浮標上由原來幾根電線貫穿燈架進入電池箱到現在由一根電線貫穿燈架進入電池箱。巡檢檢測由打開電池箱，拆開接線頭檢測到現在拔開連接插頭即可檢測，不僅提高效率，還極大的降低了巡檢作業過程的危險性。雖然產品技術含量不高，卻實實在在的解決了大問題。實用是它的唯一價值。

即便在燈器一體化發展大趨勢下，這一產品依然具有推廣價值和發展潛力。一體化燈器要實現太陽能板和電池效能的巡檢檢測，其附帶的多塊太陽能板就必須有一個匯流點，使用這一產品將匯流點外置就可以輕松實現免拆卸檢測。而根據我們至今對一體化燈器的實際使用經驗，目前尚沒有一種產品能滿足汕頭航標處轄區燈浮標的實際使用要求，主要問題在于電池容量不足。要解決這一問題要么增加電池容量，這將導致一體化燈器太重在海上裝卸異常危險。要么使用匯流插頭額外增加主電源。

4.推廣應用情況及其使用效果

4.1本產品的生產、應用、推廣情況

本產品于2014年訂制了部分試驗性產品，在汕頭航標處潮陽航標管理站轄區華能海門電廠和惠來海域等20座燈浮標上試用。從使用情況看，產品的耐腐蝕性、密封防水性和便利性等各項性能指標穩定可靠，未發現由該產品導致的影響航標效能的情況。經改進后，潮陽航標管理站于2015年，已在轄區燈浮標和使用定位電池的燈樁上全面推行這種匯流插頭。同時，其他航標站的推廣使用正積極進行中。

4.2使用本產品所產生的效益

從使用效果看來，該產品的確有助于降低現場的工作強度和減少發生工作失誤（正負極接反）的作用。

該產品配合遙測遙控燈器使用，可輕易實現巡檢過程的免開電池箱維護、檢測，極大的降低了現場航標工的工作強度和危險系數，減少不必要的“跳標”等危險動作。使用這種匯流插頭的遙測遙控燈器和定位電池，我們可以隨時判斷燈器和太陽能板的工作狀態。

（1）通過分析遙測遙控燈器數據，可以得知燈浮標燈器、電池、太陽能板等各部件的性能狀態。包括充電電壓和電池壓降等，從而判斷故障部位。

（2）通過分析短時間內電池的電壓變化，可以得知電池的性能指標。配合遙測遙控燈器靈活控制有效保護電池。

（3）即便電池被盜、斷線、碰撞失效，白天遙測遙控燈器依然能工作，傳回數據。

（4）更換燈浮某一故障部件可不需要拆除全部導線、重新布線。

參考文獻：

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