事故照明專用開關(guān)的研制

劉瀚林 張磊 林夏捷

【摘 要】在主備雙套照明配置的場所，事故照明用于在常用照明失效的情況下，提供后備的照明保障。文章設(shè)計了一種事故照明的專用開關(guān)裝置，其具備聲光提醒功能，提示人員在黑暗環(huán)境下快速找到開關(guān)位置，以減少照明中斷時間，也避免了人員盲目尋找開關(guān)造成的碰撞傷害等。

【關(guān)鍵詞】事故照明;專用開關(guān);提醒功能

【中圖分類號】TM564 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）10-0057-03

0 前言

對于環(huán)境照明需求較高的重要場所，如電力廠站、醫(yī)院、銀行、政府機(jī)關(guān)等，通常都配置了常用照明和事故照明兩套光源，二者的電源、控制開關(guān)、照明燈具都相互獨(dú)立，互不干擾，以此提供充足可靠的照明，確保任何情況下都擁有充足的照明亮度，避免因照明不足造成停工停產(chǎn)。

通常來說，常用照明取自常規(guī)照明電源，由于接入的用電設(shè)備眾多，造成線路故障的可能性較大，存在一定的線路失壓停電的風(fēng)險。而事故照明一般采用蓄電池作為電源，通過蓄電池直流供電或經(jīng)逆變轉(zhuǎn)為交流供電，由于蓄電池是長期保持在線備用的狀態(tài)，隨時可切換使用，而且沒有接入其他過多的設(shè)備，因此其可靠性更高。故在常用照明電源消失后，事故照明即作為其后備照明使用，但由于事故照明電源容量有限，不能長期連續(xù)使用，因此正常情況下應(yīng)優(yōu)先使用常用照明。

當(dāng)前主要面臨兩個問題：一是事故照明和常用照明的控制開關(guān)相同，僅通過張貼標(biāo)簽的方式區(qū)別，但工作人員在進(jìn)入室內(nèi)打開照明時，往往比較隨意，有可能誤用了事故照明開關(guān)，消耗了儲存能量，同時作為后備的事故照明開關(guān)及燈具，在頻繁使用后也容易出現(xiàn)故障，影響事故照明的應(yīng)急能力。二是由于事故照明是在常用照明電源失效的情況下使用的，當(dāng)工作人員原本在室內(nèi)工作時，如果常用照明突然失電，室內(nèi)環(huán)境會立刻變暗，此時在黑暗環(huán)境中，如無相應(yīng)的提示手段，則難以找到事故照明開關(guān)位置，工作人員在摸索尋找的過程中，容易造成摔傷等安全事故。

1 改進(jìn)思路

通過上述對現(xiàn)狀的分析可知，主要應(yīng)從兩個方面對事故照明開關(guān)進(jìn)行改進(jìn)：一是對開關(guān)的外形進(jìn)行調(diào)整;二是設(shè)置相應(yīng)的位置提醒功能。具體包括以下幾個方面。

（1）外形結(jié)構(gòu)差異化，將事故照明開關(guān)外形設(shè)計為與常用照明的按鍵式結(jié)構(gòu)不同，使之不影響開關(guān)操作便捷性的同時，避免誤碰誤觸開關(guān)，減少人員在非必要的情況下開啟事故照明，可延長設(shè)備的使用壽命，并保障其應(yīng)急可靠性。

（2）聲光提醒易定位，事故照明開關(guān)可發(fā)出聲光信號，提醒工作人員，快速確定開關(guān)所在位置，以便前往打開事故照明燈具，恢復(fù)室內(nèi)照明。

（3）失電監(jiān)測發(fā)信號，上述聲光告警信號是通過內(nèi)部邏輯實現(xiàn)的，其根據(jù)常用照明電源失壓而自啟動，在常用照明正常的情況下，無需發(fā)出提示信號。

（4）持續(xù)運(yùn)行高可靠，開關(guān)的內(nèi)部邏輯控制電路采用事故照明的專用電源供電，保障其持續(xù)工作。

2 設(shè)計方案

根據(jù)上述的改進(jìn)思路確定設(shè)計方案，主要包括外形設(shè)計和內(nèi)部電路設(shè)計。

2.1 外形設(shè)計

外形設(shè)計主要考慮與常用照明所使用的常規(guī)按鍵式開關(guān)相區(qū)別，但應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)有的面板安裝方式一致，以提高其適用性。因此，采用通用的86式安裝底盒，配置相應(yīng)的平面開孔面板，在開孔處安裝相應(yīng)的按鈕式自鎖開關(guān)，開關(guān)表面與面板基本相平。因此在觸摸時，具有與常用照明開關(guān)明顯的差異化手感，能夠有效地進(jìn)行區(qū)分，避免在必要情況下誤開事故照明（如圖1、圖2所示）。圖2中，除了中心處有按鈕開關(guān)外，開關(guān)外圍還有一圈提示燈發(fā)光帶，用以發(fā)出指示燈光告警。

2.2 內(nèi)部電路設(shè)計

設(shè)計內(nèi)部電路時，工作回路通過事故照明電源驅(qū)動，以輸入常用照明電源進(jìn)行判斷，利用按鈕式開關(guān)實現(xiàn)照明燈具開啟和關(guān)閉功能的同時，根據(jù)常用照明電源觸發(fā)聲光提醒信號。原理圖如圖3所示。

具體工作原理如下：手動切換開關(guān)為單刀雙擲型開關(guān)，包括一個動觸點(diǎn)和兩個靜觸點(diǎn)，動觸點(diǎn)連接事故照明電源的火線，其中下方靜觸點(diǎn)設(shè)在事故照明回路上，且通過智能電源模塊與事故照明燈連接，事故照明燈與事故照明電源的零線連接，形成完整回路;上方靜觸點(diǎn)設(shè)在提示燈回路上且與繼電器連接，繼電器與提示燈連接，提示燈與事故照明電源的零線連接，形成另一條回路。事故照明在正常情況下處于斷開狀態(tài)，動觸點(diǎn)在正常情況下與上方靜觸點(diǎn)相接觸，即提示燈回路，繼電器內(nèi)設(shè)常閉觸點(diǎn)，當(dāng)常用照明電源正常時，繼電器勵磁，內(nèi)部觸點(diǎn)斷開，而當(dāng)常用照明電源失壓時，內(nèi)部觸電閉合，此時，該回路接通，信號燈發(fā)出亮光，提示引導(dǎo)人員前往開關(guān)處。當(dāng)事故照明開關(guān)按鈕被按下時，動觸點(diǎn)轉(zhuǎn)而與事故照明回路的下方靜觸點(diǎn)相接觸，該回路隨即接通，燈具打開，發(fā)揮事故照明功能。

3 優(yōu)化改進(jìn)

考慮到在常用照明突然失壓的情況下，人眼難以適應(yīng)黑暗環(huán)境，視覺能力下降嚴(yán)重，僅憑肉眼尋找事故照明開關(guān)的燈光提示，存在一定的困難，因此在原電路基礎(chǔ)上增加了蜂鳴器的聲音報警功能。同時，為了增加指示燈和蜂鳴器的不同組合方式，反映不同的開關(guān)狀態(tài)及工作電源情況，將原先的簡單電路改進(jìn)為帶運(yùn)算芯片的邏輯電路，更好地滿足了提示和使用的需求。具體的邏輯關(guān)系見表1。

由于本開關(guān)為事故照明專用，故其內(nèi)部邏輯電路的工作電源采用事故照明電源，當(dāng)事故照明電源失壓時，相應(yīng)的蜂鳴器和提示燈功能也無法實現(xiàn)，故僅分析事故照明電源有壓時的情況。

（1）當(dāng)常用照明電源、事故照明電源均有壓的情況下，由于常用照明燈具能夠正常打開，滿足室內(nèi)照明的工作需求，無需使用事故照明。故無論按鈕是否按下，開關(guān)的蜂鳴器和提示燈均不發(fā)出告警提醒。

（2）當(dāng)常用照明電源失壓、事故照明電源有壓，即常用照明無法使用，需要事故照明替代的情況下，根據(jù)具體的應(yīng)用場景又進(jìn)行如下的區(qū)分：①開關(guān)按鈕未按下，事故照明燈具處于熄滅狀態(tài)，室內(nèi)處于黑暗環(huán)境，需要聲光信號的提醒，故此時蜂鳴器斷續(xù)發(fā)聲報警，同時指示燈閃爍，共同提示事故照明開關(guān)的所在位置。②開關(guān)按鈕按下，此時事故照明燈具打開，室內(nèi)恢復(fù)照明，蜂鳴器停止發(fā)聲，不會影響人員工作，同時指示燈常亮，可作為判斷常用照明電源是否來電的依據(jù)。

改進(jìn)后的電路如圖4所示。從圖4中可看出，電路包含外部引線端子、工作電源模塊、邏輯電路及芯片等元件，該電路另一面焊接了一個按鈕開關(guān)，并固定在標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)面板上，整體實現(xiàn)了上述的邏輯告警功能。

4 結(jié)語

本文設(shè)計了一種照明電源開關(guān)，除了能防止人員誤動誤開照明事故，延長其使用壽命，還因其具有燈光閃爍和蜂鳴器告警的提示功能，能夠在常用照明回路突然失壓，導(dǎo)致失去常用照明的情況下，協(xié)助工作人員在黑暗環(huán)境中快速找到事故照明燈的開關(guān)位置，恢復(fù)照明，提高了工作效率，保障了人員安全，可廣泛應(yīng)用于對照明需求較高的場景。

參 考 文 獻(xiàn)

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