一種新型拆卸式指示燈的研制與應(yīng)用

林俊超，莊建煌，徐麗紅，林丹丹，莊劍雄

(1.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司，福建 莆田 351100；2.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司超高壓分公司，福建 福州 350014)

引言

電力生產(chǎn)中，為保證正確監(jiān)視10kV配電室及開(kāi)閉所高、低開(kāi)關(guān)柜開(kāi)關(guān)運(yùn)行、儲(chǔ)能、分合閘回路等狀態(tài)，通常是根據(jù)狀態(tài)指示燈的亮、滅來(lái)表明設(shè)備狀態(tài)。但因狀態(tài)指示燈長(zhǎng)期處于柜內(nèi)密閉、不易散熱的環(huán)境下，容易出現(xiàn)老化損壞，導(dǎo)致無(wú)法正確反映設(shè)備狀態(tài)情況[1-3]。然而，傳統(tǒng)指示燈更換方式步驟繁瑣且耗時(shí)較長(zhǎng)，同時(shí)在更換過(guò)程中，存在運(yùn)維人員因誤碰造成設(shè)備故障，甚至導(dǎo)致人員觸電等安全隱患[4-6]。

針對(duì)傳統(tǒng)指示燈更換過(guò)程中存在的問(wèn)題，本文提出了一種新型拆卸式指示燈，效仿家用燈泡原理，將燈芯和底座采用分體式設(shè)計(jì)，燈芯采用微電子集成技術(shù)將燈珠、驅(qū)動(dòng)電源及鍍金接插件一體封裝，燈芯和燈座采用接插件插拔方式連接，更換時(shí)無(wú)需整體拆裝，實(shí)現(xiàn)損壞部件拔插替代，具有方便快捷、安全可靠，且能夠避免誤碰造成設(shè)備故障或人員觸電等優(yōu)點(diǎn)，有效地縮短檢修時(shí)間，提高工作效率，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[7]。

1 傳統(tǒng)指示燈存在的不足

傳統(tǒng)指示燈采用一體式設(shè)計(jì)，將燈芯和底座通過(guò)電氣元件連接在一起。無(wú)論是新設(shè)備安裝或是損壞更換時(shí)，都必須整體拆裝，同時(shí)在安裝過(guò)程中還需要螺絲刀加固，更換過(guò)程極其不便，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)指示燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Internal structure of a traditional indicator

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)指示燈的試驗(yàn)分析，總結(jié)出以下幾個(gè)問(wèn)題：

1)更換步驟問(wèn)題：常規(guī)狀態(tài)指示燈更換步驟多、耗時(shí)長(zhǎng)，平均更換一次需要6.5 min；

2)更換時(shí)存在誤碰造成設(shè)備故障問(wèn)題：狀態(tài)指示燈安裝柜門(mén)后側(cè)以二次線為主，二次線繁多，容易發(fā)生誤碰情況；

3)更換時(shí)存在人員觸電隱患問(wèn)題：狀態(tài)指示燈帶電更換繁瑣，容易引起誤碰觸電。

2 新型拆卸式指示燈的設(shè)計(jì)

2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)常規(guī)指示燈一體式設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，新型拆卸式指示燈將燈芯和底座分別設(shè)計(jì)為拔插式，整體設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 新型拆卸式指示燈整體設(shè)計(jì)示意圖Fig.2 Schematic diagram of overall design of new disassembly type indicator light

如圖3所示，新型拆卸式指示燈主要包括燈芯①、鍍金公座②、鍍金母座③、快速接線端子④、燈芯燈座⑤以及接線端子底座⑥，其具體安裝步驟如下：

圖3 拆卸式指示燈座3D模擬效果圖Fig.3 3D simulation of disassembly lamp holder

1)拆卸式指示燈燈芯①通過(guò)鍍金公座②插入固定在開(kāi)關(guān)柜柜門(mén)的燈座⑤上的鍍金母座③的孔內(nèi)，即完成指示燈燈芯與燈座的安裝。

2)拆卸式指示燈燈座固定后，將按壓式快速接線端子④插入接線端子底座⑥，然后將電源進(jìn)線通過(guò)按壓式接入快速接線端子④中，即可完成接線。

2.2 采用接觸式金屬觸點(diǎn)設(shè)計(jì)

新型拆卸式指示燈燈芯與燈座采用接觸式金屬觸點(diǎn)方式設(shè)計(jì)，由燈芯、鍍金公座、燈座、鍍金母座4部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 接觸式金屬觸點(diǎn)Fig.4 Contact type metal contact

2.3 采用按壓式接線端子設(shè)計(jì)

如圖5所示，傳統(tǒng)接線端子通過(guò)螺絲方式鎖緊電源進(jìn)線，這就需要前期對(duì)電源進(jìn)線進(jìn)行工藝處理。而拆卸式指示燈燈座采用按壓式接線端子設(shè)計(jì)，只需將端子按壓后將電源進(jìn)線插入，即可牢固接線。

圖5 傳統(tǒng)接線端子(左)與新型接線端子(右)Fig.5 Traditional terminal (left) and new terminal (right)

2.4 保留整體尺寸大小設(shè)計(jì)

如圖6所示，新型拆卸式狀態(tài)指示燈燈座延續(xù)原有指示燈燈座模型，按照1∶1比例進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證能夠直接替換傳統(tǒng)指示燈，不僅解決了燈座尺寸不匹配問(wèn)題，也節(jié)省了材料。

圖6 原有狀態(tài)指示燈燈座與拆卸式實(shí)物對(duì)照?qǐng)DFig.6 Original status indicator lamp holder and disassembly type physical comparison drawing

3 優(yōu)勢(shì)對(duì)比

3.1 拆裝步驟優(yōu)勢(shì)對(duì)比

如圖7所示，傳統(tǒng)指示燈更換時(shí)需要螺絲整體拆裝、而新型拆卸式指示燈無(wú)論燈芯或是底座損壞時(shí)，只需插拔對(duì)應(yīng)元件，就能實(shí)現(xiàn)損壞部件的更換。

圖7 傳統(tǒng)指示燈與拆卸式指示燈更換方式對(duì)比Fig.7 Comparison between traditional indicator and disassembled indicator replacement mode

3.2 拆裝時(shí)長(zhǎng)及安全性優(yōu)勢(shì)對(duì)比

通過(guò)3次對(duì)照試驗(yàn)，每次試驗(yàn)由兩組人員進(jìn)行裝拆，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

由表1可知，傳統(tǒng)指示燈平均更換一次為387 s，新型拆卸式指示燈燈芯更換時(shí)間平均在37 s/次,而接線端子平均更換時(shí)間為90 s/次。由此可見(jiàn)，新型拆卸式指示燈更換時(shí)間明顯少于傳統(tǒng)指示燈更換時(shí)間。

表1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比表Table 1 Comparison table of experimental data

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)比：采用傳統(tǒng)的方法不僅耗時(shí)長(zhǎng)，且完成拆裝過(guò)程需要多人同時(shí)配合，工藝繁瑣且施工強(qiáng)度大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；同時(shí)在拆裝過(guò)程中由于沒(méi)有專用可靠的工具容易誤碰造成設(shè)備故障或人員觸電等隱患。而采用新型拆卸式指示燈方便快捷，大大縮短拆裝和檢修所需工作時(shí)間，提高工作效率，安全可靠，避免了因檢修工藝不良引發(fā)的危險(xiǎn)情況和經(jīng)濟(jì)損失。

4 推廣前景及應(yīng)用分析

如圖8所示為新型拆卸式指示燈燈芯損壞時(shí)更換步驟，新型拆卸式指示燈已在國(guó)網(wǎng)莆田供電公司所轄的開(kāi)關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用，效果良好，得到了運(yùn)維人員的一致好評(píng)，其具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：

圖8 新型拆卸式指示燈燈芯損壞時(shí)更換步驟Fig.8 Procedure for replacing the new removable indicator lamp wick when it is damaged

1)具有插拔鎖扣功能；

2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、更換時(shí)間短；

3)通用性強(qiáng)，避免了現(xiàn)有開(kāi)關(guān)柜狀態(tài)指示燈尺寸不匹配問(wèn)題，節(jié)省了材料；

4)采用按壓式接線方式，無(wú)需工器具即可操作更換；

5)降低運(yùn)維人員誤碰引起設(shè)備故障和人員觸電的安全隱患。

狀態(tài)指示燈已在35 kV及以下高、低壓開(kāi)關(guān)柜生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中應(yīng)用廣泛[8]。由于新型拆卸式指示燈尺寸大小與傳統(tǒng)相匹配，對(duì)于之前已經(jīng)安裝的損壞的指示燈可以進(jìn)行快速替換；而對(duì)于新增設(shè)備，可以直接進(jìn)行安裝。該產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的一項(xiàng)空白，從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況來(lái)看確實(shí)有效地提高了更換指示燈檢修工作效率。該產(chǎn)品對(duì)電力企業(yè)的生產(chǎn)安全、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，以及對(duì)科研的推動(dòng)作用具有積極貢獻(xiàn)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著。

5 總結(jié)

針對(duì)傳統(tǒng)10 kV配電室及開(kāi)閉所高、低壓開(kāi)關(guān)柜的狀態(tài)指示燈更換過(guò)程中存在的問(wèn)題，本文提出了一種新型拆卸式指示燈，該成果效仿燈泡原理，將燈芯和底座采用接插件插拔方式連接的分體式設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)檢修方法相比，新型拆卸式指示燈損壞時(shí)，滿足單人操作，僅需更換燈芯或底座，無(wú)需整體拆卸，具有方便、快捷，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠有效提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率，還節(jié)省了人力、物力和財(cái)力，可在電力行業(yè)和用戶全面推廣使用，對(duì)推動(dòng)科研發(fā)展和保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。