中压开关柜带电指示器缺陷分析及技术改进

黄昭荣

摘要：文章通过对中压配电开关柜带电指示器的相关研究，剖析带电指示器的缺陷与不足，更好地构思对带电指示器的改进，使得带电指示器具有使用年限延长、输出电压可控等新优点。

关键词：中压开关柜；带电指示器；无源；发光二极管；输出电压 文献标识码：A

中图分类号：TM711 文章编号：1009-2374（2015）32-0032-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.017

1 概述

电力对人类文明的进程有着重大意义，但同时它也可能对人类身体造成伤害，其主要原因在于电不作为一种固定的物质出现，其无声亦无形，我们在缺少专业设备时难以辨别电力设备是否带电。所以自人类用电以来，相关的安全事故时有发生，随着工业化的不断发展，因用电引起的各类安全事故带来的影响也越来越大。又因为电力人员在日常工作中需要频繁接触带电设备，如果各种带电设备缺少带电指示器将会影响电力人员的安全。

2 设计缺陷

为了解决辨别某设备是否带电，工程师发明了带电指示器，作为中压开关柜里不可缺少的必要元件之一，其重要作用就在于可以用来检测该设备是否带电，避免操作人员触电。带电指示器作为检测设备带电与否的探测器，它能简洁明了地显示出中压开关柜的带电情况，它能有效避免操作人员的失误，对相关运行人员来说，这就是它们在实际操作中的护身符，对带电合接地刀包括误触带电设备等地方可以充分发挥其重要的预警机制，不过带电指示器虽好，但因为生产带电指示器的厂家过多，其质量参差不齐、龙蛇混杂，常有以次充好的产品出现，所以目前市面上许多产品因为厂家最初设计上的缺陷，导致带电指示器在实际运行中存在一些问题，常是无法工作或极易损坏，影响运行人员的判断，危及操作人员的安全。据某市供电局区域分局提供的数据显示，该分局范围内有缺陷的带电指示器多达800套以上，占该分局带电指示器总数的35%，这些不良品质的带电指示器将会严重影响电网运行人员的安全。所以，笔者希望能对目前使用的带电指示器进行改良，减少其使用问题，延长使用寿命，以保证操作人员的安全，并且避免带电指示器频繁更换，降低成本，提高电网经济效益。

当前常用的10千伏配网开关柜的带电指示器种类不少，难以对其进行统一说明与分析。简而言之，可以按照工作原理进行区分，将它们分成电感式与电容式。若是根据工作电源的差异还能分成有源与无源式。一般来说有源式的带电指示器要接上220伏的电源才能使用，所以在室外使用相当麻烦，也不容易保护电路。而不需要外接电源的无源式带电指示器则优点明显，它只需要通过传感器所感应到的信号就能发挥其显示带电状况的作用，并且无源装置体积都不大，且安装便捷容易上手，这是有源带电指示器所不具备的优势。

2.1 氖灯使用寿命较低

当前，各生产厂家大部分都以氖灯当作带电指示器中的指示元件，而氖灯的缺点十分明显，其使用时间短、稳定性极差。当使用以氖灯为指示元件的带电指示器进行24小时运行时，其损坏得快且非常严重，导致带电指示器需要频繁地更换灯泡。氖灯的易损性也常常导致电网操作人员在进行检修或更换设备时，误以为已损坏的氖灯不工作是因为该设备不带电，做出错误的临场判断，造成安全事故和事件的发生。

氖灯使用时间过短、易损的品质给电网运行人员带来很大困扰。为了解决这一缺陷，操作人员对一些带电指示器不适用全天工作而是间歇式指示的方法来增加其使用时间。这样平常高压带电显示装置并不会显示带电状况，只有当操作人员使用时才会开始工作。这种使用方法较为有效地提升了设备的使用寿命，但却不能从根本上解决问题，反而还会带来新的问题。例如带电显示装置的监视线路侧是否带电的功能将因此被削弱，降低了带电指示器的功效。

2.2 输出电压不同导致线路无法核相

带电指示器的一个重要功能就是显示该设备的带电状况，除此以外，它还具备了进行线路核相的作用。但是电感式的带电指示器其传感器所感应到的电压值偏低，无法发挥线路核相功能。此外，因各生产厂家所采用的生产技术的不同，它们生产的带电指示器的传感器输出电压也大相径庭，从2.5～1000V都有，跨度比较大，这也导致了不同传感器之间是不能完成线路核相的，在实际工作中给电网操作人员带来很大的困扰。

2.3 无法带电更换

电对我们的生活和工作都起着十分重要的作用，可以说我们每时每刻都需要它，这就要求在电网运行人员进行电路检修时，应当维持系统继续使用，保障其稳定性。所以开关柜带电指示器能否进行免停电安装是加强电网服务质量的重要应用。目前市场上所售出的部分带电指示器是无法进行带电更换的，这就决定了它们在更换时需要停电而导致工作质量和居民生活受到影响，这也是我们可以进行开发应用的新领域。

3 技术改进

根据上面简述的目前已知的中压开关柜带电指示器所存在的问题与现状，笔者对其进行了改良，主要内容包括以下四项：

3.1 无源式设计

带电指示器采用无源式的运行方法能避免使用有源式的诸多弊端，它既不用外接电源，也能使用更小的装置，降低其在室外无法使用的概率。

3.2 LED显示单元取代氖灯

采用LED（即发光二极管）显示单元来代替氖灯作为指示元件能够避免更多安全事故的发生。单色的LED具有许多氖灯所不具备的有点，例如LED其体积较小、工作时电压低且电流小、发光均匀稳定、反应速度较快，最重要的一点就是其使用寿命远远超过了氖灯，这也是其最大的优点，所以用LED取代氖灯在带电指示器上工作是可行的，能够有效地避免操作人员施工时安全事故的发生。

3.3 控制开关加装感应器

电容式的传感器是安置在开关柜内部，当该设备带电的时候，对应的传感器会输出A、B、C三相电压，该电压再被整流滤波以后便会开启LED进行工作，此时LED指示灯发光工作就预示着该设备电路是带电压的。这种装置成功完成了当系统有电压时自助开启工作，电压消失后自助关闭的功能，这样能够有效延长LED的使用寿命，同时还能加强带电指示器的稳定性和功效。

3.4 输出电压可控

在带电指示器内加装电压限位回路和匹配电阻能够有效地控制电压，因生产厂家采用的生产技术不同，导致市面上不同种类的电容式带电传感器的电容量也不尽相同，可输出的电压从100～1000V的范围内都有，通过带电指示器内部新装的两个装置就可以把不同种类的带电传感器统一输出电压控制为开启LED工作包括核相的35～40V范围以内，这样就能保证各种不同类型的传感器都能用于工作，更大的好处在于延长了指示器内部的线路板和元器件的使用年限，降低应付成本。

4 结语

笔者通过对带电指示器的实际运行进行科学合理的分析，总结当前常用的中压开关柜带电指示器在运用过程中存在的问题以及缺陷。为消除运行人员现场操作时的安全隐患，笔者针对目前市场上常用的带电指示器存在的问题及缺陷提出对应的解决办法，同时尽我所能设计出寿命长、功效稳定、安装便捷迅速的带电指示器。这种带电指示器可以直接投入生产，对未来带电指示器的发展也具有很好的借鉴意义，最重要的是它有效提升了电网运行人员操作的工作效率，很大程度地消除了这部分的安全隐患。

参考文献

[1] 陶世阳.高压开关柜带电检测实验平台建设及实证研

究[J].科技风，2014，（13）.

[2] 肖永.智能变电站中压开关柜智能化解决方案[J].电

气应用，2013，（28）.

[3] 李玲.中压开关柜内部故障电弧计算及防护措施[J].

高压电业，2015，（11）.

（责任编辑：周 琼）