基于高压带电显示装置现状及未来发展分析

姚明慧

摘 要：高压带电显示装置，由于其能够保证电力行业工作人员人身安全，防止误操作，成为高压设备的必备装置。随着科学技术的不断进步，高压带电显示装置在结构、功能等方面也取得了重大发展。结构形式从直接接触发展为非接触感应式，功能也从简单显示发展为显示、强制闭锁，智能化自检、微机五防等功能。传统的工作方式分为无源工作与有源工作，现已发展到有源、无源自动切换工作方式，使高压带电显示装置性能更趋完善。因此文章将对各型带电显示装置的性能及今后发展展开详细分析。

关键词：高压带电显示装置；强制闭锁；自动切换

中图分类号：TM81 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）32-0088-02

1 接触式高压带电显示装置

带电显示装置是一种可以直接安装在室内电气设备上，并且可以直观显示出电气设备是否带有运行电压的具有提示性安全装置。带电显示装置的提示方式一般是当设备带有运行电压时，该显示装置的显示窗会发出闪光，警示人们高压设备带电，无电时则无指示。该系列装置一般安装在进线母线、断路器、主变、开关柜、GIS组合电器及其它需要显示的是否带电的地方，能够防止电气误操作， 该系列装置须符合中华人民共和国电力行业标准DL/T 538-2006 《高压带电显示装置》的标准。具备可靠性，经济性，适应性，功能全的功能。接触式高压带电显示装置原理图，如图1所示。

接触式高压带电显示装置一般由陶瓷主体和绝缘体支柱构成，采用电容分压式采集有电信号，可以通过电容分压获得能量的利用，这一接触式高压带电显示装置的结构相对简单，是利用氖管提供电压的，即无需外加电源即可工作，但它存在一些致命弊端。

1.1 存在的安全隐患

电容分压式结构。由于高压电容直接与高压端连接，存在如下安全隐患。首先，高压电容本身由于老化等原因存在击穿可能。其次，当高压电容与环氧树脂压铸时，由于表面工艺处理，不同材料热胀冷缩等原因，在接触面容易形成间隙，在反复高压作用下（如：雷电、操作过电压等）可能发生击穿事故。事故发生严重影响了电网的安全运行。

1.2 有电指示不可靠

电容式显示装置有电指示，受到安装布线、发光元件、设备本身等故障的影响，其结果不能可靠反映带电设备带电与否，导致其结果不能作为判据依据使用。

1.3 功能简单

电容式带电显示装置仅有带电显示装置，不能自检，没有线路故障报警，不能适应现代微机“五防”的功能要求。由于电容式高压带电显示装置存在以上致命弊端，现已逐步被淘汰。

2 非接触式高压带电显示装置

非接触式高压带电显示装置具有非常稳定的能力，并且抗干扰能力也极强，它的传感器和其设备是没有发生直接接触的，同时具有温度补偿、去除噪音、电路自检等功能，以保证电路的安全稳定运行，其传感器可能装设在各个电压等级内，以确保线路的一次性安全。而且当电源断开时，传感器可以通过自检使得闭锁的回路消除解锁，同时这种非接触式高压带电显示装置的安装维护工作都十分简单易行，经常使用在多种用电场所中，比如：断路器进出线的两侧、变压器的进出线侧、引入线、变电站的总线、高压线路、电缆终端等等。

非接触式带电显示装置是近期发展的一种新型显示装置，它摒弃了造成安全隐患的电容分压理，而采用高压电场效应的原理，非接触采集电场信号，其优点分析如下。

2.1 安全性高

非接触式带电显示装置是消除了与带电体的直接电接触，它更多地利用在安全距离之外的传感器采集电场信号，避免了出现漏电、放电现象，这也使得整体操作变得更加地简单易行，并且从根本上避免了击穿安全事故的发生。

2.2 可靠性高、功能強

非接触式带电显示装置采用微处理器技术，具有设备完好自检，在线线路故障自检并有声光报警，排除了各种影响有电指示的不定因素，使显示装置的有电指示具有确定性，可作为带电与否的判据之一。同时该型显示装置还有强制闭锁，微机五防等完善功能，能够很好地适应新形势的防误需求。

2.3 有源工作

非接触式带电显示装置采集信号比较微弱，抗干扰的能力相对较差，不能达到全方位覆盖，所以工作时需要外加工作电源，所以这时对于没有工作电源的场合，如环网柜等就不适合使用非接触式高压带电显示装置，因此这种高压显示装置的使用环境是有一定局限性的。

3 等电位型高压带电显示装置

等电位是起均衡电位的作用，人处在有等电位连接的场所，当人体触电时，就可以使人体与所在之处没有电位差，因而起到安全保护人体的作用。所谓等电位连接，其实就是建筑内的一切本身不带电，却有导电功能的金属管道，结构等等，将它们全部连接起来，处处连通。等电位型高压带电显示装置示意图，如图2所示。

等电位型高压带电显示装置是在高压设备周围电场的作用下，利用静电的感应原理，利用电场能达到强闪光的高压带电清晰准确显示的目的。它可以准确地将高压设备带电状况用闪光的方式显示出来。由于大多数人对所使用设备的带电状况无法准确掌握，所以误判其带带电状况很有可能导致设备的短路和损坏甚至高压触电事故等等，而使用带电显示装置则可以有效地预防此类事故的发生。同时使用等电位型高压带电显示装置还可以防止带电合接地刀闸和带电挂地线等事故的发生。等电位型高压带电显示装置的特点有：

①很强的抗干扰性。等电位型高压带电显示装置可以不受邻路的干扰影响，准确地检测并显示所需内容，准确地避免显示错误的状况发生。

②使用寿命长。等电位型高压带电显示装置的元件和各部件均采用高质量、长寿命的零件，耐用性极强，可以长期不间断地运行，其运行周期甚至可达10年以上，并且运行极其稳定。

③提示性强。该显示装置的直观显示清晰、迅速、可靠，当发现高压设备处在带电运行的情况时，等电位型高压带电显示装置便可以准确可靠地以闪光的方式提示高压设备的带电状况，并提醒工作人员注意防护，注意不要进入带电空间，以免造成事故。

④安装简单易行。该带电显示装置可以直接安装于高压设备之上，因为此装置有专门的弹簧卡具设置，因此低电位状态下，如果能做好隔离的措施，该显示装置将不受“过电压”影响，同时也完全不会影响高压设备对地绝缘的状况。

⑤可靠性高。此类带电显示装置的电压稳定，自源发电协调可靠，不会出现断电、短路等影响正常运行的情况，因此不用电池或其他二次辅助电源也能达到十分可靠的运行效果。

4 有源无源自动切换型非接触式高压带电显示装置

针对非接触式带电显示装置需要工作电源，从而使使用范围有所局限的缺陷，近期又开发了一种有源无源自动切换型非接触式高压带电显示装置。该型显示装置，在外部没有工作电源时，能提供有电指示及闭锁的基本功能，在外部有电源或操作人员插入便携式电源时，显示装置能自动切换到有源工作状态，不但有带电指示、强制闭锁功能还具备自检、断线声光报警、微机五防信号输出等完善的功能。

此种显示装置结合了前述各种高压带电显示装置装置的优点，克服了其自身固有的缺点，将达到既能稳定显示，又能自主供电，还可以根据状况切换工作状态，并在遇到状况时强制闭锁和输出报警信号等等，而正是由于自动切换式显示装置能自动适应有源、无源的工作环境，又具有较完善的功能设计，因此该装置是具有更广泛的应用前景的。有源无源自动切换型非接触式高压带电显示装置示意图，如图3所示。

5 带电显示装置的发展

目前，已很多高压电力运行设备安装了高压带电显示装置，并逐渐成为高压运行设备的标准配置设备之一。通常高压带电显示装置其传感器安装在高压室内，并为高压室内各种物理量的综合检验提供了基础。今后，显示装置可以综合检测柜内温度、湿度、非正常放电、弧光等，保证高压运行设备安全运行的各种量化参数，简化安装布线，增加工作可靠性，为高压运行设备的智能化提供科学依据。

而随着电力系统电压等级的逐渐升高及电力设备不断更新换代，致使部分设备无法直接进行验电或由于对地距离过高而不方便验电，需要采用高压带电显示装置进行间接验电。这是高压电力设备发展的必然趋势，同时也对高压带电显示装置的发展与改善提出了更高的要求。目前一些220 kV、500 kV的变电站户外也已经安装了高压带电显示装置，用于强制闭锁线路侧接地刀闸。但是，老式高压带电显示装置仍存在很多问题，例如安全隐患较大、稳定性能不足、对电源要求较高等等，因此未來高压显示装置的发展依旧会朝着不断改进、不断创新的方向继续发展。

参考文献：

[1] 曾邵蒲.高压带电显示装置的设计分析与应用[J].电气技术，2016（7）：

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[2] 袁大陆.高压带电显示装置技术条件简介.[J].电力标准化与计量，2014

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[3] 张晶磊.液晶闪亮式带电显示装置.[J].包钢科技，2015（5）：34-36.