林俊超，莊建煌，徐麗紅，林丹丹，莊劍雄

(1.國網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司，福建 莆田 351100；2.國網(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配電室及開閉所高、低開關(guān)柜開關(guān)運行、儲能、分合閘回路等狀態(tài)，通常是根據(jù)狀態(tài)指示燈的亮、滅來表明設(shè)備狀態(tài)。但因狀態(tài)指示燈長期處于柜內(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較長，同時在更換過程中，存在運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]。

針對傳統(tǒng)指示燈更換過程中存在的問題，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，燈芯采用微電子集成技術(shù)將燈珠、驅(qū)動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，更換時無需整體拆裝，實現(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，有效地縮短檢修時間，提高工作效率，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行[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，將燈芯和底座通過電氣元件連接在一起。無論是新設(shè)備安裝或是損壞更換時，都必須整體拆裝，同時在安裝過程中還需要螺絲刀加固，更換過程極其不便，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

通過對傳統(tǒng)指示燈的試驗分析，總結(jié)出以下幾個問題：

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

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

3)更換時存在人員觸電隱患問題：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

2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對常規(guī)指示燈一體式設(shè)計存在的問題，新型拆卸式指示燈將燈芯和底座分別設(shè)計為拔插式，整體設(shè)計如圖2所示。

圖2 新型拆卸式指示燈整體設(shè)計示意圖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通過鍍金公座②插入固定在開關(guān)柜柜門的燈座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，然后將電源進線通過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設(shè)計

新型拆卸式指示燈燈芯與燈座采用接觸式金屬觸點方式設(shè)計，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Fig.4 Contact type metal contact

2.3 采用按壓式接線端子設(shè)計

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

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比例進行設(shè)計，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物對照圖Fig.6 Original status indicator lamp holder and disassembly type physical comparison drawing

3 優(yōu)勢對比

3.1 拆裝步驟優(yōu)勢對比

如圖7所示，傳統(tǒng)指示燈更換時需要螺絲整體拆裝、而新型拆卸式指示燈無論燈芯或是底座損壞時，只需插拔對應(yīng)元件，就能實現(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比Fig.7 Comparison between traditional indicator and disassembled indicator replacement mode

3.2 拆裝時長及安全性優(yōu)勢對比

通過3次對照試驗，每次試驗由兩組人員進行裝拆，試驗結(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間平均在37 s/次,而接線端子平均更換時間為90 s/次。由此可見，新型拆卸式指示燈更換時間明顯少于傳統(tǒng)指示燈更換時間。

表1 試驗數(shù)據(jù)對比表Table 1 Comparison table of experimental data

通過現(xiàn)場試驗對比：采用傳統(tǒng)的方法不僅耗時長，且完成拆裝過程需要多人同時配合，工藝繁瑣且施工強度大，費時費力；同時在拆裝過程中由于沒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)的危險情況和經(jīng)濟損失。

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更換步驟，新型拆卸式指示燈已在國網(wǎng)莆田供電公司所轄的開關(guān)柜現(xiàn)場推廣應(yīng)用，效果良好，得到了運維人員的一致好評，其具備以下幾個特點：

圖8 新型拆卸式指示燈燈芯損壞時更換步驟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)簡單、易于操作、更換時間短；

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

4)采用按壓式接線方式，無需工器具即可操作更換；

5)降低運維人員誤碰引起設(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、低壓開關(guān)柜生產(chǎn)現(xiàn)場中應(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，對于之前已經(jīng)安裝的損壞的指示燈可以進行快速替換；而對于新增設(shè)備，可以直接進行安裝。該產(chǎn)品填補了國內(nèi)市場的一項空白，從現(xiàn)場應(yīng)用情況來看確實有效地提高了更換指示燈檢修工作效率。該產(chǎn)品對電力企業(yè)的生產(chǎn)安全、技術(shù)經(jīng)濟效果，以及對科研的推動作用具有積極貢獻，經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。

5 總結(jié)

針對傳統(tǒng)10 kV配電室及開閉所高、低壓開關(guān)柜的狀態(tài)指示燈更換過程中存在的問題，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。與傳統(tǒng)檢修方法相比，新型拆卸式指示燈損壞時，滿足單人操作，僅需更換燈芯或底座，無需整體拆卸，具有方便、快捷，安全可靠等優(yōu)點，不僅能夠有效提高現(xiàn)場工作效率，還節(jié)省了人力、物力和財力，可在電力行業(yè)和用戶全面推廣使用，對推動科研發(fā)展和保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有重要意義。