灯浮标汇流插头的研发与应用

◎ 林登山 陈庆辉 汕头航标处



灯浮标汇流插头的研发与应用

◎ 林登山 陈庆辉 汕头航标处

摘 要：本文介绍一种灯浮标“汇流插头”的研发与应用概况。通过对该产品的研发思路以及在实际应用中的情况介绍，详述其应用前景及其带来的航标效能保障。

关键词：浮标 插头 灯器 电缆

1.研发背景

长久以来，灯浮标配套的灯器和能源系统以及其他附加设备，由于各自属于独立的单元，供电线路各自为政，导致电池接头端接入线头过多，不仅容易引发故障，而且对维护造成较大程度的不便（如下图）。

目前灯浮标巡检存在的问题；①灯浮标传统的巡检维护须打开电池箱，拆开电池接线头才能检测电池的容量和太阳能板充电情况。②更换灯器或太阳能板都必须打开电池箱拆卸连接线路，自上而下的重新布设供电线路。③目前灯浮标配套的灯器、太阳能板和电池是相互独立的，各自通过导线在电池接线柱处汇集，导致电池接线柱处汇集的线头太多容易引发故障甚至正负极接反。另外进入电池箱的灯器供导线和太阳能板供电导线太多，在一定程度上造成穿线困难。

2.解决思路

我们通过设计和开发一个具备汇流功能和不依赖工具快速拆卸的“汇流插头”，将所有供电和用电设备在灯浮标顶部汇流后仅由一组供电线路进入电池箱。由此实现灯浮标日常巡检维护的免开电池箱检测的目标。

本产品基于妥善解决一线航标工在航标巡检过程中繁琐、复杂的开电池箱检测的问题。通过模块化设计和快速拆卸的方法，一方面降低现场的工作强度，另一方面减少发生工作失误（正负极接反）的概率。

“汇流插头”必须满足如下要求。①根据实际工作需要，要求设计出的产品必须具备模块化开发并可扩展。在将灯器和太阳能板灯器材分隔成独立模块的同时，具备增加器材的扩展空间。②“汇流插头”必须防锈、防紫外线、耐酸碱腐蚀、完全绝缘。插头处密封性要好，完全防水。③“汇流插头”要具有工厂预制的特点，预制后能防止正负极接反，配套小部件通用性强。④“汇流插头”可不依赖工具或用简单工具就能快速装卸，最好能徒手装卸，简便灵活。⑤“汇流插头”具有自锁防脱落功能。

3.汇流插头及其主要技术参数

灯浮标汇流插头主要由一个呈“Y”形的汇流部件，一组具有自锁功能的插拔接头组成。（下图为汇流插头外观）

汇流元（部）件技术参数如下：额定电压：TU V10 0 0V DC/ UL600VDC。额定电流 ：10A-20A。端子规格：Φ2.0mm。耐电压：6000V AC（1Min）/2200V DC（1Min）。测试温度：-40℃--+85℃。污染等级 2。防护等级 ClassII。端子材质：铜，镀锡。接触电阻 ≤5mΩ。汇流部件材质 PPO。IP防护等级 IP67（IEC 60529）。拔出力≥50N。插入力≤50N。阻燃等级UL94V-0。

插拔接头技术要求如下：额定电压：500V AC/DC。额定电流：6.0A-15A AC/DC。导线规格： 0.75-2.5mm。端子规格： Φ2.0m。耐电压：4000V AC（1Min）。污染等级 ：2。防护等级： Class II。端子材质： 铜，镀锡。接触电阻 ≤5mΩ。插头材质 PPO。IP防护等级 ：IP67（IEC 60529）。拔出力 ≥50N。插入力 ≤50N。测试温度-40℃--+85℃。阻燃等级 UL94V-0。

“汇流插头”这一产品，在于通过对传统接线模式的改进，实现免开电池箱检测的目标，从而达到提高工作效率和提升灯浮标配套灯器和能源系统可靠性的目的。能较好的解决这一困扰一线航标工多年的问题。为一线航标工巡检航标创造便利条件。

该产品设计和材料参考国际在太阳能发电领域通用的方案和标准，结合灯浮标上实际使用的特点和需求，在保持与同类产品兼容的同时，符合节约和适用的原则。

到目前为止，该类产品在航标领域上应用尚属首次。通过该产品的使用，灯浮标上由原来几根电线贯穿灯架进入电池箱到现在由一根电线贯穿灯架进入电池箱。巡检检测由打开电池箱，拆开接线头检测到现在拔开连接插头即可检测，不仅提高效率，还极大的降低了巡检作业过程的危险性。虽然产品技术含量不高，却实实在在的解决了大问题。实用是它的唯一价值。

即便在灯器一体化发展大趋势下，这一产品依然具有推广价值和发展潜力。一体化灯器要实现太阳能板和电池效能的巡检检测，其附带的多块太阳能板就必须有一个汇流点，使用这一产品将汇流点外置就可以轻松实现免拆卸检测。而根据我们至今对一体化灯器的实际使用经验，目前尚没有一种产品能满足汕头航标处辖区灯浮标的实际使用要求，主要问题在于电池容量不足。要解决这一问题要么增加电池容量，这将导致一体化灯器太重在海上装卸异常危险。要么使用汇流插头额外增加主电源。

4.推广应用情况及其使用效果

4.1本产品的生产、应用、推广情况

本产品于2014年订制了部分试验性产品，在汕头航标处潮阳航标管理站辖区华能海门电厂和惠来海域等20座灯浮标上试用。从使用情况看，产品的耐腐蚀性、密封防水性和便利性等各项性能指标稳定可靠，未发现由该产品导致的影响航标效能的情况。经改进后，潮阳航标管理站于2015年，已在辖区灯浮标和使用定位电池的灯桩上全面推行这种汇流插头。同时，其他航标站的推广使用正积极进行中。

4.2使用本产品所产生的效益

从使用效果看来，该产品的确有助于降低现场的工作强度和减少发生工作失误（正负极接反）的作用。

该产品配合遥测遥控灯器使用，可轻易实现巡检过程的免开电池箱维护、检测，极大的降低了现场航标工的工作强度和危险系数，减少不必要的“跳标”等危险动作。使用这种汇流插头的遥测遥控灯器和定位电池，我们可以随时判断灯器和太阳能板的工作状态。

（1）通过分析遥测遥控灯器数据，可以得知灯浮标灯器、电池、太阳能板等各部件的性能状态。包括充电电压和电池压降等，从而判断故障部位。

（2）通过分析短时间内电池的电压变化，可以得知电池的性能指标。配合遥测遥控灯器灵活控制有效保护电池。

（3）即便电池被盗、断线、碰撞失效，白天遥测遥控灯器依然能工作，传回数据。

（4）更换灯浮某一故障部件可不需要拆除全部导线、重新布线。

参考文献：

［1］孙健.引航与船舶安全［J］.世界海运，2008，31（3）：1-2.

［2］孔祥余，刘洪旺，陈伯雄等.浅析我国海港引航员培养方式［J］.中国海运，201212 （2）：31-32.

［3］朱小民.浅谈引航员心理素质的培养［J］.中国水运，2012（2）.

［4］方泉根，胡甚平，席永涛.我国引航机构能力建设的现状及对策［J］中国航海2012（33）4.103-108.