串联回路转换开关的设计及应用

高 峰

（大连宗益科技发展有限公司，辽宁 大连 116023）

0 引 言

机场助航灯光系统为飞机的降落提供安全可靠的目视引导，恒流调光器是机场助航灯光系统中的主要控制设备，主要用来提供电源[1-4]。调光器或灯光回路出现故障时，需要一种转换开关，快速将调光器输出端设置成短路状态，方便维修人员准确地判断故障是由调光器引起还是灯光回路引起，从而缩短维修时间。串联转换开关安装在高压切换柜里，切换组内一条灯光回路出现问题时，通过转换开关的保护作用，可以不关闭切换组内其他3台调光器就完成检修，大大提高了维修效率。

助航灯光系统如图1所示，由灯光回路、调光器、高压切换柜以及监控系统4部分组成[5]。灯光回路是负载，调光器是供电电源，高压切换柜用于调光器的热备份，在主调光器故障时能够快速将该调光器所带灯光回路切换至备调光器，监控系统的功能是集中控制调光器，监视调光器设备状态，简化运行人员开启调光器的操作流程[6]。一个机场可以没有高压切换柜和监控系统，但一定会有灯光回路和调光器。灯光回路和调光器是助航灯光系统中最基础，也是最重要的组成部分。灯光回路又可细分为灯光电缆、隔离变压器以及灯具3部分[7-9]。一条灯光回路无法正常运行的原因可以归结为两方面，一方面是调光器柜内器件发生故障，另一方面是灯光回路电缆发生故障。判断故障点最简单的方法是将灯光回路电缆从调光器输出端拆下，使调光器空载运行，如果调光器空载可以正常运行，则判断故障由灯光回路电缆引起，如果调光器不能正常运行，则可判断故障由调光器柜内器件引起。拆卸灯光回路电缆，调光器输出端短路这些烦琐的操作会浪费大量检修时间，而机场对处理故障的时间要求越来越苛刻，这就需要一种简易的方法，实现在不拆任何电缆的情况下就能转换调光器输出端的状态，于是串联回路转换开关应运而生[10]。

图1 助航灯光系统组成示意图

1 串联回路转换开关的工作模式

串联回路转换开关应具备的工作模式包括以下3种。一是正常运行模式，这是转换开关最常用的状态，调光器的输出端通过转换开关与灯光回路直接相连。二是回路短路接地、调光器短路模式，转换开关设置在这种状态时，调光器处于维修模式，输出端短路，灯光回路短路并且接地。调光器短路后可以直接开启，测试调光器本身是否有故障点。另外，这种模式还适用于维修人员查找灯光回路接地点故障。三是回路检测模式，转换开关设置在这种状态时，调光器输出端短路，灯光回路与转换开关的两个测试端相连，维修人员使用万用表测量灯光回路的直阻值，判断灯光回路是否存在虚接故障。

2 串联回路转换开关的防护功能

转换开关采用ABS工程塑料制作，具有良好的绝缘性、抗冲击性以及耐腐蚀性等特点。30 kVA容量的调光器工作时最大输出电压为4 545 V，而转换开关能承受高于15 000 V以上的高电压，大大提高了维修人员检修灯光回路的安全性。

3 简易版串联回路转换开关

简易版串联回路转换开关尺寸较小，既可以安装在调光器内（图2），又可以安装在高压切换柜内（图3）。机场安装切换柜后，灯光回路不直接与调光器输出端相连接，而是在切换柜内集中连接。每台切换柜内最多集中连接4条灯光回路和4台调光器。4条灯光回路中任意1条出现故障时，需要在夜航结束后，将4台调光器全部断电进行维修。安装转换开关后，开关本身具有高压防护功能，原来裸露的线端和接线柱都被转换开关取代，维修灯光回路不用再等到夜航结束进行，随时可以处理，大大提高了维修效率。

图2 安装转换开关的调光器

图3 安装转换开关的高压切换柜

简易版串联回路转换开关没有回路检测模式。只有正常运行模式，调光器短路、灯光回路短路两种模式。如果需要测试灯光回路直阻值，可以将转换开关拆下，使用万用表直接测试灯光回路的直阻值。

4 测试版串联回路转换开关

测试版串联回路转换开关与简易版串联回路转换开关使用相同的底座，区别在于上盖。测试版串联回路转换开关的上盖有4种转换模式，只能在设备检修时使用，不能在调光器正常运行时使用。安装在调光器或切换柜上的转换开关都是简易版的转换开关。

图4 简易版串联回路转换开关

测试版串联回路转换开关有4种模式。一是右接地模式，调光器输出端连接到灯光回路，并使灯光回路右侧电缆接地。二是调光器短路接地、灯光回路短路模式，调光器输出端短路并接地，与灯光回路断开，灯光回路短路。三是左接地模式，调光器输出端连接到灯光回路，并使灯光回路左侧电缆接地。四是调光器短路、灯光回路短路接地模式，调光器输出端短路，并与灯光回路断开，灯光回路短路并接地。具体如图5所示。

图5 测试版串联回路转换开关的4种模式

5 标准版串联回路转换开关

标准版串联回路转换开关尺寸相对较大，只能安装在调光器上使用，主要具有正常运行模式、调光器短路灯光回路短路接地以及回路检测模式（图6）。当转换开关设置在回路检测模式时，灯光回路与转换开关的测试端（M1、M2）相连接，将万用表测试表笔插入测试端，直接测试回路的直阻值。

图6 标准版串联回路转换开关的3种模式

6 结 论

串联回路转换开关安装在调光器内或切换柜内，通过简单地转换开关的不同方向，实现灯光回路电缆和调光器输出端的断开或连接。将灯光站维修人员从反复拆装电缆的工作中解脱出来，避免出现拆装螺丝引起的螺丝滑丝和接触不良等情况。极大地方便了维修人员检修灯光回路，测试回路绝缘阻值和直阻值，查找灯光电缆的故障点，提高了工作效率。串联回路转换开关已经在国内、国外多个机场项目投入使用，反响极好，逐渐成为每个机场的必备产品。