一种可带电更换拔插式电力设备指示灯

钟志刚

（云南电网有限责任公司文山供电局，云南文山，663000）

0 引言

近年来，为了提高设备指示灯的实用性，企业工程师和学者进行了一定研究。文献[1]考虑高压断路器是变电站电力系统重要的电气设备,一般安装在高压开关柜内的工况。在高压开关柜的控制柜门面板上,安装有分位和合位指示灯,用于断路器分合闸位置的信号指示,是判断断路器分合闸状态或分合闸电路是否完好的重要依据。在日常运行检修过程中,断路器分位和合位指示灯故障时有发生。常见的断路器分合闸位置指示灯监测电路有两种,分别介绍其工作原理及常见故障的诊断处理方法。文献[2]对分析了一种某厂故障指示灯异常的原因，具体为母液泵电动机的额定功率为530kW,额定电压380V,使用6kV/0.4kV变压器单独供电,通过ACS880系列变频器进行控制。现场有一电机专用操作柱,其指示灯的额定电压为AC 120V,而电源电压测量值为AC 237V,与操作柱指示灯电压等级不匹配。需使用变比为2的单相控制变压器TC,即一次侧额定输入电压为AC 220V,二次侧额定输出电压为AC 110V,为操作柱指示灯提供控制电源，变频器运行继电器RO1闭合后,操作柱运行指示灯RD亮。按下操作柱启动按钮,在运行继电器RO1闭合瞬间,RD闪灭。检查发现,RD烧坏。文献[3]考虑变电站的指示灯通常都是固定安装在变电柜面板上,当指示灯发生故障需进行更换时,通常要先进行停电和一系列相关操作,更换好指示灯后又需要进行相关操作才能复电,整个更换过程繁琐、费时费力,且有可能影响变电站的安全稳定运行。基于此,研制出一种无需拆接线的变电站指示灯。该指示灯故障时可快速拆卸更换,不需要进行停电和相关操作,在变电柜面板上插拔即可实现，无需拆接线的指示灯在线快速更换,较好地解决了"更换指示灯时需要停电"、"更换指示灯时需进行相关操作"等问题。除了电力领域外，文献[4]针对消防系统中应急指示灯指示方向固定,在复杂环境中难以起到有效的疏散指引作用，设计了一种基于单片机和工业组态软件的智能应急消防指示灯,指示灯的指引方向将由系统计算后给出。在危险发生时指示灯内部的传感模块会将信息发送给服务器,系统会计算出最佳疏散路线;同时上位机人机界面将第一时间显示出危险发生位置以辅助相关人员展开工作。

本文在借鉴已有成果的基础上，设计了一种可带电更换插拔式电力设备指示灯，具有一定工程实用价值。

1 基本结构

本文所设计的可带电更换拔插式电力设备指示灯由主体外壳（1）、顶盖（2）、活动环（3）、安装螺纹（4）、底盖（5）、外接触片（6）、挤压板（7）、LED 灯组（8）、集成电路板（9）、摩擦片（10）、支撑杆（11）、直线滑块（12）、直线滑杆（13）、第一弹簧（14）、第二弹簧（15）、内接触片（16）、限位块（17）、滑动槽（18）、第三弹簧（19）等19个关键组建构成。其外观如图1所示，为论述方便本文图中均用数字表示不同组建。

图1 外观结构示意图

部分关键组建位置与作用如下：

（1）活动环，贯穿嵌套在主体外壳外部上端，活动环可自由上下滑动；

（2）安装螺纹，设置在主体外壳外部中间位置，安装螺纹用于装置主体与使用设备之间的固定安装；

（3）外接触片，卡合设置在底盖表面，外接触片与底盖之间可发生相对转动；

（4）挤压板，活动安装在主体外壳侧面外部，挤压板关于主体外壳中心对称共设置有4个，并且挤压板外表面设置有具有较大摩擦力的摩擦片；

（5）LED灯组，活动安装在主体外壳内部上端，LED灯组下表面固定设置有可进行电信号传递的内接触片；

（6）集成电路板，安装在主体外壳内部中间位置，集成电路板下端利用导线与外接触片电气连接，且集成电路板上端利用导线连接有与LED灯组相互匹配的内接触片。

（7）其他组建：挤压板通过支撑杆与主体外壳组成伸缩结构，且支撑杆底端转动设置有直线滑块，通过支撑杆的转动可以推动挤压板向外移动，从而利用其外侧设置的摩擦片产生较大的摩擦力而达到防止松动的目的。直线滑块与直线滑杆之间组成相对滑动结构，且直线滑块通过第一弹簧与主体外壳组成弹性结构，利用第一弹簧对直线滑块的挤压作用可以推动直线滑块在直线滑杆外侧滑动，从而带动支撑杆发生转动。LED灯组与主体外壳之间组成拆卸安装结构，且LED灯组通过第二弹簧与主体外壳之间组成弹性结构，在LED灯组出现故障时可以利用第二弹簧对其的推动作用而将其推出外侧，从而方便进行更换。LED灯组通过限位块与主体外壳组成卡合结构，且限位块外侧面呈光滑圆弧状结构，利用限位块对下方LED灯组的卡合作用可以完成对LED灯组的安装固定；限位块通过上下两侧开设的滑动槽与主体外壳组成滑动结构，且滑动槽内部固定设置有第三弹簧，通过活动环与限位块外侧的圆弧形结构可以将其向内推动，从而实现与LED灯组之间的卡合固定。

2 设计详情及原理

本文所设计设备详细结构如图2所示，将主体外壳插入设备的指示灯安装槽内部，主体外壳拆卸的卡合安装有有色透明顶盖，且顶盖的颜色可根据实际使用情况进行更换，并且主体外壳下方螺纹安装有可拆卸的底盖，

图2 详细结构示图

包括：活动环，贯穿嵌套在主体外壳外部上端，活动环可自由上下滑动；

安装螺纹，设置在主体外壳外部中间位置，安装螺纹用于装置主体与使用设备之间的固定安装；

外接触片，卡合设置在底盖表面，外接触片与底盖之间可发生相对转动；

挤压板，活动安装在主体外壳侧面外部，挤压板关于主体外壳中心对称共设置有2个，并且挤压板外表面设置有具有较大摩擦力的摩擦片；

LED灯组，活动安装在主体外壳内部上端，LED灯组下表面固定设置有可进行电信号传递的内接触片；集成电路板，安装在主体外壳内部中间位置，集成电路板下端利用导线与外接触片电气连接，且集成电路板上端利用导线连接有与LED灯组相互匹配的内接触片。

挤压通过支撑杆与主体外壳组成伸缩结构，且支撑杆底端转动设置有直线滑块，直线滑块与直线滑杆之间组成相对滑动结构，且直线滑块通过第一弹簧与主体外壳组成弹性结构详见图3和图4。

图3 图2中AA处放大结构

图4 图2中AA处放大结构

在使用装置时，首先将装置整体组装完成，之后将装置的后端放入设备上指示灯安装槽内部，利用外侧中部的安装螺纹进行固定，此时主体外壳侧面的第一弹簧对直线滑块产生挤压，使得直线滑块在直线滑杆外侧滑动，从而利用直线滑块带动外侧的支撑杆发生转动，将挤压板向外侧推动至于设备安装槽内壁产生挤压力，使得挤压板外表面的摩擦片产生较大的摩擦力，防止设备在工作时产生振动而出现松动的情况，安装完成之后底盖表面的外接触片与设备电路接通，将电信号传递至内部的集成电路板9中，集成电路板利用相互接触的内接触片将电信号传递至LED灯组中，使得LED灯组可以工作。

LED灯组与主体外壳之间组成拆卸安装结构，且LED灯组通过第二弹簧与主体外壳之间组成弹性结构，LED灯组通过限位块与主体外壳组成卡合结构，且限位块外侧面呈光滑圆弧状结构，限位块通过上下两侧开设的滑动槽与主体外壳组成滑动结构，且滑动槽内部固定设置有第三弹簧。

在LED灯组出现故障时，可以在不取下装置整体的情况下将顶盖打开，之后向下滑动外部的活动环，使其脱离与限位块之间的挤压，此时限位块在第三弹簧的作用下利用滑动槽在主体外壳中向外滑动，从而脱离与LED灯组之间的卡合固定，之后LED灯组在第二弹簧的推动作用下移动出装置外侧，取下旧的LED灯组后换上新的重新安装进入主体外壳内部并向内挤压，随后将活动环移动到原先位置与限位块之间产生挤压，将限位向内部推动，重新与LED灯组之间形成卡合，从而完成带电更换操作。

总结下来，工作原理为使用本装置时，首先利用挤压板外侧摩擦片产生的摩擦力防止在使用时因震动而出现松动的情况，同时利用LED灯组的触片式安装方式，可以方便对LED灯组进行更换。

3 结束语

电能设备指示灯可直接表征设备及其监测对象关键信息，为了缓解电能设备指示灯故障时需停机停电造成不利影响，本文给出了可带电更换拔插式电力设备指示灯的设计方案，具有较强工程意义。