一种新型拆卸式指示灯的研制与应用

林俊超，庄建煌，徐丽红，林丹丹，庄剑雄

(1.国网福建省电力有限公司莆田供电公司，福建 莆田 351100；2.国网福建省电力有限公司超高压分公司，福建 福州 350014)

引言

电力生产中，为保证正确监视10kV配电室及开闭所高、低开关柜开关运行、储能、分合闸回路等状态，通常是根据状态指示灯的亮、灭来表明设备状态。但因状态指示灯长期处于柜内密闭、不易散热的环境下，容易出现老化损坏，导致无法正确反映设备状态情况[1-3]。然而，传统指示灯更换方式步骤繁琐且耗时较长，同时在更换过程中，存在运维人员因误碰造成设备故障，甚至导致人员触电等安全隐患[4-6]。

针对传统指示灯更换过程中存在的问题，本文提出了一种新型拆卸式指示灯，效仿家用灯泡原理，将灯芯和底座采用分体式设计，灯芯采用微电子集成技术将灯珠、驱动电源及镀金接插件一体封装，灯芯和灯座采用接插件插拔方式连接，更换时无需整体拆装，实现损坏部件拔插替代，具有方便快捷、安全可靠，且能够避免误碰造成设备故障或人员触电等优点，有效地缩短检修时间，提高工作效率，保障电网安全稳定运行[7]。

1 传统指示灯存在的不足

传统指示灯采用一体式设计，将灯芯和底座通过电气元件连接在一起。无论是新设备安装或是损坏更换时，都必须整体拆装，同时在安装过程中还需要螺丝刀加固，更换过程极其不便，其内部结构如图1所示。

图1 传统指示灯内部结构图Fig.1 Internal structure of a traditional indicator

通过对传统指示灯的试验分析，总结出以下几个问题：

1)更换步骤问题：常规状态指示灯更换步骤多、耗时长，平均更换一次需要6.5 min；

2)更换时存在误碰造成设备故障问题：状态指示灯安装柜门后侧以二次线为主，二次线繁多，容易发生误碰情况；

3)更换时存在人员触电隐患问题：状态指示灯带电更换繁琐，容易引起误碰触电。

2 新型拆卸式指示灯的设计

2.1 总体结构设计

针对常规指示灯一体式设计存在的问题，新型拆卸式指示灯将灯芯和底座分别设计为拔插式，整体设计如图2所示。

图2 新型拆卸式指示灯整体设计示意图Fig.2 Schematic diagram of overall design of new disassembly type indicator light

如图3所示，新型拆卸式指示灯主要包括灯芯①、镀金公座②、镀金母座③、快速接线端子④、灯芯灯座⑤以及接线端子底座⑥，其具体安装步骤如下：

图3 拆卸式指示灯座3D模拟效果图Fig.3 3D simulation of disassembly lamp holder

1)拆卸式指示灯灯芯①通过镀金公座②插入固定在开关柜柜门的灯座⑤上的镀金母座③的孔内，即完成指示灯灯芯与灯座的安装。

2)拆卸式指示灯灯座固定后，将按压式快速接线端子④插入接线端子底座⑥，然后将电源进线通过按压式接入快速接线端子④中，即可完成接线。

2.2 采用接触式金属触点设计

新型拆卸式指示灯灯芯与灯座采用接触式金属触点方式设计，由灯芯、镀金公座、灯座、镀金母座4部分构成，结构如图4所示。

图4 接触式金属触点Fig.4 Contact type metal contact

2.3 采用按压式接线端子设计

如图5所示，传统接线端子通过螺丝方式锁紧电源进线，这就需要前期对电源进线进行工艺处理。而拆卸式指示灯灯座采用按压式接线端子设计，只需将端子按压后将电源进线插入，即可牢固接线。

图5 传统接线端子(左)与新型接线端子(右)Fig.5 Traditional terminal (left) and new terminal (right)

2.4 保留整体尺寸大小设计

如图6所示，新型拆卸式状态指示灯灯座延续原有指示灯灯座模型，按照1∶1比例进行设计，保证能够直接替换传统指示灯，不仅解决了灯座尺寸不匹配问题，也节省了材料。

图6 原有状态指示灯灯座与拆卸式实物对照图Fig.6 Original status indicator lamp holder and disassembly type physical comparison drawing

3 优势对比

3.1 拆装步骤优势对比

如图7所示，传统指示灯更换时需要螺丝整体拆装、而新型拆卸式指示灯无论灯芯或是底座损坏时，只需插拔对应元件，就能实现损坏部件的更换。

图7 传统指示灯与拆卸式指示灯更换方式对比Fig.7 Comparison between traditional indicator and disassembled indicator replacement mode

3.2 拆装时长及安全性优势对比

通过3次对照试验，每次试验由两组人员进行装拆，试验结果如表1所示。

由表1可知，传统指示灯平均更换一次为387 s，新型拆卸式指示灯灯芯更换时间平均在37 s/次,而接线端子平均更换时间为90 s/次。由此可见，新型拆卸式指示灯更换时间明显少于传统指示灯更换时间。

表1 试验数据对比表Table 1 Comparison table of experimental data

通过现场试验对比：采用传统的方法不仅耗时长，且完成拆装过程需要多人同时配合，工艺繁琐且施工强度大，费时费力；同时在拆装过程中由于没有专用可靠的工具容易误碰造成设备故障或人员触电等隐患。而采用新型拆卸式指示灯方便快捷，大大缩短拆装和检修所需工作时间，提高工作效率，安全可靠，避免了因检修工艺不良引发的危险情况和经济损失。

4 推广前景及应用分析

如图8所示为新型拆卸式指示灯灯芯损坏时更换步骤，新型拆卸式指示灯已在国网莆田供电公司所辖的开关柜现场推广应用，效果良好，得到了运维人员的一致好评，其具备以下几个特点：

图8 新型拆卸式指示灯灯芯损坏时更换步骤Fig.8 Procedure for replacing the new removable indicator lamp wick when it is damaged

1)具有插拔锁扣功能；

2)结构简单、易于操作、更换时间短；

3)通用性强，避免了现有开关柜状态指示灯尺寸不匹配问题，节省了材料；

4)采用按压式接线方式，无需工器具即可操作更换；

5)降低运维人员误碰引起设备故障和人员触电的安全隐患。

状态指示灯已在35 kV及以下高、低压开关柜生产现场中应用广泛[8]。由于新型拆卸式指示灯尺寸大小与传统相匹配，对于之前已经安装的损坏的指示灯可以进行快速替换；而对于新增设备，可以直接进行安装。该产品填补了国内市场的一项空白，从现场应用情况来看确实有效地提高了更换指示灯检修工作效率。该产品对电力企业的生产安全、技术经济效果，以及对科研的推动作用具有积极贡献，经济效益和社会效益十分显著。

5 总结

针对传统10 kV配电室及开闭所高、低压开关柜的状态指示灯更换过程中存在的问题，本文提出了一种新型拆卸式指示灯，该成果效仿灯泡原理，将灯芯和底座采用接插件插拔方式连接的分体式设计。与传统检修方法相比，新型拆卸式指示灯损坏时，满足单人操作，仅需更换灯芯或底座，无需整体拆卸，具有方便、快捷，安全可靠等优点，不仅能够有效提高现场工作效率，还节省了人力、物力和财力，可在电力行业和用户全面推广使用，对推动科研发展和保障电网安全稳定运行具有重要意义。