基于高壓帶電顯示裝置現狀及未來發展分析

姚明慧

摘 要：高壓帶電顯示裝置，由于其能夠保證電力行業工作人員人身安全，防止誤操作，成為高壓設備的必備裝置。隨著科學技術的不斷進步，高壓帶電顯示裝置在結構、功能等方面也取得了重大發展。結構形式從直接接觸發展為非接觸感應式，功能也從簡單顯示發展為顯示、強制閉鎖，智能化自檢、微機五防等功能。傳統的工作方式分為無源工作與有源工作，現已發展到有源、無源自動切換工作方式，使高壓帶電顯示裝置性能更趨完善。因此文章將對各型帶電顯示裝置的性能及今后發展展開詳細分析。

關鍵詞：高壓帶電顯示裝置；強制閉鎖；自動切換

中圖分類號：TM81 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）32-0088-02

1 接觸式高壓帶電顯示裝置

帶電顯示裝置是一種可以直接安裝在室內電氣設備上，并且可以直觀顯示出電氣設備是否帶有運行電壓的具有提示性安全裝置。帶電顯示裝置的提示方式一般是當設備帶有運行電壓時，該顯示裝置的顯示窗會發出閃光，警示人們高壓設備帶電，無電時則無指示。該系列裝置一般安裝在進線母線、斷路器、主變、開關柜、GIS組合電器及其它需要顯示的是否帶電的地方，能夠防止電氣誤操作， 該系列裝置須符合中華人民共和國電力行業標準DL/T 538-2006 《高壓帶電顯示裝置》的標準。具備可靠性，經濟性，適應性，功能全的功能。接觸式高壓帶電顯示裝置原理圖，如圖1所示。

接觸式高壓帶電顯示裝置一般由陶瓷主體和絕緣體支柱構成，采用電容分壓式采集有電信號，可以通過電容分壓獲得能量的利用，這一接觸式高壓帶電顯示裝置的結構相對簡單，是利用氖管提供電壓的，即無需外加電源即可工作，但它存在一些致命弊端。

1.1 存在的安全隱患

電容分壓式結構。由于高壓電容直接與高壓端連接，存在如下安全隱患。首先，高壓電容本身由于老化等原因存在擊穿可能。其次，當高壓電容與環氧樹脂壓鑄時，由于表面工藝處理，不同材料熱脹冷縮等原因，在接觸面容易形成間隙，在反復高壓作用下（如：雷電、操作過電壓等）可能發生擊穿事故。事故發生嚴重影響了電網的安全運行。

1.2 有電指示不可靠

電容式顯示裝置有電指示，受到安裝布線、發光元件、設備本身等故障的影響，其結果不能可靠反映帶電設備帶電與否，導致其結果不能作為判據依據使用。

1.3 功能簡單

電容式帶電顯示裝置僅有帶電顯示裝置，不能自檢，沒有線路故障報警，不能適應現代微機“五防”的功能要求。由于電容式高壓帶電顯示裝置存在以上致命弊端，現已逐步被淘汰。

2 非接觸式高壓帶電顯示裝置

非接觸式高壓帶電顯示裝置具有非常穩定的能力，并且抗干擾能力也極強，它的傳感器和其設備是沒有發生直接接觸的，同時具有溫度補償、去除噪音、電路自檢等功能，以保證電路的安全穩定運行，其傳感器可能裝設在各個電壓等級內，以確保線路的一次性安全。而且當電源斷開時，傳感器可以通過自檢使得閉鎖的回路消除解鎖，同時這種非接觸式高壓帶電顯示裝置的安裝維護工作都十分簡單易行，經常使用在多種用電場所中，比如：斷路器進出線的兩側、變壓器的進出線側、引入線、變電站的總線、高壓線路、電纜終端等等。

非接觸式帶電顯示裝置是近期發展的一種新型顯示裝置，它摒棄了造成安全隱患的電容分壓理，而采用高壓電場效應的原理，非接觸采集電場信號，其優點分析如下。

2.1 安全性高

非接觸式帶電顯示裝置是消除了與帶電體的直接電接觸，它更多地利用在安全距離之外的傳感器采集電場信號，避免了出現漏電、放電現象，這也使得整體操作變得更加地簡單易行，并且從根本上避免了擊穿安全事故的發生。

2.2 可靠性高、功能強

非接觸式帶電顯示裝置采用微處理器技術，具有設備完好自檢，在線線路故障自檢并有聲光報警，排除了各種影響有電指示的不定因素，使顯示裝置的有電指示具有確定性，可作為帶電與否的判據之一。同時該型顯示裝置還有強制閉鎖，微機五防等完善功能，能夠很好地適應新形勢的防誤需求。

2.3 有源工作

非接觸式帶電顯示裝置采集信號比較微弱，抗干擾的能力相對較差，不能達到全方位覆蓋，所以工作時需要外加工作電源，所以這時對于沒有工作電源的場合，如環網柜等就不適合使用非接觸式高壓帶電顯示裝置，因此這種高壓顯示裝置的使用環境是有一定局限性的。

3 等電位型高壓帶電顯示裝置

等電位是起均衡電位的作用，人處在有等電位連接的場所，當人體觸電時，就可以使人體與所在之處沒有電位差，因而起到安全保護人體的作用。所謂等電位連接，其實就是建筑內的一切本身不帶電，卻有導電功能的金屬管道，結構等等，將它們全部連接起來，處處連通。等電位型高壓帶電顯示裝置示意圖，如圖2所示。

等電位型高壓帶電顯示裝置是在高壓設備周圍電場的作用下，利用靜電的感應原理，利用電場能達到強閃光的高壓帶電清晰準確顯示的目的。它可以準確地將高壓設備帶電狀況用閃光的方式顯示出來。由于大多數人對所使用設備的帶電狀況無法準確掌握，所以誤判其帶帶電狀況很有可能導致設備的短路和損壞甚至高壓觸電事故等等，而使用帶電顯示裝置則可以有效地預防此類事故的發生。同時使用等電位型高壓帶電顯示裝置還可以防止帶電合接地刀閘和帶電掛地線等事故的發生。等電位型高壓帶電顯示裝置的特點有：

①很強的抗干擾性。等電位型高壓帶電顯示裝置可以不受鄰路的干擾影響，準確地檢測并顯示所需內容，準確地避免顯示錯誤的狀況發生。

②使用壽命長。等電位型高壓帶電顯示裝置的元件和各部件均采用高質量、長壽命的零件，耐用性極強，可以長期不間斷地運行，其運行周期甚至可達10年以上，并且運行極其穩定。

③提示性強。該顯示裝置的直觀顯示清晰、迅速、可靠，當發現高壓設備處在帶電運行的情況時，等電位型高壓帶電顯示裝置便可以準確可靠地以閃光的方式提示高壓設備的帶電狀況，并提醒工作人員注意防護，注意不要進入帶電空間，以免造成事故。

④安裝簡單易行。該帶電顯示裝置可以直接安裝于高壓設備之上，因為此裝置有專門的彈簧卡具設置，因此低電位狀態下，如果能做好隔離的措施，該顯示裝置將不受“過電壓”影響，同時也完全不會影響高壓設備對地絕緣的狀況。

⑤可靠性高。此類帶電顯示裝置的電壓穩定，自源發電協調可靠，不會出現斷電、短路等影響正常運行的情況，因此不用電池或其他二次輔助電源也能達到十分可靠的運行效果。

4 有源無源自動切換型非接觸式高壓帶電顯示裝置

針對非接觸式帶電顯示裝置需要工作電源，從而使使用范圍有所局限的缺陷，近期又開發了一種有源無源自動切換型非接觸式高壓帶電顯示裝置。該型顯示裝置，在外部沒有工作電源時，能提供有電指示及閉鎖的基本功能，在外部有電源或操作人員插入便攜式電源時，顯示裝置能自動切換到有源工作狀態，不但有帶電指示、強制閉鎖功能還具備自檢、斷線聲光報警、微機五防信號輸出等完善的功能。

此種顯示裝置結合了前述各種高壓帶電顯示裝置裝置的優點，克服了其自身固有的缺點，將達到既能穩定顯示，又能自主供電，還可以根據狀況切換工作狀態，并在遇到狀況時強制閉鎖和輸出報警信號等等，而正是由于自動切換式顯示裝置能自動適應有源、無源的工作環境，又具有較完善的功能設計，因此該裝置是具有更廣泛的應用前景的。有源無源自動切換型非接觸式高壓帶電顯示裝置示意圖，如圖3所示。

5 帶電顯示裝置的發展

目前，已很多高壓電力運行設備安裝了高壓帶電顯示裝置，并逐漸成為高壓運行設備的標準配置設備之一。通常高壓帶電顯示裝置其傳感器安裝在高壓室內，并為高壓室內各種物理量的綜合檢驗提供了基礎。今后，顯示裝置可以綜合檢測柜內溫度、濕度、非正常放電、弧光等，保證高壓運行設備安全運行的各種量化參數，簡化安裝布線，增加工作可靠性，為高壓運行設備的智能化提供科學依據。

而隨著電力系統電壓等級的逐漸升高及電力設備不斷更新換代，致使部分設備無法直接進行驗電或由于對地距離過高而不方便驗電，需要采用高壓帶電顯示裝置進行間接驗電。這是高壓電力設備發展的必然趨勢，同時也對高壓帶電顯示裝置的發展與改善提出了更高的要求。目前一些220 kV、500 kV的變電站戶外也已經安裝了高壓帶電顯示裝置，用于強制閉鎖線路側接地刀閘。但是，老式高壓帶電顯示裝置仍存在很多問題，例如安全隱患較大、穩定性能不足、對電源要求較高等等，因此未來高壓顯示裝置的發展依舊會朝著不斷改進、不斷創新的方向繼續發展。

參考文獻：

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