太陽能警示燈在輸電線路中的應用

【文章摘要】

大貨車、吊車、挖掘機等大型起重機械、車輛在輸電線路周圍施工作業，對輸配電線路的安全運行帶來嚴重威脅。尤其是在夜間施工，由于施工人員看不清高壓導線具體位置造成線路跳閘事故占外力事故的70-80%。太陽能LED 頻閃警示燈采用360 度發光，采用太陽能供電系統供電，將電能晚上自動轉化成光能，通過LED 發出亮光來勾畫導線位置，誘導駕駛員視線，能提醒施工人員保持安全距離，為保證線路安全運行起到重要作用。

【關鍵詞】

電力設施；外力破壞；爆閃；警示；太陽能

隨著城鄉建設的發展建筑、道路施工逐漸增多，吊車、挖掘機等大型機械、車輛的頻繁使用在電力線路保護區內建筑、道路施工現象越來越多。對電力線路的安全運行造成威脅。外力破壞多數是由于吊車、塔吊、混凝土泵車造成，能占架空線路事故60% 以上。特別是夜間施工，由于施工人員看不清高壓導線具體位置造成線路跳閘事故常時有發生，占外力事故的70-80%。

1 材料及方法

1.1 材料（1）超高亮LED; φ5（2）橡膠墊板 45*18*12 （ 3）支架 51*18*2 （ 4）壓簧 φ1.25 （ 5）電路印刷板，（6）電路連線 （7）儲存器件 鋰電池 ;3.3V500MAH（ 8）. 單個重量：420 克 (9) 尺寸: φ82.5*30 φ69*30 腳 長 26mm （ 10）壓 簧 螺 栓 φ5*42 （ 11）控制模塊 IC（12）光伏太陽電池板 3.5V（ 13）封裝 ：環氧樹脂 A.B 密封 膠（14）外殼 PC

1.2 安裝方法

（1）將高壓作業斗臂車枝在要裝導線下方，有兩名工作人員帶上安裝工具及警示燈，安裝工具的操作桿長度應滿足線路電壓等級有效長度要求, 與導線保持足夠安全距離。

（2）警示燈放如安裝工具內，將警示燈兩個壓簧用專用起子分別臺起用安裝工具上掛鉤分別掛好，將燈用操作桿慢慢舉向導線，距導線200MM 左右時對準安裝位置，用力碰向導線，工具掛鉤與警示燈壓簧脫開，壓簧壓在導線上。工作人員撤下。安裝工作完成。

2 結果

通過LED 發出亮光來勾畫高壓導線位置輪廓，誘導駕駛人員視線，提高了施工人員對保障架空線路安全的認知率。我們對10 處工地的100 名施工人員進行安裝前后的隨機調查，認知率由安裝前的25% 提高到85%。

注：I/II 為觀察到導線人數/ 調查總人數

3 討論

3.1 有效提高導線太陽能LED 爆閃警示燈的性能方法

裸露在外面的太陽能電池板采用PC 防彈材料，盡可能采用IC 控制，以減少電子線路的體積，懸掛支架采用不銹鐵制作, 保障耐用不生銹。壓簧采用不銹鋼絲制成，保證彈簧壓力。在導線上的固定牢固可靠，帶電安裝拆卸方便。膠墊使用優質橡膠，保證有較好的彈性，延長老化時間。表面做成膠粒狀防滑處理，保證安裝后的牢固性。

3.2 提高導線太陽能LED 爆閃警示燈密封性能

如果導線太陽能LED 爆閃警示燈沒有完全密封，那自然會滲水，滲水就會引起電路短路，后果也是災難性的，所以一個合格的導線太陽能LED 爆閃警示燈密封性能也是必須過關的。

分離設計能夠提高導線太陽能LED 爆閃警示燈密封性能。LED 燈罩和內部電路板采用隔離設計，即使LED 燈罩壞掉，導線太陽能LED 爆閃警示燈內部依然保證不會滲水；采用強力中性粘接材料，確保太陽能面板、LED 燈罩和導線太陽能LED 爆閃警示燈殼體緊密粘接，中間沒有任何縫隙。

3.3 太陽能LED 爆閃警示燈亮度

導線太陽能LED 爆閃警示燈，光控主動發光。清晰勾畫高壓架空線路導線輪廓。相比于反光夜光警示牌，其很重要一個特點就是發光強度大。發光亮度可達2000MCD，可視距離遠大于500 米。是普通LED 燈的6 倍至7 倍360 度發光。如此高強度的光線可以在夜間穿透雨霧，安全有效地提醒吊車、機械駕駛員高壓導線具體方向位置保持安全距離；另一個重要特點是有動態感覺，光控發光的導線太陽能爆閃警示燈在晚上以某種頻率閃爍，而人的視覺對變化光線更為敏感，所以其動態警示作用非常強。主動發光不僅可以最大程度上避免雨霧的干擾，而且可以脫離對現場燈光的依賴，可視距離更遠，消除安全隱患方面起到了更好的效果。

3.4 太陽能LED 爆閃警示燈穩定性

3.4.1 電池壽命 決定導線太陽能LED 爆閃警示燈壽命的一個重要因素，是電池的壽命，因此電池的選擇至關重要。目前市場上有兩種類型的電池是可以參考的， 3.3V500MAH 鎳鉻電池充放電500 次以后，電池容量降低至50%;3.3V500MAH 超長壽命磷酸鐵鋰電池充放電1000 次以后，電池容量降低至79%。當然后者價格要高一些。電池壽命不僅要夠長，而且要能夠在較大的溫度區間內正常工作。電池內部是化學物質，如果溫度太高或者太低，電池就無法工作，導線太陽能LED 爆閃警示燈的電池工作溫度區間一定要符合實際使用環境的要求。我國大部分地區在夏季陽光下溫度達到50℃～ 60℃左右，冬季最低溫度10℃～ 15℃左右，而東北地區溫度還要低到零下30℃左右，這就對電池提出了更高的要求。

3.4.2 電子線路 電路板的設計一定要遵循簡單有效的設計原則，不要人為地復雜化，因為多一個線路就多了一個出現故障的可能。電子元器件也要嚴格挑選，因為任何一個電子元器件出現問題都可能使得整個系統癱瘓。

3.4.3 焊接 焊接必須牢靠，因為導線太陽能LED 爆閃警示燈天天承受著導線震動沖擊，焊點稍微的松動都會導致線路松動和脫落。所以在選擇焊槍和焊錫的時候一定要挑選高質量的產品，確保焊點牢固可靠，能長時間在相對“惡劣” 環境下工作。

3.4.4 太陽能電池板 太陽能電池板直接吸收太陽能，并把光能轉化成電能， 可以說是導線太陽能LED 爆閃警示燈整個工作體系中的第一個環節。它工作效率的高低直接決定著導線太陽能LED 爆閃警示燈工作效率的高低。現在普遍應用的是單晶硅太陽能電池板，這是因為單晶硅太陽能電池板的光電轉化率較高，大約為14%，能最大程度把太陽能轉化成電能，以確保導線太陽能LED 爆閃警示燈工作時的能源供應。另外，太陽能電池板必須是高硬度，耐磨型電路板。太陽能電池板在安裝時有可能被安裝工具內的彈簧磨損，很容易磨花，進而影響太陽能電池板的轉化效率。

3.5 環境適應性能

導線太陽能LED 爆閃警示燈的使用環境是復雜多變的，溫度、濕度可能是大相徑庭。北方冬天溫度很低，南方夏天溫度又很高，西北地區晝夜溫差又特別大，這些都會影響導線太陽能LED 爆閃警示燈是否正常工作。還要能適用于25-400 平方毫米導線和0.4-220KV 電壓等級，所以導線太陽能LED 爆閃警示燈的設計應該充分考慮到環境適應性能。導線太陽能LED 爆閃警示燈的環境適應性能是對其機械性能和電氣性能的綜合檢驗，涉及到結構設計、電路設計、電子器件性能等多個方面，甚至包括其生產工藝。這也就要求方方面面的工作都要做到位，才能保障導線太陽能LED 爆閃警示燈有較好的環境適應性能。

【參考文獻】

[1] 滕道祥.90W 太陽能LED 路燈的設計及優化[J]. 應用光學, 2010, 31(6): 933 ～ 938