LED爆闪警示灯对架空线路的保护作用

摘要：吊车、挖掘机等大型机械、车辆的频繁使用，对电力线路的安全运行威胁越来越大。特别是夜间施工，由于施工人员看不清高压导线具置造成的线路跳闸事故占外力事故的70%至80%。本文研究的导线太阳能LED爆闪警示灯可以360度发光，太阳能储能器件中的电能夜间自动转化成光能(通过光电开关控制)，通过LED发出亮光来勾画导线位置，引导驾驶员视线，能提醒施工人员保持安全距离，对保证线路安全运行起到重要作用。

关键词：输电线路；外力破坏；爆闪警示；太阳能

中图分类号：TM621.5 文献标识码：A文章编号：

0引言

随着城乡建设的发展，建筑、道路施工逐渐增多。吊车、挖掘机等大型机械、车辆频繁使用，在电力线路保护区内建筑、道路施工现象越来越多，对电力线路的安全运行造成威胁。外力破坏事故多数是由于吊车、塔吊、混凝土泵车造成，能占架空线路事故60%以上。特别是夜间施工，由于施工人员看不清高压导线具置造成线路跳闸事故常时有发生，约占外力事故的70-80%。

1规格及安装方法

1.1规格

研制成功的LED爆闪警示灯具体规格如下：（1）超高亮LED，φ5；（2）橡胶垫板45*18*12；（3）支架 51*18*2；（4）压簧φ1.25；（5）电路印刷板；（6）电路连线；（7）储能器件为锂电池，型号为3.3V，500mAh；（8）单个LED爆闪警示灯的重量为420克；（9）尺寸为φ82.5*30，φ69*30，脚长26；（10）压簧螺栓φ5*42；（11）控制模块IC；（12）光伏太阳能电池板，电压3.5V；（13）使用环氧树脂AB密封胶封装；（14）外壳为PC材质。以上所有长度单位均为mm。

1.2安装方法

将高压作业斗臂车支在待安装警示灯导线的下方，由两名工作人员携带安装工具及警示灯，安装工具的操作杆长度应满足线路电压等级有效长度要求，与导线应保持足够的安全距离。

将警示灯放在安装工具内，用专用起子将警示灯的两个压簧抬起，用安装工具上的挂钩分别挂好，用操作杆将灯慢慢举向导线，距导线200mm左右时对准安装位置，用力碰向导线，工具挂钩与警示灯的压簧脱开，压簧压在导线上，工作人员撤下。安装工作完成。该种警示灯的实物如图1所示，其在导线上的安装情况如图2所示。

图1 LED爆闪警示灯实物图2 LED爆闪警示灯在线路上的安装

2效果

通过LED发出亮光来勾画高压导线位置轮廓，引导驾驶人员视线，提高了施工人员对保障架空线路安全的认知率。在安装LED爆闪警示灯前后，我们对10处工地上的100名施工人员进行安装前后的随机调查，结果表明施工人员对输电线路安全防护的认知率由安装前的25%大幅提高到安装后的85%。表1所示为认知率调查的详细情况。

表1安装LED爆闪警示灯前后施工人员安全认知率调查情况

注：I/II 为观察到导线的人数/参与调查的人数

3讨论

3.1提高太阳能LED爆闪警示灯性能的方法

在外面的太阳能电池板采用PC防弹材料，尽可能采用IC控制，以减小电子线路的体积，悬挂支架采用不锈铁制作，以保证在使用过程中不生锈。压簧系由不锈钢丝制成，以充分保证弹簧的压力。在导线上的固定应牢固可靠，带电安装拆卸方便。胶垫使用优质橡胶，保证有较好的弹性，延长老化时间。表面做成胶粒状进行防滑处理，保证安装后的牢固性。

3.2提高太阳能LED爆闪警示灯的密封性能

如果导线太阳能LED爆闪警示灯没有完全密封，在运行过程中自然会渗水，渗水就会引起电路短路，后果是灾难性的。所以一个合格的导线太阳能LED爆闪警示灯的密封性能必须过关。

分离设计能够提高导线太阳能LED爆闪警示灯的密封性能。LED灯罩和内部电路板采用隔离设计，即使LED灯罩损坏，依然能够保证导线太阳能LED爆闪警示灯的内部不发生渗水。采用强力中性粘接材料，确保太阳能面板、LED灯罩和导线太阳能LED爆闪警示灯壳体紧密粘接，中间没有任何缝隙。

3.3太阳能LED爆闪警示灯亮度

导线太阳能LED爆闪警示灯通过光控主动发光，清晰勾画高压架空线路导线轮廓。相较于反光夜光警示牌，其很重要的一个特点就是发光强度大。发光亮度可达2000MCD，可视距离远大于500米。是普通LED灯的6至7倍，且为360度发光。如此高强度的光线可以在夜间穿透雨雾，安全有效地提醒吊车、机械驾驶员注意高压导线的具体方向位置，并保持安全距离。该种警示灯的另一个重要特点是有动态感觉，其在晚上以一定频率闪烁，而人的视觉对变化光线更为敏感，所以其动态警示作用非常强。主动发光不仅可以最大程度上避免雨雾的干扰，而且可以脱离对现场灯光的依赖，可视距离更远，在消除安全隐患方面起到更好的效果。

3.4太阳能LED爆闪警示灯稳定性

1）电池寿命

决定导线太阳能LED爆闪警示灯寿命的一个重要因素是电池的寿命。因此电池的选择至关重要。目前市场上有两种类型的电池是可供参考的，3.3V-500mAh镍铬电池充放电500次以后，电池容量降低至初始值的50%，而3.3V-500mAh超长寿命磷酸铁锂电池充放电1000次以后，电池容量降低至初始值的79%。当然后者的价格要高一些。电池寿命不仅要足够长，而且要能够在较大的温度区间内正常工作。由于电池内部是化学物质，如果温度太高或者太低，电池就无法工作，导线太阳能LED爆闪警示灯的电池工作温度区间一定要符合实际使用环境的要求。我国大部分地区在夏季阳光下温度可以达到50℃～60℃左右，冬季最低温度10℃～15℃左右，而东北地区温度还要低到零下30℃左右，这就对电池提出了更高的要求。

2）电子线路

电路板的设计一定要遵循简单有效的设计原则，不要人为地复杂化，因为每多一个线路就多了一个出现故障的可能性。电子元器件也要严格挑选，因为任何一个电子元器件出现问题都可能使得整个系统瘫痪。

3）焊接

焊接必须牢靠，因为导线太阳能LED爆闪警示灯时刻承受着导线震动冲击，焊点细微的松动都可能会导致警示灯从线路上松动和脱落。所以在选择焊枪和焊锡的时候一定要挑选高质量的产品，确保焊点牢固可靠，能长时间在相对“恶劣”的环境下可靠工作。

4）太阳能电池板

太阳能电池板直接吸收太阳能，并把光能转化成电能，可以说是导线太阳能LED爆闪警示灯整个工作体系中的第一个环节。其工作效率的高低直接决定着导线太阳能LED爆闪警示灯工作效率的高低。现在普遍应用的是单晶硅太阳能电池板，这是因为单晶硅太阳能电池板的光电转化率较高，大约为14%，能最大程度地把太阳能转化成电能，以确保导线太阳能LED爆闪警示灯工作时的能源供应。另外，太阳能电池板必须是高硬度，耐磨型电路板。太阳能电池板在安装时有可能被安装工具内的弹簧磨损，很容易磨花，进而影响太阳能电池板的转化效率。

5）环境适应性能

导线太阳能LED爆闪警示灯的使用环境是复杂多变的，温度、湿度可能是大相径庭。北方冬天温度很低，南方夏天温度又很高，西北地区昼夜温差又特别大，这些都会影响导线太阳能LED爆闪警示灯的正常工作。还要能适用于25~400平方毫米导线和0.4~220KV电压等级，所以导线太阳能LED爆闪警示灯的设计应该充分考虑到环境适应性能。导线太阳能LED爆闪警示灯的环境适应性能是对其机械性能和电气性能的综合检验，涉及到结构设计、电路设计、电子器件性能等多个方面，甚至包括其生产工艺。这也就要求方方面面的工作都要做到位，才能保障导线太阳能LED爆闪警示灯有较好的环境适应性能。

参考文献

[1] 滕道祥. 90 W太阳能LED路灯的设计及优化. 应用光学，2010，31(6)：933~938

[2] 冯昌，徐进明，等. 超高亮度LED在太阳能城市灯光系统中的应用. 武汉科技学院学报，2003，16(6)：39~41

作者简介：

崔奎祥，男，1962年出生，中专学历，高级技师职称，现供职于国家电网济南供电公司输电运检工区，从事输电线路运行、维护及管理工作。

孙丽山，男，1970年出生，大专学历，技师职称，现供职于国家电网济南供电公司输电运检工区，从事输电线路运行、维护及管理工作。

王晖，男，1970年出生，大专学历，工程师职称，现供职于国家电网济南供电公司配电工区，从事配电线路运行、维护及管理工作。