一种适用于现场工作的高安全性移动式交流电源分配装置

一种适用于现场工作的高安全性移动式
交流电源分配装置
电源转换器，也就是我们一般俗称的：排插，移动插座，插线板，拖线板等。

主要用于接驳AC220V交流电源和AC380V交流电源。

由于建筑施工时，无法做到
随地装设电源插座，而很多工作现场无法装置或没有设计电源插座，因此，很多
时候对于使用交流电源的仪器设备，均需要使用电源转换器来接引电源；在需要
多个仪器设备同时工作的现场，还需要电源转换器具备多个插位来供多个仪器设
备使用。

一、移动式电源插排应用的广泛性与重要性
当前的仪器设备，除部分内置电池的仪器外，绝大部分都设计成使用两插或
者三插插头形式的电源接头，使用AC220V交流电源和AC380V交流电源。

这种状态，在全球已经形成了几种统一模式标准，具备国标、欧标、美标、英标等几种
电源插头模式。

我国的绝大部分电气的电源插头，采用的是国标三插或者两插模式，其特征
为插片为三扁插或者两扁插；当然，在生产检修过程中，也会使用一些进口仪器，它们会随机器配置欧标、美标等插头。

仪器插头需要连接电源插座，电源插座目前无法做到随处可见，在居家用电
还容易解决，装修时装设插座就好，但是在生产检修现场，多数现场是无法实现
安装电源插座的，通常是集中在控制室内或者某处设置了电源供应点。

例如：在
变电站内，大部分设备位于室外，室外各处都有可能是工作地点，但是电源供电点，或者说220V供电插座是不可能随处设置的，这个涉及到安全问题，大部分
的场地是无法装设电源插座的。

因此，现场工作过程中，需要使用220V交流电
源的话，就必须要使用移动电源插排来接引电源。

当然，可以使用发电机，但是发电机费用高、噪音大、有污染性废气排放，而且发电机的频率稳定性与波形无法与市电相比，因此，为了各种仪器设备的稳定工作，通常都是使用移动电源插排或者移动电源盘来接引交流电源使用。

二、常规移动插排在应用中存在的缺陷
移动插排，应用于常规电器设备，尚有诸多危险因素，电力公司在日常的生产检修过程中，也会频繁使用到电源插排，存在着更多安全隐患。

常规的电源插排或者电源盘用作现场工作引入交流电源的装备，存在着以下缺陷：
1、使用者存在着对电源转换器的误解
目前制造电源转换器的厂家数不胜数，但是质量可靠的产品种类实际上是比较少的。

电源转换器这种产品，实际上可以归类为民用产品，很多使用者选购电源转换器时，关注点更偏向于注重价格以及插孔数量。

电源插排上可能每个插位都标注了10A250V字样，但是这个实际是标识每个插位独自使用时能够承受的功率，且是短时工作的参数，并不代表所有的插位同时用也能达到这个参数。

超限使用会导致接触铜皮发热，导线发热，加速老化，烧毁等危险出现。

总之，常规电源插排的载流容量，对于现场工作来说，通常是不够用的。

2、外壳强度低
通常来说，电源插排比较小，且比较脆弱，使用中容易损坏，比如外壳开裂等。

现场工作环境复杂，电源插排受挤压、摔碰时有发生。

外壳的损坏，对利用外壳结构固定内部导电铜片的插座来说，很可能导致铜片移位变形，接触导电能力下降、接触不良、甚至导电体外漏引发危险等。

3、无触电保护及过载短路保护
常规电源插排，基本上属于单纯的引入电源的导体功能，无任何防触电保护功能。

其保护功能依赖于上级开关的保护功能，使用中存在着一定的危险性。

4、无法实现针对每台用电设备的保护
常规的电源插排，通常是一个插排多个插位，可以同时使用多个仪器设备，
但是插排没有对所供电的仪器设备进行单独的保护，或者说插排基本上不存在对
用电设备的保护，其保护功能依赖于插排所连接的上级电源插座的保护装置。

如
果出现某设备过载，或者试验工作中引发电源冲击，那么由于当前插排无任何保
护功能，那么就会导致上级电源开关的保护动作。

此时会导致使用当前插排的仪
器设备全部断电，这个现象是危险性较大的，一是某设备过载或者电源冲击，会
通过插排串入其他设备导致不确定的风险和故障，二是突然断电，对于同时在此
插排取电的设备，会导致全部停电，本来工作正常的设备也会出问题，甚至导致
试验设备的损坏，引发一些不确定的危险和损失。

5、绝缘程度低
移动电源插排，虽然是工业品，但是其设计基本上是针对民用电气设备使用的。

合格的插座，其绝缘程度符合相应标准，但是针对生产维修过程中的仪器设备，其工作过程中出现的意外情况，很可能电源插座无法应对，某些设备在运行中，虽然其稳定工作功率不超过插排功率，但是其工作中会有冲击，有些状态下，会导致插排出现烧毁、冒火等危险。

6、插排规格单一
通常使用的电源插排，基本为250V10A规格的设备，但是现场生产检修工作中，经常会用到16A规格的插座，两种插头的尺寸不一样，是无法通用的，强行
通用的话，会导致接触不良，损耗插头插孔这些问题。

或者现场会用到三相四线
或者三相三线380V电源，这种情况下，普通的电源插排是无法实现接引电源的，只能再另找临时线接电源。

曾经遇到过动手能力强的班组，将普通插排改成接入
三相380V电源的插座，将设备电源线改接成普通三插插头的形式，这样可以接
入三相电源，但是这个插头插座与常规的单相没有外观和特性的区别，很容易误用，比如，将单相设备插入了改接的三相电源插座，会导致设备烧毁；还有可能
将三相设备接入的了单相电源，设备工作不了，也会出危险，因此单相、三相电
源的插座插头，必须要有明确的外观区别。

7、使用寿命有限，不容易更新
常见的移动电源插排，其使用寿命是有一定限度的，不是说可以无限期使用，而且，在常规插排的几部分部件中：电源引线，插位中，其寿命是不一致的，其
插位属于弹性导体接触式结构，是最容易磨损老化的，常规插排出问题最多的，
也就是插位导体老化，接触不良导致发热，冒火等，引发危险和事故。

在生产维
修工作中，工作环境恶劣，其插排的使用寿命更加短暂。

但是常规插排基本上是
一体设计，需要整体更换，而且，其标称10A的插排，其引线均不超过1mm2，
10A属于瞬时运行参数，因此，常规电源插排的引线也存在着寿命短的问题。

生
产检修过程中，使用插座插拔频繁，插排的磨损较之于民用严重得多，因此，即
便是合格的电源插排，用于生产维修等工作中，其寿命也会远远短于民用。

但是
更换插排，其电源引线可能还能继续使用，这样就造成了一定程度的浪费，不利
于当前的节能减排，精细化管理。

8、接地状态无法实时掌握
常规的电源插排，通常都是采用三脚插，从电源处引入接地。

这个接地是否
良好，是否中途会断开，无法确认，很可能会造成中途无接地保护的工作状态。

而且，大部分仪器设备，都是需要有独立接地要求的，这个常规的电源插排是无
法满足要求的。

综上所述，电源转换器，或者说是移动式电源插排，是现场工作测试中使用
非常频繁，也比较重要的电源转换分配装置，其现有的装置类型不是针对电力生
产维修特征设计的，使用胡总存在着诸多危险隐患，不利于工作、操作规范化的
开展，不利于安全工作的进行。

因此，本项目组根据现场需求特征，设计了这款
适用于现场工作的高安全性移动式交流电源分配装置。

三、本项目装置设计总述
装置具备电源线、面板式插座、每只插座独立漏电保护断路器控制、单相三
相插座均具备、面板具备接地端子方便使用，自动收线；具备地线接地检测组件，可以检测接地引线是否接好，可以避免因接地不良失去保护能力。

新装置采用可拆卸式模数化插座，模数化插座的一个特点，是同等规格的外
形和安装尺寸一致，当然三相插座和单相插座不一样，但是单相插座是尺寸一致
的，可以根据需要安装和拆卸，内部导体铜排磨损或者寿命到期，可以方便的更换插座。

主线缆采用标准规格的，使用寿命较长，可以减少更换频率。

（一）装置组件组成：
装置由以下部分组成：面板、模数化插座、总漏电保护断路器、单相分路漏电保护断路器、三相分路漏断保护断路器、接地引线、自动收缩锁定线轴，高强度保护外机箱。

（二）装置结构原理示意图
四
、装
置设
计思
路及
优势
本
装置
的设
计，是针对上述总结的缺陷逐一进行技术方面的设计更新以解决现有缺陷：
考虑本装置用途，是用于现场工作中，从距离较远处接引交流电源到现场工作位置，引入电源再装置内部进行分配，可以分配出多路电源可供设备使用。

本着安全规范工作的原则和考虑装置用途，和现场应用方便的原则，装置做如下设计：
1、模数化插座设计：
模数化插座的意思就是：按照一定的标准尺寸及结构组成，可以任意组合出所需要的配置。

模数化插座中的插座都是标准尺寸，结构有单相2孔、单相3孔、三相3孔、三相4孔、三相5孔等，主要安装方式为导轨安装，易于安装及拆卸和任意组合。

本项目中，就是使用模数化插座，来配置面板上电源的分配方案。

同时，模数化
插座，不同于传统的模压、焊接式插座，模数化插座的导轨安装方式，使得插座
的磨损后更换得以实现。

2、自动收线器设计：
使用自动收线器，可以大大提高工作效率，放线与收线流程简化，而且可以
根据需要拉出适当长度的电源线缆。

自动收线器的使用，改变了以往电线随地散
落堆放现象，减少了工作人员踩踏，或绊倒现象，避免了工作时使用临时电源线，从相互缠绕的电缆线中找出一根自己需要的线缆这种费时又费力的操作；使用完
毕的电缆线可以自动回收进收线器避免了电缆线被磨损踩踏，延长了其使用寿命。

3、工程机箱设计：
本项目的电源分配装置，采用工业机箱作为设备外壳。

工业机箱是用于承载
精密仪器设备的一种机壳，其防震抗摔，机械强度较高，或者说远比常规电源插
座高得多，可以有效保护内部收线器、线缆、保护开关组件等部件；在一定程度
上的磕碰，撞击，不容易损坏，可以避免恶劣场合下普通插座容易损坏的危险。

4、分路保护设计：
本项目的电源分配装置，采用分路保护的设计，也就是每一路输出插座，都
有一个独立的保护开关实现输出保护，保护功能包括短路保护、过载保护、漏电
保护。

优势是一对一的进行输出保护，常规的保护动作不会影响其他路电源的正
常工作，这就使得本项目成果应用中，极大的提高了使用的稳定性和安全性。

5、高载流量电缆设计：
本项目的装置，其载流设计不同于常规插排的民用设计，本装置是设计专用
于工程工作中现场应用，考虑了一定程度的大功率应用，其采用较粗的线缆，兼
容单相与三相，可以实现大功率电气设备的供电分配。

6、设计了独立接地和接地性能检测设计：
本装置，设计了独立接地引线结构，可以按照现场操作要求，使用较粗的独立接地引线就近接地，满足设备应用和安全要求。

对于接地引线是否正常，设计了检测模块，专门用于检测接地效果，能够在使用中保证设备在接地良好状态下工作，接地不良会有提示，提醒工作人员及时处理，不会因意外而处于无接地保护状态下运行。

综上所述，本项目设计的适用于现场工作的高安全性移动式交流电源分配装置，其载流量大，保护功能齐全，关键部件替换更新方便，能够有效的提高工作效率和用电安全，具有较高的推广应用价值！。