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摘要：快速插接式高压电缆终端头广泛应用于露天矿山的开采中，然而由于其密闭性，使检修人员在作业过程中无法判断检修线路是否带电，操作过程中存在安全风险。为了规避该风险，在快速插接式电缆终端头内设计安装一种带电显示装置作为辅助，让检修人员更好的识别检修线路是否带电，避免检修人员触电危险，提高检修作业的安全性。
关键字：高压电缆终端头、带电显示、触电、安全
一、高压触电对人体的危害
人体的安全电压是36v，若触及36v以上的电压，人体是无法承受的。高压电是指1000v以上电压，一旦触及高压电，人体会受到致命性的伤害。触电对人体的伤害可分为电击和电伤两种。电击是指电流流经人体内部，引起疼痛发麻，肌肉抽搐，严重的会引起强烈痉挛、心脏颤动或呼吸停止，甚至对心脏、呼吸系统以及神经系统造成致命的伤害，进而导致死亡。绝大部分触电死亡事故是电击造成的。电伤是指触电时，人体与带电体接触不良部分发生的电弧灼伤，或者是人体与带电体接触部分的电烙印，或者是由于被电流熔化和蒸发的金属微粒等侵入人体皮肤引起的皮肤金属化。这些伤害会给人体留下伤痕，严重时也可能致人于死命。
电击和电伤也可能同时发生，这在高压触电事故中是常见的。因为人体触及高压电后是无法自动脱离的，强大电流瞬间流过全身，心脏骤停，随机而来的是人体肌肉细胞被电荷分解，水分被解析，人体燃烧。伤害程度随电压等级不同而不同，电压等级越高，人体被破坏的程度越高，致死性越大。
二、露天煤矿采掘场供电布置情况
露天煤矿采掘场外部设有露天矿变电所一座，现有两台容量为50MVA ，三绕组变压器，电压为110/35/6kV；备用一台容量为63MVA ，双绕组变压器，电压为110/35kV。露天矿变电所将110kV电压变为35kV和6.3kV两种电压。35kV高压电源经311、312、313、314四趟高压架空线环绕或半环绕采场南北两侧，T接多台35/6.3kV移动变电站，形成移动站站群，布置在采场南北两侧端帮路上部，每台移动变电站配出2-3路6kV电源，若干趟相同型号颜色的矿用拖拽电缆并行敷设，经高压开关柜穿越端帮路，然后跨越台阶为各平盘大型多台采矿设备提供电力供应。
由于露天煤矿其独特的采剥工艺，煤层上部覆盖层包含黄土层、岩石层，使得露天供电线路具有了线路长、并列交叉、现场情况复杂和移设改设频繁的特点。在日常运行检修工作中，若处理不当，容易造成重大事故，造成人员伤害和设备损坏。从根本上讲，事故的发生多数与露天供电现场情况复杂多变和供配电系统的技术障碍有关。科学、合理、可靠的供配电系统是煤矿供电工作实现安全、经济、可靠、节能的重要保障和条件。因此，提高煤矿供电安全可靠性，对保护露天供电工作人员生命安全、避免煤矿遭受巨大的损失有重要意义。
提高供电作业的安全性将有助于促进煤矿供电安全的可靠性。提高供电作业的安全性可从三方面着手：一方面，首先提升工作人员触电防范意识，其次提高工作人员的职业素质，防止不当操作或误操作造成的高压触电事故，实现安全、经济、可靠、节能的生产目标；另一方面，不断完善继电保护装置，改进保护设施、制定更加科学合理的保护方案，进而有效提高供电设备在发生故障或缺陷时，继电器能可靠灵敏動作，开关设备快速断电。最后一方面，也是最重要的一方面，不断引进并采用新的技术，配置具备先进性、完善性和实时性的可靠现代化技术手段，在硬件方面为工作人员的生命安全保驾护航。
三、普通电缆终端头的使用现状分析
普通式快速插接式高压电缆终端头由于采用电缆、电缆头、耦合器连接的形式，在实际应用中检修人员只能在接到已断电指令后，对断电检修线路察看标示牌、排查线路等人工手段确定线路是否带电，无法使用验电器对其进行直接验电，也无其他高效的手段进行确定，如若运行及检修人员疏忽大意，排查并行的若干线路出错，检修人员极易打开带电的电缆终端头，发生高压触电的生产事故。因此，在实际生产中，密闭性的普通式快速插接式高压电缆终端头，不仅会增大作业人员的触电风险，给现场供电安全带来了极大的安全隐患，也会降低坑下供电工作的效率，从而影响生产。试想如果电缆终端头具有带电显示功能，直观明了显示电缆终端头是否有电，运行检修人员能够准确判断检修线路是否断电，无疑为检修人员增加了一道安全屏障，也能提高坑下供电工作的效率。
四、新型高压带电显示电缆终端头的应用
鉴于上述设想，经过多次反复实验，研发了一种新型高压带电显示电缆终端头，就是在原有电缆头的结构基础上，给电缆终端头加装带电显示装置，能最直观的显示电缆线路是否带电，工作人员能迅速判断出线路是否断电，降低触电风险，为安全生产添砖加瓦。
（一）新型高压带电显示电缆终端头原理及构造
1.新型高压带电显示电缆头原理
快速插接式电缆终端头电极间会产生电场，感应电的实质是通过一定的方法改变空间中静电荷的分布，就是在电场中引入一个金属片(金属中含有自由电子)，金属片在外电场的作用下,原来做热运动的自由电子运动将会出现倾向性,最终达到一个新的平衡状态。金属片中自由电子由原来的均匀分布变成不均匀分布，所以从外面看来似乎产生了电荷，但是产生的正电荷和负电荷总是相同的，因为电荷守恒。将感应电输送到显示电路中，即可实现带电显示功能。将电路集成在FPC软性线路板上（简称软板也叫挠性线路板），采用单面胶贴在电缆头单相绝缘套管上。在电缆终端头侧壁上开一个透视窗，使电路板发光二极管正对透视窗，通过透视窗即可看到Led闪烁，判断电缆终端头有电无电。 2.新型高压带电显示电缆头原理图解
图1 新型高压带电显示装置原理图 感应电由 U0,U1 端子输入，当感应强度（功率足够启动后端负载时）足够时，感应电压随着一次侧电压不断升高，当感应电压达到 26V以上时，后端 DB3双向触发二极管导通，此时发光二极管形成回路，LED1和LED2 指示灯亮,感应电压越高指示灯越亮,如此反复，指示灯按规律闪烁说明高压已带电。
（二）新型高压带电显示电缆终端头的可靠性
在发光二极管电路两端反向并联一个反向二极管，可利用二极管的单相导通特性，防止该电路反向电压击穿发光二极管，从而保护发光二极管。在发光二极管电路中串联一个220Ω电阻，分担部分电压，达到限制电流的目的，使发光二极管的工作电流能在正常范围内，确保发光二极管稳定可靠运行。
（三）新型高压电缆头带电显示装置的应用效果
新型高压电缆头带电显示装置可广泛用于露天煤矿坑下供电使用的高压电缆头，其特征是能最直观的显示电缆线路是否带电，有效的攻克了如何识别电缆线路有电无电的难题。为检修人员增加了一道安全屏障，也能提高坑下供电工作的效率。
该装置具有技术成熟、适合现场使用、显示可靠、安全性高的特点，可以在露天煤矿、高压电缆线路中广泛推广使用。新型高压带电显示电缆终端头的推广使用，能够提高线路检修工作的效率，也為检修人员竖起一道安全屏障，更能为安全生产保驾护航。
五、结束语
本文从高压触电对人体危害、露天煤矿采掘场供电布置情况及普通电缆终端头的使用现状分析出发，详细的分析了使用新型高压电缆头带电显示装置的重要性及必要性，并介绍了其原理及构造，同时总结了新型高压带电显示电缆终端头的可靠性及其应用效果，该装置具有技术成熟、适合现场使用、显示可靠、安全性高的特点，可以在露天煤矿、高压电缆线路中广泛推广使用。本文的研究与探讨为电缆头上使用高压带电显示装置提供经验分享。
参考文献：
1、李世林.电气安全技术手册.北京：中国计量出版社，1995
2、徐启，高磊.电气事故的危害程度分析及预防措施研究[J].甘肃科技；2011
作者简介：苏春雨（1985-），男，助理工程师，现任职于神华准能集团黑岱沟露天煤矿机电管理部供电主管，主要从事露天矿移动变电站、开关柜以及地面供配电设施检修管理工作。
关键字：高压电缆终端头、带电显示、触电、安全
一、高压触电对人体的危害
人体的安全电压是36v，若触及36v以上的电压，人体是无法承受的。高压电是指1000v以上电压，一旦触及高压电，人体会受到致命性的伤害。触电对人体的伤害可分为电击和电伤两种。电击是指电流流经人体内部，引起疼痛发麻，肌肉抽搐，严重的会引起强烈痉挛、心脏颤动或呼吸停止，甚至对心脏、呼吸系统以及神经系统造成致命的伤害，进而导致死亡。绝大部分触电死亡事故是电击造成的。电伤是指触电时，人体与带电体接触不良部分发生的电弧灼伤，或者是人体与带电体接触部分的电烙印，或者是由于被电流熔化和蒸发的金属微粒等侵入人体皮肤引起的皮肤金属化。这些伤害会给人体留下伤痕，严重时也可能致人于死命。
电击和电伤也可能同时发生，这在高压触电事故中是常见的。因为人体触及高压电后是无法自动脱离的，强大电流瞬间流过全身，心脏骤停，随机而来的是人体肌肉细胞被电荷分解，水分被解析，人体燃烧。伤害程度随电压等级不同而不同，电压等级越高，人体被破坏的程度越高，致死性越大。
二、露天煤矿采掘场供电布置情况
露天煤矿采掘场外部设有露天矿变电所一座，现有两台容量为50MVA ，三绕组变压器，电压为110/35/6kV；备用一台容量为63MVA ，双绕组变压器，电压为110/35kV。露天矿变电所将110kV电压变为35kV和6.3kV两种电压。35kV高压电源经311、312、313、314四趟高压架空线环绕或半环绕采场南北两侧，T接多台35/6.3kV移动变电站，形成移动站站群，布置在采场南北两侧端帮路上部，每台移动变电站配出2-3路6kV电源，若干趟相同型号颜色的矿用拖拽电缆并行敷设，经高压开关柜穿越端帮路，然后跨越台阶为各平盘大型多台采矿设备提供电力供应。
由于露天煤矿其独特的采剥工艺，煤层上部覆盖层包含黄土层、岩石层，使得露天供电线路具有了线路长、并列交叉、现场情况复杂和移设改设频繁的特点。在日常运行检修工作中，若处理不当，容易造成重大事故，造成人员伤害和设备损坏。从根本上讲，事故的发生多数与露天供电现场情况复杂多变和供配电系统的技术障碍有关。科学、合理、可靠的供配电系统是煤矿供电工作实现安全、经济、可靠、节能的重要保障和条件。因此，提高煤矿供电安全可靠性，对保护露天供电工作人员生命安全、避免煤矿遭受巨大的损失有重要意义。
提高供电作业的安全性将有助于促进煤矿供电安全的可靠性。提高供电作业的安全性可从三方面着手：一方面，首先提升工作人员触电防范意识，其次提高工作人员的职业素质，防止不当操作或误操作造成的高压触电事故，实现安全、经济、可靠、节能的生产目标；另一方面，不断完善继电保护装置，改进保护设施、制定更加科学合理的保护方案，进而有效提高供电设备在发生故障或缺陷时，继电器能可靠灵敏動作，开关设备快速断电。最后一方面，也是最重要的一方面，不断引进并采用新的技术，配置具备先进性、完善性和实时性的可靠现代化技术手段，在硬件方面为工作人员的生命安全保驾护航。
三、普通电缆终端头的使用现状分析
普通式快速插接式高压电缆终端头由于采用电缆、电缆头、耦合器连接的形式，在实际应用中检修人员只能在接到已断电指令后，对断电检修线路察看标示牌、排查线路等人工手段确定线路是否带电，无法使用验电器对其进行直接验电，也无其他高效的手段进行确定，如若运行及检修人员疏忽大意，排查并行的若干线路出错，检修人员极易打开带电的电缆终端头，发生高压触电的生产事故。因此，在实际生产中，密闭性的普通式快速插接式高压电缆终端头，不仅会增大作业人员的触电风险，给现场供电安全带来了极大的安全隐患，也会降低坑下供电工作的效率，从而影响生产。试想如果电缆终端头具有带电显示功能，直观明了显示电缆终端头是否有电，运行检修人员能够准确判断检修线路是否断电，无疑为检修人员增加了一道安全屏障，也能提高坑下供电工作的效率。
四、新型高压带电显示电缆终端头的应用
鉴于上述设想，经过多次反复实验，研发了一种新型高压带电显示电缆终端头，就是在原有电缆头的结构基础上，给电缆终端头加装带电显示装置，能最直观的显示电缆线路是否带电，工作人员能迅速判断出线路是否断电，降低触电风险，为安全生产添砖加瓦。
（一）新型高压带电显示电缆终端头原理及构造
1.新型高压带电显示电缆头原理
快速插接式电缆终端头电极间会产生电场，感应电的实质是通过一定的方法改变空间中静电荷的分布，就是在电场中引入一个金属片(金属中含有自由电子)，金属片在外电场的作用下,原来做热运动的自由电子运动将会出现倾向性,最终达到一个新的平衡状态。金属片中自由电子由原来的均匀分布变成不均匀分布，所以从外面看来似乎产生了电荷，但是产生的正电荷和负电荷总是相同的，因为电荷守恒。将感应电输送到显示电路中，即可实现带电显示功能。将电路集成在FPC软性线路板上（简称软板也叫挠性线路板），采用单面胶贴在电缆头单相绝缘套管上。在电缆终端头侧壁上开一个透视窗，使电路板发光二极管正对透视窗，通过透视窗即可看到Led闪烁，判断电缆终端头有电无电。 2.新型高压带电显示电缆头原理图解
图1 新型高压带电显示装置原理图 感应电由 U0,U1 端子输入，当感应强度（功率足够启动后端负载时）足够时，感应电压随着一次侧电压不断升高，当感应电压达到 26V以上时，后端 DB3双向触发二极管导通，此时发光二极管形成回路，LED1和LED2 指示灯亮,感应电压越高指示灯越亮,如此反复，指示灯按规律闪烁说明高压已带电。
（二）新型高压带电显示电缆终端头的可靠性
在发光二极管电路两端反向并联一个反向二极管，可利用二极管的单相导通特性，防止该电路反向电压击穿发光二极管，从而保护发光二极管。在发光二极管电路中串联一个220Ω电阻，分担部分电压，达到限制电流的目的，使发光二极管的工作电流能在正常范围内，确保发光二极管稳定可靠运行。
（三）新型高压电缆头带电显示装置的应用效果
新型高压电缆头带电显示装置可广泛用于露天煤矿坑下供电使用的高压电缆头，其特征是能最直观的显示电缆线路是否带电，有效的攻克了如何识别电缆线路有电无电的难题。为检修人员增加了一道安全屏障，也能提高坑下供电工作的效率。
该装置具有技术成熟、适合现场使用、显示可靠、安全性高的特点，可以在露天煤矿、高压电缆线路中广泛推广使用。新型高压带电显示电缆终端头的推广使用，能够提高线路检修工作的效率，也為检修人员竖起一道安全屏障，更能为安全生产保驾护航。
五、结束语
本文从高压触电对人体危害、露天煤矿采掘场供电布置情况及普通电缆终端头的使用现状分析出发，详细的分析了使用新型高压电缆头带电显示装置的重要性及必要性，并介绍了其原理及构造，同时总结了新型高压带电显示电缆终端头的可靠性及其应用效果，该装置具有技术成熟、适合现场使用、显示可靠、安全性高的特点，可以在露天煤矿、高压电缆线路中广泛推广使用。本文的研究与探讨为电缆头上使用高压带电显示装置提供经验分享。
参考文献：
1、李世林.电气安全技术手册.北京：中国计量出版社，1995
2、徐启，高磊.电气事故的危害程度分析及预防措施研究[J].甘肃科技；2011
作者简介：苏春雨（1985-），男，助理工程师，现任职于神华准能集团黑岱沟露天煤矿机电管理部供电主管，主要从事露天矿移动变电站、开关柜以及地面供配电设施检修管理工作。