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摘要：本文研究内容是结合电力运行巡视、电力抢修现场环境情况，应用最新的LED照明元器件技术和大容量的锂离子聚合物电池技术，研制一种亮度高、射程远、使用续航时间长，方便故障线路巡查，方便现场架设使用的电力专用探照灯。
关键词：电力运行；LED照明；探照灯
一、电力企业使用探照灯的定义
探照灯是一种用于远距离照明和搜索的照明灯具，而且具有强大的光源，探照灯能借助它本身所装备的反射镜或是透镜使得射出的光束集中在一个很小的立体角内来获得极大的光效，电力部门使用的探照灯，必须适用于电力夜间巡视和抢修需要，并具备方便携带，自备电源供电等特点，以满足电力安全生产的要求。
二、电力企业当前使用探照灯的种类和用途
（一）按照使用场所划分：可分为户外探照灯和户内探照灯，户外探照灯主要用于夜间电力线路、分支箱和变压器设备的巡视和抢修照明，户内探照灯主要用于电房室内的巡视和抢修照明。
（二）按照发光原件的使用划分：主要分为疝气探照灯和LED探照灯，疝气探照灯具备成本低、亮度高等优点，缺点是耗电和使用寿命短，适用于有交流供电的变电站户外场地固定照明；LED探照灯除具备省电和使用寿命低等优点外，还具备成本低和高亮度等特性，因此适用于电力各种场所使用。
（三）按照使用电源划分：主要分为交流电源供电探照灯和自备电源探照灯。交流电源探照灯必须接入交流供电线路，往往用于固定位置和照明区域的地方；自备电源探照灯，由于探照灯内安置了大容量的聚合物电池，可以持续一段时间的照明供电，因此具备方便携带和安放等优点。
三、电力企业当前使用的探照灯存在的问题
电力基层部门使用的户外疝气探照灯，由于疝气灯泡本身的特性，往往开灯后需要一定时间才能达到稳定的照明效果，并且疝气灯泡存在亮度不足，功耗大等缺点，已经逐步被LED探照灯取代。目前使用的LED探照灯，虽然在技术上有所进步，但由于使用电池和LED发光原件的局限，也存在使用时间短、亮度不足和不具备雨天使用等缺点。具备长时间供电的探照灯又因为电池体积庞大，充电时间长等原因，造成不方便携带，现场不易安放等缺陷问题。因此，目前使用的电力探照灯存在诸多问题，对夜晚配网设备及线路抢修和线路隐患排查造成极大不便，急需研究一种亮度高、射程远、使用续航时间长的新型探照灯，以便提高电力夜间运行和抢修效率。
四、电力生产运行新型探照灯技术的研究
（一）光源技术研究
自从爱迪生1879年发明碳丝白炽灯，开启了照明技术革命时代。不断涌现了荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物灯、荧光灯等照明技术。白炽灯使用寿命短，钨丝灯发热和耗电大，荧光比较节能，但灯管内的汞有害于人体健康。LED照明技术的出现启发照明革命的质变，LED是一种能够将电能转化为可见光的半导体，在发光半导体材料上下两层装有电极，通电情况下可使半导体材料发光，光的颜色根据材料性质的不同而有所变化。
1955年时，美国无线电公司发现了砷化镓与及其他半导体合金的红外线放射作用，而1962年美国通用电气公司开发出可见光的LED。LED真正的起飞是在1990年代日本日亚化学的中村修二于1994年，在氮化镓研究方面获得重大突破，获得了蓝光LED，继蓝光LED技术突破后，白光LED正式启动了广泛的LED照明应用的时代。
白光LED属于全固体冷光源，优点突出：体积小，重量轻，结构坚固，工作电压低，使用寿命长等。按照通常的光效定义，LED的发光效率并不高，但由于LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，效率可达90%，而同等光效的白炽灯的可见效率仅为20%。因此，LED光源是新型探照灯的理想选择。
（二）电池技术研究
电池是指把非电能直接转变为电能的独立直流电源。如干电池、蓄电池、光电池、温差电池等，一般常说的多指“化学电池”。1799年，意大利人伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。伏特用这种方法成功地制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”。 1859年，法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池，把两块铅板放入作为电解液的稀硫酸中，铅板表面就变成了硫酸铅。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“蓄电池”或“二次电池”，意思是放电时消耗的活性物质，在充电时能够恢复，因此它是化学能与电能互相转换的一种储能装置。
目前使用的蓄电池主要分为：镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、铅蓄电池、锂离子蓄电池。其中，镍镉电池有记忆效应、容量小的特点；镍氢电池记忆效应小、容量比较大；铅电池内阻小、可以反复充电使用；锂离子无记忆效应、轻薄容量大，是目前同等体积下容量最大的电池，广泛用于数码相机、笔记本电脑、移动电话等产品中。正在研发阶段的电池包括美国麻省理工学院的纳米碳管电池、德国卡尔斯鲁厄研究所的新型铁碳电池、法国蜂鸟阿尔法聚合物电池等。因此，目前电力应急灯中使用锂离子电池最合适，技术成熟，轻便容量大，能提供持续好几小时的照明电力供应。
（三）新型探照灯技术要求
高效节能：选用进口LED发光原件，发光效率高、寿命长、防震性能好，大功率探照灯强光光通量不少于3000lm，连续照明时间长达5小时；小功率探照灯工作光通量不少于850lm，连续照明时间长达8小时，适应长时间当班工作的需要。
方便可靠：采用高能无记忆锂离子电池可随时充电，具备220伏交流充电和汽车充电两种模式，一次充满电后一年内储电量不低于满容量的85%，两年内储电量不低于满容量的65%。并设有低压过放电保护电路，可靠保护电池，延长电池使用寿命。
防水性能：全密性工艺设计，可在暴风雨中正常工作；特制铝合金外壳和塑料聚光罩，确保产品能经受强力碰撞和冲击。
使用灵活：独特的灯头结构设计，照明角度可任意调节，灯头既可固定在灯体或其他支撑物上使用，也可方便地卸下手持使用，还能在1.2～2.8米高度的气压三角架上任意升降，非常适合电力巡视和抢修现场使用。
五、结束语
新型探照灯的研究，整合了全新的照明元器件技术和锂离子电池技术，突破传统探照灯的局限，实现亮度高，耗电少，在满足了线路巡查和抢修现场需求外，还能应用到夜间配网工程建设照明和配电房的高效应急照明等，具有广阔应用前景。
参考文献
[1] 张星--谈LED照明技术和应用，《城市建设理论和研究》，2014年第11期。
[2] 毕道治—新型电池技术的开发及展望，《中国科技成果》，2003， （8）
关键词：电力运行；LED照明；探照灯
一、电力企业使用探照灯的定义
探照灯是一种用于远距离照明和搜索的照明灯具，而且具有强大的光源，探照灯能借助它本身所装备的反射镜或是透镜使得射出的光束集中在一个很小的立体角内来获得极大的光效，电力部门使用的探照灯，必须适用于电力夜间巡视和抢修需要，并具备方便携带，自备电源供电等特点，以满足电力安全生产的要求。
二、电力企业当前使用探照灯的种类和用途
（一）按照使用场所划分：可分为户外探照灯和户内探照灯，户外探照灯主要用于夜间电力线路、分支箱和变压器设备的巡视和抢修照明，户内探照灯主要用于电房室内的巡视和抢修照明。
（二）按照发光原件的使用划分：主要分为疝气探照灯和LED探照灯，疝气探照灯具备成本低、亮度高等优点，缺点是耗电和使用寿命短，适用于有交流供电的变电站户外场地固定照明；LED探照灯除具备省电和使用寿命低等优点外，还具备成本低和高亮度等特性，因此适用于电力各种场所使用。
（三）按照使用电源划分：主要分为交流电源供电探照灯和自备电源探照灯。交流电源探照灯必须接入交流供电线路，往往用于固定位置和照明区域的地方；自备电源探照灯，由于探照灯内安置了大容量的聚合物电池，可以持续一段时间的照明供电，因此具备方便携带和安放等优点。
三、电力企业当前使用的探照灯存在的问题
电力基层部门使用的户外疝气探照灯，由于疝气灯泡本身的特性，往往开灯后需要一定时间才能达到稳定的照明效果，并且疝气灯泡存在亮度不足，功耗大等缺点，已经逐步被LED探照灯取代。目前使用的LED探照灯，虽然在技术上有所进步，但由于使用电池和LED发光原件的局限，也存在使用时间短、亮度不足和不具备雨天使用等缺点。具备长时间供电的探照灯又因为电池体积庞大，充电时间长等原因，造成不方便携带，现场不易安放等缺陷问题。因此，目前使用的电力探照灯存在诸多问题，对夜晚配网设备及线路抢修和线路隐患排查造成极大不便，急需研究一种亮度高、射程远、使用续航时间长的新型探照灯，以便提高电力夜间运行和抢修效率。
四、电力生产运行新型探照灯技术的研究
（一）光源技术研究
自从爱迪生1879年发明碳丝白炽灯，开启了照明技术革命时代。不断涌现了荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物灯、荧光灯等照明技术。白炽灯使用寿命短，钨丝灯发热和耗电大，荧光比较节能，但灯管内的汞有害于人体健康。LED照明技术的出现启发照明革命的质变，LED是一种能够将电能转化为可见光的半导体，在发光半导体材料上下两层装有电极，通电情况下可使半导体材料发光，光的颜色根据材料性质的不同而有所变化。
1955年时，美国无线电公司发现了砷化镓与及其他半导体合金的红外线放射作用，而1962年美国通用电气公司开发出可见光的LED。LED真正的起飞是在1990年代日本日亚化学的中村修二于1994年，在氮化镓研究方面获得重大突破，获得了蓝光LED，继蓝光LED技术突破后，白光LED正式启动了广泛的LED照明应用的时代。
白光LED属于全固体冷光源，优点突出：体积小，重量轻，结构坚固，工作电压低，使用寿命长等。按照通常的光效定义，LED的发光效率并不高，但由于LED的光谱几乎全部集中于可见光频段，效率可达90%，而同等光效的白炽灯的可见效率仅为20%。因此，LED光源是新型探照灯的理想选择。
（二）电池技术研究
电池是指把非电能直接转变为电能的独立直流电源。如干电池、蓄电池、光电池、温差电池等，一般常说的多指“化学电池”。1799年，意大利人伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。伏特用这种方法成功地制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”。 1859年，法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池，把两块铅板放入作为电解液的稀硫酸中，铅板表面就变成了硫酸铅。因为这种电池能充电，可以反复使用，所以称它为“蓄电池”或“二次电池”，意思是放电时消耗的活性物质，在充电时能够恢复，因此它是化学能与电能互相转换的一种储能装置。
目前使用的蓄电池主要分为：镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、铅蓄电池、锂离子蓄电池。其中，镍镉电池有记忆效应、容量小的特点；镍氢电池记忆效应小、容量比较大；铅电池内阻小、可以反复充电使用；锂离子无记忆效应、轻薄容量大，是目前同等体积下容量最大的电池，广泛用于数码相机、笔记本电脑、移动电话等产品中。正在研发阶段的电池包括美国麻省理工学院的纳米碳管电池、德国卡尔斯鲁厄研究所的新型铁碳电池、法国蜂鸟阿尔法聚合物电池等。因此，目前电力应急灯中使用锂离子电池最合适，技术成熟，轻便容量大，能提供持续好几小时的照明电力供应。
（三）新型探照灯技术要求
高效节能：选用进口LED发光原件，发光效率高、寿命长、防震性能好，大功率探照灯强光光通量不少于3000lm，连续照明时间长达5小时；小功率探照灯工作光通量不少于850lm，连续照明时间长达8小时，适应长时间当班工作的需要。
方便可靠：采用高能无记忆锂离子电池可随时充电，具备220伏交流充电和汽车充电两种模式，一次充满电后一年内储电量不低于满容量的85%，两年内储电量不低于满容量的65%。并设有低压过放电保护电路，可靠保护电池，延长电池使用寿命。
防水性能：全密性工艺设计，可在暴风雨中正常工作；特制铝合金外壳和塑料聚光罩，确保产品能经受强力碰撞和冲击。
使用灵活：独特的灯头结构设计，照明角度可任意调节，灯头既可固定在灯体或其他支撑物上使用，也可方便地卸下手持使用，还能在1.2～2.8米高度的气压三角架上任意升降，非常适合电力巡视和抢修现场使用。
五、结束语
新型探照灯的研究，整合了全新的照明元器件技术和锂离子电池技术，突破传统探照灯的局限，实现亮度高，耗电少，在满足了线路巡查和抢修现场需求外，还能应用到夜间配网工程建设照明和配电房的高效应急照明等，具有广阔应用前景。
参考文献
[1] 张星--谈LED照明技术和应用，《城市建设理论和研究》，2014年第11期。
[2] 毕道治—新型电池技术的开发及展望，《中国科技成果》，2003， （8）