金 鈺，符 斌，楊曉龍，呂鴻宇

(1. 中國能源建設(shè)集團(tuán)云南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，云南 昆明 650051；2.昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650093)

0 引言

安全標(biāo)志是用以表達(dá)特定安全信息的標(biāo)志，由圖形符號(hào)、安全色、幾何形狀或文字構(gòu)成，包括禁止類、警告類、指令類、提示類和消防安全類標(biāo)志。配電網(wǎng)的安全標(biāo)志在保障人身和設(shè)備安全、減少安全隱患、提高配網(wǎng)運(yùn)行管理水平、規(guī)避法律風(fēng)險(xiǎn)，體現(xiàn)企業(yè)的總體形象中起著舉足輕重的作用。

南方電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/CSG 1207001—2015《配網(wǎng)安健環(huán)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》中僅在安全標(biāo)志的制作要求章節(jié)簡(jiǎn)單提到一次自發(fā)光材料，即“室外露天場(chǎng)所設(shè)置的消防安全標(biāo)志及交通標(biāo)志宜用反光材料或自發(fā)光材料制成。”而長(zhǎng)余輝發(fā)光材料已經(jīng)在公路交通標(biāo)識(shí)中得到了成熟而廣泛的應(yīng)用。受公路蓄能型自發(fā)光交通標(biāo)識(shí)的啟發(fā)，嘗試將長(zhǎng)余輝發(fā)光材料應(yīng)用到配電網(wǎng)安全標(biāo)志中，并從安全性、耐用性、經(jīng)濟(jì)性上論述自發(fā)光安全標(biāo)志的優(yōu)越性。

1 配電網(wǎng)安全標(biāo)志的現(xiàn)狀及存在問題

1.1 制作要求及設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

2015年以來，南方電網(wǎng)公司的配電網(wǎng)基建、生產(chǎn)項(xiàng)目均按照Q/CSG 1207001—2015《配網(wǎng)安健環(huán)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置安全設(shè)施標(biāo)志。

1.1.1 制作要求

固定式標(biāo)志牌一般選用厚約1 mm的鋁板、不銹鋼板等易加工不易變形的材料；移動(dòng)式標(biāo)志牌根據(jù)實(shí)際情況亦可選用SMC復(fù)合材料、塑料等；有觸電危險(xiǎn)的場(chǎng)所或易造成短路的設(shè)備及作業(yè)場(chǎng)所的標(biāo)志牌應(yīng)使用絕緣材料制作。標(biāo)志牌表面采用絲印(戶外漆)。

室外露天場(chǎng)所設(shè)置的消防安全標(biāo)志及交通標(biāo)志宜用反光材料或自發(fā)光材料制成。對(duì)于照明條件差的場(chǎng)所，標(biāo)志可采用反光材料制作；對(duì)于照明條件極差的場(chǎng)所，標(biāo)志可采用熒光材料制作。

涂刷類標(biāo)志材料應(yīng)選用耐用、不褪色的涂料或油漆，各類標(biāo)線宜采用道路專用線漆涂刷[1]。

1.1.2 設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

1)架空線路標(biāo)志：架空線路的每基桿塔掛設(shè)標(biāo)志牌，標(biāo)志牌內(nèi)容包括：變電站名稱、電壓等級(jí)、線路名稱、桿塔編號(hào)等；線路的變電站出口桿塔、終端桿塔、分支桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔的標(biāo)志牌加相序色標(biāo)明相序。在經(jīng)常容易遺失標(biāo)志牌的桿塔，宜在塔身適當(dāng)位置噴涂電壓等級(jí)、線路名稱和桿塔號(hào)。

2)電纜線路標(biāo)志：電纜終端、電纜本體、電纜中間接頭處掛設(shè)標(biāo)志牌。敷設(shè)在人行道或公路等通道下的電纜線路應(yīng)設(shè)置電纜地面走向標(biāo)志；敷設(shè)在人行道和公路等通道之外及泥質(zhì)地帶的電纜線路設(shè)置電纜地面標(biāo)志樁，如圖1所示。

圖1 電纜地面標(biāo)志樁(方柱)

3)戶外配電設(shè)備標(biāo)志：臺(tái)架變、座地式臺(tái)變、桿塔上開關(guān)、刀閘、跌落式熔斷器的安裝橫梁或相應(yīng)位置上均設(shè)置方便檢修、巡視及停電核對(duì)設(shè)備的標(biāo)志牌。

4)配電房及戶內(nèi)配電設(shè)施標(biāo)志：配電室、室內(nèi)開關(guān)站、箱變、戶外開關(guān)箱、電纜分接箱正門顯眼位置設(shè)置名稱標(biāo)志牌。

1.2 存在問題

配電網(wǎng)工程中，農(nóng)村電網(wǎng)占據(jù)較大比例，受地理?xiàng)l件限制，通常10 kV及0.4 kV架空線路多沿鄉(xiāng)村道路邊架設(shè)，由于農(nóng)村道路夜晚照明系統(tǒng)不完善，有的甚至不具備照明系統(tǒng)，加上道路狹窄，經(jīng)常存在彎急、坡陡路段，機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T甚至行人不易準(zhǔn)確判斷路況，容易發(fā)生碰撞路邊桿塔的事故。同時(shí)，遇到夜間停電搶修時(shí)，搶修人員也難以快速準(zhǔn)確定位故障的臺(tái)變和桿塔。

1.3 配電網(wǎng)安全標(biāo)志現(xiàn)狀

目前架空線路桿塔所采用的警告標(biāo)志如下：

在公路邊或其它容易受外力破壞的桿塔上用反光油漆刷涂成紅白相間的標(biāo)志或粘貼紅白間的反光鋁膜作為危險(xiǎn)警告標(biāo)志，如圖2所示。

圖2 架空桿塔警告標(biāo)志

有可能危及行人或行車安全的桿塔拉線上套上涂成紅白相間的保護(hù)管作為警告標(biāo)志，如圖3所示。

圖3 拉線警告標(biāo)志

有可能危及人身或行車、行船安全的線路上套上涂成紅白相間的保護(hù)管作為警告標(biāo)志，如圖4所示。

圖4 架空線路警告標(biāo)志

以上措施不能解決夜間交通安全及搶修定位的問題。而且，完善村莊照明系統(tǒng)不僅前期投資很大，后期照明的電費(fèi)也會(huì)給村鎮(zhèn)造成經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和資源浪費(fèi)。然而，在交通標(biāo)識(shí)設(shè)置的技術(shù)規(guī)程中，已對(duì)路段示警柱采用自發(fā)光警示標(biāo)識(shí)或路面標(biāo)識(shí)有了具體要求，可以作為農(nóng)網(wǎng)線路桿塔標(biāo)識(shí)的借鑒，如圖5所示。

圖5 路側(cè)示警柱警示標(biāo)示夜間效果

此外，除了配電網(wǎng)新建和改建工程中新購置的標(biāo)志牌，在施工、運(yùn)維和檢修過程中，也會(huì)大量使用到禁止類、警告類、提示類、消防安全類標(biāo)志牌，如“禁止攀登 高壓危險(xiǎn)”“ 禁止合閘有人工作”“施工現(xiàn)場(chǎng) 禁止通行”“禁止煙火”“當(dāng)心觸電”“必須戴安全帽”“當(dāng)心火災(zāi)”等等，根據(jù)《南方電網(wǎng)公司電網(wǎng)工程主要設(shè)備材料信息價(jià)》，一塊標(biāo)識(shí)牌的價(jià)格為41～52元，10 kV線路桿號(hào)牌24元/套，10 kV相序牌27元/套，由于配電網(wǎng)標(biāo)志牌使用量大，每年投入到安健環(huán)標(biāo)志牌中的費(fèi)用相當(dāng)可觀。然而，配電網(wǎng)中運(yùn)行在戶外的標(biāo)志牌、反光膜等受日曬、風(fēng)吹、雨淋，3～5 a即會(huì)出現(xiàn)老化褪色現(xiàn)象，桿塔上的噴漆模糊不清或者被雜亂廣告覆蓋。所以增強(qiáng)標(biāo)志牌的耐用性并降低成本，將為配網(wǎng)的降本增效運(yùn)行起到重要作用。

2 長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 長(zhǎng)余輝發(fā)光材料簡(jiǎn)介

長(zhǎng)余輝發(fā)光材料是白天吸收自然光，并將光能儲(chǔ)存起來，夜晚當(dāng)日光停止照射時(shí)，儲(chǔ)存的光能以可見光的形式釋放出來的新型功能材料，且余暉時(shí)間較長(zhǎng)。該種材料能廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、地鐵通道、船舶運(yùn)輸、消防安全、室內(nèi)裝飾等領(lǐng)域[2]，具有安全、節(jié)能、美觀等諸多優(yōu)點(diǎn)。

2.2 長(zhǎng)余輝發(fā)光標(biāo)識(shí)牌的制備

本人通過材料合成→字體制作→混漆涂覆等制作工藝，制備的長(zhǎng)余輝發(fā)光標(biāo)識(shí)牌，發(fā)光效果如圖6所示。

圖6 自然光和黑暗條件下效果圖

目前的制備方法是將混有微量稀土氧化物的元素(發(fā)光劑)與Al2O3、SiO2等氧化物和CaCO3，硼酸按一定比例混合，在1 400 ℃氫氣氣氛下固相燒制而成，構(gòu)成稀土硅酸鹽、稀土鋁酸鹽的固溶體或化合物，稀土以離子形式存在于基體材料晶格內(nèi)部，燒制的顏色取決于添加稀土的成分，例如：氧化銪、氧化鏑形成紫色，而添加氧化銪、氧化釹則形成綠色，如圖7所示。

圖7 綠色和紫色發(fā)光粉體制備圖

最終將燒制的無機(jī)物研磨成粉體，與清漆混合后涂覆在制備好的標(biāo)志牌底板上，也可混合在橡膠、塑料中壓制成軟質(zhì)的橡塑銘牌，或者與多種透明樹脂混合，制成發(fā)光涂料，或通過粉體噴涂的形式，在特定位置直接噴射成型。進(jìn)而能滿足不同場(chǎng)所對(duì)于不同材質(zhì)的要求。當(dāng)光源照射約30 min后，釋放光能，余輝可達(dá)11.5 h以上，其亮度值不低于3 mcd/m2(肉眼可識(shí)別最低光強(qiáng)值)，可無數(shù)次循環(huán)使用[3]。由于是物質(zhì)結(jié)構(gòu)本身所產(chǎn)生的光吸收，只要物質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，則該材料發(fā)光性能不會(huì)產(chǎn)生變化。

2.3 長(zhǎng)余輝發(fā)光材料應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)無機(jī)材料相比，油漆與染色劑只是簡(jiǎn)單的機(jī)械混合，并且同為有機(jī)物，相比上述無機(jī)物，有機(jī)物耐溫度變化，但耐酸堿侵蝕的穩(wěn)定性較差。而長(zhǎng)余輝發(fā)光材料由于在1 000 ℃以上燒制而成，具有良好的耐候性和穩(wěn)定性，同時(shí)具有夜晚發(fā)光的特征。

自從20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)余輝現(xiàn)象以來，長(zhǎng)余輝材料一直在迅速發(fā)展，目前稀土離子摻雜的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料無毒、無放射性，化學(xué)性能穩(wěn)定，其發(fā)光亮度和持續(xù)發(fā)光時(shí)間是傳統(tǒng)熒光材料的30～50倍，用標(biāo)準(zhǔn)激發(fā)光源激發(fā)10 min的余暉亮度大于2 000 mcd/m2，余輝時(shí)間超過12 h，完全能夠滿足夜間引導(dǎo)的要求,并可無限次反復(fù)使用[4]。長(zhǎng)余輝材料費(fèi)成本相比油漆偏貴，按照其與清漆混合涂刷，價(jià)格初步核算小于10元/m2(不含清漆費(fèi)用)，與人工費(fèi)相比可以忽略。

3 結(jié)語

長(zhǎng)余輝材料是能充分利用周圍自然光源吸光蓄能，這種吸收光—儲(chǔ)存光—發(fā)光—再吸收光的過程可無限循環(huán)地進(jìn)行下去，是一種“綠色”光源材料。利用長(zhǎng)余輝材料的性能，將其應(yīng)用在配電網(wǎng)架空線路、電纜、配電設(shè)備等的各類安全標(biāo)志牌中，不僅能夠解決目前存在的道路交通安全、夜間電力維修定位困難等問題，還可以節(jié)約能源、減少能耗。長(zhǎng)余輝材料標(biāo)志牌無毒害，發(fā)光效率高，余輝時(shí)間長(zhǎng)，化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化性好，在紫外照射下或潮濕空氣中比較穩(wěn)定，能保持良好的發(fā)光狀態(tài)，節(jié)能效果優(yōu)異，具備廣闊的市場(chǎng)前景。