CN101046486A

CN101046486A - 新型安全验电器

Info

Publication number: CN101046486A
Application number: CN 200710014359
Authority: CN
Inventors: 夏大洪; 杨江平; 吴景亮; 李介祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2007-10-03

Abstract

本发明涉及一种具有高压电压测量功能的数字指示型验电器，尤其是一种新型安全验电器。其提供了一种电压测量方便测量安全的新型安全验电器。其包括绝缘棒、电压测量探头1，绝缘棒为可伸缩绝缘套管7组成，绝缘棒外层套管9为手柄，手柄内壁设有导电薄膜8。探头1包括触头4、探头外壳2，探头外壳2设有测量显示板3。绝缘棒内层套管10内设有限流电阻5，限流电阻5周围设有绝缘树脂6。其测量结果不受人手与导电膜之间、人体与大地之间感应电容大小的影响，提高了测量的准确度。不用连接地线，不用触及电极，使用安全、便捷。

Description

新型安全验电器

一、技术领域：本发明涉及一种具有高压电压测量功能的数字指示型验电器，尤其是一种新型安全验电器。

二、背景技术：高压验电器是电力系统在对高压电气设备进行检修操作时用来检测电气设备是否带电的一种工具。高压验电器可以分为两类，一类是普通高压验电器，另一类是电压测量验电器。普通高压验电器的基本原理是：在高压验电器的头部有两个电极，一个电极用短金属棒制成在验电器顶部中间称做触头，另一个电极是与触头有一定间距的某个金属物件，两个电极之间接电压触发告警电路。验电时，验电器的触头与高压设备接触或接近，若高压设备带电，高压电场便在两电极之间感应出电压。当感应电压达到一定值时报警电路开始报警表示此设备带电。电压测量验电器的基本原理是：在验电器的头部装一个金属的触头，触头下面接一个阻值较大的限流电阻。在验电器的中部或下部还有一个低压电极，在低压电极与限流电阻之间连接一个电流(或称分压)测量装置。使用时，先将低压电极通过导线与大地连接，再将触头与高压带电设备所测量部位接触，电流通过触头、限流电阻、测量装置、低压电极与大地构成通路。因为限流电阻阻值不变测量电流的大小与所测量电压的高低成正比，测量装置按比例显示测量电压。普通高压验电器只能用于告警，提醒工作人员设备带电，不要靠近。普通高压验电器使用方便，只需手握验电器手柄，用验电器的触头触及高压设备的带电部位即可。电压测量类验电器可以测量高压设备所带电压的高低，在查找故障，检测设备运行状况时经常用到，但目前的电压测量类验电器使用时需要连接接地线，不如高压指示类验电器使用方便。另有一些电压测量类验电器不用连接接地线，但使用中必须触及电极，不安全。这类验电器不符合行业安全工作规程规定。

三、发明内容：本发明的目的在于提供一种解决电压测量类高压验电器使用不方便以及测量不安全的问题，不用连接接地线，无需触摸电极，允许带高压绝缘手套，能准确测量出被测电气设备的相对大地的交流电压，测量电压不受感应电容大小影响的新型安全验电器。新型安全验电器包括绝缘棒、电压测量探头1，绝缘棒为可伸缩绝缘套管7组成，绝缘棒外层套管9为手柄，手柄内壁设有导电薄膜8。探头1包括顶端设有的触头4、探头外壳2，探头外壳2设有测量显示板3。绝缘棒内层套管10内设有限流电阻5，限流电阻5周围设有绝缘树脂6。导电薄膜8为导电漆，并通过导线与限流电阻5连接。可伸缩绝缘套管7之间用缩紧扣逐节连接组成可以伸缩的绝缘棒，绝缘棒与电压测量探头1通过金属螺栓连接，限流电阻5与螺栓金属性连接。测量显示板3为八段LED显示模块显示测量电压。电压测量探头1内部设有片内10位A/D的单片机电路。采用上述结构以后，当测量人员用手握住绝缘棒时，人手与导电膜之间形成了感应电容。测量信号通过触头、限流电阻、人手感应电容、人体、人体与大地的感应电容跟大地构成通路。通过人体的感应电流极小，只有几十微安，远远小于人体30毫安的安全电流。在测量同一点电压时，反复改变限流电阻的阻值，通过测量流过不同限流电阻时的电流值换算出测量电压。本实用新型的测量结果不受人手与导电膜之间、人体与大地之间感应电容大小的影响，提高了测量的准确度。可以在测试高压电气设备是否带电的同时，准确测量出电气设备带电部位相对大地的电压，在查找电器设备，尤其是高压输电线路的接地故障中，可以方便地判断接地的相别以及接地的性质。不用连接地线，不用触及电极，使用安全、便捷。

四、附图说明：附图1为本发明的纵剖面结构示意图。

附图2为本发明的测量原理的等效电路图。

附图3为本发明的一个实施例的电路图。

五、具体实施例：在图1中，新型安全验电器包括绝缘棒、电压测量探头1，绝缘棒为可伸缩绝缘套管7组成，绝缘棒外层套管9为手柄，手柄内壁设有导电薄膜8。探头1包括顶端设有的触头4、探头外壳2，探头外壳2设有测量显示板3。绝缘棒内层套管10内设有限流电阻5，限流电阻5周围设有绝缘树脂6。导电薄膜8为导电漆，并通过导线与限流电阻5连接。可伸缩绝缘套管7之间用缩紧扣逐节连接组成可以伸缩的绝缘棒，绝缘棒与电压测量探头1通过金属螺栓连接，限流电阻5与螺栓金属性连接。测量显示板3为八段LED显示模块显示测量电压。电压测量探头1内部设有片内10位A/D的单片机电路。限流电阻的阻值按每千伏测量电压大于10兆欧确定，使流过人体的电流小于100微安。检验要求：在触头与手柄之间加4.5倍以上的最大测量电压，持续两分钟以上时间无击穿现象，在额定测量电压下感应电流小于100微安。

在图2中，U是待测电压，I是测量电流，C是导电薄膜与大地之间、人手与导电薄膜之间、人体与大地之间的感应电容的等值电容，Rx是限流电阻，RK是探头内部限流电阻，K是等值开关。从等值原理电路可以知道等值电容C是定的，但在同一次测量中式不变的。测量方法是分别在开关K断开和接通状态下测量出流过限流电阻的电流值I1和I2，根据串连电路中电容电压和电阻电压的关系可知：

利用上面两式可以消去等值电容电抗X_C得到：

上式说明通过改变限流电阻的阻值可以使电压测量值不受感应电容大小的影响。为了保证测量结果的稳定性应该尽量加大I1和I2差别，也就是说应该尽量增大RK的阻值，RK的增大受到开关K的耐压和电路板绝缘水平的限制。

在图3所示实施例中，采用单片机电路实现电压的测量与显示。单片机采用的是具有片内模数变换器、片内RC振荡器和低电压工作方式的ATMEGA8L芯片。电源E采用3.6V或4.8V电池，连接到单片机的电源引脚上。单片机内部模数变换器的基准电源可以从VREF引脚引出口，用两个阻值为2K欧姆电阻R1、R2可取得二分之一基准电压作为偏置电压，滤波电容C取1微法。电阻R3是采样电阻，阻值为10K欧姆，目的是当流过100微安最大测量电流时，A/D引脚的电压在0到VREF之间。图3中光耦起开关作用，本实施例中采用MOC3083，最大工作电压为800伏，驱动电流为几毫安，可以直接由单片机驱动，用R5限制驱动电流。电阻RK上的电压不应该超过MOC3083的最大工作电压，本实施例中RK取5M欧姆。在较高电压等级的验电器制做中可以用串连光耦的办法提高工作电压。显示驱动由单片机剩余的I/O口完成。程序测量部分应该采用交流算法，可以不受漂移电压的影响，数字显示部分采用了动态显示方式使得硬件比较简单，显示器的亮度由限流电阻R4决定。电源应该由感应原理的开关电路实现，可参考普通高压验电器原理电路。

Claims

1、一种新型安全验电器，包括绝缘棒、电压测量探头(1)，其特征在于：绝缘棒为可伸缩绝缘套管(7)组成，绝缘棒外层套管(9)为手柄，手柄内壁设有导电薄膜(8)，电压测量探头(1)包括顶端设有的触头(4)、探头外壳(2)，探头外壳(2)设有测量显示板(3)，绝缘棒内层套管(10)内设有限流电阻(5)，限流电阻(5)周围设有绝缘树脂(6)，导电薄膜(8)为导电漆，并通过导线与限流电阻(5)连接，可伸缩绝缘套管(7)之间用缩紧扣逐节连接组成可以伸缩的绝缘棒，绝缘棒与电压测量探头(1)通过金属螺栓连接，限流电阻(5)与螺栓金属性连接，测量显示板(3)为八段LED显示模块显示测量电压，电压测量探头(1)内部设有片内10位A/D的单片机电路。