第2章 验电器的使用
【学习目的】
本章主要学习验电器的使用方法和技巧。首先,通过对目前市场上流行的验电器产品按照结构、功能、用途进行细致的归纳整理,让读者了解不同类型验电器的结构、原理和功能特点;在搞清验电器的具体用途和使用特点后,再选择典型验电器作为演示教具,将验电器的操作规范和使用方法用图解的形式展示,使读者最终掌握验电器的使用方法;最后结合大量实例,力求通过对案例分析,使读者对验电器的实际应用有深刻的体会,真正掌握验电器的使用操作技能。
2.1 验电器的特点与结构原理
2.1.1 验电器的特点
验电器是用来检查导线、家电和电气设备是否带电的安全用具,验电器按照检测电压分类,可分为低压验电器和高压验电器;按接触方式分类可分为接触式验电器和非接触式验电器,如图2-1所示。
图2-1 验电器的分类
1. 低压验电器的特点
低压验电器的外形多为螺丝刀形或钢笔形,因此低压验电器又叫做试电笔。低压验电器体积小巧,便于携带,适用电压范围为60~500 V,检测60 V以下电压时,低压验电器内的氖管是不会发光的。而且螺丝刀形的低压验电器还可用来拆卸或紧固小型螺钉。
2. 高压验电器的特点
目前,高压验电器多以非接触式的感应型验电器为主,其测试端多为圆柱形,并同时具有闪灯、蜂鸣两种报警方式,它适用电压范围为500 V以上的高压。高压验电器可安装绝缘延长杆,使其可检测较高处的架空高压线,如图2-2所示。
图2-2 安装绝缘延长杆的高压验电器
【重点提示】
除了感应型验电器外,市场上还有一种电子显示验电器,该验电器设有液晶屏,可显示流经导线的电流大小,如图2-3所示。
图2-3 电子显示验电器
2.1.2 验电器的结构原理
1. 接触式验电器的结构原理
图2-4所示为低压接触式验电器的结构图。从图中可以看出,钢笔形验电器主要是由金属探头、电阻器、氖管、弹簧和笔尾金属体(金属夹)构成的;螺丝刀型验电器主要是由金属探头、电阻器、氖管、弹簧和金属螺钉等构成的,其金属探头较长,并包裹有绝缘护套,防止发生触电危险。
图2-4 低压接触式验电器的结构图
使用接触式验电器时,手必须接触验电器尾部金属体,也就是说验电器和人体串联在一起。火线与地之间有220 V的电压,当使用验电器检测电源火线时,220 V电压同时加到验电笔与人体上,人体电阻通常很小而验电器内部的电阻器有几兆欧,根据欧姆定律:I=U/R,可以发现经过验电笔和人体的电流极其微弱,甚至不到1 mA,这样小的电流对人体没有伤害,但足够使氖管发光,如图2-5所示。当检测电源零线时,没有电流通过验电器的氖管,氖管也就不会发光。
图2-5 接触式验电器的工作原理
2. 非接触式验电器的结构原理
图2-6所示为贝汉275HP型高压非接触式验电器的外部结构图。该验电器主要由LED指示灯、蜂鸣器、电压挡位旋钮(开关)、手柄(电池盒)和绝缘延长杆接口等构成。当检测到电流时,LED指示灯和蜂鸣器会发光和报警;电压挡位旋钮可改变检测挡位,该验电器有8个挡位可供选择;绝缘延长杆接口用来与绝缘延长杆进行连接,提高验电器的使用半径。
图2-6 高压非接触式验电器的外部结构图
非接触式验电器使用内置电源,而且不需要与导线接触,可以最大限度地保障检测人员的人身安全。
非接触式验电器是通过内部的传感器和检测电路对导线有无电流进行检测,图2-7所示为非接触式验电器的内部结构方框图与信号流程。传感器读取高压线附近的电场信号,传感器送出交流信号经过信号跟随电路跟随并正向偏置后进行滤波,然后将交流信号倍压整流成直流信号,该信号经滤波电路去除掉邻线间的干扰后,放大器会将信号发大并将其送入施密特触发器,触发器根据输入信号的大小送出有电、无电两种信号,LED指示灯和蜂鸣器会将有电、无电信号显示出来。若非接触式验电器具有监控功能,那么,它可以将有电、无电信号发送到室内监控设备中。
图2-7 非接触式验电器的内部结构方框图与信号流程