引言

驗(yàn)電器是電力系統(tǒng)中常用的安全工具,它用于檢測0.1~500kV線路或設(shè)備是否帶有運(yùn)行工頻電壓,以確保停電檢修工作人員的人身安全。目前,電力部門使用的大多為電容型、語言式、聲光式高壓驗(yàn)電器。高壓驗(yàn)電器本身雖設(shè)有自檢開關(guān),但只能檢測高壓驗(yàn)電器本身的電路狀況,對于電路外的、來自高壓信號的檢驗(yàn)卻無能為力。

根據(jù)《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力安全工作規(guī)程》的規(guī)定,驗(yàn)電器在使用前除應(yīng)在試驗(yàn)有效期內(nèi),外觀良好,聲光顯示正常外,還需在相應(yīng)電壓的帶電設(shè)備上驗(yàn)證其自身良好,然后才能在停電設(shè)備上實(shí)施驗(yàn)電。但在現(xiàn)場實(shí)際中,往往很多地方?jīng)]有帶電設(shè)備可供驗(yàn)電器檢測。而市面上的工頻電壓發(fā)生器體積龐大、攜帶不便,且不能產(chǎn)生肉眼可供觀察的現(xiàn)象驗(yàn)證發(fā)生器本身工作正常。

1存在問題分析

目前,高壓驗(yàn)電器廣泛用于電力系統(tǒng)的檢修工作,高壓驗(yàn)電器是用來檢測高壓電力設(shè)備是否帶電的裝置。在使用高壓驗(yàn)電器進(jìn)行驗(yàn)電時(shí),需要操作人員帶上絕緣手套,手握絕緣桿尾部,漸漸地將驗(yàn)電器的接觸極移近待測帶電體,直至觸及待測帶電體。此過程中如果驗(yàn)電器一直是無聲、光指示,則判斷該帶電體不帶電。但是這種方法存在以下問題:

(1)當(dāng)驗(yàn)電器中機(jī)械損壞時(shí)進(jìn)行驗(yàn)電檢測,不管帶電體是否帶電驗(yàn)電器都不會(huì)發(fā)出聲、光指示,如果這時(shí)對帶電體進(jìn)行操作可能會(huì)對檢測人員的人身安全造成威脅。所以,驗(yàn)電器在使用前除應(yīng)在試驗(yàn)有效期內(nèi),外觀良好,聲光顯示正常外,還需在相應(yīng)電壓的帶電設(shè)備上驗(yàn)證其自身良好,然后才能在停電設(shè)備上實(shí)施驗(yàn)電。

(2)實(shí)踐中往往很多地方?jīng)]有帶電設(shè)備可供驗(yàn)電器檢測,并且在使用工頻變壓器進(jìn)行驗(yàn)電器檢測時(shí),存在著工頻電壓發(fā)生器體積龐大、攜帶不便,且不能產(chǎn)生肉眼可供觀察的現(xiàn)象驗(yàn)證發(fā)生器本身工作正常等缺陷。

2解決方案

研制一種驗(yàn)電器檢測裝置,以達(dá)到肉眼可觀察到測試效果的目的。該裝置包括逆變升壓模塊、直流電源和電極。

3技術(shù)原理及實(shí)施

本文所述驗(yàn)電器檢測裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,包括逆變升壓模塊20、直流電源10和電極30三個(gè)部分。

(1)逆變升壓模塊20:分別與直流電源10和電極30相連接。

(2)直流電源10:直流電源10輸出的電流通過逆變升壓模塊20后為電極30供電。

(3)電極30:供電后,電極30周圍空氣被擊穿產(chǎn)生電弧,通過電弧檢測驗(yàn)電器是否正常工作。

這里直流電源輸出的直流電流大小和方向是不會(huì)改變的,所以就要通過一些方法,改變電流的大小和方向。改變電流的大小和方向由逆變器來完成。

逆變器,別稱為"變流器""反流器",是一種可將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的器件。它由逆變橋、邏輯控制、濾波電路三大部分組成,主要包括輸入接口、電壓啟動(dòng)回路、MOS開關(guān)管、PwM控制器、直流變換回路、反饋回路、LC振蕩及輸出回路、負(fù)載等部分,可分為半橋逆變器、全橋逆變器等。直流電通過逆變升壓模塊后逆變?yōu)榻涣麟?并且電壓升高到10kV,當(dāng)升高的10kV電壓為電極供電時(shí),電極周圍空氣會(huì)被擊穿產(chǎn)生可視電弧,通過可視電弧可以檢測驗(yàn)電器是否正常工作。

如圖2所示,逆變升壓模塊、直流電源和電極在絕緣外殼的內(nèi)部,電極位于絕緣外殼設(shè)置的開口位置處,供驗(yàn)電器插入接觸可視電弧進(jìn)行驗(yàn)電。當(dāng)直流電源輸出的直流電經(jīng)過逆變升壓模塊后,電壓升至10kV,10kV的電壓加于距離較近的金屬電極兩端時(shí),空氣會(huì)因?yàn)楸粨舸┊a(chǎn)生可視電弧,當(dāng)驗(yàn)電器的外觀良好、聲光顯示正常時(shí),通過可視電弧繼續(xù)測試驗(yàn)電器是否帶電,確保停電檢修工作人員的人身安全。

使用本文所述驗(yàn)電器檢測裝置檢測驗(yàn)電器的操作步驟如下:

(1)按住啟動(dòng)按鈕,逆變升壓模塊分別與直流電源和電極相連接,直流電源輸出的電流通過逆變升壓模塊后為電極供電,以使電極周圍空氣被擊穿產(chǎn)生可視電弧。

(2)在驗(yàn)電器使用前檢查其在試驗(yàn)有效期內(nèi),外觀良好,聲光顯示正常。

(3)將驗(yàn)電器的接觸極漸漸移近可視電弧,直至觸及可視電弧。

(4)此過程中如果一直無聲光指示,則驗(yàn)電器內(nèi)部損壞:如果有聲光指示,則驗(yàn)電器正常,可以使用。

4實(shí)施效果

圖3所示驗(yàn)電器檢測裝置可以達(dá)到以下效果:

圖3 驗(yàn)電器檢測裝置實(shí)物圖

(1)產(chǎn)生高壓可視的電弧。通過可視電弧檢測驗(yàn)電器,產(chǎn)生可供肉眼觀察的現(xiàn)象驗(yàn)證驗(yàn)電器工作正常。

(2)檢測裝置體積小巧,攜帶方便,裝設(shè)有絕緣外殼,解決了傳統(tǒng)方法使用工頻變壓器進(jìn)行驗(yàn)電器檢測時(shí)存在的工頻電壓發(fā)生器體積龐大、攜帶不便的問題。

5結(jié)語

本裝置利用導(dǎo)線將蓄電池、逆變升壓模塊、正負(fù)金屬電極、開關(guān)連接起來,連接蓄電池的逆變升壓模塊將電壓升高至10kV,當(dāng)10kV電壓加于距離較近的正負(fù)金屬電極兩端時(shí),空氣將被擊穿產(chǎn)生電弧,此時(shí)將驗(yàn)電器靠近電弧,如果驗(yàn)電器聲光顯示正常,則證明該驗(yàn)電器工作正常,可以用于實(shí)際工作。

綜上,本文所述驗(yàn)電器檢測裝置體積小巧,攜帶方便,裝設(shè)有絕緣外殼,能夠保護(hù)操作人員安全。該驗(yàn)電器檢測裝置通過可視電弧檢測驗(yàn)電器,用可供肉眼觀察的現(xiàn)象驗(yàn)證驗(yàn)電器的質(zhì)量,為配電運(yùn)行檢修人員的工作提供了便利,有效提高了工作效率。