專利名稱：新型安全驗電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有高壓電壓測量功能的數字指示型驗電器，尤其是一種新型安全驗電器。
背景技術：
高壓驗電器是電力系統(tǒng)在對高壓電氣設備進行檢修操作時用來檢測電氣設備是否帶電的一種工具。高壓驗電器可以分為兩類，一類是普通高壓驗電器，另一類是電壓測量驗電器。普通高壓驗電器的基本原理是在高壓驗電器的頭部有兩個電極，一個電極用短金屬棒制成在驗電器頂部中間稱做觸頭，另一個電極是與觸頭有一定間距的某個金屬物件，兩個電極之間接電壓觸發(fā)告警電路。驗電時，驗電器的觸頭與高壓設備接觸或接近，若高壓設備帶電，高壓電場便在兩電極之間感應出電壓。當感應電壓達到一定值時報警電路開始報警表示此設備帶電。電壓測量驗電器的基本原理是在驗電器的頭部裝一個金屬的觸頭，觸頭下面接一個阻值較大的限流電阻。在驗電器的中部或下部還有一個低壓電極，在低壓電極與限流電阻之間連接一個電流(或稱分壓)測量裝置。使用時，先將低壓電極通過導線與大地連接，再將觸頭與高壓帶電設備所測量部位接觸，電流通過觸頭、限流電阻、測量裝置、低壓電極與大地構成通路。因為限流電阻阻值不變測量電流的大小與所測量電壓的高低成正比，測量裝置按比例顯示測量電壓。普通高壓驗電器只能用于告警，提醒工作人員設備帶電，不要靠近。普通高壓驗電器使用方便，只需手握驗電器手柄，用驗電器的觸頭觸及高壓設備的帶電部位即可。電壓測量類驗電器可以測量高壓設備所帶電壓的高低，在查找故障，檢測設備運行狀況時經常用到，但目前的電壓測量類驗電器使用時需要連接接地線，不如高壓指示類驗電器使用方便。另有一些電壓測量類驗電器不用連接接地線，但使用中必須觸及電極，不安全。這類驗電器不符合行業(yè)安全工作規(guī)程規(guī)定。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種解決電壓測量類高壓驗電器使用不方便以及測量不安全的問題，不用連接接地線，無需觸摸電極，允許帶高壓絕緣手套，能準確測量出被測電氣設備的相對大地的交流電壓，測量電壓不受感應電容大小影響的新型安全驗電器。新型安全驗電器包括絕緣棒、電壓測量探頭1，絕緣棒為可伸縮絕緣套管7組成，絕緣棒外層套管9為手柄，手柄內壁設有導電薄膜8。探頭1包括頂端設有的觸頭4、探頭外殼2，探頭外殼2設有測量顯示板3。絕緣棒內層套管10內設有限流電阻5，限流電阻5周圍設有絕緣樹脂6。導電薄膜8為導電漆，并通過導線與限流電阻5連接?？缮炜s絕緣套管7之間用縮緊扣逐節(jié)連接組成可以伸縮的絕緣棒，絕緣棒與電壓測量探頭1通過金屬螺栓連接，限流電阻5與螺栓金屬性連接。測量顯示板3為八段LED顯示模塊顯示測量電壓。電壓測量探頭1內部設有片內10位A/D的單片機電路。采用上述結構以后，當測量人員用手握住絕緣棒時，人手與導電膜之間形成了感應電容。測量信號通過觸頭、限流電阻、人手感應電容、人體、人體與大地的感應電容跟大地構成通路。通過人體的感應電流極小，只有幾十微安，遠遠小于人體30毫安的安全電流。在測量同一點電壓時，反復改變限流電阻的阻值，通過測量流過不同限流電阻時的電流值換算出測量電壓。本實用新型的測量結果不受人手與導電膜之間、人體與大地之間感應電容大小的影響，提高了測量的準確度。可以在測試高壓電氣設備是否帶電的同時，準確測量出電氣設備帶電部位相對大地的電壓，在查找電器設備，尤其是高壓輸電線路的接地故障中，可以方便地判斷接地的相別以及接地的性質。不用連接地線，不用觸及電極，使用安全、便捷。
四

附圖1為本發(fā)明的縱剖面結構示意圖。
附圖2為本發(fā)明的測量原理的等效電路圖。
附圖3為本發(fā)明的一個實施例的電路圖。
五、具體實施例在圖1中，新型安全驗電器包括絕緣棒、電壓測量探頭1，絕緣棒為可伸縮絕緣套管7組成，絕緣棒外層套管9為手柄，手柄內壁設有導電薄膜8。探頭1包括頂端設有的觸頭4、探頭外殼2，探頭外殼2設有測量顯示板3。絕緣棒內層套管10內設有限流電阻5，限流電阻5周圍設有絕緣樹脂6。導電薄膜8為導電漆，并通過導線與限流電阻5連接?？缮炜s絕緣套管7之間用縮緊扣逐節(jié)連接組成可以伸縮的絕緣棒，絕緣棒與電壓測量探頭1通過金屬螺栓連接，限流電阻5與螺栓金屬性連接。測量顯示板3為八段LED顯示模塊顯示測量電壓。電壓測量探頭1內部設有片內10位A/D的單片機電路。限流電阻的阻值按每千伏測量電壓大于10兆歐確定，使流過人體的電流小于100微安。檢驗要求在觸頭與手柄之間加4.5倍以上的最大測量電壓，持續(xù)兩分鐘以上時間無擊穿現(xiàn)象，在額定測量電壓下感應電流小于100微安。
在圖2中，U是待測電壓，I是測量電流，C是導電薄膜與大地之間、人手與導電薄膜之間、人體與大地之間的感應電容的等值電容，Rx是限流電阻，RK是探頭內部限流電阻，K是等值開關。從等值原理電路可以知道等值電容C是定的，但在同一次測量中式不變的。測量方法是分別在開關K斷開和接通狀態(tài)下測量出流過限流電阻的電流值I1和I2，根據串連電路中電容電壓和電阻電壓的關系可知 利用上面兩式可以消去等值電容電抗XC得到 上式說明通過改變限流電阻的阻值可以使電壓測量值不受感應電容大小的影響。為了保證測量結果的穩(wěn)定性應該盡量加大I1和I2差別，也就是說應該盡量增大RK的阻值，RK的增大受到開關K的耐壓和電路板絕緣水平的限制。
在圖3所示實施例中，采用單片機電路實現(xiàn)電壓的測量與顯示。單片機采用的是具有片內模數變換器、片內RC振蕩器和低電壓工作方式的ATMEGA8L芯片。電源E采用3.6V或4.8V電池，連接到單片機的電源引腳上。單片機內部模數變換器的基準電源可以從VREF引腳引出口，用兩個阻值為2K歐姆電阻R1、R2可取得二分之一基準電壓作為偏置電壓，濾波電容C取1微法。電阻R3是采樣電阻，阻值為10K歐姆，目的是當流過100微安最大測量電流時，A/D引腳的電壓在0到VREF之間。圖3中光耦起開關作用，本實施例中采用MOC3083，最大工作電壓為800伏，驅動電流為幾毫安，可以直接由單片機驅動，用R5限制驅動電流。電阻RK上的電壓不應該超過MOC3083的最大工作電壓，本實施例中RK取5M歐姆。在較高電壓等級的驗電器制做中可以用串連光耦的辦法提高工作電壓。顯示驅動由單片機剩余的I/O口完成。程序測量部分應該采用交流算法，可以不受漂移電壓的影響，數字顯示部分采用了動態(tài)顯示方式使得硬件比較簡單，顯示器的亮度由限流電阻R4決定。電源應該由感應原理的開關電路實現(xiàn)，可參考普通高壓驗電器原理電路。
權利要求
1.一種新型安全驗電器，包括絕緣棒、電壓測量探頭(1)，其特征在于絕緣棒為可伸縮絕緣套管(7)組成，絕緣棒外層套管(9)為手柄，手柄內壁設有導電薄膜(8)，電壓測量探頭(1)包括頂端設有的觸頭(4)、探頭外殼(2)，探頭外殼(2)設有測量顯示板(3)，絕緣棒內層套管(10)內設有限流電阻(5)，限流電阻(5)周圍設有絕緣樹脂(6)，導電薄膜(8)為導電漆，并通過導線與限流電阻(5)連接，可伸縮絕緣套管(7)之間用縮緊扣逐節(jié)連接組成可以伸縮的絕緣棒，絕緣棒與電壓測量探頭(1)通過金屬螺栓連接，限流電阻(5)與螺栓金屬性連接，測量顯示板(3)為八段LED顯示模塊顯示測量電壓，電壓測量探頭(1)內部設有片內10位A/D的單片機電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有高壓電壓測量功能的數字指示型驗電器，尤其是一種新型安全驗電器。其提供了一種電壓測量方便測量安全的新型安全驗電器。其包括絕緣棒、電壓測量探頭1，絕緣棒為可伸縮絕緣套管7組成，絕緣棒外層套管9為手柄，手柄內壁設有導電薄膜8。探頭1包括觸頭4、探頭外殼2，探頭外殼2設有測量顯示板3。絕緣棒內層套管10內設有限流電阻5，限流電阻5周圍設有絕緣樹脂6。其測量結果不受人手與導電膜之間、人體與大地之間感應電容大小的影響，提高了測量的準確度。不用連接地線，不用觸及電極，使用安全、便捷。
文檔編號G01R19/00GK101046486SQ200710014359
公開日2007年10月3日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權日2007年4月25日
發(fā)明者夏大洪, 楊江平, 吳景亮, 李介祥 申請人:夏大洪