一種免維護高壓驗電器的研制

馬亞輝 周建良 姜學寶 陸鳳楊

（1.蘇州供電公司，江蘇 蘇州215000；2.蘇州通源自動化設備有限公司，江蘇 蘇州215000）

0 引言

傳統高壓驗電器使用或閑置一段時間，常常會出現電源異常（欠壓或失電），導致驗電器無法正常使用，經常需要更換電池進行維護［1］。高壓驗電器頻繁出現的電源異常增加了運維人員日常維護工作量，同時也造成了工作延誤。

本文主要介紹一種免維護的高壓驗電器，其采用光能電池板及可充電電池組成的復合電源系統進行供電，同時通過全密封性的防潮設計，避免了驗電器在存放中由于電源自放電和受潮引起電源異常問題。

1 傳統驗電器現狀

目前使用的驗電器多為熱備份式的電容型驗電器［2］，即不設置電源開關，只有在被測電壓超過啟動電壓時才會喚醒內置工作回路，實現驗電功能。這種設計雖然在很大程度上提高了設備的使用效率和便捷性，但由于無物理觸點切斷電池供電回路，正常狀態下存在電池自放電和工作回路漏電等能量損耗過程。驗電器的內裝電源通常為一次性堿性紐扣電池，其自放電電流受存儲溫度、濕度和時間的影響大。在存放條件、使用環境相對惡劣的場合，其工作時間將大打折扣，需要不定期更換電池，才能保證電源的可靠性。

受成本和制造商設計能力的限制，目前市面上的高壓驗電器幾乎都為非密封式外殼，基本不具備防潮功能。在長時間的使用過程中，在不恰當保管和使用、不利的氣候環境條件等影響作用下，非密封設計很容易造成驗電器內部線路氧化、電池極板及電池間接觸不良，導致電池使用壽命及產品可使用次數下降。

2 免維護高壓驗電器

2.1 復合電源設計

復合電源由光能電池板、可充電電池及控制器組成，其具體結構如圖1所示。

圖" 復合電源結構示意圖

光能電池板采用弱光電池板，可以實現室內光照強度下的光能轉化。復合電源能夠自動實現以下3個工作狀態的轉換：

（1）強光條件下，如光能電池板轉化的光能能夠滿足驗電工作回路的工作需求，則光能電池板在充放電控制器的作用下將富余電能儲存到可充電電池中。

（2）一般光照條件下，光能電池板轉化的電能不足以完全滿足驗電器工作回路需求，此時，在充放電控制器的作用下，將轉化的電能存儲至可充電電池中。

（3）無光條件下，驗電器工作回路完全由可充電電池驅動。

事實上，驗電器是使用頻次較低的安全工器具，且每次使用總時長不超過1min，其電量損耗主要是電池的自放電效應，而驗電器保存于室內，長期處于第（2）種工作狀態下，通過光能電池板的持續補充充電，可以實現對可充電電池電能的持續補充。

2.2 透光防潮絕緣外殼設計

驗電器外殼的主要構件采用增強型的ABS工程塑料，除了具有優良的耐熱耐酸性、尺寸穩定性和耐沖擊性能之外，還有耐化學藥品性、很強的隔溫能力及抗滲透性。

驗電器正面開孔部分采用0.8mm厚的PVC面板膠封工藝，其樹脂膠材料具有絕緣強度高、憎水性好、不易被水分子浸透等優良特性。在外殼設計方面不同于普通驗電器的指示燈安裝方式，采用內嵌式光源指示設計，將報警LED設計在驗電器內部，不留與外界空氣接觸的縫隙。防潮外殼設計示意圖如圖2所示。

圖- 防潮外殼設計示意圖

在接觸電極與驗電器主體之間、電池蓋與驗電器主體之間，采用橡膠圈密封的方式，既達到了隔離外部空氣的作用，也實現了防松的功能。內部線路板支架與外殼的膠合處，采用上下嚙合式的防水槽設計，防水槽中注入環氧膠，實現內外部的物理隔絕。

防潮的技術難點在于驗電器發音腔的處理，為了使音量盡量大，通常蜂鳴器的發音孔是不密封的。本設計中采用厚度為0.05mm的高強度PVC薄膜作為防水膜，同時調整蜂鳴器在發音腔末端的距離，利用蜂鳴器工作時跟防水膜產生共振的機理實現物理方法增大音量的目的。蜂鳴器和PVC防水膜之間設有柔性的塑膠圈，一方面箍緊PVC薄膜，另一方面作為發音蜂鳴器和發音腔之間的柔性填充物還可阻礙水汽從兩者之間的縫隙滲入。

2.3 免維護高壓驗電器的整體設計

免維護高壓驗電器由指示器、絕緣操作桿、手柄組成，如圖3所示，其基本結構與傳統驗電器類似。與傳統驗電器相比，其電源采用復合電源，外殼采用高透的全密封絕緣外殼，報警指示采用內置的多方位聲光報警。

圖* 免維護驗電器工作示意圖

3 免維護高壓驗電器的工作原理

免維護高壓驗電器是基于電容型驗電器原理設計的，通過檢測流過驗電器對地雜散電容中的電流，來判斷高壓電器是否具有電壓［3］，工作原理如圖4所示。

圖. 免維護高壓驗電器工作原理圖

4 結語

免維護高壓驗電器有效地避免了電路元件及電源的受潮問題，解決了電源自放電造成的電源異常問題，提高了驗電器工作的可靠性。總體來講，該新型驗電器具有良好的實用性和可靠性，能夠滿足工程實際應用的需求，具有較好的推廣價值。

［1］馬文成.正確使用高壓驗電器［J］.安全，2010，31（3）：38.

［2］吳黎明，楊金根.電容型高壓驗電器安全探討［J］.云南電力技術，2011，39（2）：76－77.

［3］DL740—2000 電容型驗電器［S］.