淺析電容型驗(yàn)電器在使用中的缺陷及對(duì)策

廖文強(qiáng)

（廣東電網(wǎng)公司中山供電局，廣東 中山528400）

《電業(yè)安全工作規(guī)程》中規(guī)定，在全部停電或部分停電的電氣設(shè)備上工作，必須采取停電、驗(yàn)電、裝設(shè)接地線、懸掛標(biāo)示牌和裝設(shè)遮欄的技術(shù)措施。并對(duì)驗(yàn)電的操作方法和步驟做出了嚴(yán)格的規(guī)定。目前，電容型高壓驗(yàn)電器因其原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便、操作靈活、判斷簡(jiǎn)單直觀等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，是電力系統(tǒng)日常操作、維護(hù)的必要工器具，它能否正常工作將直接影響操作人員對(duì)設(shè)備狀態(tài)的正確判斷，進(jìn)而影響到人身、電網(wǎng)、設(shè)備的安全。本文結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)電容型驗(yàn)電器在使用過(guò)程中存在的缺陷進(jìn)行分析并提出對(duì)策，以期對(duì)今后的工作有所幫助，避免安全事故、事件的發(fā)生。

1 電容型高壓驗(yàn)電器的結(jié)構(gòu)原理

電容型高壓驗(yàn)電器是一種便攜式驗(yàn)電裝置，用于檢測(cè)電氣設(shè)備上電壓是否存在。它由接觸電極、指示器、絕緣構(gòu)件等組成（如圖1）。電容型驗(yàn)電器的工作原理是，通過(guò)檢測(cè)流過(guò)驗(yàn)電器對(duì)地雜散電容中的電流來(lái)指示電壓是否存在，并通過(guò)驗(yàn)電器指示部分的聲、光顯示，給予操作人員清晰可辨的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)信號(hào)。其原理如圖2所示。

圖1 電容型驗(yàn)電器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 電容型驗(yàn)電器原理圖

2 現(xiàn)場(chǎng)使用中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

2012年3月，中山供電局巡維中心操作人員在某220 kV變電站進(jìn)行設(shè)備停電轉(zhuǎn)檢修操作過(guò)程中，當(dāng)操作人員在進(jìn)行合接地刀閘操作前驗(yàn)電時(shí)，按照程序首先在帶電設(shè)備上對(duì)驗(yàn)電器（型號(hào)YDQ－2，試驗(yàn)合格期內(nèi)，手動(dòng)試驗(yàn)正常）進(jìn)行確認(rèn)正常檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，驗(yàn)電器在設(shè)備較大的表面部位（如110、220 kV開(kāi)關(guān)的三角箱部、CT及PT的頭部、刀閘引下線接線板中間部位）驗(yàn)電時(shí)無(wú)聲、光警示，而在設(shè)備表面較小的部位（如導(dǎo)線、接線板邊緣部位等）驗(yàn)電時(shí)聲、光指示正?！，F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)電位置如圖3所示。針對(duì)此問(wèn)題，2012年3月30日，中山供電局會(huì)同廠家技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)再次進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)（試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1），證實(shí)驗(yàn)電器在設(shè)備較大的表面部位測(cè)量時(shí)無(wú)聲、光指示；而在110、220 kV設(shè)備表面較小的部位和35 kV及以下電壓等級(jí)的設(shè)備上驗(yàn)電時(shí)聲、光警示正常。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)圖

表1 驗(yàn)電器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試記錄表

3 原因分析

在高電壓等級(jí)設(shè)備上出現(xiàn)的問(wèn)題主要是電場(chǎng)因素所致。電容型驗(yàn)電器是通過(guò)檢測(cè)流過(guò)驗(yàn)電器對(duì)地電容中的電流來(lái)指示電壓是否存在，并通過(guò)驗(yàn)電器指示部分的聲、光顯示，給予操作人員清晰可辨的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)信號(hào)。由于設(shè)備導(dǎo)電體面積大或因?qū)w周圍濕度大等原因，導(dǎo)體表面及其周圍的電場(chǎng)分布近似于均勻帶電平面的電場(chǎng)分布，為勻強(qiáng)電場(chǎng)。勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在距平面為r處某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，其中σ為電荷面密度，可知，場(chǎng)強(qiáng)大小與距離無(wú)關(guān)。其電場(chǎng)線及等勢(shì)面分布情況如圖4所示，其中虛線為等差電勢(shì)面。勻強(qiáng)電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)AB間電勢(shì)差U＝φA－φB＝EdAB，從而可知其電勢(shì)分布曲線如圖5所示。由此分析可知，當(dāng)驗(yàn)電點(diǎn)選擇在面積大的導(dǎo)電體（如設(shè)備接線連板）靠中間位置時(shí)，驗(yàn)電器處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，其軸向電位梯度小，流過(guò)對(duì)地電容的電流小，導(dǎo)致工作回路不能起動(dòng)，驗(yàn)電器不會(huì)發(fā)出聲、光指示。

當(dāng)驗(yàn)電器移動(dòng)至箱體的邊沿、尖端部位或?qū)Ь€位置時(shí)，逐漸脫離了均勻電場(chǎng)，其電場(chǎng)分布可近似為均勻帶電直線的電場(chǎng)分布。在距直線為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度

圖4 勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)線及等勢(shì)面分布圖

圖5 勻強(qiáng)電場(chǎng)電勢(shì)分布圖

圖6 帶電直線的電場(chǎng)線及等勢(shì)面分布圖

圖7 非勻強(qiáng)電場(chǎng)的電勢(shì)分布曲線

4 防范對(duì)策

針對(duì)電容型驗(yàn)電器在使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，從實(shí)際應(yīng)用和預(yù)防性試驗(yàn)兩個(gè)方面提出如下對(duì)策：（1）正確維護(hù)和使用驗(yàn)電器，應(yīng)盡量在帶電體的邊緣部位驗(yàn)電，保證接觸帶電體的時(shí)間在1 s以上，以減少電場(chǎng)因素的影響。（2）在嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，將驗(yàn)電器的起動(dòng)電壓值調(diào)整到下限值，預(yù)防性試驗(yàn)可采用略高于15%額定電壓起動(dòng)值的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以保證驗(yàn)電器具有較低的起動(dòng)電壓以及足夠高的靈敏度。

［1］ DL740－2000．電容型驗(yàn)電器［S］，2000．

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