淺析電容型驗電器在使用中的缺陷及對策

廖文強

（廣東電網公司中山供電局，廣東 中山528400）

《電業安全工作規程》中規定，在全部停電或部分停電的電氣設備上工作，必須采取停電、驗電、裝設接地線、懸掛標示牌和裝設遮欄的技術措施。并對驗電的操作方法和步驟做出了嚴格的規定。目前，電容型高壓驗電器因其原理結構簡單、攜帶方便、操作靈活、判斷簡單直觀等優點而得到廣泛應用，是電力系統日常操作、維護的必要工器具，它能否正常工作將直接影響操作人員對設備狀態的正確判斷，進而影響到人身、電網、設備的安全。本文結合工作實際，對電容型驗電器在使用過程中存在的缺陷進行分析并提出對策，以期對今后的工作有所幫助，避免安全事故、事件的發生。

1 電容型高壓驗電器的結構原理

電容型高壓驗電器是一種便攜式驗電裝置，用于檢測電氣設備上電壓是否存在。它由接觸電極、指示器、絕緣構件等組成（如圖1）。電容型驗電器的工作原理是，通過檢測流過驗電器對地雜散電容中的電流來指示電壓是否存在，并通過驗電器指示部分的聲、光顯示，給予操作人員清晰可辨的聽覺、視覺信號。其原理如圖2所示。

圖1 電容型驗電器結構示意圖

圖2 電容型驗電器原理圖

2 現場使用中發現的問題

2012年3月，中山供電局巡維中心操作人員在某220 kV變電站進行設備停電轉檢修操作過程中，當操作人員在進行合接地刀閘操作前驗電時，按照程序首先在帶電設備上對驗電器（型號YDQ－2，試驗合格期內，手動試驗正常）進行確認正常檢驗時發現，驗電器在設備較大的表面部位（如110、220 kV開關的三角箱部、CT及PT的頭部、刀閘引下線接線板中間部位）驗電時無聲、光警示，而在設備表面較小的部位（如導線、接線板邊緣部位等）驗電時聲、光指示正常。現場驗電位置如圖3所示。針對此問題，2012年3月30日，中山供電局會同廠家技術人員在現場再次進行了相關試驗（試驗數據如表1），證實驗電器在設備較大的表面部位測量時無聲、光指示；而在110、220 kV設備表面較小的部位和35 kV及以下電壓等級的設備上驗電時聲、光警示正常。

圖3 現場試驗圖

表1 驗電器現場測試記錄表

3 原因分析

在高電壓等級設備上出現的問題主要是電場因素所致。電容型驗電器是通過檢測流過驗電器對地電容中的電流來指示電壓是否存在，并通過驗電器指示部分的聲、光顯示，給予操作人員清晰可辨的視覺、聽覺信號。由于設備導電體面積大或因導體周圍濕度大等原因，導體表面及其周圍的電場分布近似于均勻帶電平面的電場分布，為勻強電場。勻強電場中，在距平面為r處某點的電場強度，其中σ為電荷面密度，可知，場強大小與距離無關。其電場線及等勢面分布情況如圖4所示，其中虛線為等差電勢面。勻強電場中任意兩點AB間電勢差U＝φA－φB＝EdAB，從而可知其電勢分布曲線如圖5所示。由此分析可知，當驗電點選擇在面積大的導電體（如設備接線連板）靠中間位置時，驗電器處在勻強電場中，其軸向電位梯度小，流過對地電容的電流小，導致工作回路不能起動，驗電器不會發出聲、光指示。

當驗電器移動至箱體的邊沿、尖端部位或導線位置時，逐漸脫離了均勻電場，其電場分布可近似為均勻帶電直線的電場分布。在距直線為r處的電場強度

圖4 勻強電場電場線及等勢面分布圖

圖5 勻強電場電勢分布圖

圖6 帶電直線的電場線及等勢面分布圖

圖7 非勻強電場的電勢分布曲線

4 防范對策

針對電容型驗電器在使用過程中存在的問題，從實際應用和預防性試驗兩個方面提出如下對策：（1）正確維護和使用驗電器，應盡量在帶電體的邊緣部位驗電，保證接觸帶電體的時間在1 s以上，以減少電場因素的影響。（2）在嚴格執行試驗標準的前提下，將驗電器的起動電壓值調整到下限值，預防性試驗可采用略高于15%額定電壓起動值的標準進行，以保證驗電器具有較低的起動電壓以及足夠高的靈敏度。

［1］ DL740－2000．電容型驗電器［S］，2000．

［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．