一種實用新型萬用表筆設計

孫 明

（貴州煤礦礦用安全產品檢驗中心,貴州 遵義 563000）

1 設計原理及思路

該設計運用的主要原理是將有可能產生電火花的接觸點放到一個裝有真空的密閉管中，將普通萬用表的指針式表筆改成具有指針式和螺旋式兩用的表筆筆頭，使用螺旋式表筆筆頭具有避免接觸不慎而造成觸電事故發生的可能。真空的含義是指在給定的空間內低于一個大氣壓力的氣體狀態。通常把這種稀薄氣體的狀態稱為真空。人類賴以生存的大氣條件與真空相比較，具有以下特點：

（1）真空狀態下的氣體壓力低于一個大氣壓，因此，處于地球表面上的各種真空容器中，必將受到大氣壓力的作用，其壓強差的大小由容器內外的壓差值而定。因為作用在地球表面上的一個大氣壓約為101325pa，因此當容器內壓力很小時，則容器所承受的大氣壓力可達到一個大氣壓；（2）真空狀態下由于氣體稀薄，單位體積內的氣體分子數，即氣體的分子密度小于大氣壓力的氣體分子密度。因此，分子之間、分子與其他質點之間以及分子與各種表面之間相互碰撞次數相對減少，使氣體的分子自由程增大。

真空滅弧室是利用高真空工作絕緣滅弧介質,靠密封在真空中的一對觸頭來實現電力電路的通斷功能的一種電真空器件。當其斷開一定數值的電流時,動靜觸頭在分離的瞬間,電流收縮到觸頭剛分離的一點上,出現電極間電阻劇烈增大和溫度迅速提高,直至發生電極金屬的蒸發,同時形成極高的電場強度,導致極強烈的發射和間隙擊穿,產生真空電弧,當工頻電流接近零時,同時也是觸頭開距的增大,真空電弧的等離子體很快向四周擴散,電弧電流過零后,觸頭間隙的介質迅速由導電體變為絕緣體,于是電流被分斷。

2 該設計的詳細情況

當電氣設備和電氣線路的周圍充有爆炸性氣體、爆炸性粉塵及火災危險物質時，就構成了火災和爆炸的隱患和危險，一旦爆炸性氣體或粉塵的濃度達到了爆炸極限或者引燃溫度，就會有發生火災和爆炸的可能性。資料表明，當爆炸性氣體的濃度達到一定程度時，普通電話中的微小電火花都會引起爆炸和火災。為此，在檢驗檢測有爆炸性氣體、爆炸性粉塵及火災危險物質的場所的電氣線路時使用普通的萬用表筆就很有可能造成爆炸和火災事故。該設計是一種實用新型表筆，主要用于防爆環境下的電氣線路的電壓的檢測。比如化工場所、煤礦井下以及有粉塵觸及的地方，可以有效地防止短路爆炸和檢測人員的觸電事故的發生。現詳細說明如圖1。

圖紙中1所示為兩個開口的內部帶有螺絲的螺帽，螺帽的內部由導線鏈接，外部由絕緣材料做成，圖紙中1的左側螺帽可以直接鏈接電氣線路上的螺絲，可以取得電氣線路上的電壓；圖紙中1的右側螺帽跟圖紙中3的左側的螺釘可以配套檸緊，圖紙中3上面帶有螺絲，其外面的螺絲是導電體，其內部是絕緣體，圖紙中1可以做成很多適應現場電氣線路檢測的螺帽，圖紙中1的右側始終跟圖紙中3的左側螺釘配套；圖紙中2是固定在圖紙中3上面的可以左右來回移動的螺帽；圖紙中4是一根萬用表筆指針，跟圖紙中2是固定在一起的，可以隨著圖紙中2的左右移動而移動。圖紙中2和圖紙中4是絕緣的；圖紙中5是綜合保護裝置（短路保護、防電表擊穿保護和過熱保護），可以通過把手控制線路的開斷；圖紙中6是充滿真空的密閉管；圖紙中7是帶有銜鐵的線圈；圖紙中8是彈簧；圖紙中9是圓盤型導電觸片；圖紙中10是一種圓形的導電管；圖紙中所示的“O”端子可以跟圖紙中4的指針和圖紙中3的外部螺絲鏈接導通。圖紙中指示燈L用于指示表筆回路是否通電。

圖1 萬用表表筆設計圖

3 該表筆的使用方法

該表筆的使用方法分成兩種情況，一種情況是現場的電氣線路是螺絲，需要從螺絲上取得電壓進行檢測；這時，首先將圖紙中5綜合保護裝置斷開；然后將圖紙中2移動到圖紙中3的最右端，使得圖紙中4指針完全退縮到圖紙中3的內部；再將現場配套的圖紙中1的右側螺帽跟圖紙中3的左側螺釘擰緊；再將圖紙中1螺帽的左側擰在電氣線路上面；調整好萬用表量程；將圖紙中5閉合；此時，線圈7得電，具有磁性，吸引圓形導電片圖紙中9，從而將整個回路導通，用于測量電壓；另外一種情況是現場的電氣線路是端子排形式，需要用指針插入到端子排內部取得電壓進行檢測；這時，將圖紙中2螺帽移動至圖紙中3的最左側,可以將圖紙中4指針直接插入到端子排內部進行電壓的檢測，其他步驟同第一種情況。

4 該表筆的優點

（1）適用于化工防爆場所以及具有粉塵危害場所的電氣電壓檢測；

（2）可以有效地防止電氣檢測人員觸電事故的發生；

（3）具有檢測各種不同電氣回路的電壓功能；

（4）較之以普通萬用表筆更加安全實用；

（5）具有真空滅電火花和綜合保護雙重保護功能。

[1]張顯力.防爆電氣概論[M].北京:機械工業出版社,2008.

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