浅析电容型验电器在使用中的缺陷及对策

廖文强

（广东电网公司中山供电局，广东 中山528400）

《电业安全工作规程》中规定，在全部停电或部分停电的电气设备上工作，必须采取停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌和装设遮栏的技术措施。并对验电的操作方法和步骤做出了严格的规定。目前，电容型高压验电器因其原理结构简单、携带方便、操作灵活、判断简单直观等优点而得到广泛应用，是电力系统日常操作、维护的必要工器具，它能否正常工作将直接影响操作人员对设备状态的正确判断，进而影响到人身、电网、设备的安全。本文结合工作实际，对电容型验电器在使用过程中存在的缺陷进行分析并提出对策，以期对今后的工作有所帮助，避免安全事故、事件的发生。

1 电容型高压验电器的结构原理

电容型高压验电器是一种便携式验电装置，用于检测电气设备上电压是否存在。它由接触电极、指示器、绝缘构件等组成（如图1）。电容型验电器的工作原理是，通过检测流过验电器对地杂散电容中的电流来指示电压是否存在，并通过验电器指示部分的声、光显示，给予操作人员清晰可辨的听觉、视觉信号。其原理如图2所示。

图1 电容型验电器结构示意图

图2 电容型验电器原理图

2 现场使用中发现的问题

2012年3月，中山供电局巡维中心操作人员在某220 kV变电站进行设备停电转检修操作过程中，当操作人员在进行合接地刀闸操作前验电时，按照程序首先在带电设备上对验电器（型号YDQ－2，试验合格期内，手动试验正常）进行确认正常检验时发现，验电器在设备较大的表面部位（如110、220 kV开关的三角箱部、CT及PT的头部、刀闸引下线接线板中间部位）验电时无声、光警示，而在设备表面较小的部位（如导线、接线板边缘部位等）验电时声、光指示正常。现场验电位置如图3所示。针对此问题，2012年3月30日，中山供电局会同厂家技术人员在现场再次进行了相关试验（试验数据如表1），证实验电器在设备较大的表面部位测量时无声、光指示；而在110、220 kV设备表面较小的部位和35 kV及以下电压等级的设备上验电时声、光警示正常。

图3 现场试验图

表1 验电器现场测试记录表

3 原因分析

在高电压等级设备上出现的问题主要是电场因素所致。电容型验电器是通过检测流过验电器对地电容中的电流来指示电压是否存在，并通过验电器指示部分的声、光显示，给予操作人员清晰可辨的视觉、听觉信号。由于设备导电体面积大或因导体周围湿度大等原因，导体表面及其周围的电场分布近似于均匀带电平面的电场分布，为匀强电场。匀强电场中，在距平面为r处某点的电场强度，其中σ为电荷面密度，可知，场强大小与距离无关。其电场线及等势面分布情况如图4所示，其中虚线为等差电势面。匀强电场中任意两点AB间电势差U＝φA－φB＝EdAB，从而可知其电势分布曲线如图5所示。由此分析可知，当验电点选择在面积大的导电体（如设备接线连板）靠中间位置时，验电器处在匀强电场中，其轴向电位梯度小，流过对地电容的电流小，导致工作回路不能起动，验电器不会发出声、光指示。

当验电器移动至箱体的边沿、尖端部位或导线位置时，逐渐脱离了均匀电场，其电场分布可近似为均匀带电直线的电场分布。在距直线为r处的电场强度

图4 匀强电场电场线及等势面分布图

图5 匀强电场电势分布图

图6 带电直线的电场线及等势面分布图

图7 非匀强电场的电势分布曲线

4 防范对策

针对电容型验电器在使用过程中存在的问题，从实际应用和预防性试验两个方面提出如下对策：（1）正确维护和使用验电器，应尽量在带电体的边缘部位验电，保证接触带电体的时间在1 s以上，以减少电场因素的影响。（2）在严格执行试验标准的前提下，将验电器的起动电压值调整到下限值，预防性试验可采用略高于15%额定电压起动值的标准进行，以保证验电器具有较低的起动电压以及足够高的灵敏度。

［1］ DL740－2000．电容型验电器［S］，2000．

［2］ 吴黎明，杨金根．电容型高压验电器安全探讨［J］．云南电力技术，2011，39（2）：76－77．