Однополюсный пробник
Используется только в цепях переменного тока напряжением до 1кВ. Требуют касания к оборудованию в одной точке. Цепь замыкается через человека на землю. Свечение индикатора вызывает протекающий емкостной ток.
Предназначен для проверки узлов вторичной коммутации. С его помощью можно обнаружить фазу в проводниках или на узлах любого низковольтного электрооборудования, в том числе бытового. Чаще всего применяется при работах с освещением, проверке патронов, выключателей, фразировке электросчётчика.
Самая распространённая конструкция представлена в виде отвёртки или авторучки. Позволяет проверить присутствие или отсутствие фазного напряжения. Корпус изготовлен из прозрачного диэлектрического материала. В нём расположены детали устройства:
- штырь — отвёртка;
- газоразрядная лампа — индикатор с порогом зажигания до 90 вольт;
- резистор номиналом 1Мом, подключенный последовательно, обеспечивает безопасную величину тока (около 0,5мА), достаточную для свечения индикатора;
- пружина — обеспечивает надёжный контакт между всеми деталями;
- торцевой контакт для касания пальцем.
Пользоваться таким индикатором просто. Нужно отвёрткой коснуться оголённой части проводника или токоведущей части электрооборудования, а пальцем дотронуться до торцевого контакта. Если в этой точке есть разность потенциалов (фаза), лампа прибора должна засветиться.
Выпускаются такие индикаторы под названиями: ИНО-70, ИН — 90, ИН-91 и другими. Недостатком этих устройств является низкая чувствительность и подверженность наводкам от соседней электропроводки.
Двухполюсные устройства
Может использоваться в работе с переменным и постоянным током. В процессе нужно коснуться к двум точкам оборудования, между которыми может быть разность потенциалов. Неоновая лампа светится при протекании активного тока.
Двухполюсный индикатор напряжения состоит из двух диэлектрических корпусов с электродами — наконечниками. Соединяются корпуса гибким, изолированным, медным проводником длиной 1 м. Содержимое одного из корпусов — неоновая лампа, шунтированная резистором. Дополнительный резистор, ограничивающий ток, может быть в этом же корпусе или другом.
Неоновая лампа светится при появлении тока, вызванного разностью потенциалов между точками касания к электрической установке. Ток величиной несколько миллиампер обеспечивает чёткое свечение — сигнализацию наличия фазового провода.
Примерами таких двухполюсных указателей напряжения могут быть модели УНН-10К, УН-500, ПИН-90М и так далее. Такие устройства более функциональны. В отличие от однополюсных они позволяют проверить целостность нулевого (заземляющего) провода и определить линейное и фазное напряжение:
- Указатель УНН-10К может работать в сетях с переменным и постоянным током разностью потенциалов от 110 В до 500 В.
- Указатель ПИН-90М. Его конструкция и принцип действия аналогичны предыдущему, но прибор может использоваться в сетях с диапазоном от 50 В до 1000 В.
Указатель высокого напряжения (УВН)
Используется в распределительных устройствах высоковольтного оборудования при выполнении профилактических и ремонтных работ. Даёт возможность обнаружить большую разность потенциалов, проконтролировать фазировку.
Наибольшее распространение получили указатели типа УВН-10 и УВНУ-10. Принцип работы основан на возникновении емкостного тока при внесении рабочей части устройства в электрическое поле оборудования под напряжением. Этот ток возбуждает свечение индикатора.
Конструктивно УВН состоит из трёх основных элементов:
- рабочая часть;
- изолирующая часть;
- рукоятка с ограничивающим кольцом.
Перед работой указатель необходимо собрать. Для этого выкручивают рабочую часть из изолирующей, переворачивают её и ввинчивают обратно. Щуп должен оказаться на месте, противоположном рукоятке.
Выпускается несколько модификаций таких указателей. В рабочей части для контакта с узлом под напряжением может присутствовать электрод-наконечник (УВН-10) или отсутствовать для указателя бесконтактного типа.
Индикаторная часть чаще всего совмещена с рабочей и включает световую или комбинированную (светозвуковую) индикацию (УВНУ-10 СЗ ИП).
Для световой индикации применяют газоразрядные лампы, а в более современных конструкциях — светодиоды. Сигналы, световой и звуковой, должны легко распознаваться.
Изолирующая часть указателя изготавливается из диэлектрика с повышенными диэлектрическими и механическими характеристиками. Должна иметь гладкую поверхность и быть влагостойкой (не поглощать влагу). На ней не должно быть царапин, трещин и расслоений.
Правила пользования
Приступая к работе с указателем напряжения, нужно убедиться в его целостности и работоспособности. Разность потенциалов, для которой он предназначен, должна быть выше рабочего напряжения проверяемого электрооборудования. Дата следующего лабораторного испытания указателя не должна быть просрочена.
Перед работой с указателем низкого напряжения (УНН) его нужно проверить на работоспособность. Для проверки можно использовать подключенную розетку напряжением 220 В. Однополюсный индикатор должен определить фазу, а двухполюсный — наличие напряжения 220 В.
Для проверки указателя высокого напряжения (УВН) его щуп приближают к частям электроустановки, на которую подано высокое напряжение. Должна сработать сигнализация. Все операции с УНН нужно делать в диэлектрических перчатках.
Работы на электрооборудовании под напряжением связаны с риском для жизни и здоровья. Указатели относятся к основным средствам электрозащиты и при правильном использовании обеспечат безопасность при работе с электрическими приборами.
Назначение элементов и принцип работы
Как видно из рисунка, схема индикатора собрана всего на семи элементах. «Сердцем» устройства является полевой транзистор VT2, включенный как стабилизатор тока и способный выдерживать напряжение до 600 В на переходе сток-исток. В свою очередь на транзисторе VT1 собрана цепь обратной связи стабилизатора, направленная на поддержание тока заданной величины.
Светодиодная контролька работает следующим образом. При касании измерительными щупами контактов под напряжением, в схеме начинает протекать ток, величина которого зависит от напряжения перехода база-эмиттер VT1 (UБЭ) и от сопротивления резистора R2. Так как значение UБЭ открытого транзистора является константой, то ток стабилизации можно определить по формуле: IСТ = UБЭ/R2. Как правило, UБЭ маломощных транзисторов находится в пределе 0,5-0,6 В. Подставляя в формулу R2 номиналом 560 Ом, получаем ток стабилизации равный примерно 1 мА. Как показывают практические испытания, этого достаточно, чтобы слаботочный светодиод засветился.
Мегаомный резистор R1 служит нагрузкой для VT1, а конденсатор С1 дополнительно защищает светодиод от возможных негативных бросков тока. При проверке переменного напряжения диод VD1 служит выпрямителем, а при замере постоянного – служит защитой от переполюсовки.
Рабочий диапазон устройства определяется техническими характеристиками полевого транзистора. Минимальный порог срабатывания индикатора зависит от напряжения затвор-исток, которое может быть от 2 до 4 вольт. Это означает, что прибор просигнализирует о наличии разницы потенциалов, величиною более 4 вольт. Максимум измеряемого напряжения ограничен параметром UСИ = 600 В.
Детали сборки
В качестве полевого транзистора используется Power MOSFET IRFBC40 с UСИ = 600 В, UЗИ = 2–4 В. Он является самым дорогим элементом схемы с ценником чуть более 1 доллара. Биполярный транзистор – это всем известный КТ315Б, который можно заменить на КТ3102 с любым буквенным индексом. Диод подойдет любой с обратным напряжением более 600 В, например, 1N4005-1N4007. Конденсатор должен быть неполярным ёмкостью 0,1 мкФ.
Выбор светодиода имеет важное значение. От его способности светиться на малых токах зависит правильность работы индикатора в целом. Поэтому рекомендуется применять к установке сверхъяркий светодиод в прозрачном корпусе 3-5 мм красного свечения.
Не стоит забывать об электрической прочности резисторов, на которых во время замера может появляться потенциал в несколько сотен вольт. Предельное рабочее напряжение непроволочных резисторов может колебаться от 100 до 1000 В и во многом зависит от длины самого элемента. Поэтому миниатюрные планарные компоненты придётся оставить для других целей, а здесь лучше применить сопротивление типа МЛТ-0,25. Для повышения надежности во время монтажа R1 и R2 делают составными, заменяя каждый из них двумя последовательно включенными элементами.
