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【仪器说】实验室应必备一个电源极性检测器

sc360xp

2019/08/23
谱绘人生

原创大赛公告

网上销售的一种电源极性检测器（又称相位检测仪、插座验电器等），号称新房、家装验收神器（验收电源插座接线是否正确，避免损坏家用电器），价格20元左右一只，卖得比较火。让我们来看看是什么原理，有哪些功能，正确地使用它。
一、外观及功能
这是最新一款，很小巧，在检测插座接线6种情况的基础上，增加了“线路漏电保护功能检测”和“地线带电检测”。

地线插头可以切换到适应16A空调插座使用：

将检测器插入电源插座，观看LED的亮灯情况，然后对照列表判断电源插座接线的状况。下图是正常状态：

漏电实验按钮，实验给房间供电的空气开关漏电保护功能是否正常。若线路正常，按下此按钮后，给房间供电的空气开关将保护跳闸：

地线测试按钮，检测电源插座的地线是否带电。若地线带电，氖管灯将发出红光：

如果检测出不正常状态，请联系专业电工排除故障！
二、电路原理
拆开电源极性检测器，看看内部电路结构。
取下两颗固定螺丝，打开检测器：

内部结构简单，元件不多，都是普通电子元件，制造成本很低：

电路板上的电子元件分布：

绘出检测器电路图如下。在电路中，D1、D2、D3的作用是承担反向电压，保护LED不被反向击穿烧毁。R1、R1'、R2、R2'、R3、R3'是各LED的限流电阻。漏电实验电路的R4～R5并串联分流分压，避免单个贴片电阻表面爬电及过热烧毁。R6、D（氖管）、AN2是地线带电检测电路。

电路工作原理：按照不同状态分析如下
①插座正常状态时，地线与零线为相等零电位，LED A不亮。相线的交流电压施加于（L-LED B-R2'-R2-D2-N）、（L-D3-R3'-R3-LED C-地）两个回路，LED B和LED C亮灯，“○●●”。
②插座缺地线状态时，相线的交流电压只施加于（L-LED B-R2'-R2-D2-N）一个回路，LED B亮灯，“○●○”。
③插座缺零线状态时，相线的交流电压只施加于（L-D3-R3'-R3-LED C-地）一个回路，LED C亮灯，“○○●”。
④相零反接时，交流电压施加于（D1-R1'-R1-LED A）、（D2-R2-R2'-LED B）两个回路，LED A和LED B亮灯。LED C两端为零电压，不亮灯，“●●○”。
⑤相地反接时，交流电压施加于（LED A-R1-R1'-D1）、（LED C-R3-R3'-D3）两个回路，LED A和LED C亮灯。LED B两端为零电压，不亮灯，“●○●”。
⑥相地错并缺地时，交流电压施加于（LED A-R1-R1'-D1）、（LED C-R3-R3'-D3-LED B-R2'-R2-D2）回路，LED A和LED C+LED B亮灯，“●●●”。
线路漏电保护功能检测：在插座正常状态下，按下漏电实验按钮AN1，在相线（L）与地之间接入四只并串联电阻（总电阻5.6千欧姆），相当于人为制造一个漏电电流（220V/5.6KΩ=39.29mA）,会触发给该插座供电的空气开关漏电保护跳闸，如果空气开关漏电保护失效，就不会跳闸，以此检测线路漏电保护功能是否正常。
检测地线是否带电：用手指按下地线测试按钮AN2，如果地线带电且达到60V及以上，氖管将点亮。这是通常的电笔测量原理。

三、实验室必备的理由
供电系统的安装检查，是电力专业人员的事情。但实验室人员使用一个小小的电源极性检测器，核实一下室内各处的电源插座接线是否正确，是举手之劳的事情，做到心中有数，预防事故的发生。
1、新启用实验室应该逐一检测电源插座接线是否正确。如无误，才能接入分析仪器使用。新实验室交付使用，基建验收有时存在漏洞，在一些地方可能存在问题，自己使用前复核一下，更加安全可靠。
2、在公司停电检修（特别是有电力线路改造项目）、恢复供电之后，应检测电源插座的极性是否正确。如无误，才能接入分析仪器使用。维修电力线路之后，时不时有接错相序的重大事故发生（包括专业电力公司也有出现这类问题），烧毁许多电器。在实验室重要仪器插电使用前，检测电源插座供电是否正常，是很有必要的。
3、当仪器接通电源就出现某些莫名故障时，应不忘检测一下电源插座的情况。供电系统长期运行，难免会出现断线缺相、缺零、缺地，地线带电，漏电保护失效等故障。有的故障会使仪器出现不开机、干扰增大、灵敏度降低等问题，用电源极性检测器检查一下电源插座，可以很快排除电源问题，缩小故障检查范围。

结束语：小小的电源极性检测器，电路结构简单而巧妙，使用普通的电子元件，成本低、作用大、结实耐用，即使损坏了，也很容易自己修复。实验室应该自备一只，并养成良好地使用习惯（写入实验室管理规程），保证贵重仪器安全用电，减少事故的发生。

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wccd

第1楼2019/09/09

应助达人

麻雀虽小五脏俱全，小东西的功能真不少，对于装修电工来说是个福音。估计这种产品是非标的。

在标注里还可以加一个功能提示，三灯全不亮，表示停电或缺相（或缺火）。呵呵！

0

Ins_6e7d065c

第2楼2024/04/25

第5点，没想通，LED都是反接的状态，怎么可能亮呢

0

sc360xp

第3楼2024/04/25

提醒一下，市电是交流电。
Ins_6e7d065c(Ins_6e7d065c) 发表:第5点，没想通，LED都是反接的状态，怎么可能亮呢

0

Ins_1908df62

第4楼2024/04/26

谢谢分享！

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