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工業設施中常見的電氣外殼上可能存在高電壓，從 110 V 或 220 V 線電壓到許多數百伏的高電壓。涵蓋這類外殼的法規包括保險商實驗室 (UL) 和美國國家防火協會 (NFPA) 標準，都要求在開始任何升級、維修或維護工作之前，必須確認這類外殼內不存在高電壓。 這就要求操作人員在切斷通向外殼的電源和打開門之前穿上笨重的個人防護設備。然后，操作員必須手動測量內部電壓。在驗證無電壓之前和之后，測試設備必須進行自檢。只有這樣，操作員才能在外殼上開始維護工作。這個流程既耗時又容易出錯，必須在每個外殼上重復進行。 本文將介紹無電壓測試儀 (AVT)，說明如何利用這種測試儀來確保外殼內無電壓的自動化測試過程。本文介紹采用工業級高電壓電子外殼的 AVT 優勢，并展示測試儀如何能在操作人員進行維護時保證其安全并節省時間。然后，了解能夠實現測試過程自動化的三個 Panduit Corporation AVT。 保護操作人員不受電氣危害 工業自動化設施需要遵守所有適用工作場所環境的 NFPA 標準。需要特別指出的是，NFPA-70E“工作場所電氣安全標準”強制執行安全工作規范，以保護操作人員不受重大電氣危害。其中包括保護操作人員不受由帶電電源線路造成的、包括電擊、觸電、弧閃和電弧爆炸在內的各種傷害。 對電氣外殼進行維修時，技術人員必須首先根據 NFPA-70E 的規定安全地確認外殼內沒有電壓。通常情況下，這種無電壓測試通過手動操作完成（圖 1）。在打開外殼之前，工程師或維修技術人員必須使用個人防護用品，包括帶面罩的全身絕緣材料、頭盔和手套。 
圖 1：在電氣外殼內進行維修之前（圖中所示為門打開的情況），必須對電子設備進行安全測試，以驗證沒外殼內部沒有電壓。（圖片來源：Panduit Corporation） 有些外殼可能含有高達數百伏的電壓，技術人員必須采取適當保護措施，以防電壓仍然存在。例如，電源開關可能發生故障，卡在了“接通”位置，或者配置不正確導致沒有正確切斷外部電源。 接下來，工程師或技術人員必須使用一個或多個外部開關切斷外殼電子裝置的所有電源。為了測試內部電壓，需要使用如探針或電壓表等手持式電壓儀表，而且使用前必須進行測試，以驗證操作正確。具體包括檢查儀表顯示屏是否打開，驗證電池電量指示是否充足。 在技術員已采取適當保護且電壓探頭可立即使用的情況下，技術人員就可安全地打開外殼，如圖 1 所示。工程師或技術人員使用電壓儀表驗證外殼內的電源測試點和連接器上沒有電壓，并且所有電容器都已安全放電。這要求他們仔細放置兩根電壓探頭，一根放在待測試的電壓位置，另一根放在相應的接地端子。這些操作必須在不會干擾外殼內已有電氣元器件或不會使任何導線發生移位的情況下進行。探頭放置不正確會導致無電壓讀數或在某些情況下損壞內部元器件。外殼內的所有電風扇目測都停止轉動，表明沒有殘留的電荷。 最后，他們必須再次測試電壓儀表是否工作正常，以確保沒有電壓讀數是正確的，而不是設備故障。只有這樣，他們才能在外殼內進行必要的維護。 這一過程復雜而耗時，由于包括分心、疲勞或外部干擾在內的許多因素的影響，因此很容易出現操作錯誤。不僅可能延誤維修，而且在故障情況下會使技術人員暴露在危險電壓下，甚至使從外殼旁邊經過的、未采取保護措施的技術人員也暴露在危險電壓下。 自動化無電壓測試儀 解決這種手工測試過程的方法是采用自動系統。自動測試系統可以在外殼門打開之前測試其內部是否有電壓。Panduit Corporation 推出 VeriSafe AVT 解決方案。Panduit AVT 可以自動測試外殼內是否存在電壓，包括在測試電壓前后 AVT 進行自檢。 AVT 使用一個安裝在外殼內的隔離模塊，將冗余傳感器引線連接至高電壓區域，以及中性線和地線。隔離模塊與安裝在外殼門上的面板預留孔中的電池供電型指示器模塊可靠連接。當按下測試按鈕被時，AVT 首先對其系統進行自檢。如果 AVT 自檢失敗，按鈕上的紅色 LED 燈亮，顯示失敗，測試停止。如果自檢通過，隔離模塊進行測試，檢查是否存在電壓和接地故障。 之后，AVT 進行最后一次自檢。自測成功或失敗都會通過測試按鈕上的 LED 顯示。只有在測試成功并確認沒有電壓后，技術人員才可以安全地打開外殼的門。這樣會節省時間，確保工程師、技術人員和操作人員的安全，同時延長運行時間，提高生產力。 Panduit VS-AVT-C08-L10 VeriSafe AVT 專為工業外殼而設計（圖 2）。隔離模塊可以安裝在 DIN 導軌上，也可以用螺絲直接安裝在外殼上。這樣，就可以在現有系統中靈活地安裝該模塊。該測試儀提供三對 10 英尺 (ft.) 長的傳感器引線用于連接電壓端子，且對高達 600 V 的交流或直流系統來說是安全的。
圖 2：Panduit VS-AVT-C08-L10 是一個自動 AVT，配有 10 英尺長的傳感器引線和 8 英尺長的系統電纜。該測試儀可用于交流或直流電壓系統。（圖片來源：Panduit Corporation） 該測試儀配有一條 8 英尺長的的系統電纜，用于安全地連接隔離箱和指示器模塊。亮黃色指示模塊（圖 3 中突出顯示）在 Panduit 徽標上方有一個小型瞬動按鈕。按下這個按鈕就可以開始測試。如果自檢和電壓測試都成功通過，則指示器模塊將為 L1、L2 和 L3 電壓存 LED 指示燈顯示為全綠。如果檢測到任何危險電壓，一個或多個電壓存在檢測器將顯示紅色。這是一種安全可靠的測試方法，可確保在打開外殼門之前機柜內沒有危險電壓。
圖 3：Panduit AVT 系統的指示器模塊包含一個用于開始測試的瞬動按鈕。自檢和電壓測試的結果由指示器模塊中的不同的綠色、黃色和紅色 LED 燈顯示。（圖片來源：Panduit Corporation） 外部指示器模塊的直徑為 48.6 mm，其亮黃色在外殼門上非常顯眼。安裝直徑為頂部凹槽式 30 mm，因此外部指示器模塊可以很容易地安裝在工業外殼門上的標準 30 mm 凹槽式面板的預留孔中。 AVT 由安裝在指示器模塊中的工業 3.6 V 鋰電池供電。可以通過擰開指示器模塊來更換電池。這樣可提高提安全性，因為在更換電池時外殼門可以保持安全關閉狀態。 為了增加可靠性，三個電壓觸頭中每個觸頭都有兩條傳感器引線，以便在一條引線意外斷開時提供冗余。VS-AVT-C08-L10 的三對 10 英尺長傳感器引線用于連接交流電壓系統的火線、中性線和地線。在直流電壓系統中，這些雙引線將連接電壓正極、電壓負極和接地引線。此外，還有第四對傳感器引線用于連接大地。當 AVT 不工作時，每個傳感器的引線都打開，處于高阻抗狀態，以便不干擾外殼內的電子設備。 對于每對冗余引線來說，重要的是每對引線不能以機械方式連接到同一接觸點上，否則雙引線的安全性和冗余性會失效。每對引線必須在一定距離內連接到同一根電纜上，提供冗余并防止單點接觸故障。 Panduit 的 AVT 提高了操作人員的安全性，降低了操作員打開外殼時穿戴個人防護用品的需求。然而值得注意的是，有些情況下當 AVT 規定無法滿足要求時仍需穿戴防護用品，具體原因可能包括附近的設備、該區域的其他活動和操作人員培訓等因素。鑒于此，設施安全管理人員將決定使用 Panduit 的 AVT 時是否可以降低外殼維護期間對個人 防護用品的要求。 在可燃氣體環境下指示沒有電壓 如果外殼位于可能存在易燃氣體的工業環境中，可使用針對危險場所的 Panduit VS-AVT2-C02L03 AVT（圖 4）。該設備的使用方法和外觀與 VS-AVT-C08-L10 相同，只是專門用于 OSHA I 級 2 類危險場所——使用并包含易燃液體，且空氣中仍可能存在易燃氣體的場所。
圖 4：VS-AVT2-CO2L03 的外觀和使用方法與 VS-AVT-CO8-L10 相似，但針對對 OSHA 1 級 2 類危險場所。（圖片來源：PanduitCorp.） VS-AVT2-C02L03 配備 3 英尺長傳感器引線和 2 英尺長系統電纜，提供安全的無電壓指示。這樣，當外殼門打開時高電壓不會暴露在易燃氣體環境中。 改造現有系統 對于沒有內置傳感器點的現有電氣外殼，或不能長時間離線安裝傳感器接觸點的外殼，Panduit 推出改造版 VS-AVT-RKP1 AVT。該設備的組件與 Panduit VS-AVT-C08-L10 AVT 完全相同，包括 10 英尺長傳感器引線、8 英尺長系統電纜，還包括一個 VeriSafe 穿刺連接器套件（圖 5）。
圖 5：改造版 VS-AVT-RKP1 AVT 配有穿刺連接器套件，用于不能離線安裝傳感器觸點的外殼。（圖片來源：PanduitCorp.） 該設備節省空間，能在不影響現有導體完整性的情況下針對 AVT 改裝外殼。該設備適用于快速分接 14 至 6 號 (AWG) 導體，而無需切割或剝皮。所以，該設備能節省時間，允許快速、安全地安裝 Panduit AVT——而不必長時間停機。該設備還包括 12 個電纜扎帶和 6 個電纜扎帶支座，使傳感器引線安全地遠離現有的電子設備。 結論 讓工程師、技術人員和操作人員遠離危險電壓是工業設施的首要任務。電氣外殼可能含有數百伏電壓，因此在打開外殼進行維修之前，必須確認其內部無電壓。AVT 提供了一種安全、簡單、有效的方法，能在外殼門打開之前自動測試外殼內是否有存在電壓。這樣就能確保人員安全，節省時間并提高生產效率。 來源：Digi-Key 作者：Bill Giovino |
