|
工業(yè)設(shè)施中常見(jiàn)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(shù)百伏的高電壓。涵蓋這類外殼的法規(guī)包括保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室 (UL) 和美國(guó)國(guó)家防火協(xié)會(huì) (NFPA) 標(biāo)準(zhǔn)，都要求在開始任何升級(jí)、維修或維護(hù)工作之前，必須確認(rèn)這類外殼內(nèi)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(gè)人防護(hù)設(shè)備。然后，操作員必須手動(dòng)測(cè)量?jī)?nèi)部電壓。在驗(yàn)證無(wú)電壓之前和之后，測(cè)試設(shè)備必須進(jìn)行自檢。只有這樣，操作員才能在外殼上開始維護(hù)工作。這個(gè)流程既耗時(shí)又容易出錯(cuò)，必須在每個(gè)外殼上重復(fù)進(jìn)行。 本文將介紹無(wú)電壓測(cè)試儀 (AVT)，說(shuō)明如何利用這種測(cè)試儀來(lái)確保外殼內(nèi)無(wú)電壓的自動(dòng)化測(cè)試過(guò)程。本文介紹采用工業(yè)級(jí)高電壓電子外殼的 AVT 優(yōu)勢(shì)，并展示測(cè)試儀如何能在操作人員進(jìn)行維護(hù)時(shí)保證其安全并節(jié)省時(shí)間。然后，了解能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)試過(guò)程自動(dòng)化的三個(gè) Panduit Corporation AVT。 保護(hù)操作人員不受電氣危害 工業(yè)自動(dòng)化設(shè)施需要遵守所有適用工作場(chǎng)所環(huán)境的 NFPA 標(biāo)準(zhǔn)。需要特別指出的是，NFPA-70E“工作場(chǎng)所電氣安全標(biāo)準(zhǔn)”強(qiáng)制執(zhí)行安全工作規(guī)范，以保護(hù)操作人員不受重大電氣危害。其中包括保護(hù)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(nèi)的各種傷害。 對(duì)電氣外殼進(jìn)行維修時(shí)，技術(shù)人員必須首先根據(jù) NFPA-70E 的規(guī)定安全地確認(rèn)外殼內(nèi)沒(méi)有電壓。通常情況下，這種無(wú)電壓測(cè)試通過(guò)手動(dòng)操作完成（圖 1）。在打開外殼之前，工程師或維修技術(shù)人員必須使用個(gè)人防護(hù)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(nèi)進(jìn)行維修之前（圖中所示為門打開的情況），必須對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行安全測(cè)試，以驗(yàn)證沒(méi)外殼內(nèi)部沒(méi)有電壓。（圖片來(lái)源：Panduit Corporation） 有些外殼可能含有高達(dá)數(shù)百伏的電壓，技術(shù)人員必須采取適當(dāng)保護(hù)措施，以防電壓仍然存在。例如，電源開關(guān)可能發(fā)生故障，卡在了“接通”位置，或者配置不正確導(dǎo)致沒(méi)有正確切斷外部電源。 接下來(lái)，工程師或技術(shù)人員必須使用一個(gè)或多個(gè)外部開關(guān)切斷外殼電子裝置的所有電源。為了測(cè)試內(nèi)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(jìn)行測(cè)試，以驗(yàn)證操作正確。具體包括檢查儀表顯示屏是否打開，驗(yàn)證電池電量指示是否充足。 在技術(shù)員已采取適當(dāng)保護(hù)且電壓探頭可立即使用的情況下，技術(shù)人員就可安全地打開外殼，如圖 1 所示。工程師或技術(shù)人員使用電壓儀表驗(yàn)證外殼內(nèi)的電源測(cè)試點(diǎn)和連接器上沒(méi)有電壓，并且所有電容器都已安全放電。這要求他們仔細(xì)放置兩根電壓探頭，一根放在待測(cè)試的電壓位置，另一根放在相應(yīng)的接地端子。這些操作必須在不會(huì)干擾外殼內(nèi)已有電氣元器件或不會(huì)使任何導(dǎo)線發(fā)生移位的情況下進(jìn)行。探頭放置不正確會(huì)導(dǎo)致無(wú)電壓讀數(shù)或在某些情況下?lián)p壞內(nèi)部元器件。外殼內(nèi)的所有電風(fēng)扇目測(cè)都停止轉(zhuǎn)動(dòng)，表明沒(méi)有殘留的電荷。 最后，他們必須再次測(cè)試電壓儀表是否工作正常，以確保沒(méi)有電壓讀數(shù)是正確的，而不是設(shè)備故障。只有這樣，他們才能在外殼內(nèi)進(jìn)行必要的維護(hù)。 這一過(guò)程復(fù)雜而耗時(shí)，由于包括分心、疲勞或外部干擾在內(nèi)的許多因素的影響，因此很容易出現(xiàn)操作錯(cuò)誤。不僅可能延誤維修，而且在故障情況下會(huì)使技術(shù)人員暴露在危險(xiǎn)電壓下，甚至使從外殼旁邊經(jīng)過(guò)的、未采取保護(hù)措施的技術(shù)人員也暴露在危險(xiǎn)電壓下。 自動(dòng)化無(wú)電壓測(cè)試儀 解決這種手工測(cè)試過(guò)程的方法是采用自動(dòng)系統(tǒng)。自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可以在外殼門打開之前測(cè)試其內(nèi)部是否有電壓。Panduit Corporation 推出 VeriSafe AVT 解決方案。Panduit AVT 可以自動(dòng)測(cè)試外殼內(nèi)是否存在電壓，包括在測(cè)試電壓前后 AVT 進(jìn)行自檢。 AVT 使用一個(gè)安裝在外殼內(nèi)的隔離模塊，將冗余傳感器引線連接至高電壓區(qū)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(yù)留孔中的電池供電型指示器模塊可靠連接。當(dāng)按下測(cè)試按鈕被時(shí)，AVT 首先對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行自檢。如果 AVT 自檢失敗，按鈕上的紅色 LED 燈亮，顯示失敗，測(cè)試停止。如果自檢通過(guò)，隔離模塊進(jìn)行測(cè)試，檢查是否存在電壓和接地故障。 之后，AVT 進(jìn)行最后一次自檢。自測(cè)成功或失敗都會(huì)通過(guò)測(cè)試按鈕上的 LED 顯示。只有在測(cè)試成功并確認(rèn)沒(méi)有電壓后，技術(shù)人員才可以安全地打開外殼的門。這樣會(huì)節(jié)省時(shí)間，確保工程師、技術(shù)人員和操作人員的安全，同時(shí)延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間，提高生產(chǎn)力。 Panduit VS-AVT-C08-L10 VeriSafe AVT 專為工業(yè)外殼而設(shè)計(jì)（圖 2）。隔離模塊可以安裝在 DIN 導(dǎo)軌上，也可以用螺絲直接安裝在外殼上。這樣，就可以在現(xiàn)有系統(tǒng)中靈活地安裝該模塊。該測(cè)試儀提供三對(duì) 10 英尺 (ft.) 長(zhǎng)的傳感器引線用于連接電壓端子，且對(duì)高達(dá) 600 V 的交流或直流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是安全的。
圖 2：Panduit VS-AVT-C08-L10 是一個(gè)自動(dòng) AVT，配有 10 英尺長(zhǎng)的傳感器引線和 8 英尺長(zhǎng)的系統(tǒng)電纜。該測(cè)試儀可用于交流或直流電壓系統(tǒng)。（圖片來(lái)源：Panduit Corporation） 該測(cè)試儀配有一條 8 英尺長(zhǎng)的的系統(tǒng)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(biāo)上方有一個(gè)小型瞬動(dòng)按鈕。按下這個(gè)按鈕就可以開始測(cè)試。如果自檢和電壓測(cè)試都成功通過(guò)，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(cè)到任何危險(xiǎn)電壓，一個(gè)或多個(gè)電壓存在檢測(cè)器將顯示紅色。這是一種安全可靠的測(cè)試方法，可確保在打開外殼門之前機(jī)柜內(nèi)沒(méi)有危險(xiǎn)電壓。
圖 3：Panduit AVT 系統(tǒng)的指示器模塊包含一個(gè)用于開始測(cè)試的瞬動(dòng)按鈕。自檢和電壓測(cè)試的結(jié)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(lái)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(yè)外殼門上的標(biāo)準(zhǔn) 30 mm 凹槽式面板的預(yù)留孔中。 AVT 由安裝在指示器模塊中的工業(yè) 3.6 V 鋰電池供電。可以通過(guò)擰開指示器模塊來(lái)更換電池。這樣可提高提安全性，因?yàn)樵诟鼡Q電池時(shí)外殼門可以保持安全關(guān)閉狀態(tài)。 為了增加可靠性，三個(gè)電壓觸頭中每個(gè)觸頭都有兩條傳感器引線，以便在一條引線意外斷開時(shí)提供冗余。VS-AVT-C08-L10 的三對(duì) 10 英尺長(zhǎng)傳感器引線用于連接交流電壓系統(tǒng)的火線、中性線和地線。在直流電壓系統(tǒng)中，這些雙引線將連接電壓正極、電壓負(fù)極和接地引線。此外，還有第四對(duì)傳感器引線用于連接大地。當(dāng) AVT 不工作時(shí)，每個(gè)傳感器的引線都打開，處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，以便不干擾外殼內(nèi)的電子設(shè)備。 對(duì)于每對(duì)冗余引線來(lái)說(shuō)，重要的是每對(duì)引線不能以機(jī)械方式連接到同一接觸點(diǎn)上，否則雙引線的安全性和冗余性會(huì)失效。每對(duì)引線必須在一定距離內(nèi)連接到同一根電纜上，提供冗余并防止單點(diǎn)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(shí)穿戴個(gè)人防護(hù)用品的需求。然而值得注意的是，有些情況下當(dāng) AVT 規(guī)定無(wú)法滿足要求時(shí)仍需穿戴防護(hù)用品，具體原因可能包括附近的設(shè)備、該區(qū)域的其他活動(dòng)和操作人員培訓(xùn)等因素。鑒于此，設(shè)施安全管理人員將決定使用 Panduit 的 AVT 時(shí)是否可以降低外殼維護(hù)期間對(duì)個(gè)人 防護(hù)用品的要求。 在可燃?xì)怏w環(huán)境下指示沒(méi)有電壓 如果外殼位于可能存在易燃?xì)怏w的工業(yè)環(huán)境中，可使用針對(duì)危險(xiǎn)場(chǎng)所的 Panduit VS-AVT2-C02L03 AVT（圖 4）。該設(shè)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(jí) 2 類危險(xiǎn)場(chǎng)所——使用并包含易燃液體，且空氣中仍可能存在易燃?xì)怏w的場(chǎng)所。
圖 4：VS-AVT2-CO2L03 的外觀和使用方法與 VS-AVT-CO8-L10 相似，但針對(duì)對(duì) OSHA 1 級(jí) 2 類危險(xiǎn)場(chǎng)所。（圖片來(lái)源：PanduitCorp.） VS-AVT2-C02L03 配備 3 英尺長(zhǎng)傳感器引線和 2 英尺長(zhǎng)系統(tǒng)電纜，提供安全的無(wú)電壓指示。這樣，當(dāng)外殼門打開時(shí)高電壓不會(huì)暴露在易燃?xì)怏w環(huán)境中。 改造現(xiàn)有系統(tǒng) 對(duì)于沒(méi)有內(nèi)置傳感器點(diǎn)的現(xiàn)有電氣外殼，或不能長(zhǎng)時(shí)間離線安裝傳感器接觸點(diǎn)的外殼，Panduit 推出改造版 VS-AVT-RKP1 AVT。該設(shè)備的組件與 Panduit VS-AVT-C08-L10 AVT 完全相同，包括 10 英尺長(zhǎng)傳感器引線、8 英尺長(zhǎng)系統(tǒng)電纜，還包括一個(gè) 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(diǎn)的外殼。（圖片來(lái)源：PanduitCorp.） 該設(shè)備節(jié)省空間，能在不影響現(xiàn)有導(dǎo)體完整性的情況下針對(duì) AVT 改裝外殼。該設(shè)備適用于快速分接 14 至 6 號(hào) (AWG) 導(dǎo)體，而無(wú)需切割或剝皮。所以，該設(shè)備能節(jié)省時(shí)間，允許快速、安全地安裝 Panduit AVT——而不必長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)。該設(shè)備還包括 12 個(gè)電纜扎帶和 6 個(gè)電纜扎帶支座，使傳感器引線安全地遠(yuǎn)離現(xiàn)有的電子設(shè)備。 結(jié)論 讓工程師、技術(shù)人員和操作人員遠(yuǎn)離危險(xiǎn)電壓是工業(yè)設(shè)施的首要任務(wù)。電氣外殼可能含有數(shù)百伏電壓，因此在打開外殼進(jìn)行維修之前，必須確認(rèn)其內(nèi)部無(wú)電壓。AVT 提供了一種安全、簡(jiǎn)單、有效的方法，能在外殼門打開之前自動(dòng)測(cè)試外殼內(nèi)是否有存在電壓。這樣就能確保人員安全，節(jié)省時(shí)間并提高生產(chǎn)效率。 來(lái)源：Digi-Key 作者：Bill Giovino |
