一种实用新型万用表笔设计

孙 明

（贵州煤矿矿用安全产品检验中心,贵州 遵义 563000）

1 设计原理及思路

该设计运用的主要原理是将有可能产生电火花的接触点放到一个装有真空的密闭管中，将普通万用表的指针式表笔改成具有指针式和螺旋式两用的表笔笔头，使用螺旋式表笔笔头具有避免接触不慎而造成触电事故发生的可能。真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态。通常把这种稀薄气体的状态称为真空。人类赖以生存的大气条件与真空相比较，具有以下特点：

（1）真空状态下的气体压力低于一个大气压，因此，处于地球表面上的各种真空容器中，必将受到大气压力的作用，其压强差的大小由容器内外的压差值而定。因为作用在地球表面上的一个大气压约为101325pa，因此当容器内压力很小时，则容器所承受的大气压力可达到一个大气压；（2）真空状态下由于气体稀薄，单位体积内的气体分子数，即气体的分子密度小于大气压力的气体分子密度。因此，分子之间、分子与其他质点之间以及分子与各种表面之间相互碰撞次数相对减少，使气体的分子自由程增大。

真空灭弧室是利用高真空工作绝缘灭弧介质,靠密封在真空中的一对触头来实现电力电路的通断功能的一种电真空器件。当其断开一定数值的电流时,动静触头在分离的瞬间,电流收缩到触头刚分离的一点上,出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高,直至发生电极金属的蒸发,同时形成极高的电场强度,导致极强烈的发射和间隙击穿,产生真空电弧,当工频电流接近零时,同时也是触头开距的增大,真空电弧的等离子体很快向四周扩散,电弧电流过零后,触头间隙的介质迅速由导电体变为绝缘体,于是电流被分断。

2 该设计的详细情况

当电气设备和电气线路的周围充有爆炸性气体、爆炸性粉尘及火灾危险物质时，就构成了火灾和爆炸的隐患和危险，一旦爆炸性气体或粉尘的浓度达到了爆炸极限或者引燃温度，就会有发生火灾和爆炸的可能性。资料表明，当爆炸性气体的浓度达到一定程度时，普通电话中的微小电火花都会引起爆炸和火灾。为此，在检验检测有爆炸性气体、爆炸性粉尘及火灾危险物质的场所的电气线路时使用普通的万用表笔就很有可能造成爆炸和火灾事故。该设计是一种实用新型表笔，主要用于防爆环境下的电气线路的电压的检测。比如化工场所、煤矿井下以及有粉尘触及的地方，可以有效地防止短路爆炸和检测人员的触电事故的发生。现详细说明如图1。

图纸中1所示为两个开口的内部带有螺丝的螺帽，螺帽的内部由导线链接，外部由绝缘材料做成，图纸中1的左侧螺帽可以直接链接电气线路上的螺丝，可以取得电气线路上的电压；图纸中1的右侧螺帽跟图纸中3的左侧的螺钉可以配套柠紧，图纸中3上面带有螺丝，其外面的螺丝是导电体，其内部是绝缘体，图纸中1可以做成很多适应现场电气线路检测的螺帽，图纸中1的右侧始终跟图纸中3的左侧螺钉配套；图纸中2是固定在图纸中3上面的可以左右来回移动的螺帽；图纸中4是一根万用表笔指针，跟图纸中2是固定在一起的，可以随着图纸中2的左右移动而移动。图纸中2和图纸中4是绝缘的；图纸中5是综合保护装置（短路保护、防电表击穿保护和过热保护），可以通过把手控制线路的开断；图纸中6是充满真空的密闭管；图纸中7是带有衔铁的线圈；图纸中8是弹簧；图纸中9是圆盘型导电触片；图纸中10是一种圆形的导电管；图纸中所示的“O”端子可以跟图纸中4的指针和图纸中3的外部螺丝链接导通。图纸中指示灯L用于指示表笔回路是否通电。

图1 万用表表笔设计图

3 该表笔的使用方法

该表笔的使用方法分成两种情况，一种情况是现场的电气线路是螺丝，需要从螺丝上取得电压进行检测；这时，首先将图纸中5综合保护装置断开；然后将图纸中2移动到图纸中3的最右端，使得图纸中4指针完全退缩到图纸中3的内部；再将现场配套的图纸中1的右侧螺帽跟图纸中3的左侧螺钉拧紧；再将图纸中1螺帽的左侧拧在电气线路上面；调整好万用表量程；将图纸中5闭合；此时，线圈7得电，具有磁性，吸引圆形导电片图纸中9，从而将整个回路导通，用于测量电压；另外一种情况是现场的电气线路是端子排形式，需要用指针插入到端子排内部取得电压进行检测；这时，将图纸中2螺帽移动至图纸中3的最左侧,可以将图纸中4指针直接插入到端子排内部进行电压的检测，其他步骤同第一种情况。

4 该表笔的优点

（1）适用于化工防爆场所以及具有粉尘危害场所的电气电压检测；

（2）可以有效地防止电气检测人员触电事故的发生；

（3）具有检测各种不同电气回路的电压功能；

（4）较之以普通万用表笔更加安全实用；

（5）具有真空灭电火花和综合保护双重保护功能。

[1]张显力.防爆电气概论[M].北京:机械工业出版社,2008.

[2]刘介才.工厂供电.北京:机械工业出版社,2006.

[3]白玉珉.电气工程安全技术及实施[M].北京:机械工业出版社,2006.