驗電筆-原理-如何使用-偵測火線是哪一條

家裡的電源插座一般有兩孔,好一點的有三孔,但其中只有一孔是110V稱為火線。要辨認哪一孔是火線,或是金屬外殼的電器是否漏電,最簡單的方法就是使用驗電筆。

驗電筆的種類

驗電筆分為兩種,特點如下

  • 接觸式-便宜
  • 非接觸式-安全

驗電筆-接觸式

下圖是傳統的驗電筆,構造非常簡單,它是由一顆氖燈neon lamp與一顆820K ohm電阻串聯構成的電路,所以成本非常低。使用時需要一端接觸110V,另一端觸碰人體,這樣會形成一個電流迴路,電流會透過驗電筆經過人體,透過地板再回流到電源。

需要用手觸碰的傳統接觸式驗電筆
需要用手觸碰的傳統接觸式驗電筆

把人體當導體,這樣會不會觸電? 這是很多人會有的疑問,這種NE-2氖燈有個特性,它需要90V以上才能點亮,剩下的20V全落在820K ohm的電阻上,因此電流只有24uA,與會讓人觸電的20~30mA電流,有1000倍的差距。意思是,你要同時觸碰1000支驗電筆才會被電到癱軟。

驗電筆內的串聯電阻失效短路的機會很小,但我不敢說沒有;另外氖燈本身的構造就是開路open的,它沒有燈絲,因為它是靠氣體放電發光,平常拿電錶去量都會是開路open的狀況,也就是電阻無窮大,唯一可能會讓它導電的東西就是驗電筆內有水氣跑進去,若凝結成水珠橫跨在兩個電極之間,就會讓氖燈電阻急遽下降因而增加電流,這樣可能才會觸電。

只要好好保存這種傳統驗電筆,基本上可以用個10年,但畢竟要用手觸碰電源,有些人還是會怕怕的,所以也有人把驗電筆的尾部金屬做成一條導線接出來,用來直接觸碰中性線,這種稱為雙點接觸的驗電筆,這樣就是火線與中性線直接與驗電筆形成迴路,人體不需要擔任迴路內的導體角色,相對較為安全。

無論單點或雙點接觸,它都是要接觸才能形成迴路,這在使用上會稍嫌麻煩,所以有人就開發了非接觸式的驗電筆。

驗電筆-非接觸式

如果你真的很怕接近電源,非接觸式的驗電筆就是一個選擇,它是透過偵測火線發出的電場來判定這條線是否帶電。

透過電場感應的非接觸式驗電筆
透過電場感應的非接觸式驗電筆

一旦電場的擾動大過某個程度,便會觸發驗電筆發出警報聲,電場擾動程度越大警報聲越急促,通常火線的警報聲會比中性線要急促,而中性線理論上應該要沒有警報聲才是,但因為插座內部火線與中性線可能都擠再一起,所以中性線有時還是會響起警報,只是週期較緩和,沒有火線這麼急促。

筆電/手機也會觸發警報-誤判?

如下圖,若我們把非接觸式的驗電筆靠近接著變壓器的筆電或手機,你會發現這些東西也會觸發警報,那…這是漏電的意思嗎? 別緊張,這不是漏電,雖然變壓器天生有隔離高低壓電源的效果,但電磁波是會穿越空間的,若有導體那又傳遞得更完整。

若你把另一條USB線與下圖原本USB線纏兩圈,然後拿非接觸式驗電筆來測量這條根本與充電變壓器無關的USB線,你會發現,這個第三者它也會響起警報,因為電場透過近距離的電磁感應,讓另一條不相干的USB線,也產生電磁擾動,因而觸發了驗電筆的警報,產生誤報。

只要電器插在電源上,整個電器或線材都會觸發警報
只要電器插在電源上,整個電器或線材都會觸發警報

所以使用非接觸式的驗電筆,並非看到警報就開槍,因為110V絕對會觸發警報,但警報響起卻不一定是直接來自110V,這當中還須需要使用者自行判斷。

驗電筆能否分辨中性線與地線?

無論哪種驗電筆,只有亮與不亮,響與不響的差別,所以在邏輯上它也只能告訴你,火線 與 非火線 這兩種情況,至於能否再繼續分辨中性線與地線,驗電筆是辦不到的,它當初的任務只是要避免人員觸電而已。

若你真的要分辨中性線與地線,那你就需要測量導線的電流,中性線會有電流回去,地線理論上不應該有電流,實務上可能會有一些些電流。

當然,地線如果是做好看的,根本沒接到大地,那電流也會是零,這時候就需要測量地電阻來判斷真偽,但這就工程浩大了。

相關文章

地電阻-接地測量-原來是這麼回事

中性線-它不是地線-別再誤會它了

三孔插座-兩孔插座-中性線與地線差在哪裡

2 Comments

  1. 請問非接觸式電磁場感應驗電筆,檢驗沒有接負載,無電流流動的空插座為何也能感應有電????謝謝!

    • 有電流才有磁場
      這在直流電是成立的 但在交流電情況有所不同

      在交流電 火線與中性線之間的電場變化
      就能產生相應的磁場變化
      稱為電磁波 就能穿越空間感應
      你只要把示波器的輸入端插上一根長的裸線 就能看到感應出來的60Hz波形
      只要配上放大器就能做檢波

      我知道你的癥結點在 電流
      套用一下天線理論
      如果插座導線長度有2500公里 (1/2波長)
      縱使末端沒有負載 你依然會在1250公里處(1/4波長) 看到電流
      但在末端處 你看到的電流 就是零
      雖然是零 還是會有電磁波
      以現實來說 它是一個效率很差的天線 因為現實中沒有人會做2500公里長度的導線配插座

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*