CN106841768A

CN106841768A - 一种绝缘导线电压测试仪

Info

Publication number: CN106841768A
Application number: CN201710175251.7A
Authority: CN
Inventors: 李国胜; 金志辉; 孔祥海; 余念群; 郑雪; 任涛
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Wuhan Electric Power Technical College
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Wuhan Electric Power Technical College
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2017-06-13
Anticipated expiration: 2037-03-22
Also published as: CN106841768B

Abstract

本发明公开了一种绝缘导线电压测试仪，该测试仪包括两个电压测量微针装置、测试导线和电压测量计，所述电压测量微针装置包括：防护筒膛、推送装置和微型探针；所述推送装置套设在防护筒膛内部；所述推送装置和微型探针固定连接；微型探针随着推送装置在防护筒膛内部做前后活塞式运动；所述微型探针是采用高强度铜合金制成的微型探针；微型探针的直径为100纳米；所述测试导线的一端通过针座与微型探针连接。本发明通过利用高强度铜合金材料制成的电压测量微型探针完全实现了在绝缘导体上“直接”测量出电压数值，测量过程安全高效且测量结果准确度及测量灵敏度高。

Description

一种绝缘导线电压测试仪

技术领域

本发明涉及电力工程测量技术，尤其涉及一种绝缘导线电压测试仪。

背景技术

电压与电流的测量操作，是电力工程测量、电力科学研究和电力生产工作中操作频率最多的基本测量操作。电流的测量操作通过“钳形电流互感器”已经实现了在绝缘导线上“直接”进行电流测量，给电力测量工作带来了极大便利。但是，目前，全世界没有哪一个仪表能够在两个绝缘导体上测量出电压。

例如，在电能计量装置的错误接线带电检查、在电能表的现场实负荷校验、在现场反窃电等工作中，经常要测量电能计量装置的电压，此时必须打开计量装置及计量设备的封印和表盖及防护装置，这些无疑大大增加了现场电力工作的繁琐性和困难，更为重要的是：在现场反窃电取证时难以甄别责任的分界，导致窃电证据无法让法庭采信，违法犯罪行为得不到惩处。

再如，低压配电线路均是使用的绝缘导线，经常需要测量绝缘导线间的电压，以免因火线与零线发生错误而造成严重事故，或因电压大小未知而导致电力的非正常使用。但是目前的电压表要想测量出绝缘导线的电压是不可能的。

再如，在电力科学研究中，经常需要测量绝缘导体间的电压，常常需要通过仪器仪表测量出电压数值来确定电功率、电功、(最大)需量、电能量等，目前的电力测量技术水平是做不到“在绝缘导体间测出电压”的。

再如，电力电缆内部导线间电压的测量一直是电力工程测量的盲区，目前的电力测量技术水平望尘莫及。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有电力测量技术中存在的缺陷，提供一种电压测量微针装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种绝缘导线电压测试仪，包括两个电压测量微针装置、测试导线和电压测量计，

所述电压测量微针装置包括：防护筒膛、推送装置和微型探针；

所述推送装置套设在防护筒膛内部；

所述推送装置和微型探针固定连接；微型探针随着推送装置在防护筒膛内部做前后活塞式运动；

所述微型探针是采用高强度铜合金制成的微型探针；微型探针的直径为10至100纳米；

所述测试导线的一端通过针座与微型探针连接。

按上述方案，所述测试导线的另一端与电压测量计连成一体，实现电压信号的测量。

按上述方案，所述电压测量计为数字电压表头，包括电压输入电路、功能变换电路、测试电路、计数显示电路、电压信号输出电路、信息存储电路和工作电源电路。

按上述方案，所述电压测量微针装置还包括用于促使推送装置在撤除外力后能自动回缩至防护筒膛内的回力弹簧，所述回力弹簧置于防护筒膛内。

按上述方案，所述推送装置包括推杆、针座和推头；整个微型探针置于与推杆中心，推头固定于推杆端部。

按上述方案，所述防护筒膛的前端设置有出针孔。

按上述方案，所述防护筒膛的前端向外延伸设有防护套管，所述防护套管为柔性绝缘护套。

按上述方案，所述防护筒膛的前端为圆柱或圆锥形结构。

按上述方案，所述电压测量微针装置还包括带电指示灯，所述带电指示灯在微型探针接触到绝缘导体的内部金属时发光，带电指示灯发光表示微型探针处于测试状态并警示触电危险。

按上述方案，所述测试导线置于防护筒膛之外。

本发明产生的有益效果是：

1)电压测量探针的机械强度极高：

高强度铜合金材料，既具有极高强度和硬度以及良好塑性，又具备极好的导电性、导热性、耐腐蚀性、耐寒性、耐磨性、无铁磁性。其抗拉强度>600MPa,硬度>200HV，导电率>80％IACS,能承受的夹紧力和顶锻力>1.0×106N，电流密度大。

利用这些机械特性，可以非常容易地穿透任何绝缘层，直接与绝缘层内部的金属导体良好接触。

2)测量时电压测量探针与被测导体的接触电阻极小：

高强度铜合金材料具有极高强度和硬度以及良好塑性。

利用这些特性，电压测量探针可以容易地直接与绝缘层内部的裸导体良好接触，保证了与被测量导线的良好接触，从而保证了测量回路的接触电阻极小。

3)测量过程中不损伤导体的绝缘层：

高强度铜合金可锻造为直径100纳米左右的棒状或针状材料。

利用高强度铜合金制成的电压测量探针能够毫不损伤绝缘层而进入裸导体表面，测量完毕拔出电压测量探针后，也不会对绝缘层造成任何伤害或留下任何针孔痕迹。

4)电压测量探针本身的电阻极小：电压测量过程中通过测量回路的电流一般非常小(否则会引较大的测量误差)，而高强度铜合金棒针的导电率和电流密度极高，均可以作为超级耐受高电流密度的材料，因此电压测量探针在测量电压过程中的电阻极小，从而保证了测量过程的准确性。

5)提高了测量的准确度：由于本发明利用的是电压测量探针，电压测量探针本身的电阻R_本身和探针与被测量裸导体的接触电阻R_接触大大小于电压测量仪本身的内电阻R_V，与R_V相比，R_本身和R_接触均可忽略不计，因此测量时能大大提高测量的准确度。

6)提高了测量的灵敏度：由于高强度铜合金的电流响应快，对小电流敏感，电流密度大，因此可以大大提高测量的灵敏度。

7)保证了测量的安全性：带电气绝缘强度高的长绝缘柔性套管，套没防护筒膛的结构设计，在测量电压时，测量探针的长度需要伸出多长就伸出多长，导体探针伸出后即进入被测绝缘导体的绝缘层内部，即测量探针在整个测量过程中均不必裸露在防护筒膛和绝缘套管外面，保证了测量人员的电气安全；电压测量探针可回缩式防伤手设计，测量完毕后探针可回缩至防护筒膛内，保证测量人员操作时不被探针划伤。在仪表设计构造上，完全实现“盲测”和“点测”以及电气/机械双层保护，保证了电气测量绝对安全和消除了探针划伤的可能性。

8)测量时省力：由于高强度铜合金的机械强度和硬度较高，因此电压测量探针非常容易地进入绝缘层内部，十分省力。

9)价格低：随着高强度铜合金材料的广泛应用，其生产成本越来越低，价格已经走低，而且电压测量探针对高强度铜合金材料的用量很少，能低成本量产。

10)测试导线与电压测量计一体化设计，降低了测试导线的接触电阻，提高了测量的准确度和灵敏度。

11)能自动识别交流、直流电压；能自动转换量程，具有自适应量程功能。

12)能数字显示测量结果；能存储和输出测量结果并与外界进行数据通讯。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例电压测量微针装置的结构示意图；

图3是本发明实施例电压测量微针装置的配件示意图；

图4是本发明实施例数字电压表头的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，一种绝缘导线电压测试仪，包括两个电压测量微针装置51、测试导线和电压测量计53，两个电压测量微针装置51分别通过测试导线和电压测量计53相连，电压测量微针装置51测量时，直接通过微针进入待测绝缘导线52中。其中电压测量微针装置，包括：防护筒膛2、推送装置3和微型探针1；

如图3所示，推送装置3套设在防护筒膛2内部；防护筒膛的前端21为圆柱或者圆锥形结构，防护筒膛的前端面中央设置有出针孔，防护筒膛的前端头部向外延伸设置防护套管，所述防护套管为柔性绝缘护套；

推送装置3包括推杆、推头32和针座31；整个微型探针置于与推杆连接的针座上，推头固定于推杆端部，微型探针从防护筒膛的前端21伸出合适长度以方便测量。所述推送装置和微型探针固定连接；微型探针随着推送装置在防护筒膛内部做前后活塞式运动；

微型探针是利用高强度铜合金制成的微型探针；微型探针的直径为10至100纳米，本实施例中为100纳米。

为了增强易用性和安全性，让微型探针自动回缩至防护筒膛内，所述电压测量微针装置还包括用于促使推送装置在撤除外力后能回缩至防护筒膛内的回力弹簧22，所述回力弹簧置于防护筒膛内。

本申请的推送装置只要能满足功能，不拘泥其实现形式，此处公开一种常见的推送装置：包括推杆、推头和针座；整个微型探针置于推杆中心，推头固定于推杆端部。

为了确认微型探针是否触碰到绝缘导体内部的金属体，电压测量微针装置还包括带电指示灯5，所述带电指示灯在微型探针接触到绝缘导体的内部金属时发光，带电指示灯发光表示微型探针处于测试状态并警示触电危险。

使用本装置时，作为成套装置，将测试导线4的另一端与电压测量计制成一体，实现电压信号的测量，这样测量更加安全、测量响应速度更快。

本实施例采用的电压表为数字电压表头，如图4所示，包括电压输入电路、功能变换电路、测试电路、计数显示电路、电压信号输出电路、信息存储电路和工作电源电路。

各电路的功能如下：

电压输入电路：用于输入待测试模拟电压信号。

功能变换电路(功能变换器)：用于将高电压变为换为数字电压表能承受的低电压；经线性AC/DC转换器将交换电压变换为微小的直流电压；实现变换器与电网隔离，以减小电网干扰。

测试电路(直流数字电压基本表DC-DVM)：用于利用专用集成的DCV-A/D转换电路，实现A/D转换；测量出电压的大小。

计数显示电路(计数器和显示器)：计数器将数字量计数存储并以十进制数字将被测量电压显示出来。

电压信号输出电路：利用输出数字通讯接口，输出测量电压信号(如脉冲输出或数字输出)。输出及通信部分包括脉冲输出接口及通信接口。数字通信接口有远红外口、RS485口、RS232口等。电能脉冲输出接口可供校表使用，数字通信接口用来与其它设备进行数据交换、抄读、设置表计参数等。

信息存储电路(存储器)：保存测量结果。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，如将微型探针的制作材料替换成高强度铜合金或其它类似性能的材料，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种绝缘导线电压测试仪，其特征在于，包括两个电压测量微针装置、测试导线和电压测量计，

所述推送装置套设在防护筒膛内部；

所述测试导线的一端通过针座与微型探针连接。

2.根据权利要求1所述的绝缘导线电压测试仪，其特征在于，所述测试导线的另一端与电压测量计连成一体，实现电压信号的测量。

3.根据权利要求1所述的绝缘导线电压测试仪，其特征在于，所述电压测量计为数字电压表头，包括电压输入电路、功能变换电路、测试电路、计数显示电路、电压信号输出电路、信息存储电路和工作电源电路。

4.根据权利要求1所述的绝缘导线电压测试仪，其特征在于，所述推送装置包括推杆、针座和推头；整个微型探针置于与推杆中心，推头固定于推杆端部。

5.根据权利要求1所述的绝缘导线电压测试仪，其特征在于，所述防护筒膛的前端设置有出针孔。

6.根据权利要求1所述的绝缘导线电压测试仪，其特征在于，所述防护筒膛的前端向外延伸设有防护套管，所述防护套管为柔性绝缘护套。

7.根据权利要求1所述的绝缘导线电压测试仪，其特征在于，所述防护筒膛的前端为圆柱或圆锥形结构。

8.根据权利要求1所述的绝缘导线电压测试仪，其特征在于所述电压测量微针装置还包括带电指示灯，所述带电指示灯在微型探针接触到绝缘导体的内部金属时发光，带电指示灯发光表示微型探针处于测试状态并警示触电危险。

9.根据权利要求1所述的绝缘导线电压测试仪，其特征在于，所述测试导线置于防护筒膛之外。

10.根据权利要求1所述的绝缘导线电压测试仪，其特征在于，所述电压测量微针装置还包括用于促使推送装置在撤除外力后能自动回缩至防护筒膛内的回力弹簧，所述回力弹簧置于防护筒膛内。