CN111766434A - 基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置及应用方法，该装置包括电场传感器和监控组件，电场传感器包括封装有向列相聚合物分子的显示屏、分别与显示屏的正负极引脚连接的两块金属箔片以及用于封装显示屏和金属箔片的透明外壳，向列相聚合物分子为4‑(6‑(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚；监控组件包括微型控制器、GPS定位模块和无线通信模块，微型控制器通过无线通信模块与控制终端无线通信连接。本发明提供的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置及应用方法，结构简单，使用方便，基于聚合物分子(4‑(6‑(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚的聚合物)极化进行验电，提高了验电灵敏度，并可实现定位监测。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备验电技术领域，特别是涉及一种基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置及应用方法。
背景技术
我国现在正在推广超特高压输电，然而这种新型输电方式在带来线路损耗减小的同时，安全方面的问题也逐渐呈现。在实际的配电作业中，需要对柱上开关、隔离刀闸和变压器跌落式熔断器等设备停、送电进行操作，操作繁琐。其中根据规定，需要对各部位进行验电，存在突然来电导致设备及人身事故隐患。所以，安全的检验带电线路成为安全生产的必须条件。
目前，电力实践中高电压设备验电采取的有直接验电和间接验电两种方式。随着特高压技术的发展和应用，特高压设备距离地面的距离加大(约离地20米)，对于接触式验电有很大的困难，而间接验电由于其操作复杂，对人员素质要求高，本身其验电原理存在缺陷，故只能作为直接验电的有效补充。另外，特高压输电虽然电压高，但是交流不接地，所以直接测量并没有电压；而输电过程中，负载功率较小时的电流也很低，所以附近检测不到很大的磁场。所以实际检测分辨某一根线路是否有电十分必要，但是非常具有挑战性。
现在常用的验电器的工作原理为金属球感生电压，其核心机制为金属体内的实际电场应该为0，所以当金属球处于外电场中时会在表面上形成电荷以对抗外电场。这种验电器一般为棍状，需要人员手持登高作业，具有一定的危险性，而且在特高压设备上还存在不能准确检测的问题。
日本的S.Sato等人(SSato，HIwata，MKushima，Liquid-CrystalElectric-FieldSensor，PreprintsofSymposiumonLiquidCrystals11,36-37,1985)提出一些向列相聚合物可以实现电场传感，但是实现聚合物极化的电场阈值在1kV/cm水平，在实际高压输电场合中，这一电场已经很大了，况且近来公众十分注意电场安全，这一传感阈值的降低对于电场传感器的实际应用具有关键作用。近来，有一类聚合物分子(4-(6-(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚的聚合物)在微弱的电场下会发生电极化，电极化的阈值电场经常只需要100V/m，所以有可能以此形成一个具有视觉指示效果的电场传感器，这可以用于日常较低电场的电场传感检测，可以实现高压设备甚至日常用电的安全工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置及应用方法，结构简单，使用方便，基于聚合物分子(4-(6-(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚的聚合物)极化进行验电，提高了验电灵敏度，并可实现定位监测。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，该装置包括：电场传感器和监控组件，所述电场传感器包括封装有向列相聚合物分子的显示屏、分别与显示屏的正负极引脚连接的两块金属箔片以及用于封装显示屏和金属箔片的透明外壳，所述向列相聚合物分子为4-(6-(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚；所述监控组件包括微型控制器、GPS定位模块和无线通信模块，所述微型控制器分别与所述GPS定位模块和无线通信模块电性连接，所述微型控制器通过所述无线通信模块与控制终端无线通信连接。
可选的，所述监控组件设置在监控壳体内，所述透明外壳设置在所述监控壳体的上部，所述监控壳体的背部设置有用于与电力设备连接的可拆卸连接件。
可选的，所述可拆卸连接件为挂钩或粘贴板，所述挂钩的材质为绝缘材料。
可选的，所述监控组件还包括位移传感器和振动传感器，所述移传感器和振动传感器分别与所述微型控制器电性连接。
可选的，所述监控组件还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述微型控制器电性连接。
可选的，所述监控壳体内设置有电源模块，所述电源模块为锂电池，所述锂电池用于为所述监控组件供电；所述锂电池连接有电量传感器，所述电量传感器与所述微型控制器电性连接。
可选的，两块所述金属箔片分别与显示屏的正负极引脚焊接。
可选的，所述显示屏采用偏光片封装。
可选的，所述显示屏上设有增透膜，所述增透膜为红光增透膜。
可选的，所述监控终端为手机或计算机。
本发明还提供了一种基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置的应用方法，应用上述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，包括以下步骤：
将多个基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置分别安装到不同电力设备的附近；
每个高压安全指示装置的微型控制器将定位信号通过无线通信模块发送到监控终端；
监控终端为每个高压安全指示装置进行标号，并根据定位信号，建立监测布局图；
用户基于监测布局图进行轨迹导航，到相应地点，查看相应电力设备的验电状况。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，第一，电场传感器包括封装有向列相聚合物分子的显示屏、分别与显示屏的正负极引脚连接的两块金属箔片以及用于封装显示屏和金属箔片的透明外壳，所述向列相聚合物分子为4-(6-(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚，其在微弱的电场下会发生电极化，电极化的阈值电场经常只需要100V/m，通过显示屏形成一个具有视觉指示效果的电场传感器，可用于日常较低电场的电场传感检测；第二，本装置结构简单，使用方便，通过挂钩可以长期悬挂于电力设备上，远距离连续地观察验电，从而实现了提高验电效率及准确性，对配电安全生产起到有力的促进作用，大幅降低验电设备的成本，同时保障检验人员安全；第三，通过GPS定位模块，可以对各个电力设备上的电场传感器进行定位，防止电场传感器丢失；第四，通过位移传感器和振动传感器可以监测电场传感器的位置状态，如果挂钩连接不稳固，造成电场传感器掉落，可以及时通知用户；第五，通过温湿度传感器采集环境参数，便于用户了解外界环境对电场验电造成的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置的侧面结构示意图；
图3为本发明实施例显示屏和金属箔片的连接示意图；
图4为本发明实施例向列相聚合物分子的传感曲线；
图5为本发明实施例监控组件的原理框图；
附图标记说明：1、透明外壳；2、显示屏；3、金属箔片；4、监控壳体；5、可拆卸连接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置及应用方法，结构简单，使用方便，基于聚合物分子(4-(6-(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚的聚合物)极化进行验电，提高了验电灵敏度，并可实现定位监测。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图5所示，本发明实施例提供的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，包括：电场传感器和监控组件，所述电场传感器包括封装有向列相聚合物分子的显示屏2、分别与显示屏2的正负极引脚连接的两块金属箔片3以及用于封装显示屏和金属箔片的透明外壳1，所述向列相聚合物分子为4-(6-(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚；所述监控组件包括微型控制器、GPS定位模块和无线通信模块，所述微型控制器分别与所述GPS定位模块和无线通信模块电性连接，所述微型控制器通过所述无线通信模块与控制终端无线通信连接。所述监控终端为手机或计算机。
其中，所述透明外壳1的材质可以是有机玻璃或塑料，既可以防护安装在其内部的显示屏2和金属箔片3，也不影响观察验电结果；所述显示屏2为定制的非点阵类显示屏；显示屏2的屏显内容可选“有电”、“带电”、“高压”等；显示屏2的屏幕大小、形状与外壳1的大小、形状相适配，便于装配；在封装时可以调整金属箔片3的位置和大小来调节电压的大小，通过调整金属箔片3的取向，能起到三根高压线虽然靠的很近但仍然可以区分来自哪个高压线的效果。所述金属箔片3的材质为铜箔、铝箔或锡箔。
所述监控组件设置在监控壳体4内，所述透明外壳1设置在所述监控壳体4的上部，所述监控壳体4的背部设置有用于与电力设备连接的可拆卸连接件5，所述可拆卸连接件5为挂钩或粘贴板，所述挂钩的材质为绝缘材料。所述挂钩可以与装置一体化设置，与用电设备稳固连接。
所述监控组件还包括位移传感器和振动传感器，所述移传感器和振动传感器分别与所述微型控制器电性连接。所述监控组件还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述微型控制器电性连接。所述温湿度传感器用于监测环境的温湿度数据。
所述监控壳体4内设置有电源模块，所述电源模块为锂电池，所述锂电池用于为所述监控组件供电；所述锂电池连接有电量传感器，所述电量传感器与所述微型控制器电性连接，实现电量监测。
两块所述金属箔片3分别与显示屏2的正负极引脚焊接。
所述显示屏2采用偏光片封装，向列相聚合物分子有10％发生电极化时，显示屏2就能显色，便于观察显示屏2上的显示内容。所述显示屏2上设有增透膜，显示屏2上可以显示出需要的颜色的字体。所述增透膜为红光增透膜，使显示屏2上的显示字体为红色，实际现场应用，红色更为显眼，便于观看。所述向列相聚合物分子的工作阈值不大于100V/m，向列相聚合物分子在微弱的电场下就会发生电极化，便于显示，如图4所示。
一种基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置的应用方法，应用上述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，包括以下步骤：
将多个基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置分别安装到不同电力设备的附近；
每个高压安全指示装置的微型控制器将定位信号通过无线通信模块发送到监控终端；
监控终端为每个高压安全指示装置进行标号，并根据定位信号，建立监测布局图；
用户基于监测布局图进行轨迹导航，到相应地点，查看相应电力设备的验电状况。
本发明提供的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，第一，电场传感器包括封装有向列相聚合物分子的显示屏、分别与显示屏的正负极引脚连接的两块金属箔片以及用于封装显示屏和金属箔片的透明外壳，所述向列相聚合物分子为4-(6-(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚，其在微弱的电场下会发生电极化，电极化的阈值电场经常只需要100V/m，通过显示屏形成一个具有视觉指示效果的电场传感器，可用于日常较低电场的电场传感检测；第二，本装置结构简单，使用方便，通过挂钩可以长期悬挂于电力设备上，远距离连续地观察验电，从而实现了提高验电效率及准确性，对配电安全生产起到有力的促进作用，大幅降低验电设备的成本，同时保障检验人员安全；第三，通过GPS定位模块，可以对各个电力设备上的电场传感器进行定位，防止电场传感器丢失；第四，通过位移传感器和振动传感器可以监测电场传感器的位置状态，如果挂钩连接不稳固，造成电场传感器掉落，可以及时通知用户；第五，通过温湿度传感器采集环境参数，便于用户了解外界环境对电场验电造成的影响。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，其特征在于，包括：电场传感器和监控组件，所述电场传感器包括封装有向列相聚合物分子的显示屏、分别与显示屏的正负极引脚连接的两块金属箔片以及用于封装显示屏和金属箔片的透明外壳，所述向列相聚合物分子为4-(6-(丙烯酰氧基)已氧基)苯酚；所述监控组件包括微型控制器、GPS定位模块和无线通信模块，所述微型控制器分别与所述GPS定位模块和无线通信模块电性连接，所述微型控制器通过所述无线通信模块与控制终端无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，其特征在于，所述监控组件设置在监控壳体内，所述透明外壳设置在所述监控壳体的上部，所述监控壳体的背部设置有用于与电力设备连接的可拆卸连接件。
3.根据权利要求2所述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，其特征在于，所述可拆卸连接件为挂钩或粘贴板，所述挂钩的材质为绝缘材料。
4.根据权利要求1所述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，其特征在于，所述监控组件还包括位移传感器和振动传感器，所述移传感器和振动传感器分别与所述微型控制器电性连接。
5.根据权利要求1所述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，其特征在于，所述监控组件还包括温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述微型控制器电性连接。
6.根据权利要求2所述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，其特征在于，所述监控壳体内设置有电源模块，所述电源模块为锂电池，所述锂电池用于为所述监控组件供电；所述锂电池连接有电量传感器，所述电量传感器与所述微型控制器电性连接。
7.根据权利要求1所述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，其特征在于，两块所述金属箔片分别与显示屏的正负极引脚焊接。
8.根据权利要求1所述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，其特征在于，所述显示屏采用偏光片封装，所述显示屏上设有增透膜，所述增透膜为红光增透膜。
9.根据权利要求1所述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，其特征在于，所述监控终端为手机或计算机。
10.一种基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置的应用方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一所述的基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置，包括以下步骤：
将多个基于向列相聚合物极化的高电压安全指示装置分别安装到不同电力设备的附近；
每个高压安全指示装置的微型控制器将定位信号通过无线通信模块发送到监控终端；
监控终端为每个高压安全指示装置进行标号，并根据定位信号，建立监测布局图；
用户基于监测布局图进行轨迹导航，到相应地点，查看相应电力设备的验电状况。
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