本發(fā)明涉及電力工程測量技術(shù)，尤其涉及一種絕緣導(dǎo)線電壓測試儀。

背景技術(shù)：

電壓與電流的測量操作，是電力工程測量、電力科學(xué)研究和電力生產(chǎn)工作中操作頻率最多的基本測量操作。電流的測量操作通過“鉗形電流互感器”已經(jīng)實現(xiàn)了在絕緣導(dǎo)線上“直接”進(jìn)行電流測量，給電力測量工作帶來了極大便利。但是，目前，全世界沒有哪一個儀表能夠在兩個絕緣導(dǎo)體上測量出電壓。

例如，在電能計量裝置的錯誤接線帶電檢查、在電能表的現(xiàn)場實負(fù)荷校驗、在現(xiàn)場反竊電等工作中，經(jīng)常要測量電能計量裝置的電壓，此時必須打開計量裝置及計量設(shè)備的封印和表蓋及防護(hù)裝置，這些無疑大大增加了現(xiàn)場電力工作的繁瑣性和困難，更為重要的是：在現(xiàn)場反竊電取證時難以甄別責(zé)任的分界，導(dǎo)致竊電證據(jù)無法讓法庭采信，違法犯罪行為得不到懲處。

再如，低壓配電線路均是使用的絕緣導(dǎo)線，經(jīng)常需要測量絕緣導(dǎo)線間的電壓，以免因火線與零線發(fā)生錯誤而造成嚴(yán)重事故，或因電壓大小未知而導(dǎo)致電力的非正常使用。但是目前的電壓表要想測量出絕緣導(dǎo)線的電壓是不可能的。

再如，在電力科學(xué)研究中，經(jīng)常需要測量絕緣導(dǎo)體間的電壓，常常需要通過儀器儀表測量出電壓數(shù)值來確定電功率、電功、(最大)需量、電能量等，目前的電力測量技術(shù)水平是做不到“在絕緣導(dǎo)體間測出電壓”的。

再如，電力電纜內(nèi)部導(dǎo)線間電壓的測量一直是電力工程測量的盲區(qū)，目前的電力測量技術(shù)水平望塵莫及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有電力測量技術(shù)中存在的缺陷，提供一種電壓測量微針裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種絕緣導(dǎo)線電壓測試儀，包括兩個電壓測量微針裝置、測試導(dǎo)線和電壓測量計，

所述電壓測量微針裝置包括：防護(hù)筒膛、推送裝置和微型探針；

所述推送裝置套設(shè)在防護(hù)筒膛內(nèi)部；

所述推送裝置和微型探針固定連接；微型探針隨著推送裝置在防護(hù)筒膛內(nèi)部做前后活塞式運動；

所述微型探針是采用高強(qiáng)度銅合金制成的微型探針；微型探針的直徑為10至100納米；

所述測試導(dǎo)線的一端通過針座與微型探針連接。

按上述方案，所述測試導(dǎo)線的另一端與電壓測量計連成一體，實現(xiàn)電壓信號的測量。

按上述方案，所述電壓測量計為數(shù)字電壓表頭，包括電壓輸入電路、功能變換電路、測試電路、計數(shù)顯示電路、電壓信號輸出電路、信息存儲電路和工作電源電路。

按上述方案，所述電壓測量微針裝置還包括用于促使推送裝置在撤除外力后能自動回縮至防護(hù)筒膛內(nèi)的回力彈簧，所述回力彈簧置于防護(hù)筒膛內(nèi)。

按上述方案，所述推送裝置包括推桿、針座和推頭；整個微型探針置于與推桿中心，推頭固定于推桿端部。

按上述方案，所述防護(hù)筒膛的前端設(shè)置有出針孔。

按上述方案，所述防護(hù)筒膛的前端向外延伸設(shè)有防護(hù)套管，所述防護(hù)套管為柔性絕緣護(hù)套。

按上述方案，所述防護(hù)筒膛的前端為圓柱或圓錐形結(jié)構(gòu)。

按上述方案，所述電壓測量微針裝置還包括帶電指示燈，所述帶電指示燈在微型探針接觸到絕緣導(dǎo)體的內(nèi)部金屬時發(fā)光，帶電指示燈發(fā)光表示微型探針處于測試狀態(tài)并警示觸電危險。

按上述方案，所述測試導(dǎo)線置于防護(hù)筒膛之外。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：

1)電壓測量探針的機(jī)械強(qiáng)度極高：

高強(qiáng)度銅合金材料，既具有極高強(qiáng)度和硬度以及良好塑性，又具備極好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、耐寒性、耐磨性、無鐵磁性。其抗拉強(qiáng)度>600MPa,硬度>200HV，導(dǎo)電率>80％IACS,能承受的夾緊力和頂鍛力>1.0×106N，電流密度大。

利用這些機(jī)械特性，可以非常容易地穿透任何絕緣層，直接與絕緣層內(nèi)部的金屬導(dǎo)體良好接觸。

2)測量時電壓測量探針與被測導(dǎo)體的接觸電阻極?。?/p>

高強(qiáng)度銅合金材料具有極高強(qiáng)度和硬度以及良好塑性。

利用這些特性，電壓測量探針可以容易地直接與絕緣層內(nèi)部的裸導(dǎo)體良好接觸，保證了與被測量導(dǎo)線的良好接觸，從而保證了測量回路的接觸電阻極小。

3)測量過程中不損傷導(dǎo)體的絕緣層：

高強(qiáng)度銅合金可鍛造為直徑100納米左右的棒狀或針狀材料。

利用高強(qiáng)度銅合金制成的電壓測量探針能夠毫不損傷絕緣層而進(jìn)入裸導(dǎo)體表面，測量完畢拔出電壓測量探針后，也不會對絕緣層造成任何傷害或留下任何針孔痕跡。

4)電壓測量探針本身的電阻極?。弘妷簻y量過程中通過測量回路的電流一般非常小(否則會引較大的測量誤差)，而高強(qiáng)度銅合金棒針的導(dǎo)電率和電流密度極高，均可以作為超級耐受高電流密度的材料，因此電壓測量探針在測量電壓過程中的電阻極小，從而保證了測量過程的準(zhǔn)確性。

5)提高了測量的準(zhǔn)確度：由于本發(fā)明利用的是電壓測量探針，電壓測量探針本身的電阻R_本身和探針與被測量裸導(dǎo)體的接觸電阻R_接觸大大小于電壓測量儀本身的內(nèi)電阻R_V，與R_V相比，R_本身和R_接觸均可忽略不計，因此測量時能大大提高測量的準(zhǔn)確度。

6)提高了測量的靈敏度：由于高強(qiáng)度銅合金的電流響應(yīng)快，對小電流敏感，電流密度大，因此可以大大提高測量的靈敏度。

7)保證了測量的安全性：帶電氣絕緣強(qiáng)度高的長絕緣柔性套管，套沒防護(hù)筒膛的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在測量電壓時，測量探針的長度需要伸出多長就伸出多長，導(dǎo)體探針伸出后即進(jìn)入被測絕緣導(dǎo)體的絕緣層內(nèi)部，即測量探針在整個測量過程中均不必裸露在防護(hù)筒膛和絕緣套管外面，保證了測量人員的電氣安全；電壓測量探針可回縮式防傷手設(shè)計，測量完畢后探針可回縮至防護(hù)筒膛內(nèi)，保證測量人員操作時不被探針劃傷。在儀表設(shè)計構(gòu)造上，完全實現(xiàn)“盲測”和“點測”以及電氣/機(jī)械雙層保護(hù)，保證了電氣測量絕對安全和消除了探針劃傷的可能性。

8)測量時省力：由于高強(qiáng)度銅合金的機(jī)械強(qiáng)度和硬度較高，因此電壓測量探針非常容易地進(jìn)入絕緣層內(nèi)部，十分省力。

9)價格低：隨著高強(qiáng)度銅合金材料的廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)成本越來越低，價格已經(jīng)走低，而且電壓測量探針對高強(qiáng)度銅合金材料的用量很少，能低成本量產(chǎn)。

10)測試導(dǎo)線與電壓測量計一體化設(shè)計，降低了測試導(dǎo)線的接觸電阻，提高了測量的準(zhǔn)確度和靈敏度。

11)能自動識別交流、直流電壓；能自動轉(zhuǎn)換量程，具有自適應(yīng)量程功能。

12)能數(shù)字顯示測量結(jié)果；能存儲和輸出測量結(jié)果并與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例電壓測量微針裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例電壓測量微針裝置的配件示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例數(shù)字電壓表頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1和圖2所示，一種絕緣導(dǎo)線電壓測試儀，包括兩個電壓測量微針裝置51、測試導(dǎo)線和電壓測量計53，兩個電壓測量微針裝置51分別通過測試導(dǎo)線和電壓測量計53相連，電壓測量微針裝置51測量時，直接通過微針進(jìn)入待測絕緣導(dǎo)線52中。其中電壓測量微針裝置，包括：防護(hù)筒膛2、推送裝置3和微型探針1；

如圖3所示，推送裝置3套設(shè)在防護(hù)筒膛2內(nèi)部；防護(hù)筒膛的前端21為圓柱或者圓錐形結(jié)構(gòu)，防護(hù)筒膛的前端面中央設(shè)置有出針孔，防護(hù)筒膛的前端頭部向外延伸設(shè)置防護(hù)套管，所述防護(hù)套管為柔性絕緣護(hù)套；

推送裝置3包括推桿、推頭32和針座31；整個微型探針置于與推桿連接的針座上，推頭固定于推桿端部，微型探針從防護(hù)筒膛的前端21伸出合適長度以方便測量。所述推送裝置和微型探針固定連接；微型探針隨著推送裝置在防護(hù)筒膛內(nèi)部做前后活塞式運動；

微型探針是利用高強(qiáng)度銅合金制成的微型探針；微型探針的直徑為10至100納米，本實施例中為100納米。

為了增強(qiáng)易用性和安全性，讓微型探針自動回縮至防護(hù)筒膛內(nèi)，所述電壓測量微針裝置還包括用于促使推送裝置在撤除外力后能回縮至防護(hù)筒膛內(nèi)的回力彈簧22，所述回力彈簧置于防護(hù)筒膛內(nèi)。

本申請的推送裝置只要能滿足功能，不拘泥其實現(xiàn)形式，此處公開一種常見的推送裝置：包括推桿、推頭和針座；整個微型探針置于推桿中心，推頭固定于推桿端部。

為了確認(rèn)微型探針是否觸碰到絕緣導(dǎo)體內(nèi)部的金屬體，電壓測量微針裝置還包括帶電指示燈5，所述帶電指示燈在微型探針接觸到絕緣導(dǎo)體的內(nèi)部金屬時發(fā)光，帶電指示燈發(fā)光表示微型探針處于測試狀態(tài)并警示觸電危險。

使用本裝置時，作為成套裝置，將測試導(dǎo)線4的另一端與電壓測量計制成一體，實現(xiàn)電壓信號的測量，這樣測量更加安全、測量響應(yīng)速度更快。

本實施例采用的電壓表為數(shù)字電壓表頭，如圖4所示，包括電壓輸入電路、功能變換電路、測試電路、計數(shù)顯示電路、電壓信號輸出電路、信息存儲電路和工作電源電路。

各電路的功能如下：

電壓輸入電路：用于輸入待測試模擬電壓信號。

功能變換電路(功能變換器)：用于將高電壓變?yōu)閾Q為數(shù)字電壓表能承受的低電壓；經(jīng)線性AC/DC轉(zhuǎn)換器將交換電壓變換為微小的直流電壓；實現(xiàn)變換器與電網(wǎng)隔離，以減小電網(wǎng)干擾。

測試電路(直流數(shù)字電壓基本表DC-DVM)：用于利用專用集成的DCV-A/D轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換；測量出電壓的大小。

計數(shù)顯示電路(計數(shù)器和顯示器)：計數(shù)器將數(shù)字量計數(shù)存儲并以十進(jìn)制數(shù)字將被測量電壓顯示出來。

電壓信號輸出電路：利用輸出數(shù)字通訊接口，輸出測量電壓信號(如脈沖輸出或數(shù)字輸出)。輸出及通信部分包括脈沖輸出接口及通信接口。數(shù)字通信接口有遠(yuǎn)紅外口、RS485口、RS232口等。電能脈沖輸出接口可供校表使用，數(shù)字通信接口用來與其它設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、抄讀、設(shè)置表計參數(shù)等。

信息存儲電路(存儲器)：保存測量結(jié)果。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，如將微型探針的制作材料替換成高強(qiáng)度銅合金或其它類似性能的材料，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。