本實用新型涉及電力工程測量技術(shù)，尤其涉及一種電壓測量微針裝置。

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。

本實用新型通過“利用碳納米材料制成的電壓測量微型探針”完全實現(xiàn)了在絕緣導(dǎo)體上“直接”測量出電壓數(shù)值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(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。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種電壓測量微針裝置，包括：防護筒膛、推送裝置、微型探針和測試導(dǎo)線；

所述推送裝置套設(shè)在防護筒膛內(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筒膛內(nèi)部做前后活塞式運動；

所述微型探針是利用碳納米管制成的微型探針；微型探針的直徑范圍為10納米至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筒膛內(nèi)的回力彈簧，所述回力彈簧置于防護筒膛內(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，所述防護筒膛的前端設(shè)置有出針孔。

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

按上述方案，所述防護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)線的另一端置于防護筒膛之外。

按上述方案，所述測試導(dǎo)線置于防護筒膛之外。

按上述方案，所述測試導(dǎo)線的另一端與測試插芯連成一體。

按上述方案，所述測試插芯與電壓表、功率表、電能表、相位伏安表、功率因數(shù)表、相序表等測量儀器儀表連接，實現(xiàn)包括電壓在內(nèi)的多個電學(xué)量的測量。

本實用新型產(chǎn)生的有益效果是：

1)測量的準確度高：碳納米管在機械方面具有非常高的機械強度和彈性，在電子學(xué)方面具有優(yōu)良的導(dǎo)體特性。利用這些特性，電壓測量微針可以容易地直接與絕緣層內(nèi)部的裸導(dǎo)體緊密接觸，保證了與被測量導(dǎo)體的良好電氣連接，從而保證了測量回路的接觸電阻極小。

由于本實用新型利用的是由碳納米管制成的電壓測量探針，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回路本身的內(nèi)電阻R_V，與電阻值非常大的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確度。

2)提高了測量的靈敏度：由于碳納米管的電流響應(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。

3)保證了測量的安全性：帶電氣絕緣強度高的絕緣柔性套管和防護筒膛的獨特結(jié)構(gòu)設(shè)計，在測量電壓時微型探針的長度需要伸出多長就伸出多長，微型探針伸出后立即進入被測絕緣導(dǎo)體的絕緣層內(nèi)部，即微型探針在整個測量過程中均不必裸露在防護筒膛、絕緣套管和被測導(dǎo)體絕緣層外面，保證了測量人員的電氣安全；微型探針可回縮式防傷手設(shè)計，測量完畢后探針可自動回縮至防護筒膛內(nèi)，保證測量人員操作時不被探針劃傷。本裝置在設(shè)計構(gòu)造上，完全實現(xiàn)“盲測”和“點測”以及電氣/機械雙層保護，保證了電氣測量絕對安全和消除了被探針劃傷的可能性。

4)測量時省力：由于碳納米管的直徑僅數(shù)十納米，其強度是鋼的10倍，因此在電壓測量時微型探針非常容易地進入任何絕緣層內(nèi)部，十分省力。

5)生產(chǎn)成本低：隨著納米材料的廣泛應(yīng)用，其生產(chǎn)成本越來越低，價格已經(jīng)走低，而且微型探針對納米材料的用量很少。

6)交、直流兩用：本裝置能實現(xiàn)交流電壓、直流電壓的測量。

7)高、低壓均可測量：本裝置的電壓測量強度高，高電壓和低電壓均可測量。

8)測量過程中不損傷絕緣導(dǎo)體的絕緣層：碳納米管的直徑最小僅數(shù)納米至數(shù)十納米。利用碳納米管制成的電壓測量微針能夠毫不損傷絕緣層而進入裸導(dǎo)體表面，測量完畢拔出電壓測量微針后，也不會對絕緣層材料造成任何傷害或留下任何針孔痕跡。

9)微型探針本身的電阻極小：電壓測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)，而碳納米管的直徑僅數(shù)十納米但其電流密度可達銅的100多倍，可以作為超級耐受高電流密度的材料，因此電壓測量微針在測量電壓過程中的電阻極小，即使長時間測量也不會導(dǎo)致發(fā)熱問題。

10)測試導(dǎo)線經(jīng)久耐用：測試導(dǎo)線采用多股軟純銅線制成，護套絕緣層采用絕緣強度高的柔軟性能好的絕緣材料制成，機械抗折和電氣絕緣以及過流性能極好。

11)燈籠型測試插芯性能優(yōu)良：帶安全防護蓋的純銅燈籠插芯，不僅機械和電氣接觸性能優(yōu)良，而且其電氣安全性能也得到完全保障。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例的配件示意圖；

圖3是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本實用新型作進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1和圖2所示，一種電壓測量微針裝置，包括：防護筒膛2、測試導(dǎo)線4、推送裝置3和微型探針1；

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

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筒膛內(nèi)部做前后活塞式運動；

微型探針是利用碳納米管制成的微型探針；微型探針的直徑范圍為10納米至100納米；

如圖3所示，測試導(dǎo)線4的另一端與測試插芯6連成一體。

當(dāng)測試插芯6與電壓表、功率表、電能表、相位伏安表、功率因數(shù)表、相序表等測量儀器儀表連接時，能實現(xiàn)包括電壓在內(nèi)的多個電學(xué)量的測量。

為了增強易用性和安全性，讓微型探針自動回縮至防護筒膛內(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筒膛內(nèi)的回力彈簧22，所述回力彈簧置于防護筒膛內(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，測試插芯6與電壓表、功率表、電能表、相位伏安表、功率因數(shù)表、相序表等測量儀器儀表連接，實現(xiàn)包括電壓在內(nèi)的多個電學(xué)量的測量，為防止觸電，還為測試插芯6配套設(shè)有安全防護蓋7。

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)上述說明加以改進或變換，如將微型探針的制作材料替換成高強度銅合金或其它類似性能的材料，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。