本實(shí)用新型涉及電力工程測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種電壓測(cè)量微針裝置。

背景技術(shù)：

電壓與電流的測(cè)量操作，是電力工程測(cè)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(cè)量操作。電流的測(cè)量操作通過“鉗形電流互感器”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在絕緣導(dǎo)線上“直接”進(jìn)行電流測(cè)量，給電力測(cè)量工作帶來了極大便利。但是，目前，全世界沒有哪一個(gè)儀表能夠在兩個(gè)絕緣導(dǎo)體上測(cè)量出電壓。

例如，在電能計(jì)量裝置的錯(cuò)誤接線帶電檢查、在電能表的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)負(fù)荷校驗(yàn)、在現(xiàn)場(chǎng)反竊電等工作中，經(jīng)常要測(cè)量電能計(jì)量裝置的電壓，此時(shí)必須打開計(jì)量裝置及計(jì)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(chǎng)電力工作的繁瑣性和困難，更為重要的是：在現(xiàn)場(chǎng)反竊電取證時(shí)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(cè)量絕緣導(dǎo)線間的電壓，以免因火線與零線發(fā)生錯(cuò)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(cè)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(cè)量絕緣導(dǎo)體間的電壓，常常需要通過儀器儀表測(cè)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(cè)量技術(shù)水平是做不到“在絕緣導(dǎo)體間測(cè)出電壓”的。

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

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

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有電力測(cè)量技術(shù)中存在的缺陷，提供一種電壓測(cè)量微針裝置。

本實(shí)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(cè)量微針裝置，包括：防護(hù)筒膛、推送裝置、微型探針和測(cè)試導(dǎo)線；

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(yùn)動(dòng)；

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(cè)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(cè)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(dòng)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(gè)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(cè)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(shí)發(fā)光，帶電指示燈發(fā)光表示微型探針處于測(cè)試狀態(tài)并警示觸電危險(xiǎn)。

按上述方案，所述測(cè)試導(dǎo)線的另一端置于防護(hù)筒膛之外。

按上述方案，所述測(cè)試導(dǎo)線置于防護(hù)筒膛之外。

按上述方案，所述測(cè)試導(dǎo)線的另一端與測(cè)試插芯連成一體。

按上述方案，所述測(cè)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(cè)量?jī)x器儀表連接，實(shí)現(xiàn)包括電壓在內(nèi)的多個(gè)電學(xué)量的測(cè)量。

本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是：

1)測(cè)量的準(zhǔn)確度高：碳納米管在機(jī)械方面具有非常高的機(jī)械強(qiáng)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(cè)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(cè)量導(dǎo)體的良好電氣連接，從而保證了測(cè)量回路的接觸電阻極小。

由于本實(shí)用新型利用的是由碳納米管制成的電壓測(cè)量探針，電壓測(cè)量探針本身的電阻R_本身和探針與被測(cè)量裸導(dǎo)體的接觸電阻R_接觸大大小于電壓測(cè)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(jì)，因此測(cè)量時(shí)能大大提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。

2)提高了測(cè)量的靈敏度：由于碳納米管的電流響應(yīng)快，對(duì)小電流敏感，電流密度大，因此可以大大提高測(cè)量的靈敏度。

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

4)測(cè)量時(shí)省力：由于碳納米管的直徑僅數(shù)十納米，其強(qiáng)度是鋼的10倍，因此在電壓測(cè)量時(shí)微型探針非常容易地進(jìn)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(jià)格已經(jīng)走低，而且微型探針對(duì)納米材料的用量很少。

6)交、直流兩用：本裝置能實(shí)現(xiàn)交流電壓、直流電壓的測(cè)量。

7)高、低壓均可測(cè)量：本裝置的電壓測(cè)量強(qiáng)度高，高電壓和低電壓均可測(cè)量。

8)測(cè)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(cè)量微針能夠毫不損傷絕緣層而進(jìn)入裸導(dǎo)體表面，測(cè)量完畢拔出電壓測(cè)量微針后，也不會(huì)對(duì)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(cè)量過程中通過測(cè)量回路的電流一般非常小(否則會(huì)引較大的測(cè)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(dá)銅的100多倍，可以作為超級(jí)耐受高電流密度的材料，因此電壓測(cè)量微針在測(cè)量電壓過程中的電阻極小，即使長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量也不會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱問題。

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

11)燈籠型測(cè)試插芯性能優(yōu)良：帶安全防護(hù)蓋的純銅燈籠插芯，不僅機(jī)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(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的配件示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

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

如圖1和圖2所示，一種電壓測(cè)量微針裝置，包括：防護(hù)筒膛2、測(cè)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(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(gè)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(zhǎng)度以方便測(cè)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(yùn)動(dòng)；

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(cè)試導(dǎo)線4的另一端與測(cè)試插芯6連成一體。

當(dāng)測(cè)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(cè)量?jī)x器儀表連接時(shí)，能實(shí)現(xiàn)包括電壓在內(nèi)的多個(gè)電學(xué)量的測(cè)量。

為了增強(qiáng)易用性和安全性，讓微型探針自動(dòng)回縮至防護(hù)筒膛內(nèi)，所述電壓測(cè)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(qǐng)的推送裝置只要能滿足功能，不拘泥其實(shí)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(gè)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(cè)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(shí)發(fā)光，帶電指示燈發(fā)光表示微型探針處于測(cè)試狀態(tài)并警示觸電危險(xiǎn)。

使用本裝置時(shí)，測(cè)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(cè)量?jī)x器儀表連接，實(shí)現(xiàn)包括電壓在內(nèi)的多個(gè)電學(xué)量的測(cè)量，為防止觸電，還為測(cè)試插芯6配套設(shè)有安全防護(hù)蓋7。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)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)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。