一种高压直流电场传感头

专利摘要:
本实用新型公开了一种高压直流电场传感头，包括绝缘盒体，绝缘盒体的内部下端设置有探头机构，绝缘盒体的内部上端设置有旋转机构，探头机构包括泡克尔传感器探头，泡克尔传感器探头的一端固定连接有两个单芯光缆，绝缘盒体的一侧开设有两个通孔，绝缘盒体远离通孔的一侧表面开设有通槽，本实用新型的有益效果是：本传感器直接抽取电极上的电压信号进行处理，为电压型传感器；本传感器系通过几十米～几百米光缆将信号传到地面进行处理，在高压侧无需配置电子设备，从而减小了传感器的体积，也减小了对被测电场产生的畸变；本传感器的电子设备在低压侧(地面)，无高压侧电磁场干扰问题，易于进行工程处理。
公开号:CN214335075U
申请号:CN202022096818.1U
申请日:2020-09-23
公开日:2021-10-01
发明作者:刘研；毛凤麟
申请人:Xi'an Ancient River Electrical Engineering Co ltd；
IPC主号:G01R29-14

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及传感器技术领域，具体为一种高压直流电场传感头。
[n0002] 在进行空间直流电场强度测量时，现有的测量方式是利用电极间电容的变化产生电流的变化，抽取电流在电阻上的压降信号进行处理，属电流型传感器，电流型传感器必须在高压侧配置电子电路及电源对信号进行处理，难以减小设备的体积，对被测电场产生畸变，电流型传感器的高压侧电子设备易受电晕放电等电磁场和离子流的干扰，必须采取良好的电磁场屏蔽措施，否则难以应用。
[n0003] 本实用新型的目的在于提供一种高压直流电场传感头，以解决上述背景技术中提出的问题。
[n0004] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高压直流电场传感头，包括绝缘盒体，所述绝缘盒体的内部下端设置有探头机构，所述绝缘盒体的内部上端设置有旋转机构。
[n0005] 优选的，所述探头机构包括泡克尔传感器探头，所述泡克尔传感器探头的一端固定连接有两个单芯光缆，所述绝缘盒体的一侧开设有两个通孔，所述绝缘盒体远离通孔的一侧表面开设有通槽，所述泡克尔传感器探头远离单芯光缆的一侧表面固定连接有第一电极，所述第一电极的外表面固定连接有电刷，所述泡克尔传感器探头靠近第一电极的一端表面固定连接有第二电极，所述第二电极的一端外表面固定连接有固定环，所述固定环的上表面固定连接有固定极板。
[n0006] 优选的，所述旋转机构包括微型直流电机，所述微型直流电机固定连接在绝缘盒体的内部，所述微型直流电机的输出端固定连接有绝缘轴，所述绝缘轴远离微型直流电机的一端固定连接有导电轴，所述绝缘盒体靠近通槽的一侧表面开设有圆槽，所述圆槽的内部固定插接有轴承，所述导电轴远离绝缘轴的一端固定连接有转杆，所述转杆的一端固定连接有旋转极板。
[n0007] 优选的，所述单芯光缆与对应的通孔插接设置。
[n0008] 优选的，所述第二电极与通槽插接设置。
[n0009] 优选的，所述电刷与导电轴接触设置。
[n0010] 优选的，所述导电轴与轴承转动连接。
[n0011] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本传感器直接抽取电极上的电压信号进行处理，为电压型传感器；本传感器系通过几十米～几百米光缆将信号传到地面进行处理，在高压侧无需配置电子设备，从而减小了传感器的体积，也减小了对被测电场产生的畸变；本传感器的电子设备在低压侧 (地面)，无高压侧电磁场干扰问题，易于进行工程处理。
[n0012] 图1为本实用新型的结构示意图；
[n0013] 图2为本实用新型的结构侧视图；
[n0014] 图3为本实用新型图1中A-A向剖视图；
[n0015] 图中：1、绝缘盒体；2、探头机构；21、泡克尔传感器探头；22、通孔； 23、单芯光缆；24、第一电极；25、第二电极；26、通槽；27、固定环；28、固定极板；29、电刷；3、旋转机构；31、微型直流电机；32、绝缘轴；33、导电轴；34、圆槽；35、轴承；36、转杆；37、旋转极板。
[n0016] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[n0017] 请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种高压直流电场传感头，包括绝缘盒体1，绝缘盒体1的内部下端设置有探头机构2，绝缘盒体1的内部上端设置有旋转机构3。
[n0018] 探头机构2包括泡克尔传感器探头21，泡克尔传感器探头21的一端固定连接有两根单芯光缆23，绝缘盒体1的一侧开设有两个通孔22，绝缘盒体1 远离通孔22的一侧表面开设有通槽26，泡克尔传感器探头21远离单芯光缆 23的一侧表面固定连接有第一电极24，第一电极24的外表面固定连接有电刷29，泡克尔传感器探头21靠近第一电极24的一端表面固定连接有第二电极25，第二电极25的一端外表面固定连接有固定环27，固定环27的上表面固定连接有固定极板28，探头机构2用来测量电压幅值。
[n0019] 旋转机构3包括微型直流电机31，微型直流电机31固定连接在绝缘盒体 1的内部，微型直流电机31的输出端固定连接有绝缘轴32，绝缘轴32远离微型直流电机31的一端固定连接有导电轴33，绝缘盒体1靠近通槽26的一侧表面开设有圆槽34，圆槽34的内部固定插接有轴承35，导电轴33远离绝缘轴32的一端固定连接有转杆36，转杆36的一端固定连接有旋转极板37，旋转机构3通过改变旋转极板37与固定极板28间的位置给泡克尔传感器探头21传递电压信号。
[n0020] 单芯光缆23与对应的通孔22插接设置，便于输出信号。
[n0021] 第二电极25与通槽26插接设置，便于连接固定极板28。
[n0022] 电刷29与导电轴33接触设置，便于接受旋转极板37的信号值。
[n0023] 导电轴33与轴承35转动连接，便于导电轴33旋转。
[n0024] 具体的，使用本实用新型时，将绝缘盒体1放置在电场中，微型直流电机31带动绝缘轴32转动，绝缘轴32带动导电轴33转动，导电轴33带动旋转极板37做半径为R的圆周运动。
[n0025] 在旋转极板37位于最高位置时，旋转极板37和固定极板28之间的距离为(2R+h)；两极板间的电位差为(2R+h)E；
[n0026] 在旋转极板37位于最低位置时，旋转极板37和固定极板28之间的距离为h；两极板间的电位差为hE；
[n0027] 两极板间的中心距离按(h+R+Rsinωt)的规律变化，ω＝2πf,f为旋转极板37的转动频率，两极板间的交变电位差为REsinωt,相当于在泡克尔传感器探头21上，输入了一个REsinωt的交流信号电压，从而依靠旋转极板37将直流电场信号调制为交流电场信号，信号幅值和旋转半径R成正比，和场强值E成正比。
[n0028] 泡克尔直流传感器的旋转极板37由φ5微型电机带动，用1.5V电池稳流供电。光缆采用双芯单模光纤，光缆长度几十米～几百米，按实际用途可变。发射侧光源用激光管(LD)，接收侧光电转换用光电管(PD)。
[n0029] 将信号用低噪声放电器放大后，将其中的直流和交流分量分离，分别放大。为防止高压直流输电线路的、由换流站供电的直流电压中可能包含的50Hz 及高次谐波的干扰，电路中采用特制的低通滤波器。然后将信号送入CPU单片机作进一步处理，最后输出结果为被测的空间直流场强值(V/cm)。
[n0030] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[n0031] 此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[n0032] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[n0033] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

权利要求:
Claims (7)
[0001] 1.一种高压直流电场传感头，包括绝缘盒体(1)，其特征在于，所述绝缘盒体(1)的内部下端设置有探头机构(2)，所述绝缘盒体(1)的内部上端设置有旋转机构(3)。
[0002] 2.根据权利要求1所述的一种高压直流电场传感头，其特征在于：所述探头机构(2)包括泡克尔传感器探头(21)，所述泡克尔传感器探头(21)的一端固定连接有两根单芯光缆(23)，所述绝缘盒体(1)的一侧开设有两个通孔(22)，所述绝缘盒体(1)远离通孔(22)的一侧表面开设有通槽(26)，所述泡克尔传感器探头(21)远离单芯光缆(23)的一侧表面固定连接有第一电极(24)，所述第一电极(24)的外表面固定连接有电刷(29)，所述泡克尔传感器探头(21)靠近第一电极(24)的一端表面固定连接有第二电极(25)，所述第二电极(25)的一端外表面固定连接有固定环(27)，所述固定环(27)的上表面固定连接有固定极板(28)。
[0003] 3.根据权利要求1所述的一种高压直流电场传感头，其特征在于：所述旋转机构(3)包括微型直流电机(31)，所述微型直流电机(31)固定连接在绝缘盒体(1)的内部，所述微型直流电机(31)的输出端固定连接有绝缘轴(32)，所述绝缘轴(32)远离微型直流电机(31)的一端固定连接有导电轴(33)，所述绝缘盒体(1)靠近通槽(26)的一侧表面开设有圆槽(34)，所述圆槽(34)的内部固定插接有轴承(35)，所述导电轴(33)远离绝缘轴(32)的一端固定连接有转杆(36)，所述转杆(36)的一端固定连接有旋转极板(37)。
[0004] 4.根据权利要求2所述的一种高压直流电场传感头，其特征在于：所述单芯光缆(23)与对应的通孔(22)插接设置。
[0005] 5.根据权利要求2所述的一种高压直流电场传感头，其特征在于：所述第二电极(25)与通槽(26)插接设置。
[0006] 6.根据权利要求2所述的一种高压直流电场传感头，其特征在于：所述电刷(29)与导电轴(33)接触设置。
[0007] 7.根据权利要求3所述的一种高压直流电场传感头，其特征在于：所述导电轴(33)与轴承(35)转动连接。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202022096818.1U|CN214335075U|2020-09-23|2020-09-23|一种高压直流电场传感头|CN202022096818.1U| CN214335075U|2020-09-23|2020-09-23|一种高压直流电场传感头|