棒狀伸縮型驗電器

（1）6KV棒狀伸縮型驗電器高壓驗電器

有效絕緣長度：840mm手柄長度：120mm 節(jié)數(shù)：5 護環(huán)直徑：55mm 接觸電極長度：40mm

（2）10KV棒狀伸縮型驗電器高壓驗電器

有效絕緣長度：840mm手柄長度：120mm 節(jié)數(shù)：5 護環(huán)直徑：55mm 接觸電極長度：40mm

（3）35KV棒狀伸縮型驗電器高壓驗電器有效絕緣長度：1870mm手柄長度：120mm 節(jié)數(shù)：5 護環(huán)直徑：57mm 接觸電極長度：50mm

（4）110KV棒狀伸縮型驗電器高壓驗電器

適用電壓等級：110KV 回態(tài)長度60cm 伸態(tài)長度200cm

（5）220KV棒狀伸縮型驗電器高壓驗電器

適用電壓等級：220KV 回態(tài)長度80cm 伸態(tài)長度300cm

（6）500KV棒狀伸縮型驗電器高壓驗電器

適用電壓等級：500KV 回態(tài)長度160cm 伸態(tài)長度720cm

棒狀伸縮型驗電器驗電器的技術(shù)要求

1、一般要求

如果驗電器需要帶有加長的接觸電極，那么所有的試驗都應(yīng)在帶有該加長電極的情況下進行。驗電器的設(shè)計和制造應(yīng)保證用戶在按正確的操作方法和說明書的規(guī)定使用時的人身和設(shè)備安全。驗電器應(yīng)通過信號狀態(tài)的改變，明確指示“存在電壓”或“無電壓”，指示可為聲/光形式或其他的明顯可辨的指示方式。

2、電氣絕緣要求

絕緣操作桿的材料性能應(yīng)符合GB13398的要求。驗電器在正常操作時，如同時觸及帶電和接地部件，驗電器不應(yīng)閃絡(luò)和擊穿。驗電器在正常驗電時，不應(yīng)由于電火花的作用致使顯示器毀壞或停止工作。通過絕緣件的泄漏電流不應(yīng)大于0.5mA。

3、功能要求

在額定電壓(或額定電壓范圍)下，驗電器應(yīng)能清晰地顯示。驗電器的起動電壓設(shè)定后，用戶不能隨便調(diào)整。當(dāng)驗電器直接連接帶電設(shè)備時，驗電器應(yīng)可連續(xù)顯示。當(dāng)按照說明書使用驗電器時，鄰近的帶電部件或接地部件的存在不應(yīng)影響驗電器指示的正確性。驗電器在被測設(shè)備僅帶有干擾電壓時，不應(yīng)發(fā)出有電信號，干擾電場的存在不應(yīng)影響顯示的正確性。

棒狀伸縮型驗電器的使用方法

（1）驗電時必須穿戴高壓絕緣手套、絕緣鞋，并有專人監(jiān)護。

（2）投入使用的高壓驗電器必須是經(jīng)電氣試驗合格的,必須定期試驗，確保其性能良好。

（3）對線路的驗電應(yīng)逐相進行，對聯(lián)絡(luò)用的斷路器或隔離開關(guān)或其他檢修設(shè)備驗電時，應(yīng)在其進出線兩側(cè)各相分別驗電。

（4）對同桿塔架設(shè)的多層電力線路進行驗電時，先驗低壓、后驗高壓、先驗下層、后驗上層。

（5）驗電時不可直接接觸電氣設(shè)備的帶電部分。

（6）在電容器組上驗電,應(yīng)待其放電完畢后再進行。2100433B

驗電器名稱：棒狀伸縮型驗電器

驗電器別名：棒狀伸縮型高壓驗電器，伸縮型驗電器，高壓驗電器

棒狀伸縮型驗電器由來：顧名思義——形狀為棒狀，又可以伸縮（一般為5節(jié)），所以又稱分節(jié)式驗電器。

對于棒狀激光工作物質(zhì)，側(cè)面泵浦方式更易獲得高功率，連續(xù)激光輸出。在側(cè)面泵浦方式中。泵浦光吸收分布是否均勻，對提高激光器的輸出功率和光光轉(zhuǎn)換效率有極為重要的影響。

棒狀激光器側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)中常采用反射腔、柱透鏡。為優(yōu)化泵浦結(jié)構(gòu)，本文提出一種新型泵浦組件。新型泵浦組件為管狀（已申請國家發(fā)明專利，申請?zhí)?201110147755.0）有 n（n 為奇數(shù)）個溝槽，溝槽底部為弧形，具有一定曲率半徑。在溝槽底部鍍有 808nm 增透膜，在外表面兩溝槽之間鍍有 808nm 高反膜。

玻璃管外面開出溝槽，溝槽底部為具有一定曲率半徑的弧形，與玻璃管內(nèi)壁形成凹透鏡結(jié)構(gòu)，對泵浦光進行發(fā)散。對應(yīng)溝槽底部的曲率半徑不同，從而構(gòu)造出發(fā)散能力不同的凹透鏡結(jié)構(gòu)。根據(jù)環(huán)繞激光棒空間分布半導(dǎo)體陣列數(shù)量的不同，所開溝槽數(shù)目可變。本實驗采用的為經(jīng)過快軸準(zhǔn)直的半導(dǎo)體陣列。半導(dǎo)體陣列發(fā)出的泵浦光，快軸方向可以近似認(rèn)為是平行光。根據(jù)廠家提供商導(dǎo)體陣列性能可知，經(jīng)準(zhǔn)直光束在快軸方向 0.6mm 范圍內(nèi)，包含了泵浦光全部能量。則近似認(rèn)為泵浦光束為厚度為 0.6mm 的平行光。在同時考慮玻璃管材質(zhì)，玻璃管厚度，冷卻水層厚度，和激光棒尺寸，使用 ZEMAX 軟件對泵浦光在激光棒內(nèi)分布進行模擬。經(jīng) ZEMAX 模擬可以獲得泵浦光經(jīng)過新型玻璃管在激光棒上形成的幾何分布。從而得出符合設(shè)計要求的泵浦組件參數(shù)。

經(jīng)過 ZEMAX 模擬可得，對直徑 7mm 棒溝槽底部曲率半徑為 0.7mm；對于直徑 8mm 棒，溝槽底部曲率半徑為 0.65mm，管壁厚度為 3.5mm。

棒狀激光器棒狀激光介質(zhì)熱效應(yīng)的理論分析

在半導(dǎo)體泵浦棒狀激光器中，由于泵浦光能量未能全部轉(zhuǎn)換成激光輸出，在棒狀激光工作介質(zhì)中會產(chǎn)生較多的損耗熱，其產(chǎn)生的主要原因有：

(1) 泵浦帶與激光上能級之間的光子能量差以熱的形式散逸到激光晶體基質(zhì)中，造成量子虧損發(fā)熱。

(2) 激光下能級與基態(tài)能級之間的能量差轉(zhuǎn)換為耗散熱。

(3) 因為激光躍遷過程中的熒光量子效率小于 1，所以除了產(chǎn)生激光外，其余能量產(chǎn)生熱。

棒狀激光器棒狀工作介質(zhì)溫度分布

對于采用側(cè)面泵浦方式的棒狀激光器，激光棒是浸沒在冷卻液中。激光棒所產(chǎn)生的熱通過棒表面流過的冷卻液進行冷卻。簡化分析，可假設(shè)激光棒內(nèi)部發(fā)熱均勻，激光棒光學(xué)無限長，表面均勻冷卻。這種情況下熱流僅在徑向，軸向上冷卻液溫度的端面效應(yīng)和小的變化可以忽略。

棒狀激光器棒狀工作介質(zhì)光彈效應(yīng)和熱應(yīng)力雙折射

通過前兩個小節(jié)的分析可以看出，Nd:YAG 激光工作物質(zhì)中的溫度分布的不均勻會產(chǎn)生熱應(yīng)力，進一步會通過光彈效應(yīng)使折射率發(fā)生變化，使原來的各向同性材料變?yōu)楦飨虍愋?，即產(chǎn)生熱應(yīng)力雙折射。

由于 Nd:YAG 單晶激光晶體是立方晶體，所以其光率體是一個圓球，但是它在熱應(yīng)力的作用下變?yōu)闄E球?？紤]常用的 Nd:YAG 單晶多用[1 1 1]方向，此時Nd:YAG 棒的圓柱軸呈[1 1 1]方向，晶體沿著此方向生長，激光也沿著此方向傳播，因此分析主要考慮[1 1 1]方向的折射率變化。

棒狀激光器棒狀工作介質(zhì)熱焦距測量方法

對大功率棒狀固態(tài)激光器而言，熱透鏡效應(yīng)對激光器性能有較大影響。同時在固體激光器熱穩(wěn)腔的設(shè)計中，也需要知道激光棒的熱透鏡焦距值。所以，要獲得激光棒的熱透鏡焦距值。通常測量熱透鏡焦距的方法有探測光束法、相干測量法、橫模拍頻法，利用光斑半徑、發(fā)散角和熱焦距關(guān)系式間接測量等測量方法。本文采用一種簡單的測量連續(xù)大功率激光器熱透鏡焦距的方法。在大功率激光輸出時，利用諧振腔的臨界穩(wěn)定條件計算有效熱透鏡的焦距。平行平面 諧振腔的臨界穩(wěn)定點是對工作介質(zhì)的熱透鏡敏感函數(shù)?？梢酝ㄟ^激光器的輸出功率測量，記錄由于有效熱焦距使諧振腔通過特殊臨界穩(wěn)定的點，就能獲得有效地?zé)峤咕嘀怠?

棒狀激光器是發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的固體激光器結(jié)構(gòu)，其特點是增益介質(zhì)呈圓棒狀，工作時振蕩/放大激光沿介質(zhì)軸向行進。2003年日本采用6個激光頭串接定標(biāo)放大，在注入電功率為52.5 kW時，獲得了12 kW 的1064nm激光輸出，電光轉(zhuǎn)換效率為23%。

國內(nèi)研究高功率棒狀激光器的單位主要集中在中科院物理所、中科院福建物構(gòu)所、華北光電所、華中科技大學(xué)、中科院半導(dǎo)體所等單位。2006 年11月中科院半導(dǎo)體所采用三棒串接方式，獲得6 kW 高功率全固態(tài)激光輸出，光光轉(zhuǎn)換效率超過50%，目前輸出功率已超過7.6 kW。

半導(dǎo)體泵浦棒狀激光器

從目前半導(dǎo)體泵浦棒狀固體激光器的發(fā)展來看，依照其泵浦方式的不同可以分為兩類：端面泵浦棒狀激光器和側(cè)面泵浦棒狀激光器。其各自具備不同的特點。

半導(dǎo)體端面泵浦棒狀激光器

端面泵浦又稱縱向泵浦，是指抽運光從晶體棒的端面入射，激光沿晶體棒長度方向振蕩的抽運方式。在端面泵浦方式中，半導(dǎo)體陣列發(fā)出的泵浦光在經(jīng)過一組準(zhǔn)直聚焦透鏡后從晶體的端面入射到晶體中，泵浦光的入射方向與產(chǎn)生的激光振蕩方向一致。只要工作物質(zhì)足夠長，泵浦光就能全部被吸收，而且泵浦光能與激光振蕩模式相匹配，可以把盡可能多的泵浦光有效地耦合到基模 TEM00模體積中。因此，采用二極管端面泵浦的固體激光器，效率高，輸出光束質(zhì)量好。

目前端面抽運已獲得光光轉(zhuǎn)換效率大于 76%的單橫模激光輸出。但是，由于工作物質(zhì)端面面積有限，很難輸入大的泵浦功率，而且會聚具有較大發(fā)光孔徑的大功率二極管泵浦光比較困難，同時，受晶體損傷閾值限制，也不可能輸入很大的泵浦功率。再者，在小的泵浦空間內(nèi)產(chǎn)生的熱，會造成熱透鏡效應(yīng)，而且不易補償，降低了光束質(zhì)量。目前端面泵浦多見于百瓦級激光器。由上述可知，端面泵浦一般應(yīng)用于中小功率的二極管泵浦固體激光器。

側(cè)面泵浦棒狀激光器

側(cè)面泵浦方式就是讓半導(dǎo)體陣列發(fā)出的泵浦光從工作物質(zhì)的側(cè)面進入的泵浦方式。在側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體陣列沿激光晶體軸向方向排列，半導(dǎo)體陣列發(fā)出的泵浦光的入射方向與產(chǎn)生的激光振蕩方向垂直。