验电器名称：棒状伸缩型验电器

验电器别名：棒状伸缩型高压验电器，伸缩型验电器，高压验电器

棒状伸缩型验电器由来：顾名思义——形状为棒状，又可以伸缩（一般为5节），所以又称分节式验电器。

（1）6KV棒状伸缩型验电器高压验电器

有效绝缘长度：840mm手柄长度：120mm 节数：5 护环直径：55mm 接触电极长度：40mm

（2）10KV棒状伸缩型验电器高压验电器

有效绝缘长度：840mm手柄长度：120mm 节数：5 护环直径：55mm 接触电极长度：40mm

（3）35KV棒状伸缩型验电器高压验电器有效绝缘长度：1870mm手柄长度：120mm 节数：5 护环直径：57mm 接触电极长度：50mm

（4）110KV棒状伸缩型验电器高压验电器

适用电压等级：110KV 回态长度60cm 伸态长度200cm

（5）220KV棒状伸缩型验电器高压验电器

适用电压等级：220KV 回态长度80cm 伸态长度300cm

（6）500KV棒状伸缩型验电器高压验电器

适用电压等级：500KV 回态长度160cm 伸态长度720cm

棒状伸缩型验电器验电器的技术要求

1、一般要求

如果验电器需要带有加长的接触电极，那么所有的试验都应在带有该加长电极的情况下进行。验电器的设计和制造应保证用户在按正确的操作方法和说明书的规定使用时的人身和设备安全。验电器应通过信号状态的改变，明确指示“存在电压”或“无电压”，指示可为声/光形式或其他的明显可辨的指示方式。

2、电气绝缘要求

绝缘操作杆的材料性能应符合GB13398的要求。验电器在正常操作时，如同时触及带电和接地部件，验电器不应闪络和击穿。验电器在正常验电时，不应由于电火花的作用致使显示器毁坏或停止工作。通过绝缘件的泄漏电流不应大于0.5mA。

3、功能要求

在额定电压(或额定电压范围)下，验电器应能清晰地显示。验电器的起动电压设定后，用户不能随便调整。当验电器直接连接带电设备时，验电器应可连续显示。当按照说明书使用验电器时，邻近的带电部件或接地部件的存在不应影响验电器指示的正确性。验电器在被测设备仅带有干扰电压时，不应发出有电信号，干扰电场的存在不应影响显示的正确性。

棒状伸缩型验电器的使用方法

（1）验电时必须穿戴高压绝缘手套、绝缘鞋，并有专人监护。

（2）投入使用的高压验电器必须是经电气试验合格的,必须定期试验，确保其性能良好。

（3）对线路的验电应逐相进行，对联络用的断路器或隔离开关或其他检修设备验电时，应在其进出线两侧各相分别验电。

（4）对同杆塔架设的多层电力线路进行验电时，先验低压、后验高压、先验下层、后验上层。

（5）验电时不可直接接触电气设备的带电部分。

（6）在电容器组上验电,应待其放电完毕后再进行。2100433B

对于棒状激光工作物质，侧面泵浦方式更易获得高功率，连续激光输出。在侧面泵浦方式中。泵浦光吸收分布是否均匀，对提高激光器的输出功率和光光转换效率有极为重要的影响。

棒状激光器侧面泵浦结构中常采用反射腔、柱透镜。为优化泵浦结构，本文提出一种新型泵浦组件。新型泵浦组件为管状（已申请国家发明专利，申请号 201110147755.0）有 n（n 为奇数）个沟槽，沟槽底部为弧形，具有一定曲率半径。在沟槽底部镀有 808nm 增透膜，在外表面两沟槽之间镀有 808nm 高反膜。

玻璃管外面开出沟槽，沟槽底部为具有一定曲率半径的弧形，与玻璃管内壁形成凹透镜结构，对泵浦光进行发散。对应沟槽底部的曲率半径不同，从而构造出发散能力不同的凹透镜结构。根据环绕激光棒空间分布半导体阵列数量的不同，所开沟槽数目可变。本实验采用的为经过快轴准直的半导体阵列。半导体阵列发出的泵浦光，快轴方向可以近似认为是平行光。根据厂家提供商导体阵列性能可知，经准直光束在快轴方向 0.6mm 范围内，包含了泵浦光全部能量。则近似认为泵浦光束为厚度为 0.6mm 的平行光。在同时考虑玻璃管材质，玻璃管厚度，冷却水层厚度，和激光棒尺寸，使用 ZEMAX 软件对泵浦光在激光棒内分布进行模拟。经 ZEMAX 模拟可以获得泵浦光经过新型玻璃管在激光棒上形成的几何分布。从而得出符合设计要求的泵浦组件参数。

经过 ZEMAX 模拟可得，对直径 7mm 棒沟槽底部曲率半径为 0.7mm；对于直径 8mm 棒，沟槽底部曲率半径为 0.65mm，管壁厚度为 3.5mm。

棒状激光器棒状激光介质热效应的理论分析

在半导体泵浦棒状激光器中，由于泵浦光能量未能全部转换成激光输出，在棒状激光工作介质中会产生较多的损耗热，其产生的主要原因有：

(1) 泵浦带与激光上能级之间的光子能量差以热的形式散逸到激光晶体基质中，造成量子亏损发热。

(2) 激光下能级与基态能级之间的能量差转换为耗散热。

(3) 因为激光跃迁过程中的荧光量子效率小于 1，所以除了产生激光外，其余能量产生热。

棒状激光器棒状工作介质温度分布

对于采用侧面泵浦方式的棒状激光器，激光棒是浸没在冷却液中。激光棒所产生的热通过棒表面流过的冷却液进行冷却。简化分析，可假设激光棒内部发热均匀，激光棒光学无限长，表面均匀冷却。这种情况下热流仅在径向，轴向上冷却液温度的端面效应和小的变化可以忽略。

棒状激光器棒状工作介质光弹效应和热应力双折射

通过前两个小节的分析可以看出，Nd:YAG 激光工作物质中的温度分布的不均匀会产生热应力，进一步会通过光弹效应使折射率发生变化，使原来的各向同性材料变为各向异性，即产生热应力双折射。

由于 Nd:YAG 单晶激光晶体是立方晶体，所以其光率体是一个圆球，但是它在热应力的作用下变为椭球。考虑常用的 Nd:YAG 单晶多用[1 1 1]方向，此时Nd:YAG 棒的圆柱轴呈[1 1 1]方向，晶体沿着此方向生长，激光也沿着此方向传播，因此分析主要考虑[1 1 1]方向的折射率变化。

棒状激光器棒状工作介质热焦距测量方法

对大功率棒状固态激光器而言，热透镜效应对激光器性能有较大影响。同时在固体激光器热稳腔的设计中，也需要知道激光棒的热透镜焦距值。所以，要获得激光棒的热透镜焦距值。通常测量热透镜焦距的方法有探测光束法、相干测量法、横模拍频法，利用光斑半径、发散角和热焦距关系式间接测量等测量方法。本文采用一种简单的测量连续大功率激光器热透镜焦距的方法。在大功率激光输出时，利用谐振腔的临界稳定条件计算有效热透镜的焦距。平行平面 谐振腔的临界稳定点是对工作介质的热透镜敏感函数。可以通过激光器的输出功率测量，记录由于有效热焦距使谐振腔通过特殊临界稳定的点，就能获得有效地热焦距值。

棒状激光器是发展最成熟、应用最广泛的固体激光器结构，其特点是增益介质呈圆棒状，工作时振荡/放大激光沿介质轴向行进。2003年日本采用6个激光头串接定标放大，在注入电功率为52.5 kW时，获得了12 kW 的1064nm激光输出，电光转换效率为23%。

国内研究高功率棒状激光器的单位主要集中在中科院物理所、中科院福建物构所、华北光电所、华中科技大学、中科院半导体所等单位。2006 年11月中科院半导体所采用三棒串接方式，获得6 kW 高功率全固态激光输出，光光转换效率超过50%，目前输出功率已超过7.6 kW。

半导体泵浦棒状激光器

从目前半导体泵浦棒状固体激光器的发展来看，依照其泵浦方式的不同可以分为两类：端面泵浦棒状激光器和侧面泵浦棒状激光器。其各自具备不同的特点。

半导体端面泵浦棒状激光器

端面泵浦又称纵向泵浦，是指抽运光从晶体棒的端面入射，激光沿晶体棒长度方向振荡的抽运方式。在端面泵浦方式中，半导体阵列发出的泵浦光在经过一组准直聚焦透镜后从晶体的端面入射到晶体中，泵浦光的入射方向与产生的激光振荡方向一致。只要工作物质足够长，泵浦光就能全部被吸收，而且泵浦光能与激光振荡模式相匹配，可以把尽可能多的泵浦光有效地耦合到基模 TEM00模体积中。因此，采用二极管端面泵浦的固体激光器，效率高，输出光束质量好。

目前端面抽运已获得光光转换效率大于 76%的单横模激光输出。但是，由于工作物质端面面积有限，很难输入大的泵浦功率，而且会聚具有较大发光孔径的大功率二极管泵浦光比较困难，同时，受晶体损伤阈值限制，也不可能输入很大的泵浦功率。再者，在小的泵浦空间内产生的热，会造成热透镜效应，而且不易补偿，降低了光束质量。目前端面泵浦多见于百瓦级激光器。由上述可知，端面泵浦一般应用于中小功率的二极管泵浦固体激光器。

侧面泵浦棒状激光器

侧面泵浦方式就是让半导体阵列发出的泵浦光从工作物质的侧面进入的泵浦方式。在侧面泵浦结构中，半导体阵列沿激光晶体轴向方向排列，半导体阵列发出的泵浦光的入射方向与产生的激光振荡方向垂直。