一种具有电致变色功能的验电器件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电工技术领域，特别涉及一种用于超高压输变电设备的具有电致变色功能的验电器件。
【背景技术】
[0002]验电操作是在对输变电设备进行停电检修作业时，为保证人员安全生产必须进行的工作程序。相关规程规定:在部分停电的电气设备上开展相关作业前，必须要首先进行验电，验明电气设备或输电线路确无电压，防止出现带电装接地线、误碰带电设备等恶性事故发生。
[0003]目前，特高压输变电设备主要采用接触式、非接触式验电器进行验电，接触式验电器需配合绝缘验电杆使用，但特高压输电线路电压等级高，安全距离要求较大，验电杆的长度和挠度难以满足要求，整体质量较大，操作不方便。接触式验电器无法有效解决直流设备验电问题；非接触式验电器通过检测带电设备附近电场或局部放电相关参量实现验电功能，但其在验电准确性、适应性、性价比等方面存在不足。非接触式验电器在特高压变电站、换流站等电磁环境复杂的场所可靠性较差。在非接触式的高压验电方面，国内文献主要报道了利用电磁感应或超高频原理进行验电，国外利用紫外传感器构成的检测系统，在火灾报告、气象预报等方面都有广泛应用，其也可用于电力电晕放电检测，可改装成非接触式高压验电器，但此种方式仅停留在实验室阶段，并未应用于实践。
[0004]目前电致变色有关专利应用还仅限于车辆镶嵌玻璃(如车窗、天窗)、大楼镶嵌玻璃、显示装置、光学组件、镜体及电磁波照射的遮蔽物等领域。如专利号201420417280.1提出一种变色组件，由强化玻璃与反射金属层的设置再搭配电极交错平行交迭的封装结构；专利号201420417280.1提出一种电致变色膜用于电致变色窗、全自动防眩光汽车后视镜、电致变色显示器等设备。然而电致变色器件由于其绝缘性能难以达到要求等缺点，在超高压电力设备方面的应用还没有公开。
【实用新型内容】
[0005]针对上述存在的问题，本实用新型提出解决的技术问题是提供一种用于超高压输变电设备的具有电致变色功能的验电器件。
[0006]电致变色是指材料在交替的高低或正负外电场的作用下，通过注入或抽取电荷(离子或电子)，从而在低透射率的着色状态或高透射率的消色状态之间产生可逆变化的一种特殊现象。
[0007]为达到上述目的，本实用新型的验电器件，由7层结构贴合连接组成，从下至上依次为衬底玻璃层，下ITO层，下绝缘层，电致变色层，上绝缘层，上ITO层，上玻璃层。
[0008]进一步的，衬底玻璃层和上玻璃层采用强化透明玻璃，起到固定和保护作用；
[0009]进一步的，下ITO层和上ITO层为透过率高，导电能力强的氧化铟，使得器件内部电场均匀，发光更均匀；
[0010]进一步的，下绝缘层和上绝缘层采用采用高绝缘性能高介电常数的复合材料。下绝缘层和上绝缘层可采用Si02-Si0N复合绝缘层或Si02 -Ta205_Si02复合绝缘层，通过现有的rf磁控溅射法就可以制备。采用双绝缘层结构能使电解质层和电致变色材料层承受很高的场强而不被击穿，从而保证其在超高压设备上使用的可靠性，防止其因击穿而烧毁。[0011 ]进一步的，电致变色层选优填充的材料选用石墨烯-聚乙炔电致变色复合涂料。该电致变色涂料具有变色响应速率快，可逆性好等优点，颜色在无色透明和深蓝色中转换，视觉效果非常明显，可以作为验电标识。其制备方法可以参考专利“一种电致变色复合材料及其制备方法”(专利201210070307.X)提出的方式进行制备。
[0012]进一步的，各层结构相互紧密连接，并且侧面进行整体封装，防止电致变色涂料等溢出。
[0013]进一步的，衬底玻璃层下面有用于固定的胶带或夹子。方便固定在圆筒形或平面结构上，并可以做到随取随放。
[0014]本实用新型的具有电致变色功能的验电器件，同时满足相应的绝缘性能、显示性能的要求。使用时，将该验电器件安装在需要检测的超高压输配电设备上面。当设备带电时，通过附近产生的高场强使器件颜色发生明显变化，作为带电标识，提醒现场人员带电情况;当设备不带电时，器件颜色恢复到原来的颜色。
[0015]本实用新型的有益效果是:实现了电致变色器件在超高压输电设备的验电标识功能，避免了传统的验电器体积大，操作不方便等问题，采用验电器件代替传统设备验电，新颖独特，符合当代社会简约、实用、安全的要求;本实用新型的变色效果明显，该器件可以反复利用，并且不需要人员的现场操作，节省了大量人力物力，非常方便简洁;设备的制造较为简便，适合大批量生产，且对环境污染较小，具有良好的市场前景；同时该器件也可用于其他的一些设备的带电检测，具有较好的效果。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的主体部分结构图；
[0017]图2为本实用新型的俯视图；
[0018]图中，1、上玻璃层，2、上ITO层，3、上绝缘层，4、电致变色层，5、下绝缘层，6、下ITO层，7、衬底玻璃层，8、器件主体部分，9、固定点，1、固定胶带。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0020]如图1所示，本实用新型的验电器件，由7层结构贴合连接组成，从下至上依次为衬底玻璃层7，下ITO层6，下绝缘层5，电致变色层4，上绝缘层3，上ITO层2，上玻璃层I。
[0021]两个绝缘层采用S12 -Ta2O5-S12复合绝缘层，其制备方法采用rf磁控溅射方法在真空室备有高纯Si靶和Ta靶，然后依次溅射Ta2O5和S12,第一绝缘层做完之后，并在上玻璃层做第二绝缘层；
[0022]进一步的，衬底玻璃层下面有用于固定的固定胶带10或夹子。方便固定在圆筒形或平面结构上，并可以做到随取随放。
[0023]电致变色层采用石墨烯-聚乙炔电致变色复合涂料。电致变色涂料的制备:将外购的石墨烯溶于DMF溶液至一定的浓度，强烈超声5 hours，然后灌装于高压反应釜，至于200度的反应炉中加热反应12 hours。反应完成后，冷却过滤去掉未反应物，得到分散性良好的透明棕色的石墨烯分散液。其次合成PA有机分子，通过核磁、红外和紫外测试技术对其结构进行了确证。按照一定的浓度配制PA的水溶液，将其与石墨烯分散液混合搅拌均匀，得到石墨稀-PA有机-无机复合分散液。接着将高分子基料、填料、溶剂等慢慢加入石墨稀-PA有机-无机复合分散液中，得到电致变色涂料，涂装在器件的绝缘层上形成电致变色层。
[0024]最后把上述各层紧密贴合在一起，并整体封装，贴上固定用的固定胶带。
[0025]使用时，将该验电器件安装在需要检测的超高压输配电设备上面。当设备带电时，通过附近产生的高场强使器件颜色发生明显变化，作为带电标识，提醒现场人员带电情况；当设备不带电时，器件颜色恢复到原来的颜色。
【主权项】
1.一种具有电致变色功能的验电器件，其特征在于，由7层结构贴合连接组成，从下至上依次为衬底玻璃层(7)，下ITO层(6)，下绝缘层(5)，电致变色层(4)，上绝缘层(3)，上ITO层(2)，上玻璃层(I)。2.根据权利要求1所述的验电器件，其特征在于，各层结构相互紧密连接，并且侧面进行整体封装。3.根据权利要求1所述的验电器件，其特征在于，衬底玻璃层下面有用于固定的固定胶带(10)。4.根据权利要求1所述的验电器件，其特征在于，电致变色层选用石墨烯-聚乙炔电致变色复合涂料。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有电致变色功能的验电器件，由7层结构组成：从下至上依次贴合连接的为衬底玻璃层，下ITO层，下绝缘层，电致变色层，上绝缘层，上ITO层，上玻璃层，并进行整体封装，衬底玻璃基层下面有用于固定的胶带或夹子，方便固定在圆筒形或平面结构上。电致变色层选用石墨烯-聚乙炔电致变色复合涂料。本实用新型实现了电致变色器件在超高压输电设备的验电标识功能，避免了传统的验电器体积大，操作不方便等问题，该器件可以反复利用，并且不需要人员的现场操作，节省了大量人力物力，非常方便简洁。
【IPC分类】G01R19/145
【公开号】CN205193144
【申请号】CN201521027838
【发明人】王力农, 陈康, 李小春, 李姗姗, 李恩文, 宋斌, 刘凯, 刘庭, 肖宾
【申请人】武汉大学, 中国电力科学研究院
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月10日