本文采用低功耗單片機和4ETO傳感器開發了一種特征氣體檢測系統，用于檢測高壓電纜中揮發性絕緣物質中的特征氣體濃度。實驗平臺上測試在80℃，120℃，150℃和180℃下的特征氣體濃度。驗數據表明，溫度越高，氣體濃度越高。擇運行的10kV電纜進行現場測試，測試結果表明該檢測系統對特征氣體以外的氣體不敏感，具有良好的抗干擾性能。

　　聯聚乙烯;特征氣體;檢測電路柳州的110kV高壓電纜已達到60公里，預計每年將以15至20公里的速度增長。壓電纜的運行和維護將成為未來的基本工作。電纜傳感技術的應用中，紅外成像檢測和局部放電檢測相對成熟。外成像檢查是國家標準和應用指南，要求每年通過紅外攝像機檢查電纜終端，以檢測終端或連接器中的熱缺陷。紅外檢測外，局部放電檢測也是檢測和評估其絕緣的有效手段。是，由于電磁干擾，這種方法仍在測試和研究中[1-5]。相色譜和高壓液相色譜，如色譜分析，紅外和紫外光譜等化學檢測方法被廣泛應用于變壓器和地理信息系統[6]。]。相色譜 - 質譜（GC-MS）廣泛應用于食品安全，藥物分析，環境監測，毒理學，質量控制，生物化學和保健[7-12]。而，色譜質譜裝置太麻煩并且不適合現場檢查。本文中，根據電纜在不同溫度下的氣體成分選擇特征氣體和適當的傳感器。計了檢測電路，開發了檢測裝置。

　　
　　后安裝一個實驗平臺，測試電纜在80°C，120°C，150°C和180°C下的反應時間和氣體濃度。后，選擇電纜運行并對電纜進行測試。溝槽中研磨以檢查檢測系統的性能。測器硬件設計傳感器系統架構選擇高壓XLPE電纜樣品，并通過色譜 - 質譜儀分析XLPE高壓電纜在實驗室中在不同溫度下產生的氣體。果如表1所示。表中可以看出，交聯聚乙烯組分非常復雜，苯甲醇和α-α-二甲基氣體的濃度隨著溫度的升高而降低，這種氣體不適合作為特征氣體。基苯乙烯的氣態組分濃度隨溫度升高，即溫度越高，氣體濃度越高，保留時間為18分鐘，氣體濃度越長在80℃下為0.9％，在180℃下溫度高于20℃。是理想的特征氣體。基苯乙烯用作典型的氣體選擇傳感器，但目前沒有傳感器來檢測這些氣體。

　　
　　表表明，環氧乙烷乙醛氣體（乙醛）和丙酮（丙酮）也具有正溫度特性，丙酮的溫度為80℃，120℃，150℃和180℃。度分別為0.19％，0.64％，2.69％和3.02％，保留時間為6.14分鐘;在80℃下不存在乙醛，并且在120℃，150℃和180℃下的濃度分別為0.12％和0.79％。留時間為1.12％，保留時間為7.9分鐘。過調查，英國的City Technology 4ETO傳感器可以檢測乙醛和丙酮，它們易于使用并具有優異的性能。文選擇乙醛和丙酮作為特征氣體，選擇4ETO作為傳感器。1所示系統的示意圖，包括以下元件：電化學傳感器：英國城市4ETO，將特征氣體濃度轉換成相應的低電流信號;信號調理單元：通過恒電位電路和微電流檢測單元構成傳感器信號處理單元，恒電位電路為電化學傳感器和麥克風檢測單元提供恒定工作電壓 - 電流通過I / V轉換放大電化學傳感器產生的弱電流信號，主控制器模塊包括ADC模塊轉換單元對經調節的傳感器信號進行采樣，補償輸出信號電池的溫度和電壓，按鈕，顯示和聲光報警控制; PWM信號的利用率控制氣泵的流量。測系統的特征便攜式氣體檢測系統通常用于本領域。此，它們必須滿足小尺寸，低能耗，便攜性和等待時間的需求。此，檢測系統使用低功耗單片機作為主控制器，負責A / D采集，數據處理，PWM控制輸出，顯示和按鈕，蜂鳴器，串行通信和其他功能模塊。過使用可充電鋰電池作為電源，該軟件還考慮了待機功能以增加電池的待機時間。測軟件的設計系統軟件的設計主要包括狀態的初始化，氣泵的PWM控制信號，電池電壓的監測，傳感器數據的采集，溫度補償，結果顯示和超出限制的報??警等該程序的主要流程圖如圖1所示。
　　圖中可以看出，采樣模塊AD初始化后，存儲模塊，電源讀取模塊和通信模塊，軟件讀取電池的電量。果功率不足，則表明需要負載。足夠的功率啟動微型泵。感器應預熱15分鐘至半小時，因此軟件設計的等待時間為半小時。果等待時間已過，請關閉微型泵以降低系統功耗并激活氣體傳感器讀取過程。
　　據現場條件，軟件提供修改閾值警報閾值的功能：當檢測到的濃度超過警報閾值時，系統會觸發聲光報警。了準確地檢測氣體濃度值，儀器首先執行校準操作。準工作點數據和不同溫度下的補償值存儲在EEPROM中以用于計算目的。試平臺的實驗平臺如圖2所示。該圖中，玻璃蓋的尺寸為1.2米* 0.6米* 0.45米，小孔位于玻璃蓋上方的距離為20厘米，便于測試氣體傳感器。開底部的兩個孔，將單極XLPE電纜穿過套管1米。璃蓋左側開有一個小孔，光纖溫度探頭通過小孔連接到線密封金屬，溫度測量裝置在外面玻璃蓋可方便地在電纜接頭處實時顯示溫度。纜兩端的套管通過電纜連接到大電流發生器上，大電流發生器的參數如表2所示。大輸出電流為2000 A.大電流發生器有一個當前指示屏幕和自動時間控制按鈕。開。實驗過程中，必須擰緊電流調節器，電壓調節器和電纜樣品之間的連接，以最大限度地減少接觸電阻并避免發熱。
　　始實驗，逐漸增加電流，將電池穩定在320 A 2分鐘，電纜接頭溫度為80°C，檢測器讀取的氣體濃度為0。流2分鐘，溫度為90°C，氣體濃度為0.將電流增加到500 A，通電時間為1分鐘，電纜連接溫度達到120°C檢測器讀取的氣體濃度為311 PPM。流保持在500A，功率保持1分鐘，電纜接頭溫度達到150℃，氣體濃度為1350ppm。流保持在500A。纜接頭的功率達到180℃，氣體濃度為2333ppm。
　　表3所示，可以看出溫度越高，氣體濃度越高，并且測試結論與通過質譜法得到的結論一致。置氣體檢測探頭和出口孔之間的距離，觀察不同距離的檢測系統讀數，如表4所示，檢查檢測器的靈敏度，可以看出系統的靈敏度是足夠高。結論為現場測試提供了指導，即傳感器與氣源保持一定距離，不影響檢測濃度。閉高電流發生器，輸出電流變為0. 20分鐘后，氣體濃度降至1900 ppm。
　　3小時后，氣體濃度為5ppm，幾乎降至0.試驗數據見表5.當氣體達到一定濃度時，其耗散時間相對較長;這表明一旦電纜的溫度過熱，就會產生特征氣體，并且有足夠的時間進行現場檢測。場試驗的作者選擇了用于現場試驗的運行電纜。試信息如表6所示。氣條件溫和，風力短。

　　場測試的照片如圖3所示。纜線的標稱電壓為10kV，礦用電纜電纜沿溝槽放置。者選擇了相距約200米的五個測試點。每個測試點，首先讀取距離電纜蓋1米處的濃度作為背景值。取電纜蓋上方的濃度數據并記下來。了進行比較，同時抬起蓋子，將傳感器探測到電纜溝槽中并再次讀取數據。場試驗數據見表7.該表顯示五個試驗點的基礎氣體濃度為0，蓋板上方狹縫處的濃度為1 PPM并且電纜溝槽中的氣體濃度與狹縫濃度相同。
　　測試期間，在2＃和5＃測試點，作者可以清楚地感覺到電纜溝中的腐爛氣味，但測試儀器的測試數據保持不變，表明測試儀器沒有特征氣體以外的組件。感。上述測試結果可以得出結論，測試位置不會影響測試結果。現場測試過程中，沒有必要打開蓋子。

　　纜的溝槽提高了檢測效率，檢測系統不具有特征氣體以外的氣體。敏，具有良好的抗干擾能力，測試時間非常短，每個測試點等待一分鐘使得可以讀取穩定氣體濃度的值。論本文采用低功耗單片機和4ETO傳感器開發了一種特征氣體檢測系統，用于檢測揮發性高壓電纜絕緣化合物中的特征氣體濃度。計了實驗平臺，在實驗平臺上測試了不同溫度下特征氣體的檢測時間，實驗數據驗證了設計的準確性。果表明，該檢測系統對特征氣體以外的氣體不敏感，抗干擾性能好，檢測距離不影響檢測結果，表明檢測系統具有良好的靈敏度。
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