本文采用低功耗单片机和4ETO传感器开发了一种特征气体检测系统，用于检测高压电缆中挥发性绝缘物质中的特征气体浓度。实验平台上测试在80℃，120℃，150℃和180℃下的特征气体浓度。验数据表明，温度越高，气体浓度越高。择运行的10kV电缆进行现场测试，测试结果表明该检测系统对特征气体以外的气体不敏感，具有良好的抗干扰性能。
联聚乙烯;特征气体;检测电路柳州的110kV高压电缆已达到60公里，预计每年将以15至20公里的速度增长。压电缆的运行和维护将成为未来的基本工作。电缆传感技术的应用中，红外成像检测和局部放电检测相对成熟。外成像检查是国家标准和应用指南，要求每年通过红外摄像机检查电缆终端，以检测终端或连接器中的热缺陷。红外检测外，局部放电检测也是检测和评估其绝缘的有效手段。是，由于电磁干扰，这种方法仍在测试和研究中[1-5]。相色谱和高压液相色谱，如色谱分析，红外和紫外光谱等化学检测方法被广泛应用于变压器和地理信息系统[6]。]。相色谱 - 质谱（GC-MS）广泛应用于食品安全，药物分析，环境监测，毒理学，质量控制，生物化学和保健[7-12]。而，色谱质谱装置太麻烦并且不适合现场检查。本文中，根据电缆在不同温度下的气体成分选择特征气体和适当的传感器。计了检测电路，开发了检测装置。
后安装一个实验平台，测试电缆在80°C，120°C，150°C和180°C下的反应时间和气体浓度。后，选择电缆运行并对电缆进行测试。沟槽中研磨以检查检测系统的性能。测器硬件设计传感器系统架构选择高压XLPE电缆样品，并通过色谱 - 质谱仪分析XLPE高压电缆在实验室中在不同温度下产生的气体。果如表1所示。表中可以看出，交联聚乙烯组分非常复杂，苯甲醇和α-α-二甲基气体的浓度随着温度的升高而降低，这种气体不适合作为特征气体。基苯乙烯的气态组分浓度随温度升高，即温度越高，气体浓度越高，保留时间为18分钟，气体浓度越长在80℃下为0.9％，在180℃下温度高于20℃。是理想的特征气体。基苯乙烯用作典型的气体选择传感器，但目前没有传感器来检测这些气体。
表表明，环氧乙烷乙醛气体（乙醛）和丙酮（丙酮）也具有正温度特性，丙酮的温度为80℃，120℃，150℃和180℃。度分别为0.19％，0.64％，2.69％和3.02％，保留时间为6.14分钟;在80℃下不存在乙醛，并且在120℃，150℃和180℃下的浓度分别为0.12％和0.79％。留时间为1.12％，保留时间为7.9分钟。过调查，英国的City Technology 4ETO传感器可以检测乙醛和丙酮，它们易于使用并具有优异的性能。文选择乙醛和丙酮作为特征气体，选择4ETO作为传感器。1所示系统的示意图，包括以下元件：电化学传感器：英国城市4ETO，将特征气体浓度转换成相应的低电流信号;信号调理单元：通过恒电位电路和微电流检测单元构成传感器信号处理单元，恒电位电路为电化学传感器和麦克风检测单元提供恒定工作电压 - 电流通过I / V转换放大电化学传感器产生的弱电流信号，主控制器模块包括ADC模块转换单元对经调节的传感器信号进行采样，补偿输出信号电池的温度和电压，按钮，显示和声光报警控制; PWM信号的利用率控制气泵的流量。测系统的特征便携式气体检测系统通常用于本领域。此，它们必须满足小尺寸，低能耗，便携性和等待时间的需求。此，检测系统使用低功耗单片机作为主控制器，负责A / D采集，数据处理，PWM控制输出，显示和按钮，蜂鸣器，串行通信和其他功能模块。过使用可充电锂电池作为电源，该软件还考虑了待机功能以增加电池的待机时间。测软件的设计系统软件的设计主要包括状态的初始化，气泵的PWM控制信号，电池电压的监测，传感器数据的采集，温度补偿，结果显示和超出限制的报警等该程序的主要流程图如图1所示。
图中可以看出，采样模块AD初始化后，存储模块，电源读取模块和通信模块，软件读取电池的电量。果功率不足，则表明需要负载。足够的功率启动微型泵。感器应预热15分钟至半小时，因此软件设计的等待时间为半小时。果等待时间已过，请关闭微型泵以降低系统功耗并激活气体传感器读取过程。
据现场条件，软件提供修改阈值警报阈值的功能：当检测到的浓度超过警报阈值时，系统会触发声光报警。了准确地检测气体浓度值，仪器首先执行校准操作。准工作点数据和不同温度下的补偿值存储在EEPROM中以用于计算目的。试平台的实验平台如图2所示。该图中，玻璃盖的尺寸为1.2米* 0.6米* 0.45米，小孔位于玻璃盖上方的距离为20厘米，便于测试气体传感器。开底部的两个孔，将单极XLPE电缆穿过套管1米。璃盖左侧开有一个小孔，光纤温度探头通过小孔连接到线密封金属，温度测量装置在外面玻璃盖可方便地在电缆接头处实时显示温度。缆两端的套管通过电缆连接到大电流发生器上，大电流发生器的参数如表2所示。大输出电流为2000 A.大电流发生器有一个当前指示屏幕和自动时间控制按钮。开。实验过程中，必须拧紧电流调节器，电压调节器和电缆样品之间的连接，以最大限度地减少接触电阻并避免发热。
始实验，逐渐增加电流，将电池稳定在320 A 2分钟，电缆接头温度为80°C，检测器读取的气体浓度为0。流2分钟，温度为90°C，气体浓度为0.将电流增加到500 A，通电时间为1分钟，电缆连接温度达到120°C检测器读取的气体浓度为311 PPM。流保持在500A，功率保持1分钟，电缆接头温度达到150℃，气体浓度为1350ppm。流保持在500A。缆接头的功率达到180℃，气体浓度为2333ppm。
表3所示，可以看出温度越高，气体浓度越高，并且测试结论与通过质谱法得到的结论一致。置气体检测探头和出口孔之间的距离，观察不同距离的检测系统读数，如表4所示，检查检测器的灵敏度，可以看出系统的灵敏度是足够高。结论为现场测试提供了指导，即传感器与气源保持一定距离，不影响检测浓度。闭高电流发生器，输出电流变为0. 20分钟后，气体浓度降至1900 ppm。
3小时后，气体浓度为5ppm，几乎降至0.试验数据见表5.当气体达到一定浓度时，其耗散时间相对较长;这表明一旦电缆的温度过热，就会产生特征气体，并且有足够的时间进行现场检测。场试验的作者选择了用于现场试验的运行电缆。试信息如表6所示。气条件温和，风力短。
场测试的照片如图3所示。缆线的标称电压为10kV，
矿用电缆电缆沿沟槽放置。者选择了相距约200米的五个测试点。每个测试点，首先读取距离电缆盖1米处的浓度作为背景值。取电缆盖上方的浓度数据并记下来。了进行比较，同时抬起盖子，将传感器探测到电缆沟槽中并再次读取数据。场试验数据见表7.该表显示五个试验点的基础气体浓度为0，盖板上方狭缝处的浓度为1 PPM并且电缆沟槽中的气体浓度与狭缝浓度相同。
测试期间，在2＃和5＃测试点，作者可以清楚地感觉到电缆沟中的腐烂气味，但测试仪器的测试数据保持不变，表明测试仪器没有特征气体以外的组件。感。上述测试结果可以得出结论，测试位置不会影响测试结果。现场测试过程中，没有必要打开盖子。
缆的沟槽提高了检测效率，检测系统不具有特征气体以外的气体。敏，具有良好的抗干扰能力，测试时间非常短，每个测试点等待一分钟使得可以读取稳定气体浓度的值。论本文采用低功耗单片机和4ETO传感器开发了一种特征气体检测系统，用于检测挥发性高压电缆绝缘化合物中的特征气体浓度。计了实验平台，在实验平台上测试了不同温度下特征气体的检测时间，实验数据验证了设计的准确性。果表明，该检测系统对特征气体以外的气体不敏感，抗干扰性能好，检测距离不影响检测结果，表明检测系统具有良好的灵敏度。
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