一种低压交直流电缆绝缘气体检测装置的制作方法

本实用新型属于电力设备绝缘检测领域，涉及一种低压交直流电缆绝缘气体检测装置。

背景技术：

电缆是变电站二次设备中用量最广泛的电缆，具有安装空间狭小、走线回路与支路多、多组走线共槽等问题。由于二次电缆的绝缘状态长期不被重视，在使用过程中随着电缆绝缘老化，绝缘水平逐步降低，若得不到及时处理，最终将导致相间短路、相对地短路，造成供电中断。目前对低压电缆开路、短路故障的检测多采用传统的低压脉冲法、脉冲电流法和直流闪络法，都属于故障后检测范畴。因此无法有效对电缆故障进行预警，导致不能有效排除潜在的故障威胁，最终导致故障扩大造成更严重的事故。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种能够及时预警电缆故障，及时发现老化线缆，避免造成供电中断和严重的事故，安全可靠，检测精度高，检测结果准确的低压交直流电缆绝缘气体检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种低压交直流电缆绝缘气体检测装置，包括底座、排风管、探测球、显示模块、传感器检测模块、A/D转换模块、主控模块和电源模块；

所述的底座底部安装有万向轮；所述的底座的一端上安装把手；所述的底座上安装有壳体和排风机；所述的壳体顶部安装有支撑架；所述的显示模块安装在支撑架上；所述的壳体的前面板上安装有充电接口、开关Ⅰ、开关Ⅱ和总开关；所述的排风机的进风口上安装有固定套；所述的A/D转换模块、主控模块和电源模块安装在壳体内；所述的传感器检测模块安装在探测球内，探测球包括球体，球体上开有通气孔；

所述的主控模块主要由电路板、以及集成在电路板上的存储器和处理器组成；所述的电路板上设置有电源插口和多通道I/O接口；

所述的电源模块通过总开关接入电路板上的电源插口与处理器连接；所述的电源模块与充电接口相连接；所述的充电接口与电源模块电相连；

所述的传感器检测模块的输出端通过数据线与A/D转换模块的输入端相连；所述的A/D转换模块的输出端、显示模块的输入端、开关Ⅱ分别接入多通道I/O接口与主控模块相连；所述的传感器检测模块、A/D转换模块、显示模块分别与电源模块电相连；所述的排风机通过开关Ⅰ与电源模块电相连。

作为进一步的技术改进，所述的处理器采用低功耗STM32F103RBT6型单片机。STM32F103RBT6型单片机集实时功能和低功耗运算于一身。

作为进一步的技术改进，所述的A/D转换模块主要由A/D转换芯片、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电容C40、电感L31、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37和电阻R38组成；所述的A/D转换芯片为A/D转换芯片ADS1222；所述的A/D转换芯片ADS1222的引脚1与电容C31的一端、电容C32的一端、电感L31的一端相连，电容C31的另一端和电容C32的另一端均接地，电感L31的另一端与电源模块电相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚2通过电阻R31与处理器的引脚27相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚3通过电阻R32与处理器的引脚41相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚4通过电阻R33与处理器的引脚29相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚5通过电阻R34与处理器的引脚30相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚6和引脚7均接地，A/D转换芯片ADS1222的引脚8与电容C38的一端、电阻R38的一端、电容C40的一端相连，电容C38的另一端和电阻R38的另一端均接地，A/D转换芯片ADS1222的引脚9与电容C40的另一端、电容C37的一端、电阻R37的一端相连，电容C37的另一端和电阻R37的另一端均接地，A/D转换芯片ADS1222的引脚10与电容C39的一端、电阻R36的一端、电容C36的一端相连，电容C36的另一端接地，电阻R36的另一端与传感器检测模块的输出端相连，电容C39的另一端与电容C35的一端相连，电容C35的另一端接地，A/D转换芯片ADS1222的引脚11通过电阻R35与地相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚12与地相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚13与电容C33的一端、电容C34的一端、地相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚14与电容C33的另一端、电容C34的另一端、电源模块相连。

作为进一步的技术改进，所述的传感器检测模块主要由气体传感器、电阻R21、电容C21、电容C22、电感L21和PMOS管组成；所述的气体传感器为气体传感器TMS2611；所述的气体传感器TMS2611的引脚1接地，气体传感器TMS2611的引脚2与电阻R21的一端、电阻R36的另一端相连接，电阻R21的另一端接地，气体传感器TMS2611的引脚3与电容C21的一端、电容C22的一端、电感L21的一端相连接，电容C21的另一端和电容C22的另一端均接地，电感L21的另一端与电源模块电相连，气体传感器TMS2611的引脚4接PMOS管的引脚3，PMOS管的引脚2与电源模块电相连，PMOS管的引脚1接处理器的引脚35。气体传感器TMS2611可检测乙烷、乙酸乙酯、2-苯基-1-丙烯、苯乙酮和邻苯二甲酸二丁酯等五种特征气体。

作为进一步的技术改进，所述的显示模块为液晶显示屏。液晶显示屏分辨率为800*480。

作为进一步的技术改进，所述的电源模块包括锂电池组。锂电池组包括24V10Ah的锂电池和电源转换芯片，可以转换为其它模块工作需要的3.3V和5V电压。

作为进一步的技术改进，还包括密封盖，密封盖的边缘开有缺口。探测球放进电缆沟后，将密封盖盖住电缆沟，防止外界气体干扰检测结果，密封盖上的缺口供数据线穿过。

本实用新型的工作原理：

低压交直流电缆线路发生绝缘缺陷时会产生高温，电缆在高温下会产生特征气体，通过检测电缆线路的特征气体可以判断被测点是否有绝缘缺陷，为了避免电缆沟内混杂有过多不相干气体，将排风管的一端安装在排风机的固定套上，另一端放进电缆沟内，按动开关Ⅰ开启排风机，排风机抽取电缆沟内的气体，然后关闭开关Ⅰ，再将探测球放进电缆沟内，开启总开关和开关Ⅰ，探测球在电缆沟内静置一段时间内，探测球内的传感器检测模块对电缆沟内的气体进行检测识别，并将特征气体浓度以电压信号形式传送给A/D转换模块，A/D转换模块对电压信号进行采样，A/D转换模块对电压信号进行采样后反馈给主控模块分析处理，并在显示模块上显示被测点特征气体浓度信息，通过显示模块上显示的被测点特征气体浓度信息，判断低压电缆是否存在绝缘缺陷；通过把手和万向轮可以方便将绝缘气体检测移动到指定的地方；开关Ⅱ控制传感器检测模块的开断；探测球上的通气孔可以方便传感器检测模块准确探测气体浓度情况。

与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：

1.本实用新型通过探测球内的传感器检测模块能够有效检测电缆绝缘故障产生的微量气体，能够及时预警电缆故障，及时发现老化线缆，避免线缆老化故障造成供电中断和严重的事故；并且通过排风机和排风管能够抽走电缆沟内的干扰气体，不仅安全可靠，而且检测精度高，检测结果准确。

2.本实用新型通过把手和万向轮的协助，能够便于将绝缘气体检测装置移动到指定的地方。

3.本实用新型通过密封盖盖住电缆沟，一方面能够防止外界气体干扰检测结果，另一方面密封盖上的缺口能够避对数据线造成磨损。

4.本实用新型通过在排风机的进风口上安装有固定套，能够方便将排风管的一端安装在排风机上。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电路原理图。

图3为本实用新型中传感器检测模块的电路原理图。

图4为本实用新型中A/D转换模块的电路原理图。

图5为本实用新型中处理器的结构示意图。

图6为本实用新型中排风管的结构示意图。

图7为本实用新型中密封盖的结构示意图。

附图标记：1-把手，2-底座，3-万向轮，4-壳体，5-支撑架，6-显示模块，7-排风机，8-数据线，9-充电接口，10-开关Ⅰ，11-开关Ⅱ，12-总开关，13-固定套，14-探测球，15-排风管，16-密封盖，17-缺口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

实施例1：

一种低压交直流电缆绝缘气体检测装置，包括底座2、排风管15、探测球14、显示模块6、传感器检测模块、A/D转换模块、主控模块和电源模块；

所述的底座2底部安装有万向轮3；所述的底座2的一端上安装把手1；所述的底座2上安装有壳体4和排风机7；所述的壳体4顶部安装有支撑架5；所述的显示模块6安装在支撑架5上；所述的壳体4的前面板上安装有充电接口9、开关Ⅰ10、开关Ⅱ11和总开关12；所述的排风机7的进风口上安装有固定套13；所述的A/D转换模块、主控模块和电源模块安装在壳体4内；所述的传感器检测模块安装在探测球14内，探测球14包括球体，球体上开有通气孔；

所述的主控模块主要由电路板、以及集成在电路板上的存储器和处理器组成；所述的电路板上设置有电源插口和多通道I/O接口；

所述的电源模块通过总开关12接入电路板上的电源插口与处理器连接；所述的电源模块与充电接口9相连接；所述的充电接口9与电源模块电相连；

所述的传感器检测模块的输出端通过数据线8与A/D转换模块的输入端相连；所述的A/D转换模块的输出端、显示模块6的输入端、开关Ⅱ11分别接入多通道I/O接口与主控模块相连；所述的传感器检测模块、A/D转换模块、显示模块6分别与电源模块电相连；所述的排风机7通过开关Ⅰ10与电源模块电相连。

所述的处理器采用低功耗STM32F103RBT6型单片机。

所述的A/D转换模块主要由A/D转换芯片、电容C31、电容C32、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电容C40、电感L31、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37和电阻R38组成；所述的A/D转换芯片为A/D转换芯片ADS1222；所述的A/D转换芯片ADS1222的引脚1与电容C31的一端、电容C32的一端、电感L31的一端相连，电容C31的另一端和电容C32的另一端均接地，电感L31的另一端与电源模块电相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚2通过电阻R31与处理器的引脚27相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚3通过电阻R32与处理器的引脚41相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚4通过电阻R33与处理器的引脚29相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚5通过电阻R34与处理器的引脚30相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚6和引脚7均接地，A/D转换芯片ADS1222的引脚8与电容C38的一端、电阻R38的一端、电容C40的一端相连，电容C38的另一端和电阻R38的另一端均接地，A/D转换芯片ADS1222的引脚9与电容C40的另一端、电容C37的一端、电阻R37的一端相连，电容C37的另一端和电阻R37的另一端均接地，A/D转换芯片ADS1222的引脚10与电容C39的一端、电阻R36的一端、电容C36的一端相连，电容C36的另一端接地，电阻R36的另一端与传感器检测模块的输出端相连，电容C39的另一端与电容C35的一端相连，电容C35的另一端接地，A/D转换芯片ADS1222的引脚11通过电阻R35与地相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚12与地相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚13与电容C33的一端、电容C34的一端、地相连，A/D转换芯片ADS1222的引脚14与电容C33的另一端、电容C34的另一端、电源模块相连。

所述的传感器检测模块主要由气体传感器、电阻R21、电容C21、电容C22、电感L21和PMOS管组成；所述的气体传感器为气体传感器TMS2611；所述的气体传感器TMS2611的引脚1接地，气体传感器TMS2611的引脚2与电阻R21的一端、电阻R36的另一端相连接，电阻R21的另一端接地，气体传感器TMS2611的引脚3与电容C21的一端、电容C22的一端、电感L21的一端相连接，电容C21的另一端和电容C22的另一端均接地，电感L21的另一端与电源模块电相连，气体传感器TMS2611的引脚4接PMOS管的引脚3，PMOS管的引脚2与电源模块电相连，PMOS管的引脚1接处理器的引脚35。

所述的显示模块6为液晶显示屏。

所述的电源模块包括锂电池组。

还包括密封盖16，密封盖16的边缘开有缺口17。

该实施例的工作原理：

低压交直流电缆线路发生绝缘缺陷时会产生高温，电缆在高温下会产生特征气体，通过检测电缆线路的特征气体可以判断被测点是否有绝缘缺陷，为了避免电缆沟内混杂有过多不相干气体，将排风管15的一端安装在排风机7的固定套13上，另一端放进电缆沟内，按动开关Ⅰ10开启排风机7，排风机7抽取电缆沟内的气体，然后关闭开关Ⅰ10，再将探测球14放进电缆沟内，开启总开关12和开关Ⅰ10，探测球14在电缆沟内静置一段时间内，探测球14内的传感器检测模块对电缆沟内的气体进行检测识别，并将特征气体浓度以电压信号形式传送给A/D转换模块，A/D转换模块对电压信号进行采样，A/D转换模块对电压信号进行采样后反馈给主控模块分析处理，并在显示模块6上显示被测点特征气体浓度信息，通过显示模块6上显示的被测点特征气体浓度信息，判断低压电缆是否存在绝缘缺陷；通过把手1和万向轮3可以方便将绝缘气体检测移动到指定的地方；开关Ⅱ11控制传感器检测模块的开断；探测球14上的通气孔可以方便传感器检测模块准确探测气体浓度情况；STM32F103RBT6型单片机集实时功能和低功耗运算于一身；液晶显示屏分辨率为800*480；锂电池组包括24V10Ah的锂电池和电源转换芯片，可以转换为其它模块工作需要的3.3V和5V电压；探测球14放进电缆沟后，将密封盖16盖住电缆沟，防止外界气体干扰检测结果，密封盖16上的缺口17供数据线8穿过。