CN113433066B - 配电柜内部气体检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电柜内部气体检测系统，包括气体采集装置、定额循环装置和分层光谱仪，气体采集装置将来自于配电柜内部气体抽取并注入定额循环装置和分层光谱仪内，分层光谱仪包括迂回的气流通道，在各气流通道的一端安装有红外点阵激光发射器，另一端安装有红外点阵激光接收器，处理器通过对红外光谱分析鉴别位于分层光谱仪内气体中是否含有目标气体，定额循环装置用以驱动位于分层光谱仪内的样气进行有限次的往复运动。该系统通过检测配电柜内目标气体用以获取内部器件老化绝缘材料材质变化等因素，更换安全隐患较大的配电柜，并针对一些存在相应问题但安全隐患不大的配电柜进行定期监测，具有非常重要的意义。

Description

配电柜内部气体检测系统

技术领域

本发明属于配电柜内部气体检测技术领域，具体涉及一种针对配电柜内部目标气体进行定额循环检测的系统。

背景技术

配电柜是向各类型企事业单位及大型办公场所用户供电的最直接的设备，使用量巨大，其运行可靠性直接关系到供电质量和供电可靠程度。配电柜（箱）分动力配电柜和照明配电柜、计量柜，是配电系统的末级设备，主要是把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷，同时对本级设备负荷提供保护、监视和控制。随着电力系统向着高电压、大机组、大容量的迅速发展,智能一体化配电柜模式和综合自动化的普及推广，对配电柜的安全运行要求越来越重要。

配电柜内包括电流回路、电压回路、操作回路、电流互感器和电压互感器等，端子排数量庞大，安装接线数量繁多，配电柜内端子触头、电力电缆进出线的接头接触不良时,接触电阻增大，在负载电流流过时会产生发热现象，过热会引起金属材料的机械强度下降、绝缘材料老化并可能导致击穿形成事故。通常，在配电柜内固体绝缘中的空穴、不同特性的绝缘层之间，以及金属(或半导电)电极的尖锐边缘处，由于气体的击穿场强比固体介质低得多，气体中的电场又比固体介质中高,往往会在气隙的部位产生局部放电，这些局部放电会造成电介质绝缘强度逐步下降，最终导致绝缘失效。另一种原因是在有机绝缘材料表面爬电但未形成碳化通道缺陷，这种缺陷一旦形成，会在长期的电力运行及材料老化过程中继续恶化，使得绝缘材料表面贯穿造成严重的配电柜事故。尤其是一级配电柜，设备紧靠降压变压器，故电气参数要求较高，输出电路容量也较大。伴随着柜体内绝缘材料的老化，柜中往往还存在CO和SF6等有害气体的泄漏，同样会造成设备性能的下降，存在窒息性的CO2气体时，其对操作使用人员的安全存在较大的隐患。

目前对配电柜绝缘材料的监测方法大都基于温度监控，另外一些通过在线监测的方式，在进行检测时受控于配电柜的运行状态，如对电量参数（电压、电流、电功率）实时监测，这种检测方式不适用于长期不执行分断关合动作的配电柜，且该方式在检测时易受外界测试条件的影响，导致测量的准确性不够。例如：采用电磁波监测配电柜的局部放电，易受外界的强电磁场干扰；而采用红外成像的方法则受系统密闭结构的影响，无法准确的测量运行温度。

并且，由于配电柜内绝缘件颇多，单独监控一个温度难以及时反应柜内绝缘件的绝缘性能的劣化情况。同时，温度的监控也不能对配电柜绝缘件的缺陷作出早期预警，这是温度监控的最大弊端。因此亟需研究柜内其他在线监测方法，以期及时发现异常，排除隐患。

发明内容

针对现有配电柜内部气体检测存在的精度差，尤其是针对开放式配电柜很难检测出目标气体导致配电柜绝缘材料的监测存在遗漏问题，本发明提供一种配电柜内部气体检测系统，通过定额循环装置对分层光谱仪内额定样气以额定频率和特定周期进行运行检测，提高检测精度。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：

一种配电柜内部气体检测系统，包括气体采集装置和检测机构，气体检测机构包括定额循环装置和分层光谱仪，所述的气体采集装置将来自于配电柜内部气体抽取并注入定额循环装置和分层光谱仪内，且以盈余排放的方式压迫原留置于定额循环装置和分层光谱仪内的空气，使定额循环装置和分层光谱仪充满被采集气体，所述的分层光谱仪包括一个密封腔，在所述密封腔内布置有迂回的气流通道，各气流通道首尾依次串联，在各气流通道的一端壁安装有红外点阵激光发射器，另一端壁安装有位置对应的红外点阵激光接收器，红外点阵激光发射器和红外点阵激光接收器分别与处理器的信号输出端和信号输入端连接，处理器通过对红外点阵接收器接收的红外光谱分析，用于鉴别位于分层光谱仪内气体中是否含有目标气体，以及目标气体数量，所述定额循环装置用以驱动位于分层光谱仪内的样气进行有限次的往复运动。

所述的分层光谱仪包括密封壳和连接与其两侧的两根总气管，密封壳内被多个竖

隔层分割为多个循环单元，每个循环单元内有分别被多个横隔层隔离为多个分层，每个分层的首、尾端依次相接，形成迂回气流通道，每个循环单元的入口和出口都汇聚于单元汇流管，各入口和出口的单元汇流管分别与两根总气管连通，所述定额循环装置的循环出气口和循环进气口分别与所述总气管的两支连通，并设置相应控制阀。

所述的定额循环装置包括固定为一体的上气缸缸筒和下气缸缸筒，上、下气缸缸筒内分别匹配安装活塞，上下活塞的活塞杆的末端分别与两个曲柄连杆机构铰接，曲柄连杆机构包括连杆，两个曲柄由一根中心轴和两个偏心轴组成，两个偏心轴对称的分布于中心轴的两侧，其中心轴通过轴承铰接与外罩内侧，外罩与上、下气缸缸筒的缸筒固定在一起，电机一的转轴与中心轴传动连接；上气缸缸筒和下气缸缸筒的前端壁分别安装有呼吸管一和呼吸管二，所述的呼吸管一和呼吸管二分别通过电磁阀与分层光谱仪的两根总气管连通，气体采集装置为气泵， 其输出口通过管道连通于分层光谱仪总进气管上，且在该管道上安装进气控制阀，分层光谱仪总出气管上安装排气控制阀一，各阀门和电机一都被所述处理器控制启闭。

所述的定额循环装置包括一个密封缸，其内匹配套装有活塞，与活塞中心固定连

接的活塞杆，其外端被直线驱动结构驱动能够往复运动，于所述密封缸的前端壁同时安装有呼吸管一和呼吸管二，所述的呼吸管一和呼吸管二分别通过电磁阀与分层光谱仪的两根总气管连通。

所述的定额循环装置包括一个密封缸，其内匹配套装有活塞，与活塞中心固定连接的活塞杆，其外端被直线驱动结构驱动能够往复运动，于所述密封缸的前端壁和后端壁分别安装有呼吸管一和呼吸管二，所述的呼吸管一和呼吸管二分别通过电磁阀与分层光谱仪的两根总气管连通。

所述呼吸管一上有两个叉管，叉管一连接有检测用引气管，且在该气管上安装有进气控制阀，叉管二通过根端电磁阀总气管之一连通，并在该总气管上安装有叉管三，且在叉管三上安装有排气控制阀一，呼吸管二上有两个叉管，呼吸管二根端连接电磁阀，叉管一与总气管之二连通，叉管二安装有排气控制阀二。

在所述呼吸管一上还连接有检测用引气管，且在该气管上安装有进气控制阀，在呼吸管二上安装有排气管并安装有排气控制阀一。

所述定额循环装置包括一个密封缸，其内匹配套装有活塞，活塞的中心固定有螺套。同时，在该密封缸的前后端壁中心通过轴承安装有螺杆，该螺杆与所述螺套匹配安装，螺杆的一端引出密封缸之外与电机二的转轴连接，当电机二转动带动螺杆转动后，驱动活塞在密封缸内左右移动；在密封缸的前端壁和后端壁分别安装有呼吸管一和呼吸管二，呼吸管一和呼吸管二分别与分层光谱仪的两根总气管连通。

呼吸管一上有叉管一和叉管二，叉管一安装有进气控制阀及检测用引气管，叉管二通过根端电磁阀及总气管连接分层光谱仪的总进口，插管二上还连接有叉管三，叉管三上安装有排气控制阀二，呼吸管二上有叉管一和叉管二，叉管一上安装有排气管并安装有排气控制阀一，叉管二通过电磁阀及总气管连接分层光谱仪的总出口。

本发明的有益效果：该系统通过检测配电柜内目标气体，用以获取配电柜内部器件老化，绝缘材料材质变化等因素，选择出存在安全隐患的配电柜，更换安全隐患较大的配电柜，并针对一些存在相应问题但安全隐患不大的配电柜进行定期监测。该系统通过测量和监视高压配电柜内的运行状态，能够避免重大事故发生及控制故障恶化，对于保证高压配电柜的正常运行，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有非常重要的意义。

该系统分层光谱仪通过红外光谱分析技术，针对部分目标气体例如CO或SF6或CO2进行检测，以收集并检测配电柜内存在CO或SF6等气体的泄漏的情况及泄露量，并依次确定长期的电力运行及材料老化过程中继续恶化情况，防止绝缘材料因表面老化导致贯穿造成严重的配电柜事故。处理器通过对各红外点阵接收器接收红外光谱数字信息，利用红外光谱分析技术，选择性吸收某些波长例如CO或SF6或CO2的红外线，该类气体能引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到样品气体中含有目标气体的红外吸收光谱，用以鉴别位于分层光谱仪内气体中是否含有目标气体，以及目标气体数量。定额循环装置能保证样气以绝对数量完全往复于分层光谱仪，以及对分层光谱仪进行信息获取和处理的过程，具有对配电柜内气体快速精准检测的能力。

附图说明

图1是本发明原理框图。

图2是本发明实施例一的主要结构示意图。

图3是本发明实施例二的主要结构示意图。

图4是图1中定额循环装置的剖面结构图。

图5是图1中分层光谱仪的外观结构图之一。

图6是图5内部结构简化示意图。

图7是图1中分层光谱仪的外观结构图之二。

图8是本发明实施例三的主要结构示意图。

图9是本发明实施例四的主要结构示意图。

图10是图9的剖面结构示意图。

图中标号：分层光谱仪1，红外点阵激光发射器2，红外激光点阵21，红外点阵激光接收器3，管束罩4，定额循环装置二5，密封缸51，活塞52，活塞杆53，外壳54，呼吸管一55，呼吸管二56，检测用引气管57，定额循环装置三6，定额循环装置四7，螺杆71，电机二72，定额循环装置一8，上气缸缸筒81，下气缸缸筒82，活塞83，活塞杆84，连杆85，中心轴86，偏心轴87，电机一88，外罩89，进气控制阀91，排气控制阀一92，电磁截止阀93，排气控制阀二94，根端电磁阀95，气泵10，密封壳11，循环单元12，竖隔层13，横隔层14，迂回气流通道15，单元汇流管16，总气管17。

实施方式

测量和监视高压配电柜内的运行状态，是避免重大事故发生及控制故障恶化的有力手段，对于保证高压配电柜的正常运行，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度，具有非常重要的意义。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：参见图1、2、5。

本实施例公开了一种用于配电柜内部进行气体检测的系统，主要用于收集并检测配电柜内存在CO或SF6等气体的泄漏的情况及泄露量，并依此跟踪长期的电力运行及材料老化过程中配电柜内部气体质量继续恶化情况，其中一个目的是防止绝缘材料因表面老化导致贯穿造成严重的配电柜事故。

该系统主要包括气体采集装置、定额循环装置和分层光谱仪，以及其他配置附件等，其基本原理如图1所示。

本实施例中的气体采集装置主要依靠气泵10收集柜内气体，也可以有其他方式

（其他实施例有所介绍）。气体采集装置的目的是将来自于配电柜内部的气体样本抽取并注入定额循环装置和分层光谱仪内。如图2中的气泵10，以盈余排放的方式压迫原留置于定额循环装置和分层光谱仪内的空气，使定额循环装置和分层光谱仪充满被采集气体。

一种形式的分层光谱仪1，其结构如图2所示，其包括一个迂回的气流通道，该气流通道可以由弯曲的管道实现，或者由隔层隔离实现。各层气流通道的首尾依次串联。各层气流通道最好彼此平行，在各气流通道的一端安装有红外点阵激光发射器2，另一端安装有位置对应的红外点阵激光接收器3，如图5所示，图5仅仅是为了配合说明红外点阵激光发射器2和红外点阵激光接收器3的安装位置，其他结构与本实施例并不相同。其中，红外点阵激光发射器2和红外点阵激光接收器3的信号线分别与处理器的信号输出端和信号输入端连接，处理器控制各红外点阵激光发射器2分别同时各发出一束连续波长的红外光（或激光），处理器通控制各红外点阵激光接收器3接收红外光谱数字信息，利用红外光谱分析技术，选择性吸收某些波长例如CO或SF6或CO2的红外线，该类气体能引起分子中振动能级和转动能级的跃迁，检测红外线被吸收的情况可得到样品气体中含有目标气体的红外吸收光谱。分层光谱仪1通过红外光谱分析技术，针对部分目标气体例如CO或SF6或CO2进行检测，用于鉴别位于分层光谱仪内的气体中是否含有目标气体，以及目标气体含量。红外光谱法实质上是一种根据分子内部原子间的相对振动和分子转动等信息来确定物质分子结构和鉴别化合物的分析方法。红外光谱中分子的振动和转动只有伴随着净的偶极矩变化的键才有红外活性。氧气、氮气、氢气、氦气等都是对称分子，正负电荷中心始终重叠，偶极矩μ=r×q，r=0，所以是非红外活性的。常见的非对称气体分子为：SO2、CO、CO2、CH4等，这些非对称气体是本实施例检测的目标气体。

定额循环装置用于驱动位于分层光谱仪内的气体进行有限次的往复运动。本实施例中，采用由气缸往复极限运动驱动绝对定量的气体，按照一定频率，使其往复于分层光谱仪一定周期（次数），获取特定温度、特定频率和特定往复周期的目标气体检测数值，以该数值作为判断配电柜内部目标气体达标程度。

本实施例展示了一种如图2所示的定额循环装置一8，该装置包括固定为一体的上气缸缸筒81和下气缸缸筒82，上、下气缸缸筒内分别匹配安装活塞83，上下活塞的活塞杆84的末端分别与两个曲柄连杆机构铰接。曲柄连杆机构包括连杆85，两个曲柄由一根中心轴86和两个偏心轴87组成，两个偏心轴87对称的分布于中心轴86的两侧，其中心轴86通过轴承铰接于外罩89内侧，外罩与上、下气缸缸筒的缸筒固定在一起。电机一88固定于外罩89外侧，电机一88的转轴与中心轴86传动连接。由此，通过电机一88的转轴带动中心轴86转动，在两组曲柄连杆机构的作用下，上、下气缸的活塞杆84带动各自的活塞83做交替式的往复运动。于上气缸缸筒81和下气缸缸筒82的前端壁分别安装有呼吸管一55和呼吸管二56，所述的呼吸管一55和呼吸管二56分别通过电磁阀93与分层光谱仪的两根总气管17连通，各电磁阀93和电机一88都被所述处理器控制启闭。

气体采集装置为气泵10，被处理器的控制端控制，处理器的信号输入端和信号输

出端分别连接相应按键和显示器，处理器接收手动输入信号启动相应气泵工作。从图2可以看出，气泵10的输出口通过管道连通于分层光谱仪1的总进气管上，且在该管道上安装进气控制阀91，分层光谱仪总出气管上安装排气控制阀一92。

本实施例提供了一种典型的气体采集装置与定额循环装置和分层光谱仪的连接关系。该装置还设置有用以检测气缸位置的位置传感器，在启动工作初期，处理器控制各阀路打开并检测气缸位置传感器，控制电机一88（为步进电机）转动使上气缸缸筒81的活塞与前壁（即图中的右侧）呈接触状态，同时下气缸缸筒82的活塞与气缸的后壁（即图中左侧）接触，然后开启气泵10向分层光谱仪1内鼓入样气，盈余样气从排气控制阀一92排出。暂停气泵，关闭进气控制阀91 ，控制上气缸缸筒81、下气缸缸筒82的活塞移动至各自气缸的另一端，在这个过程中，在活塞的作用下，分层光谱仪1内的气体将从排气控制阀一92排出，再开启气泵使盈余样气从排气控制阀一92排出。之后关闭进气控制阀91和排气控制阀一92，启动控制电机一88按一定频率工作一定周期，完成后获取来自于红外点阵激光接收器3的信号并处理输出结果。

以上工作过程实现了样气采集的自动化，并可同时接入定额循环装置和分层光谱

仪1，直至排出空气，同时利用定额循环装置使定量的样气以一定频率和一定周期运行，这个过程能保证样气以绝对数量完全往复于分层光谱仪，然后对分层光谱仪进行信息获取和处理的，具有对配电柜内气体快速精准检测的能力。

实施例2：参见图3-7。

另一种配电柜内部气体检测系统，如图3所示，该系统是在实施例1基础上，对定额循环装置和分层光谱仪的结构进行改变，该实施例中，用附图标记5来代表另一种结构形式的定额循环装置二，本实施例对气体采集装置的布置进行改变。

如图3、4所示，定额循环装置二5包括一个密封缸51，其内匹配套装有活塞52，与活塞52中心固定连接的活塞杆53。活塞杆53的外端被直线驱动机构驱动能够往复运动，直线驱动机构的形式不限于采用电推杆或齿轮齿条组合或偏心轮连杆组合等直线往复运动机构或结构。

图4中可以看出，在密封缸51的前端壁同时安装有呼吸管一55和呼吸管二56。由图3可以看出，呼吸管一55和呼吸管二56分别通过电磁阀93与分层光谱仪的两根总气管17连通，总气管17的下方设有管束罩4。呼吸管一55连接有检测用引气管57，检测用引气管57上还安装有进气控制阀91。呼吸管二56向外引出叉管后安装有排气控制阀一92。

分层光谱仪如图5-图7所示，包括密封壳11和连接在其两侧的两根总气管17，密封壳11内被多个竖隔层13分割为多个循环单元12，每个循环单元12内有分别被多个横隔层14隔离为多个分层，每个分层的首、尾端依次相接，形成图6所示的迂回气流通道15。每个循环单元12的入口和出口都汇聚于图5所示的单元汇流管16，各入口和出口的单元汇流管16分别与两根总气管17连通，总气管17的上、下两支可以分别为总进气管和总出气管。定额循环装置二5的循环出气口（呼吸管一55一侧叉管）和循环进气口（呼吸管二56一侧叉管）分别与所述总气管17的两支总进气管和总出气管连通，并分别设置进气控制阀91和排气控制阀一92。

本实施例与实施例1相比，检测用引气管57上可以安装有气泵，但也可以不安装气泵。检测用引气管57上安装气泵时，由气泵通过检测用引气管57从配电柜内抽取样气，此时需由处理器控制使活塞52移动至密封缸51前端壁以排空缸内空气。打开各控制阀，向分层光谱仪1内鼓入样气直至盈余后从排气控制阀一92排出，气路方向如图3箭头所示。然后关闭进气控制阀91和排气控制阀一92，在向后移动活塞杆拖动活塞，从分层光谱仪内吸入样气至密封缸51内。检测用引气管57上没有安装气泵时，打开进气控制阀91并关闭其他阀门，处理器控制直线驱动机构使活塞向后移动，利用检测用引气管57从配电柜内抽取样气，然后关闭进气控制阀91和根端电磁阀95，打开排气控制阀一92和电磁阀93，处理器控制直线驱动机构使活塞向前移动，将位于密封缸51内的样气压入分层光谱仪1内，活塞依次循环反复移动直至盈余样气从排气控制阀一92排出为止，最后关闭进气控制阀91和排气控制阀一92。

处理器启动直线驱动机构使活塞往复运动，利用定额循环装置使定量的样气以一

定频率和一定周期运行的过程，能保证样气以绝对数量完全往复于分层光谱仪，以及对分层光谱仪进行信息获取和处理的过程，具有对配电柜内气体快速精准检测的能力。

实施例3：参见附图8。

在实施例2基础上，定额循环装置有所改变，具体如图8所示，用附图标记6代表定额循环装置三，该定额循环装置三6包括一个密封缸，其内匹配套装有活塞。本实施例不具有气泵，气体采集装置仅依靠该密封缸及其活塞运动。与活塞中心固定连接有活塞杆，其外端被直线驱动结构驱动能够往复运动。

与实施例2不同的是，本实施例于密封缸的前端壁和后端壁分别安装有呼吸管一55和呼吸管二56。呼吸管一55和呼吸管二56分别通过电磁阀93与分层光谱仪的两根总气管17连通。

具体地，呼吸管一55上有两个叉管，叉管一通过进气控制阀91与检测用引气管57

（图8中未示出）连接，叉管二通过根端电磁阀95与总气管之一连通，并在该总气管上安装有叉管三，且在叉管三上安装有排气控制阀一92。呼吸管二56上有两个叉管，呼吸管二56根端连接电磁阀93，叉管一与总气管之二连通，叉管二安装有排气控制阀二94。

分层光谱仪的红外点阵激光发射器2和红外点阵激光接收器3分别与控制器的信号输出端和信号输入端连接，控制器通过将接收信息传送至后台服务器进行信息处理。

工作时，打开进气控制阀91、电磁阀93和排气控制阀二94，关闭排气控制阀一92和根端电磁阀95，处理器控制直线驱动机构使活塞向前移动，通过叉管一及检测用引气管57从配电柜内抽取样气进入密封缸后端内腔，关闭进气控制阀91和排气控制阀一92，打开电磁阀93、排气控制阀二94和根端电磁阀95，处理器控制直线驱动机构使活塞向后移动，将左腔样气压入分层光谱仪1内，并将分层光谱仪1内的空气从排气控制阀二94排出。然后关闭进气控制阀91、排气控制阀一92和排气控制阀二94，打开电磁阀93和根端电磁阀95，处理器启动直线驱动机构使活塞往复运动，利用定额循环装置使定量的样气以一定频率和一定周期运行的过程，能保证样气以绝对数量完全往复于分层光谱仪，以及对分层光谱仪进行信息获取和处理的过程，具有对配电柜内气体快速精准检测的能力。

实施例4：参见图9、10。

在实施例3基础上，定额循环装置有所改变，具体如图9和图10所示，该定额循环装置四7包括一个密封缸，其内匹配套装有活塞，活塞的中心固定有螺套。同时，在该密封缸的前后端壁中心通过轴承安装有螺杆71，该螺杆71与所述螺套匹配安装，螺杆71的一端引出密封缸之外与电机二72的转轴连接。当电机二一转动带动螺杆转动后，能够驱动活塞在密封缸内左右移动。

在密封缸的前端壁和后端壁分别安装有呼吸管一55和呼吸管二56。呼吸管一55和呼吸管二56分别通过电磁阀93与分层光谱仪的两根总气管17连通。

呼吸管一55上有叉管一和叉管二，叉管一安装有进气控制阀91及检测用引气管，叉管二通过根端电磁阀95及总气管17连接分层光谱仪1的总进口。插管二上还连接有叉管三，叉管三上安装有排气控制阀二94。呼吸管二56上有叉管一和叉管二，叉管一上安装有排气管并安装有排气控制阀一92，叉管二通过电磁阀93及总气管17连接分层光谱仪1的总出口。

工作时，打开进气控制阀91、电磁阀93和排气控制阀二94，打开阀排气控制阀一92和根端电磁阀95，处理器控制直线驱动机构使活塞向前移动，通过叉管一及检测用引气管 57从配电柜内抽取样气进入密封缸后端内腔，关闭进气控制阀91和排气控制阀一92，打开电磁阀93、排气控制阀二94和根端电磁阀95，处理器控制直线驱动机构使活塞向后移动，将左腔样气压入分层光谱仪1内，并将分层光谱仪1内的空气从排气控制阀二94排出。然后关闭进气控制阀91、排气控制阀一92和排气控制阀二94，打开电磁阀93和根端电磁阀95，处理器启动直线驱动机构使活塞往复运动，利用定额循环装置使定量的样气以一定频率和一定周期运行的过程，能保证样气以绝对数量完全往复于分层光谱仪，以及对分层光谱仪进行信息获取和处理的过程，具有对配电柜内气体快速精准检测的能力。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的

原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。例如，关于分层光谱仪还可以不对其内腔进行分层，但在其两端（红外点阵激光发射器和红外点阵激光接收器的外端）的中心增设转轴并被驱动使其往复翻转运动以利于气体混合搅动，提高目标气体被检测概率。在此基础上还可以将纵进出气管分别位于转轴中心的两端，并通过密封转接头对外管连接，以实现持续转动功能。以及红外点阵激光发射器和红外点阵激光接收器的电源线通过导电环向外连接，激光器信号通过无线发送至外端接收器。或者，分层光谱仪迂分层后回通道的端部安装有辅助扰动部件以协助搅动，防止气体分层因素影响检测效果。或者其他一些气体采集装置或其他定额循环装置或其他形式的分层光谱仪的局部或整体替换。

Claims (3)

1.一种配电柜内部气体检测系统，包括气体采集装置和检测机构，其特征在于，气体检测机构包括定额循环装置和分层光谱仪，所述的气体采集装置将来自于配电柜内部气体抽取并注入定额循环装置和分层光谱仪内，且以盈余排放的方式压迫原留置于定额循环装置和分层光谱仪内的空气，使定额循环装置和分层光谱仪充满被采集气体，所述的分层光谱仪(1)是在一个密封腔内布置有迂回的气流通道，各气流通道首尾依次串联，在各气流通道的一端壁安装有红外点阵激光发射器(2)，另一端壁安装有位置对应的红外点阵激光接收器(3)，红外点阵激光发射器(2)和红外点阵激光接收器(3)分别与处理器的信号输出端和信号输入端连接，处理器通过对红外点阵激光接收器接收的红外光谱分析，用以鉴别位于分层光谱仪内气体中是否含有目标气体，以及目标气体数量，所述定额循环装置用以驱动位于分层光谱仪内的样气进行有限次的往复运动；定额循环装置（8）包括固定为一体的上气缸缸筒（81）和下气缸缸筒（82），上、下气缸缸筒内分别匹配安装活塞（83），上下活塞的活塞杆（84）的末端分别与两个曲柄连杆机构铰接，曲柄连杆机构包括连杆（85），两个曲柄由一根中心轴 （86）和两个偏心轴（87）组成，两个偏心轴（87）对称的分布于中心轴（86）的两侧，其中心轴（86）通过轴承铰接于外罩（89）内侧，外罩与上、下气缸缸筒的缸筒固定在一起，电机一（88）固定于外罩（89）外侧，电机一（88）的转轴与中心轴（86）传动连接，由此，通过电机一（88）的转轴带动中心轴（86）转动，在两组曲柄连杆机构的作用下，上、下气缸的活塞杆（84）带动各自的活塞（83）做交替式的往复运动，于上气缸缸筒（81）和下气缸缸筒（82）的前端壁分别安装有呼吸管一（55）和呼吸管二（56），所述的呼吸管一（55）和呼吸管二（56）分别通过电磁阀（93）与分层光谱仪的两根总气管（17）连通，各电磁阀（93）和电机一（88）都被所述处理器控制启闭；气体采集装置为气泵(10），其输出口通过管道连通于分层光谱仪总进气管上，且在该管道上安装进气控制阀(91），分层光谱仪总出气管上安装排气控制阀一(92）。

2.根据权利要求1所述的配电柜内部气体检测系统，其特征在于，所述的分层光谱仪包括密封壳(11）和连接与其两侧的两根总气管(17），密封壳(11）内被多个竖隔层(13）分割为多个循环单元(12），每个循环单元(12）内有分别被多个横隔层(14）隔离为多个分层，每个分层的首端相同或者尾端相通，形成迂回气流通道(15），每个循环单元(12）的入口和出口都汇聚于单元汇流管(16），各入口和出口的单元汇流管(16）分别与总进气管和总出气管连通，所述定额循环装置的循环出气口和循环进气口分别与所述总进气管和总出气管连通，并设置相应控制阀。

3.根据权利要求1所述的配电柜内部气体检测系统，其特征在于，分层光谱仪的红外点阵激光发射器(2)和红外点阵激光接收器(3)分别与控制器的信号输出端和信号输入端连接，控制器通过将接收信息传送至后台服务器进行信息处理。