一种带受潮检测的低压带电作业绝缘手套及其制备方法

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，更具体地，涉及一种带受潮检测的低压带电作业绝缘手套及其制备方法。

背景技术

绝缘手套作为电气操作人员防触电最常用的防护用品，在带电作业中起预防接触电压、跨步电压、泄漏电流电弧伤害等作用。目前的绝缘手套普遍采用绝缘橡胶材料制作，绝缘层形成密闭绝缘体系以保护手部。在长期使用过程中，复杂工作环境下绝缘手套易出现磨损、刺穿、老化等现象，在手套表面留下裂痕缺陷，破坏原有密闭绝缘体系，导致外界水分经裂痕侵入手套内，带电作业时可能引起泄漏电流增大，危害运行人员人身安全。对此，运维人员需要定期对绝缘手套进行受潮检测。

目前对受潮检测主要通过检测裂痕缺陷的方式，依赖人工观察判断，用密封性检测装置无缝对接手套，往内部冲入空气，将手套朝手指方向卷曲一定程度后，内部空气压力增大使手套膨胀，再通过肉眼观察是否出现漏气现象。然而这种方法检测灵敏度低，只有在裂痕缺陷较严重时才能有效检测，当手套局部被细微刺穿时，则无法有效检测。且该方法需要额外的破损检测装置，无法在运维人员使用过程中实时检测手套裂痕进水情况。若运维人员佩戴手套在潮湿环境下工作突发刺穿，无法及时告警，将导致人身安全事故。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的检测灵敏度、准确度低，无法在使用过程中实时检测手套进水受潮情况的缺陷，提供一种带受潮检测的低压带电作业绝缘手套，以及一种带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种带受潮检测的低压带电作业绝缘手套，包括绝缘手套，设置在绝缘手套内表面的若干压电传感晶片，以及用于根据压电传感晶片传输的传感信号进行受潮检测并显示受潮检测结果的检测单元；所述检测单元设置在绝缘手套外表面，且所述压电传感晶片的输出端与检测单元的输入端连接；所述压电传感晶片表面涂覆有聚酰亚胺薄膜。

本技术方案中，当绝缘手套突发刺穿导致水分侵入时，利用聚酰亚胺受潮膨胀的特点，其膨胀产生的应力被压电传感晶片感应，并传输至检测单元进行检测及检测结果的显示。当无受潮缺陷时，应力大小为零；随受潮缺陷严重程度加剧，应力大小逐渐增大，检测单元根据应力的大小输出受潮检测结果并显示。

作为优选方案，所述绝缘手套内表面敷设有PVC隔层，所述压电传感晶片设置在所述绝缘手套与所述PVC隔层之间。

作为优选方案，所述压电传感晶片设置在所述绝缘手套的手指、手背和/或手心位置。

作为优选方案，所述压电传感晶片采用小径线缆与所述检测单元连接。

作为优选方案，所述压电传感晶片表面涂覆的聚酰亚胺薄膜的厚度为30μm。

作为优选方案，所述检测单元包括依次连接的电荷放大器、测量放大电路、变换电阻和显示屏，所述压电传感晶片的输出端与所述电荷放大器的输入端连接，所述变换电阻的输出端与所述显示屏的输入端连接。

作为优选方案，所述检测单元还包括警报电路，所述警报电路的输入端与所述变换电阻的输出端连接。

进一步的，本发明还提出了一种带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的制备方法，用于制备上述任一技术方案提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套。其中包括以下步骤：

S1、在压电传感晶片表面涂覆聚酰亚胺薄膜；

S2、将压电传感晶片置于恒温干燥箱中，利用不同温度将完成聚酰亚胺薄膜涂覆的压电传感晶片进行杂质挥发、薄膜固化处理及厚度控制；

S3、将S2步骤制备的压电传感晶片安装在绝缘手套内表面的手指、手背、手心位置；

S4、将压电传感晶片串行级联后，采用小径线缆连接至检测单元，并将检测单元安装在绝缘手套外表面，完成制备。

作为优选方案，所述S2步骤中，将压电传感晶片置于恒温干燥箱中分别调节三档温度100℃、166℃和280℃进行恒温干燥。

作为优选方案，所述S1步骤中，采用硅烷偶联剂对压电传感晶片表面进行预处理后，在压电传感晶片表面涂覆聚酰亚胺薄膜。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明通过在绝缘手套内置涂覆有聚酰亚胺薄膜的压电传感晶片，利用聚酰亚胺对湿度敏感易受潮膨胀的特点，将受潮检测转化为应力检测，配合检测单元实现工作过程中同时执行受潮检测，避免发生人身安全事故。

附图说明

图1为实施例1的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的内部结构示意图。

图2为实施例2的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的剖面示意图。

图3为实施例3的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的外部结构示意图。

图4为实施例4的检测单元的结构示意图。

图5为实施例5的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的制备方法的流程图。

其中，1-绝缘手套，2-压电传感晶片，3-检测单元，31-电荷放大器，32-测量放大电路，33-变换电阻，34-显示屏，35-警报电路，4-聚酰亚胺薄膜，5-PVC隔层，6-小径线缆。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提出一种带受潮检测的低压带电作业绝缘手套，如图1所示，为本实施例的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的结构示意图。

本实施例提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套中，包括绝缘手套1，设置在绝缘手套1内表面的若干压电传感晶片2，以及与所述压电传感晶片2连接的检测单元3。

其中，压电传感晶片2表面涂覆有聚酰亚胺薄膜4，利用聚酰亚胺对湿度敏感易受潮膨胀的特点，将受潮检测转化为应力检测。

在一具体实施例中，所述压电传感晶片2表面涂覆的聚酰亚胺薄膜4的厚度为30μm。

其中，压电传感晶片2沿一定方向受到外力作用时，由于内部电荷的极化效应，会相应地在压电晶片表面产生极性相反的电荷Q。当外力F消失时，又恢复不带电状态；当外力F方向改变时，电荷极性也随之改变。假设压电晶片长度为L，厚度为δ，则有：

本实施例中的检测单元3设置在绝缘手套1外表面，用于根据压电传感晶片2传输的传感信号进行受潮检测，以及显示受潮检测结果。运维人员在作业过程中可以根据显示在绝缘手套1外表面的检测结果得到当前绝缘手套1的进水受潮情况，实现实时受潮检测。

在具体实施过程中，当绝缘手套1突发刺穿导致水分侵入时，利用聚酰亚胺受潮膨胀的特点，其膨胀产生的应力被压电传感晶片2感应，并传输至检测单元3进行检测；检测单元3中预设有检测阈值，当感应的应力大于预设的检测阈值时，则输出受潮警告并进行显示，和/或将当前感应的应力大小输出显示，运维人员能够在使用过程中根据绝缘手套1外表面显示的受潮警告和/或当前应力大小得知当前手套进水受潮情况，从而避免发生人身安全事故。

本实施例中，通过在绝缘手套1内置涂覆有聚酰亚胺薄膜4的压电传感晶片2，利用聚酰亚胺对湿度敏感易受潮膨胀的特点，将受潮检测转化为应力检测，配合检测单元3实现工作过程中同时执行受潮检测，避免发生人身安全事故。

实施例2

本实施例在实施例1提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的基础上作出改进。

本实施例提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套中，包括绝缘手套1，设置在绝缘手套1内表面的若干压电传感晶片2，以及用于根据压电传感晶片2传输的传感信号进行受潮检测并显示受潮检测结果的检测单元3。

本实施例中的绝缘手套1内表面敷设有PVC隔层5，所述压电传感晶片2设置在所述绝缘手套1与所述PVC隔层5之间。

如图2所示，为本实施例的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的剖面示意图。

其中，PVC隔层5的作用是在保证穿戴手感舒适的同时，隔绝外界应力挤压对压电传感晶片2的影响。

在具体实施过程中，当绝缘手套1突发刺穿导致水分侵入时，利用聚酰亚胺受潮膨胀的特点，其膨胀产生的应力被压电传感晶片2感应，并传输至检测单元3进行检测；检测单元3中预设有检测阈值，当感应的应力大于预设的检测阈值时，则输出受潮警告并进行显示，和/或将当前感应的应力大小输出显示，运维人员能够在使用过程中根据绝缘手套1外表面显示的受潮警告和/或当前应力大小得知当前手套进水受潮情况，从而避免发生人身安全事故。

此外，当绝缘手套1突发刺穿导致水分侵入时，PVC隔层5能够一定程度上避免绝缘手套1完全刺穿，且能够利用PVC隔层5的优良电绝缘性，避免运维人员触电。

实施例3

本实施例中在实施例1或2提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的基础上作出改进。

本实施例提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套中，包括绝缘手套1，设置在绝缘手套1内表面的若干压电传感晶片2，以及与所述压电传感晶片2连接的检测单元3。

其中，压电传感晶片2表面涂覆有聚酰亚胺薄膜4，利用聚酰亚胺对湿度敏感易受潮膨胀的特点，将受潮检测转化为应力检测。

检测单元3设置在绝缘手套1外表面，用于根据压电传感晶片2传输的传感信号进行受潮检测，以及显示受潮检测结果。运维人员在作业过程中可以根据显示在绝缘手套1外表面的检测结果得到当前绝缘手套1的进水受潮情况，实现实时受潮检测。

本实施例中的压电传感晶片2设置在所述绝缘手套1的手指、手背和/或手心位置内侧，在使用过程中根据工作环境设置合适数量压电传感晶片2。

进一步的，本实施例中的压电传感晶片2采用小径线缆6与所述检测单元3连接，且压电传感晶片2之间采用小径线缆6串行级联。

如图3所示，为本实施例的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的外部结构示意图。

在具体实施过程中，根据具体运维工作要求及工作环境，在绝缘手套1内设置一定数量的压电传感晶片2，且压电传感晶片2之间采用小径线缆6串行级联，且与检测单元3连接。当绝缘手套1突发刺穿导致水分侵入时，利用聚酰亚胺受潮膨胀的特点，其膨胀产生的应力被压电传感晶片2感应，并传输至检测单元3进行检测；检测单元3中预设有检测阈值，当感应的应力大于预设的检测阈值时，则输出受潮警告并进行显示，和/或将当前感应的应力大小输出显示，运维人员能够在使用过程中根据绝缘手套1外表面显示的受潮警告和/或当前应力大小得知当前手套进水受潮情况，从而避免发生人身安全事故。

实施例4

本实施例在实施例1～3提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的基础上作出改进。

本实施例提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套中，包括绝缘手套1，设置在绝缘手套1内表面的若干压电传感晶片2，以及与所述压电传感晶片2连接的检测单元3。

其中，压电传感晶片2表面涂覆有聚酰亚胺薄膜4，利用聚酰亚胺对湿度敏感易受潮膨胀的特点，将受潮检测转化为应力检测。

检测单元3设置在绝缘手套1外表面，用于根据压电传感晶片2传输的传感信号进行受潮检测，以及显示受潮检测结果。运维人员在作业过程中可以根据显示在绝缘手套1外表面的检测结果得到当前绝缘手套1的进水受潮情况，实现实时受潮检测。

进一步的，本实施例中检测单元3包括依次连接的电荷放大器31、测量放大电路32、变换电阻33和显示屏34，所述压电传感晶片2的输出端与所述电荷放大器31的输入端连接，所述变换电阻33的输出端与所述显示屏34的输入端连接。

如图4所示，为本实施例的检测单元3的结构示意图。

其中，当绝缘手套1突发刺穿导致水分侵入时，利用聚酰亚胺受潮膨胀的特点，其膨胀产生的应力被压电传感晶片2感应。压电传感晶片2采集的电荷信号通过带电容板反馈的电荷放大器31放大后，输入到通过电阻反馈的测量放大电路32进一步放大电压信号，最后经变换电阻将处理后的信号输出至显示屏34，通过显示屏34显示当前感应的应力大小。运维人员能够在使用过程中根据绝缘手套1外表面显示的应力大小得知当前手套进水受潮情况，从而避免发生人身安全事故。

在另一实施例中，检测单元3还包括警报电路35，所述警报电路35的输入端与所述变换电阻33的输出端连接。当绝缘手套1突发刺穿导致水分侵入时，利用聚酰亚胺受潮膨胀的特点，其膨胀产生的应力被压电传感晶片2感应，压电传感晶片2采集的电荷信号通过带电容板反馈的电荷放大器31放大后，输入到通过电阻反馈的测量放大电路32进一步放大电压信号，最后经变换电阻将处理后的信号输出至显示屏34，同时经变换电阻的信号输入至警报电路35，警报电路35发出报警信号或报警声音。

在一具体实施过程中，警报电路35中包括蜂鸣器。

实施例5

本实施例提出一种带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的制备方法，用于制备实施例1～4任一提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套。

如图5所示，为本实施例的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的制备方法的流程图。

本实施例提出的带受潮检测的低压带电作业绝缘手套的制备方法中，包括以下步骤：

S1、在压电传感晶片2表面涂覆聚酰亚胺薄膜4；

S2、将压电传感晶片2置于恒温干燥箱中，利用不同温度将完成聚酰亚胺薄膜4涂覆的压电传感晶片2进行杂质挥发、薄膜固化处理及厚度控制；

S3、将S2步骤制备的压电传感晶片2安装在绝缘手套1内表面的手指、手背、手心位置；

S4、将压电传感晶片2串行级联后，采用小径线缆6连接至检测单元3，并将检测单元3安装在绝缘手套1外表面，完成制备。

其中，在压电传感晶片2表面均匀涂覆厚度30μm的聚酰亚胺薄膜4。

在另一实施例中，用硅烷偶联剂溶液对压电传感晶片2表面进行预处理，再均匀涂覆厚度30μm的聚酰亚胺薄膜4，用于提高聚酰亚胺薄膜4与压电传感晶片2的粘合性能。

在另一实施例中，将完成聚酰亚胺薄膜4涂覆的压电传感晶片2置于恒温干燥箱中分别调节三档温度100℃、166℃和280℃进行恒温干燥，利用不同温度将完成涂覆操作的压电传感晶片2进行杂质挥发、薄膜固化处理及厚度控制。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。