基于银纳米片表面增强拉曼光谱的变压器油中溶解糠醛原位检测

实现变压器油中溶解糠醛含量的准确检测,对评估运行变压器油纸绝缘的老化状态具有重要意义。表面增强拉曼光谱技术(surface enhanced Raman scattering,SERS)作为检测微量物质的有效手段,已广泛应用于生物医药、食品安全以及环境监测等诸多领域的检测分析。该文应用置换法制备了正六边形银纳米片,并以此作为SERS基片对不同糠醛含量的变压器油样进行了拉曼光谱原位检测;研究了糠醛分子在-SERS基片上的拉曼信号增强效应,选取756cm1作为油中溶解糠醛分子的定性分析依据;结合最小二乘法,以756和-853cm1两处拉曼信号的强度比为指标,建立了变压器油中溶解糠醛含量的定量分析方法。试验结果表明:以正六边形银纳米片为SERS基片,表面增强拉曼光谱技术能有效地对变压器油中溶解微量糠醛进行原位检测分析,其最小检测浓度极限约为0.5mg/L。理论与试验结果为拉曼光谱应用于变压器油中溶解微量糠醛的原位检测奠定了基础。     

激光拉曼光谱应用于变压器油中溶解气体分析

变压器油中溶解气体在线监测是实施变压器状态检修的重要手段之一。激光拉曼光谱技术能直接使用单一频率的激光对混合气体进行非接触式的测量,符合在线监测的要求。利用激光拉曼光谱对变压器油中溶解气体进行分析,能克服传统在线监测方法的诸多不足。对激光拉曼光谱在变压器油中溶解气体分析中的应用进行了研究。分析了变压器油中7种主要故障特征气体(H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2)的拉曼特征频谱,并阐述了基于特征频谱和最小二乘法对7种特征气体进行定性定量分析的方法。利用共聚焦拉曼技术和镀银石英玻璃管制成的气体样品池,构建了激光拉曼光谱气体分析试验平台。结合平台研究了7种故障特征气体的拉曼光谱检测特性,并与实验室气相色谱法的测量结果进行了对比。对比结果表明,激光拉曼光谱能有效地对变压器油中溶解气体进行定量分析,为变压器油中溶解气体的拉曼光谱在线监测奠定了基础。     

变压器油中溶解甲醇拉曼光谱检测定量分析方法

变压器油中甲醇作为表征油纸绝缘老化的重要特征量,开发一种高效、准确、适用于现场检测油中甲醇含量的检测方法具有重要意义。拉曼光谱法具备快速、简易和无损检测的特点,在化学、材料和生物分析领域多有应用。为此利用GAUSSIAN软件构建并计算了甲醇分子、水分子及其结合模型的拉曼光谱,分析了各峰发生偏移的原因。应用搭建的激光拉曼光谱检测平台,对经过超纯水萃取后的变压器油中甲醇进行拉曼光谱检测,结合最小二乘法构建定量分析模型,最低检测限为15.6 mg/L,拟合优度为0.997 94。结合液相萃取的拉曼光谱应用于变压器油中甲醇检测具有良好效果,为老化特征物准确检测提出了一种新思路。     

变压器油中气体拉曼光谱光纤增强检测实验研究

变压器油中溶解气体检测是目前国内外公认的诊断油浸式电力变压器早期潜伏性故障的有效方法之一.拉曼光谱利用单一波长的激光同时实现混合气体直接检测,具有明显的优势.论文开展了基于空芯光子带隙光纤的光纤增强拉曼光谱检测实验研究:基于MATLAB仿真确定了最佳光纤长度为1 m;设计并搭建了基于空芯光子带隙光纤增强的变压器油中溶解...     

变压器油中溶解气体光声光谱检测技术研究

光声光谱技术具有选择性好、检测范围宽、准确度高和免维护等优点,基于光声光谱气体检测原理和变压器油中溶解气体的吸收光谱特征,对油中溶解气体进行定性和定量分析,构建了结合动态顶空脱气和光声光谱检测的微量气体检测装置,研究检测器内部噪声、环境温度和湿度等对检测结果的影响,结合现场数据和实验分析空气湿度的影响并提出解决方案,对比检测了取自现场变压器的油样,结果达到了IEC和相关国家标准的要求。     

变压器油中糠醛含量分析方法研究

检测变压器油中糠醛含量是判断变压器绝缘纸老化程度的有效方法.比较了检测变压器油中糠醛含量所采用的液相色谱法和分光光度法,其中液相色谱法具有准确度高、重现性好的优点.通过试验得到液相色谱法的检测条件:检测波长265 μm或270μm;流动相为甲醇与水的混合液,二者的体积比为1:1;检测流量0.8 mL/min;萃取荆为甲醇,采用5 mL甲醇萃取5 mL试验用油;萃取时间(1～2)min.采用液相色谱法对江西省235台不同运行年限和不同电压等级的变压器油中糠醛含量进行了检测,发现变压器运行年限越长,油中糠醛含量越大,符合实际运行规律.     

光声光谱技术在油浸式电气设备故障气体检测中的应用

光声光谱气体检测技术具有精度高、检测范围宽、不消耗被测气体和载气等优点,适用于油浸式电气设备油中溶解气体的在线监测。对气体光声信号的产生机理进行了理论研究,分析了油中溶解气体的红外光谱特性。基于顶空脱气和光声光谱监测技术,构建了油中溶解气体在线监测平台。结合平台对标准气样和标准油样进行重复性和准确度的测试。采集实际运行的变压器中的油样,与实验室的气相色谱仪进行对比测试,结果都达到或优于电力系统油中溶解气体在线检测的要求,能有效地检测油浸式电器设备油中溶解气体含量。     

油中糠醛含量测定法（萃取比色法）

油中糠醛含量测定法（萃取比色法）自１９８４年１２届国际大电网会议，英国提出油中糠醛可作为运行变压器内固体绝缘材料老化的特征产物以来，国内外普追以甲醇萃取油中糠醛，用液相色谐仪检测０．１～５ｍｇ／Ｌ范围的油中微量糠醛。由于液相色谐仪价格昂贵及糠醛在长途...     

基于光声光谱的变压器油中多组分气体检测方法

油中溶解气体对变压器早期潜伏性故障的诊断具有重要作用。光声光谱技术是基于光声效应的一种新型微量气体检测技术,基于光声光谱技术的基本原理,以甲烷和乙炔为例,对变压器油中多组分故障特征气体的光声光谱检测方法进行研究。提出的基于分布反馈半导体激光器的光声光谱检测装置具有选择性好、检测范围大的优点,提出的基于最小二乘回归的多组分气体光声定量方法不需要池常数、气体吸收系数等参数,因而避免了这些参数引入的误差。实验结果表明,提出的方法能够有效地检测出多组分故障特征气体,为光声光谱技术的工程应用提供了方法参考。     

机车变压器油老化的光谱特征分析

机车变压器油的品质直接影响电力机车的正常运行,因此监测变压器油的老化对铁路安全运营具有重要意义。目前对变压器油品质评估主要采用实验室色谱/质谱化验等方法,检测周期长,操作复杂。本文基于机车变压器油的光学特性,采用紫外、荧光、拉曼及红外光谱等技术对变压器油的老化特征进行分析,以实现变压器油品质的快速评估。该研究利用光谱技术实现变压器油品质评估,具有操作简单的特点,结合中小型光谱分析设备可实现机车变压器油的现场快速评估,对铁路机车安全营运具有重要的应用价值。     

基于BP神经网络的油浸式变压器寿命预测

为了保证变压器的安全运行从而提高其经济效益,对变压器进行剩余寿命预测并采取相应对策显得尤为重要。研究表明,通过对油浸式电力变压器油中溶解的糠醛体积分数以及气体测定可以进行变压器固体绝缘寿命的监督。为此,笔者利用BP神经网络建立起油中CO、CO2、糠醛含量以及运行年限来预测绝缘纸老化程度的关系模型。实例结果表明,通过此方法能够提供比较准确的变压器寿命预测。     

基于光声光谱法的变压器在线监测技术研究

针对现有电力变压器油中的溶解气体浓度低和复杂的外部干扰信号等问题,监测系统在小信号测量和提取方面存在很大的困难。文中基于光声光谱法原理,提出一种对变压器油中气体进行在线监测的技术方案。通过实验,分析和比较了不同电压、不同时间的变压器油中溶解气体数据,确定故障类型。实验结果表明,光声光谱法可以快速检测出变压器油中溶解的故障气体。该研究为我国电力变压器在线监测技术的发展提供参考和借鉴。     

基于侧边抛磨光纤布拉格光栅的变压器油中溶解氢气传感器

针对变压器油中溶解气体在线监测装置,常规取油样-油气分离-气体检测的模式存在操作繁琐、检测环节多、检测误差大、试验周期长等缺点。为此提出基于光纤布喇格光栅的油中溶解氢气传感器和检测方案。为了提高光纤光栅氢气传感的灵敏度,通过侧边抛磨增敏设计,采用轮式抛磨法对布喇格栅区的光纤进行抛磨,使用磁控溅射的方法在光纤表面溅射氢敏钯膜材料,制备侧边抛磨深度为20?m的光纤光栅氢气传感器。在实验室搭建油中氢气传感测试平台,开展多次溶解氢气传感灵敏度和重复性试验,测试灵敏度达到0.477?L/L,具有较高的重复性,可以满足实际变压器油中溶解氢气的传感需求。基于侧边抛磨的光纤布喇格光栅油中氢气传感器实现了变压器油中溶解气体的直接测量,为油中溶解氢气在线监测提供了一种传感思路和技术手段。     

变压器油中的糠醛萃取新技术

针对目前国内没有专用的变压器油糠醛萃取设备问题,研制了专用的变压器油糠醛萃取装置,方便了变压器油的糠醛萃取工作,为变压器固体绝缘老化的诊断分析提供了手段和方法,实现了对变压器固体绝缘老化的有效监督,从而为变压器设备的状态检修工作提供了有利的技术支持。应用测试结果表明,糠醛的萃取效率达95%以上,萃取效果十分明显。     

糠醛的电化学聚合

变压器油中糠醛的含量是预测变压器故障的重要参数。为了验证在乙腈溶剂中检测糠醛的可行性,以乙腈为溶剂,高氯酸钠和氢氧化钠为支持电解质,在0．5～2．3V电位范围内,采用循环电压一电流法,使糠醛在玻碳电极上形成致密的聚合物膜。聚合物膜在波长约460nm处有明显的可见光吸收,随着溶液中糠醛浓度的增大和扫描圈数的增加,聚合物膜在此处波长下的吸光度增大。实验结果表明,此法用于检测糠醛不太理想。     

交直流叠加电压下针板模型放电及产气特性

换流变压器内电场以交直流叠加电场为主,与交流变压器有明显区别,因此其局部放电和产气特性与交流变压器不同,已有的交流诊断依据不适用于换流变压器,需要重新对判定依据进行总结。搭建了一套交直流复合电压作用下油纸绝缘针板放电试验平台,通过分析放电特征的时间变化趋势及统计规律,总结不同时间的产气特性,得到了适用于换流变压器的诊断依据。研究结果表明：交直流复合电压作用下放电和产气特性表现出明显的阶段特征,整个过程可以划分为3个阶段：放电起始阶段、发展阶段及临近击穿阶段;根据局部放电和产气特性的规律及趋势可以作为换流变压器针板放电阶段的判定依据,即脉冲重复率很小,烃类气体产出极少为起始阶段;脉冲重复率明显增加,CH4产出量大为发展阶段;绝对产气速率超过0.5 mL/h,C2H2产出量最大,且出现C2H6时为临近击穿阶段。     

惠农4号主变故障分析及处理

通过对变压器油气相色谱及液相色谱分析,检测变压器油中糠醛及糠醛同系物的含量,准确判断变压器潜伏性故障。     

镍掺杂碳纳米管传感器检测变压器油中溶解气体的气敏性

检测变压器油中溶解气体的成分和含量对变压器运行状态的诊断和评估有重要意义。提出一种用镍掺杂的碳纳米管气敏传感器检测变压器油中溶解气体的方法,介绍其制备方法、试验方法及步骤,并对变压器油中气体进行气敏响应测试以及气敏响应机制的探讨。试验结果表明:与混酸修饰的碳纳米管相比,镍掺杂碳纳米管对变压器油中溶解的6种组分气体有更高的灵敏度和响应速度;对低浓度(1～10μL/L)的C2H2气体,传感器的电阻变化率ρ与气体浓度满足一定的线性关系。证明了所研制的传感器具有检测低浓度气体的能力,能够体现变压器油中溶解气体的大致产生情况及近似浓度。     

基于互相关与混沌检测相结合的光声信号检测方法

采用光声光谱方法检测变压器油中溶解气体的体积分数时,由于变压器运行现场的干扰以及检测过程中存在的噪声使得微弱光声信号湮没在强噪声中而无法辨识。在分别对互相关运算和混沌检测进行分析说明的基础上将这2种方法结合起来作为微弱光声信号检测的理论依据。集成LabVIEW和Matlab软件构建了虚拟信号检测系统,编程实现了由李雅普诺夫特性指数谱来判定混沌系统运动状态的功能。实验结果表明该方法对被强噪声覆盖的微弱光声信号非常敏感,具有较高检测精度。