变压器油光声光谱分析法的应用和分析

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光声光谱技术在变压器内部故障诊断中的应用

光声光谱技术在变压器内部故障诊断中的应用摘要：文章讨论了光声光谱技术应用于实现变压器油中气体便携监测的原理，并与气相色谱分析技术进行了比较。

通过光声光谱技术在实际工作中的应用，肯定了该技术在变压器内部故障诊断中的有效性。

关键词：光声光谱；应用；变压器；故障诊断准确地了解电力变压器的运行状况对于所有的电力用户至关重要，所有信息将有助于变压器维护并避免突发性故障的发生。

油中溶解气体分析及微水检测是公认的充油类电力变压器的首要预防性项目，已广泛运用于各类充油电力设备的日常评估。

实践证明，油中气体分析对发现油浸变压器潜伏性故障是非常有效的，可以发现利用其它电气试验很难发现的局部缺陷，是监督和保障设备运行安全的一个重要手段。

目前我们试验室中所采用的一般都是气相色谱分析技术，该方法测量原理的系统结构相对复杂，操作环节较多，维护成本高，最关键从现场采样后不能就地及时试验，影响试验数据的准确性。

近年来，光声光谱技术的应用打破了试验室气相色谱分析技术使用的局限性，实现了取样后就地试验，使我们能够及时了解设备运行情况，准确的对充油设备进行故障分析判断，并且大大降低了油务监督成本。

1 光声光谱与气相色谱测量原理监测系统的常规对比①采用光声光谱测量原理的系统结构简单可靠，而采用气相色谱测量原理的系统结构相对复杂。

因此前者的系统可靠性更高。

采用光声光谱原理仪器核心部件就是采用动态顶空法的脱气模块和采用光声光谱原理的光声光谱测量模块。

在动态顶空室经过高效脱气分离后的混合气体直接进入光声室，由光声光谱测量模块进行检测，不需要组分分离模块。

采用气相色谱测量原理的系统的性能主要取决于油气分离模块、组分（色谱）分离模块，气体检测模块的性能。

而实现组分分离也是在线色谱的核心，组分分离度和进样量两项指标直接影响了系统的性能。

良好的组分分离度要求各组分都可以得到很好的分离，而进样量的一致性则对测量结果影响较大。

对柱温的精确要求以及对高精密气路切换的要求等极大地增加了系统的复杂性，导致了系统可靠性的降低。

光声光谱技术应用于变压器油中溶解气体分析

光声光谱技术应用于变压器油中溶解气体分析陈伟根,云玉新,潘　翀,孙才新(重庆大学电气工程学院高电压与电工新技术教育部重点实验室,重庆市400030)摘要:变压器油中溶解气体在线监测装置中的色谱柱和气敏传感器存在消耗被测气体和长期稳定性差等不足。

光声光谱气体分析技术灵敏度高,不消耗被测气体,克服了传统油中溶解气体在线监测技术的缺点。

文中对其在变压器油中溶解气体在线监测中的应用进行了研究。

构建了用于变压器油中溶解气体分析的光声光谱平台,给出具有红外特征吸收峰的CH 4,C 2H 6,C 2H 4,C 2H 2,CO 和CO 2这6种主要故障特征气体的特征频谱,采用加权最小二乘法对2种混合气体中的CH 4,C 2H 6,C 2H 4,C 2H 2,CO 和CO 2进行了定性和定量分析。

分析结果与气体各组分体积分数真实值或气相色谱仪测量值的比较表明,光声光谱技术能有效地对变压器油中溶解气体进行分析。

关键词:变压器;光声光谱;油中溶解气体;多组分气体分析中图分类号:TM406;O433收稿日期:2006212215;修回日期:2007203206。

重庆市自然科学基金重点资助项目(CSTC2007BA3002)。

0　引言长期运行中和发生故障后的油浸电力变压器在热、电的作用下,其绝缘油及有机绝缘材料会分解出一些对判断故障类型甚至故障部位有价值的气体,如H 2,CH 4,C 2H 6,C 2H 4,C 2H 2,CO 和CO 2[1]。

分析油中溶解的这些气体是判断油浸电力变压器早期潜伏性故障最方便、有效的措施之一[123]。

目前,变压器油中溶解气体在线监测装置中所用的气体检测方法主要有气相色谱法[4]、气敏传感器法[5]、傅里叶红外光谱法等[6]。

但这些方法均存在一些不足[427],例如:①气相色谱法和气敏传感器法在检测过程中要消耗待测气体和载气;②色谱柱和传感器的性能在使用过程中会逐渐变化,为保证准确度,必须定期用标准气体进行校准,因此长期稳定性不好;③傅里叶红外光谱法在检测微量气体时,其气池体积较大,增加了对待测气体的需求量。

油色谱分析及光声光谱分析的对比研究

油色谱分析及光声光谱分析的对比研究摘要：在维护变压器的过程中，会使用各种的分析方法来判断变压器中潜在的故障。

光声光谱分析就是一种新兴的检测技术。

本文简述了油色谱分析方法与光声光谱分析方法，并进行了一些对比，希望可以给变压器的检修工作提供一些依据。

关键词：油色谱分析；光声光谱分析；对比1 油色谱分析技术1.1油色谱分析技术的应用情况在检修变压器的时候，使用油色谱分析技术可以及时的发现变压器设施中存在的故障隐患，从而给之后的检修工作提供根据。

而油色谱分析技术还有一些不足之处，第一，密闭取样、检测曲线人工修改的工作存在着一定的误差；第二，使用这种分析方法过程是比较复杂的，资金方面的投入比较高，这就使得技术与经济是不能满足供电系统的发展；第三，变压器等设施的检查周期比较长，并不能及时的检测变压器设施，也不能预测到变压器设施的故障隐患。

油色谱分析技术具有稳定性比较强，检测数据比较统一等的特点，使用油色谱分析技术来检测变压器设备，就可以确保设备可以正常的运营，有效的减少变压器设施出现故障的机率，提高检修工作的速度，因而油色谱分析技术在检修设施的过程中应用是比较广泛的。

图一油色谱分析仪1.2油色谱分析技术的原理与结构1.2.1油色谱分析技术的工作原理油色谱分析技术主要包含了油气分析与气体含量检测两个方面。

油色谱在线检测技术就是利用脱气法将绝缘油中溶解的气体分离出来，在经过色谱柱之后，分离各个单组的分气体，之后进入装有传感器的气敏检测部件。

检测部件可以把这些分气体根据气体的化学性质、物理性质等转变为电信号，在实际工作中常用的检测部件就是氢火焰离子化检测器与热导池检测器。

传感器输出的电信号，在经过转变之后传输到计算机当中，再把这些数据传输到主控计算机，并使用相关的软件来显示这些数据。

1.2.2油色谱分析技术设备的结构整个油色谱在线检测系统是由油气分离模块、组分分离模块和检测模块、数据处理、状态诊断模块这几个模块组成的。

电力变压器的光声光谱油色谱在线监测

摘要：本文介绍了电力变压器光声光谱和油色谱两种在线监测技术原理，并介绍了这两种在线监测技术相关的诊断方法，关键词：变压器油色谱光声光谱在线监测0引言变压器是电网系统的核心设备之一，它的运行状态对系统安全具有重要影响。

随着对变压器运行维护要求的不断提高，变压器故障在线诊断技术的研究工作得到了越来越多的关注。

近年来，随着电力变压器在线监测技术得到迅速发展，加上计算机技术和通信技术使得电力变压器检测数据可以及时的处理与传输，并得到实时的运行状态数据，令在线监测技术成功应用于实际的工程中去。

然而，由于检测技术尚有一定的局限性，以及电力变压器内部故障存在的复杂性，当前应用中的在线监测系统的可靠性和稳定性仍显不足。

本文着重分析了电力变压器的光声光谱和油色谱在线监测技术，阐述了两种技术的原理，以及相应的诊断方法等。

1两种在线监测技术原理变压器是电力系统中的重要设备之一，其安全运行状态直接关系到系统的安全稳定。

油浸电力变压器在正常运行中和发生故障后，在热、电的作用下，其绝缘油及有机绝缘材料会分解出H2，CH4，C2H6，C2H4，C2H2，CO和CO2等气体，这些气体可用于判断故障类型及故障部位。

对特定油中溶解气体进行定性定量分析，可以直观、高效地预判出电力变压器的潜伏故障。

1.1电力变压器光声光谱在线监测原理1.1.1光声光谱技术光声光谱(Photo-acoustic spectrometry) 技术是基于光声效应来检测吸收物体积分数的一种光谱技术。

该技术的优势为：①可实现非接触性检测，对气体无消耗；②无需分离气体，不同气体的成分和含量可直接通过光谱分析确定；③各器件的性能稳定，可实现在长期使用中免维护；④能够对气体吸收光能的大小进行直接测量，且比傅里叶红外光谱技术灵敏度更高；⑤测量的精度高，范围广，同时检测速度快,具有重复性和再现性。

一般情况下，多数气体分子的无辐射跃迁主要处于红外波段，因而光声光谱技术对气体的定性定量分析，是通过对气体对相应于特征吸收峰的特定波长红外光的吸收量的测量来实现的。

变压器油色谱

变压器油色谱引言变压器是电力系统中不可或缺的设备之一，它们在输电和配电过程中起着重要的作用。

变压器的正常运行对于电网的稳定性和可靠性至关重要。

变压器油作为变压器的重要部分，对变压器的正常运行起着关键的作用。

油的质量及其在变压器中的应用状态直接影响变压器的运行和设备的寿命。

变压器油色谱技术是一种常用的分析方法，通过分析变压器油中的化学成分和污染物，可以了解到变压器的运行状态、油的老化情况以及可能存在的故障。

本文将重点介绍变压器油色谱技术的原理、应用及其优势。

变压器油色谱技术原理变压器油色谱技术是基于光谱学原理的一种分析方法。

通过光谱仪测量变压器油中不同波长的光线通过的强度，可以确定油中存在的化学成分和污染物的类型和浓度。

变压器油中的化学成分和污染物会引起油的颜色变化，因此通过测量油的颜色，可以评估油的质量和变压器的运行状态。

变压器油色谱技术应用变压器油色谱技术广泛应用于变压器的运维管理和故障诊断。

具体应用包括：1. 变压器油质量评估变压器油的质量对变压器的正常运行至关重要。

通过变压器油色谱技术，可以评估油中不同化学成分的含量，进而评估油的质量。

根据油中不同元素和化合物的含量，可以判断油是否变质，进而采取相应的措施，如更换变压器油或进行油的处理。

2. 变压器油老化分析变压器油随着使用时间的增加会逐渐老化，老化的油会引起变压器性能下降和设备故障的风险增加。

变压器油色谱技术可以分析油中不同化学成分的变化趋势，判断油的老化情况。

通过定期进行变压器油色谱分析，可以及时发现油的老化问题，采取相应的措施保证变压器的正常运行。

3. 变压器故障诊断变压器故障会对电力系统的运行造成严重影响，因此及时排除变压器故障十分重要。

变压器油色谱技术可以分析油中的污染物类型和浓度，通过对油中污染物的分析，可以判断变压器中存在的故障类型，如放电、短路等。

基于这些分析结果，可以进行相应的故障诊断，及时修复变压器，确保电力系统的正常运行。

光声光谱技术在变压器绝缘油色谱分析中的应用

一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
或化合物也可作出定性、量分析。定Ｔｒｎｐｒ－Ｘ型便携式油中溶解气体分析仪即ａｓｏｔ
是应用这种检测技术的产物。仪器的油样采集方法与
常规方法相同，后将注射器内油样注入仪器顶空分而析器的样品瓶。由于仪器内自身具有顶空分析器，因
此时如将气体置于密闭容器，升相应导致气体压力温增高。如采用脉冲光源照射密闭气体，用灵敏的微利音器即可探测到与脉冲光源频率相同的压力波。确定每种气体特定的分子吸收光谱，而可对红外光源进从行波长调制使其能够激发某一特定气体分子；定气确体吸收能量后退激产生的压力波强度与气体浓度间的比例关系，而做到定量分析。满足上述两个条件，从即
Ｔａｓｏｔｒｎｐｒ—Ｘ型便携式油中溶解气体分析仪，修试公经
司近两年时间的使用，测了上百台１Ｏｋ检ｌＶ及以下电
带在内的宽带辐射，用抛物面反射镜聚焦后进入光采
声光谱测量模块。模块中的的调制盘以恒定速率（Ｏ３Ｈｚ转动产生频闪效应以便对光源进行频率调制。在）入射至光声室之前，外辐射需透过一系列滤光片。红
维普资讯
≯技术交流
光声光谱技术在变压器绝缘油色谱分析中的应用

光声光谱技术在变压器油气分析中的应用

新仪器新设备光声光谱技术在变压器油气分析中的应用张川,王辅(英国凯尔曼有限公司上海代表处,上海200233)摘要:针对传统的变压器油中故障气体气相色谱分析存在较多缺点的问题,英国凯尔曼有限公司利用光声光谱技术原理开发了一系列用于检测变压器油中故障气体的产品,该技术利用不同波长的红外线激发不同的气体分子,在密闭容器中产生强度对应于气体体积分数的压力波。

光声光谱技术与传统气体色谱的技术特点对比和实测的数据分析表明,光声光谱技术气体监测设备性能优于传统的气相色谱仪且精度完全符合要求。

关键词:电力变压器;光声效应;光声光谱;油中溶解气体分析中图分类号:TM406文献标识码:B文章编号:100326520(2005)022*******Application of Photo2Acoustic Spectroscopy Technology to Dissolved Gas Analysis in Oil of Oil2Immersed Power TransformerZH ANG Chuan,WANG Fu(Kelman Ltd.Shanghai Representative Office,Shanghai200233,China)Abstr act:Dissolved gas analysis is the efficient method to analyze the status of a transformer.But there are some disadvan2 tages in dissolved gas analysis in oil of oil2immersed power transformer,which is based on traditional gas chromatography technology.Photo2Acoustic Spectroscopy is one of the spectroscopy technology,which is based on photo2acoustic effect.In absorbing the appropriate wavelength radiation(eg infrared light),the temper ature of the appropriate gas will increase and, if the gas is in a sealed container,this temperature rise will cause a proportional r ise in pressure.The volume of the gas can be calculated by measuring the level of pressur e.Accor ding to the Photo2Acoustic Spectroscopy technology,Kelman has de2 signed a series of DGA products.This paper compares the characteristics between the Photo2Acoustic Spectroscopy and Gas Chromatography.By analyzing the testing results,It is concluded that the performance of the equipment based on Photo2A2 coustic Spectroscopy is better than that based on gas chromatography.Key words:electric power tr ansformer photo2acoustic effect photo2acoustic spect roscopy dissolved gas analysis in oil0引言油中溶解气体分析(DGA)是检测、分析变压器潜伏性故障广泛应用的常规方法[1]。

光声光谱法对变压器油中气体色谱的在线监测

同时分析两方
,
变化趋势
压器旁
,
。
固定在金属架上
。
放置于变
。
所测数据是否存在差异若存在差异需及时分
检测变压器油中气体把主机和两台
利用交换机和利用
。
析存在差异的原因并提出整改意见然后进行
整改直至得出准确监测数据如果所测数据的
,
,
,
,
目的
。
专业维护人员现在对 6 # 主变色谱情况有
主要从事水力发电厂高压设备的维护检修工作
,
比
众
一
以
收频率相对应
。
赵刃
,
一
《刃 !
甲烷
乙烷乙烯
执
一
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,
一
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伟
沁
一
,
乙炔
一
,
氧气众
微水比
一
一
众刃
型变压器色谱在线监测系
图光声光谱原理图
统结构
温度补偿模块
如果在预选各气体的特征频率时可以排除各气体的交叉干扰则通过对安装滤光片的圆盘
进行步进控制就可以依次测量不同的气体经
口位于变压器底部
。
时间
检验仪器
组成浓度
,
卜口
! 以拓
总烃
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拓
常规
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!
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常规
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7 0
o

变压器油中多组分故障特征气体的光声光谱检测方法

选择性、动态检测范围等方面显示了独特的体激光器、激光控制器、斩波器、光声池、
优点[7-9]，其在变压器油中溶解气体在线监测技术领域具有巨大的应用潜力。本文基于光
锁相放大器、计算机等。该装置采用的 NEL 公司的分布反馈半导体激光器，其发射线宽
声光谱技术的基本原理，以绝缘油劣化最早产生的甲烷气体和往往伴随变压器内部放电性故障而产生得乙炔气体为对象，研究变压器油中多种故障特征气体的光声光谱检测方法，为多组分故障特征气体光声光谱仪的设计提供理论基础。
∑ ⎧
⎪S1
=
Cell P1Ntot
n
σ1k ck
⎪
k =1
⎪
M
(2)
∑ ⎪⎪⎨Si = Cell Pi Ntot n σ ik ck
⎪
k =1
⎪ ⎪
M
∑ ⎪⎪⎩Sm
= Cell Pm Ntot
n
σ mk ck
k =1
式中，Si 为谱线 i 下的光声信号；Pi 为谱线 i
的功率；Ntot 为总的粒子数密度；σik 为气体组
问题，针对所构建的具有良好选择性的光声光谱装置，本文提出一种基于最小二乘回归的气体光声定量分析方法，该方法的思路是：首先，获取大量已知体积分数的单一气体组分的光声信号；然后，应用最小二乘回归方法对光声信号及气体组分的体积分数进行一元线性回归，得到它们之间的定量关系；根据这一关系，即可利用测得的多组分混合气体的光声信号来反演气体不同组分的体积分数。
变压器油中多组分故障特征气体的
光声光谱检测方法
云玉新 1, 2 陈伟根 2 赵笑笑 1
(1 山东电力研究院 2 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室) 摘要：油中溶解气体对于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

光声光谱法在变压器油溶解气体检测中的应用

光声光谱技术是基于光声效应的一种光谱检测技术。光声效应是指当气体吸收特定波长的调制光（调制频率在声波范围内）子，于激发态，光处此时样品气体通过分子间碰撞以热的方式释放吸收的能量，气体受热（使具有周期性）受热气体膨胀产生热，
分子相碰撞，这样气体吸收的光能通过无辐射弛豫
过程转变为碰撞分子之间的平移动能，体温度随气之升高。在气体体积一定的条件下，温度升高，气体压力会增大。如果对光源的频率进行调制，气体温度便会呈现出与调制频率相同的周期性变化，强压也随之周期性变化，利用微音器可以感应这一变化，
声光谱法的优缺点，并对该方法的使用提出建议。关键词：变压器油；声光谱法；相色谱法；光气气体含量
ＡｂｓｒｃｔＴｈｉｐａｅｐｅｅｓｈｅｔａ：ｓｐｒｒｓｎｔｔｐｒｎｃｐｌａｍｅｈｏｉｉｅｎｄｔｏｄｆｐｔｂｌｄｉｓｖｅｇａｅｉｏｌｎｌｓｓｉｔｕｅｗｈｉｈｏｒａｅｓｏｌｄｓｓｎｉａａｙｉｎｓｒｍｎｔｃ
声波（率与调制光源频率相同）频。
ｔｒｕｈｆｌｗｉｇｕｘｍｉａｉｎｆｒｔｅｔａｓｏｍｅｉ，ｎｈｏｇｏｌｎｐｅａｎｔｏｈｒｎｆｒｒｏｌａｄｏｏ

变压器油击穿过程光谱及电压分析

变压器油击穿过程光谱及电压分析变压器是电力系统中常见的电力设备，它承担着电能的传输、分配和变换功能。

在变压器的正常运行过程中，变压器油扮演着重要的冷却和绝缘功能。

变压器油的质量和性能会直接影响到变压器的安全运行和寿命，因此变压器油的检测和分析变得至关重要。

变压器油击穿过程光谱及电压分析，是一种检测变压器油质量和绝缘状况的重要方法。

本文将就这一主题展开论述，探讨变压器油击穿过程光谱及电压分析的原理、方法和应用。

1. 变压器油击穿过程光谱分析原理变压器油在电场作用下，当电压达到一定值时会发生击穿现象，此时会产生大量的气体和放电等。

击穿过程光谱分析就是利用光谱仪器对变压器油在击穿过程中产生的气体进行分析，获取其光谱特征，从而判断击穿现象发生的时间、原因以及程度。

通过分析击穿气体的光谱特征可以了解击穿过程中发生的化学反应和放电等情况，为准确判断变压器绝缘状况提供了重要依据。

变压器油击穿过程光谱分析主要通过激光光谱仪、红外光谱仪等高精度仪器进行分析。

首先将变压器油中的气体进行采样，然后将采样气体置于光谱仪器中进行分析，通过检测所产生的气体的光谱特征，从而判断击穿现象的时间、原因和程度。

变压器油击穿过程电压分析方法主要通过高精度的电压测量仪器进行。

在变压器绝缘受到电压击穿时，测量仪器可以实时记录下电压的变化过程，通过分析这些数据可以判断击穿现象发生的时间和程度。

1. 变压器油质量检测通过光谱和电压分析可以判断变压器绝缘状况的好坏，从而提供变压器油质量的检测依据。

通过定期对变压器油进行击穿过程光谱及电压分析，可以及时掌握变压器绝缘状况，保证变压器的正常运行。

2. 变压器故障诊断变压器在运行过程中可能会出现击穿现象，通过光谱和电压分析可以实时监测变压器的绝缘状况，及时发现变压器的故障，并进行相应的维修和处理，以避免变压器故障对电力系统的影响。

3. 变压器绝缘监测变压器油击穿过程光谱及电压分析是一种重要的变压器绝缘检测方法，它能够对变压器油的质量和绝缘状况进行准确监测和判断，为保证变压器安全运行提供了重要依据。

变压器油色谱分析技术及其应用

变压器油色谱分析技术及其应用变压器是电力系统中不可或缺的设备，而变压器油是保证变压器正常运行的重要材料。

变压器油除了起到冷却、绝缘和灭弧等作用外还需要保证其物理化学性质的稳定性，因此对变压器油进行定期的检测和分析显得十分重要。

然而传统的检测方法相对繁琐、耗时、成本较高，变压器油色谱分析技术的应用正受到越来越多的关注。

一、变压器油色谱分析技术简介变压器油色谱分析技术是指通过样品的热解、抽取、预处理后，将有机物质分离成不同分子量的组分，然后对这些组分进行色谱分析，以分析样品中的有机成分及其分布。

变压器油色谱分析技术可以准确地分离出变压器油中的有毒有害物质如多环芳烃、氯代烃、酚类等，对不同的有机物质可以选择不同的色谱柱进行准确分析。

变压器油色谱分析技术除了更快速、更准确，还具有高效、便捷、操作简单的特点。

二、变压器油色谱分析技术的应用1.识别变压器油中有毒有害物质变压器油中含有较多的毒性有害物质，如多环芳烃等，对环境和人身健康造成极大的危害。

变压器油色谱分析技术可以对变压器油中的多环芳烃、氯代烃等有毒有害物质进行准确检测和分析，随时掌握变压器油的安全状态。

2.评估变压器油的性质及保健情况变压器油性质的稳定性对变压器正常运行至关重要，对变压器油进行定期检测和评价有利于保障变压器的正常运行。

变压器油色谱分析技术可以对变压器油中的各种有机成分进行准确分析，对变压器油质量和稳定性的评估提供了便捷、高效、准确的手段。

3.判断变压器油性质的衰变情况变压器油长期使用会引起其质量的衰变，变压器油中某些有机物质被氧化或分解形成沉淀及有害物质等。

变压器油色谱分析技术可以对变压器油中的不同成分进行分离和分析，找到油中存在问题的起因，可以对变压器油进行必要的处理和更换，保障变压器的正常运行。

三、变压器油色谱分析技术的优势1.操作方便利用色谱仪进行分析不需要大量的样品和设备，准备和操作简单，使得变压器油的检测可以实现现场采样、快速分析，迅速了解变压器油的状态。

电力变压器的油色谱分析与油质维护

电力变压器的油色谱分析与油质维护电力变压器作为电力系统中不可或缺的重要设备，承担着电能传输和分配的关键任务。

为了保证变压器的正常运行和延长其使用寿命，对变压器的油质进行分析和维护至关重要。

本文将介绍电力变压器油色谱分析技术的原理和应用，以及油质维护的重要性。

一、电力变压器油色谱分析原理与技术油色谱分析是一种通过分析变压器绝缘油中的化学成分来评估变压器内部工作状态的有效方法。

其原理是利用化学分离技术将绝缘油中的不同化学成分分离开来，并通过检测不同组分的峰值面积或峰值高度来判断变压器的工作状态。

油色谱分析可以监测绝缘油中的气体、溶解气体、水分、溶解水分解产物和固体微粒等成分，并能分析出变压器内部的故障类型和程度。

油色谱分析技术主要包括取样、样品预处理、分离和检测四个步骤。

取样时需要确保取到的样品具有代表性，避免外界杂质的污染。

样品预处理主要包括过滤、脱气和浓缩等步骤，以减少杂质对分析结果的影响。

分离过程采用色谱柱将不同组分分离，并通过色谱载气的选择来实现。

最后，采用检测器对分离出的各组分进行定量分析，得到油样中各组分的含量。

二、电力变压器油色谱分析的应用1. 故障诊断与预测电力变压器在长期运行中会受到各种因素的影响，如过载、过电压、短路等，从而导致不同类型的故障产生。

油色谱分析可以通过监测油样中的气体成分，提前发现变压器内部的故障迹象，并通过分析故障特征峰的变化趋势来预测变压器的寿命。

这样可以采取相应的维修和保养措施，避免故障的进一步扩大和损坏。

2. 油质状态评估电力变压器的绝缘油扮演着重要的绝缘和冷却介质的角色。

油色谱分析可以评估绝缘油的老化程度、水分含量以及固体微粒的积累情况，从而判断油质的健康状态。

通过定期进行油色谱分析，可以及时发现油中水分过高、氧化程度加剧等异常情况，并采取相应的处理措施，保证变压器的正常运行。

三、电力变压器油质维护的重要性保持变压器绝缘油的良好质量对保障电力系统的正常运行和延长设备使用寿命至关重要。

变压器油溶解气的激光光声光谱分析

变压器油溶解气的激光光声光谱分析【摘要】变压器油中溶解气分析能够预防变压器故障的发生。

激光光声光谱检测技术具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点，用于变压器油中溶解气分析的前景广阔。

本文利用激光光声光谱检测系统，分别对C2H2、CO2及C2H2/CO2混合气体进行了检测，单一气体的检测极限灵敏度分别达到了12 ppb和36 ppm。

通过自制高压脉冲发生器模拟变压器放电故障，并利用顶空油气分离装置，对变压器放电故障的特征气体C2H2的产气量进行了测量。

【关键词】变压器；油中溶解气体分析；激光光声光谱技术；高压脉冲放电；顶空油气分离引言变压器是电力系统的核心设备，变压器故障会造成严重的电网事故。

所以对变压器运转状态和健康状态进行实时在线检测，有助于提高电力系统的安全性和稳定性。

变压器油溶解气分析是国际上公认的能够有效监测和判断油浸式电力变压器早期故障的方法，通过对变压器绝缘油中溶解的故障气体的种类和含量进行初步分析，可以帮助判断变压器内部是否存在潜伏性故障，对各组分气体的产气量及其变化趋势作进一步分析，还可以区分过热性故障和放电性故障。

光声光谱油中溶解气分析法既综合了气相色谱法、传感器阵列法、傅立叶红外光谱法方法的优点，又克服了他们存在的诸多不足。

同时，基于近红外可调谐光纤激光器的光声光谱技术具有灵敏度高、可调谐性和灵活性好等优势，能够很好的应用于油中溶解气分析。

1.变压器故障气体的激光光声光谱检测1.1 激光光声光谱检测系统激光光声光谱检测系统的系统主要包括近红外可调谐掺铒光纤激光器、掺铒光纤放大器、光声池、锁相放大器、配气系统、数据采集和处理部分。

工作流程为：锁相放大器产生正弦波调制信号，加载在计算机发送的扫描电压上，共同作用于激光器上实现激励光源的波长调制和连续波长的扫描。

光声池内的气体样品由于激光辐射而产生调制的光声信号，利用微音器探测光声池中的声音信号，并将声信号转换为电信号，锁相放大器提取该电信号中的二次谐波信号并传送给计算机，由计算机完成数据采集和处理的工作。

变压器光声光谱

变压器油中气体在线监测技术是以油中溶解气体为监测对象，应用该技术可及时掌握变压器的运行状况，发现和跟踪存在的潜伏性故障。

配合计算机系统对故障进行诊断，可以避免部分灾难性事故，实现状态检修、降低维护成本、提高自动化程度，提高变电站运行管理水平。

近年来，油中溶解气体在线监测技术研究应用发展迅速，应用气体传感器开发研制小型气体检测装置，已成为新的发展趋势，目的在于实现对变压器油中溶解气体进行在线监测，随时掌握设备的运行状况。

油溶气体变压器油是天然石油经过蒸馏精炼而成的一种矿物油，由许多不同分子量的碳氢化合物分子组成，其中碳、氢两种元素占总重量的95％以上，分子中含有-CH3、-CH2和-CH化学基团，由C-C键连接在一起，当放电或温度过高时，某些C-H键和C-C键断裂，伴随生成少量活泼的氢原子和不稳定的碳基化合物的自由基，这些氢原子或自由基通过复杂的化学反应迅速重新化合，形成氢气和低分子烃类气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳的固体颗粒以及碳氢聚合物(即x腊)。

故障初期，所形成的气体溶解于油中，当故障能量较大时，也可能聚集成游离气体，低能量放电性故障，如局部放电通过离子反应，促使最弱的C-H键断裂，主要重新化合成氢气而积累。

C-C键的断裂需要较多的能量，即较高的温度，然后迅速以C-C键、C=C键和C≡C键的形式重新化合成烃类气体，所需要的能量越来越高，即故障温度也越来越高。

虽然在温度较低时也有少量乙烯生成，但乙烯主要是在高于甲烷、乙烷的温度，即大约500℃下生成。

乙炔一般在800℃-1200℃下生成，而且当温度降低时反应迅速被抑制，作为重新化合的稳定产物而积累，因此虽然在较低的温度下有时也会有少量乙炔产生，但乙炔主要是在电弧的弧道中产生。

变压器油起氧化反应时伴随生成少量的一氧化碳和二氧化碳，并且能长期积累，成为数量显著的特征气体。

固体绝缘的主要成分是纤维素，纤维素具有很高的强度和弹性，机械性能良好，其分子内含有大量的无水右旋糖环，以及弱的C-0键，它们的热稳定性比油中的碳氢键差，并且能够在较低的温度下重新化合。

电力变压器的光声光谱油色谱在线监测

随着对变压器运行维护要求的不断提高，变压器故障在线诊断技术的研究工作得到了越来越多的关注。

然而，由于检测技术尚有一定的局限性，以及电力变压器内部故障存在的复杂性，当前应用中的在线监测系统的可靠性和稳定性仍显不足。

本文着重分析了电力变压器的光声光谱和油色谱在线监测技术，阐述了两种技术的原理，以及相应的诊断方法等。

1两种在线监测技术原理变压器是电力系统中的重要设备之一，其安全运行状态直接关系到系统的安全稳定。

对特定油中溶解气体进行定性定量分析，可以直观、高效地预判出电力变压器的潜伏故障。

1.1电力变压器光声光谱在线监测原理1.1.1光声光谱技术光声光谱(Photo-acoustic spectrometry) 技术是基于光声效应来检测吸收物体积分数的一种光谱技术。

光声光谱技术在变压器油中气体在线监测中的现场应用

光声光谱技术在变压器油中气体在线监测中的现场应用发布时间：2022-02-15T08:53:50.234Z 来源：《电力设备》2021年第12期作者：刘丽荣[导读] 介绍了光声光谱检测技术原理，提出了基于光声光谱原理的变压器油中溶解气体在线监测系统典型结构，经现场实际应用验证，与传统气相色谱在线监测相比精确度高，维护量少，系统运行稳定，具有广阔的应用前景。

（广东电网有限责任公司东莞供电局 523000）摘要：介绍了光声光谱检测技术原理，提出了基于光声光谱原理的变压器油中溶解气体在线监测系统典型结构，经现场实际应用验证，与传统气相色谱在线监测相比精确度高，维护量少，系统运行稳定，具有广阔的应用前景。

关键词：光声光谱监测技术、在线监测系统、气体组分Field Application of Photoacoustic Spectroscopy Technology in On-line Monitoring of Gas in Transformer Oil Abstract：this article introduces the principle of photoacoustic spectroscopy detection technology, and proposes a typical structure of an online monitoring system for dissolved gases in transformer oil based on the principle of photoacousticspectroscopy. It has been verified by field applications and has higher accuracy and less maintenance than traditional gas chromatography online monitoring. The system runs stably and has broad application prospects.Key words：photoacoustic Spectroscopy Monitoring Technology,online monitoring system,gas composition0引言油中溶解气体分析（DGA）技术是基于油中溶解气体组分与内部故障类型、故障性质、故障程度的对应关系，根据气体的组分和各种气体含量判断变压器内部有无异常情况，以诊断其故障类型、部位、严重程度和发展趋势，对变压器故障进行早期和实时的诊断识别非常有效，方便用于在线监测。