多种分层纳米ZnO传感器C_2H_2检测特性研究

乙炔(C2H2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障。气体传感器是在线监测油中溶解气体的核心。提出一种不同形貌结构的分层氧化锌(Zn O)纳米传感器,基于实验室平台研究其对变压器油中溶解气体C2H2的检测特性及气敏机理。结果表明:由于比表面积的提高,花状Zn O纳米传感器比棒状和颗粒状Zn O纳米传感器表现出更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能C2H2Zn O传感器的研究提供了的新思路。     

CuO-SnO2纳米传感器的H2检测特性研究

氢气(H2)是变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映电力变压器的高能放电、火花放电或局部放电等电性故障和油局部过热现象.气体传感器技术是油中溶解微量气体在线监测的关键.采用CuO掺杂SnO2纳米传感器研究其对变压器油中溶解气体H2的检测特性,并介绍其制备方法和实验步骤,分析其气敏机理.结果表明:CuO掺杂SnO2后形成了许多p-n结,从而改变了复合SnO2基纳米传感器对H2气体的气敏特性;与纯SnO2气体传感器相比,CuO-SnO2纳米气体传感器对H2表现出更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性.该结果为应用复合气体传感器对变压器油中溶解气体在线监测的研究提供了一种新思路.     

银掺杂氧化锌基乙炔气体传感器的 检测特性研究

乙炔(C_2H_2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障;气体检测传感器及其检测特性是实现故障气体在线分析的关键。提出一种金属银(Ag)掺杂氧化锌(ZnO)基的纳米传感器,基于实验室微量气体平台研究其对C_2H_2气体的检测特性及气敏机理。结果表明:由于Ag掺杂以后为ZnO表面引入了杂质能级,掺杂后的ZnO纳米传感器表现出比未掺杂更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能ZnO基C_2H_2气体传感器的研究提供了新思路。     

金属掺杂SnO2基H2/C2H2气体传感阵列及检测特性

H_2和C_2H_2是电力变压器的主要故障特征气体,其浓度组分可有效反映油纸绝缘放电故障类型。提出一种基于金属掺杂SnO_2基气体传感阵列的H_2/C_2H_2检测方法。该方法中的气体传感阵列由纯SnO_2及Au、Cu、Pd金属掺杂SnO_2等四种传感元件组成,基于温度调制技术分别采集气体传感阵列在3种工作温度下对单一和混合气体的稳态响应结果,采用多输出支持向量回归(M-SVR)算法定量估计待测气体浓度。结果表明,金属掺杂可有效改善SnO_2基气体传感元件对H2和C2H2的气敏特性;对待测气体中H_2和C_2H_2浓度的定量估计与真实浓度的平方相关系数分别为0. 974 5和0. 961 4,为电力变压器油中溶解H_2/C_2H_2故障特征气体的检测提供了一种新思路。     

油中溶解C2H4气体的光声探测

光声光谱气体分析技术灵敏度高,不消耗被测气体,克服了传统的变压器检测的气相色谱分析方法的缺点。文中采用了光声光谱法对C2H4气体进行探测,论述了光声信号的产生原理,用CO2激光器作光源对C2H4气体浓度进行了测量,证实了该技术在油中溶解气体浓度测量中的实用价值。     

变压器油中溶解气体在线监测研究

本文分析了多传感器数据融合的数据处理算法,并用于变压器油中溶解气体浓度的在线数据采集和监测中。设计出变压器油中溶解气体在线监测装置的硬件电路及软件设计。结合具体实验测试和验证,结果表明该装置与传统变压器油中溶解气体浓度的色谱分析法(DGA法)相比,提高了数据监测和处理的实时性、可靠性及精确性。     

在线模拟采样装置与微型气相色谱仪联用测定变压器油样中C2烃类溶解气体

本文采用自主研制的微型变压器油中溶解气体分析仪与模拟采样装置在线联用，测定了实际变压器油样中C2烃类溶解气体的含量。实验对采样探头、定量管体积、空白气体及富集管突破体积等重要因素进行了考察和研究。方法在测定的2～16μL／L浓度范围内呈良好的线性，相关系数大于0．9997，最低检出限为0．5μL／L。对实际变压器油中C2烃类溶解气体测定结果与国标方法进行了比较，相对误差（RE％）小于7．3％。     

在线式电力变压器故障诊断系统

电力变压器油中溶解气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度。在线式电力变压器故障诊断系统将各气体组分的浓度转换戍相应的电信号，经数据处理后送入工作站生成色谱图，实现了变压器油中溶解气体组分、含量及产气速率的在线监测，并利用灰色关联理论进行故障诊断，及时发现并判断变压器内部存在的潜伏性故障，克服了传统三比值法故障编码与故障分类不能一一对应的缺点。实验表明，该系统和方法的故障诊断准确率达到95％。     

变压器潜伏性故障的色谱分析

变压器油中溶解气体的色谱分析法能早期发现充油电气设备内部存在的潜伏性故障。本文从比较油中溶解的特征气体含量分析数据与注意值、故障点的产气速率、三比值法、故障程度与发展趋势、国内常用测定仪器及其特点五方面阐述了采用色谱分析法判断变压器内部故障的方法;进而从变压器遭雷击前后的各项实验分析及其内部放电两方面,列举了采用色谱分析判断变压器故障的工程实例,并指出色谱分析法判断故障的不足。     

变压器油中溶解气体分析和故障诊断研究

在电力系统中,变压器的运行优劣直接影响电力生产的安全和稳定。为了确保变压器运行始终保持良好状态,对变压器油中溶解气体进行分析是一种操作简单且无须停电的风险隐患和故障排查方法。本文对此进行了研究,首先概述了变压器故障的主要类型,然后分析了变压器油中溶解气体分析方法和故障诊断方法,最后论述了变压器故障诊断的步骤,供相关人士参考。     

变压器油中气体拉曼光谱检测及信号处理方法

准确检测变压器油中溶解故障特征气体是诊断变压器运行状态的重要技术手段之一。论文基于拉曼光谱和腔长调制频率锁定原理,搭建了变压器故障特征气体频率锁定腔增强拉曼光检测平台,实现了H_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、CO、CO_2等七种故障特征气体的同时检测;1atm时,H_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、CO、CO_2的最小检测浓度实验值分别达到106、25、45、73、41、170、126(ppm)。频率锁定增强腔技术使最小检测浓度提高了约68倍。运用小波模极大值法对H_2的拉曼光谱检测信号进行了去噪处理,提出了基于包络线迭代法的光谱基线校正方法,校正后的光谱荧光背景残留减少,使气体拉曼光谱检测准确度提高了约2.95%,为变压器油中溶解故障气体同时准确检测提出了一种新方法。     

气相色谱测定绝缘油中溶解气体组份含量的实践

讨论利用气相色谱测定绝缘油中溶解气体组份含量的方法在电力系统的应用。介绍用这种方法在大亚湾核电站的监测对象，联系核电站的实际运行情况，介绍了它在联为、主变上的应用情况。     

High-limit detection and accurate analysis of acetylene in transformer oil gases with a tunable laser-based photoacoustic spectrometer

Acetylene in transformer oil is an important feature gas, which can reflect early discharge faults. A tunable fiber laser photoacoustic (PA) spectrometer based on second harmonic modulation, with its fast response and good noise immunity, can be well applied to detect trace gases. In this work, the second harmonic PA measurement of the acetylene gas at the 1530.3709 nm transition line is demonstrated. An accurate analysis of acetylene in transformer oil gases is ensured by using an overcomplete-independent-component-analysis(ICA)-basis BSS model and a five-point-sampling method to improve the detection limit from 1.12 to 0.71 ppb. The experiment for detecting and analyzing acetylene in transformer oil gases shows that the discharge acetylene productivity can reach 303.72 ppb/s with a dynamic response time of less than 10 s, relative error of about 1.40%, and relevance coefficient up to 0.99946. At room temperature and atmospheric pressure, this can meet the demands of acetylene detection and analysis in early or ultra-early predictions of transformer discharge faults.     

电纺氧化锌纳米纤维乙醇、丙酮气敏传感器

研究了用静电纺丝技术制造微纳气体传感器的方法。采用PVP（Polyvinyl Pyrrolidone）/Zn（Ac）₂和PEO（Polyoxyethylene ）/Zn（Ac）₂两种混合溶液作为原料,通过电纺喷射获得了复合前驱体纳米纤维;在空气中加热至500℃去除聚合物,并使Zn（Ac）₂受热分解、氧化获得ZnO纳米纤维;利用X射线衍射术（XRD）对ZnO纳米纤维进行成分表征;最后实验检测了ZnO纳米纤维气敏传感器对乙醇和丙酮气体的传感特性。结果显示：以PVP/Zn（Ac）₂、PEO/Zn（Ac）₂复合纳米纤维为前驱体制得的ZnO纳米纤维平均直径分别为308 nm、184 nm;这种纳米纤维经加热氧化可获得高纯度ZnO纳米纤维;在室温条件ZnO纳米纤维气敏传感器对目标气体传感响应时间小于1 s,其传感灵敏值随着气体浓度的增大而升高。另外,以PEO/Zn（Ac）₂为前驱体制得的ZnO纳米纤维表面粗糙、比表面积大,具有较高的传感灵敏值,对于乙醇、丙酮两种目标气体的最高灵敏值分别为215.69和118.13。得到的结果表明：静电纺丝技术的引入为半导体微纳气敏传感器的集成制造提供了有效的方法。     

基于半导体激光器的乙炔气体光声光谱检测及其定量分析

油中溶解乙炔是变压器等油浸式电气设备早期放电性故障的重要特征气体。基于半导体激光器的光声光谱传感技术具有灵敏度高,选择性好等优点,能很好地应用于微弱气体检测中。论文构建了基于分布反馈半导体激光器光声光谱检测装置,并分析了光声池的特性参数;实验研究了光声信号与激光功率、乙炔气体浓度之间的关系;并借助激光器的波长调制特性,研究了乙炔分子在近红外区第一泛音带1.5μm附近的光声光谱;提出了一种基于最小二乘回归的光声光谱定量分析方法。理论和实验结果为乙炔的光声光谱在线检测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。     

基于免疫算法优化最小二乘支持向量机的压器故障诊断

由于支持向量机中的参数会显著影响着支持向量机分类的精确度,建立了一种基于免疫算法优化最小二乘支持向量机的电力变压器故障诊断模型;该模型以变压器油中主要溶解气体作为向量机的输入,以变压器故障类型作为其相应的输出,选用径向基核、使用免疫算法得到优化参数,充分发挥向量机较高泛化能力的优势.实例验证表明,这种方法能提高变压器的故障诊断准确率,反映了其有效性和正确性.     

基于单片机的H2S气体检测仪的设计

本文介绍了利用H2S电化学传感器对H2S气体浓度进行精确检测的单片机硬件电路、工作原理及软件实现方法。所选用的H2S电化学传感器及信号电桥放大电路能满足在常温下对H2S气体高精度、宽范围检测的要求;在软件设计时,对数据的处理采用了线性插值算法。另外。该系统还采用了分级报警的方式。     

基于电化学传感器的SF6分解气体检测技术研究

SF_6气体绝缘类电力设备具有体积小、结构紧凑、绝缘性能稳定、运行可靠等优点,被广泛应用于特高压和超高压电力系统中。当电力设备内部发生绝缘故障时,绝缘气体SF_6由于局部放电及局部过热发生分解反应,最终生成数种稳定SF_6分解气体,通过对这些分解气体组分进行定量检测和分析,可反演出设备内的故障或安全隐患。通过搭建电化学传感器响应特性的测试平台,在气体检测罐中模拟SF_6分解气体并进行检测,得到了CO、SO_2和H_2S气体电化学传感器的响应特性。实验结果显示出CO传感器有负的温度特性,SO_2和H_2S电化学传感器具有正的温度特性,并采用二次曲线拟合确定了传感器的温度补偿曲线;同时还发现CO、SO_2和H_2S气体传感器均具有良好的线性特性,但SO_2传感器会对H_2S气体做出响应,通过采用交叉干扰计算,建立传感器信号矩阵算法保证了测量结果的准确度。最后,通过运用多组分混合气体验证了传感器信号矩阵算法具有很高的可靠性和准确度。     

微型无刷直流电机在CO_2/H_2O分析仪中的应用

针对无刷直流电机在CO2/H2O分析仪中的应用,介绍了CO2/H2 O分析仪的基本原理和系统结构,简述了直流无刷电机的控制原理,提出一种用于CO2/H2O分析仪的微型无刷直流电动机驱动器的设计方案。分析了霍尔位置传感器的一种定位方法,并讨论了电机转速闭环控制和转动稳定性的调试方法。应用结果表明,该控制系统运行稳定可靠,设计满足CO2/H2O分析仪的要求,简化了系统结构,能够实现气体的快速采集。