变压器油中溶解气体的红外吸收特性理论分析

气体的红外吸收特性是红外光学方法分析气体的依据。基于HITRAN2004数据库用逐线积分法对变压器油中溶解气体CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO、CO2及H2O的红外吸收特性进行分析,给出各气体在波段500~4 000 cm-1内的吸收系数、主要吸收谱带位置、最强吸收谱线的中心波数及其峰值吸收系数;以各气体特征频谱处的吸收谱线为研究对象,分析峰值吸收系数随压强、温度的变化规律。计算和分析结果是用傅里叶变换红外光谱、光声光谱等红外光学方法对变压器油中溶解气体进行定性定量分析的重要依据。     

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。     

基于快速独立分量分析算法的气体绝缘开关设备局部放电混合信号分离与缺陷类型辨识

为解决气体绝缘开关设备(GIS)内多种绝缘缺陷并存时的混合局部放电(简称局放)的信号分离和缺陷类型辨识问题,提出了基于快速独立分量分析(FastICA)算法的GIS局放混合信号分离与模式识别方法。该方法具体包括:采用FastICA算法从局放混合信号中分离出单一局放信号,针对各单一局放信号,提出的模式识别策略是通过增添相反符号和幅值归一化的单一局放信号用于分类器训练或者使用对信号符号不敏感的特征(如分形特征等)作为分类特征。算例分析结果表明,提出的方法能够实现GIS多绝缘缺陷局放信号的有效分离,并能对分离出的单一局放信号进行准确缺陷类型辨识,且具有抗噪能力强、计算速度快、robust性好等优点。     

用于变压器油中乙炔含量检测的红外激光气体传感器的研制

为检测变压器油中溶解气体种类和含量,研制了一种红外激光气体传感器,介绍了相关检测原理和系统构成。该传感器有一种基于串联反射镜组的透射式吸收气室,在气室体积不变的前提下可增加吸收光程,以获得更高的检测灵敏度。以变压器油中溶解气体乙炔为研究对象,选择乙炔气体在1 529.16nm处的吸收谱线作为其峰值特征吸收谱线,并基于最小二乘法对乙炔气体体积分数进行定量分析。实验结果表明:当注入电流为100mA、温度为26°C时,激光器的输出波长为1 529.14nm,光强透射率稳定在88%,能够满足信号处理系统的要求。在一定乙炔气体体积分数范围内,传感器的吸光度与乙炔气体体积分数之间具有良好的线性关系,检测限为10-5。因此所研制的红外激光气体传感器能够有效检测变压器油中的乙炔。     

SF6分解物SO2、H2S、HF、CO的红外吸收特性分析

气体的红外吸收特性是进行气体红外定性定量分析的重要依据。为此,针对4种典型SF6气体分解物SO2、H2S、HF、CO,利用HITRAN2008数据库给出的吸收谱线参数,对其红外吸收特性进行了研究,给出了SO2、H2S、HF、CO 4种气体在波数10~10 000cm-1范围内吸收谱带的波数区间和最强吸收谱线的中心波数及其峰值吸收系数。另外,分析了SO2和H2S的一段吸收谱受压强和温度的影响,结果表明气体吸收谱线的吸收系数和全线宽随压强的升高而增大;而随温度的升高,气体绝大多数吸收谱线的峰值吸收系数和全线宽会减小,但也存在少数吸收谱线的峰值吸收系数增大的情况。     

光声光谱技术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CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2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CH4,C2H6,C2H4,C2H2,CO和CO2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.