1 国网四川省电力公司成都供电公司, 四川 成都 614000
2 国网江苏省电力工程咨询有限公司, 江苏 南京 210024
3 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆 400044
获取能准确反映油纸绝缘老化的有效特征量, 对实现油纸绝缘老化的准确诊断具有重要意义。 表面增强拉曼光谱技术在油纸绝缘老化诊断领域已表现出一定的应用潜力。 对25#矿物变压器油和普通牛皮纸构成的油纸绝缘试品进行了加速热老化实验, 结合共聚焦拉曼光谱检测平台和银纳米片表面增强基底获取其拉曼光谱信号, 从多种角度提取了拉曼光谱特征量。 使用竞争性自适应重加权算法在提取出光谱的关键变量, 其结果对应了油纸绝缘老化特征物的主要特征峰; 使用VOIGT函数对光谱进行解析, 解析峰的轮廓参数与油纸绝缘老化程度之间呈现相关性; 以绝缘纸聚合度为依据将样本进行老化程度分类, 光谱的前8个主成分及其载荷不仅与老化特征物和老化程度呈现相关性, 且能够对样本进行准确分类; 最后对光谱进行了小波包能量熵分析, 分析了油纸绝缘老化过程中拉曼光谱的能量变化情况。 研究成果为表面增强拉曼光谱技术应用于油纸绝缘老化诊断提供了依据, 为实现油纸绝缘设备故障与老化状态的快速、 非接触的现场诊断奠定了基础。
表面增强拉曼光谱 油纸绝缘 特征量 老化诊断 Surface enhanced Raman scattering Oil-paper insulation Spectral features Ageing diagnosis 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3159
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆 400044
准确诊断油纸绝缘材料的老化程度是保证油纸绝缘设备安全运行的重要技术手段。 拉曼光谱在物质成分分析及状态诊断领域已经普遍应用。 结合实验室搭建的油纸绝缘拉曼光谱分析平台, 根据绝缘纸的平均聚合度将加速热老化实验获得的油纸样本分为四个老化阶段。 通过对不同老化样本拉曼光谱所包含的能量信息分析, 运用小波包能量熵提取特征量, 结合Fisher判别法构造判别函数, 建立基于拉曼光谱老化特征量的油纸绝缘老化诊断模型, 并收集现场变压器油样验证诊断模型的泛化能力。 结果表明, 两个判别函数能区分不同老化阶段的绝缘油样, 对于老化样本的判别正确率达到84.2%。 拉曼光谱结合小波包能量熵和Fisher判别分析法能够有效地对油纸绝缘老化状态进行诊断。
拉曼光谱 油纸绝缘 小波包能量熵 Fisher判别分析 老化诊断 Raman spectroscopy Oil-paper insulation Wavelet packet energy entropy Fisher discrimination analysis Ageing diagnosis 光谱学与光谱分析
2018, 38(10): 3117
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆市 400044
本文开展了变压器油中溶解糠醛的定量分析研究, 基于实验室搭建的拉曼光谱液体检测平台, 对不同浓度糠醛含量的变压器油样进行光谱信号检测及预处理, 运用主成分分析法对光谱数据进行数据降维并结合支持向量机建立油中溶解糠醛含量拉曼光谱定量分析回归模型, 检测下限为0.625 mg/L。结果表明, 拉曼光谱技术结合支持向量机能有效地对变压器油中溶解糠醛进行定量分析, 为实现油中溶解老化特征物的准确、快速检测提供新的手段。
油纸绝缘 拉曼光谱 糠醛 定量分析 oil-paper insulation Raman spectroscopy furfural quantitative analysis
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆 400044
乙酸是变压器油纸绝缘老化所生成酸类物质的主要成分; 分析变压器油中溶解乙酸含量对准确评估运行变压器的老化状态具有重要意义。 拉曼光谱技术是基于拉曼效应的一种分子分析技术, 能很好地用于物质的非接触式原位检测。 论文开展了变压器油中溶解乙酸含量拉曼光谱检测方法研究: 利用Gaussian 09W软件分析了乙酸分子的拉曼振动特性, 对实测乙酸拉曼谱峰的振动模式进行了指认; 基于实验室搭建的激光拉曼光谱液体检测平台, 对不同乙酸含量的变压器油样进行了原位检测; 选定891 cm-1作为变压器油中溶解乙酸分子的拉曼特征峰, 基于乙酸891 cm-1与变压器油932 cm-1特征峰面积比值和最小二乘法建立了乙酸的定量分析方法, 检测限可达0.08 mg·mL-1。 实验结果表明: 激光拉曼光谱可应用于油中溶解乙酸含量原位检测并具有良好的检测稳定性和重复性, 为变压器油中溶解乙酸含量的快速、 无损检测提供了一种新方法。
乙酸 原位检测 拉曼光谱 定量分析 Acetic acid In-situ detection Raman spectroscopy Quantitative analysis 光谱学与光谱分析
2017, 37(9): 2774
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室, 重庆400044
乙烷是电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一, 其高精度、 高灵敏度检测是进行油中溶解气体分析的关键。 基于光反馈原理及腔增强吸收光谱技术, 结合量子级联激光器, 建立了一套变压器油中溶解乙烷气体检测系统。 基于腔内单腔模对称理论, 通过LabVIEW编程来实现反馈光与腔谐振的相位匹配。 研究并实现了光学反馈效应(激光将在延迟一定的时间后, 返回激光腔并锁定腔模式共振频率)、 偶数和奇数模式效应(交替出现强度较大和较小的腔模式)、 激光器阈值电流降低效应(约1.2 mA)。 利用腔衰荡光谱检测技术测得的系统有效反射率、 腔品质因素分别为99.978%和7138.4, 系统光谱分辨率达到0.005 2 cm-1。 标准大气压、 温度20 ℃下, 1 s的积分时间内, 对乙烷PQ3吸收线进行检测, 系统检测准确率及检测极限分别达到95.72%±0.17%和(1.97±0.06)×10-3 μL·L-1, 满足了变压器油中溶解乙烷气体检测的需要。
腔增强吸收光谱技术 光学反馈 乙烷 溶解气体分析 Cavity-enhanced absorption spectroscopy Optical feedback Ethane Dissolved gas analysis 光谱学与光谱分析
2015, 35(10): 2792
1 重庆大学 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400044
2 国网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆 401123
论文基于光反馈原理及V型增强腔技术，结合量子串级激光器，搭建了CO吸收光谱检测系统.研究并实现了光反馈效应（反馈相位自动可调）、偶数和奇数腔模式效应、激光器阈值电流降低效应.系统有效反射率达到99.979%，在物理长度为47 cm的光腔内实现了4.48 km有效吸收路径.通过自动调节V型腔长，使光谱分辨率从0.005 3 cm-1提高到0.001 1 cm-1.通过阿伦方差分析，确定了最高信噪比的积分时间为53 s.气体压强40 torr，温度20 °C时，系统对CO (R(6)吸收线) 检测准确度及检测极限分别达到(97.79±0.07)%和(0.49±0.04) ppb.也分析和证明了气体压强对CO的峰值吸收强度、检测准确度及检测极限的影响.
腔增强吸收光谱 光学反馈 一氧化碳 cavity-enhanced absorption spectroscopy optical feedback carbon monoxide 红外与毫米波学报
2015, 34(6): 0744
