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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
