13、变压器油健康监测技术概述

变压器油健康监测技术概述

1. 氢气在线监测

氢气在线监测克服了气相色谱法提取复杂和依赖实验室环境的缺点，是一种近期出现的低成本且可靠的技术。由Syprotec引入，并经魁北克水电研究所进一步增强其功能。由于氢气是大多数与变压器绝缘油相关故障的副产物，该技术被广泛接受。除氢气和一氧化碳外，还能检测乙烯和乙炔等其他烃类，但精度较低。在20 - 40°C温度范围内，氢气浓度测量精度为±10%。
其基本功能单元包括与绝缘油接触的传感器和电子单元。传感器置于黄铜外壳中，包含温度传感器、燃料电池和聚四氟乙烯膜，具有抗腐蚀性。传感器主要安装在变压器冷却单元和变压器组之间。黄铜外壳间的大气氧促进氢气透过聚四氟乙烯膜进入燃料电池，在那里氢气被电解燃烧产生与氢气浓度成正比的电流。放大后的电流通过燃料电池电极间的负载电阻时，会产生电位降，超过设定值就会触发警报。该技术虽无法确定故障类型，但氢气检测率达100%，一氧化碳为15%，乙炔为8%，乙烯为1%。

2. 光声光谱法

18世纪末，亚历山大·格雷厄姆·贝尔首次发现物体因吸收光而产生热膨胀的现象。光谱法利用电磁效应来估算化合物的能级和原子结构。分子吸收电磁辐射时发生的电、旋转和振动跃迁会导致共价键变形和核磁矩变化。电磁光谱内不同的吸收特性是由不同能级的不同吸收引起的。近红外到红外辐射的吸收会引起振动和旋转跃迁，特别是对于无色气体，因为紫外线能穿透分子。可利用近红外光谱检测CO、CO₂、CH₄、C₂H₂的浓度，利用红外光谱追踪C₂H₄、C₂H₆的浓度。
光谱仪的工作原理是，溶解的气体分子吸收红外辐射导致状态跃迁，这种动能以声波形式存在。麦克风检测到声波并将其转换为电信号。压力波的强度产生故障气体的吸收光谱，通过光纤选择这些光谱以