油色譜分析及光聲光譜分析的對(duì)比研究

油色譜分析及光聲光譜分析的對(duì)比研究摘要：在維護(hù)變壓器的過(guò)程中，會(huì)使用各種的分析方法來(lái)判斷變壓器中潛在的故障。光聲光譜分析就是一種新興的檢測(cè)技術(shù)。本文簡(jiǎn)述了油色譜分析方法與光聲光譜分析方法，并進(jìn)行了一些對(duì)比，希望可以給變壓器的檢修工作提供一些依據(jù)。關(guān)鍵詞：油色譜分析；光聲光譜分析；對(duì)比油色譜分析技術(shù)油色譜分析技術(shù)的應(yīng)用情況在檢修變壓器的時(shí)候，使用油色譜分析技術(shù)可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)變壓器設(shè)施中存在的故障隱患，從而給之后的檢修工作提供根據(jù)。而油色譜分析技術(shù)還有一些不足之處，第一，密閉取樣、檢測(cè)曲線人工修改的工作存在著一定的誤差；第二，使用這種分析方法過(guò)程是比較復(fù)雜的，資金方面的投入比較高，這就使得技術(shù)與經(jīng)濟(jì)是不能滿足供電系統(tǒng)的發(fā)展；第三，變壓器等設(shè)施的檢查周期比較長(zhǎng)，并不能及時(shí)的檢測(cè)變壓器設(shè)施，也不能預(yù)測(cè)到變壓器設(shè)施的故障隱患。油色譜分析技術(shù)具有穩(wěn)定性比較強(qiáng)，檢測(cè)數(shù)據(jù)比較統(tǒng)一等的特點(diǎn)，使用油色譜分析技術(shù)來(lái)檢測(cè)變壓器設(shè)備，就可以確保設(shè)備可以正常的運(yùn)營(yíng)，有效的減少變壓器設(shè)施出現(xiàn)故障的機(jī)率，提高檢修工作的速度，因而油色譜分析技術(shù)在檢修設(shè)施的過(guò)程中應(yīng)用是比較廣泛的。圖一油色譜分析儀油色譜分析技術(shù)的原理與結(jié)構(gòu)油色譜分析技術(shù)的工作原理油色譜分析技術(shù)主要包含了油氣分析與氣體含量檢測(cè)兩個(gè)方面。油色譜在線檢測(cè)技術(shù)就是利用脫氣法將絕緣油中溶解的氣體分離出來(lái)，在經(jīng)過(guò)色譜柱之后，分離各個(gè)單組的分氣體，之后進(jìn)入裝有傳感器的氣敏檢測(cè)部件。檢測(cè)部件可以把這些分氣體根據(jù)氣體的化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)等轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，在實(shí)際工作中常用的檢測(cè)部件就是氫火焰離子化檢測(cè)器與熱導(dǎo)池檢測(cè)器。傳感器輸出的電信號(hào)，在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)變之后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)當(dāng)中，再把這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺赜?jì)算機(jī)，并使用相關(guān)的軟件來(lái)顯示這些數(shù)據(jù)。油色譜分析技術(shù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)整個(gè)油色譜在線檢測(cè)系統(tǒng)是由油氣分離模塊、組分分離模塊和檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)診斷模塊這幾個(gè)模塊組成的。各個(gè)廠家的油色譜分離技術(shù)的不同就是在油氣分離和組分分離、檢測(cè)方面這幾個(gè)模塊有著不同。油氣分離模塊。這個(gè)模塊就是使用化學(xué)、物理的方法分離出油溶劑溶解出的氣體，假如不能完全分離就會(huì)影響分離和檢測(cè)記過(guò)。主要使用的方法就是：真空法、頂空法等。組分分離與檢測(cè)模塊。這種模塊工作的方式有兩種，一種就是使用色譜柱來(lái)分離油氣模塊分離出來(lái)的氣體，進(jìn)而獲得氣體的各個(gè)組分，之后再使用傳感器來(lái)進(jìn)行檢查。另一種就是利用檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)各組分。檢測(cè)器檢測(cè)對(duì)于相關(guān)的儀器與數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)診斷模塊。這個(gè)模塊主要就是要采集、處理、傳輸數(shù)據(jù)并進(jìn)行診斷，利用各組分的濃度、產(chǎn)氣速率等的對(duì)比，借用三比值法、特征氣體法等的方法來(lái)診斷設(shè)備的運(yùn)行情況。光聲光譜分析技術(shù)光聲光譜分析技術(shù)工作原理光聲光譜分析技術(shù)是利用光聲效應(yīng)的一種靈敏度較高、選擇性較高、可以動(dòng)態(tài)檢測(cè)微量氣體的一種檢測(cè)技術(shù)。光聲光譜分析原理，氣體分子再被特定的波長(zhǎng)的光線照射之后從基態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，而激發(fā)態(tài)的分子和基態(tài)分子相碰撞，氣體分子吸收的光能可以轉(zhuǎn)化為碰撞分子之間的平移動(dòng)能，從而使氣體的溫度上升。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，利用調(diào)節(jié)光源頻率，來(lái)使氣體的溫度隨著光源頻率來(lái)發(fā)生周期性的改變，從而在光聲室當(dāng)中引發(fā)周期性的機(jī)械壓力波動(dòng)，最終使用微音器來(lái)感覺(jué)周期性的改變并且分析經(jīng)過(guò)的氣體，計(jì)算氣體體積和聲波強(qiáng)度之間的關(guān)系，進(jìn)而獲得氣體精確的體積數(shù)。圖二光聲光譜分析原理光聲光譜分析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)光聲光譜分析技術(shù)的優(yōu)勢(shì)可以分為以下幾個(gè)方面：第一，使用光聲效應(yīng)來(lái)進(jìn)行檢查工作是不會(huì)損失氣體的，這種方法使用的材料也比較少，可以進(jìn)行非接觸性的檢測(cè)工作；第二，不需要將氣體分離出來(lái)，使用光譜就可以詳細(xì)的分析氣體的成分與含量，進(jìn)而提高了檢測(cè)的速度；第三，這種檢測(cè)方法對(duì)于設(shè)備的要求較低，穩(wěn)定性也比較高，在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的時(shí)候可以不進(jìn)行維護(hù)，這就有效的減少了維護(hù)設(shè)備的工作；第四，這種測(cè)量方法可以直接測(cè)量氣體吸光的能力，其靈敏度高于紅外光譜技術(shù)；第五，使用這種測(cè)量方法測(cè)量的結(jié)果精度較高，測(cè)量的范圍比較廣，并且有著重復(fù)性和再現(xiàn)性的特征，這就有效的提高了檢測(cè)的效率。油色譜分析及光聲光譜分析的對(duì)比技術(shù)方面的對(duì)比油色譜分析技術(shù)需要使用多個(gè)設(shè)備與儀器將氣體進(jìn)行分離并檢測(cè)，在整個(gè)檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中需要使用很多的設(shè)備，這就需要?dú)庠催B續(xù)的供應(yīng)氣體，人為取樣，就增加了試驗(yàn)中的誤差，并且檢測(cè)的時(shí)間也比較長(zhǎng)。而光聲光譜分析技術(shù)是不需要將氣體分離就可以檢測(cè)出氣體中的含量與成分，這就證明這種檢測(cè)技術(shù)是不需要使用太多的檢測(cè)設(shè)備的，氣體吸收的波段不同也就產(chǎn)生了光譜，進(jìn)而定性、定量的檢測(cè)氣體。儀器方面的對(duì)比油色譜分析設(shè)備的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，測(cè)量的時(shí)間也比較長(zhǎng)，重要零件使用年限也比較短，還需要色譜柱、標(biāo)氣等的材料，并且維護(hù)設(shè)備的工作量也比較大，這就增加了運(yùn)行的成本。光聲光譜分析設(shè)備的重要零件使用的是歐洲定制的，設(shè)備是比較簡(jiǎn)單的，檢測(cè)周期較短，可以提高檢測(cè)工作的效率。重要零件的使用年限工作環(huán)境的對(duì)比油色譜分析設(shè)備較重并且輔助的設(shè)備比較多，是不適合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工作的，然而，在實(shí)驗(yàn)室中，在一定的硬件設(shè)施、操作條件等的條件下，這種分析技術(shù)更加適合用在氣體分析工作中，其檢測(cè)的下限較低，準(zhǔn)確性也較高，因此可以優(yōu)先使用油色譜分析設(shè)備。光聲光譜設(shè)備比較簡(jiǎn)單便于攜帶是可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工作的，在變壓器需要緊急的檢測(cè)分析工作的時(shí)候，就應(yīng)該使用光聲光譜分析技術(shù)，以提高處理問(wèn)題的時(shí)間，盡快的恢復(fù)供電。數(shù)據(jù)處理的對(duì)比油色譜分析技術(shù)可以使用的方法比較多，也相對(duì)較為成熟，但是在檢測(cè)設(shè)備中是否存在故障或者是故障的類型的時(shí)候，卻不能正確的確定故障的部位，在檢測(cè)的時(shí)候通常會(huì)與電氣試驗(yàn)相結(jié)合才可以確定發(fā)生故障的部位。光聲光譜設(shè)備檢測(cè)設(shè)備故障的方法有特征氣體法、氣體比值法、三角法，并且還設(shè)置了注意與報(bào)警的值，不僅可以確定變壓器是否存在故障，使用三角法還可以確定設(shè)備發(fā)生故障的部位，這對(duì)于設(shè)備維修工作是有利的。結(jié)語(yǔ)總而言之，油色譜分析技術(shù)比較成熟了，在設(shè)備的檢修工作中得到了廣泛的應(yīng)用，但是其操作是比較復(fù)雜的。而光聲光譜分析技術(shù)使用了新的技術(shù)，其發(fā)展前景也比較廣闊，但是這種分析技術(shù)的核心零件是需要在歐洲定制的，這就影響了之后的設(shè)備維護(hù)與維修工作。因此，不論是哪一種分析技術(shù)，都應(yīng)該不斷的進(jìn)行優(yōu)化，從而促使供電系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：狄軍