CN110618105A - 一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法，包括：建立标准数据库，测量未使用过的吸油试纸和涂有变压器油的吸油试纸的太赫兹时域光谱，建立参照样品的光谱对比数据库。获取样本光谱：取一张未使用过的吸油试纸作为样本吸油试纸，将所述样本吸油试纸贴敷于待测部位表面，让试纸表面与待测部位保持充分接触，测量所述样本吸油试纸的太赫兹时域光谱。判断，根据所述样本吸油纸的太赫兹时域光谱的特征吸收峰，与所述标准数据库进行对比，判断变压器异常积污部位是否发生油气泄漏。本申请提供的变压器油泄漏检测方法采用太赫兹时域光谱技术可以对油浸式变压器的异常积污部位实现准确、有效的油气泄漏检测。
Description
技术领域
本申请涉及变压器技术领域，尤其涉及一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法。
背景技术
浸式变压器以其较低的制造成本，较高的过载能力和较大的环境适应能力等优点，被普遍应用于在冶金、机械、化工和输变电等领域，是目前应用范围最广的变压器。在实际的运行过程中，油浸式变压器会由于工作环境、负荷状态、后期维护等多重因素的影响出现程度不同的渗油或滴油现象。
变压器油的泄漏较之其他设备介质的泄漏有着更大的危害性。一方面，变压器油的主要成分是烷烃,环烷族饱和烃,芳香族不饱和烃等化合物，漏油不仅会浪费大量绝缘油，还可能引起火灾和爆炸事故，造成不可估量的经济损失。另一方面，漏油会导致变压器中的油量减少，进而引起变压器的异常温升，使变压器的劣化速度加快，大大缩短变压器的使用寿命
根据泄漏程度的大小，变压器油的泄漏可以划分为轻度泄漏和重度泄漏。重度泄漏的特征是渗漏处出现残油痕迹或出现滴油，这种泄漏会在变压器的表面形成肉眼可见的污斑，污染变压器的外观形象，在日常维护过程中，巡检人员可以通过肉眼观察的方法确定泄漏位置并对泄漏部位进行检修维护。
轻度泄漏会在泄漏部位很小的范围内形成极薄的油膜，这些油膜对灰尘具有一定的吸附作用，通常情况下这些泄漏部位积累的污秽会比其他部位多一些。但是，仅通过肉眼观察的方法很难区分这种积污现象是否与油气泄漏有关，影响对变压器泄漏情况的判断的准确性。
发明内容
本申请提供了一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法，以解决变压器轻微油气泄漏难以准确判断的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
本申请实施例公开了一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法，包括：步骤(1)：建立标准数据库，测量未使用过的吸油试纸和涂有变压器油的吸油试纸的太赫兹时域光谱，建立参照样品的光谱对比数据库；
步骤(2)：获取样本光谱：取一张未使用过的吸油试纸作为样本吸油试纸，将所述样本吸油试纸贴敷于待测部位表面，让试纸表面与待测部位保持充分接触，测量所述样本吸油试纸的太赫兹时域光谱；
步骤(3)：判断，根据所述样本吸油纸的太赫兹时域光谱的特征吸收峰，与所述标准数据库进行对比，判断变压器异常积污部位是否发生油气泄漏。
可选的，所述步骤(2)还包括：
取样部位清污，利用物理手段对待测部位的积污进行清理，使待测部位的表面裸露出来；
采集样本，取一张未使用过的吸油试纸，将试纸贴敷于清理过的待测部位表面，让试纸表面与待测部位保持充分接触。
可选的，所述物理手段包括：采用材质柔软的清污工具，在污垢表面沿着固定的方向来回清理，直至清理的面积足够贴敷吸油试纸，清理的深度能够保证待测部位裸露出来。
可选的，所述标准数据库包括试纸光谱和油样光谱，所述试纸光谱为未使用过的吸油试纸的太赫兹时域光谱的特征吸收峰，记为参照组1；所述油样光谱为涂有变压器油的吸油试纸的太赫兹时域光谱的特征吸收峰，记为参照组2。
可选的，所述判断变压器异常积污部位是否发生油气泄漏包括：
如果所述样本吸油纸的特征吸收峰与所述参照组1的吸收峰一致，判定异常积污部位未发生油气泄露；
如果所述样本吸油纸的特征吸收峰与所述参照组2的吸收峰一致，判定异常积污部位存在油气泄漏；
如果所述样本吸油纸的特征吸收峰与所述参照组1、所述参照组2的均不吸收峰一致，判定异常积污部位存在其他故障。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供了一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法，包括：步骤(1)：建立标准数据库，测量未使用过的吸油试纸和涂有变压器油的吸油试纸的太赫兹时域光谱，建立参照样品的光谱对比数据库。步骤(2)：获取样本光谱：取一张未使用过的吸油试纸作为样本吸油试纸，将所述样本吸油试纸贴敷于待测部位表面，让试纸表面与待测部位保持充分接触，测量所述样本吸油试纸的太赫兹时域光谱。步骤(3)：判断，根据所述样本吸油纸的太赫兹时域光谱的特征吸收峰，与所述标准数据库进行对比，判断变压器异常积污部位是否发生油气泄漏。太赫兹时域光谱技术的基本方法是通过测量穿过待测样品前后的太赫兹脉冲时域波形而获得样品在太赫兹波段的吸收和色散光谱。由于偶极子的振动和转动跃迁，很多有机分子在太赫兹频率范围内具有很强的吸收和色散，不同物质的太赫兹光谱往往呈现出不同的特征，它为分子的构象提供了唯一的标识信息，通过它可实现物质成分鉴别。因此，采用太赫兹时域光谱技术可以对油浸式变压器的异常积污部位实现准确、有效的油气泄漏检测。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，本申请实施例公开了一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法，包括：
步骤(1)：建立标准数据库，测量未使用过的吸油试纸和涂有变压器油的吸油试纸的太赫兹时域光谱，建立参照样品的光谱对比数据库。
为保证测量结果的准确性，利用太赫兹时域光谱系统测量各待测样品的太赫兹时域光谱时，周围环境为23℃～27℃，空气湿度小于5％的环境下进行，可以充分避免温度和水蒸气对测试结果的影响。
其中，所述标准数据库包括试纸光谱和油样光谱，所述试纸光谱为未使用过的吸油试纸的太赫兹时域光谱，记为参照组1；所述油样光谱为涂有变压器油的吸油试纸的太赫兹时域光谱，记为参照组2。
步骤(2)：获取样本光谱：取一张未使用过的吸油试纸作为样本吸油试纸，将所述样本吸油试纸贴敷于待测部位表面，让试纸表面与待测部位保持充分接触，测量所述样本吸油试纸的太赫兹时域光谱。
因轻微泄漏部位会在很小的范围内形成极薄的油膜，油膜表面易吸附一定的灰尘，为保证所述样本吸油试纸取样的准确性，在将所述样本吸油试纸贴敷于待测部位表面前，需要对取样部位清污，利用物理手段对待测部位的积污进行清理，使待测部位的表面裸露出来，便于后续信息采集。
所述物理手段包括：采用材质柔软的清污工具，在污垢表面沿着固定的方向来回清理，直至清理的面积足够贴敷吸油试纸，清理的深度能够保证待测部位裸露出来。其中材质柔软的清污工具如毛刷。
为保证测量结果的准确性，步骤(2)中选取的样本吸油纸与步骤(1)中的未使用过的吸油试纸、涂有变压器油的吸油试纸为同种型号。为了方便操作，可将样本吸油纸裁剪成30mm*60mm。
为了使得样本吸油纸与待测部位表面充分接触，保证测量的准确性，将试纸贴敷于清理过的待测部位表面，让试纸表面与待测部位保持充分接触，时间控制在1～2分钟。
步骤(3)：判断，根据所述样本吸油纸的太赫兹时域光谱的特征吸收峰，与所述标准数据库进行对比，判断变压器异常积污部位是否发生油气泄漏。具体包括：
将样本吸油纸的太赫兹时域光谱与标准数据库中未使用过的吸油试纸的太赫兹时域光谱(参照组1)和涂有变压器油的吸油试纸的太赫兹时域光谱(参照组2)进行对比，从样本的时域光谱中寻找特征吸收峰，根据特征吸收峰的振幅和时间位置分析所测吸油试纸样本中是否含有变压器油的成分，将检测结果作为变压器异常积污部位是否发生油气泄漏的依据。如果所述样本吸油纸的特征吸收峰与所述参照组1的吸收峰一致，判定异常积污部位与油气泄漏无关，异常积污部位未发生油气泄露；如果所述样本吸油纸的特征吸收峰与所述参照组2的吸收峰一致，判定异常积污部位存在油气泄漏；如果所述样本吸油纸的特征吸收峰与所述参照组1、所述参照组2的吸收峰均不一致，判定异常积污部位存在其他故障。
太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是近年来新发展起来的一项前沿技术，具有较强的光谱分辨能力以及良好的透视性和安全性，在物质检测方而具有广泛的应用价值。作为太赫兹辐射应用领域最重要的技术之一，太赫兹时域光谱技术的基本方法是通过测量穿过待测样品前后的太赫兹脉冲时域波形而获得样品在太赫兹波段的吸收和色散光谱。由于偶极子的振动和转动跃迁，很多有机分子在太赫兹频率范围内具有很强的吸收和色散，不同物质的太赫兹光谱往往呈现出不同的特征，它为分子的构象提供了唯一的标识信息，通过它可实现物质成分鉴别。因此，采用太赫兹时域光谱技术可以对油浸式变压器的异常积污部位实现准确、有效的油气泄漏检测。本申请通过使用吸油纸吸附积污部位的物质，利用太赫兹时域光谱系统采集样本吸油纸的太赫兹时域光谱，从样本的时域光谱中寻找特征吸收峰，根据特征吸收峰的振幅和时间位置分析所测吸油试纸样本中是否含有变压器油的成分，将检测结果作为变压器异常积污部位是否发生油气泄漏的依据。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本申请的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (5)
1.一种基于太赫兹时域光谱技术的变压器油泄漏检测方法，其特征在于，包括：
步骤(1)：建立标准数据库，测量未使用过的吸油试纸和涂有变压器油的吸油试纸的太赫兹时域光谱，建立参照样品的光谱对比数据库；
步骤(2)：获取样本光谱：取一张未使用过的吸油试纸作为样本吸油试纸，将所述样本吸油试纸贴敷于待测部位表面，测量所述样本吸油试纸的太赫兹时域光谱；
步骤(3)：判断，将所述样本吸油纸的太赫兹时域光谱的特征吸收峰，与所述标准数据库进行对比，判断变压器异常积污部位是否发生油气泄漏。
2.根据权利要求1所述的变压器油泄漏检测方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括：
取样部位清污，利用物理手段对待测部位的积污进行清理，使待测部位的表面裸露出来。
3.根据权利要求2所述的变压器油泄漏检测方法，其特征在于，所述物理手段包括：采用材质柔软的清污工具，在污垢表面沿着固定的方向来回清理，直至清理的面积足够贴敷吸油试纸，清理的深度能够保证待测部位裸露出来。
4.根据权利要求1所述的变压器油泄漏检测方法，其特征在于，所述标准数据库包括试纸光谱和油样光谱，所述试纸光谱为未使用过的吸油试纸的太赫兹时域光谱，记为参照组1；所述油样光谱为涂有变压器油的吸油试纸的太赫兹时域光谱，记为参照组2。
5.根据权利要求4所述的变压器油泄漏检测方法，其特征在于，所述判断变压器异常积污部位是否发生油气泄漏包括：
如果所述样本吸油纸的特征吸收峰与所述参照组1的吸收峰一致，判定异常积污部位与油气泄漏无关；
如果所述样本吸油纸的特征吸收峰与所述参照组2的吸收峰一致，判定异常积污部位存在油气泄漏；
如果所述样本吸油纸的特征吸收峰与所述参照组1、所述参照组2的吸收峰均不一致，判定异常积污部位存在其他故障。
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