基于傅立叶红外光谱技术的变压器绝缘老化研讨.pdf

基于傅立叶红外光谱技术的变压器绝缘老化研究 基于傅立叶红外光谱技术的变压器绝缘老化研究 周旋，廖瑞金，向彬，桑福敏 （重庆大学电气工程学院输配电装备安全与新技术国家重点实验室，重庆 400044 ） 摘要：本文以两种变压器油和两种绝缘纸为研究对象， 定量分析虽然取得了一定的成绩，但是目前还没 分别进行了在实验室条件下的加速老化实验。在其热老 有出现利用光谱技术来较为详尽的阐述油纸绝 化过程中定期取样。运用傅立叶红外光谱仪扫描样品的 缘老化的机理，同时受被监测生成物浓度范围、 红外光谱，并对图谱进行了解析，分析了吸收峰随老化 选用数学方法以及所处的复杂环境的影响较大， 时间产生若干规律变化的原因。以分子官能团的变化为 有关老化生成物量化的精度、灵敏度还有待于进 起点，阐述了老化过程中样品的若干变化，从微观的角 一步验证和研究。 度去探索了油纸绝缘老化的过程和机理。 本文对比分析油纸绝缘老化过程中油、纸随 老化时间变化的红外光谱的变化情况，分析老化 关键词：变压器油；绝缘纸；傅立叶红外光谱；官能团 过程中有机分子官能团的变化情况，初步探索油 纸绝缘老化的本质；结合油纸绝缘老化过程中酸 1 引言 值、糠醛化学特征量和油、纸绝缘老化过程中红 外光谱的变化情况，重点分析红外光谱与化学特 电力设备的安全运行是避免电网重大事故 征量间的变化关系，从而解释化学特征量之间的 [1] 作用关系。 的第一道防御系统 ，而电力变压器是这道防御 系统中最关键的设备。为了对变压器绝缘状态进 行科学、合理的评估，实现变压器从计划性维修 2 试验与测量 方式向状态检修方式过渡，以及为变压器剩余寿 本次实验样品采用绝缘油分别是克拉玛依 命预测技术提供可靠基础理论保证，就有必要对 炼油厂的 25 号矿物油种绝缘纸是常规硫酸盐木 油纸绝缘老化的机理进行系统的研究和了解。 浆纸。实验流程图如图 1 所示。 目前，红外光谱技术在电力设备绝缘状态监 测中主要应用于油中老化生成物鉴定以及有限 生成物的定量分析中。IEC 867-1986给出了合成 ASTM/D 2144-1994也给出了 芳香烃的测量标准， 利用红外吸收光谱测量电气绝缘油的试验方法 标准。此外，红外吸收光谱还被证实可用于检测 图1 实验流程图 和确定抗氧化剂如2,6-二叔丁基对甲酚（DBPC ） [12] 以及检测矿物油的氧化生成物 。Blue发现红外 分别将 250ml 的矿物油和植物油放入玻璃瓶 吸光度与糠醛浓度存在线性关系，实现了红外对 中，在常温下抽真空至 50Pa，充氮并在惰性环境 油中糠醛的定量分析，使得基于红外的糠醛含量 下密封；对于绝缘纸的老化，由于油纸组合绝缘 在线监测技术取代传统离线式的HPLC技术成为 的红外光谱包含绝缘油和绝缘纸的综合信息，为 可能[13] 。随着现代计算机技术和数学方法的广泛 避免油和纤维素红