变压器油中气体拉曼光谱光纤增强检测实验研究

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1、2020变压器油中气体拉曼光谱光纤增强检测实验研究112钱国超，彭庆军，彭惠（1云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明，650217；2云南变压器电气股份有限公司，昆明，650100）StudyonExperimentoftheRamanSpectroscopyDetectionUsingOpticalFiberEnhancement112QIANGuo-chao,PENGQing-jun,PENGHui(1ElectricPowerResearchInstituteofYunnanPowerGridCo.

2、,Ltd.Kunming,650217,Kunming;2YunnanTransformerElectricCo.,Ltd.Kunming,650100,Kunming)摘要：变压器油中溶解气体检测是目前国内外公认的诊断油浸式电力变压器早期潜伏性故障的有效方法之一。拉曼光谱利用单一波长的激光同时实现混合气体直接检测，具有明显的优势。论文开展了基于空芯光子带隙光纤的光纤增强拉曼光谱检测实验研究：基于MATLAB仿真确定了最佳光纤长度为1m；设计并搭建了基于空芯光子带隙光纤增强的变压器油中溶解故障特征气体拉曼光谱

3、检测平台，对比分析了H2、CO2和C2H6气体的光纤增强拉曼光谱检测特性，相比不采用光纤的直接测量，各气体特征峰峰面积及峰高均增强约9倍，表明了光纤增强拉曼光谱气体检测的可行性和有效性。关键词：变压器油中溶解气体；拉曼光谱；空芯光子带隙光纤；光纤增强ABSTRACT:Thedetectionofdissolvedgasesintransformeroilisoneoftheeffectivemethodstodiagnosetheearlylatentfaultsofoil-immersedpowertran

4、sformers.Ramanspectroscopyhasobviousadvantagesinthedirectdetectionofmixedgasesbyusingasinglewavelengthlaseratthesametime.Inthispaper,theexperimentalstudyoffiber-enhancedRamanspectroscopydetectionbasedonhollowphotonicbandgapfiberiscarriedout:theoptimumlength

5、offiberis1mbasedonMATLABsimulation;theRamanspectroscopydetectionplatformofdissolvedfaultcharacteristicgasintransformeroilbasedonhollowphotonicbandgapfiberenhancementisdesignedandbuilt,andH2,CO2andC2H6arecomparedandanalyzed.Comparedwiththedirectmeasurementwi

6、thoutopticalfiber,thepeakareaandpeakheightofeachgascharacteristicpeakareenhancedabout9times,whichindicatesthefeasibilityandeffectivenessofopticalfiberen-hancedRamanspectroscopyforgasdetection.KEYWORD:Transformerfaultcharacteristicgases；Ramanspectroscopy；HC-

7、PCF；Fiberenhancedcavity1引言现阶段油中溶解气体的监测主要是气相色谱法，它的主要流程包括取样、脱气、色谱仪分析和数变压器的安全稳定运行是电网正常工作的重据处