在當今電力系統(tǒng)中，變壓器作為關(guān)鍵設(shè)備之一，其運行狀態(tài)直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。為了確保變壓器的長期可靠運行，及時發(fā)現(xiàn)并預(yù)防潛在故障，變壓器油中氣體分析技術(shù)顯得尤為重要。其中，便攜式光聲光譜變壓器油中氣體分析儀（以下簡稱“光聲光譜分析儀”）以其獨特的優(yōu)勢，在電力行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
光聲光譜技術(shù)的原理與優(yōu)勢
光聲光譜技術(shù)（Photo Acoustic Spectroscopy, PAS）是一種基于光聲效應(yīng)的檢測方法。當特定波長的光照射到被測樣品時，樣品中的氣體分子會吸收光能并轉(zhuǎn)化為熱能，進而產(chǎn)生周期性的壓力波動。這種壓力波動與氣體濃度成正比，通過高靈敏度的微音器檢測并放大后，即可實現(xiàn)對氣體濃度的定量分析。光聲光譜技術(shù)具有免維護、響應(yīng)快、精度高等特點，特別適用于變壓器油中溶解氣體的檢測。
相較于傳統(tǒng)的氣相色譜法，光聲光譜技術(shù)無需消耗載氣，對環(huán)境溫度的敏感性較低，且檢測所需樣品量小，僅需幾毫升即可完成分析。此外，光聲光譜分析儀采用的光學(xué)窄帶濾波片技術(shù)，能夠有效去除背景氣體的干擾，提高檢測的準確性和可靠性。
便攜式光聲光譜分析儀的應(yīng)用場景
便攜式光聲光譜分析儀因其便攜性和高效性，在電力系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用場景。它主要用于對油浸式電力變壓器、電抗器、互感器、有載調(diào)壓分接開關(guān)、斷路器及充油套管等充油電氣設(shè)備的油中氣體進行在線監(jiān)測和故障預(yù)警。通過對油中溶解氣體的種類和含量進行分析，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的潛在故障，如局部放電、過熱、電弧放電等，從而避免重大事故的發(fā)生。
 產(chǎn)品特點與技術(shù)規(guī)格
以譜析生產(chǎn)的PX-300P便攜式光聲光譜變壓器油中氣體分析儀為例，該產(chǎn)品采用光聲光譜技術(shù)，實現(xiàn)了多組分油中氣體分析。其超高靈敏度基于增強懸臂梁光學(xué)麥克風技術(shù)，可實現(xiàn)寬量程可達5級的線性動態(tài)量程比。通過7種光學(xué)窄帶濾波片，實現(xiàn)了極窄的光學(xué)濾波，有效去除了背景氣體的干擾，提高了檢測的準確性。
PX-300P分析儀具有多種氣體檢測能力，包括氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、氮氣、氧氣以及微水等。其檢測范圍廣泛，如氫氣檢測下限可達5ppm，上限可達5000ppm，能夠滿足不同應(yīng)用場景的需求。此外，該分析儀還具備獨立恒定的內(nèi)置氣體交換系統(tǒng)、用戶友好型單點標定、高分辨率圖形顯示界面以及豐富的可編程測量任務(wù)等功能，使得操作更加便捷和高效。
實際應(yīng)用案例與效果
在國家電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)核心技術(shù)攻關(guān)項目中，光聲光譜變壓器油中氣體分析儀得到了廣泛應(yīng)用。針對110kV及以上電壓等級的電力變壓器、電弧爐變壓器、電抗器以及互感器等油浸式高壓設(shè)備，該分析儀能夠?qū)崿F(xiàn)在線連續(xù)無損的油中氣體狀態(tài)分析。通過對油中溶解氣體的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，電力部門能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患，并采取相應(yīng)的維護措施，有效提高了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性和運行效率。
例如，在某次例行檢測中，PX-300P分析儀發(fā)現(xiàn)某臺變壓器油中乙炔含量異常升高，超過了正常范圍。根據(jù)這一檢測結(jié)果，電力部門迅速組織人員對變壓器進行了進一步檢查，發(fā)現(xiàn)該變壓器內(nèi)部存在局部放電現(xiàn)象。通過及時維修和更換受損部件，成功避免了可能發(fā)生的重大事故，保障了電網(wǎng)的安全運行。
結(jié)語
便攜式光聲光譜變壓器油中氣體分析儀作為電力系統(tǒng)中重要的監(jiān)測工具，其獨特的檢測原理和優(yōu)越的性能特點為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了有力保障。隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用的不斷推廣，光聲光譜分析儀將在電力行業(yè)中發(fā)揮更加重要的作用，為電力設(shè)備的故障診斷和預(yù)防性維護提供更加精準和高效的解決方案。