[发明专利]一种变压器油中气体体积快速定量监测方法

说明书

本发明涉及一种变压器油中气体体积快速定量监测方法，变压器油中的气泡在肉眼情况下无法观察到，采用相位实时显微相机结合商用显微镜，就可以实时获取变压器运行状态下的变压器油中气泡的在焦、左右离焦图，结合得到的在焦、左右离焦图基于光强传输方程(TIE)解出气泡的相位分布图，根据气泡的相位图计算出变压器油中的气体体积，根据检测出的变压器油中的气体体积来判断变压器的运行状态，为变压器的故障检测提供依据。与现有技术相比，本发明具有设备简单无需接触、实时快速检测、安全便捷等优点。

技术领域

本发明涉及电力系统变压器技术领域，尤其是涉及一种变压器油中气体体积快速定量监测方法。

背景技术

变压器的应用范围十分广泛，是电力系统、特别是输变电线路中最重要的电器产品之一。为了保证电力系统供电可靠性和经济性，变压器的在线监测和故障诊断技术应运而生。变压器油是电气设备中起绝缘、冷却、灭弧作用的绝缘油。其质量优劣对保证设备的安全运行具有重要意义。变压器油是通过蒸馏和精炼天然石油而获得的矿物油。它是由不同分子量的各种碳氢化合物组成的混合碳氢化合物。当变压器运行中出现过热、局部放电、电火花和持续电弧等故障时，油中形成的氢气和低分子烃类气体会溶解在油中形成气泡，这些气体会影响变压器油的介电性能，影响变压器的正常运行，这些气体的体积与变压器的故障类型和严重程度密切相关。变压器油中溶解气体体积的检测对于变压器某些潜在故障的早期诊断及其发展具有重要意义。准确测定油中溶解气体各组分的体积，提高实验结果的可靠性，是准确评价设备运行状态的前提和基础。目前常用的监测方法是气相色谱法，该方法无需现场接触，安全性好，但是需要现场取样和实验室分析，耗时长，即时性差；另外，该方法检测程序复杂，对检测人员的操作水平有一定要求；而且色谱柱需要定时清理和更换，增加了成本，也无法随时监控掌握各个变压器的运行状态，无法做到及时预警。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种变压器油中气体体积快速定量监测方法，该方法可实现监测变压器油气体体积的变化，进而实时监测变压器是否有过热、局部放电、电火花和持续电弧等故障发生，保证变压器的正常运行。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种变压器油中气体体积快速定量监测方法，该方法采用图像采集装置获取变压器运行状态下的变压器油中气泡的在焦、左右离焦图，并求解变压器油中气泡的相位图，根据气泡的相位图计算变压器油中的实时气体体积，根据计算得到的变压器油中的气体体积获取变压器运行状态。

所述图像采集装置包括相位实时显微相机和商用显微镜，在变压器运行状态监测过程中，将变压器油放置于商用显微镜下，调节变压器油在商用显微镜下的清晰程度，直至得到清晰的在焦、左右离焦图后，通过相位实时显微相机采集在焦、左右离焦图，并将其传输至计算机。

进一步地，在变压器运行状态监测过程中，将变压器油放置于商用显微镜下，调整焦距，使显微镜下的图像处于聚焦状态，使用相位实时显微相机拍摄变压器油处于聚焦情况下的在焦图、欠焦图和过焦图。

进一步地，相位实时显微相机结合商用显微镜获得变压器油中的气泡的在焦图、欠焦图和过焦图后，基于光强传输方程求解出变压器油中气泡的相位图。

本发明提供的变压器油中气体体积快速定量监测方法，相较于现有技术至少包括如下有益效果：

1)利用相位实时显微相机结合商用显微镜装置获取变压器油的在焦、左右离焦图，利用计算机处理提取的相位信息便可分析变压器油的品质，最终实现实时监测变压器运行状态的目的，装置简单，节约成本，可以实现在现场实时检测，速度较快，而且不需接触，安全性好；

2)可根据计算得到气体体积的占比分析变压器油是否发生变质，进而监测变压器是否发生过热、局部放电、电火花和持续电弧等故障，便于及时发现变压器故障，避免火灾、设备或电子元器件损坏等事故的发生。

附图说明