[发明专利]一种变压器油中气体检测装置

说明书

一种变压器油中气体检测装置，包括激光单元、声电联合调制单元、气室单元、PDH频率锁定单元和光谱采集单元。激光单元用于提供检测所需光源；声电联合调制单元用于对激光单元产生的激光进行调制，以便实现谐振腔的频率锁定；气室单元用于放置FP谐振腔单元并填充待测气体，其中FP谐振腔用于提高拉曼散射光的强度，实现变压器油中溶解气体的高灵敏度拉曼检测；PDH频率锁定单元用于调节FP谐振腔的腔长，以便实现谐振腔的频率锁定；光谱采集单元用于拉曼散射光的采集与检测。本发明能实现变压器油中故障气体的原位检测，并通过声电联合调制频率增强拉曼散射光，提高微量气体的拉曼散射强度，实现变压器油中溶解气体高灵敏度检测。

技术领域

本申请涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种变压器油中气体检测装置。

背景技术

电力变压器在电力系统中承担电压转换、电能分配等任务，是电力系统中最重要的枢纽设备，其运行可靠性关系到电力系统的安全与稳定。电力变压器一旦在运行时发生故障，不但会导致电力变压器损坏甚至报废，还可能引起大面积停电事故的发生，造成巨大的经济损失。其中，在油浸式电力变压器在发生故障及老化过程中，其油纸绝缘系统会发生裂解并产生各种反映故障类型和老化程度的特征气体(如H₂、CO、CO₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂等)，这些特征气体溶解于绝缘油中。因此，对油中溶解气体进行监测是判断油浸式电力变压器早期潜伏性故障最方便、最有效的方法之一。

针对变压器油中溶解气体检测，目前常用的气相色谱法、质谱法、化学传感器法、红外吸收光谱法和光声光谱法等气体检测方法，但是上述方法存在色谱柱易老化、混合气体交叉敏感、稳定性低等问题，且无法实现油中气体原位检测，不能满足电气设备长期稳定在线监测需求。基于上述问题，所以目前通常采用拉曼光谱法对变压器油中溶解气体检测，但是，该检测方式受限于极低的气体拉曼散射强度，导致气体最小检测浓度不能满足实际需求。

因此，亟需提供一种新型的变压器油中溶解气体检测装置，以实现变压器油中溶解气体高灵敏度检测。

发明内容

为了解决目前传统的变压器油中溶解气体检测方法的问题，本发明提出一种变压器油中气体检测装置。

本发明实施例提供了一种变压器油中气体检测装置，该装置包括：

激光单元，用于发出激光；

声电联合调制单元，包括声光调制器，设置在所述激光单元的出光侧，用于对所述激光进行声光调制，增强所述激光的强度；电光调制器，设置在声光调制器的出光侧，用于对所述声光调制器输出的光信号进行相位、幅度、强度以及偏振状态的调制；

气室单元,设置在所述声电联合调制单元的出光侧，用于放置FP谐振腔并填充待测气体；

所述FP谐振腔由第一高反镜和第二高反镜构成，用于提高进入腔内激光的功率，所述FP谐振腔内的激光穿过所述待测气体，并使得所述待测气体产生拉曼散射光；

PDH频率锁定单元，用于根据所述FP谐振腔反馈的激光信号，调节所述FP谐振腔的腔长；

光谱采集单元，用于对所述FP谐振腔发出的所述拉曼散射光进行采集与检测。

进一步地，所述激光单元包括：

激光器，用于发射激光；

准直镜，设置在所述激光器的出光侧，用于将所述激光准直为平行光；

带通滤波镜，设置在所述准直镜的出光侧，用于滤除杂散光，以减小光谱噪声。

进一步地，所述声电联合调制单元还包括：