[发明专利]基于红外光谱吸收的变压器油中溶解气体检测装置

摘要

本发明属于电力设备检测技术领域，尤其涉及一种基于红外光谱吸收的变压器油中溶解气体检测装置。包括光源系统单元，由大功率超连续谱宽带光源、光源控制器和光开关组成，实现光源的输出复用控制；传感布置单元，由光纤布拉格光栅氢气传感器串联波分复用和空心光子晶体光纤内光谱吸收传感两种传感路径在油浸式电力变压器腔体内布置而成；检测采集分析单元，由波长解调装置、光强探测器和数据采集与分析装置组成，对光纤光栅氢气传感器的波长偏移量和光谱吸收的强度进行检测，数据采集与分析装置将数据进行记录并计算得到对应的故障气体的种类与含量，在此基础上，对变压器油的绝缘情况进行评估、定位、分析和预测。

主权项

一种基于红外光谱吸收的变压器油中溶解气体检测装置，其特征在于，该装置由光源系统单元、传感布置单元、检测采集分析单元组成；其中，光源系统单元由大功率超连续谱宽带光源、光源控制器和光开关组成，传感布置单元由氢气传感支路和多气体传感支路在油浸式电力变压器腔体内布置而成，检测采集分析单元由波长解调装置、光强探测器或光谱仪和数据采集与分析装置组成；光源控制器分别与大功率超连续谱宽带光源和光开关相连，大功率超连续谱宽带光源通过单模光纤与光开关相连，光开关分别与氢气传感支路和多气体传感支路相连，氢气传感支路通过波长解调装置与数据采集与分析装置相连，多气体传感支路通过光强探测器或光谱仪与数据采集与分析装置相连；所述多气体传感支路包括：单模光纤和环形衰荡腔，环形衰荡腔通过单模光纤与光开关和光强探测器连接；所述环形衰荡腔包括：光纤耦合器和空心光子晶体光纤，其中两根空心光子晶体光纤的两端分别连接一个光纤耦合器，形成环形光学折反射腔；两个光纤耦合器分别与单模光纤连接；所述空心光子晶体光纤的表面上有钻孔，孔径大于气体分子直径而小于变压器油的分子直径，以阻止变压器油的大分子进入到光纤内部，实现油气的分离；所述氢气传感支路由多个分布在油浸式电力变压器腔体内的氢气传感器通过单模光纤串联而成；氢气传感器为在表面上涂覆有氢敏材料的光纤布喇格光栅，氢敏材料包括金属钯或钯的合金；所述空心光子晶体光纤的型号为HC‑1550‑02或者HC19‑1550‑01；所述光纤耦合器的耦合比为10:90或者1:99或者0.5:99.5；所述大功率超连续谱宽带光源的光谱输出波段不低于500～2000nm，总输出功率不低于100mW，平均功率密度不低于50μW/nm。