基于太赫兹时域光谱的变压器绝缘油纸老化状态检测

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ji55643212
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
太赫兹(THz,1 THz=1012Hz)波是指频率在0.1-10THz范围内的电磁波,其包含着非常丰富的物理和化学性质,同时具有低能性和无损检测等优点,因此近年来成为了各个行业研究的热点。而在大力建设特高压电网、智能电网的背景下,对电力设备的绝缘性能提出了更高要求,需要采用现代分析软件与检测技术密切关注其运行状态,以排除安全隐患,降低事故发生率,同时尽可能延长电力设备的运行年限。本文将太赫兹光谱技术引入到变压器绝缘油纸的老化状态监测中。首先,在130℃条件下,对矿物绝缘油纸和FR3植物绝缘油纸进行热老化实验,从而制备实验样品;然后利用自制的PE容器,装盛绝缘油样品后在氮气环境下进行太赫兹光谱测试,获取其时域光谱信号,再利用改进的电磁波传递函数对信号进行处理,以消除频域光谱信号中的回波振荡;之后再通过太赫兹光学参数的数学模型计算得到绝缘油、纸的太赫兹光学参数;最后运用量子化学软件对纤维素绝缘纸单体进行频率振动的理论仿真计算,并对实验结果得到的指纹吸收峰进行指认。本文取得的主要结论如下:(1)采用改进后的电磁波传递函数,可消除由于Fabry-Perot效应(F-P)的存在所产生的频域光谱回波振荡,实现在不降低频率分辨率的情况下,数据准确性的提高。(2)通过对样品数据的分析发现,矿物绝缘油的太赫兹特征吸收峰出现在1.14和1.40 THz附近,,FR3植物绝缘油的太赫兹特征吸收峰出现在1.30和1.50THz附近。矿物绝缘油和FR3植物绝缘油在0.1-1.80 THz范围内的平均折射率分别为1.459和1.533。同时研究了这两种绝缘油在0.1-1.80 THz范围内的介电性能,结果显示,因为消光系数远小于折射率,所以复介电常数实部的平均值几乎等于平均折射率的平方,而且在介电损耗谱中可以观察到明显的弛豫行为。通过对油中糠醛浓度分析发现,THz参数与糠醛浓度间存在良好的相关性。(3)利用Gaussian软件中的6-311+G(d,p)基组和DFT中的B3LYP方法对纤维素绝缘纸单体进行频率振动的量子化学计算,并对吸收峰进行归属。结果显示,理论计算在0.18、0.82、1.47和1.53 THz处有明显的吸收峰,而实验测试结果在0.17、0.49、0.82、1.20、1.42、1.53和1.74 THz处有明显的吸收峰。分析发现理论计算中的吸收峰由分子内的化学键不同振动形式引起,实验测试中的吸收峰不仅包含分子内振动,还包括分子间振动。(4)通过分析不同热老化程度的纤维素绝缘纸的THz光学参数发现,未老化纤维素绝缘纸在0.1-1.80 THz范围内的平均折射率为1.531,且随老化程度的增加而增加。同时,聚合度与折射率之间也存在较好的相关性,表明THz光谱技术可以应用到绝缘油纸老化状态诊断中。
其他文献
民事诉讼是程序法中重要的组成部分,法院通过行使审判权来达到定纷止争的效果。事实上,审判权的运行并非是完美无缺的,尤其是在裁判文书的制作上,可能会出现各种各样的错误。
根肿病是十字花科植物上的一种重要的土传病害,其病原菌以休眠孢子的形式长期存活于土壤中,且能通过多种方式传播,传统的农业、化学等方法无法彻底解决根肿病危害。种植抗病
深部岩体常常处于“三高一扰动”的复杂应力环境之中,岩体在受到地震、爆破、车辆载荷等动态扰动作用后所表现出的变形、强度以及破坏形态直接影响到深部岩体工程施工的安全
砌体结构作为历史悠久的一种建筑体系,满足就地就近取材、成本低、舒适性好的要求,有着低碳、环保、保温等优点。近年来,为适应城镇化发展建设的需要,砌体结构技术不断创新,
为实现结构的震后功能快速恢复,本课题组提出了一种新型性能可恢复摇摆柱(简称IRR柱)技术,由摇摆柱、T型连接件、可替换钢板阻尼器及高强螺栓等组成。在前期的研究基础上,本
伴随着中国经济持续增长和对外开放的持续深化改革,对于航运市场等的需求变得越来越大。为了能够更好的适应市场的强劲需求以及推动国民经济的稳定发展,大量的码头泊位在我国
木材密度是衡量木材质量的最重要指标,是一种高变异的木材特性。木材密度也是影响实木产品、纸浆和纸张以及一些板材产品性能的重要木材性能,还是森林固碳能力的一个重要决定
随着社会的进步和工业的发展,有机染料和重金属离子带来的水污染日益严重,尤其是铅、铬等重金属离子,极大地威胁着人类的健康。如何有效地去除废水中的有机染料和重金属离子一直是人类迫切需要解决的重大难题之一。传统的废水处理方法尽管有一定的效果,但是其能耗较高、处理效率较低且容易引入其它杂质等缺点,极大限制了其进一步的发展与应用。吸附作为处理废水中有机染料和重金属离子的重要手段,由于其特有的优势,目前已经是
固态氧化物电池是一种高温能量转换装置,该装置能够将化学能直接转换为电能,具有能量转换效率高、环境友好等优点。固态氧化物电池的工作模式分为两种:固体氧化物燃料电池(SOF
桉树枝瘿姬小蜂是近年来新发现的一种主要危害桉属树种的外来有害生物,原产于澳大利亚的昆士兰州,2007年首次在中国广东发现,并迅速扩散至邻近省份,逐步蔓延,给中国桉业造成