变压器是电力系统的关键设备之一,一旦出现故障,将造成巨大经济损失。油纸绝缘是油浸式变压器内绝缘的主要结构形式,在长期运行中发生热老化,导致绝缘性能下降而引发的内绝缘故障占变压器故障的较大比例。因此,对变压器绝缘纸进行绝缘诊断和寿命预测意义重大。本文研究内容:(1)光谱法结合苯胺显色法检测变压器绝缘纸老化产物糠醛。苯胺作为显色剂与变压器油中糠醛反应,通过正交设计优化显色反应条件,建立反应产物特征吸收波长下吸光度与糠醛浓度关系,实现油中糠醛快速检测。(2)紫外光谱法结合偏最小二乘法建立糖类酸脱水后样本紫外光谱与其浓度信息的偏最小二乘回归模型。利用控制变量法探究糖类酸脱水最佳反应条件,比较部分波段(270~360 nm)与全波段(205~360 nm)建模下模型预测精度和稳定性,并采用平滑和求导两种预处理方法优化偏最小二乘回归模型。(3)设计90℃、100℃和110℃三组老化温度下的油纸绝缘热老化实验,利用偏最小二乘回归模型预测不同老化温度和时间下绝缘纸老化产物总糖含量,研究其与表征绝缘纸老化程度特征参量之间的关系。结果表明:(1)加入苯胺显色剂后,油中糠醛与苯胺反应生成在514 nm处具有特征吸收峰的产物,避开了油中其他成分在275 nm的干扰;显色剂使用量和显色时间对反应有较大影响,10 m L油样中加入15 m L显色剂,反应5 min能使吸光度达到最大;在最优显色条件下,糠醛浓度与显色产物在514 nm处吸光度与浓度具有良好线性关系,线性范围为0.116~5.800 mg/L,方法重现性好。(2)糖类酸脱水最佳反应条件为1 m L糖溶液中加入3 m L 98%浓硫酸;部分波段建立的偏最小二乘回归模型的预测精度和拟合效果不如全波段;全波段经37点平滑处理后,模型的预测效果和稳定性较原始光谱明显提高;一阶导数和二阶导数对模型没有起到优化作用。(3)在绝缘纸老化过程中,糖类比糠醛出现要早,在所测量老化周期内,总糖含量总是远高于糠醛含量;老化温度越高,总糖含量越高;总糖含量随老化时间增加线性升高,90℃、100℃和110℃三组老化温度下,回归方程相关系数分别为0.886、0.885和0.935;绝缘纸聚合度和总糖含量对数呈良好线性关系,聚合度降低,总糖含量对数呈线性上升趋势,三组老化温度下,回归方程相关系数分别为0.930、0.956和0.955。光谱法操作简单,能快速检测糠醛和总糖,且总糖含量与绝缘纸老化程度之间存在一定的关系。本文为绝缘纸老化产物检测提供了一种新方法,为评价绝缘纸老化状态提供了一种新思路。