一种变压器油中纤维色散染色图像观测方法与流程

本发明涉及电气设备故障诊断及状态监测技术领域，特别是一种变压器油中纤维色散染色图像观测方法。

背景技术：

油纸绝缘作为变压器的主要绝缘形式，其在长期的电、热、水分与氧气等因素作用下，不可避免地发生老化，其中热老化是变压器绝缘老化的主要形式之一。变压器绝缘纸的剩余寿命直接决定了变压器的剩余寿命，因此，对绝缘纸的老化程度进行评估，可以有效判断变压器绝缘的老化程度并给出合理的运维建议，提高电网安全水平与经济性。

当前主要采用油中溶解气体、油中糠醛等特征量评估绝缘纸的老化程度(聚合度)，但现有方法存在分散性较大、精确度较低等缺点，因而其应用受到较大限制。

绝缘纸在老化过程中会脱落纤维到绝缘油中，而油中悬浮纤维携带了大量的绝缘纸老化信息，可用于绝缘纸老化程度的评估。纤维在老化过程中会发生光学特性的变化，如折射率的变化。色散染色图像是表征石棉折射率的有效手段，也可用于纤维等固体物质的折射率测量与表征。而目前缺乏能够用于变压器油中纤维色散染色图像测量的平台，也缺乏统一和标准化的测试方法。

为了有效利用油中纤维来获取绝缘纸的老化状态，需要一种能观测变压器绝缘油中纤维颗粒色散染色图像的方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种能观测变压器绝缘油中纤维颗粒色散染色图像的方法，该方法利用带有色散染色物镜的显微镜观测平台，通过标准的观测样本制作方法，能够有效地观测到不同老化阶段的油中纤维色散染色图像，进而为提取与变压器绝缘纸老化程度相关的特征参量奠定基础。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的变压器油中纤维色散染色图像观测方法，包括以下步骤：

过滤变压器绝缘油得到油中的纤维颗粒；

利用正己烷除去纤维颗粒上的油污；

将去油污的纤维颗粒置于折射率匹配液中；

将配制好的纤维颗粒样本置于观测平台的显微镜载物台；

调整显微镜观测纤维颗粒的色散染色图像。

进一步，所述显微镜为偏光显微镜；所述偏光显微镜的光源为自然偏振光。

进一步，所述纤维颗粒是通过过滤加速热老化试验的变压器油或者现场取的变压器油得到的。

进一步，所述折射率匹配液是购置的商业产品。

进一步，所述偏光显微镜的物镜为中心屏蔽型色散染色物镜。

进一步，所述偏光显微镜的中心屏蔽型色散染色物镜中配置有光阑，用于屏蔽垂直入射光。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明提供的观测变压器绝缘油中纤维颗粒色散染色图像的方法，有效利用油中纤维来获取绝缘纸的老化状态，利用带有色散染色物镜的显微镜观测平台，通过标准的观测样本制作方法，能够有效地观测到不同老化阶段的油中纤维色散染色图像，获取油中纤维色散染色图像所携带的反映绝缘纸老化的信息，进而为提取与变压器绝缘纸老化程度相关的特征参量奠定基础。该方法具有独创性和开拓性，在变压器故障监测及状态评估方面具有较大的应用前景。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下。

图1为观测原理示意图。

图2为观测流程图。

图中：1为色散染色物镜、2为光阑、3为纤维颗粒、4为折射率匹配液、5为偏振光、6为盖玻片、7为载玻片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图所示，本实施例提供的变压器油中纤维色散染色图像观测方法，包括以下步骤：

过滤变压器绝缘油得到油中的纤维颗粒3；

利用正己烷除去纤维颗粒上的油污；

将去油污的纤维颗粒3置于折射率匹配液4中；

将配制好的纤维颗粒样本置于观测平台的显微镜载物台；

调整显微镜观测纤维颗粒的色散染色图像。

所述显微镜为偏光显微镜；所述偏光显微镜的光源为自然偏振光。

所述纤维颗粒3是通过过滤加速热老化试验的变压器油或者现场取的变压器油得到的。

所述折射率匹配液4是购置的商业产品(美国CargilleLabs提供)。

所述偏光显微镜的物镜为中心屏蔽型色散染色物镜1。

所述偏光显微镜的中心屏蔽型色散染色物镜中配置有光阑2(用于屏蔽特定波段光谱)，用于屏蔽垂直入射光。

实施例2

本实施例提供的观测变压器绝缘油中纤维颗粒色散染色图像的方法，利用观测平台及标准的样本制作方法来达到观测油中纤维色散染色图像的目的；包括观测平台和观测样品的制作方法；观测平台由带有色散染色物镜的专业偏光显微镜及相配套的电脑及软件组成，观测原理及装置示意图如图1所示；折射率匹配液4设置于盖玻片6和载玻片7之间，具体步骤如下：

首先，将制作好的待测纤维置于偏光显微镜下待测。

然后，用自然偏振光5作为偏光显微镜光源，当偏振光通过纤维与折射率匹配液两种物质的交界面时，因为两种物质折射率的不同，光会发生色散现象，即偏离原来的垂直传播方向，只有当两种物质折射率相等时，光才会继续沿原来的垂直方向传播。

再次，因为物质相对于不同波长(颜色)的光而言具有不同的折射率，因此，只有当两种物质的折射率相等时，对应波长的光才会垂直入射，其他波长的光均发生不同角度的偏离。而显微镜的中心屏蔽型色散染色物镜中配置有光阑(中心挡板)，它能够将垂直入射的波屏蔽掉，视野中将只留下其他波长的波，并产生一定颜色的图像。

最后，当纤维的折射率随着老化时间改变时，其色散曲线与标准折射率液色散曲线的交点将发生改变，因此被中心屏蔽型色散物镜所屏蔽掉的对应波的波长(颜色)也会随之改变，余下进入视野中的剩下波段也将改变，也即进入视野中的光颜色也会改变，表现为色散染色图像。因此，可以用色散染色图像的颜色来反映折射率的改变，进而反映绝缘纸的老化状态。

基于上面的原理，样本制作及观测流程如图2所示。首先，过滤变压器绝缘油得到油中的纤维，再利用正己烷除去纤维上的油污，以防干扰观测所得到的图像，然后将去油污的纤维置于特定的折射率匹配液中，将制作好的纤维样本置于显微镜载物台上的载玻片上7，盖上盖玻片6，最后调整显微镜，用目镜及对应电脑成像软件观测纤维的色散染色图像。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。