本发明属于激光检测领域，具体涉及一种变压器故障气体的激光-气相检测方法。
背景技术：
：：随着国民经济的发展，用电需求的迅猛增长，电网装机容量和规模的日益增大，无论是发达国家还是发展中国家，电力系统一直都面临着如何安全、优质、经济的供电的严峻考验。由于设备制造技术和工艺的限制以及其运行和维护水平的缺陷，设备故障已经成为了诱发电网故障的主要因素。中国国家电网的调查显示供电系统事故中，有48.15％的事故是由设备故障引起的。其中电力变压器是导致电力系统事故多发的设备之一，作为各枢纽电站的关键设备，高压、超高压的大型变压器的故障通常会影响电网运行的稳定性。因此电力变压器的安全运行对保证供电的安全性、稳定性及减少维修成本等方面都有重大意义。在气、液两相的密闭体系中，气体对液体的溶解，最终在某一压力、温度下，达到溶解与释放的动态平衡。绝缘油与气体接触时，气体会溶解于油中。气体在绝缘油中的溶解度大小与气体的特性、油的化学组成以及溶解时的温度等因素都有密切的关系。各种气体对绝缘油饱和溶解度与温度的关系可以简单归述：烃类气体的溶解度随分子量增加而增加；气体溶解度与温度的关系是溶解度低的气体有岁温度上升而增加其溶解度的特征，低分子烃类气体及二氧化碳气体在油中的溶解度则随温度升高而下降。当变压器内部存在潜伏性故障时，热分解产生低的气体是气体分子的形态。如果产气速率很慢，则仍以分子的形态扩散并溶解于周围的油，只要尚未过饱和，就不会有游离气体释放出来；如果产气出来很高的话，分解气体除了一部分溶于油中之外，还会有一部分成为气泡上浮，并在上浮过程中把油中溶解的氧气和氮气置换出一部分。此外，气体在油中的溶解或释放与机械振动也有关，机械振动将使饱和溶解度降低。综上所述，表1为不同故障类型的主要和次要特征气体组分。表2列出了通常已得到公认的变压器油中气体组分与设备内部状况的关系。表1和表2是人们建立油中溶解气体极限值的判据，也是特征气体判断的基本依据。表1不同故障类型的特征气体组分table1characteristicgascomponentsofthedifferenttypeoffault表2变压器油中气体组分与设备内部状况的关系table2relationshipbetweenthetransformeroilgascomponentandthestatusinsidethedevice故，气体的浓度能够快速反应变压器故障目前主要的变压器在线监测技术按原理分有气相色谱、红外光谱、光声光谱和传感器阵列等。气相色谱法于1952年由james和martin提出，目前已成为使用最广泛的气体分离、分析方法。气相色谱在线监测系统一般包括油气分离、色谱柱、传感器(气体组分检测)、数据采集、故障分析几个部分。目前基于气相色谱的在线监测是主要的变压器在线监测方式。红外光谱技术是基于光的干涉原理或光谱吸收原理，应用光谱分析来直接确定气体的类型和含量的一种方法，具有结构简单、快速、非接触性检测、免载气、不须色谱柱、易维护等特点。光声光谱法是基于气体的光声效应的一种方法。当光通过密闭容器中的气体时，特定的气体分子吸收特定波长的电磁辐射能量，温度升高，导致压强增大，通过测量灵敏的微音器探测压力波强度来对气体浓度进行定性或定量的分析。传感器阵列是由多个传感器组成，用于油中溶解气体分析时需要六个气敏传感器，阵列式传感器中六个传感器的输出信号均是对六种气体浓度响应的叠加值，气体传感器的交叉敏感有极其复杂的非线性关系，采用神经网络结构进行反复的离散训练可以建立各气体组分浓度与传感器阵列响应的对应关系，消除交叉敏感的影响，从而实现对混合气体浓度的在线监测。其历史要追溯到1984年美国的zaromb与stetter提出的采用非单一选择性气敏元件阵列进行气体识别与测量的基本理论，同时美国的carey对多传感器阵列的化学定量分析方法也进行的理论探讨。目前还未有激光检测技术在这一领域的研究。技术实现要素：本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种变压器故障气体的激光-气相检测方法，采用激光-气相色谱技术联用，大大提高了气体检测的检测限、重复性好，稳定性高。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种变压器故障气体的激光-气相检测方法，其步骤如下：步骤1，将变压器油通过油气分离装置，分离得到混合故障气体；步骤2，将故障气体通过载气通入至气相色谱柱内，得到分离气体；步骤3，将分离气体依次通入激光检测器中，得到光探测器接收信号；步骤4，对光探测器输出的电信号进行处理，获得无干扰的检测信号，并通入n2000气相色谱处理系统，得到故障气体峰面积；步骤5，将峰面积进行换算即可得到故障气体的浓度。所述步骤1的油气分离装置采用膜分离脱气机。所述步骤1的油气分离之前采用载气对气路系统进行吹扫。所述步骤2的载气采用氮气或者空气。所述步骤2的载气流速为20-70ml/min。所述步骤3中的气相色谱柱采用gdx-502填充柱。所述步骤4中的电信号处理包括滤波处理和放大处理。所述方法的前处理如下：将标准混合气体作为样品，与载气一起通过激光检测器中，得到光探测其接收信号，经处理后接入n2000气相色谱处理系统，得到标准故障气体蜂面积。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本发明采用激光-气相色谱技术联用，大大提高了气体检测的检测限、重复性好，稳定性高。(2)本发明解决了现有技术中气相色谱检测限不佳，误差大的问题，大大提高了检测准确性。附图说明图1是本发明稳定性的色谱数据。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步描述：实施例1一种变压器故障气体的激光-气相检测方法，其步骤如下：步骤1，将变压器油通过油气分离装置，分离得到混合故障气体；步骤2，将故障气体通过载气通入至气相色谱柱内，得到分离气体；步骤3，将分离气体依次通入激光检测器中，得到光探测器接收信号；步骤4，对光探测器输出的电信号进行处理，获得无干扰的检测信号，并通入n2000气相色谱处理系统，得到故障气体峰面积；步骤5，将峰面积进行换算即可得到故障气体的浓度。所述步骤1的油气分离装置采用膜分离脱气机。所述步骤1的油气分离之前采用载气对气路系统进行吹扫。所述步骤2的载气采用氮气。所述步骤2的载气流速为20ml/min。所述步骤3中的气相色谱柱采用gdx-502填充柱。所述步骤4中的电信号处理包括滤波处理和放大处理。所述方法的前处理如下：将标准混合气体作为样品，与载气一起通过激光检测器中，得到光探测其接收信号，经处理后接入n2000气相色谱处理系统，得到标准故障气体蜂面积。检测数据及偏差如表3检测结果准确度高，能够大大提高了检测准确度。实施例2一种变压器故障气体的激光-气相检测方法，其步骤如下：步骤1，将变压器油通过油气分离装置，分离得到混合故障气体；步骤2，将故障气体通过载气通入至气相色谱柱内，得到分离气体；步骤3，将分离气体依次通入激光检测器中，得到光探测器接收信号；步骤4，对光探测器输出的电信号进行处理，获得无干扰的检测信号，并通入n2000气相色谱处理系统，得到故障气体峰面积；步骤5，将峰面积进行换算即可得到故障气体的浓度。所述步骤1的油气分离装置采用膜分离脱气机。所述步骤1的油气分离之前采用载气对气路系统进行吹扫。所述步骤2的载气采用空气。所述步骤2的载气流速为70ml/min。所述步骤3中的气相色谱柱采用gdx-502填充柱。所述步骤4中的电信号处理包括滤波处理和放大处理。所述方法的前处理如下：将标准混合气体作为样品，与载气一起通过激光检测器中，得到光探测其接收信号，经处理后接入n2000气相色谱处理系统，得到标准故障气体蜂面积。实施例3一种变压器故障气体的激光-气相检测方法，其步骤如下：步骤1，将变压器油通过油气分离装置，分离得到混合故障气体；步骤2，将故障气体通过载气通入至气相色谱柱内，得到分离气体；步骤3，将分离气体依次通入激光检测器中，得到光探测器接收信号；步骤4，对光探测器输出的电信号进行处理，获得无干扰的检测信号，并通入n2000气相色谱处理系统，得到故障气体峰面积；步骤5，将峰面积进行换算即可得到故障气体的浓度。所述步骤1的油气分离装置采用膜分离脱气机。所述步骤1的油气分离之前采用载气对气路系统进行吹扫。所述步骤2的载气采用空气。所述步骤2的载气流速为50ml/min。所述步骤3中的气相色谱柱采用gdx-502填充柱。所述步骤4中的电信号处理包括滤波处理和放大处理。所述方法的前处理如下：将标准混合气体作为样品，与载气一起通过激光检测器中，得到光探测其接收信号，经处理后接入n2000气相色谱处理系统，得到标准故障气体蜂面积。实施例4重现性实验将h2、ch4、co、co2、c2h4、c2h6、c2h2混合气体以该方法进行检测，其检测谱图如图1所述，h2、ch4、co、co2、c2h4、c2h6、c2h27种气体都出负峰，在gdx502色谱柱上，后面4种气体co2、c2h4、c2h6、c2h2能够完全分开，在25min内连续4次进样，有很好的重现性和稳定性。以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。当前第1页12当前第1页12