적외선 분광법을 이용한 변압기유 내 수분 함량 검출

LIU Ge ,  

ZHANG Meng-wei ,  

QIN Fang ,  

CHEN Bin ,  

CHEN Jun-sen ,  

YANG Hao-zhang ,  

摘要

수분 함량은 변압기유의 전기적 성능과 변압기 안전에 직접적인 영향을 미치며, 변압기유의 수분 함량 검사는 변압기 안전 운행의 중요한 보장입니다. 본 논문에서는 다양한 수분 농도의 오일 시료를 제조하고 적외선 분광법을 통해 검출하였으며, 변압기유 내 수분 함량, 흡광도, 흡수 피크 면적 간의 다중 선형 회귀 수학 모델을 구축하였습니다. 또한 검증 시료를 이용해 수학 모델을 검증하였으며, 적외선 분광법을 활용한 수분 함량의 정밀 정량 방법을 제안하였습니다. 결과는 수분 함유 변압기유의 적외선 스펙트럼 흡수 피크가 수분 분자의 하이드록실기(—OH)가 적외선 에너지를 흡수하여 진동을 발생시키기 때문이며, 변압기유 내 수분 분자들이 수분 분자 및 변압기유 내 일부 첨가제와 수소 결합을 형성하여 전자 구름 밀도를 평준화시키고, 3600~3200 cm-1 구간의 흡수 피크 진동 주파수가 감소하며 적외선 흡수 피크가 저파수 쪽으로 이동하고 넓어지는 현상이 나타났음을 보여줍니다. 오일 내 수분 함량, 3400 cm-1 구간 흡광도 및 3600~3200 cm-1 구간 흡수 피크 면적 사이에는 상응 관계가 있으며, 세 변수 간 양적 관계 모델의 R2=0.943, sig 값은 0.003(p<0.05), 평균 제곱근 오차(RMSE)는 0.00512에 불과합니다. 실험 데이터 포인트는 회귀 평면상에 균일하게 분포해 모델 적합도가 높고 유의하며 변압기유 내 수분 함량을 정확히 계산할 수 있습니다. 이 방법은 변압기유 내 수분 정량 검출의 정확도를 향상시키며, 변압기유 내 수분 함량 온라인 모니터링의 이론적 기초를 마련합니다.

关键词

적외선 분광법;변압기유;수분 함량;정량 검출;다중 선형 회귀 수학 모델

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