Detección del contenido de agua en aceite de transformador basada en espectroscopía infrarroja

LIU Ge ,  

ZHANG Meng-wei ,  

QIN Fang ,  

CHEN Bin ,  

CHEN Jun-sen ,  

YANG Hao-zhang ,  

摘要

El contenido de humedad afecta directamente las propiedades eléctricas del aceite del transformador y la seguridad del transformador. La detección del contenido de agua en el aceite del transformador es una garantía importante para la operación segura del transformador. En este trabajo, se prepararon muestras de aceite con diferentes gradientes de humedad y se realizó la detección mediante espectroscopía infrarroja. Se estableció un modelo matemático de regresión lineal múltiple entre el contenido de agua en el aceite del transformador, la absorbancia y el área del pico de absorción. El modelo matemático fue probado con muestras de verificación y se propuso un método cuantitativo preciso para detectar el contenido de agua mediante espectroscopía infrarroja. Los resultados muestran que los picos de absorción en el espectro infrarrojo del aceite de transformador húmedo se deben a las vibraciones de los grupos hidroxilo (—OH) de las moléculas de agua que absorben energía infrarroja. Las moléculas de agua presentes en el aceite del transformador forman efectos de enlace de hidrógeno con otras moléculas de agua y con ciertos aditivos en el aceite, lo que hace que la densidad de la nube electrónica se promedie, reduciendo la frecuencia vibratoria del pico de absorción en el rango 3600~3200 cm-1. Los picos de absorción se desplazan hacia números de onda más bajos y se ensanchan. Existe una relación correspondiente entre el contenido de agua en el aceite, la absorbancia en 3400 cm-1 y el área del pico de absorción entre 3600~3200 cm-1. El modelo de cuantificación establecido entre estos tres tiene un R2 = 0.943, un valor sig de 0.003 (p < 0.05) y un error cuadrático medio (RMSE) de solo 0.00512. Los puntos de datos experimentales están uniformemente distribuidos en el plano de regresión; el modelo se ajusta bien y es significativo, permitiendo calcular con precisión el contenido de agua en el aceite del transformador. Este método mejora la precisión de la detección cuantitativa de agua en el aceite del transformador y sienta las bases teóricas para el monitoreo en línea del contenido de agua en el aceite.

关键词

espectroscopía infrarroja;aceite de transformador;contenido de humedad;detección cuantitativa;modelo matemático de regresión lineal múltiple

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