變壓器絕緣油中的微量氣體，是潛伏故障的“密碼本”。如何精準破譯？傳統(tǒng)檢測技術(shù)面臨精度不足、響應(yīng)滯后、維護繁瑣等困局。而激光光聲光譜技術(shù)的崛起，正讓變壓器油中氣體監(jiān)測從“管中窺豹”邁向“明察秋毫”時代。

01

油中氣體監(jiān)測——變壓器的“血液診斷”

在電力系統(tǒng)的“心臟”——變壓器的健康監(jiān)測領(lǐng)域，油中溶解氣體分析被譽為預(yù)測其內(nèi)部潛伏性故障的“黃金標準”。變壓器作為電網(wǎng)的核心設(shè)備，其絕緣油如同“血液”。當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，不同的故障類型會產(chǎn)生不同的特征氣體。通過分析油中溶解的特征氣體的組成，可以準確的判斷變壓器內(nèi)部發(fā)生的故障。

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新型電力體系下，傳統(tǒng)監(jiān)測短板盡顯

新型電力體系下，風電、光伏等新能源大幅并網(wǎng)，火電進行深度調(diào)峰，變壓器面臨著功率頻繁波動，局部過熱風險上升，絕緣老化加速等突出問題。導致變壓器整體壽命大幅縮短、故障率直線攀升。當前變壓器油中氣體監(jiān)測領(lǐng)域，傳統(tǒng)油中溶解氣體監(jiān)測技術(shù)（在線色譜：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用壽命短，性能衰減快；機械調(diào)制光聲光譜：屬于機械轉(zhuǎn)動控制，長期工作故障幾率高，交叉干擾嚴重）已難以滿足智慧電站對實時預(yù)警和預(yù)測性維護的高要求，而激光光聲光譜技術(shù)使用壽命更長，相比傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)使用壽命更長，整體投入更經(jīng)濟，更為適配新型電力體系建設(shè)的新潮流。

03

激光光聲光譜技術(shù)——破局者

◆技術(shù)原理

基于中紅外量子級聯(lián)激光光聲光譜檢測技術(shù)，運用中紅外波段的高吸收系數(shù)特點，選擇中紅外量子級聯(lián)激光器（QCL）作為光源，提高最低檢測限和系統(tǒng)測量精度。當光聲腔內(nèi)樣品受到一束調(diào)制后的單色光照射時，以無輻射弛豫方式將吸收的光能部分或全部地轉(zhuǎn)換成熱，樣品受熱體積膨脹，產(chǎn)生以光源為中心向外擴展的壓力波，用置于其中的聲波傳感器便可接收到聲音（光聲）信號。

◆系統(tǒng)介紹

變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測技術(shù)是實施主變壓器狀態(tài)監(jiān)測的重要手段，其技術(shù)關(guān)鍵是根據(jù)光譜技術(shù)分析油中特征氣體成分的變化，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來分析判斷電力變壓器內(nèi)部的異常和故障發(fā)展趨勢，以保證電力變壓器的安全可靠運行。GW-2060型激光光聲光譜變壓器油中氣體監(jiān)測預(yù)警裝置是基于先進的中紅外量子級聯(lián)激光光聲光譜技術(shù)面向國家電網(wǎng)及能源安全研制的高可靠性變壓器油中溶解氣體檢測系統(tǒng)，可實現(xiàn)變壓器油中溶解的H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等故障氣體及微水含量的連續(xù)在線檢測，為變壓器提供全面的實時監(jiān)測預(yù)警。

相比較于傳統(tǒng)油中溶解氣體監(jiān)測技術(shù)，激光光聲光譜檢測技術(shù)具有以下6大優(yōu)勢：（1）高靈敏度的微量氣體檢測技術(shù)，準確快速的分析識別，自主設(shè)計的精確的計算方法，測試結(jié)果更準確。（2）滿足DL/T1498.2-2016《變電設(shè)備在線監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)范第2部分：變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置》A類標準，檢測精度優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。（3）采用純物理的激光光譜的分析方法，使用壽命長，無需標氣、載氣等耗材，不需要經(jīng)常維護，無需后續(xù)投資。 （4）可在一個采樣周期內(nèi)一次性完成七種特征氣體和微水的檢測。 （5）系統(tǒng)安裝簡便快捷，變壓器無需停電，減少維護工作及費用。（6）采樣周期可設(shè)定，最小采樣周期可設(shè)為1小時。該系統(tǒng)適用于油浸式變壓器、電抗器等電氣設(shè)備的油中溶解氣體在線監(jiān)測。除可用于發(fā)電、電網(wǎng)系統(tǒng)變電站以外，還可應(yīng)用于鐵路、石油、石化、冶金、鋼鐵、煤炭等電力行業(yè)用戶。

04

激光光聲光譜——為電力安全保駕護航

該技術(shù)的優(yōu)越性已在多個重大項目中得到驗證：

核電安全升級：應(yīng)用于中廣核百萬千瓦級機組，實現(xiàn)對關(guān)鍵氣體痕量級的實時監(jiān)測與快速預(yù)警，顯著提升核電安全運行水平。

風電效率保障：應(yīng)用于三峽能源海上風電場項目，解決了傳統(tǒng)油光譜“周期長、靈敏度低”痛點，實現(xiàn)連續(xù)在線監(jiān)測與即時預(yù)警，有效防范主變故障，保障發(fā)電效率。

火電可靠運行：在國家能源集團等火電項目中，為機組深度調(diào)峰下的變壓器狀態(tài)提供精準、全面的實時監(jiān)測，成功預(yù)警潛在故障，避免非停損失。

◆光學技術(shù)驅(qū)動智能運維升級

隨著新型電力系統(tǒng)對設(shè)備狀態(tài)感知的要求提升，激光光聲光譜技術(shù)正成為變壓器預(yù)測性維護的核心基礎(chǔ)設(shè)施。依托光學技術(shù)沉淀和強大的軟件開發(fā)實力，敢為科技為變壓器故障預(yù)警研發(fā)出專屬AI模型——GainSense敢測變壓器故障預(yù)警模型1.0，深耕故障機理與特征，數(shù)據(jù)處理更具靶向性，精準捕捉故障信息，預(yù)測精度優(yōu)于通用 AI。系統(tǒng)采用自適應(yīng)學習算法，可根據(jù)實時數(shù)據(jù)自我調(diào)整優(yōu)化。無論是季節(jié)變換還是性能變化，都能適應(yīng)不同環(huán)境與工況，提升長期穩(wěn)定性和可靠性，保障預(yù)警準確。

當光學技術(shù)為變壓器裝上“透視眼”，每一次油中氣體的微弱波動都將化作安全預(yù)警的強音——這不僅是技術(shù)的勝利，更是對電網(wǎng)生命線的至高守護。

公司介紹

敢為科技成立于2013年，總部位于武漢光谷，長期深耕于高精度光學傳感器研發(fā)與AI診斷技術(shù)的融合創(chuàng)新。該公司構(gòu)建了“聲、光、電、機”多模態(tài)傳感器陣列與基于機器學習/深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能診斷模型相結(jié)合的“雙引擎”技術(shù)體系。通過軟硬件協(xié)同，其解決方案實現(xiàn)了對設(shè)備運行狀態(tài)的多維度感知、融合分析及精準預(yù)測預(yù)警，覆蓋火電、新能源、電網(wǎng)及儲能等關(guān)鍵場景。依托百余項自主知識產(chǎn)權(quán)及行業(yè)標準實踐，該公司正持續(xù)投入傳感器微型化、AI模型輕量化及多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)，致力于推動能源監(jiān)測從“事后維修”向“預(yù)測性維護”的范式轉(zhuǎn)變，為行業(yè)安全低碳轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。