一种变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法技术

本发明专利技术涉及一种变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，所述方法通过检测用甲醇预处理的变压器油样中甲乙酮的拉曼光谱强度获得变压器油样中的甲乙酮含量，快速便捷、样品预处理简单，准确度和灵敏度高，检测成本低廉，易于大范围内推广和应用。

Method for detecting content of methyl ethyl ketone in transformer oil

The invention relates to a dissolved content of methyl ethyl ketone in transformer oil detection method, the method used by detecting the intensity of Raman spectrum of methyl ethyl ketone methanol pretreatment of transformer oil the content of methyl ethyl ketone in transformer oil sample, rapid and simple sample pretreatment, accuracy and high sensitivity, low detection cost in a large range, easy popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法
本专利技术涉及输变电
，具体涉及一种变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法。
技术介绍
电力变压器在电力系统中承担电压转换、电能分配等任务，是电力系统中最重要的枢纽设备，其运行可靠性关系到电力系统的安全与稳定。电力变压器一旦在运行时发生故障，不但会导致电力变压器损坏甚至报废，还可能引起大面积停电事故的发生，造成巨大的经济损失。对变压器油中溶解老化特征物进行检测分析，是电力变压器内部绝缘监测的有效方法之一，其可以及时发现变压器油纸绝缘的早期劣化。目前，最常用的绝缘纸热老化指标是油中溶解CO、CO2及糠醛的含量，但由于CO、CO2等气体容易逸散以及糠醛易被绝缘纸吸附等原因，难以准确测得其真实含量，影响基于油中溶解CO、CO2及糠醛的含量判断变压器的老化程度的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，所述方法以变压器油中含量更高、稳定性更好的甲乙酮为老化特征物，应用拉曼光谱法检测其含量，不仅快速便捷、样品预处理简单，而且准确度和灵敏度高，检测成本低廉，适合变压器油纸绝缘老化的诊断分析。为实现上述目的，本专利技术提供以下内容：一种变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，包括以下步骤：(1)标准油样预处理：按标准油样：甲醇体积比8-12:1的比例，取标准油样和甲醇混合，取甲醇层待用；(2)建模：测定步骤(1)制得的甲醇层的拉曼光谱图，以甲乙酮浓度为横坐标，甲乙酮相对强度为纵坐标，建立甲乙酮的定量分析模型；(3)待测油样预处理：同步骤(1)的方法对待测油样预处理，得甲醇层待用；(4)待测油样甲乙酮含量测定：测定步骤(3)所得甲醇层的拉曼光谱图，根据步骤(2)的定量分析模型得到待测油样的甲乙酮含量。根据本专利技术变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，步骤(1)中所述的标准油样的配制方法为称取甲乙酮溶解于变压器油中，制备一系列浓度已知的标准油样。根据本专利技术变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，步骤(1)中所述的标准油样的浓度为0-400mg/L，如一系列浓度为400mg/L、200mg/L、100mg/L、50mg/L、20mg/L和0mg/L的标准油样。根据本专利技术变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，步骤(1)中所述标准油样以及步骤(4)中所述的待测油样和甲醇的体积比为10:1。根据本专利技术变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，步骤(1)中所述的混合为震荡混合或磁力搅拌混合；优选地，所述的混合是磁力搅拌混合。根据本专利技术变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，步骤(2)中所述的甲乙酮相对强度的计算方法是，固定选择一个甲乙酮拉曼谱峰和一个甲醇拉曼谱峰，甲乙酮拉曼谱峰峰面积与甲醇拉曼谱峰峰面积的比值即为甲乙酮相对强度；优选地，甲乙酮相对强度为甲乙酮特征峰峰面积与甲醇内标峰峰面积的比值，其中，所述的甲乙酮特征峰和甲醇内标峰的选择原则为在拉曼光谱仪的检测范围内、相对于附近拉曼谱峰，有较高的强度且相对独立，受其他拉曼谱峰影响小的拉曼谱峰，如所述的甲乙酮特征峰为763cm-1处的拉曼谱峰，所述的甲醇内标峰优选为1450cm-1处的拉曼谱峰。根据本专利技术变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，步骤(2)中所述的定量分析模型应用最小二乘法建立。根据本专利技术变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，步骤(2)中所述拉曼光谱谱图的测定条件为532nm波长激光、激光功率为100mW、积分时间为3s、积分次数为50、狭缝宽度为50μm、选用600l/500nm型光栅。根据本专利技术变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，所述步骤(1)、(2)、(3)和(4)的顺序可以根据需要合理互换，如先测定预处理的待测油样甲醇层的拉曼光谱图，再测定预处理的标准油样拉曼光谱图，建立定量分析模型，最后根据定量分析模型获得待测油样的甲乙酮含量。本专利技术人发现，在利用拉曼光谱法对变压器油中溶解甲乙酮的含量检测时，样品的处理方法对检测结果的准确度和精确度影响较大。如对油样处理试剂的选择，当选用丙酮对油样进行处理时，产生严重的拉曼信号干扰，直接影响方法的检测准确度；而当选用去离子水对油样进行处理时，拉曼信号强度较弱，影响方法的检测灵敏度；如果选用乙腈对油样进行处理，毒性大，且灵敏度也不高。选择甲醇对油样进行处理，且油样与甲醇按8-12:1的比例混合，获得的拉曼谱图信号强度强，灵敏度可以低至1.0mg/L，但如果油样和甲醇的体积比超过12:1，甲醇萃取效率显著下降，当油样和甲醇体积比为15:1时，萃取效率仅60％左右，严重影响检测灵敏度，而当油样和甲醇体积比低于8:1时，甲醇中甲乙酮含量偏低，亦会影响检测方法的灵敏度。本专利技术提供的变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，可以用于变压器油中溶解甲乙酮的定性与定量分析，操作简单、安全，不需要操作人员具有较强的专业背景、检测速度快，为更加准确的诊断油纸绝缘老化状态奠定了基础。附图说明图1是实施例1测定甲乙酮、甲醇和萃取液的拉曼光谱图；图2是实施例3绘制的定量分析图。具体实施方式以下实施例用于对本专利技术进一步描述，而非限制本专利技术。实施例中使用的仪器和试剂均可以商购获得。实施例1甲乙酮特征峰和甲醇内标峰的确定称取400mg甲乙酮溶解于1L甲醇中，制得甲乙酮萃取液。选用波长为532nm、功率为100mW的激光、使用共聚焦拉曼光谱检测平台(包含LeicaDM2700型正置显微镜、AndorSR-500i色散型拉曼光谱仪以及AndoriDus-416型CCD等主要器件)测定纯甲乙酮、纯甲醇和甲乙酮萃取液的拉曼光谱图，积分时间为3s、积分次数为100、狭缝宽度为50μm、光栅为600l/500nm型光栅，检测范围为250-2500cm-1，结果见图1，选择763cm-1处的拉曼谱峰为甲乙酮特征峰，1450-1处的拉曼谱峰为甲醇内标峰。实施例2标准油样的配制室温下称取400mg甲乙酮于1L变压器油中，制得浓度为400mg/L的油样，依次2倍稀释为一组浓度分别为200mg/L、100mg/L和50mg/L的标准油样；为丰富浓度梯度，又对50mg/L标准油样进行稀释获得了20mg/L的标准油样。实施例3甲乙酮含量测定步骤(1):分别将40mL实施例2制得的各浓度标准油样和4mL甲醇置于50mL具塞棕色三角烧瓶中，30℃下磁力恒温搅拌5min，混合均匀后将将混合液倒入50mL离心管中，以6000r/min的速度离心5min，取甲醇层待用；步骤(2)：将步骤(1)获得的甲醇层置于751-10mm型石英比色皿中，选用532nm波长激光、激光功率为100mW、积分时间为3s、积分次数为50、狭缝宽度为50μm、选用600l/500nm型光栅，测定步骤(1)制得的各浓度标准油样甲醇层的拉曼光谱谱图；应用MATLAB软件对拉曼光谱谱图进行杂峰去除、基线调整以及平滑去噪等预处理后，选取763cm-1处拉曼谱峰为甲乙酮特征峰，1450cm-1处拉曼谱峰为甲醇内标峰，进行强度归一化处理，校正由于功率波动、光路调整以及聚焦差异引起的峰强度波动；应用origin软件中计算甲乙酮特征峰峰面积及其甲醇内标峰峰面积，根据公式(甲乙酮拉曼特征峰面积)/(甲醇内标峰面积)计算甲乙酮相对拉曼强度，以甲乙酮浓度为横坐标x，甲乙酮相对强度为纵坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，包括以下步骤：(1)标准油样预处理：按标准油样：甲醇体积比8‑12:1的比例，取标准油样和甲醇混合，取甲醇层待用；(2)建模：测定步骤(1)制得的甲醇层的拉曼光谱图，以甲乙酮浓度为横坐标，甲乙酮相对强度为纵坐标，建立甲乙酮的定量分析模型；(3)待测油样预处理：同步骤(1)的方法对待测油样预处理，得甲醇层待用；(4)待测油样甲乙酮含量测定：测定步骤(3)所得甲醇层的拉曼光谱图，根据步骤(2)的定量分析模型得到待测油样的甲乙酮含量。

【技术特征摘要】
1.一种变压器油中溶解甲乙酮的含量检测方法，包括以下步骤：(1)标准油样预处理：按标准油样：甲醇体积比8-12:1的比例，取标准油样和甲醇混合，取甲醇层待用；(2)建模：测定步骤(1)制得的甲醇层的拉曼光谱图，以甲乙酮浓度为横坐标，甲乙酮相对强度为纵坐标，建立甲乙酮的定量分析模型；(3)待测油样预处理：同步骤(1)的方法对待测油样预处理，得甲醇层待用；(4)待测油样甲乙酮含量测定：测定步骤(3)所得甲醇层的拉曼光谱图，根据步骤(2)的定量分析模型得到待测油样的甲乙酮含量。2.根据权利要求1所述的含量检测方法，其特征在于：步骤(1)中所述的标准油样以及步骤(4)中所述的待测油样和甲醇的体积比为10:1。3.根据权利要求1所述的含量检测方法，其特征在于：步骤(1)中所述的混合为震荡混合或磁力搅拌混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟根，万福，顾朝亮，李剑，王有元，杜林，周湶，王飞鹏，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50