基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法及装置。该方法通过激光器对当前状态下的电容式电压互感器CVT的绝缘油烧蚀激发以产生第一等离子体光谱，通过光谱仪捕获所述第一等离子体光谱，并确定所述第一等离子体光谱中待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度，根据所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度，而后根据该元素浓度便可确定CVT当前所处状态。本申请提高了数据的完善度、失效性和准确性，并有利于定标数据库获取更完善的数据，能够输出准确的预测数据，以便于提高后续CVT是否出现状态异常的判断结果的准确性。

Insulation Oil Composition Detection Method and Device Based on Laser Induced Breakdown Spectrum

This application relates to a method and device for detecting the composition of insulating oil based on laser induced breakdown spectroscopy. The method generates the first plasma spectrum by laser ablation of the insulating oil of the capacitive voltage transformer CVT in the current state. The first plasma spectrum is captured by the spectrometer, and the spectral intensity of the characteristic elements corresponding to the detected elements in the first plasma spectrum is determined. According to the spectral intensity and the pre-established calibration database, the first plasma spectrum is pre-determined. The current state of CVT can be determined by measuring the element concentration of the element to be detected. This application improves the completeness, invalidity and accuracy of the data, and is conducive to the calibration database to obtain more perfect data, and can output accurate prediction data, so as to improve the accuracy of judging whether the follow-up CVT has abnormal status.

【技术实现步骤摘要】
基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法及装置
本申请涉及电网
，特别是涉及一种基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法及装置。
技术介绍
随着社会经济的快速发展和人民对物质生活质量的要求不断提高，我国对电力能源的需求稳定性日益加强，对电力系统的安全性和稳定性提出了更高的要求。电力系统中运行设备运行的安全可靠性直接关系到电力系统的安全与稳定，一旦发生故障，将有可能造成大面积的停电事故，给电力系统和国民经济造成不可估量的损失。电容式电压互感器CVT在电网中被普遍使用，一旦出现故障，将导致电压测量不准，甚至可能引发爆炸，对人类的生产生活造成严重影响，因此对快速准确判断CVT运行状态具有重大意义。目前，CVT设备运行状态检测主要通过测量电容器电容值和介损、对CVT进行解体查验以及人工分析绝缘油气体含量的方式进行设备状态异常的判别。人工分析的方式需要对油样进行采集然后离线分析油中气体成分的方式，这种方式判别设备状态异常的时效性低，操作复杂。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种准确判断CVT当前运行状态的基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法及装置。本专利技术第一方面提供一种基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法，所述方法包括：通过激光器对当前状态下的电容式电压互感器CVT的绝缘油烧蚀激发以产生第一等离子体光谱；通过光谱仪捕获所述第一等离子体光谱，并确定所述第一等离子体光谱中待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度；根据所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度，并根据所述元素浓度确定所述CVT当前所处的状态，所述定标数据库包括所述CVT不同运行状态下的待检测元素的历史元素浓度和对应的历史光谱强度之间的关系模型。可选的，所述方法还包括：当所述CVT处于第一运行状态时，获取所述CVT的绝缘油中的待检测元素的元素浓度，并通过所述激光器对所述CVT的绝缘油烧蚀激发以产生第二等离子体光谱；通过所述光谱仪捕获所述第二等离子体光谱，并确定所述第二等离子体光谱中所述待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度；建立所述第一运行状态下所述待检测元素的元素浓度与光谱强度之间的关系模型；根据所述CVT在不同运行状态下的所述待检测元素的元素浓度与光谱强度之间的关系模型建立定标数据库。可选的，根据所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度包括：根据神经网络模型、蚁群算法模型、偏最小二乘法模型和随机森林模型之中的至少一种，以及所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度。可选的，所述方法还包括：确定不同状态下所述CVT的绝缘油中的待检测元素的元素浓度的变化范围；根据所述变化范围确定所述绝缘油的老化状态。可选的，所述通过光谱仪捕获所述第一等离子体光谱，并确定所述第一等离子体光谱中待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度包括：对所述第一离子体光谱的数据进行小波变换和归一化处理；从处理后的所述第一离子光谱的数据中提取待检测元素的特征元素普线；根据所述第一离子光谱的数据和所述特征元素普线确定对应的光谱强度。本专利技术第二方面还提供一种基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测装置，包括：激光器组件、光谱仪组件以及用于控制所述激光器组件和所述光谱仪组件的控制器，其中，所述激光器组件用于对当前状态下的电容式电压互感器CVT的绝缘油烧蚀激发以产生第一等离子体光谱；所述光谱仪组件用于捕获所述第一等离子体光谱，所述控制器用于确定所述第一等离子体光谱中待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度；所述控制器还用于根据所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度，并根据所述元素浓度确定所述CVT当前所处的状态，所述定标数据库包括所述CVT不同运行状态下的待检测元素的历史元素浓度和对应的历史光谱强度之间的关系模型。可选的，当所述CVT处于第一运行状态时，获取所述CVT的绝缘油中的待检测元素的元素浓度，并通过所述激光器组件对所述CVT的绝缘油烧蚀激发以产生第二等离子体光谱；通过所述光谱仪组件捕获所述第二等离子体光谱，并确定所述第二等离子体光谱中所述待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度；建立所述第一运行状态下所述待检测元素的元素浓度与光谱强度之间的关系模型；根据所述CVT在不同运行状态下的所述待检测元素的元素浓度与光谱强度之间的关系模型建立定标数据库。可选的，所述控制器具体用于：根据神经网络模型、蚁群算法模型、偏最小二乘法模型和随机森林模型之中的至少一种，以及所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度。可选的，所述控制器还用于：确定不同状态下所述CVT的绝缘油中的待检测元素的元素浓度的变化范围；根据所述变化范围确定所述绝缘油的老化状态。可选的，所述控制器具体用于：对所述第一离子体光谱的数据进行小波变换和归一化处理；从处理后的所述第一离子光谱的数据中提取待检测元素的特征元素普线；根据所述第一离子光谱的数据和所述特征元素普线确定对应的光谱强度。可选的，所述激光器组件包括与控制器连接的激光光源、所述激光光源发出的激光依次通过激光器、反射镜和聚焦透镜至所述CVT的绝缘油表面；所述光谱仪组件包括探测所述CVT的绝缘油的光谱的探头，所述探头通过光纤连接有光谱仪，所述光谱仪与所述控制器连接，所述光谱仪上还连接有计算机。本专利技术第三方面还提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序指令，当所述程序指令被处理器执行时实现第一方面或第一方面任一项所述的基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法。本专利技术第四方面一种计算机可读存储于介质，所述介质上存储有计算机程序指令，当所述程序指令被处理器执行时实现第一方面或第一方面任一项所述的基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法。本专利技术提供的基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法中，通过激光器对当前状态下的电容式电压互感器CVT的绝缘油烧蚀激发以产生第一等离子体光谱，通过对CVT的绝缘油的待检测元素对应的所对应的实时光谱数据进行分析，根据所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度，而后根据该元素浓度便可确定CVT当前所处状态，提高了数据的完善度、失效性和准确性，并有利于定标数据库获取更完善的数据，能够输出准确的预测数据，以便于提高后续CVT是否出现状态异常的判断结果的准确性。附图说明图1为本专利技术基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法的一个实施例图；图2是本专利技术基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法的另一个实施例图；图3是本专利技术基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测装置的一个实施例图；图4是本专利技术基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测装置的另一个实施例图；图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。目前CVT设备运行状态检测主要通过测量电容器电容值和介损、对CVT进行解体查验以及人工分析绝缘油气体含量的方式进行设备状态异常的判别。人工分析的方式需要对油样进行采集然后离线分析油中气体成分的方式，这种方式判别设备状态异常的时效性低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法，其特征在于，所述方法包括：通过激光器对当前状态下的电容式电压互感器CVT的绝缘油烧蚀激发以产生第一等离子体光谱；通过光谱仪捕获所述第一等离子体光谱，并确定所述第一等离子体光谱中待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度；根据所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度，并根据所述元素浓度确定所述CVT当前所处的状态，所述定标数据库包括所述CVT不同运行状态下的待检测元素的历史元素浓度和对应的历史光谱强度之间的关系模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法，其特征在于，所述方法包括：通过激光器对当前状态下的电容式电压互感器CVT的绝缘油烧蚀激发以产生第一等离子体光谱；通过光谱仪捕获所述第一等离子体光谱，并确定所述第一等离子体光谱中待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度；根据所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度，并根据所述元素浓度确定所述CVT当前所处的状态，所述定标数据库包括所述CVT不同运行状态下的待检测元素的历史元素浓度和对应的历史光谱强度之间的关系模型。2.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述CVT处于第一运行状态时，获取所述CVT的绝缘油中的待检测元素的元素浓度，并通过所述激光器对所述CVT的绝缘油烧蚀激发以产生第二等离子体光谱；通过所述光谱仪捕获所述第二等离子体光谱，并确定所述第二等离子体光谱中所述待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度；建立所述第一运行状态下所述待检测元素的元素浓度与光谱强度之间的关系模型；根据所述CVT在不同运行状态下的所述待检测元素的元素浓度与光谱强度之间的关系模型建立定标数据库。3.根据权利要求1所述的基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法，其特征在于，根据所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度包括：根据神经网络模型、蚁群算法模型、偏最小二乘法模型和随机森林模型之中的至少一种，以及所述光谱强度和预先建立的定标数据库预测所述待检测元素的元素浓度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法，其特征在于，所述方法还包括：确定不同状态下所述CVT的绝缘油中的待检测元素的元素浓度的变化范围；根据所述变化范围确定所述绝缘油的老化状态。5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于激光诱导击穿光谱的绝缘油成分检测方法，所述通过光谱仪捕获所述第一等离子体光谱，并确定所述第一等离子体光谱中待检测元素对应的特征元素普线的光谱强度包括：对所述第一离子体光谱的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇，李光茂，林艺，商国东，覃煜，杜钢，杨森，钟少泉，李晓，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44