電力用油劣化狀態(tài)在線監(jiān)測的核磁共振方法及傳感器設計.pdf

1、電力用油作為電力系統(tǒng)中重要的絕緣、潤滑、散熱材料，在電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)得到廣泛的應用。隨著我國電壓等級的不斷提高，充油設備的不斷增加，油品的劣化問題將導致一系列設備故障影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，因此對于油品劣化及油內(nèi)故障的及時監(jiān)測顯得至關重要。
　　現(xiàn)有的在線監(jiān)測方法或不夠準確，或不夠經(jīng)濟或體積龐大檢測過程繁雜。本文提出使用低場核磁共振技術來實現(xiàn)對電力用油劣化狀態(tài)的在線監(jiān)測，并以此為目標展開了對于電力用油劣化狀態(tài)檢測的初步探索。本

2、文的主要工作如下：
　　①核磁共振（NMR）檢測傳感器設計。NMR傳感器的設計包括磁體的設計及線圈的設計兩方面。磁體結構設計主要通過使用ansoft Maxwell仿真軟件對給定的目標區(qū)域進行優(yōu)化，采用無源勻場的方式來提高目標區(qū)域均勻度。最終獲得了一個由兩塊條形磁體、勻場鐵磁極靴及鐵磁底座等構成的V型磁體結構。在10mm×10mm的目標平面內(nèi)有最優(yōu)的均勻度約為364ppm，中心點處磁場大小為390mT?？v向上，在距離磁體平面上方1

3、3mm-18mm的區(qū)域內(nèi)該磁體能產(chǎn)生15.4T/m的恒定梯度場，可用于自擴散系數(shù)的檢測。根據(jù)應用的需要，射頻線圈采用螺線管線圈。一方面螺線管線圈具有較優(yōu)的信噪比，另一方面其形狀有利于引入管道。通過對射頻磁場的仿真計算，最終獲得了較優(yōu)的螺線管線圈結構。
　?、陔娏τ糜土踊癄顟B(tài)NMR檢測實驗。本研究用設計的低場便攜式傳感器進行了磷酸酯抗燃油及變壓器油劣化分析。首先檢測了5種不同運行年限的磷酸酯抗燃油樣品，并通過對檢測信號進行一維反拉普

4、拉斯變換獲得其核磁共振特征量：等效平均橫向弛豫時間T2mean。結果表明樣品劣化程度越深，T2mean越短。為了進一步證實實驗的可靠性，對磷酸酯抗燃油樣品的酸值進行測量，發(fā)現(xiàn)其符合磷酸酯油的劣化規(guī)律。其次檢測了兩種不同運行年限的變壓器油樣品，通過一維反拉普拉斯變換發(fā)現(xiàn)，變壓器油劣化程度越深其等效平均橫向弛豫時間T2mean越短。由于變壓器油樣品較少，為了進一步分析其劣化狀況，用高精度的譜儀檢測其化學位移信息，發(fā)現(xiàn)在油品劣化的過程中整體的