基于核磁共振技术的变压器油老化状态参数的检测方法

摘要

本发明公开了一种基于核磁共振技术的变压器油老化状态参数的检测方法，老化状态参数包括油样粘度、油样密度、油样糠醛含量、油样电阻率等，该方法是对含溶解气的变压器油样品进行核磁共振波谱分析后检测得到，油样粘度是通过测得，其中T₁、T₂分别表示油样的纵/横向弛豫时间；T₁是反转恢复法测得，T₂是CPMG方法测得；油样密度等其他参数是利用二维异核J-分解谱核磁共振分析方法测量油样中CH_n官能团的含量，再根据官能团含量与油样密度等参数之间的关系模型测算得到；CH_n中的n=0，1，2，3。本发明的方法具有样品用量少、取样过程简单直接、分析速度快、分析精确度高等优点。

主权项

一种基于核磁共振技术的变压器油老化状态参数的检测方法，所述老化状态参数包括油样粘度η、油样密度D、油样糠醛含量M、油样电阻率ρ中的一种或多种的组合，其特征在于，所述老化状态参数是对含溶解气的变压器油样品直接进行核磁共振波谱分析后检测得到，具体的：所述油样粘度η是通过以下式(1)或式(2)获得，$\eta =\frac{C_1{T}_k}{{298T}_1}---\left(1\right)$$\eta =\frac{C_1{T}_k}{{298T}_2}---\left(2\right)$其中，C₁为粘度常数，T_k为绝对温度，T₁和T₂分别表示变压器油样品的纵向弛豫时间和横向弛豫时间；所述纵向弛豫时间T₁是基于核磁共振条件的反转恢复法检测得到，所述横向弛豫时间T₂是基于核磁共振条件的CPMG方法检测得到；所述油样密度D是利用二维异核J‑分解谱核磁共振分析方法测量变压器油样品在不同使用时期的各个CH_n官能团的含量，再根据各个CH_n官能团含量与油样密度D之间的关系模型测算得到；所述油样糠醛含量M是利用二维异核J‑分解谱核磁共振分析方法测量变压器油样品在不同使用时期的各个CH_n官能团的含量，再根据各个CH_n官能团含量与油样糠醛含量M之间的关系模型测算得到；所述油样电阻率ρ是利用二维异核J‑分解谱核磁共振分析方法测量变压器油样品在不同使用时期的各个CH_n官能团的含量，再根据各个CH_n官能团含量与油样电阻率ρ之间的关系模型测算得到；CH_n官能团中的n＝0，1，2，3；所述二维异核J‑分解谱核磁共振分析方法是利用二维异核J‑分解谱分析油样中各个CH_n官能团的含量，具体包括以下步骤：(1)样品预处理：对待测的变压器油样品进行预处理，使变压器油样品溶于有机溶剂，再加入内标物形成有机溶液；(2)设置二维异核J‑分解谱实验：采集常规的一维¹H谱和反门控去耦¹³C谱，设定二维异核J‑分解谱实验F₁维和F₂维的谱宽，采集的数据矩阵的大小F₂×F₁不低于8000×64，累加次数不低于16，弛豫延时大于3s；(3)样品的核磁共振实验：对待测的变压器油样品进行二维异核J‑分解谱实验，所述二维异核J‑分解谱实验的脉冲序列设计满足以下条件：在脉冲序列的饱和期不加去耦脉冲，饱和期结束后施加¹³C 90°脉冲进入演化期，演化期中点同时施加中心同步的¹³C 180°和¹H180°脉冲，仅在脉冲序列的采样期间在¹H通道加组合脉冲去耦；(4)样品分析：根据所述样品的核磁共振实验采集得到变压器油样品的二维异核J‑分解谱，所述二维异核J‑分解谱的F₁维设为¹³C‑¹H的J耦合常数，所述二维异核J‑分解谱的F₂维设为¹³C的化学位移；根据所述二维异核J‑分解谱进行分析，其中不连接H的C‑官能团会在F₁＝0处附近形成单峰，连接一个H的CH‑官能团在F₁＝±1/2¹J_CH处附近产生双峰，连接两个H的CH₂‑官能团在F₁为－¹J_CH、0、¹J_CH处附近形成强度比为1∶2∶1的三重峰，连接三个H的CH₃‑官能团在F₁＝±3/2¹J_CH和F₁＝±1/2¹J_CH处附近形成强度比为1∶3∶3∶1的四重峰；对二维异核J‑分解谱中各CH_n官能团及内标物的谱峰进行体积积分，利用各CH_n官能团体积积分值与内标物的体积积分值进行对比，可定量地检测出待测的混合相油样品中各个CH_n官能团的含量。