电力变压器作为系统中的核心设备之一，其稳定性、可靠性对电力系统安全运行起到至关重要的作用。如何有效的对变压器绝缘状态进行监测，避免重大安全事故发生，是目前变压器运维工作中急需解决的一个迫切问题。油中溶解气体（DGA）在线监测技术具有反应灵敏、诊断判据成熟等优点，其作为变压器等充油电气设备绝缘诊断并保证其安全运行的重要手段，在工程中获得广泛应用，且90%以上采用传统气相色谱（亦简称“油色谱”）技术原理。但气相色谱作为一种精密分析化学仪器，用于在线连续监测时受其装置各组部件可靠性、消耗性材料及运行环境苛刻等限制，一直存在着设备可靠性低、运行稳定性差、测试数据不准确以及系统维护频繁和全生命周期成本高的问题。而光声光谱气体检测技术作为一种光学检测技术，自身不需要消耗载气，且在选择性、动态检测范围、检测周期等方面显示了明显的优势。针对传统在线油色谱存在的问题及光声光谱技术的优势，成果申报单位依托南方电网公司科技项目“变压器油中溶解气体光声光谱检测装置（项目编号：ZBKJXM20190091）”，结合电力变压器绝缘状态监测需求，突破光声光谱分析、微弱信号提取与识别等关键技术，研发了具有自主知识产权、运行稳定可靠的激光光声光谱油中气体在线监测装置。 激光光声光谱油中气体在线监测系统采用基于光声效应的光声光谱法，利用光在气体中的吸收量来表征气体浓度，实现理论上无背景噪声的气体浓度间接测量，且系统自身无需载气，在选择性、动态检测范围、检测周期等方面显示了明显的优势。其主要特点如下： 1）系统采用分布反馈式半导体激光器作为光源，激光功率高，且谱线宽度窄（15fm），选择性好，灵敏度高（检测准确度达到A级），动态范围大等特点； 2）系统无机械运动式的斩光、滤光机构，运行可靠稳定，生命周期长； 3）使用恒温谐振式光声池，具备高密封性、高品质因子、高稳定性，且声屏蔽良好等特点，可满足变压器油中溶解气体低浓度组分检测的要求； 4）针对不同的噪声来源，采用高精度、低噪声电子元件及信号去噪处理方法，保障了检测结果的准确性； 5）自主研发稳定、高效的隔离式全电动真空脱气模块，脱气模块具备对特征组分气体进行浓缩功能； 6）系统配置具有IEC 61850通信协议的工作子站，可兼容不同在线监测系统数据通信要求及就地化巡检诊断要求。 项目研发的激光光声光谱油中气体在线监测装置通过了型式试验，并在湖北电力恩施供电公司、广东电网公司茂名供电局、广西电网公司北海供电局、湖北电力宜昌供电公司挂网试运行。最长运行时间1年9个月，试运行至今，设备情况良好，测试数据准确，重复性好，对比传统油色谱，技术先进、无需耗材、免维护，大大减少了人力、物资的后续投入，提升了主变的运行可靠性，降低了一线人员的运维压力。 本项目研发的激光光声光谱油中气体在线监测装置有效决绝了传统油色谱监测装置存在着设备可靠性低、运行稳定性差、测试数据不准确以及系统维护频繁和全生命周期成本高的问题，推动了变电设备在线监测技术革新。2020年12月，由中电联组织的新产品鉴定委员会认为，项目单位研制的激光光声光谱油中气体在线监测装置综合技术性能达到国际先进水平，其中光声池技术和测量精度达到国际领先水平。