220kV及以上电压等级变压器的高中压侧套管升高座高出变压器本体1.5m以上，套管升高座处的绝缘油难以迅速参与本体油循环，变压器内部甚至存在“死油区”当变压器发生故障后，特征组分气体扩散缓慢，常出现检测滞后的现象，近十年120起故障中油光谱装置未提前发现67起、占比56%，装置经常出现检测滞后甚至无法检测的现象、致使故障不能及时排除、一旦涉及主绝缘，缺陷异常发展迅速，极易造成设备严重损坏。近期国家电网公司下发多项文件提出油光谱装置运维、质量管理工作要求，如何进一步提升其装置性能，最大程度有效发挥油色（光）谱早期预警作用，是目前面临的研究难题。 该成果采用分子动力学模拟的方法，研究绝缘油分解产生的七种特征气体产物之间的相互作用，气体在绝缘油中的扩散能力、与油分子间的结合作用，通过计算获得各种特征气体在绝缘油中的扩散系数；并通过数值拟合获得特征气体扩散系数与温度的函数关系；采用分子模拟获得的扩散系数，结合菲克第二定律，提出考虑油流速的特征气体在绝缘油中扩散的数学模型。 综合考虑理论模拟和仿真模型的研究结果，得出变压器内不同位置缺陷发生后产生的特征气体在不同温度梯度、油道结构和油流速度等情况下传递到在线监测装置取样口的最短时间和气体浓度平衡时间，给出最优的取油布点位置建议，并进一步优化在线监测装置的安装位置和进出油阀门的位置。通过全方位快速精准监测和状态判断实现变压器内部缺陷高发的部位以及可能诱发变压器重大火灾隐患的缺陷部位的在线监测全覆盖。多点位油光谱在线检测系统的核心部件是光谱采集设备，光谱仪负责将样品反射或透射的光谱信息转换为电信号，而检测器则用于接收和转换这些信号，并将其转化为数字信号，以供后续的数据处理和分析。以实现对变压器运行状态的实时监测的技术手段。多点位监测系统的关键组成部分之一是监程中的关键环节和风险区域，以确保监测系统能够全面覆盖并有效监测油品的质量。监测点位的布置需要充分考虑绝缘油的流动路径、管道布局、储存设施以及可能存在的污染源等因素，以最大限度地提高监测系统的监测效率和准确性。