运行变压器故障特征气体（N2、O2、CO2、CO、H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2）含量是反映油浸式电力变压器故障及老化状态的重要特征量,持续开展多组分特征气体高灵敏度、高精度检测的先进方法研究对保障油浸式电力变压器安全可靠运行具有重要意义。作为光谱气体检测技术,拉曼光谱法利用单波长激光即可实现多组分气体的同时检测,具有选择性高、不易老化、气体组分间无交叉干扰、不消耗样品等优点。然而,气体拉曼检测灵敏度低、准确度亟待提高等问题制约了拉曼光谱法在气体检测中的应用。论文开展变压器故障多组分特征气体V型腔增强拉曼光谱检测研究,计算了V型谐振腔的最优参数;搭建了V型腔增强拉曼光谱变压器故障多组分特征气体检测平台;研究了变压器主要故障特征气体的拉曼谱峰特性;建立了结合光谱内标的多因素校正拉曼光谱气体定量分析方法。主要工作有:（1）提出了V型腔增强拉曼光谱变压器故障多组分特征气体检测方法。理论计算并获得了V型谐振腔的光学稳定条件与腔内激光谐振条件;建立了谐振腔输出拉曼光强度的数学模型,计算得出了V型谐振腔内激光功率有效增强的最优参数（腔长、镜片曲率半径、镜片反射率等）;建立了V型谐振腔光反馈频率锁定方法,得到了反馈光的反馈相位对腔内激光强度的影响规律:当反馈相位处于最优值时,谐振腔激光透射曲线呈左右对称状态,腔内激光功率最大;获得了光反馈效率对拉曼光谱分辨率的影响规律。（2）基于V型腔增强拉曼光谱的理论计算,搭建了V型腔增强拉曼光谱变压器故障多组分特征气体检测平台,实现了腔内激光2200倍的增强。研究N2、O2、CO2、CO、H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等气体的检测特性,获取了各气体的拉曼光谱图,确定了各气体的特征拉曼峰波数分别为2327、1554、1388、2142、588、2917、2955、1344、1972(单位cm-1);在1 atm腔内压强、200 s积分时间下,各气体的检测下限分别为:3.9、2.8、0.76、2.0、0.79、0.25、0.32、0.35、0.27（单位μL/L）,实现了变压器多组分故障特征气体的拉曼光谱高灵敏度检测。（3）研究了N2、O2、CO2、CO、H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2气体及内标气体（SF6）特征拉曼峰的气体分压特性、激光功率特性与温度特性。各气体特征拉曼谱峰的强度（峰高、峰面积）均随气体分压、激光功率线性变化,且线性度极高;各气体特征拉曼峰的峰强与频移均随温度升高而近似线性降低。通过对混合气体的特性研究可以得出,气体组分的变化并不影响各单一气体的分压特性、激光功率特性、温度特性。（4）提出了结合光谱内标的多因素校正拉曼光谱气体定量分析方法。研究了腔增强拉曼光谱气体检测特性（检测下限、准确度、重复性等）;建立了气体拉曼光谱定量分析模型,结合光谱内标,有效校正了腔内激光功率波动、温度变化、探测器性能波动、光路变动等因素对多组分气体定量检测的影响,提高了气体拉曼光谱的定量准确度。9种气体的定量准确度高于95%,实现了变压器主要故障特征气体的高准确度定量检测。论文研究为运行变压器故障特征气体拉曼光谱在线监测奠定了基础。同时,提出的V型腔增强拉曼光谱气体检测方法同样适用于其他微量气体的检测,拓展了拉曼光谱在微量气体检测领域的应用。