AnalitikaAnalitikaАналитика2227-572X2687-1351Technosphera JSC62683510.22184/2227-572X.2023.13.1.42.47Аналитика веществ и материаловResearch ArticleFeatures of determining the water content in transformer oil by gas chromatographyОсобенности определения содержания воды в трансформаторном масле методом газовой хроматографииLyutikovaM. N.ЛютиковаМ. Н.
Russian Federation

к. х. н.

m.lyutikova@mail.ruФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет»1501202313142471302202413022024Copyright ©; 2023, Лютикова М.Н.Copyright ©; 2023, Лютикова М.Н.2023Лютикова М.Н.Лютикова М.Н.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/https://journals.eco-vector.com/2227-572X/article/view/626835

Currently, of all the known methods for determining the water content in insulating liquids, only two allow measuring its total mass concentration. They are based on coulometric titration and gas chromatography. During the operation of high-voltage equipment, the complex chemical compositionof the oil changes greatly. Compounds are formed in it that interfere with the determination of the target component – water. Therefore, when analyzing old oxidized oils, it is ofgreat importance to select the optimal conditions for carryingout technological operations, which allow obtaining themost reliable result. The results of quantitative determinationof water from operational (oxidized) oil under differentchromatography modes are presented. The data of chromatographicanalysis are compared with the results of water analysis by the Karl-Fischermethod. The closest values of water concentration were obtained at an evaporator temperature regime of at least 320 °C, which differs from the conditions specified in the standard procedure

Содержание воды в трансформаторном масле – один из важных показателей, характеризующих состояние внутренней изоляции в высоковольтных трансформаторах. Вода в изоляционной системе присутствует в нескольких формах (связанная, растворенная, эмульсионная, слоевая). В настоящий момент из всех известных методов определения содержания воды в изоляционных жидкостях лишь два позволяют измерять ее общую массовую концентрацию. Они основаны на кулонометрическом титровании и газовой хроматографии. В процессе работы высоковольтного оборудования непростой химический состав масла сильно изменяется. В нем образуются соединения, мешающие определению целевого компонента – воды. Поэтому при анализе старых окисленных масел большое значение имеет подбор оптимальных условий проведения технологических операций, позволяющих получать максимально достоверный результат. Приведены результаты количественного определения воды из эксплуатационного (окисленного) масла при разных режимах хроматографирования. Сопоставлены данные хроматографического анализа с результатами анализа воды по методу Карла Фишера. Наиболее близкие значения концентрации воды получены при температурном режиме испарителя не ниже 320 °C, что отличается от условий, указанных в стандартной методике.

insulating oilmass concentration of watergas chromatographyKarl Fischer methodизоляционное масломассовая концентрация водыгазовая хроматографияметод Карла ФишераКолушев Д. Н., Широков А. В., Ротберт И. Л., Козлов В. К. Контроль влагосодержания изоляции силовых трансформаторов. URL: http://os.x-pdf.ru/20fizika/19434–1-izvestno-chto-processe-ekspluatacii-moschnih-transformatorov-proish.php.Kolushev D. N., Shirokov A. V., Rotbert I. L., Kozlov V. K. Kontrol’ vlagosoderzhaniya izolyacii silovyh transformatorov. URL: http://os.x-pdf.ru/20fizika/19434–1-izvestno-chto-processe-ekspluatacii-moschnih-transformatorov-proish.php.Arakelian V. G., Fofana I. Water in oil-filled high-voltage equipment. Part I. States, solubility end equilibrium in insulating materials. IEEE Electrical Insulation Magazine. 2007;23(4):31–43.Arakelian V. G., Fofana I. Water in oil-filled high-voltage equipment. Part II. Water content as physico-chemical diagnosis tool of insulation condition. IEEE Electrical Insulation Magazine. 2007;23(5):15–243.Pankaj Shukla, Sood Y. R., Jarial R. K. Experimental Evaluation of Water Content In Transformer oil. International Journal of Innovative research in Science. Engineering and Technology. 2014;2(2):284–291.Abbasi R. Insulation materials of transformer using chemical mechanism of moisture absorption. International Journal of Engineering Works. 2014;1:15–16.CTO 34.01-23.1-001-2017. Объемы и нормы испытаний электрооборудования. М.: ПАО «Россети», 2017. 262 с.STO 34.01-23.1-001-2017. Volumes and norms of testing electrical equipment.. M.: PJSC Rosseti Publ., 2017. 262 p.ГОСТ Р 54331-2011. Неиспользованные нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей. М.: Стандартинформ, 2011. 20 с.GOST R 54331-2011. Unused petroleum insulating oils for transformers and switches. M.: Standartinform Publ., 2011. 20 p.Коробейников С. М., Лютикова М. Н. Методы контроля влагосодержания жидких диэлектриков. Состояние и проблемы. ИВУЗ. Проблемы энергетики. 2017; 9–10:32–49.Korobeynikov S. M., Lyutikova M. N. Methods for monitoring the moisture content of liquid dielectrics. condition and problems. IVUZ. Problemy energetiki IVEZ = Problems of energy. 2017. No. 9–10. PP. 32–49.Руководство по эксплуатации влагомера трансформаторного масла ВТМ-МК 5К2.844.136 РЭ, 2007. 29 с.Operation manual for transformer oil moisture meter VTM-MK 5K2.844.136 RE. 2007. 29 p.Захарич М. П., Зайцев И. И., Комар В. П., Никанович Ф. Н., Рыжков М. П., Скорняков И. В. Анализ трансформаторного масла с использованием ИК анализаторов. Журнал прикладной спектроскопии. 2001. T. 68. № 1. С. 47–50.Zakharich M. P., Zaytsev I. I., Komar V. P., Nikanovich F. N., Ryzhkov M. P., Skornyakov I. V. Dielectric oil analysis with use of IR spectrometer. Journal of Applied Spectroscopy (JAS). 2001; 68(1): 47–50.Volkov M., Turanova O., Turanov A. Determination of moisture content of insulating oil by NMR method with selective pulses. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2018;25(5):1989–1991.Суханов А. А., Гнездилов О. И., Туранова О. А., Валиуллина Д. М., Козлов В. К., Туранов А. Н. ЭПР- и ЯМР-спектроскопия трансформаторного масла. Химия и технология топлив и масел. 2013; 3: 47–52.Sukhanov А. А., Gnezdilov О. I., Turanova O. A., Valiullina D. M., Kozlov V. K., Turanov A. N. EPR- and NMR spectroscopy of dielectric oil. Chemistry and technology of fuels and oils. 2013; 3: 47–52.Козлов В. К., Гарифуллин М. Ш., Туранов А. Н. Люминесценция трансформаторного масла марки ГК. Химия и технология топлив и масел. 2012; 6:54–56.Kozlov V. K., Garifullin M.Sh., Turanov A. N. Luminescence of transformer oil grade GK. Chemistry and technology of fuels and oils. 2012; 6:54–56.ГОСТ Р МЭК 60814-2013. Жидкости изоляционные. Бумага и прессованный картон, пропитанные маслом. Определение содержания воды автоматическим кулонометрическим титрованием по Карлу Фишеру. М.: Стандартинформ, 2014. 20 с.GOST R IEC 60814-2013. Insulating liquids. Paper and pressed cardboard impregnated with oil. Determination of water content by automatic coulometric Karl Fischer titration. M.: Standartinform Publ., 2014. 20 p.РД 34.43.107-95. Методические указания по определению содержания воды и воздуха в трансформаторном масле. М.: АО ВНИИЭ, 1996. 42 с. RD 34.43.107–95.RD 34.43.107-95. Guidelines for determining the content of water and air in transformer oil. М.: AO VNIIE, 1996. 42 p.Липштейн Н. А., Шахнович М. И. Трансформаторное масло. М.: Энергоатомиздат, 1983. 296 с.Lipshtein R. A., Shakhnovich M. I. Transformer oil. Moscow. Energoatomizdat Publ., 1983. 296 p.Ризванова Г. И., Гафиятуллин Л. Г., Гарифуллин М. Ш., Козлов В. К., Туранов А. Н. Особенности старения трансформаторного масла в реальных условиях эксплуатации. ИВУЗ. Проблемы энергетики. 2015. № 9 (10). С. 91–94.Rizvanova G. I., Gafiyatullin L. G., Garifullin M.Sh., Kozlov V. K., Turanov A. N. Features of transformer oil aging in real operating conditions. IVUZ. Problemy energetiki IVEZ = Problems of energy. 2015; 9 (10): 91–94.Головань Г. Д., Жиляев Е. Б., Панченко А. И., Кривенькая В. С. Растворимость воды в трансформаторных маслах различного углеводородного состава. Химия и технология топлив и масел. 1984;8:18–20.Golovan G. D., Zhilyaev T. B., Panchenko A. I., Krivenkaya V. S. Water solubility in transformer oils of various hydrocarbon compositions. Khimiya i tekhnologiya topliv i masel = Chemistry and technology of fuels and oils. 1984; 8:18–20.