<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Analitika</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Analitika</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Аналитика</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2227-572X</issn><issn publication-format="electronic">2687-1351</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Technosphera JSC</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">629364</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.22184/2227-572X.2023.13.3.198.204</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading"><subject>Аналитика веществ и материалов</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Investigation of Gas Formation in&gt;Dielectric Liquids</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Исследование образования газов в диэлектрических жидкостях</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Lyutikova</surname><given-names>M. N.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Лютикова</surname><given-names>М. Н.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="ru"><p>к. х. н.</p></bio><email>m.lyutikova@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Ridel</surname><given-names>A. V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Ридель</surname><given-names>А. В.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="ru"><p>к. т. н.</p></bio><email>m.lyutikova@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Sotnikov</surname><given-names>S. I.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Сотников</surname><given-names>С. И.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>m.lyutikova@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en"></institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Новосибирский государственный технический университет</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en"></institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Филиал ПАО «Россети» – Ямало-Ненецкое ПМЭС</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2023-07-24" publication-format="electronic"><day>24</day><month>07</month><year>2023</year></pub-date><volume>13</volume><issue>3</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>198</fpage><lpage>204</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2024-03-23"><day>23</day><month>03</month><year>2024</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2024-03-23"><day>23</day><month>03</month><year>2024</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2024, Lyutikova M.N., Ridel A.V., Sotnikov S.I.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2024, Лютикова М.Н., Ридель А.В., Сотников С.И.</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Lyutikova M.N., Ridel A.V., Sotnikov S.I.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Лютикова М.Н., Ридель А.В., Сотников С.И.</copyright-holder></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.eco-vector.com/2227-572X/article/view/629364">https://journals.eco-vector.com/2227-572X/article/view/629364</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>Monitoring the formation of gases in liquid dielectrics during their operation in high-voltage transformers is of great practical importance in diagnosing the condition of the internal insulation of oil-filled equipment. The composition of the gas mixture and the dynamics of the growth of concentrations of certain gases can provide valuable information about the appearance and possible nature of a defect inside the equipment. The available methods for determining gases are designed to monitor the condition of electrical equipment filled with petroleum-based transformer oil. Meanwhile, the global power industry is gradually moving to alternative fluids such as natural and synthetic esters, as well as mixtures of these esters with transformer oil. Ester dielectric fluids are highly biodegradable, fire retardant, highly water soluble without compromising electrical insulating properties, and are environmentally friendly and renewable. Accordingly, their use in high-voltage equipment requires the development of control methods. The paper presents the results of a study of the formation of gases under the influence of discharge processes in a synthetic ester liquid, as well as mixtures of transformer oil with an ether content of 5% to 30% by volume. The determination of gases dissolved in liquids was carried out on a gas chromatograph according to a new method.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Контроль образования газов в жидких диэлектриках в процессе их эксплуатации в высоковольтных трансформаторах имеет огромное практическое значение в диагностике состояния внутренней изоляции маслонаполненного оборудования. По составу газовой смеси и динамике роста концентраций определенных газов можно получить ценную информацию о появлении и возможном характере дефекта внутри оборудования. Имеющиеся методики определения газов предназначены для мониторинга состояния электрооборудования, наполненного трансформаторным маслом, изготовленным на основе нефти. Между тем мировая электроэнергетика постепенно переходит на такие альтернативные жидкости, как натуральные и синтетические сложные эфиры, а также смеси этих эфиров с трансформаторным маслом. Сложноэфирные диэлектрические жидкости обладают высокой биоразлагаемостью, огнестойкостью, повышенной растворимостью воды без снижения электроизоляционных свойств. Они безопасны для окружающей среды и относятся к возобновляемым ресурсам. Их применение в высоковольтном оборудовании требует разработки методик контроля. В работе приведены результаты исследования образования газов под влиянием электрических разрядов в синтетической сложноэфирной жидкости, а также смесях трансформаторного масла с содержанием эфира от 5% до 30% по объему.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>insulating mineral oil</kwd><kwd>ester dielectric liquid</kwd><kwd>essential oil mixtures</kwd><kwd>gas chromatography</kwd><kwd>formation of combustible gases</kwd><kwd>sum of hydrocarbon gases</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>изоляционное минеральное масло</kwd><kwd>сложноэфирная диэлектрическая жидкость</kwd><kwd>эфиромасляные смеси</kwd><kwd>газовая хроматография</kwd><kwd>образование горючих газов</kwd><kwd>сумма углеводородных газов</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 22-79-10198).</funding-statement></funding-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Korobeynikov S. M., Ovsyannikov A. G., Ridel A. V., Karpov D. I., Lyutikova M. N., Kuznetsova Yu.A., Yassinskiy V. B. Study of partial discharges in liquids. Journal of Electrostatics. 2020. 103: Article 103412.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Korobeynikov S. M., Ridel A. V., Karpov D. I., Meredova M. B., Ovsyannikov A. G. Partial discharges in free helium bubbles in transformer oil. ICHVE 2018–2018 IEEE International Conference on High Voltage Engineering and Application. 2019. Paper 8642061.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Korobeynikov S., Ridel A., Lyutikova M. Experimental studies of partial discharges in bubbles exposed to X-ray radiation. IEEE 22nd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials. EDM 2021. 2021:251–254.</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Son E. E., Tyuftyaev A. S., Gadzhiev M.Kh., Kulikov Y. M., Panov V. A., Akimov P. L. Electrical Breakdown Voltage of Transformer Oil with Gas Bubbles. High Temperature. 2014. 52(5):770–773.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Гаджиев М. Х., Тюфтяев А. С., Акимов П. Л., Саргсян М. А., Демиров Н. А. Исследование электрического пробоя двухфазной смеси трансформаторного масла с пузырьками газа. Прикладная Физика. 2016. 5:10–15. Gadzhiev M.Kh., Tyuftyaev A. S., Akimov P. L., Sargsyan M. A., Demirov N. A. Investigation of electrical breakdown of a two-phase mixture of transformer oil with gas bubbles. Applied Physics. 2016. 5:10–15.</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Korobeynikov S. M., Ridel A. V., Karpov D. I., Ovsyannikov A. G. Mechanism of partial discharges in free helium bubbles in transformer oil. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2019. 26(5):1605–1611.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Ридель А. В. Исследование электрофизических процессов в жидкой электрической изоляции с микровключениями: дисс. … канд. технич. наук: 05.14.12. Новосибирск, 2021. 136 с. Ridel A. V. Research of electrophysical processes in liquid electrical insulation with microinclusions: diss. … cand. tech. Sciences: 05.14.12. Novosibirsk, 2021. 136 p.</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Коробейников С. М., Ридель А. В. Сравнение коэффициентов газообразования при частичных разрядах в системе «острие–плоскость» в рапсовом и трансформаторном маслах. Прикладная физика. 2018. 6:25–28. Korobeinikov S. M., Ridel A. V. Comparison of gas generation coefficients for partial discharges in the “point-plane” system in rapeseed and transformer oils. Applied Physics. 2018. 6:25–28.</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>РД 153-34.0-46.302-00. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле. РАО «ЕЭС РОССИИ», М.: Технорматив, 2011. 30 с. RD 153-34.0-46.302-00. Guidelines for the diagnosis of developing defects in transformer equipment based on the results of chromatographic analysis of gases dissolved in oil. RAO UES of RUSSIA. Moscow. Tekhnormativ Publ., 2011. 30 p.</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>СТО 34.01-23-003-2019. Методические указания по техническому диагностированию развивающихся дефектов маслонаполненного высоковольтного электрооборудования по результатам анализа газов, растворенных в минеральном трансформаторном масле. ПАО «Россети». М., 2019. 63 с. STO 34.01-23-003-2019. Guidelines for the technical diagnosis of developing defects in oil-filled high-voltage electrical equipment based on the results of the analysis of gases dissolved in mineral transformer oil. PJSC Rosseti, Moscow, 2019. 63 p.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>IEEE Standard C57.104-2008 IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers, 2009. 36 p.</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Chen W., Peng S., Li J. Canonical correlation between partial discharges and gas formation in transformer oil paper insulation. Energies. 2012. 5:1081–1097.</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Rozga P., Beroual A., Przybylek P., Jaroszewski M., Strzelecki K. A Review on Synthetic Ester Liquids for Transformer Applications. Energies. 2020. 13. Article 6429.</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Loiselle L., Mohan Rao U., Fofana I. Gassing Tendency of Fresh and Aged Mineral Oil and Ester Fluids under Electrical and Thermal Fault Conditions. Energies. 2020. 13. Article 3472.</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>Przybylek P., Gielniak J. Concentration analysis of gases formed in mineral oil, natural ester and synthetic ester by discharges of high energy. Eksploatacja Niezawodnosc-Maintenance Rel. 2018. 20(3):435–442.</mixed-citation></ref><ref id="B16"><label>16.</label><mixed-citation>Патент РФ № RU2751460С1. Способ хроматографического анализа газов, растворенных в трансформаторном масле. Коробейников С. М., Лютикова М. Н., Ридель А. В. Заявка № 2020140031 от 07.12.2020. Опубликовано 14.07.2021 Бюл. № 20. RF patent No. RU2751460C1. Method for chromatographic analysis of gases dissolved in transformer oil. Korobeinikov S. M., Lyutikova M. N., Ridel A. V. Application No. 2020140031 dated 12.07.2020. Posted on 14.07.2021 Bull. No. 20.</mixed-citation></ref><ref id="B17"><label>17.</label><mixed-citation>CIRGE Brochure 436. Experiences in Service with New Insulating Liquids. Working Group A2.35. 2010. 95 p.</mixed-citation></ref><ref id="B18"><label>18.</label><mixed-citation>MIDEL 7131. Синтетическая диэлектрическая трансформаторная жидкость. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.midel.com/ app/uploads/2018/05/MIDEL-7131-Product-Brochure.pdf (Дата обращения: 14.02.2023). MIDEL 7131. Synthetic dielectric transformer liquid.</mixed-citation></ref><ref id="B19"><label>19.</label><mixed-citation>Lyutikova M., Korobeinikov S., Konovalov A. Evaluation of the Properties of Mixture of Aromatic Mineral Oil and Synthetic Ester for High-Voltage Equipment. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2021. 28(4):1282–1290.</mixed-citation></ref><ref id="B20"><label>20.</label><mixed-citation>Lyutikova M., Konovalov A., Korobeynikov S. Changing of the insulating characteristics of mixtures (mineral oil and synthetic ester) during prolonged exposure of elevated temperature. 49th session CIGRE. 2022. Paper D1–10607.</mixed-citation></ref><ref id="B21"><label>21.</label><mixed-citation>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. Moscow. Standartinform Publ., 2014. 20 p.</mixed-citation></ref><ref id="B22"><label>22.</label><mixed-citation>ГОСТ 17216-2001. Чистота промышленная. Классы чистоты жидкостей. М.: Стандартинформ, 2008. 11 с. GOST 17216-2001. Industrial cleanliness. Liquid purity classes. Moscow. Standartinform Publ., 2008. 11 p.</mixed-citation></ref><ref id="B23"><label>23.</label><mixed-citation>РД 34.46.303-98. Методические указания по подготовке и проведению хроматографического анализа газов, растворенных в масле силовых трансформаторов. М.: РАО «ЕЭС России», 1998. 31 с. RD 34.46.303-98. Guidelines for the preparation and conduct of chromatographic analysis of gases dissolved in oil of power transformers. Moscow. RAO UES of Russia, 1998. 31 p.</mixed-citation></ref><ref id="B24"><label>24.</label><mixed-citation>ГОСТ Р МЭК 60156-2013. Жидкости изоляционные. Определение напряжения пробоя на промышленной частоте. М.: Стандартинформ, 2014. 12 с. GOST R IEC 60156-2013. Insulating liquids. Determination of breakdown voltage at industrial frequency. Moscow. Standartinform Publ., 2014. 12 p.</mixed-citation></ref><ref id="B25"><label>25.</label><mixed-citation>Тонконогов Б. П., Попова К. А., Хурумова А. Ф. Перспективы применения сложных эфиров отечественного производства в качестве основ масел для авиационной техники. Труды РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина. 2015. 1(278):109–120. Tonkonogov B. P., Popova K. A., Khurumova A. F. Prospects for the use of domestically produced esters as the bases of oils for aviation equipment. Proceedings of the Russian State University of Oil and Gas named I. M. Gubkin. 2015. 1(278):109–120.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
