Investigation of Gas Formation in>Dielectric Liquids

M. N. Lyutikova; Лютикова М. Н.; A. V. Ridel; Ридель А. В.; S. I. Sotnikov; Сотников С. И.

doi:10.22184/2227-572X.2023.13.3.198.204

Исследование образования газов в диэлектрических жидкостях

Авторы: Лютикова М.Н.¹, Ридель А.В.¹, Сотников С.И.²
Учреждения:
1. Новосибирский государственный технический университет
2. Филиал ПАО «Россети» – Ямало-Ненецкое ПМЭС
Выпуск: Том 13, № 3 (2023)
Страницы: 198-204
Раздел: Аналитика веществ и материалов
URL: https://journals.eco-vector.com/2227-572X/article/view/629364
DOI: https://doi.org/10.22184/2227-572X.2023.13.3.198.204
ID: 629364

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

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.

Ключевые слова

изоляционное минеральное масло, сложноэфирная диэлектрическая жидкость, эфиромасляные смеси, газовая хроматография, образование горючих газов, сумма углеводородных газов

Полный текст

Об авторах

М. Н. Лютикова

Новосибирский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: m.lyutikova@mail.ru

к. х. н.

Россия, Новосибирск

А. В. Ридель

Новосибирский государственный технический университет

Email: m.lyutikova@mail.ru

к. т. н.

Россия, Новосибирск

С. И. Сотников

Филиал ПАО «Россети» – Ямало-Ненецкое ПМЭС

Email: m.lyutikova@mail.ru
Россия, Ноябрьск

Список литературы

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
IEEE Standard C57.104-2008 IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers, 2009. 36 p.
Chen W., Peng S., Li J. Canonical correlation between partial discharges and gas formation in transformer oil paper insulation. Energies. 2012. 5:1081–1097.
Rozga P., Beroual A., Przybylek P., Jaroszewski M., Strzelecki K. A Review on Synthetic Ester Liquids for Transformer Applications. Energies. 2020. 13. Article 6429.
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.
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.
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.
CIRGE Brochure 436. Experiences in Service with New Insulating Liquids. Working Group A2.35. 2010. 95 p.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.