10.14489/td.2023.06.pp.030-035

2023, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/td.2023.06.pp.030-035

Лютикова М. Н., Коробейников С. М., Ридель А. В.
КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА ТРАНСФОРМАТОРНОГО МАСЛА МЕТОДОМ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
(c. 30-35)

Аннотация. В маслонаполненном высоковольтном оборудовании (силовые трансформаторы, реакторы, трансформаторы тока и напряжения, выключатели и вводы) трансформаторное масло выполняет ряд важных функций (теплоотводящая, изолирующая, дугогасящая, защитная, информационно-диагностическая). При продолжительной эксплуатации в оборудовании масло подвергается окислению, что приводит к ухудшению его диэлектрических свойств. В целях замедления процесса окисления масла и продления ресурса жидкой изоляции в него добавляется антиокислительная присадка ионол (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол). Методом хромато-масс-спектрометрии установлено, что ионол в процессе своего расходования разлагается с образованием других соединений фенольного типа, которые также проявляют антиоксидантную активность. К тому же идентифицированные продукты деструкции ионола могут служить индикаторами состояния жидкой изоляции в целом. Однако метод хромато-масс-спектрометрии в силу определенных причин не применяется в электросетевых лабораториях. Поэтому предложена методика определения продуктов разложения ионола при их совместном присутствии в эксплуатационном масле, основанная на методе газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектором. Реализация данной методики не требует существенных вложений. Кроме того, установлены новые граничные значения ионола, которые следует учитывать при планировании добавления ионола в эксплуатационное масло для предотвращения резкого ухудшения его изоляционных свойств.

Ключевые слова: трансформаторное масло, ингибитор окисления, антиокислительная присадка, ионол (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол), газожидкостная хроматография с пламенно-ионизационным детектором, кислотное число, тангенс угла диэлектрических потерь.

Lyutikova M. N., Korobeynikov S. M., Ridel A. V.
QUALITY CONTROL OF TRANSFORMER OIL BY GAS-LIQUID CHROMATOGRAPHY
(pp. 30-35)

Abstract. In oil-filled high-voltage equipment (power transformers, reactors, current and voltage transformers, switches and bushings), transformer oil performs a number of important functions (heat-removing, insulating, arcing, protective, information and diagnostic). With prolonged use in equipment, the oil undergoes oxidation, which leads to a deterioration in its dielectric properties. In order to slow down the process of oil oxidation and extend the life of liquid insulation, an antioxidant additive ionol (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol) is added to it. Using the method of chromato-mass spectrometry, it was found that ionol decomposes during its consumption with the formation of other phenolic-type compounds, which also exhibit antioxidant activity. In addition, the identified degradation products of ionol can serve as indicators of the state of the liquid insulation as a whole. However, the method of chromatomass spectrometry, for certain reasons, is not used in power grid laboratories. Therefore, in this paper, we propose a method for determining the decomposition products of ionol in their joint presence in operating oil, based on the method of gasliquid chromatography with a flame ionization detector. The implementation of this technique does not require significant investments. In addition, new boundary values of ionol have been established, which should be taken into account when planning the addition of ionol to operating oil in order to prevent a sharp deterioration in its insulating properties.

Keywords: transformer oil, oxidation inhibitor, antioxidant additive, ionol (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol), gasliquid chromatography with flame ionization detector, acid number, dielectric loss tangent.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

М. Н. Лютикова, С. М. Коробейников, А. В. Ридель (ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет», Новосибирск, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

M. N. Lyutikova, S. M. Korobeynikov, A. V. Ridel (Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. , Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Рогинский В. А. Фенольные антиоксиданты. Реакционная способность и эффективность. М.: Наука, 1988. 247 с. ISBN 5-02-001416-8.
2. СТО 34.01-23.1-001–2017. Объем и нормы испытания электрооборудования / ПО «Россеть» (введен Распоряжением ПАО «Россети» от 29.05.2017 № 280р). М., 2017. 262 с.
3. Липштейн P. A. О механизме действия ингибиторов окисления // Присадки к маслам. Труды Второго всесоюзного научно-технического совещания. М.: Химия,1968. С. 169 – 177.
4. Лютикова М. Н. Выяснение причины стабильности электрофизических показателей трансформаторного масла из баков измерительных трансформаторов тока // Промышленная энергетика. 2020. № 11. С. 2 – 9.
5. Liu Y., Wang N., Huang G., et al. Research Progress for Determination of the Antioxidant Content in Transformer Oil // IEEE Trans. Dielec. and Elec. Insul. 2014. V. 543 – 547. P. 1157 – 1160. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.543-547.1157
6. Zhou Z., Wu J., Liu K., et al. Electrochemical Behavior of the Antioxidant 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol in an Electrolyte Containing Transformer Oils // IEEE Trans. Dielec. and Elec. Insul. 2017. V. 46, No. 3. P. 323 – 326. DOI: 10.1246/cl.161003
7. ASTM Standard D 4768–96. Standard Test Method for Analysis of 2,6-Ditertiary-Butyl Para-Cresol and 2,6-Ditertiary-Butyl Phenol in Insulating Liquids by Gas Chromatography / ASTM International, 1996. 3 p.
8. Методика количественного хроматографического анализа. Определение содержания фурановых производных и присадки ионола в трансформаторных маслах методом газожидкостной хроматографии № МКХА 01-99. Часть 2. Определение содержания ионола в трансформаторных маслах. М.: Электрум, 2010. 9 с.
9. ГОСТ Р МЭК 60666–2013. Масла изоляционные нефтяные. Обнаружение и определение установленных присадок. М.: Стандартинформ, 2014. 28 с.
10. Козлов В. К., Валиуллина Д. М., Муратаева Г. А. Определение антиокислительной присадки ионол в трансформаторном масле спектральным методом // Энергетика Татарстана. 2010. № 2. С. 55 – 58.
11. Georgieva A., Karamancheva I., Topalova L. Evaluation of antioxidation activity of ionol and piperidone towards transformer oil using FT-IR spectroscopy // J. of Molecular Structure. 2006. V. 797, No. 1 – 3. P. 25 – 33. DOI: 10.1016/j.molstruc.2006.03.026
12. Гафиятуллин Л. Г., Туранова О. А., Козлов В. К., Туранов А. Н. УФ-спектроскопия трансформаторного масла марки ГК // Оптика и спектроскопия. 2010. Т. 109, № 1. С. 102 – 105. ISSN 0030-4034.
13. Lyutikova M. N., Nekhoroshev S. V., Kuklina V. M., Kulkov M. G. Identification of impurities of unknown composition in insulating oil by chromatomass spectrometry // Power Technology and Engineering. 2020. V. 54, No. 4. P. 594 – 599.
14. Дворкин В. И. Метрология и обеспечение качества химического анализа. М.: Техносфера, 2019. 318 с.
15. Львов М. Ю. Коллоиднодисперсные процессы в высоковольтных герметичных вводах трансформаторов // Электрические станции. 2000. № 4. С. 49 – 52.

Eng

1. Roginskiy V. A. (1988). Phenolic antioxidants. Reactivity and efficacy. Moscow: Nauka. [in Russian language] ISBN 5-02-001416-8.
2. Scope and standards for testing of electrical equipment. (2017). Standard of organization No. STO 34.01-23.1-001–2017. Moscow. [in Russian language]
3. Lipshteyn P. A. (1968). About the mechanism of action of oxidation inhibitors. Oil additives. Proceedings of the Second All-Union Scientific and Technical Meeting, pp. 169 – 177. Moscow: Himiya. [in Russian language]
4. Lyutikova M. N. (2020). Finding out the cause of the stability of the electro-physical parameters of transformer oil from the tanks of current measuring transformers. Promyshlennaya energetika, (11), pp. 2 – 9. [in Russian language]
5. Liu Y., Wang N., Huang G. et al. (2014). Research Progress for Determination of the Antioxidant Content in Transformer Oil. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 543 – 547, pp. 1157 – 1160. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.543-547.1157
6. Zhou Z., Wu J., Liu K. et al. (2017). Electrochemical Behavior of the Antioxidant 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol in an Electrolyte Containing Transformer Oils. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 46 (3), pp. 323 – 326. DOI: 10.1246/cl.161003
7. Standard Test Method for Analysis of 2,6-Diter-tiary-Butyl Para-Cresol and 2,6-Ditertiary-Butyl Phenol in Insulating Liquids by Gas Chromatography. (1996). ASTM International Standard No. ASTM D 4768–96.
8. Methods of quantitative chromatographic analysis. (2010). Determination of content of furan derivatives and ionol additive in transformer oils by gasliquid chromatography № МКХА 01-99. Part 2. Determination of ionol content in transformer oils. Moscow: Elektrum. [in Russian language]
9. Petroleum insulating oils. Detection and determination of established additives. (2014). National Standard of Russian Federation GOST R MEK 60666–2013. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
10. Kozlov V. K., Valiullina D. M., Murataeva G. A. (2020). Determination of the antioxidant additive ionol in transformer oil by spectral method. Energetika Tatarstana, (2), pp. 55 – 58. [in Russian language]
11. Georgieva A., Karamancheva I., Topalova L. (2006). Evaluation of antioxidation activity of ionol and piperidone towards transformer oil using FT-IR spectroscopy. Journal of Molecular Structure, Vol. 797 (1 – 3), pp. 25 – 33. DOI: 10.1016/j.molstruc.2006.03.026
12. Gafiyatullin L. G., Turanova O. A., Kozlov V. K., Turanov A. N. (2010). UV-spectroscopy of GC transformer oil. Optika i spektroskopiya, Vol. 109 (1), pp. 102 – 105. [in Russian language] ISSN 0030-4034.
13. Lyutikova M. N., Nekhoroshev S. V., Kuklina V. M., Kulkov M. G. (2020). Identification of impurities of unknown composition in insulating oil by chromatomass spectrometry. Power Technology and Engineering, Vol. 54 (4), pp. 594 – 599.
14. Dvorkin V. I. (2019). Metrology and quality assurance of chemical analysis. Moscow: Tekhnosfera. [in Russian language]
15. L'vov M. Yu. (2000). Colloid-dispersed processes in high-voltage sealed transformer bushings. Elektricheskie stantsii, (4), pp. 49 – 52. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/td.2023.06.pp.030-035

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/td.2023.06.pp.030-035

and fill out the form