omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2023-187-140-148UFXCJKomna-147Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬELECTRONICS, PHOTONICS, APPLIANCE AND COMMUNICATIONSО целесообразности контроля содержания фенольных соединений в трансформаторном маслеOn the feasibility of monitoring the content of phenolic compounds in transformer oilhttps://orcid.org/0000-0002-0824-9025ЛютиковаМ. Н.LyutikovaM. N.

ЛЮТИКОВА Марина Николаевна, кандидат химических наук, руководитель химической лаборатории

г. Ноябрьск

AuthorID (РИНЦ): 941492

ResearcherID: T-3409-2018

LYUTIKOVA Marina Nikolayevna, Candidate of Chemical Sciences, Head of Chemistry Laboratory

Noyabrsk

AuthorID (RSCI): 941492

ResearcherID: T-3409-2018

m.lyutikova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9175-2563НехорошевС. В.NekhoroshevS. V.

НЕХОРОШЕВ Сергей Викторович, доктор технических наук, главный научный сотрудник проблемной научно-исследовательской лаборатории

г. Ханты-Мансийск

AuthorID (РИНЦ): 644160

AuthorID (SCOPUS): 14627428800

ResearcherID: M-5180-2014

NEKHOROSHEV Sergey Viktorovich, Doctor of Technical Sciences, Chief Scientist at the Problematic Research Laboratory

Khanty-Mansiysk

AuthorID (RSCI): 644160

AuthorID (SCOPUS): 14627428800

ResearcherID: M-5180-2014

nekhoroshevs@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9163-7792МуратоваВ. М.MuratovaV. M.

МУРАТОВА Валерия Михайловна, преподаватель Высшей нефтяной школы

г. Ханты-Мансийск

AuthorID (РИНЦ): 1075702

MURATOVA Valeriya Mikhaylovna, Lecturer at a Higher Oil School

Khanty-Mansiysk

AuthorID (RSCI): 1075702

kuklinavm@gmail.comСеменюкП. Р.SemenyukP. R.

СЕМЕНЮК Павел Романович, студент Института нефти и газа

г. Ханты-Мансийск

 

SEMENYUK Pavel Romanovich, Student of Oil and Gas Institute

Khanty-Mansiysk

s_e_m_k_a@bk.ruhttps://orcid.org/0009-0004-9074-5096ГаджиеваА. С.GadzhiyevaA. S.

ГАДЖИЕВА Айханум Сеферовна, студентка Высшей нефтяной школы

г. Ханты-Мансийск

AuthorID (РИНЦ): 1195073

GADZHIYEVA Aykhanum Seferovna, Student at a Higher Oil School

Khanty-Mansiysk

AuthorID (RSCI): 1195073

gaykhanoom@bk.ruФилиал ПАО «Федеральная сетевая компания — Россети» – Ямало-Ненецкое предприятие магистральных электрических сетейРоссияBranch of PJSC Federal Grid Company–Rosseti– Yamalo-Nenets Enterprise of main power gridsRussian FederationХанты-Мансийская государственная медицинская академияРоссияKhanty-Mansiysk State Medical AcademyRussian FederationЮгорский государственный университетРоссияUgra State UniversityRussian Federation20233009202303140148Copyright © Лютикова М.Н., Нехорошев С.В., Муратова В.М., Семенюк П.Р., Гаджиева А.С., 20232023Лютикова М.Н., Нехорошев С.В., Муратова В.М., Семенюк П.Р., Гаджиева А.С.Lyutikova M.N., Nekhoroshev S.V., Muratova V.M., Semenyuk P.R., Gadzhiyeva A.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/147

Известно, что для сдерживания процесса окисления трансформаторного масла, а соответственно, продления его ресурса, в него добавляется антиокислительная присадка ионол. Ранее специалистами с использованием метода хромато-масс-спектрометрии был установлен факт образования новых фенольных соединений в масле наряду с расходованием ингибирующей присадки ионол, а именно 2,6-ди-трет-бутилфенол (2,6-ДТБФ) и 2,6-ди-трет-рбензохинон. Данные фенольные соединения, так же как и ионол, относятся к классу пространственно-затрудненных фенолов, которые, в свою очередь, способны ингибировать процессы окисления масла в процессе его эксплуатации в маслонаполненном трансформаторном оборудовании, в частности в силовых трансформаторах и трансформаторах тока. В настоящей статье представлены результаты, показывающие, что по мере расходования ионола в масле из трансформаторов накапливается 2,6-ди-трет-бутилфенол. В наибольшей степени такая тенденция заметна для трансформаторов тока, оборудованных воздухоосушительными фильтрами (так называемое «свободное дыхание»). Образование 2,6-ДТБФ в масле может служить индикатором ускоренного старения масла в результате его длительного контакта с кислородом воздуха. Контроль изменения концентраций присадок в процессе старения масла осуществлялся с помощью разработанной нами новой методики, базирующейся на ИК-спектроскопии.

It is known that in order to restrain the process of oxidation of transformer oil, and, accordingly, to extend its service life, an antioxidant additive ionol is added to it. Previously, specialists using the method of chromato-mass spectrometry established the fact of the formation of new phenolic compounds in oil along with the consumption of the inhibitory additive ionol, namely, 2,6-di-tert-butylphenol (2,6-DTBP) and 2, 6-di-tert-p-benzoquinone. These phenolic compounds, as well as ionol, belong to the class of sterically hindered phenols, which, in turn, are able to inhibit the oxidation of oil during its operation in oil-filled transformer equipment, in particular, power transformers and current transformers. This article presents results showing that as ionol is consumed, 2,6-di-tert-butylphenol accumulates in oil from transformers. To the greatest extent, this trend is noticeable for current transformers equipped with air-drying filters (the so-called "free breathing"). The formation of 2,6-DTBP in oil can serve as an indicator of accelerated aging of the oil as a result of its prolonged contact with atmospheric oxygen. Changes in additive concentrations during oil aging are controlled using a new technique developed by us, based on IR spectroscopy.

высоковольтный трансформатортрансформаторное маслоантиокислительная присадкафенольные соединенияИК-спектроскопиямаркеры старенияhigh voltage transformertransformer oilantioxidant additivephenolic compoundsIR spectroscopyaging markersReferencesRafiq M., Shafique M., Azam A. [et al.]. Sustainable, Renewable and Environmental-Friendly Insulation Systems for High Voltages Applications // Molecules. 2020. Vol. 25 (3901). P. 1–43. DOI: 10.3390/molecules25173901.Rafiq M., Shafique M., Azam A. [et al.]. Sustainable, Renewable and Environmental-Friendly Insulation Systems for High Voltages Applications // Molecules. 2020. Vol. 25 (3901). P. 1–43. DOI: 10.3390/molecules25173901. (In Engl.).СТО 34.01-23.1-001–2017. Объем и нормы испытания электрооборудования. Введ. 2017–29–05. Москва: ПАО «Россети», 2017. 262 с.STO 34.01-23.1-001–2017. Ob”yem i normy ispytaniya elektrooborudovaniya [Scope and standards for testing electrical equipment]. Moscow, 2017. 262 p. (In Russ.).Липштейн Р. А. О механизме действия ингибиторов окисления // Присадки к маслам: тр. Второго Всесоюз. науч.техн. совещания. Москва: Химия, 1968. С. 169–177.Lipshteyn R. A. O mekhanizme deystviya ingibitorov okisleniya [On the mechanism of action of oxidation inhibitors] // Prisadki k maslam. Oil Additives. Moscow, 1968. P. 169–177. (In Russ.).Липштейн Р. А., Шахнович М. И. Трансформаторное масло. 3-е изд. Москва: Энергоатомиздат, 1983. 295 с.Lipshteyn R. A., Shakhnovich M. I. Transformatornoye maslo [Transformer oil]. 3 rd. Moscow, 1983. 295 p. (In Russ.).Лютикова М. Н. Выяснение причины стабильности электрофизических показателей трансформаторного масла из баков измерительных трансформаторов тока // Промышленная энергетика. 2020. № 11. С. 2–9.Lyutikova M. N. Vyyasneniye prichiny stabil’nosti elektrofizicheskikh pokazateley transformatornogo masla iz bakov izmeritel’nykh transformatorov toka [Finding out the reasons for the high frequency of electrophysical indicators of transformer oil from tanks of measuring current transformers] // Promyshlennaya energetika. Industrial Power Engineering. 2020. No. 11. P. 2–9. (In Russ.).Рогинский В. А. Фенольные антиоксиданты. Реакционная способность и эффективность. Москва: Наука, 1988. 247 с.Roginskiy V. A. Fenol’nyye antioksidanty. Reaktsionnaya sposobnost’ i effektivnost’ [Phenolic antioxidants. Reactivity and efficacy]. Moscow, 1988. 247 p. (In Russ.).Лютикова М. Н., Нехорошев С. В., Куклина В. М., Кульков М. Г. Идентификация примесей неизвестного состава в изоляционном масле методом хромато-масс-спектрометрии // Электрические станции. 2020. № 6 (1067). С. 47–53. EDN GUICZZ.Lyutikova M. N., Nekhoroshev S. V., Kuklina V. M., Kul’kov M. G. Identifikatsiya primesey neizvestnogo sostava v izolyatsionnom masle metodom khromato-mass-spektrometrii [Identification of impurities of unknown composition in the insulating oil by gas chromatography-mass spectrometry (GCMS)] // Elektricheskiye stantsii. Electrical Stations. 2020. No. 6 (1067). P. 47–53. EDN GUICZZ. (In Russ.).Лютикова М. Н., Нехорошев С. В., Кульков М. Г. Диагностирование состояния внутренней изоляции высоковольтного оборудования методом хромато-масс-спектрометрии // Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки. 2018. Т. 24, № 4. С. 118–131. DOI: 10.18721/JEST.24412.Lyutikova M. N., Nekhoroshev S. V., Kul’kov M. G. Diagnostirovaniye sostoyaniya vnutrenney izolyatsii vysokovol’tnogo oborudovaniya metodom khromato-mass- spektrometrii [Diagnostics of internal isolation in high-voltage equipment by chromatography and mass spectrometry] // Nauchno-tekhnicheskiye vedomosti SPbPU. Estestvennyye i inzhenernyye nauki. St. Petersburg Polytechnic University Journal of Engineering Science and Technology. 2018. Vol. 24, no. 4. P. 118–131. DOI: 10.18721/JEST.24412. (In Russ.).Лютикова М. Н. Определение продуктов деструкции ионола в изоляционном нефтяном масле методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектором // Приборы. 2022. № 12. С. 14–21.Lyutikova M. N. Opredeleniye produktov destruktsii ionola v izolyatsionnom neftyanom masle metodom gazozhidkostnoy khromatografii s plamenno-ionizatsionnym detektorom [Determination of ionol degradation products in insulating petroleum oil by gas-liquid chromatography with a flame ionization detector] // Pribory. Instruments. Pribory. Instruments. 2022. No. 12. P. 14–21. (In Russ.).Лютикова М. Н., Коробейников С. М., Коновалов А. А., Козлов В. К., Гарифуллин М. Ш. Контроль содержания антиокислительной присадки (ионол) в жидкой изоляции высоковольтного оборудования электросетевых предприятий современными инструментальными методами // Электрические станции. 2018. № 12. С. 43–51. EDN YUIWWT.Lyutikova M. N., Korobeynikov S. M., Konova- lov A. A., Kozlov V. K., Garifullin M. Sh. Kontrol’ soderzhaniya antiokislitel’noy prisadki (ionol) v zhidkoy izolyatsii vysokovol’tnogo oborudovaniya elektrosetevykh predpriyatiy sovremennymi instrumental’nymi metodami [Control of the antioxidant additive (Ionol) content in liquid insulation of high-voltage equipment in electric grid enterprises using modern instrumental methods] // Elektricheskiye stantsii. Electrical Stations. 2018. No. 12. P. 43–51. EDN YUIWWT. (In Russ.).Жидкостная кювета с регулируемой толщиной слоя исследуемой жидкости. URL: http://simex-ftir.ru/product_3-21.html (дата обращения: 15.04.2023).Zhidkostnaya kyuveta s reguliruyemoy tolshchinoy sloya issleduyemoy zhidkosti [Liquid cuvette with adjustable fluid layer thickness]. URL: http://simex-ftir.ru/product_3-21.html (accessed: 15.04.2023). (In Russ.).ГОСТ IEC 60666-2014. Масла изоляционные нефтяные: обнаружение и определение установленных присадок. Введ. 2016–07–01 // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200121828 (дата обращения: 06.05.2022).GOST IEC 60666-2014. Masla izolyatsionnyye neftyanyye: obnaruzheniye i opredeleniye ustanovlennykh prisadok [Mineral insulating oils. Detection and determination of specified additives]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200121828 (accessed: 06.05.2022). (In Russ.).РМГ 61-2010. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки. Введ. 2012–09–01 // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200094703 (дата обращения: 06.05.2022).RMG 61-2010. Indicators of accuracy, correctness, precision methods of quantitative chemical analysis. Evaluation methods [State system for ensuring the uniformity of measurements. Accuracy, trueness and precision measures of the procedures for quantitative chemical analysis. Methods of evaluation]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200094703 (accessed: 06.05.2022). (In Russ.).Методические указания по определению оптической мутности трансформаторного масла герметичных вводов 110 кВ и выше силовых трансформаторов и шунтирующих реакторов: приказ РАО ЕЭС России № 497 от 07.08.2007. г. Москва: РАО ЕЭС России. 2007. 16 с.Metodicheskiye ukazaniya po opredeleniyu opticheskoy mutnosti transformatornogo masla germetichnykh vvodov 110 kV i vyshe silovykh transformatorov i shuchntiruyushchikh reaktorov: prikaz RAO EES Rossii № 497 ot 07.08.2007 g. [Methodological guidelines for determining the optical turbidity of transformer oil of sealed bushings of 110 kV and above power transformers and shunt reactors: Order of RAO UES of Russia No. 497 of 07.08.2007]. Moscow, 2007. 16 p. (In Russ.).Львов М. Ю. Коллоидно-дисперсные процессы в высоковольтных герметичных вводах трансформаторов // Электрические станции. 2000. № 4. С. 49–52.L’vov M. Yu. Kolloidno-dispersnyye protsessy v vysokovol’tnykh germetichnykh vvodakh transformatorov [Mineral insulating oils. Detection and determination of specified additives] // Elektricheskiye stantsii. Electrical Stations. 2000. No. 4. P. 49–52. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.