RU2371683C1 - Method of determining degree of deterioration of solid insulation of oil-immersed apparatus - Google Patents
Method of determining degree of deterioration of solid insulation of oil-immersed apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- RU2371683C1 RU2371683C1 RU2008114121/28A RU2008114121A RU2371683C1 RU 2371683 C1 RU2371683 C1 RU 2371683C1 RU 2008114121/28 A RU2008114121/28 A RU 2008114121/28A RU 2008114121 A RU2008114121 A RU 2008114121A RU 2371683 C1 RU2371683 C1 RU 2371683C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulation
- solid insulation
- degree
- intensity
- deterioration
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 title abstract 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 11
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 1
- QKSIFUGZHOUETI-UHFFFAOYSA-N copper;azane Chemical compound N.N.N.N.[Cu+2] QKSIFUGZHOUETI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электромагнитным преобразователям энергии (силовым и измерительным трансформаторам и реакторам), содержащим электроизоляционные целлюлозные бумаги и картоны, пропитанные нефтяными маслами.The invention relates to electrical engineering, in particular to electromagnetic energy converters (power and measuring transformers and reactors) containing electrical insulating cellulose paper and paperboard impregnated with petroleum oils.
Известен способ определения степени деградации целлюлозной твердой изоляции путем экспериментального определения числа двойных перегибов изоляционной бумаги [1]. Эта характеристика является основной для оценки прочностных характеристик целлюлозной изоляции обмоток электромагнитных преобразователей энергии [2].A known method for determining the degree of degradation of cellulose solid insulation by experimentally determining the number of double bends of insulating paper [1]. This characteristic is the main one for assessing the strength characteristics of cellulose insulation of the windings of electromagnetic energy converters [2].
В качестве показателя степени деградации твердой изоляции в этом случае используется общее число двойных перегибов образца твердой изоляции до полного ее разрыва. Однако применение этого способа возможно только при наличии образца твердой изоляции определенного размера, определяемого конструктивными размерами прибора для испытания образов на излом.In this case, the total number of double bends of the solid insulation sample until it is completely torn is used as an indicator of the degree of degradation of solid insulation. However, the application of this method is possible only in the presence of a sample of solid insulation of a certain size, determined by the structural dimensions of the device for testing fracture images.
Известен также способ определения ресурса бумажной изоляции путем лабораторного анализа образца бумажной изоляции на степень полимеризации посредством определения вязкостных характеристик растворов целлюлозной изоляции в медно-аммиачном комплексе [3]. При этом ресурс бумажной изоляции обмоток считается исчерпанным при достижении степени полимеризации 250 ед [4].There is also a method for determining the resource of paper insulation by laboratory analysis of a sample of paper insulation for the degree of polymerization by determining the viscosity characteristics of cellulose insulation solutions in a copper-ammonia complex [3]. In this case, the resource of paper insulation of windings is considered exhausted when the degree of polymerization reaches 250 units [4].
Недостатком известного способа является обязательная необходимость изъятия нескольких образцов твердой изоляции из зон с различной тепловой нагрузкой, что невозможно без разрушения твердой изоляции оборудования, находящегося в эксплуатации, и применимо только для образцов, заложенных в специальных карманах на корпусе трансформатора и в меньшей мере подверженных тепловой нагрузке.The disadvantage of this method is the mandatory need to remove several samples of solid insulation from areas with different thermal loads, which is impossible without destroying the solid insulation of equipment in operation, and is applicable only for samples embedded in special pockets on the transformer body and less exposed to thermal stress .
Целью настоящего изобретения является неразрушающий избирательный контроль твердой изоляции посредством спектрального анализа твердой изоляции без ее отбора, расположенной непосредственно на обмотках трансформатора при ремонтах со вскрытием трансформатора.The aim of the present invention is non-destructive selective control of solid insulation by spectral analysis of solid insulation without selection, located directly on the transformer windings during repairs with the transformer opened.
Предлагаемый способ определения степени деградации твердой изоляции заключается в облучении исследуемого участка изоляции монохроматическим излучением и регистрации спектра люминесценции. Степень деградации твердой изоляции определяется по интенсивности возбуждения люминесцирующих молекул, которая уменьшается с течением времени эксплуатации изоляции.The proposed method for determining the degree of degradation of solid insulation is to irradiate the studied section of insulation with monochromatic radiation and register the luminescence spectrum. The degree of degradation of solid insulation is determined by the intensity of excitation of luminescent molecules, which decreases over time during operation of the insulation.
В результате математической обработки данных по спектрам люминесценции образцов с различным значением износа изоляции установлено, что интенсивность люминесценции (Ilum) зависит от времени деградации (t) целлюлозной изоляции и связана соотношением:As a result of mathematical processing of data on the luminescence spectra of samples with different values of insulation wear, it was found that the luminescence intensity (I lum ) depends on the degradation time (t) of cellulose insulation and is related by the ratio:
где Ioe - интенсивность люминесценции в начале срока эксплуатации изоляции;where I oe is the luminescence intensity at the beginning of the life of the insulation;
Те - постоянная времени деградации изоляции;T e - insulation degradation time constant;
t - время деградации;t is the time of degradation;
Ilum - интенсивность люминесценции.I lum is the luminescence intensity.
Таким образом, можно сформировать безразмерный диагностический параметр в виде отношения спектров люминесценции зон изоляции с различной тепловой нагрузкой к спектру люминесценции образца изоляции в начале срока эксплуатации, тем самым выявить участки с максимальной деградацией твердой изоляции.Thus, it is possible to form a dimensionless diagnostic parameter in the form of the ratio of the luminescence spectra of insulation zones with different thermal loads to the luminescence spectrum of the insulation sample at the beginning of the operating life, thereby identifying areas with the maximum degradation of solid insulation.
Данный диагностический параметр определяет степень деградации твердой изоляции и позволяет определить объемы необходимого ремонта и дальнейший ресурс трансформатора.This diagnostic parameter determines the degree of degradation of solid insulation and allows you to determine the amount of repair required and the further life of the transformer.
В силовых трансформаторах наиболее подверженным процессам старения элементом, фактически определяющим его ресурс, является твердая бумажная изоляция обмоток. Опыт эксплуатации показывает, что фактический износ бумажной изоляции обмоток в значительной степени зависит от температурного режима трансформатора, непосредственно влияющего на деструкцию изоляции обмоток. В результате нагрева от внешних источников или диэлектрическими потерями происходит распад вещества, появляется хрупкость материала, снижается механическая и электрическая прочность изоляции. В результате механических воздействий при коротких замыканиях нарушается целостность твердой изоляции, что приводит к замыканиям обмоток.In power transformers, the most susceptible to aging processes, the element that actually determines its life, is hard paper insulation of the windings. Operational experience shows that the actual wear of the paper insulation of the windings largely depends on the temperature condition of the transformer, which directly affects the destruction of the insulation of the windings. As a result of heating from external sources or dielectric losses, the decomposition of the substance occurs, the fragility of the material appears, the mechanical and electrical strength of the insulation decreases. As a result of mechanical effects during short circuits, the integrity of the solid insulation is violated, which leads to short circuits of the windings.
Замыкания обмоток представляют собой большую опасность для трансформаторов, поскольку через короткозамкнутые витки протекает большой ток, вызывающий значительный местный нагрев обмотки, который может привести к перегоранию провода и взрыву трансформатора.Short circuits of the windings are a great danger for transformers, since a large current flows through short-circuited turns, causing significant local heating of the winding, which can lead to burnout of the wire and explosion of the transformer.
Описываемый способ определения степени деградации твердой изоляции позволяет своевременно выявить участки с изоляцией, исчерпавшей свой ресурс.The described method for determining the degree of degradation of solid insulation allows you to timely identify areas with insulation that has exhausted its resource.
Библиографический списокBibliographic list
1. ГОСТ 13525.2-80 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения прочности на излом при многократных перегибах.1. GOST 13525.2-80 Semi-finished products are fibrous, paper and cardboard. Method for determining fracture strength at multiple kinks.
2. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы. М., изд. 2-е, перераб. и доп. «Энергия», 1968.2. Koritsky Yu.V. Electrical materials. M., ed. 2nd, rev. and add. "Energy", 1968.
3. ГОСТ 9105-74 Метод определения средней степени полимеризации.3. GOST 9105-74 Method for determining the average degree of polymerization.
4. Объем и нормы испытаний электрооборудования, РД 34.45-51.300-97. 6-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 1998.4. The volume and standards of testing of electrical equipment, RD 34.45-51.300-97. 6th ed. - M.: Publishing House NTs ENAS, 1998.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114121/28A RU2371683C1 (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Method of determining degree of deterioration of solid insulation of oil-immersed apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008114121/28A RU2371683C1 (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Method of determining degree of deterioration of solid insulation of oil-immersed apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2371683C1 true RU2371683C1 (en) | 2009-10-27 |
Family
ID=41353218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008114121/28A RU2371683C1 (en) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Method of determining degree of deterioration of solid insulation of oil-immersed apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2371683C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2420822C1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-06-10 | Владимир Константинович Козлов | Non-destructive testing method of quality of paper insulation of transformer |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2058559C1 (en) * | 1993-09-16 | 1996-04-20 | Николай Михайлович Шмидт | Method for contactless and remote high-voltage test of insulator strings on high-voltage overhead power transmission lines |
| RU6066U1 (en) * | 1996-12-16 | 1998-02-16 | Научно-технический центр измерительных систем фирмы "Ютек" | OPERATIONAL CONTROL SYSTEM OF TRANSFORMER OIL OPERATING CHARACTERISTICS |
| RU2222002C2 (en) * | 2001-09-12 | 2004-01-20 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности | Procedure evaluating degree of thermal ageing of insulating paper |
| RU70998U1 (en) * | 2007-10-25 | 2008-02-20 | Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова | ELECTRICAL EQUIPMENT DIAGNOSTIC DEVICE |
-
2008
- 2008-04-10 RU RU2008114121/28A patent/RU2371683C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2058559C1 (en) * | 1993-09-16 | 1996-04-20 | Николай Михайлович Шмидт | Method for contactless and remote high-voltage test of insulator strings on high-voltage overhead power transmission lines |
| RU6066U1 (en) * | 1996-12-16 | 1998-02-16 | Научно-технический центр измерительных систем фирмы "Ютек" | OPERATIONAL CONTROL SYSTEM OF TRANSFORMER OIL OPERATING CHARACTERISTICS |
| RU2222002C2 (en) * | 2001-09-12 | 2004-01-20 | Открытое акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности | Procedure evaluating degree of thermal ageing of insulating paper |
| RU70998U1 (en) * | 2007-10-25 | 2008-02-20 | Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова | ELECTRICAL EQUIPMENT DIAGNOSTIC DEVICE |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2420822C1 (en) * | 2010-06-07 | 2011-06-10 | Владимир Константинович Козлов | Non-destructive testing method of quality of paper insulation of transformer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11353445B2 (en) | Method and device for determining and/or monitoring the state of a transformer oil | |
| Hadjadj et al. | Assessing insulating oil degradation by means of turbidity and UV/VIS spectrophotometry measurements | |
| Rao et al. | Performance analysis of transformer oil/paper insulation with ester and mixed dielectric fluids | |
| Martin et al. | An updated model to determine the life remaining of transformer insulation | |
| CN110297167A (en) | A kind of transformer ageing state evaluation method based on Multi-source Information Fusion | |
| Kassi et al. | Impact of local overheating on conventional and hybrid insulations for power transformers | |
| Pasaribu | Thermal Aging of Mineral Oil-Paper Composite Insulation for High Voltage Transformer. | |
| Martins | Study of moisture equilibrium in oil-paper system with temperature variation | |
| Wada et al. | Method to evaluate the degradation condition of transformer insulating oil-establishment of the evaluation method and application to field transformer oil | |
| Jalbert et al. | Cellulose chemical markers relationship with insulating paper post-mortem investigations | |
| Li et al. | A novel aging indicator of transformer paper insulation based on dispersion staining colors of cellulose fibers in oil | |
| RU2371683C1 (en) | Method of determining degree of deterioration of solid insulation of oil-immersed apparatus | |
| Herman et al. | A new approach to condition assessment and lifetime prediction of paper and oil used as transformer insulation | |
| Onn et al. | Fiber Bragg grating sensor for detecting ageing transformer oil | |
| De Maria et al. | Frequency dielectric spectroscopy and an innovative optical sensor to assess oil-paper degradation | |
| Amaro et al. | X-ray fluorescence as a condition monitoring tool for copper and corrosive sulphur species in insulating oil | |
| Martin et al. | A comparative study of the chemical stability of esters for use in large power transformers | |
| Pukel et al. | Transformer diagnostics: Common used and new methods | |
| Muenster et al. | Investigation on the accelerated ageing behaviour of oil-paper-insulation using different insulating oils | |
| Zhang et al. | Determination of the thermal aging factor for life expectancy of 550 kV transformers with a preventive test | |
| Zhang et al. | Furfural concentration in transformer oil as an indicator of paper ageing, part 1: a review | |
| Bernard et al. | Compatibility of mineral insulating oil with transformer construction materials | |
| Rodriguez et al. | On the experimental determination of the nitrogen content of thermally upgraded electrical papers | |
| Bernard et al. | Methods for monitoring age-related changes in transformer oils | |
| Taghikhani | Power transformer insulation lifetime estimation methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110411 |