Измерение степени полимеризации полимерных материалов изоляционной системы высоковольтного оборудования
Аннотация
Использование величины степени полимеризации (СП) полимерных материалов в качестве параметра, оценивающего состояние изоляционной системы энергетического оборудования в целом, выделяет проблему измерения СП в ряду особо значимых и актуальных. Возможность использования значения СП в качестве параметра оценивания состояния энергетического оборудования, находящегося длительное время в эксплуатации, также привлекает внимание специалистов.
Более интересны в этом случае методы измерения спектров токов диэлектрической абсорбции, позволяющие на практике контролировать величину степени поляризации полимерных материалов. В их основе лежат представления о движении заряженной частицы, как движении стоксовского тела в диэлектрической среде с вязкостью ƞ уд под действием постоянно приложенного электрического поля. Для этого в анализируемом способе контролируется проводимость сформированной специальным образом двухслойной диэлектрической среды. Один слой представляет собой образец контролируемого материала, а второй слой, плотно контактирующий с первым, — материал, вязкость которого известна или может быть легко измерена доступными методами, как в случае жидкого диэлектрика.
Предложенный в работе способ определения СП органических диэлектрических материалов с помощью измерения спектра токов диэлектрической абсорбции по существу контролирует вязкость диэлектрической среды. Именно она определяет характер движения заряженной частицы в диэлектрике, а, следовательно, и характерные черты спектра токов диэлектрической абсорбции в контролируемом изоляционном промежутке. Четкость физических принципов, положенных в основу предложенного метода оценки степени полимеризации, коммерческая доступность аппаратурного его оформления, наличие удобного для работы программного обеспечения, простота интерпретации и анализа получаемых результатов делают данный метод, в значительной степени, методом, расширяющим существующий инструментарий оценки состояния изоляционной системы и определения величины оставшегося ресурса времени жизни эксплуатируемого энергетического оборудования.
Литература
2. Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров. М.: Мир, 1983.
3. Jiefeng Liu e. a. Comparative Investigation on the Performance of Modified System Poles and Traditional System Poles Obtained from PDC Data for Diagnosing the Ageing Condition of Transformer Polymer Insulation Materials // Polymers. 2018. V. 10 (2). Pp. 191—207.
4. Saha T.K. Review of Modern Diagnostic Techniques for Assessing Insulation Condition in Aged Transformers // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2003. V. 10. Pp. 903—917.
5. Кoch M.; Prevost T. Analysis of Dielectric Response Measurements for Condition Assessment of Oil-paper Transformer Insulation // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2012. V. 19. Pp. 1908—1915.
6. ГОСТ 25438—82. Целлюлоза для химической переработки. Методы определения характеристической вязкости.
7. ASTM D-4243. Standard Test Method for Measurement of Average Viscometric Degree of Polymerization of New and Aged Electrical Papers and Boards.
8. Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия. 1974. Т. 2. С. 284.
9. Осовская И.И., Антипова В.С. Вязкость растворов полимеров. СПб.: Высшая школа технологии и энергетики, 2016.
10. Baird P.J., Herman H., Stevens G.C. Non- destructive and In-situ Analysis of Insulating Materials in High-Voltage Power Transformers // Proc. Intern. Conf. Solid Dielectrics. 2004. V. 2. Pp. 719—722.
11. Baird P.J., Herman H., Stevens G.C., Jarman P.N. Non-destructive Condition Assessment of Insulating Materials in Power Transformers // Proc. Intern. Symp. Electrical Insulating Materials. Kitakyushu, 2005. V. 2. Pp. 425—428.
12. Zenova E.V., Chernyshev V.A. Assessment of the Actual State of Insulation Gaps Large and Average Electric Motors // J. Chem. Sci. and Techn. 2015. V. 4. Iss. 2. Pp. 24—27.
13. Fofana I., Hadjadj Y. Electrical-based Diagnostic Techniques for Assessing Insulation Condition in Aged Transformers // Energies. 2016. V. 9. Pp. 679—705.
14. Linhjell D., Lundgaard L.E., Gafvert U. Dielectric Response of Mineral Oil Impregnated Cellulose and the Impact of Aging // IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2007. V. 14. Pp. 156—169.
15. Пат. № 114067 РФ. Способ определения средней степени полимеризации полимерных материалов / В.А. Чернышев, В.А. Зенова, А.М. Тагаченко // Бюл. изобрет. 2013. № 29.
16. Физика диэлектриков / под ред. А.Ф. Вальтера. М.-Л.: ГИТТИ, 1932.
---
Для цитирования: Чернышев В.А., Зенова Е.В. Измерение степени полимеризации полимерных материалов изоляционной системы высоковольтного оборудования // Вестник МЭИ. 2019. № 3. С. 54—61. DOI: 10.24160/1993-6982-2019-3-54-61.
#
1. Krause Ch., Dreier L., Fehlmann A., Cross J. The Degree of Polymerization of Cellulosic Insulation: Review of Measuring Technologies and its Significance on Equipment. Proc. Electrical Insulation Conf. 2014:267—271.
2.Rabek Ya. Eksperimental'nye Metody v Khimii Polimerov. M.: Mir, 1983. (in Russian).
3. Jiefeng Liu e. a. Comparative Investigation on the Performance of Modified System Poles and Traditional System Poles Obtained from PDC Data for Diagnosing the Ageing Condition of Transformer Polymer Insulation Materials. Polymers. 2018;10 (2):191—207.
4. Saha T.K. Review of Modern Diagnostic Techniques for Assessing Insulation Condition in Aged Transformers. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2003;10:903—917.
5. Кoch M.; Prevost T. Analysis of Dielectric Response Measurements for Condition Assessment of Oil-paper Transformer Insulation. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2012;19:1908—1915.
6. GOST 25438—82. Cellyuloza dlya Khimicheskoy Pererabotki. Metody Opredeleniya Kharakteristicheskoy Vyazkosti. (in Russian).
7. ASTM D-4243. Standard Test Method for Measurement of Average Viscometric Degree of Polymerization of New and Aged Electrical Papers and Boards.
8. Enciklopediya Polimerov. M.: Sovetskaya Enciklopediya. 1974;2:284. (in Russian).
9. Osovskaya I.I., Antipova V.S. Vyazkost' rastvorov Polimerov. SPb.: Vysshaya Shkola Tekhnologii i Energetiki, 2016. (in Russian).
10. Baird P.J., Herman H., Stevens G.C. Non- destructive and In-situ Analysis of Insulating Materials in High-Voltage Power Transformers. Proc. Intern. Conf. Solid Dielectrics. 2004;2:719—722.
11. Baird P.J., Herman H., Stevens G.C., Jarman P.N. Non-destructive Condition Assessment of Insulating Materials in Power Transformers. Proc. Intern. Symp. Electrical Insulating Materials. Kitakyushu, 2005;2: 425—428.
12. Zenova E.V., Chernyshev V.A. Assessment of the Actual State of Insulation Gaps Large and Average Electric Motors. J. Chem. Sci. and Techn. 2015;4;2:24—27.
13. Fofana I., Hadjadj Y. Electrical-based Diagnostic Techniques for Assessing Insulation Condition in Aged Transformers. Energies. 2016;9:679—705.
14. Linhjell D., Lundgaard L.E., Gafvert U. Dielectric Response of Mineral Oil Impregnated Cellulose and the Impact of Aging. IEEE Trans. Dielectr. Electr. Insul. 2007;14:156—169.
15. Pat. № 114067 RF. Sposob Opredeleniya Sredney Stepeni Polimerizacii Polimernykh Materialov / V.A. Chernyshev, V.A. Zenova, A.M. Tagachenko. Byul. Izobret. 2013;29. (in Russian).
16. Fizika dielektrikov / pod Red. A.F. Val'tera. M.-L.: GITTI, 1932. (in Russian).
---
For citation: Chernyshev V.A., Zenova E.V. Measuring the Polymerization Degree of Polymer Materials Used in the High-Voltage Equipment Insulation System. Bulletin of MPEI. 2019;3:54—61. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2019-3-54-61.
