Сертифицированный стандартный образец состава энергетического масла

   Электрические трансформаторы – ключевой элемент в процессе распределения электроэнергии от производителя к конечному потребителю. Надежность работы электрических трансформаторов обеспечивается посредством систематического мониторинга состояния конструкции с использованием в этих целях химического анализа энергетического (трансформаторного) масла, применяемого для электрической изоляции и охлаждения трансформаторов. Оценить рабочий ресурс энергетического масла и, что также немаловажно, – бумажной изоляции позволяет оценка содержания антиокислительной присадки (ионола) и фурановых производных (фурфурилового спирта, фурфурола, 2-ацетилфурана и 5-метилфурфурола). В статье проведен критический анализ методик измерений ионола и фурановых производных в маслах. В частности, установлено, что наибольшее распространение для определения ионола и фурановых производных имеют методы жидкостной и газовой хроматографии с предварительным выделением аналитов на принципах жидкостной/твердофазной экстракции. Одновременно выявлена потребность в матричных стандартных образцах с установленной метрологической прослеживаемостью для метрологического обеспечения методик измерений содержания ионола и фурановых производных в маслах.

   Поэтому целью настоящего исследования стала разработка сертифицированного стандартного образца (ССО) состава энергетического масла.

   Технология приготовления такого ССО, выполненная в ходе исследования, обеспечивает возможность приготовления материала с необходимыми концентрациями аналитов. В статье описана последовательность приготовления партии ССО, представлены выводы изучения стабильности и межэкземплярной однородности материала. Заслуживает внимания приведенный расчет стандартной неопределенности для аттестованного значения ССО от способа характеризации, от неоднородности и от нестабильности материала в соответствии с ГОСТ ISO Guide 35–2015. Установлена метрологическая прослеживаемость аттестованных значений ССО к единице величины «массовая доля компонента», воспроизводимой Государственным первичным эталоном единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации органических компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением и гравиметрии (ГЭТ 208–2019). Компетентность исследования подтверждает тот факт, что в итоге ССО утвержден как ГСО 12232–2023.

1. Power transformer insulation system : A review on the reactions, fault detection, challenges and future prospects / V. A. Thiviyanathan [et al.] // Alexandria Engineering Journal. 2022. Vol. 61. P. 7697–7713. doi: 10.1016/j.aej.2022.01.026.

2. Fofana I. 50 years in the development of insulating liquids // IEEE Electrical Insulation Magazine. 2013. Vol. 29, № 5. P. 13–25. doi: 10.1109/MEI.2013.6585853

3. Иванов К. И., Жаховская В. П. Окисление трансформаторных масел в присутствии электрического поля. Химия и технология топлив и масел. 1962. № 7. 58 с.

4. Андреев Л. Н., Павлова П. П., Пинигин С. А. Изучение расходование ионола в трансформаторном масле // Современная техника и технологии. 2017. № 3 [Электронный ресурс]. URL: https://technology.snauka.ru/2017/03/12793 (дата обращения: 12. 07. 2023).

5. Thermal degradation assessment of Kraft paper in power transformers insulated with natural esters / I. Fernández [et al.] // Applied Thermal Engineering. 2016. Vol. 104. P. 129–138. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2016.05.020

6. Aging of oil-impregnated paper in power transformers / L. E. Lundgaard [et al.] // IEEE Transactions on Power Delivery. 2004. Vol. 19, № 1. P. 230–239. doi: 10.1109/TPWRD.2003.820175

7. Kanumuri D., Sharma V., Rahi O. P. Analysis using various approaches for residual life estimation of power transformers // International Journal on Electrical Engineering and Informatics. 2019. Vol. 25, № 2. P. 389–407. doi: 10.15676/ijeei.2019.11.2.11

8. Unsworth J., Mitchell F. Degradation of electrical insulating paper monitored with high performance liquid chromatography // IEEE Transactions on Electrical Insulation. 1990. Vol. 25. Iss. 4. P. 737–746. doi: 10.1109/ICPADM.1988.38403

9. ASTM D2668–07(2021) Standard test method for 2,6-di-tert-butyl-p-cresol and 2,6-di-tert-butyl phenol in electrical insulating oil by infrared absorption // ASTM International [website]. URL: https://www.astm.org/d2668–07.html (Accessed 12. 07. 2023).

10. ASTM D4768–11(2019) 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 [website]. URL: https://www.astm.org/d4768–11r19.html (Accessed 12. 07. 2023).

11. ASTM D5837–15 Standard test method for furanic compounds in electrical insulating liquids by high-performance liquid chromatography (HPLC) // ASTM International [website]. URL: https://www.astm.org/d5837–15.html (Accessed 12. 07. 2023).

12. IEC61198:1993 Mineral insulating oils – Methods for the determination of 2-furfural and related compounds // International standard [website]. URL: https://webstore.iec.ch/publication/4889#additionalinfo

13. ГОСТ IEC60666–2014 Межгосударственный стандарт. Масла изоляционные нефтяные. Обнаружение и определение установленных присадок = Detection and determination of specified additives in mineral insulating oils, IDT. М.: Стандартинформ, 2019. 23 с.

14. ГОСТ ISO Guide 35–2015 Межгосударственный стандарт. Стандартные образцы. Общие и статистические принципы сертификации (аттестации) = Reference materials. general and statistical principles for certification. М.: Стандартинформ, 2017. 58 с.

15. ГОСТ ISO/IEC17025–2019 Межгосударственный стандарт. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий = General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. М.: Стандартинформ, 2021. 25 с.

16. ГОСТ 8.532-2002 Межгосударственный стандарт. Стандартные образцы состава веществ и материалов. Межлабораторная метрологическая аттестация. Содержание и порядок проведения работ. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. 9 с.

17. ГОСТ Р МЭК 60666–2013 Национальный стандарт Российской Федерации. Масла изоляционные нефтяные. Обнаружение и определение установленных присадок = Mineral insulating oils. detection and determination of specified additives. М.: Стандартинформ, 2014. 23 с.

18. ГОСТ Р МЭК 61198–2013 Национальный стандарт Российской Федерации. Масла изоляционные нефтяные. Методы определения 2-фурфурола и родственных соединений = Mineral insulating oils. Methods for the determination of 2-furfural and related compounds. М.: Стандартинформ, 2019. 11 с.

19. ГЭТ 208 Государственный первичный эталон единиц массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации органических компонентов в жидких и твердых веществах и материалах на основе жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии с изотопным разбавлением и гравиметрии / Институт-хранитель ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева». Текст: электронный // Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений : официальный сайт. 2024. URL: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/12 (дата обращения: 12. 07. 2023).

20. МКХА КН-01–12 (ФР.1.31.2015.21310) Методика количественного хроматографического анализа. Определение содержания фурановых производных и антиокислительной присадки ионол в энергетических маслах методом газожидкостной хроматографии // Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений : официальный сайт. 2012. URL: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/16/items/282867 (дата обращения: 12. 07. 2023).

21. РД 34.43.105–89 Методические указания по эксплуатации трансформаторных масел. М.: Союзтехэнерго, 1989. 55 с.

22. РД 34.43.208–95 Методика количественного химического анализа. Определение содержания присадок в энергетических маслах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии / ГОСТ Ассистент [сайт]. URL: https://gostassistent.ru/doc/96ec71bc-6ea0–48c4–9aea-532180a8b8fb?ysclid = lv0s64qyjy892166770 (дата обращения: 12. 07. 2023).

23. РД 34.43.209–97 Экспресс-метод определения антиокислительной присадки (ионола) в свежих и эксплуатационных турбинных маслах / ГОСТ Ассистент [сайт]. URL: https://gostassistent.ru/doc/d6ba1319–0189–4f49–8fac-bee713604da9 (дата обращения: 12. 07. 2023).

24. РД 34.51.304–94 Методические рекомендации по применению в энергосистемах тонкослойной хроматографии для оценки остаточного ресурса твердой изоляции по наличию фурановых соединений в трансформаторном масле / ГОСТ Ассистент [сайт]. URL: https://gostassistent.ru/doc/51059de2–5b4b-4e27-aa2a-972eda14b190 (дата обращения: 12. 07. 2023).

25. СТО 56947007–29.180.010.008-2008 Методические указания по определению содержания ионола в трансформаторных маслах методом газовой хроматографии / Межрегиональная группа компаний «Информпроект» [сайт]. URL: https://www.iprosoft.ru/docs/?nd=1200088700&r=818400001 (дата обращения: 12. 07. 2023).

26. СТО 56947007–29.180.010.009-2008 Методические указания по определению содержания фурановых производных в трансформаторных маслах методом газовой хроматографии / Электронный фонд актуальных правовых и нормативно-технических документов [сайт]. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200088699 (дата обращения: 12. 07. 2023).

27. СТО 70238424.27.100.053-2013 Стандарт организации. Энергетические масла и маслохозяйства электрических станций и сетей организация эксплуатации и технического обслуживания нормы и требования. М.: Инвэл, 2013. 159 с.

28. ФР.1.31.2008.04635 Методика выполнения измерения массовой доли производных фурана: 5-гидроксиметилфурфурола, фурфурола, 2-ацетилфурана, 5-метилфурфурола и ингибитора окисления «Агидол-1» («Ионол») в энергетических электроизоляционных маслах методом ВЭЖХ // Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений : официальный сайт. URL: https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/16/items/291179 (дата обращения: 12. 07. 2023).