Мас-спектрометрія: Революція у діагностиці стану трансформаторів

Вчені з Інституту фізики Міністерства науки та освіти Азербайджану здійснили унікальне дослідження, яке докорінно змінює підходи до діагностики технічного стану електроенергетичного обладнання. Використовуючи передові методи мас-спектрометрії з індуктивно зв'язаною плазмою (ICP-MS), дослідники створили революційний метод раннього виявлення потенційних несправностей у трансформаторах.

Трансформатори є критично важливими компонентами будь-якої електроенергетичної системи. Від їхньої справності залежить стабільність електропостачання цілих регіонів. Традиційні методи діагностики мають суттєві обмеження, оскільки дозволяють виявити проблему лише після її значного розвитку. Натомість запропонований науковцями метод дає змогу передбачати потенційні несправності на ранніх стадіях.

Ключова innovative технологія дослідження полягає у детальному аналізі трансформаторної оливи. Вчені довели, що склад та хімічні параметри оливи можуть розповісти набагато більше про стан обладнання, ніж традиційні випробування. Зокрема, вони встановили чіткі кореляційні зв'язки між концентраціями різних металів, газів та фізико-хімічними показниками оливи.

Дослідження показало, що підвищена концентрація міді може вказувати на проблеми з обмотками трансформатора, значна кількість заліза — на потенційні пошкодження сердечника або корпусу, а присутність свинцю — на можливі несправності в паяних з'єднаннях. Особливо важливим виявився вплив вологи: її підвищений вміст безпосередньо корелює зі зниженням діелектричної міцності оливи.

Науковці використали мас-спектрометр Agilent Technologies 7700e, який дозволяє визначати концентрації елементів на надзвичайно низькому рівні — до нанограмів на літр. Це дає унікальну можливість виявляти найменші зміни в складі оливи задовго до появи видимих пошкоджень обладнання.

Серед ключових висновків дослідження — встановлення чітких залежностей між різними параметрами. Наприклад, виявлено, що збільшення кислотності оливи призводить до експоненційного зростання концентрацій міді та заліза. Гази, такі як CO2 та CO, мають значний вплив на процеси деградації ізоляційних матеріалів.

Практичне значення роботи важко переоцінити. Запропонована методика дозволяє:

• Передбачати потенційні несправності трансформаторів
• Планувати профілактичні ремонти
• Уникати аварійних відключень
• Подовжувати термін служби електрообладнання
• Суттєво знижувати витрати на непередбачені ремонти

Дослідження проводилося групою вчених під керівництвом професора Т.К. Нурубейлі в Інституті фізики Міністерства науки та освіти Азербайджану. До роботи були залучені А.М. Хашимов, Н.Е. Імамвердієв та Г.Н. Мамедова — провідні фахівці у сфері технічної діагностики та спектрального аналізу.