RU2735627C1 - Method of determining degree of polymerisation of transformer paper insulation - Google Patents

Method of determining degree of polymerisation of transformer paper insulation Download PDF

Info

Publication number
RU2735627C1
RU2735627C1 RU2019145719A RU2019145719A RU2735627C1 RU 2735627 C1 RU2735627 C1 RU 2735627C1 RU 2019145719 A RU2019145719 A RU 2019145719A RU 2019145719 A RU2019145719 A RU 2019145719A RU 2735627 C1 RU2735627 C1 RU 2735627C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
paper insulation
radiation
transformer
determining
spectrum
Prior art date
Application number
RU2019145719A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Айдар Хайдарович Сабитов
Владимир Константинович Козлов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Сакоса"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Сакоса" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Сакоса"
Priority to RU2019145719A priority Critical patent/RU2735627C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2735627C1 publication Critical patent/RU2735627C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/12—Insulating of windings

Landscapes

  • Power Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: method of determining quality of paper insulation consists in determining degree of polymerisation (DP) using reflection coefficients of radiation of paper insulation. Position of the maximum in the spectrum of the reflection coefficient of radiation of paper insulation in the wavelength range of 400÷800 nm is determined for paper insulation with different values of DP and the DP are determined from the obtained DP relationship from the position of the maxima in the spectrum of the radiation reflection coefficient of paper insulation.EFFECT: technical result is providing nondestructive quality control of paper insulation of a transformer with a wide range of measured values and high accuracy of measuring DP.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике диагностирования маслонаполненного электрооборудования, в частности, к контролю качества бумажно-масляной изоляции трансформатора.The invention relates to a technique for diagnosing oil-filled electrical equipment, in particular, to quality control of oil-paper insulation of a transformer.

Известен химический способ определения степени полимеризации (СП), который заключается в определении характеристической вязкости целлюлозы используя раствор кадмийэтилендиаминового комплекса (кадоксен) на основании которой рассчитывают СП. Однако использование данного способа приводит к повреждениям бумажной изоляции трансформатора. Этот способ трудоемкий, требует приготовления раствора кадоксена, отбора проб изоляции и определения характеристической вязкости [1].Known chemical method for determining the degree of polymerization (DP), which consists in determining the intrinsic viscosity of cellulose using a solution of cadmium ethylenediamine complex (cadoxen) on the basis of which the DP is calculated. However, using this method leads to damage to the paper insulation of the transformer. This method is laborious and requires preparation of a cadoxen solution, sampling of insulation, and determination of intrinsic viscosity [1].

Известен так же способ контроля качества бумажной изоляции трансформатора, заключающийся в установлении корреляционной зависимости координат цветности x и y от ее СП. Определяя координаты цветности x и y целлюлозной изоляции, определяют СП [2].There is also known a method for monitoring the quality of paper insulation of a transformer, which consists in establishing the correlation dependence of the chromaticity coordinates x and y on its SP. Determining the chromaticity coordinates x and y of cellulose insulation, determine SP [2].

Недостатком данного способа является малый динамический диапазон измеряемых величин координат цветности и точность определения СП.The disadvantage of this method is the small dynamic range of the measured values of the chromaticity coordinates and the accuracy of determining the SP.

Известен так же способ контроля технического состояния высоковольтного маслонаполненного электроэнергетического оборудования, заключающийся в определении СП с использованием калибровочного графика зависимости СП от коэффициента отражения излучения на длине волны 1742 см-1 [3].There is also known a method for monitoring the technical condition of high-voltage oil-filled electric power equipment, which consists in determining the DP using a calibration graph of the dependence of the DP on the reflection coefficient of radiation at a wavelength of 1742 cm -1 [3].

Недостатком данного способа является использование диапазона дальней инфракрасной области, практическая реализация которого на трансформаторном оборудовании трудно осуществима.The disadvantage of this method is the use of the far infrared range, the practical implementation of which is difficult to implement on transformer equipment.

Наиболее близким к заявляемому способу по максимальному количеству сходных признаков является способ определении СП с использованием калибровочного графика зависимости СП от коэффициентов отражения излучения бумажной изоляции на длинах волн в видимой области спектра 650÷655 нм [4].The closest to the claimed method in terms of the maximum number of similar features is the method for determining the DP using a calibration graph of the dependence of the DP on the reflection coefficients of the radiation of paper insulation at wavelengths in the visible range of the spectrum 650 ÷ 655 nm [4].

Недостатком данного способа является узкий диапазон измеряемых величин коэффициентов отражения и точность определения СП, так как измеряются абсолютные значения коэффициентов отражения, которые зависят от характеристик трансформаторного масла.The disadvantage of this method is the narrow range of the measured values of the reflection coefficients and the accuracy of determining the DP, since the absolute values of the reflection coefficients are measured, which depend on the characteristics of the transformer oil.

В основу изобретения положена задача создания способа неразрушающего контроля качества бумажной изоляции трансформатора с широким диапазоном измеряемых величин и повышенной точностью измерения СП.The basis of the invention is the problem of creating a method for non-destructive quality control of paper insulation of a transformer with a wide range of measured values and increased measurement accuracy of SP.

Технический результат достигается тем, что в способе неразрушающего контроля качества бумажной изоляции трансформатора по которому оценку качества производят путем анализа совокупности свойств, используя методы неразрушающего контроля, а показатель качества вычисляют в зависимости от положения максимума в спектре отражения излучения бумажной изоляции в области длин волн 400÷800 нм. Положение максимума в спектре отражения не зависит от пропитывающего её трансформаторного масла, так как является относительной величиной.The technical result is achieved by the fact that in the method of non-destructive quality control of paper insulation of a transformer, according to which the quality is assessed by analyzing a set of properties using non-destructive testing methods, and the quality indicator is calculated depending on the position of the maximum in the reflection spectrum of paper insulation in the wavelength range of 400 h 800 nm. The position of the maximum in the reflection spectrum does not depend on the transformer oil impregnating it, since it is a relative value.

Использование метода неразрушающего контроля позволяет проводить измерения коэффициента отражения в широком диапазоне, что позволит повысить точность способа.The use of the non-destructive testing method makes it possible to measure the reflection coefficient in a wide range, which will improve the accuracy of the method.

Определение СП в зависимости от коэффициента отражения бумажной изоляции трансформатора на длинах волн 400÷800 нм в видимой области спектра позволяет автоматизировать расчеты. Это обеспечивается за счет использования специальных алгоритмов.Determination of the SP depending on the reflection coefficient of the paper insulation of the transformer at wavelengths of 400 ÷ 800 nm in the visible region of the spectrum makes it possible to automate the calculations. This is achieved through the use of special algorithms.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1.The essence of the invention is illustrated in Fig. 1.

На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа контроля качества бумажной изоляции трансформатора, где, 1 - корпус трансформатора, 2 - обмотка трансформатора, 3 - оптико-волоконные кабели, 4 - источник излучения, 5 - приемник излучения.Figure 1 shows a diagram of a device for implementing a method for monitoring the quality of paper insulation of a transformer, where, 1 - transformer housing, 2 - transformer winding, 3 - fiber-optic cables, 4 - radiation source, 5 - radiation receiver.

Способ контроля качества бумажной изоляции трансформатора осуществляется следующим образом.The way to control the quality of paper insulation of a transformer is as follows.

К верхней части обмотки трансформатора 2 подводят оптико-волоконные кабели 3, один из которых предназначен для освещения участка бумажной изоляции с помощью источника излучения 4, другой для осуществления передачи отраженного излучения от бумажной изоляции на приемник 5, которым осуществляется регистрация отраженного излучения.Fiber-optic cables 3 are fed to the upper part of the winding of the transformer 2, one of which is designed to illuminate a section of paper insulation using a radiation source 4, the other for transferring reflected radiation from the paper insulation to the receiver 5, which records the reflected radiation.

В качестве метода неразрушающего контроля применено определение коэффициента отражения излучения от бумажной изоляции на определенных длинах волн. Для контроля качества бумажной изоляции используются длины волн 400÷800 нм, на которых определяется коэффициент отражения R 400÷800. Значение R 400÷800 определяется как отношения значений интенсивности излучения от источника излучения 4 - I ИЗЛ400÷800 и интенсивности отраженного излучения от бумажной изоляции трансформатора I ОТР400÷800.Determination of the reflection coefficient of radiation from paper insulation at certain wavelengths was used as a method of non-destructive testing. To control the quality of paper insulation, wavelengths of 400 ÷ 800 nm are used, at which the reflection coefficient R 400 ÷ 800 is determined. The value of R 400 ÷ 800 is defined as the ratio of the values of the radiation intensity from the radiation source 4 - I IZL400 ÷ 800 and the intensity of the reflected radiation from the paper insulation of the transformer I OTR400 ÷ 800 .

Figure 00000001
Figure 00000001

На фиг. 2 приведены зависимости коэффициентов отражения трансформаторной бумаги с различными значениями СП.FIG. 2 shows the dependences of the reflection coefficients of transformer paper with different values of SP.

Положение максимумов в спектре коэффициента отражения зависит только от СП бумаги и приведена на фиг. 3, где СП определяется функцией СП = f(R 400÷800).The position of the maxima in the reflectance spectrum depends only on the SP of the paper and is shown in Fig. 3, where SP is determined by the function SP = f ( R 400 ÷ 800 ).

Подставляя значение R 400÷800 в установленную функцию СП = f(R 400÷800) определяем СП целлюлозной изоляции трансформатора.Substituting the value of R 400 ÷ 800 into the established function SP = f ( R 400 ÷ 800 ), we determine the SP of the cellulose insulation of the transformer.

Использование предлагаемого способа не требует больших материальных затрат, а его реализация проста в эксплуатации, поскольку использует длину волны отражения в видимой области спектра, что существенно снижает затраты на практическую реализацию способа.The use of the proposed method does not require large material costs, and its implementation is easy to operate, since it uses the reflection wavelength in the visible region of the spectrum, which significantly reduces the cost of practical implementation of the method.

Библиографический списокBibliographic list

1. ГОСТ 25438-82 Целлюлоза для химической переработки. Методы определения характеристической вязкости. Государственный комитет СССР по стандартам. г.Москва.1. GOST 25438-82 Cellulose for chemical processing. Methods for determining intrinsic viscosity. USSR State Committee for Standards. Moscow.

2. RU 2392684, кл. H 01 F 41/12, 2010.2. RU 2392684, cl. H 01 F 41/12, 2010.

3. RU 2420822 кл. H 01 F 41/12, 2011.3. RU 2420822 cl. H 01 F 41/12, 2011.

4. RU 2535874 кл. H01F 41/00 2013.4. RU 2535874 cl. H01F 41/00 2013.

Claims (1)

Способ определения качества бумажной изоляции, заключающийся в определении степени полимеризации (СП) с использованием коэффициентов отражения излучения бумажной изоляции, отличающийся тем, что определяют положение максимума в спектре коэффициента отражения излучения бумажной изоляции в области длин волн 400-800 нм для бумажной изоляции с различными значениями СП и определяют СП по полученной зависимости СП от положения максимумов в спектре коэффициента отражения излучения бумажной изоляции.A method for determining the quality of paper insulation, which consists in determining the degree of polymerization (DP) using the reflection coefficients of the radiation of paper insulation, characterized in that the position of the maximum in the spectrum of the reflectance of the radiation of paper insulation in the wavelength range of 400-800 nm for paper insulation with different values is determined SP and determine SP according to the obtained dependence of SP on the position of the maxima in the spectrum of the reflection coefficient of radiation of paper insulation.
RU2019145719A 2019-12-30 2019-12-30 Method of determining degree of polymerisation of transformer paper insulation RU2735627C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145719A RU2735627C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of determining degree of polymerisation of transformer paper insulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145719A RU2735627C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of determining degree of polymerisation of transformer paper insulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2735627C1 true RU2735627C1 (en) 2020-11-05

Family

ID=73398427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019145719A RU2735627C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of determining degree of polymerisation of transformer paper insulation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2735627C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774228A (en) * 1996-06-28 1998-06-30 Hitachi, Ltd. Deterioration diagnosis method and device of electrical machine and apparatus
JP2002015929A (en) * 2000-06-28 2002-01-18 Hitachi Ltd Deterioration diagnosing device of oil-immersed electrical apparatus
RU2420822C1 (en) * 2010-06-07 2011-06-10 Владимир Константинович Козлов Non-destructive testing method of quality of paper insulation of transformer
RU2535874C2 (en) * 2013-02-26 2014-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Сакоса" Method to determine quality of paper insulation of transformer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5774228A (en) * 1996-06-28 1998-06-30 Hitachi, Ltd. Deterioration diagnosis method and device of electrical machine and apparatus
JP2002015929A (en) * 2000-06-28 2002-01-18 Hitachi Ltd Deterioration diagnosing device of oil-immersed electrical apparatus
RU2420822C1 (en) * 2010-06-07 2011-06-10 Владимир Константинович Козлов Non-destructive testing method of quality of paper insulation of transformer
RU2535874C2 (en) * 2013-02-26 2014-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Сакоса" Method to determine quality of paper insulation of transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ohki et al. Precise location of the excessive temperature points in polymer insulated cables
KR101739628B1 (en) Apparatus and method for analyzing a semiconductor wafer by using a terahertz wave
RU2420822C1 (en) Non-destructive testing method of quality of paper insulation of transformer
US6819121B1 (en) Method and apparatus for measurement of concrete cure status
RU2735627C1 (en) Method of determining degree of polymerisation of transformer paper insulation
RU2548064C1 (en) Method to measure dielectric permeability of materials and device for its realisation
RU2491562C1 (en) Method for testing of cable product insulation
AU2018250311B2 (en) Reflectometry devices and methods for detecting pipe defects
JP2016183914A (en) Wire coating deterioration detection device and wire coating deterioration detection method
RU2535874C2 (en) Method to determine quality of paper insulation of transformer
US11815484B2 (en) Device for measuring complex dielectric permittivity of a material-under-test, measuring device for multiple reflections of time-domain signals of a complex dielectric and measuring method thereof
CN108535612A (en) SF6 insulating sleeve Insulation monitoring database construction methods and its detection method, device
JP7363824B2 (en) Optical pulse testing device and optical pulse testing method
Werelius et al. Measurement considerations using SFRA for condition assessment of Power Transformers
Alves et al. A Non-destructive Inspection of Anchor Rods based on Frequency Domain Reflectometry
AU2016203810B1 (en) A transformer and method of manufacture
Lin et al. New Transmission Line Setup and Improved TDR Dielectric Spectroscopy Based on Reflection-Decoupled Ratio Method
Menon et al. Correlation of acoustic emission method and electrical method for detection of partial discharges in transformers
KR20190036279A (en) Method and apparatus for measuring dielectric property of material using open ended coaxial probe
Akhter et al. Online monitoring of moving objects on conveyor belts using RF time domain imaging technique
Münster et al. Development of a novel optical sensor for condition assessment of insulating paper in transformers
US11887753B1 (en) Systems and methods for assessing cable insulation
Godinho et al. Development and validation of a multivariate calibration method for determining interfacial tension of transformers insulating oils by near infrared spectroscopy
Sutton Determining cables metrics using 3D ultrasonic scanning
Sawatdimongkol et al. Frequency Domain Spectroscopy Analysis of the Water Tree XLPE Cable