Oszacowanie zawartości wilgoci w impregnowanym olejem izolacyjnym preszpanie na podstawie pomiarów konduktywności stałoprądowej

• Autorzy: Zhukowski P. , Subocz J. , Szrot M. , Kołtunowicz T. N. , Gutten M. , Sebok M.

Warianty tytułu

EN

The assessment of moisture content in pressboard impregnated with transformer oil on the base of DC conductivity measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zależności stałoprądowej konduktywności zawilgoconego impregnowanego olejem izolacyjnym preszpanu elektrotechnicznego od stopnia zawilgocenia i temperatury próbek. Ustalono, że przewodność odbywa się na drodze tunelowania elektronów pomiędzy studniami potencjału wytworzonymi przez molekuły wody umieszczone w strukturze celulozy. Opracowano nowy sposób określenia zawartości wilgoci w impregnowanym olejem izolacyjnym preszpanie elektrotechnicznym na podstawie pomiarów konduktywności stałoprądowej i temperatury izolacji.

EN

The paper presents measurements of time dependencies of current intensity in pressboard impregnated with transformer oil at various moisture content. The measurements were taken at the electric field intensity equal to 10 V/m. Values of the DC conductivity for various moisture content at the measurement temperature 297 K and 318 K were estimated on the base of the current intensity values after longer periods of the current flow. Analysis of the dependency of the DC conductivity on the distance between water molecules, related to moisture content, led to the conclusion that the conductivity of moist pressboard impregnated with insulating oil was based on electrons tunneling between the closest water molecules – the so called hopping conductivity. On the base of the hopping conductivity formula, obtained from approximation of the experimental results, there was calculated a nomogram containing dependencies of the DC conductivity on the moisture content for the temperatures from 278 K to 348 K, with a 5 K step, which is the range of power transformer operation temperatures. The nomogram is the base of the new way of assessing the moisture content in electrotechnical pressboard impregnated with insulating oil, which allows estimation of moisture contents with measurements of DC conductivity and insulation temperature.

Słowa kluczowe

PL

preszpan elektrotechniczny; zawartość wilgoci; konduktywność stałoprądowa; studnie potencjału; skokowa wymiana elektronów; temperatura izolacji

EN

pressboard; moisture content; DC conductivity; potential wells; hopping electron exchange; insulation temperature

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 59, nr 2
• Strony: 137--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Zhukowski P.

• Politechnika Lubelska, Katedra Urządzeń Elektrycznych i Techniki Wysokich Napięć, ul. Nadbystrzycka 38a, 20-618 Lublin

autor

Subocz J.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Katedra Elektrotechnologii i Diagnostyki, ul. Sikorskiego 37, 70-313 Szczecin

autor

Szrot M.

• ENERGO-COMPLEX Sp. z o. o., ul. Lotników 9, 41-949 Piekary Śląskie

autor

Kołtunowicz T. N.

• Politechnika Lubelska, Katedra Urządzeń Elektrycznych i Techniki Wysokich Napięć, ul. Nadbystrzycka 38a, 20-618 Lublin

autor

Gutten M.

• Zilinski Uniwersytet w Zilinie, Katedra Miernictwa i Elektrotechniki Stosowanej, ul. Univerzitna 1, 01026 Zilina, Słowacja

autor

Sebok M.

• Zilinski Uniwersytet w Zilinie, Katedra Miernictwa i Elektrotechniki Stosowanej, ul. Univerzitna 1, 01026 Zilina, Słowacja

Bibliografia

• [1] Oommen T. V .: Moisture Equilibrium in Paper Oil Systems. Proceedings of the 16th Electrical/Electronics Insulation Conference. Chicago, October 3-6, 1983.
• [2] Facilites Instructions, Standards and Techniques. Vol. 3-31, Transformer Diagnostics. US Department of The Interior Bureau of Reclamation, 2003.
• [3] Csepes G., Hamos I., Brooks R., Karius V.: Practical foundations of the RVM (recovery voltage method for oil/paper insulation diagnosis). In Proc. Ann. Rep. Conf. Elect. Insulation Dielectric Phenomena, vol. 1, Atlanta, USA, 1998, p. 345-355.
• [4] Saha T.: Review of Time-Domain Polarization Measurements for Assessing Insulation Condition in Aged Transformers. IEEE Trans. on Power Delivery, 18 No. 4, 2003, p. 1293-1300.
• [5] Zaengl W. S.: Applications of Dielectric Spectroscopy in Time and Frequency Domain for HV Power Equipment, IEEE Electrical Insul. Magazine, 19 No. 6, 2003, p. 9-22.
• [6] Leibfried T., Kachler A. J.: Insulation Diagnostics on Power Transformers using the Polarisation and Depolarisation Current (PDC) Analysis. Procc. of the 2002 IEEE International Symposium on Electrical Insulation, Boston, MA USA, April 7-10, 2002, p. 170-173.
• [7] Subocz J.: Eksploatacyjne pomiary PDC w izolacji transformatorów. Przegląd Elektrotechniczny, Konferencje, 81 nr 1k, 2005, s. 261-264.
• [8] Saha T. K., Purkait P.: Investigation of Polarization and Depolarization Current Measurements for the Assessment of Oil-paper Insulation of Aged Transformers. IEEE Trans. on Diel. Electr. Insulation, 11 No. 1, 2004, p. 144-154.
• [9] Blennow J., and all.: Field Experiences With Measurements of Dielectric Response in Frequency Domain for Power Transformer Diagnostics. IEEE Trans. Pow. Deliv., 21, 2006, p. 681-688.
• [10] Kumar A. R., Kumar C. H. S., Rajan J. S., Singh K. P.: Characteristics of paper oil insulation by PDC/FDS method. International Conference on Power and Energy Systems (ICPS), Chennai, China, 22-24 December 2011.
• [11] Szrot M., Subocz J.: Diagnostyka zawilgocenia transformatorów z zastosowaniem pomiaru „RVM+PDC”. Pomiary Automatyka Kontrola, 54 nr 11, 2008, s. 777-779.
• [12] Szrot M., Subocz J.: Szacowanie zawilgocenia izolacji papierowo-olejowej o zaawansowanym procesie starzenia. Przegląd Elektrotechniczny, 86 nr 11b, 2010, s. 170-173.
• [13] Subocz J.: Procesy dielektryczne w preszpanie o dużym zawilgoceniu. Przegląd Elektrotechniczny, 86 nr 11b, 2010, s. 146-149.
• [14] Subocz J.: Przewodnictwo i relaksacja dielektryczna warstwowych układów izolacyjnych. Wydawnictwo ZUT, Szczecin, 2012.
• [15] Mott N. F., Davis E. A.: Electron Processes in Non-Crystalline Materials. Claredon Press. Oxford, 1979.
• [16] Żukowski P., Koltunowicz T., Partyka J., Wegierek P., Komarov F.F., Mironov A.M., Butkievith N., Freik D.: Dielectric Properties and Model of Hopping Conductivity of GaAs Irradiated by H+ Ions, Vacuum, 81, 2007, p. 1137-1140.
• [17] Żukowski P., Kołtunowicz T., Partyka J., Węgierek P., Kolasik M., Larkin A.V., Fedotova J.A., Fedotov A.K., Komarov F.F., Vlasukova L.A.: Model przewodności skokowej i jego weryfikacja dla nanostruktur wytwarzanych technikami jonowymi. Przegląd Elektrotechniczny, 84 No 3, 2008, p. 247-249.
• [18] Zhukowski P., Kołtunowicz T. N., Fedotova J. A., Larkin A. V.: An effect of annealing on electric properties of nanocomposites (CoFeZr)x(Al2O3)1-x produced by magnetron sputtering in the atmosphere of argon and oxygen beyond the percolation threshold. Przegląd Elektrotechniczny, 86 No 7, (2010), p. 157-159.
• [19] Shklovsky B.I . , Efros A. L. : Elecronic properties of doped semiconductors. Springer-Verlag, Berlin, 1984.
• [20] Ravich Yu. I., Nemov S. A.: Hopping conduction via strongly localized impurity states of indium in PbTe and its solid solutions. Semiconductors, 36 No 1, 2002, p. 1-20.