विघटित गैस विश्लेषण
घुलित गैस विश्लेषण (डीजीए) विद्युत ट्रांसफार्मर का तेल प्रदूषकों की एक परीक्षा है।[1] विद्युत् के उपकरणों के अंदर इन्सुलेट पदार्थ गैसों को मुक्त करती है क्योंकि वे समय के साथ धीरे-धीरे टूट जाती हैं। इन घुलनशीलता गैसों की संरचना और वितरण गिरावट के प्रभावों के संकेतक हैं, जैसे पायरोलिसिस या आंशिक निर्वहन, और गैस उत्पादन की दर गंभीरता को इंगित करती है।[2] डीजीए निवारक रखरखाव कार्य के लिए लाभान्वित है।
एक तेल-रोधित ट्रांसफार्मर में गैसों के संग्रह और विश्लेषण पर 1928 की प्रारंभिक में चर्चा की गई थी।[3] As of 2018[update], ट्रांसफॉर्मर फॉल्ट गैसों के विश्लेषण में कई वर्षों के अनुभवजन्य और सैद्धांतिक अध्ययन किए गए हैं।
डीजीए में सामान्यतः तेल का नमूना लेना और नमूने को विश्लेषण के लिए प्रयोगशाला में भेजना सम्मिलित होता है। मोबाइल डीजीए इकाइयों को साइट पर भी ले जाया और उपयोग किया जा सकता है; कुछ इकाइयों को सीधे ट्रांसफॉर्मर से जोड़ा जा सकता है। विद्युत उपकरणों की ऑनलाइन अवलोकन समार्ट ग्रिड का एक अभिन्न अंग है।
तेल
बड़े विद्युत् ट्रांसफार्मर तेल से भरे होते हैं जो ट्रांसफार्मर वाइंडिंग को ठंडा और इन्सुलेट करते हैं। बाहरी ट्रांसफार्मर में खनिज तेल सबसे समान्य प्रकार है; आग प्रतिरोधी तरल पदार्थों में पॉलीक्लोरिनेटेड बाइफिनाइल्स (पीसीबी) और सिलिकॉन भी सम्मिलित हैं। [4]
इन्सुलेट तरल आंतरिक घटकों के संपर्क में है। ट्रांसफार्मर के अंदर सामान्य और असामान्य घटनाओं से बनने वाली गैसें तेल में घुल जाती हैं। मात्रा, प्रकार, अनुपात, और भंग गैसों के उत्पादन की दर का विश्लेषण करके, बहुत अधिक नैदानिक जानकारी एकत्र की जा सकती है। चूँकि ये गैसें ट्रांसफॉर्मर की खराबी (प्रौद्योगिकी) को प्रकट कर सकती हैं, इसलिए इन्हें फॉल्ट गैसों के रूप में जाना जाता है। गैसों का उत्पादन ऑक्सीकरण, वाष्पीकरण, इन्सुलेशन अपघटन, तेल के टूटने और इलेक्ट्रोलाइटिक क्रिया द्वारा किया जाता है।
नमूनाकरण
ऑयल सैंपल ट्यूब
एक ऑयल सैंपल ट्यूब का उपयोग ट्रांसफॉर्मर ऑयल के सैंपल को उसी स्थिति में खींचने, बनाए रखने और ट्रांसपोर्ट करने के लिए किया जाता है, क्योंकि यह एक ट्रांसफॉर्मर के अंदर होता है, जिसमें सभी फॉल्ट गैसें घुल जाती हैं।
यह 150 मिली या 250 मिली क्षमता की गैस टाइट बोरोसिल ग्लास ट्यूब है, जिसके दोनों सिरों पर दो एयरटाइट टेफ्लान वाल्व होते हैं। इन वॉल्वों के आउटलेट में एक स्क्रू थ्रेड दिया गया है जो ट्रांसफॉर्मर से नमूना लेते समय सिंथेटिक ट्यूबों के सुविधाजनक कनेक्शन में सहायता करता है। इसके अतिरिक्त, यह प्रावधान वातावरण के किसी भी कठिन परिस्थिति के बिना तेल को एकाधिक गैस निकालने वाला के सैंपल ऑयल ब्यूरेट में स्थानांतरित करने में उपयोगी है जिससे इसकी सभी घुलित और विकसित दोष गैसों की पदार्थ बनी रहती है।
इसकी नमी की मात्रा का परीक्षण करने के लिए नमूना तेल निकालने के लिए ट्यूब के एक ओर एक पट की व्यवस्था है।
थर्मो फोम बक्से का उपयोग सूर्य के प्रकाश के संपर्क के बिना उपरोक्त तेल नमूना ट्यूबों को परिवहन के लिए किया जाता है
ग्लास सिरिंज
तेल सीरिंज एक ट्रांसफार्मर से तेल का नमूना प्राप्त करने का एक और साधन है। सीरिंज की मात्रा की एक बड़ी सीमा होती है किन्तु सामान्यतः 50 मिली सीमा में पाई जा सकती है। सिरिंज की गुणवत्ता और सफाई महत्वपूर्ण है क्योंकि यह विश्लेषण से पहले नमूने की अखंडता को बनाए रखता है।
निष्कर्षण
डीजीए विधि में तेल से गैसों को निकालना या अलग करना और उन्हें गैस क्रोमैटोग्राफ (जीसी) में इंजेक्ट करना सम्मिलित है। गैस सांद्रता का पता लगाने में सामान्यतः लौ आयनीकरण सूचक (एफआईडी) और तापीय चालकता सूचक (टीसीडी) का उपयोग सम्मिलित होता है। अधिकांश प्रणालियाँ एक मेथेनाइज़र का भी उपयोग करती हैं, जो किसी भी कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड को मीथेन में परिवर्तित करता है जिससे इसे जलाया जा सके और एफआईडी पर इसका पता लगाया जा सकता है जो एक बहुत ही संवेदनशील सेंसर है।[5]
रैक विधि
मूल विधि अब एएसटीएम D3612A, की आवश्यकता है कि तेल से अधिकांश गैस को निकालने के लिए एक विस्तृत ग्लास-सील प्रणाली में तेल को एक उच्च वैक्यूम के अधीन किया जाए। पारा पिस्टन के साथ वैक्यूम को तोड़कर गैस को तब एकत्र किया गया और स्नातक की उपाधि प्राप्त ट्यूब में मापा गया। गैस-तंग सिरिंज के साथ एक सेप्टम के माध्यम से स्नातक किए गए स्तम्भ से गैस को हटा दिया गया और तुरंत जीसी में इंजेक्ट किया गया।
मल्टी स्टेज गैस एक्सट्रैक्टर
मल्टी स्टेज गैस एक्सट्रैक्टर ट्रांसफॉर्मर तेल के नमूने के लिए एक उपकरण है। 2004 के समय केंद्रीय विद्युत अनुसंधान संस्थान, बैंगलोर, भारत ने एक नई विधि की प्रारंभिक की जिसमें ट्रांसफॉर्मर तेल का एक ही नमूना पर्यावरण के तापमान पर कई बार वैक्यूम में उजागर किया जा सकता है, जब तक कि निकाले गए गैसों की मात्रा में कोई वृद्धि न हो इस विधि को दक्षिण लैब एजेंसियों, बैंगलोर द्वारा ट्रांसफॉर्मर ऑयल मल्टी स्टेज गैस एक्सट्रैक्टर प्रदान करने के लिए विकसित किया गया था। यह विधि एएसटीएम डी 3612ए का एक उन्नत संस्करण है, जो एकल निष्कर्षण के अतिरिक्त एकाधिक निष्कर्षण करती है और टॉपलर सिद्धांत पर आधारित है।
इस उपकरण में नमूना तेल की एक निश्चित मात्रा सीधे नमूना ट्यूब से वैक्यूम के तहत एक डी गैसिंग पोत में खींची जाती है, जहां गैसों को छोड़ दिया जाता है। वायुमंडलीय दबाव पर इसकी मात्रा को मापने के लिए पारा (तत्व) पिस्टन का उपयोग करके इन गैसों को अलग किया जाता है और बाद में गैस-तंग सिरिंज का उपयोग करके गैस क्रोमैटोग्राफ में स्थानांतरित किया जाता है।
एक उपकरण, बहुत समान डिजाइन में और सैद्धांतिक रूप से वैक्यूम और टॉपलर पंप का उपयोग करके कई गैस निष्कर्षण प्रदान करता है, सिडनी (ऑस्ट्रेलिया) में 30 से अधिक वर्षों से सेवा में है। प्रणाली विद्युत् और उपकरण ट्रांसफार्मर के साथ-साथ केबल तेलों के लिए उपयोग में है।
हेड स्पेस एक्सट्रैक्शन
एएसटीएम डी 3612-सी में हेड स्पेस एक्सट्रैक्शन की व्याख्या की गई है। गैसों का निष्कर्षण एक मोहरबंद शीशी के 'हेड स्पेस' में गैसों को छोड़ने के लिए तेल को उत्तेजित और गर्म करके प्राप्त किया जाता है। एक बार गैसों को निकालने के बाद उन्हें गैस क्रोमैटोग्राफ में भेजा जाता है।
विशिष्ट विधि उपस्थित हैं जैसे कि हेडस्पेस सॉप्टिव एक्सट्रैक्शन (एचएसएसई) या स्टिर बार सॉप्टिव एक्सट्रैक्शन (एसबीएसई)।[6]
विश्लेषण
जब ट्रांसफार्मर में गैसिंग होती है तो कई गैसें बनती हैं। पर्याप्त उपयोगी जानकारी नौ गैसों से प्राप्त की जा सकती है इसलिए अतिरिक्त गैसों की सामान्यतः जांच नहीं की जाती है। जांच की गई नौ गैसें हैं:
- वायुमंडलीय गैसें: नाइट्रोजन और ऑक्सीजन
- कार्बन के ऑक्साइड: कार्बन मोनोआक्साइड और कार्बन डाईऑक्साइड
- हाइड्रोकार्बन: एसिटिलीन, ईथीलीन, मीथेन और एटैन
- हाइड्रोजन
सैंपल ऑयल से निकाली गई गैसों को गैस क्रोमैटोग्राफ में इंजेक्ट किया जाता है, जहां स्तम्भ गैसों को अलग करते हैं। गैसों को क्रोमैटोग्राफी में इंजेक्ट किया जाता है और एक स्तम्भ के माध्यम से ले जाया जाता है। स्तंभ चयनात्मक रूप से नमूना गैसों को मंद कर देता है और उनकी पहचान की जाती है क्योंकि वे अलग-अलग समय पर एक सूचक से आगे बढ़ते हैं। सूचक संकेत बनाम समय के प्लॉट को क्रोमैटोग्राफी कहा जाता है।
वायुमंडलीय गैसों के लिए तापीय चालकता सूचक द्वारा पृथक गैसों का पता लगाया जाता है, हाइड्रोकार्बन और कार्बन के ऑक्साइड के लिए ज्वाला आयनीकरण सूचक द्वारा मीथेनेटर का उपयोग कार्बन के ऑक्साइड को मीथेन में कम करके पता लगाने के लिए किया जाता है, जब वे बहुत कम सांद्रता में होते हैं।
दोषों के प्रकार
ठोस इन्सुलेशन अपघटन के उप-उत्पादों की उपस्थिति से थर्मल दोषों का पता लगाया जाता है। ठोस इन्सुलेशन सामान्यतः सेल्यूलोज पदार्थ से निर्मित होता है। ठोस इन्सुलेशन स्वाभाविक रूप से टूट जाता है किन्तु इन्सुलेशन का तापमान बढ़ने पर दर बढ़ जाती है। जब एक विद्युत दोष होता है तो यह ऊर्जा जारी करता है जो इन्सुलेट तरल पदार्थ के रासायनिक बंधनों को तोड़ता है। एक बार बंधन टूट जाने के बाद ये तत्व फॉल्ट गैसों को जल्दी से ठीक कर देते हैं। ऊर्जा और दर जिस पर गैसें बनती हैं, प्रत्येक गैस के लिए अलग-अलग होती हैं, जिससे विद्युत् के उपकरणों के अंदर होने वाली दोषपूर्ण गतिविधि को निर्धारित करने के लिए गैस डेटा की जांच की जा सकती है।
- ओवरहीटिंग वाइंडिंग सामान्यतः सेलूलोज़ इन्सुलेशन के थर्मल अपघटन की ओर ले जाती है। इस स्थिति में डीजीए परिणाम कार्बन ऑक्साइड (मोनोऑक्साइड और डाइऑक्साइड) की उच्च सांद्रता दिखाते हैं। चरम स्थिति में उच्च स्तर पर मीथेन और एथिलीन का पता लगाया जाता है।
- तेल के अधिक गर्म होने से तरल पदार्थ गर्म होकर टूटने लगते हैं और मीथेन, ईथेन और एथिलीन का निर्माण होता है।
- कोरोना एक आंशिक निर्वहन है और उन्नत हाइड्रोजन द्वारा डीजीए में पाया जाता है।
- विद्युत चाप एक ट्रांसफार्मर में सबसे गंभीर स्थिति है और एसिटिलीन के निम्न स्तर से भी संकेत मिलता है।
आवेदन
किसी विशेष ट्रांसफॉर्मर के लिए प्राप्त परिणामों की व्याख्या के लिए ईकाई की उम्र लोडिंग चक्र और तेल को छानने जैसे प्रमुख रखरखाव की तारीख का ज्ञान आवश्यक है। आईईसी मानक 60599 और एएनएसआई आईईईई मानक सी57.104 उपस्थित गैस की मात्रा और गैसों के जोड़े की मात्रा के अनुपात के आधार पर उपकरण की स्थिति के आकलन के लिए दिशा निर्देश देते हैं।[7]
नमूने लेने और उनका विश्लेषण करने के बाद डीजीए परिणामों के मूल्यांकन में पहला कदम प्रत्येक प्रमुख गैस के एकाग्रता स्तर (पीपीएम में) पर विचार करना है। समय के साथ प्रत्येक प्रमुख गैसों के मानो को रिकॉर्ड किया जाता है जिससे विभिन्न गैस सांद्रता के परिवर्तन की दर का मूल्यांकन किया जा सकता है प्रमुख गैस सांद्रता में कोई तेज वृद्धि ट्रांसफॉर्मर के अंदर एक संभावित समस्या का संकेत है।[8]
नैदानिक विधि के रूप में घुलित गैस विश्लेषण की कई सीमाएँ हैं। यह एक गलती को ठीक से स्थानीयकृत नहीं कर सकता है। यदि ट्रांसफार्मर को ताजा तेल से भर दिया गया है, तो परिणाम दोष का संकेत नहीं है।[7]
संदर्भ
- ↑ Herbert G. Erdman (ed.), Electrical insulating oils, ASTM International, 1988 ISBN 0-8031-1179-7, p. 108
- ↑ "मिनरल ऑयल इंसुलेटिंग फ्लूइड्स का डिसॉल्व्ड गैस विश्लेषण". Archived from the original on April 25, 2012. Retrieved November 2, 2011.
- ↑ Vahidi, Behrooz; Teymouri, Ashkan (2019), Vahidi, Behrooz; Teymouri, Ashkan (eds.), "Dissolved Gas Analysis (DGA)", Quality Confirmation Tests for Power Transformer Insulation Systems (in English), Cham: Springer International Publishing, pp. 65–73, doi:10.1007/978-3-030-19693-6_4, ISBN 978-3-030-19693-6, S2CID 191166554, retrieved 2022-06-01
- ↑ "घुलित गैस विश्लेषण". 2005. Retrieved November 21, 2011.
- ↑ "तेल-रोधित विद्युत उपकरण में सक्रिय दोषों का पता लगाने के लिए घुलित गैस विश्लेषण का उपयोग करना". Archived from the original on April 15, 2012. Retrieved November 21, 2011.
- ↑ Headspace sorptive extraction (HSSE), stir bar sorptive extraction (SBSE), and solid phase microextraction (SPME) applied to the analysis of roasted Arabica coffee and coffee brew. Bicchi C1, Iori C, Rubiolo P and Sandra P, J Agric Food Chem., 30 January 2002, volume 50, issue 3, pages 449-459, PMID 11804511
- ↑ 7.0 7.1 Martin J. Heathcote (ed)., The J&P Transformer Book Thirteenth Edition, Newnes, 2007 ISBN 978-0-7506-8164-3 pages 588-615
- ↑ "ट्रांसफॉर्मर के लिए घुलित गैस विश्लेषण" (PDF). Retrieved November 21, 2011.,Lynn Hamrick, "Dissolved Gas Analysis for Transformers"
