Institut Nikola Tesla AD
Dr Jelena Lukić
Korozivni sumpor – Fenomen koje se ponavlja i utiče na pouzdanost energetskih transformatora / Tesla’Ssorb i TeslaCleans: Sinergijski pristup za rešavanje korozije srebra u energetskim transformatorima
Kratak sadržaj: Korozivni sumpor – Fenomen koje se ponavlja i utiče na pouzdanost energetskih transformatora / Tesla’Ssorb i TeslaCleans: Sinergijski pristup za rešavanje korozije srebra u energetskim transformatorima
Korozija metala u energetskim transformatorima i njena veza sa kontaminacijom korozivnim sumporom prepoznata je kao problem koji pogađa energetske transformatore više od dve decenije. U početku je prepoznata kao korozija bakra, problem koje je dobro rešen i danas se smatra u velikoj meri rešenim i pod kontrolom. Tokom poslednje decenije, prijavljeni su i slučajevi kvarova i dokazi o koroziji srebra prilikom inspekcije energetskih transformatora. Fenomen korozije srebra privukao je veliku pažnju u poslednjih pet godina, zbog pojave korozivnog sumpora u modernim izolacionim tečnostima na bazi sintetičkih estara koji ne sadrže sumpor. Ponovo, po treći put, CIGRE je pokrenula istragu u vezi sa korozivnim sumporom u okviru tima SC A2.02 u aprilu 2024. godine sa zadatkom da se nakon godinu dana donesu preporke da li je potrebno više rada na ovoj temi. Odgovor je bio pozitivan, tako da je u oktobru 2025. godine osnovana nova i to treća po redu radna grupa CIGRE JWG D1/A2 84 sa zadatkom da prouči i obezbedi preporuke za rešavanje problema korozije srebra regulatora napona i provodnih izolatora, iako su se u prethodnim decenijama dve radne grupe CIGRE bavile problemom procene rizika od korozije bakra i dugoročnim tehnikama mitigacije. CIGRE JWG D1/A2 84 će raditi naredne tri godine sa zadatkom da postavi osnove za izradu novih metoda ispitivanja korozije srebra, metode za procenu rizika transformatora sa izolacionim tečnostima na bazi estara, kao onih punjenih mineralnim izolacionim uljima, budući da su prijavljeni novi izveštaji o koroziji srebra i povezanim kvarovima, kao i predloge za rešavanje problema. Staromodna korozija u mineralnim uljima je u većini slučajeva povezana sa prisustvom disulfida, uključujući DBDS. Fenomen kontaminacije izolacionih tečnosti elementarnim sumporom je uglavnom povezan sa izolacionim tečnostima na bazi estara. Utvrđeno je da je taloženje srebro-sulfida u sintetičkom estru određeno niskom energijom aktivacije i bržom brzinom reakcije nego u mineralnim uljima, što je utvrđeno u kinetičkoj studiji zasnovanoj na laboratorijskim eksperimentima. Očigledno je da je uobičajeno razumevanje fenomena, izvora korozivnog sumpora i puteva kontaminacije, uključujući kompatibilnost materijala, u proteklim decenijama bilo nezadovoljavajuće, a aplikativna rešenja u industriji su bila neprikladna i nedovoljno prepoznata u standardima, te nisu uspela da obezbede najbolje prakse. Očekuje se da će nova CIGRE JWG D1/A2 84 prevazići ovu prazninu i pružiti preporuke i smernice za buduće standarde. U ovom radu dat je pregled i unapređeno razumevanje fenomena i izvora reaktivnih vrsta sumpornih jedinjenja i uticajnih faktora kako bi se definisale smernice za procenu rizika rada transformatora. S druge strane, ovaj rad daje predloge za primenu inovativnih održivih rešenja za izolacione tečnosti na bazi korozivnih estara sa pozitivnim uticajem na životnu sredinu, kojima se u potpunosti obezbeđuje ublažavanje rizika i sanacija korozije ugorženog energetskog transformatora, njegovim povratkom u normalno radno stanje.
Ključne reči: korozivni sumpor, srebro, bakar, elementarni sumpor, energetski transformator, regulator napona
KRATAK SADRŽAJ: Tesla’Ssorb i TeslaCleans: Sinergijski pristup za rešavanje korozije srebra u energetskim transformatorima
Više od dve decenije, korozija metala usled prisustva korozivnog sumpora u izolacionim tečnostima prepoznata je kao značajan problem u energetskim transformatorima (ET). U početku je problem bio uglavnom povezan sa korozijom bakra, koju je elektroenergetska industrija u međuvremenu uspešno rešila. Međutim, tokom poslednje decenije pojavili su se novi izazovi usled prijavljenih slučajeva kvarova transformatora i inspekcijskih nalaza, nastalih kao posledica korozije srebrnih komponenti unutar ET. Ovaj rad se fokusira na bolje razumevanje fenomena korozije srebra, pre svega ispitnih metoda kao i strategije za rešavanje problema korozivnog sumpora. Nedavna istraživanja su pokazala da značajan broj izolacionih tečnosti na bazi sintetskih estara takođe pokazuje korozivnost prema srebru prema ASTM D 1275-15 testu korozije srebrne trake, usled prisustva elementarnog sumpora (S₈) u sub-ppm koncentracijama (0,3 do 0,8 ppm), dok dibenzil-disulfid (DBDS) nije detektovan u uljima. Za tačnu procenu rizika od korozije srebra neophodno je kombinovati tehnike kvantifikacije sumpora sa primenskim testovima korozije srebra. Gasna hromatografija sa mikro detektorom zahvata elektrona (µESD) pokazala se kao izuzetno efikasna analitička metoda za kvantifikaciju elementarnog sumpora u izolacionim tečnostima. Ova tehnika pruža visoku osetljivost, sa granicama detekcije i kvantifikacije od 0,05 ppm za sintetske estre i 0,07 ppm za mineralna ulja, što je čini pogodnom za kvantifikaciju čak i tragova elementarnog sumpora u izolacionim tečnostima. Pored toga, ustanovljeno je da metal pasivatori, poput toluil-triazola i benzo-triazola, nisu efikasni u zaštiti srebrnih površina od korozije. Zbog toga su korektivne mere često ograničene na zamenu fluida ili tretmane kojima bi se korozivna jedinjenja sumpora uklonila iz izolacionih tečnosti. Tradicionalne metode rerafinacije i regeneracije ulja, pokazale su se kao neefikasne u uklanjanju elementarnog sumpora iz sintetičkih estara. Pored toga, ove metode teško ispunjavaju savremene zahteve Evropske unije u okviru inicijative „Zeleni dogovor“, usmerene na smanjenje ugljeničnog otiska. U slučaju korozije posrebrenih komponenti teretne regulacione preklopke, preporučuje se inspekcija i korektivno održavanje. Korodirani srebrni kontakti moraju se ili temeljno očistiti ili u potpunosti zameniti novim. U ovom radu predstavljeni su Tesla’Ssorb i TeslaCleans, kao novo integrisano tehnološko rešenje. Tesla’Ssorb predstavlja novi, specijalno sintetisan adsorbent za uklanjanje elementarnog sumpora iz izolacionih fluida na bazi sintetskih estara. Korišćenjem specijalizovanog mobilnog postrojenja koje se direktno povezuje na transformator, tretman ulja Tesla’Ssorb -om može se izvoditi dok je transformator pod naponom i u radu. Ovakav pristup minimizuje zastoje i smanjuje količinu otpada. Pored eliminacije korozivnog sumpora, tretman poboljšava ključne karakteristike izolacionog fluida kao što su: faktor dielektričnih gubitaka, sadržaj kiselih produkata starenja i probojni napon. Pored tretmana ulja, TeslaCleans predstavlja nedestruktivno hemijsko rešenje, specijalno formulisano za uklanjanje naslaga srebro-sulfida sa srebrnih komponenti teretnih regulacionih preklopki (TRP). Za razliku od abrazivnog mehaničkog čišćenja, ova metoda čuva integritet posrebrenih površina kroz jednostavan proces brisanja, vraćajući komponente u prvobitno stanje i obezbeđujući dugoročnu pouzdanost. Zajedno, Tesla’Ssorb i TeslaCleans tehnologije pružaju sveobuhvatan, održiv i visoko efikasan pristup za trajno uklanjanje korozije srebra usled prisustva korozivnih sumpornih jedinjenja, uz obezbeđivanje dugoročne pouzdanosti energetskih transformatora.
Ključne reči: korozija srebra, elementarni sumpor, sintetski estar, srebro-sulfid, TRP, obrada, regeneracija
Biografija predavača
dr. Jelena Lukić, dip.inž.tehn. zaposlena je u Elektrotehničkom institutu Nikola Tesla, Beograd, Srbija od 1996. godine. Rukovodilac je specijalizovane laboratorije za ispitivanje izolacionog ulja i papira, akreditovane prema ISO 17025. Autor je preko 20 publikacija u istaknutnim časopisima i preko 50 radova na međunarodnim i domaćim konferencijama. Bavi se analizom izolacionog ulja i papira i dijagnostikom stanja energetskih transformatora, starenjem izolacionog ulja i celuloze i inovacijama u oblasti primene hemijskih tehnologija u tretmanu izolacionih tečnosti i RSV dekontaminacije ulja i transformatora. Pronalazač je dva registrovana patenta u ovoj oblasti. Vodila je više od 20 istraživačkih projekata, istaknuti je član međunarodnog komiteta CIGRE,. Bila je član u oko 20 CIGRE SC D1, SC A2 i IEC TC 10 WG radnih grupa i rukovodilac dve radne grupe u IEC TC 10 i CIGRE. Trenutno rukovodi radnom grupom CIGRE WG D1.76: „Tests for the verification of quality and ageing performance of cellulose insulation for power transformers“ i CIGRE SC A2-Power Transformers: “Silver Corrosion in Transformers”. Jelena Lukić je delegat Srpskog nacionalnog komiteta u Međunarodnom elektrotehničkom komitetu Tehnički komitet 10 (IEC TC 10) – Fluidi za elektrotehničke primene i IEC TC 10 ko-oficir za vezu CIGRE SC A2