Институт Никола Тесла АД
Др Јелена Лукић
Корозивни сумпор – Феномен које се понавља и утиче на поузданост енергетских трансформатора / Tesla’Ssorb и TeslaCleans: Синергијски приступ за решавање корозије сребра у енергетским трансформаторима
Кратак садржај: Корозивни сумпор – Феномен које се понавља и утиче на поузданост енергетских трансформатора / Tesla’Ssorb и TeslaCleans: Синергијски приступ за решавање корозије сребра у енергетским трансформаторима
Корозија метала у енергетским трансформаторима и њена веза са контаминацијом корозивним сумпором препозната је као проблем који погађа енергетске трансформаторе више од две деценије. У почетку је препозната као корозија бакра, проблем које је добро решен и данас се сматра у великој мери решеним и под контролом. Током последње деценије, пријављени су и случајеви кварова и докази о корозији сребра приликом инспекције енергетских трансформатора. Феномен корозије сребра привукао је велику пажњу у последњих пет година, због појаве корозивног сумпора у модерним изолационим течностима на бази синтетичких естара који не садрже сумпор. Поново, по треćи пут, CIGRE је покренула истрагу у вези са корозивним сумпором у оквиру тима SC A2.02 у априлу 2024. године са задатком да се након годину дана донесу препорке да ли је потребно више рада на овој теми. Одговор је био позитиван, тако да је у октобру 2025. године основана нова и то трећа по реду радна група CIGRE JWG D1/A2 84 са задатком да проучи и обезбеди препоруке за решавање проблема корозије сребра регулатора напона и проводних изолатора, иако су се у претходним деценијама две радне групе CIGRE бавиле проблемом процене ризика од корозије бакра и дугорочним техникама митигације. CIGRE JWG D1/A2 84 ćе радити наредне три године са задатком да постави основе за израду нових метода испитивања корозије сребра, методе за процену ризика трансформатора са изолационим течностима на бази естара, као оних пуњених минералним изолационим уљима, будуćи да су пријављени нови извештаји о корозији сребра и повезаним кваровима, као и предлоге за решавање проблема. Старомодна корозија у минералним уљима је у веćини случајева повезана са присуством дисулфида, укључујуćи ДБДС. Феномен контаминације изолационих течности елементарним сумпором је углавном повезан са изолационим течностима на бази естара. Утврђено је да је таложење сребро-сулфида у синтетичком естру одређено ниском енергијом активације и бржом брзином реакције него у минералним уљима, што је утврђено у кинетичкој студији заснованој на лабораторијским експериментима. Очигледно је да је уобичајено разумевање феномена, извора корозивног сумпора и путева контаминације, укључујуćи компатибилност материјала, у протеклим деценијама било незадовољавајуће, а апликативна решења у индустрији су била неприкладна и недовољно препозната у стандардима, те нису успела да обезбеде најбоље праксе. Очекује се да ćе нова ЦИГРЕ ЈWГ Д1/А2 84 превазиćи ову празнину и пружити препоруке и смернице за будуćе стандарде. У овом раду дат је преглед и унапређено разумевање феномена и извора реактивних врста сумпорних једињења и утицајних фактора како би се дефинисале смернице за процену ризика рада трансформатора. С друге стране, овај рад даје предлоге за примену иновативних одрживих решења за изолационе течности на бази корозивних естара са позитивним утицајем на животну средину, којима се у потпуности обезбеђује ублажавање ризика и санација корозије угорженог енергетског трансформатора, његовим повратком у нормално радно стање.
Кључне речи: корозивни сумпор, сребро, бакар, елементарни сумпор, енергетски трансформатор, регулатор напона
КРАТАК САДРЖАЈ: Tesla’Ssorb и TeslaCleans: Синергијски приступ за решавање корозије сребра у енергетским трансформаторима
Више од две деценије, корозија метала услед присуства корозивног сумпора у изолационим течностима препозната је као значајан проблем у енергетским трансформаторима (ЕТ). У почетку је проблем био углавном повезан са корозијом бакра, коју је електроенергетска индустрија у међувремену успешно решила. Међутим, током последње деценије појавили су се нови изазови услед пријављених случајева кварова трансформатора и инспекцијских налаза, насталих као последица корозије сребрних компоненти унутар ЕТ. Овај рад се фокусира на боље разумевање феномена корозије сребра, пре свега испитних метода као и стратегије за решавање проблема корозивног сумпора. Недавна истраживања су показала да значајан број изолационих течности на бази синтетских естара такође показује корозивност према сребру према ASTM D 1275-15 тесту корозије сребрне траке, услед присуства елементарног сумпора (S₈) у суб-ppm концентрацијама (0,3 до 0,8 ppm), док дибензил-дисулфид (DBDS) није детектован у уљима. За тачну процену ризика од корозије сребра неопходно је комбиновати технике квантификације сумпора са применским тестовима корозије сребрa. Гасна хроматографија са микро детектором захвата електрона (µЕСД) показала се као изузетно ефикасна аналитичка метода за квантификацију елементарног сумпора у изолационим течностима. Ова техника пружа високу осетљивост, са границама детекције и квантификације од 0,05 ppm за синтетске естре и 0,07 ppm за минерална уља, што је чини погодном за квантификацију чак и трагова елементарног сумпора у изолационим течностима. Поред тога, установљено је да метал пасиватори, попут толуил-триазола и бензо-триазола, нису ефикасни у заштити сребрних површина од корозије. Због тога су корективне мере често ограничене на замену флуида или третмане којима би се корозивна једињења сумпора уклонила из изолационих течности. Традиционалне методе рерафинације и регенерације уља, показале су се као неефикасне у уклањању елементарног сумпора из синтетичких естара. Поред тога, ове методе тешко испуњавају савремене захтеве Европске уније у оквиру иницијативе „Зелени договор“, усмерене на смањење угљеничног отиска. У случају корозије посребрених компоненти теретне регулационе преклопке, препоручује се инспекција и корективно одржавање. Кородирани сребрни контакти морају се или темељно очистити или у потпуности заменити новим. У овом раду представљени су Tesla’Ssorb и TeslaCleans, као ново интегрисано технолошко решење. Tesla’Ssorb представља нови, специјално синтетисан адсорбент за уклањање елементарног сумпора из изолационих флуида на бази синтетских естара. Коришћењем специјализованог мобилног постројења које се директно повезује на трансформатор, третман уља Tesla’Ssorb -ом може се изводити док је трансформатор под напоном и у раду. Овакав приступ минимизује застоје и смањује количину отпада. Поред елиминације корозивног сумпора, третман побољшава кључне карактеристике изолационог флуида као што су: фактор диелектричних губитака, садржај киселих продуката старења и пробојни напон. Поред третмана уља, TeslaCleans представља недеструктивно хемијско решење, специјално формулисано за уклањање наслага сребро-сулфида са сребрних компоненти теретних регулационих преклопки (ТРП). За разлику од абразивног механичког чишћења, ова метода чува интегритет посребрених површина кроз једноставан процес брисања, враћајући компоненте у првобитно стање и обезбеђујући дугорочну поузданост. Заједно, Tesla’Ssorb и TeslaCleans технологије пружају свеобухватан, одржив и високо ефикасан приступ за трајно уклањање корозије сребра услед присуства корозивних сумпорних једињења, уз обезбеђивање дугорочне поузданости енергетских трансформатора.
Кључне речи: корозија сребра, елементарни сумпор, синтетски естар, сребро-сулфид, ТРП, обрада, регенерација
Биографија предавача
др. Јелена Лукић, дип.инж.техн. запослена је у Електротехничком институту Никола Тесла, Београд, Србија од 1996. године. Руководилац је специјализоване лабораторије за испитивање изолационог уља и папира, акредитоване према ISO 17025. Аутор је преко 20 публикација у истакнутним часописима и преко 50 радова на међународним и домаћим конференцијама. Бави се анализом изолационог уља и папира и дијагностиком стања енергетских трансформатора, старењем изолационог уља и целулозе и иновацијама у области примене хемијских технологија у третману изолационих течности и РСВ деконтаминације уља и трансформатора. Проналазач је два регистрована патента у овој области. Водила је више од 20 истраживачких пројеката, истакнути је члан међународног комитета CIGRE,. Била је члан у око 20 CIGRE SC D1, SC A2 и IEC TC 10 WG радних група и руководилац две радне групе у IEC TC 10 и CIGRE. Тренутно руководи радном групом CIGRE WG D1.76: „Tests for the verification of quality and ageing performance of cellulose insulation for power transformers“ и CIGRE SC A2-Power Transformers: “Silver Corrosion in Transformers”. Јелена Лукић је делегат Српског националног комитета у Међународном електротехничком комитету Технички комитет 10 (IEC TC 10) – Флуиди за електротехничке примене и IEC TC 10 ко-официр за везу CIGRE SC A2