지속가능한 혁신은
고객에서 비롯합니다
지정폐기물처리 > 절연유 유중가스 성분분석
절연유 유증가스 성분분석
효성중전기(주) 지정폐기물처리
절연유의 분석방법
절연유중 용존가스 분석
- 용존가스 분석 방법 (디에스과학 iGC7200 Gas Chromatograph ) - ASTM D 3612-96
① Calribration은 STD gas를 반복 분석하여 재현성을 확인하고 분석 Method (TGA 2)peak table factor를 보정해 둔다.
② 용존가스 추출장치 (Toepler pump) 의 진공 system을 이용하여 절연유 시료에서 추출에 필요한
Divisor(1/measuring ml)와 Multiplier(추출에 사용된 시료량 및 진공공간과 압축공간의 ratio로 산출)를 구하여 입력한다.
③ 시료가스를 gas chromatography sample loop에 주입하면 carrier gas와 함께 70℃로 유지되는 oven내의 column을 통과하면서 column 충진물과의 친화력 차이에 의하여 분리되며 친화력이 적은 gas가 먼저 통과하여 나온다.
④ 분리된 가스는 10종류로 TCD(thermal conductivity detector, 120℃)에서 H2, O2, N2 gas가 검출되고 CO, CO2 gas는 고온의 Methanizer(10% nickel nitrate 촉매, 380℃)를 통과 시킨후 FID(flame ionization detector, 250℃)에서 CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H8 gas와 함께 검출한다.
⑤ 분석값은 각 gas 고유의 R.T(retention time)에 따라 나타내는 peak 면적과 STD gas peak의 면적비로 결정되며 ppm으로 산출되고, 그값을 Ostward 상수값 및 상태기체방정식을 적용하여 절대농도값이 자동계산 되어진다.
⑥ 변압기 가스분석 판정 기준치 및 개량 IEC법 code에 의해 상태판정과 유형을 판단하고 내부이상이 예견될때는
전기적 시험, 외부 일반점검, 운전 보수이력, 제작사별 특성과 절연유 용존가스 분석결과를 종합하여 이상진단을
실시하고 최종적인 조치를 결정한다.
※ 절연유중 용존가스 추출장치 비교표 (한전 전력연구원 "절연유중 용존가스 분석기술" 자료 발췌)
| 추출방식 | 장점 및 단점 | 분석값 | 추출원리 | 비고 |
|---|---|---|---|---|
| Toepler Pump 방식 | 추출성능이 가장 우수하나 장치가 복잡하므로 숙련이 요구되며, 정밀분석에 적합 추출가스 Measuring 가능 | 절대값 | 진공장치 및 수은주를 이용 추출부와 포집부의 압력을 낮출수록 포화 용해도가 저하되어 용존가스를 가스를 기상으로 추출 | 한전 전력연구원에서 정밀분석 및 2차 분석용으로 사용 (당사 보유장비) |
| Head Space 방식 | 장치가 간단하고 시료를 다량 연속, 자동으로 분석하여 경향분석에 적합 추출가스 Measuring 불가 | 상대값 | 밀봉된 용기내에 액상의 농도와 기상의 농도가 일정온도(70℃)에서 평형을 유지하므로 상부 공간에 용존가스를 기상으로 추출 | 한전 남서울, 대전전력관리처 분석실에서 1차 분석용으로 사용 |
| 격막방식 | 구조가 간단하며 현장에 부착 사용함 으로 시료채취가 필요없지만 추출 소요시간이 길다. 추출가스 Measuring 불가 | 상대값 | 가스를 선택적으로 투과 시키는 격막에 의해 용존가스를 분리추출 | 간이분석용으로 개발단계에 있음 |
| 기포탈기 방식 | 추출 소요시간이 짧으나 추출 효율등 성능면에서 개선이 필요하다. 추출가스 Measuring 불가 | 상대값 | 유중에 공기를 불어넣어 용존가스와 치환하여 추출 | 간이분석용으로 휴대용 분석기에 이용 |
| Piston, Bellows 방식 | 시료량이 많이 필요하다 추출가스 Measuring 불가 | 상대값 | 피스톤 또는 벨로우즈의 왕복운동에 노즐을 통해 유를 공간으로 분사시켜 추출 | 간이분석용으로 휴대용 분석기에 이용 |
절연파괴전압 시험 : KS C IEC 60156 : 2003
- Maker : HV Diagnostics - Portable Oil Tester BA80 (0~80KV, 각종 국제규격 자동설정 및 프린트 출력)
- 시료를 채운후 5분 후면 최초로 전압이 인가된다. 전압을 전극에 인가하고 절연파괴 현상이 나타나기 전까지
2.0±0.2KVs-1의 비율로 0에서부터 일정하게 높여 준며, 회로가 개방되는 시간에 도달하는 최대전압이다.
전압을 재인가 하기전에 개별 절연파괴 후 최소 2분 이상의 일시 중간 간갹을 두고 시료를 채운 동일한 용기에
대해 6회의 절연 파괴를 실행하고 6회의 절연파괴 평균값을 KV 단위로 계산한다.
- 절연파괴전압은 절연유 속의 수분, 먼지 또는 유전성 입자에 의해서 절연파괴전압이 저하되므로
이러한 불순물의 유무를 판정하는 척도입니다.
전산가 시험 : KS C 2101-17 : 2011
- 일정량의 시료유에 산추출액을 가해서 시료유중의 산성분을 추출하고 여기에 중화액을 서서히 가하면서
중화시켜 추출액이 청색에서 적갈색으로 변화 할 때의 중화액 사용량을 산가도로 한다
- 전체산값이란 절연유 1g 속에 함유되는 전체 산성 성분을 중화시키는 데에 필요한 수산화칼륨의 mg 수를 말하며,
절연유 속에 존재하는 산성물질이 구리와 반응해서 그 표면을 부식 변색이 진행되는 척도입니다.
미량수분 시험 : KS C 2101 : 2006
- Maker : METTLER TOLEDO - Karl Fischer Titration C20 (Coulometric Fischer 방식, 1ppm~5% 분석가능)
- 미량수분 시험은 Syringe 또는 주사기로 시료를 채취하여 용량 적정 방법이나 전기량 적정 방법으로 실시한다.
- 변압기 절연유중에 수분이 존재하면 절연내압이 감소하고 절연유 및 절연지의 열화를 촉진 시키므로
미량 함유수분을 정량하여 변압기 안전운전 자료로 활용함.