Quantitative Analysis of Furanic Compounds in Transformer oil by HPLC Method

Význam tématu

Monitorování stavu papírové izolace v transformátorech je klíčové pro zajištění spolehlivosti elektrických sítí. Produkty degradace celulózy, zejména furanové sloučeniny, poskytují včasné varování před poruchou izolace, čímž umožňují cílenou údržbu a prodlužují životnost zařízení.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřuje na kvantitativní stanovení pěti furanových sloučenin (5-HMF, 2FOL, 2FAL, 2ACF, 5MEF) v izolačním oleji transformátorů podle metody ASTM D 5837. Cílem bylo vyvinout spolehlivou a citlivou HPLC metodu s jednoduchou extrakcí, ověřit její výkonnost a aplikovat ji na reálné vzorky oleje.

Použitá metodika a instrumentace

Popis postupu:

• Příprava standardů: jednotlivé a míchané roztoky furanů v toluenu, následná ředění v acetonitrilu.
• Extraktivní čištění: liquid-liquid extrakce přidáním acetonitrilu (1 mL) k oleji (4 mL), vortex, centrifugace.
• Chromatografie: gradientní eluce vodou (A) a acetonitrilem (B), 1,0 mL/min, 40 °C, injekce 5 µL.

Instrumentace:

• HPLC systém Shimadzu Prominence s detektorem SPD-M20A (DAD).
• Kolona Shim-pack GISS (250 mm × 4,6 mm, 5 µm).
• Mobilní fáze: A = voda (Milli-Q), B = acetonitril (HPLC grade).

Hlavní výsledky a diskuse

Linearity: sedmibodové kalibrační křivky v rozsahu 50–9000 µg/L vykázaly R² = 0,999 pro všechny analyty.
Citlivost: LOD 2,0–6,7 µg/L, LOQ 6,0–20,2 µg/L.
Opakovatelnost: RSD 0,6–5,7 % v koncentracích 50, 1000 a 9000 µg/L.
Extrakční výtěžky: mezi 80 a 120 %.
Analýza reálných vzorků: ve dvou typech transformátorového oleje byl detekován pouze 2-furaldehyd v koncentracích 826,7 a 1170,5 µg/L.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje spolehlivé kvantifikování hlavních furanových markerů degradace papíru v oleji při nízkých úrovních koncentrací. Díky jednoduché přípravě vzorků a krátkému doběhu (16 min) je vhodná pro rutinní kontrolu ve výrobních i servisních laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy vzorků pro vyšší propustnost a reprodukovatelnost.
• Rozšíření metody o další degradační produkty celulózy pro komplexnější posouzení stavu izolace.
• Integrace s on-line monitorovacími systémy pro nepřetržité sledování transformátorů.

Závěr

Vyvinutá HPLC metoda splňuje požadavky ASTM D 5837 pro analytickou citlivost, linearitu i opakovatelnost. Jednoduchá extrakce a robustní výkon činí z tohoto postupu užitečný nástroj pro diagnostiku a prediktivní údržbu elektrických transformátorů.

Reference

• ASTM D 5837-99 Standard Test Method for Furanic Compounds in Electrical Insulating Liquids by High Performance Liquid Chromatography