Масло внутри высоковольтного трансформатора выполняет сразу несколько функций: защищает элементы от влаги и механических повреждений, отводит тепло, выполняет роль диэлектрика, а также может рассказать о том, что происходит с агрегатом — например, насколько износились целлюлозные изолирующие материалы: кабельная бумага и электрокартон.

Чтобы не разбирать трансформатор целиком, существует методика оценки его состояния по пробе масла: если там находит достаточное количество фурановых производных, значит пора менять бумажные изоляторы. Обычно для такого анализа используют токсичные растворители (метанол или циклогексан), а сам процесс может занимать несколько часов. Химики СПбГУ нашли способ сделать процедуру быстрее и экологичнее.

В основе нового подхода лежит использование глубокого эвтектического растворителя нового поколения. Его главный компонент — природное вещество хлорид холина или производное витамина B4, которое встречается в продуктах животного и растительного происхождения: яйцах, мясе, зерновых культурах. Кроме хлорида холина, в состав растворителя также входят уксусная кислота и вода — все в соотношении 56% : 24% : 20%.

Для проведения анализа пробу любого трансформаторного масла смешивают с растворителем, добиваются разделения жидкости на фазы, отбирают нижнюю и исследуют ее в жидкостном хроматографе — приборе, способном разделять вещества на отдельные компоненты и анализировать их состав.

Таким образом удается определять в пробе пять разных видов фурановых производных — изучение концентрации именно всех пяти веществ позволяет провести комплексную оценку износа изоляторов, что минимизирует риск их несвоевременной замены. К тому же за счет быстрой пробоподготовки (5–7 минут) время полного цикла анализа (от отбора пробы до получения результатов) удается сократить всего до 30 минут.

Новый способ пригодится крупным предприятиям, где есть необходимость контролировать состояние большого количества масляных трансформаторов. Это могут быть организации — поставщики электроэнергии или, например, судоходные компании.

Для проверки метода ученые провели успешную серию экспериментов с образцами отработанного трансформаторного масла, отобранного на одной из работающих электростанций в Санкт-Петербурге. Исследования проводились с использованием оборудования ресурсного центра «Методы анализа состава вещества» Научного парка СПбГУ.

В будущем, отмечают химики, методику можно адаптировать для определения металлов в машинном масле, а также в биодизеле с той же целью — для оценки состояния двигателей.