Method for assessing unevenness of cellulose insulation layers aging of power transformers winding

Introduction. Improving the methods of estimating the insulation aging of the oil-immersed power transformer windings is an urgent task for transformer condition monitoring systems. The scientific novelty of the work is to take into account the uneven distribution of temperature and humidity along the vertical axis of the winding in modeling the aging of insulation and to develop methods for determining the conditions under which the aging rate of insulation in the intermediate layer will exceed aging rate in the hottest layer. The purpose of the work is to evaluate the wear unevenness of cellulose insulation based on modeling the distribution of temperature and humidity along the vertical axis of the power transformer winding. Methods. The transformer winding is mentally divided into horizontal layers of equal height, the reduction of service life is calculated in parallel for all horizontal layers. Layer with the maximum degree of aging for the entire period of operation and storage of the transformer is recognized as determining the reduction in the service life of the insulation of the transformer as a whole. A model of the interaction of winding layers is developed, with determination of temperatures, humidity, relative rate of aging of each layer due to temperature and humidity as a function of traditional design parameters such as load, cooling temperature, heat capacity and thermal resistance of transformer. The index of exceeding the aging rate by the layered method in comparison with this rate for the hottest layer is offered. The method of genetic algorithms determines the conditions for obtaining the maximum value of this index. Results. A computer model has been developed to predict the aging of the cellulose insulation of transformer windings. According to the proposed method, a layer with significantly shorter insulation aging time (in the example, time reduced by 39.18 %) than for the upper layer was determined, which confirms the feasibility of layer-by-layer monitoring and modeling of insulation aging processes of power oil-immersed transformer windings.Вступ. Вдосконалення методик оцінки старіння целюлозної ізоляції обмоток силового маслонаповненого трансформатора є актуальним завданням для систем моніторингу стану трансформаторів. Наукова новизна роботи полягає в урахуванні нерівномірності розподілів температури та вологості вздовж вертикальної осі обмотки при моделюванні процесів старіння ізоляції та у розробці методики визначення умов, за яких швидкість зносу ізоляції у проміжному шарі буде максимально перевищувати швидкість у найбільш нагрітому шарі обмотки. Метою роботи є оцінка нерівномірності зносу целюлозної ізоляції на основі моделювання розподілу температури та вологості вздовж вертикальної осі обмотки силових трансформаторів. Методи. Обмотка трансформатора подумки розділена на горизонтальні шари рівної висоти, підрахунок скорочення строку служби виконується паралельно за усіма горизонтальними шарами, а шар, що має максимальний ступінь старіння за весь період експлуатації та зберігання трансформатору визнається найбільш ресурс витратним шаром, який визначає скорочення строку служби ізоляції трансформатора в цілому. Розроблена модель взаємодії шарів обмотки, з визначенням температур, вологості, відносної швидкості старіння кожного шару внаслідок дії температури та вологи як функції традиційних розрахункових параметрів, таких як навантаження, температура охолодного середовища, теплоємність та тепловий опір трансформатора. Запропонований показник перевищення швидкості скорочення строку служби пошаровим методом у порівнянні з цієї швидкістю для найбільш нагрітого шару. Методом генетичних алгоритмів визначені умови для отримання максимального значення цього показника. Результати. Розроблена комп’ютерна модель для прогнозування старіння целюлозної ізоляції обмоток. За запропонованою методикою визначено найбільш ресурс витратний шар зі значно меншим часом старіння ізоляції (у прикладі час зменшено на 39,18 %), ніж для верхнього шару, що підтверджує доцільність пошарового моніторингу та моделювання процесів старіння ізоляції обмоток силового маслонаповненого трансформатора

Комп’ютерне моделювання характеристик одноелектронних транзисторів

Proposed methods of modeling of electrical and temperature characteristics of single-electrontransistor for providing information to system of computer-aided design Electronics Workbench.Analyzed dependence in current-voltage characteristics of nano-device trough values of temperature andoperating modeРазработаны методы моделирования электрических и температурных характеристик одноэлектронного транзистора для информационного обеспечения системы автоматизированного схемотехническогопроектирования Electronics Workbench. Проанализирована зависимость вольт-амперных характеристик наноприбора от влияния температуры и рабочего режимаРозроблено методи моделювання електричних та температурних характеристик одноелектронного транзистора для інформаційного забезпечення системи автоматизованого схемотехнічного проектування Electronics Workbench. Проаналізовано залежність вольт-амперних характеристик наноприладу від впливу температури таробочого режим

Стан і динаміка лісового фонду державного підприємства "Балаклійське лісове господарство"

In current conditions, it is important to determine the strategic directions of forestry development, while relying on the current regulatory and legislative framework and to have objective information on the state and dynamics of the forest fund. We studied the state and dynamics of the forest fund using modern information technology on the example of the State Enterprise "Balakliya Forestry". The calculation of the optimal distribution of planting areas by age groups was based on the age of felling and the necessity of the normal distribution of tree stands by age classes. Observations at 1st level forest monitoring plots were carried out annually during the period 2001‑2015 according to the standard method, harmonized with the methodology of forest monitoring in Europe (ICP-Forests). The health condition of the pine forests according to the monitoring results of the 1st level (2001‑2015) is satisfactory, the average percentage of defoliation is 3.3 %, the discoloration is 6.5 %, and the share of damaged trees is 8.0 %. Within the studied object, both positive and negative changes of growth and development of forest stands were identified. Positive changes include an increase of the forest fund and forest lands areas in general in the enterprise, but, at the same time, there is a decrease in the area covered with forest vegetation of forest areas. Within them, the reduction of the area of the forest stands of the main forest species, such as pine and oak, is recorded, whereas the reverse tendency of the growth of areas of Common ash, Norway maple, Black locust is traced. In addition, decreasing of the average productivity index (by 0.5), density of stocking (by 0.05), and average change in growing stock (by 0.5) was observed. At the same time, the average growing stock per hectare and the total stock of mature and overmature tree stands is increasing, due to the natural growth of the stands, but the intensity of the accumulation of stock decreases every year. At present, a large area of the forestry is attributed to the objects of the nature reserve fund and restrictions were imposed on forestry measures. This limits in some extent the ability to create forest stands that fully correspond to the model of a normal forest, in which all forest stands should be formed by economic-valuable species, have the maximum possible current timber increment, should be evenly distributed by age classes.Виявлено особливості динаміки показників стану та продуктивності лісів за 40 років на прикладі ДП "Балаклійське ЛГ". Проаналізовано динаміку лісового фонду в межах категорій земель за період з 1970 по 2010 рр. Відзначено зменшення частки лісових ділянок та збільшення вкритих лісовою рослинністю. Наведено розподіл площ вкритих лісовою рослинністю лісових ділянок за панівними породами, відзначено зменшення площ деревостанів головних лісотвірних порід (сосни звичайної та дуба звичайного) та збільшення другорядних (ясена звичайного, клена гостролистого, робінії звичайної), що свідчить про недоліки у веденні лісового господарства. Зменшення площі соснових насаджень відбулось через загибель насаджень сосни звичайної внаслідок пожеж та в осередках кореневої губки, а також у зоні негативного впливу ПАТ "Євроцемент-Україна". Встановлено, що наявний поділ деревостанів за групами віку значною мірою відрізняється від оптимального: молодняків та пристиглих насаджень майже вдвічі менше від оптимального, тоді як середньовікових значно більше. Наведено показники стану лісів за даними моніторингу за період 2001–2015 рр. Аналізуючи середні таксаційні показники, зафіксовано значне збільшення віку насаджень, зменшення показників середнього класу бонітету і повноти та втрати щорічного приросту. Виявлено як позитивні, так і негативні тенденції в рості та розвитку лісових насаджень

Thermodynamic aspects of materials' hardness: prediction of novel superhard high-pressure phases

In the present work we have proposed the method that allows one to easily estimate hardness and bulk modulus of known or hypothetical solid phases from the data on Gibbs energy of atomization of the elements and corresponding covalent radii. It has been shown that hardness and bulk moduli of compounds strongly correlate with their thermodynamic and structural properties. The proposed method may be used for a large number of compounds with various types of chemical bonding and structures; moreover, the temperature dependence of hardness may be calculated, that has been performed for diamond and cubic boron nitride. The correctness of this approach has been shown for the recently synthesized superhard diamond-like BC5. It has been predicted that the hypothetical forms of B2O3, diamond-like boron, BCx and COx, which could be synthesized at high pressures and temperatures, should have extreme hardness

On detection of narrow angle e+e- pairs from dark photon decays

A class of models of dark sectors consider new very weak interaction between the ordinary and dark matter transmitted by U'(1) gauge bosons A' (dark photons) mixing with our photons. If such A's exist, they could be searched for in a light-shining-through-a-wall experiment with a high energy electron beam from the CERN SPS. The proposed search scheme suggests detection of the e+e- pairs produced in the A' -> e+e- decay with a very small opening angle. Coordinate chambers based on the thin-wall drift tubes with a minimal material budget and a two-hit resolution for e+ and e- tracks separated by more than 0.5 mm are considered as an option for detecting such pairs

Use of algorithm of the prevention complex of inflammatory processes in the oral cavity in metabolic syndrome

The aim of the work was to evaluate in the experiment the effectiveness of the developed treatment-and-prophylactic complex for the prevention of periodontal tissue disorders under metabolic syndrome simulation. Materials and methods. The study of biochemical and immunological changes in the blood serum, liver and gingival tissue was performed during simulation on the metabolic syndrome of alimentary genesis on Wistar rats, all animals were divided into 5 groups: 1) intact; 2) with simulated metabolic syndrome; 3) in a week after the start of MS simulation 5 times a week in the morning perorally administered a “Capillaroprotect” aqueous solution (bioflavonoid, antioxidant) produced by “Ekosvit Oil” (Ukraine) at a rate of 135 mg/kg; 4) under similar conditions receiving the preparation based on the dihydroquercetin were locally applied on gums a new dental elixir based on bee products and adaptogens of plant origin by 0,5 ml/rat with a tampon, which has held for 5–7 minutes; 5) during MS simulation from the second week were used the preparation based on the dihydroquercetin, the dental elixir topically on gums and physiotherapy. Results. Under conditions of experimental MS simulation with a diet rich in saturated fats and carbohydrate there are systemic disorders in the body: reduced nonspecific antimicrobial protection, increased microbial contamination, intensification of lipid peroxidation, the development of inflammation and hepatotoxicity. Prophylactic administration of the proposed dihydroquercetin preparation to animals in the process of simulation of MS significantly inhibits the established disorders, positively affecting the biochemical parameters of the blood serum, liver tissue, periodontium, reducing triglycerides, total cholesterol, glucose level, restoring the state of non-specific resistance, lipid metabolism, preventing inflammation and hepatosis, as well as contamination with pathogenic microflora. Conclusion. The proposed treatment-and-prophylactic complex, which includes the dihydroquercetin preparation, used per os in combination with local therapy of periodontal tissues with a tooth elixir based on propolis and biologically active substances of plant origin adaptogens with ultraphonophoresis under induced metabolic syndrome significantly removed the negative effects of its most important component

Применение экзомного секвенирования для диагностики наследственных моторно-сенсорных нейропатий

Introduction. Hereditary motor and sensory neuropathies, a highly genetic heterogeneous group of disorders, have a phenotype caused by peripheral nerve damage.Purpose of the study – to assess the extent of genetic heterogeneity of hereditary motor and sensory neuropathies in Russian patients and to evaluate the diagnostic effectiveness of using full-exome research methods to find the genetic cause of hereditary motor and sensory neuropathies.Materials and methods. The material for the study was DNA samples from 51 patients and their family members referred for whole exome sequencing to the DNA-diagnostics laboratory of Research Centre for Medical Genetics in 2017–2019. Methods: whole exome sequencing, Sanger sequencing, restriction fragment length polymorphism.Results. Whole exome sequencing in combination with segregation analysis of the pathogenic variants in families allowed to determine the cause of the disease in 41 % of cases. In another 16 % of cases, candidate genetic variants as a possible cause of the disease were revealed, but additional studies are needed to confirm it. The most frequently mutated gene was MFN2 caused neuropathy in 6 unrelated families. MPZ gene mutations were detected in two families, AARS gene mutations were revealed in another two families, and mutations in GJB1, HINT1, INF2, LRSAM1, LITAF, MME, NEFL, WWOX were detected once. Among the causal variants, mutations in B4GALNT1 caused spastic paraplegia, in COL6A1 led to Bethlem’s congenital muscular dystrophy, and in SYT2 caused congenital myasthenic syndrome indicating difficulties in differential diagnosis of inherited neuromuscular disorders. A PMP22 duplication was detected in 2 families prior to whole exome sequencing.Conclusion. Whole exome sequencing is very important for finding the molecular cause of hereditary motor and sensory neuropathies. In most cases, additional methods should be used to clarify the pathogenicity of variants detected by whole exome sequencing. However, it is necessary to remember that the most common cause of the disease is a large duplication of the region 17p11.2.Введение. Наследственные моторно-сенсорные нейропатии – обширная генетически-гетерогенная группа наследственных болезней, при которых клинический фенотип обусловлен тем или иным поражением периферических нервов.Цель исследования – оценить размах генетической гетерогенности наследственных моторно-сенсорных нейропатий у российских больных и диагностическую эффективность использования полноэкзомных методов исследования для поиска генетической причины наследственных моторно-сенсорных нейропатий.Материалы и методы. Материалом для исследования послужили образцы ДНК 51 больного и членов их семей, обратившихся за экзомным секвенированием в лабораторию ДНК-диагностики ФГБНУ «Медико-генетический научный центр им. академика Н. П. Бочкова» в 2017–2019 гг. Методы: полноэкзомное секвенирование, секвенирование по Сенгеру, метод анализа полиморфизма длин амплификационных фрагментов.Результаты. Используя экзомное секвенирование в сочетании с анализом сегрегации патогенных вариантов, удалось установить причину болезни в семьях у 41 % пациентов. Еще у 16 % выявлены кандидатные генетические варианты, являющиеся возможной причиной заболевания, однако для подтверждения этого необходимы дополнительные исследования, которые по решению семей не были проведены. Наиболее часто (в 6 неродственных семьях) выявлены мутации гена MFN2, в 2 семьях – гена MPZ, в 2 – AARS, по 1 случаю – GJB1, HINT1, INF2, LRSAM1, LITAF, MME, NEFL, WWOX. Среди причинных вариантов были выявлены мутации генов, отвечающих за спастическую параплегию (B4GALNT1), врожденную мышечную дистрофию Бетлема (COL6A1), миастению (SYT2), что свидетельствует о трудностях дифференциальной диагностики наследственных нервно-мышечных заболеваний. В 2 семьях до проведения полноэкзомного секвенирования (WES) была детектирована дупликация на хромосоме 17.Выводы. Экзомные методы исследования очень важны для поиска молекулярной причины наследственной моторно-сенсорной нейропатии. Для уточнения патогенности вариантов, выявленных при экзомном секвенировании, в большинстве случаев необходимо использовать дополнительные методы. Однако, несмотря на их высокую информативность, следует помнить, что наиболее частой причиной болезни является крупная дупликация региона 17p11.2

Миотония и миотонические разряды при дистрофической миотонии 1-го типа с ранним дебютом: обзор литературы и описание серии случаев

Background. Dystrophic myotonia type 1 (DM1) is the most common muscular dystrophy in patients of any age. Myotonia “delayed relaxation of muscle” is the leading symptom in DM1 and can occur at any time after onset disease. Myotonia symptoms and electrical myotonia registration are delayed after onset in patients with congenital and infantile forms of DM1. This makes it difficult to diagnose and prevent fatal complications in these patients in a timely manner. Objective: presentation of the clinical data and results of needle electromyography in patients with DM1 onset in the first decade of the life; determination of the first symptoms of the disease, to estimate the age of myotonia and electrical myotonia manifestation for the optimization of the timely diagnostics of the disease.Materials and methods. 13 patients with DM1 aged from 2 months to 34 years were described. 10 patients underwent needle electromyography with analysis of spontaneous activity and needle EMG pattern. The diagnosis was made on the basis of clinical and paraclinical manifestations of the disease and identification of an increase in CTG repeats (>50) in the DMPK gene.Results. The onset with extramuscular signs of respiratory and/or feeding disturbances, dysarthria, school learning disorders, autism spectrum disturbance and “floppy infant syndrome” was noted as the first symptoms of the disease. Clinical myotonia symptoms and electrical manifestations of myotonia were absent in all patients for a long time after the disease onset. DM1 was confirmed in all mothers, however in 5 cases the onset of the disease was later than the first symptoms in patients with congenital and childhood onset forms of DM1.Conclusion. The first symptoms of the congenital and infantile forms of DM1 are not specific and occur in a wide range of diseases. Such discriminating signs of DM1 as clinical myotonia, distal muscle atrophy and electrical myotonia appear much later than the onset disease. In the group of patients before and after the formation of phrasal speech, the presented combinations of symptoms allow diagnostics of the congenital and infantile forms of DM1 at the onset of the disease. In its turn, it allows genetic counseling in burdened families and timely prevention of fatal complications.Введение. Дистрофическая миотония 1‑го типа (ДМ1) – самая частая по распространенности среди мышечных дистрофий любого возраста. Миотония в виде задержки расслабления скелетной мускулатуры при произвольных движениях является ведущим симптомом при ДМ1. Симптомы миотонии и регистрация электрической миотонии отсрочены после дебюта у пациентов с врожденной/детской формой ДМ1, что затрудняет использование их в своевременной диагностике и проведение профилактики летальных осложнений у пациентов с ранним дебютом.Цель исследования – представить клинические данные и результаты игольчатой электромиографии больных с дебютом ДМ1 на 1‑м десятилетии жизни, определить первые симптомы заболевания и возраст появления миотонии и электрической миотонии для оптимизации своевременной диагностики заболевания.Материалы и методы. Приведено описание 13 больных с ДМ1 в возрасте от 2 мес до 34 лет. 10 больным проведена игольчатая электромиография с анализом спонтанной активности и паттерна поражения скелетных мышц. Диагноз подтверждался на основании клинико‑параклинических проявлений заболевания и увеличения CTG‑повторов >50 в гене DMPK.Результаты. Дебют с внемышечной симптоматики в виде нарушения дыхания и/или кормления, дизартрии, нарушения обучения в школе, признаков расстройства аутистического спектра и нозологически неспецифического симптомокомплекса «вялого ребенка» отмечен как первые симптомы заболевания. У всех больных клинические симптомы миотонии и электрические проявления миотонии при игольчатой электромиографии появлялись значительно позже после дебюта. У всех матерей подтверждена классическая форма ДМ1, у одной – ювенильная, однако у 5 женщин заболевание дебютировало позже, чем появились первые симптомы при врожденной или детской форме ДМ1 у их детей.Выводы. Первые симптомы при врожденной и детской форме ДМ1 неспецифичны и встречаются при широком спектре заболеваний, а дискриминирующие признаки ДМ1 в виде клинической миотонии, атрофии дистальных мышц и электрической миотонии появляются много позже дебюта. В группе больных до и после формирования фразовой речи представленные комбинации симптомов позволяют диагностировать врожденную и детскую форму ДМ1 в дебюте заболевания и проводить медико‑генетическое консультирование в семьях с отягощенным анамнезом и своевременную профилактику летальных осложнений

Dark sectors 2016 Workshop: community report

This report, based on the Dark Sectors workshop at SLAC in April 2016, summarizes the scientific importance of searches for dark sector dark matter and forces at masses beneath the weak-scale, the status of this broad international field, the important milestones motivating future exploration, and promising experimental opportunities to reach these milestones over the next 5-10 years