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绝缘油水分检测方法

2019-10-30(1815)次浏览

      【冠亚SFY系类微量水分检测仪】绝缘油是人工合成的液体绝缘材料,简称合成油。由于矿物绝缘油是多种碳氢化合物的混合物,难以除净降低绝缘性能的组分,且制取工艺复杂,易燃烧,耐热性低,介电常数不高,因而人们研究、开发了多种性能优良的合成油。


绝缘油的作用

      在高压电气设备中,有大量的充油设备(如变压器、互感器、油断路器等)。这些设备中的绝缘油主要作用如下:

      (1)使充油设备有良好的热循环回路,以达到冷却散热的目的。在油浸式变压器中,就是通过油把变压器的热量传给油箱及冷却装置,再由周围空气或冷却水进行冷却的。

      (2)增加相间、层间以及设备的主绝缘能力,提高设备的绝缘强度。例如油断路器同一导电回路断口之间绝缘。

      (3)隔绝设备绝缘与空气接触,防止发生氧化和浸潮,保证绝缘不致降低。特别是变压器、电容器中的绝缘油,防止潮气侵入,同时还填充了固体绝缘材料中的空隙,使得设备的绝缘得到加强。

      (4)在油路器中,绝缘油除作为绝缘介质之外,还作为灭弧介质,防止电弧的扩展,并促使电弧迅速熄灭。


测量绝缘油水分的意义

      测定水分对绝缘油有极其重要的意义。运行绝缘油中,只要有微量的水分,就会急剧降低其介电性能,促使油品老化,更有甚者将使纸绝缘遭到严重破坏,而使设备无法运行。因此对运行绝缘油中水分的监督尤为重要,并按不同的电压等级制定了严格的规定。

      测定物质中水分含量的方法:

      干燥法。优点:仪器价格低廉。缺点:精度差;仅能测定至10-3级;在干燥蒸馏过程中挥发性物质亦被蒸发,不能测定物质中水分含量的真值,试验时间过长。

      光谱、色谱法。优点:可以测至10-6级。缺点:仪器价格昂贵;环境要求高;准备时间长(几个小时);不利于产品的过程控制。

      卡氏容量法。优点:测试品种多,相对于卡氏库仑法有些特殊物质在特定试剂条件下可以测定(如酮类、醛类)。缺点:在最佳状态下仅能测至10-4级;耗材(试剂)大;测定时间偏长。    

      卡氏库仑法。优点:仪器价格中等;耗材少;可以测定至10-6级;时间短,一般物质在掌握好进样量的前提下使用咸亨国际(杭州)电气制造有限公司朴源HX1100系列微量水分测定仪即可快速完成测定。缺点:有些具有副反应的物质如酮类、醛类不能测定。            

      对于多数物质而言,选择卡氏库仑法仪器做为质量控制测定水分含量是一种即经济又准确的方法。


卡氏库仑法原理

      1.1935年卡尔-费休(KarlFischer)首先提出了利用容量分析测定水分的方法,这种方法即是GB6283《化工产品中水分含量的测定》中的目测法。目测法只能测定无色液体物质的水分。后来,又发展为电量法。随着科技的发展,继而又将库仑计与容量法结合起来推出库仑法。这种方法即是GB7600《运行中变压器油水分含量测定法(库仑法)》中的测试方法。现在的分类目测法和电量法统称为容量法。卡氏方法分为卡氏容量法和卡氏库仑法两大方法。两种方法都被许多国家定为标准分析方法,用来校正其他分析方法和测量仪器。

      2.卡氏库仑法测定水分是一种电化学方法。其原理是仪器的电解池中的卡氏试剂达到平衡时注入含水的样品,水参与碘的氧化还原反应,在吡啶和甲醇存在的情况下,生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶,消耗了的碘在阳极电解产生,从而使氧化还原反应不断进行,直至水分全部耗尽为止,依据法拉第电解定律,电解产生碘是同电解时耗用的电量成正比例关系的,其反应如下:

                  H2O+I2+SO2+3C5H5N 2C5H5N HI+C5H5N SO3

                  C5H5N SO3+CH3OH C5H5N HSO4CH3

      在电解过程中,电极反应如下:

                  阳极:2I--2e I2

                  阴极:I2+2e 2I-

                  2H++2e H2

      从以上反应中可以看出,即1摩尔的碘氧化1摩尔的二氧化硫,需要1摩尔的水。所以是1摩尔碘与1摩尔水的当量反应,即电解碘的电量相当于电解水的电量,电解1摩尔碘需要2 96493库仑电量,电解1毫摩尔水需要电量为96493毫库仑电量。

      样品中水分含量按(1)式计算:式中:

                  (W⋆〖10〗^(-6))/18=(Q⋆〖10〗^(-3))/(2⋆96443)
                  W=Q/10.722………………………………(1)

      W---样品中的水分含量,

      Q---电解电量,mC;

      18---水的分子量;


卡氏库仑法应用范围

      采用卡氏库仑法的仪器可适用多种有机和无机物中的水分测定,但由于各种化合物性质存在的差异,只有在卡氏试剂中无副反应无干扰的情况下,卡氏库仑法测定才是一种专属性的方法。原则是(1)副反应不能有水生成。(2)样品也不能消耗碘或释放碘。

绝缘油水分测定仪