Determinazione della Tensione Interfacciale dell'Olio per Trasformatori
I. Panoramica
L'olio per trasformatori è un olio isolante minerale ottenuto dalla raffinazione profonda di frazioni petrolifere. È il mezzo isolante liquido centrale nell'industria elettrica, ampiamente utilizzato in trasformatori di potenza, reattori, trasformatori di misura, apparecchiature di manovra ad alta tensione e altre apparecchiature elettriche, svolgendo le funzioni chiave di isolamento, raffreddamento e dissipazione del calore, estinzione dell'arco e monitoraggio delle condizioni dell'apparecchiatura. La qualità dell'olio per trasformatori determina direttamente la sicurezza operativa e la durata delle apparecchiature elettriche ad alta tensione, e la tensione interfacciale olio-acqua è l'indicatore principale del controllo qualità per valutare la purezza, il grado di invecchiamento ossidativo e lo stato di contaminazione dell'olio per trasformatori.
II. Scopo dell'Esperimento
Durante il funzionamento a lungo termine, l'olio per trasformatori subisce un invecchiamento ossidativo sotto l'azione di alte temperature, campi elettrici e ossigeno, producendo impurità polari come acidi organici e sostanze colloidali, che riducono significativamente la tensione interfacciale olio-acqua. Pertanto, la variazione della tensione interfacciale è un segnale di allarme precoce per il deterioramento della qualità dell'olio per trasformatori, che può guidare efficacemente la manutenzione delle apparecchiature e la sostituzione dell'olio.
Questo test viene eseguito in stretta conformità con GB 6541-86 *Metodo di prova standard per la tensione interfacciale dell'olio contro l'acqua mediante il metodo dell'anello per prodotti petroliferi*, e l'intero processo di rilevamento è completato dallo strumento automatico per tensiometria interfacciale SH107 sviluppato da Shandong Shengtai Instrument Co., Ltd. Lo strumento soddisfa pienamente i requisiti del metodo standard e può completare in modo accurato ed efficiente la determinazione della tensione interfacciale liquido-liquido e della tensione superficiale liquido-gas di vari liquidi.
III. Campioni Sperimentali, Strumenti e Attrezzature
1. Campioni sperimentali: olio isolante minerale per trasformatori n. 25 (1 gruppo di campione di olio nuovo e 1 gruppo di campione di olio in servizio da operazione sul campo)
2. Strumento principale: Tensiometro Interfacciale Automatico SH107 (con anello di platino speciale di supporto, coppetta di prova campione, peso di calibrazione standard da 1g)
3. Apparecchiature ausiliarie e reagenti: acqua bidistillata, etere di petrolio, acetone, soluzione di pulizia all'acido cromico, etanolo anidro, lampada ad alcol, carta per la pulizia delle lenti priva di polvere
IV. Procedure Operative Sperimentali
1. Pulizia e pretrattamento degli apparecchi
In stretta conformità con i requisiti di GB 6541, gli apparecchi di prova vengono puliti accuratamente: innanzitutto, sciacquare la coppetta del campione e l'anello di platino con etere di petrolio per rimuovere i residui di olio; quindi sciacquare ripetutamente con acetone e acqua bidistillata in successione; l'anello di platino deve essere completamente bruciato nella fiamma esterna della lampada ad alcol fino a diventare incandescente per rimuovere completamente la materia organica superficiale; dopo essere stata immersa e lavata con soluzione di pulizia calda all'acido cromico per rimuovere l'olio, la coppetta del campione deve essere sciacquata con acqua bidistillata fino a neutralità e conservata capovolta in un ambiente privo di polvere per un uso successivo per evitare contaminazioni secondarie.
2. Installazione e debug dello strumento
Posizionare lo strumento su una piattaforma stabile priva di vento, vibrazioni severe e interferenze di forti flussi d'aria, installare l'anello di platino e il gancio di supporto, regolare i tre piedini sul fondo dello strumento per portare la bolla di livello sulla piastra del campione in posizione centrale e assicurarsi che lo strumento sia in stato orizzontale. Collegare l'alimentazione AC220V, accendere e preriscaldare per 15 minuti per stabilizzare il sistema dello strumento.
3. Calibrazione dello strumento
Accedere all'interfaccia operativa con touchscreen a colori dello strumento e completare prima la calibrazione del peso: appendere il peso standard da 1g abbinato all'anello di platino, confermare che l'errore di indicazione del peso dello strumento sia entro ±0.010g e ricalibrare tramite la funzione di calibrazione dell'interfaccia se la deviazione supera il limite.
Quindi eseguire la calibrazione con acqua pura: versare acqua bidistillata nella coppetta del campione pulita fino alla linea di scala specificata, posizionare la coppetta del campione al centro della piastra del campione e lo strumento completerà automaticamente il processo di prova. Nell'ambiente a temperatura costante di 25℃, il valore di tensione interfacciale calibrato dell'acqua pura deve essere stabile nell'intervallo di 71~72mN/m, e il test del campione può essere eseguito solo dopo che la calibrazione è qualificata.
4. Impostazione dei parametri di prova
Accedere all'interfaccia di impostazione dei parametri, confermare i parametri principali come il raggio del filo di platino, il raggio dell'anello di platino, la densità del liquido pesante (acqua) e la densità del liquido leggero (campione di olio da testare) in base ai parametri del campione di prova e dell'apparecchio, fare clic su Salva al completamento dell'impostazione. Le impostazioni dei parametri predefinite dello strumento sono state completate prima della consegna e non è richiesta alcuna modifica in circostanze normali.
5. Test del campione
Versare prima acqua bidistillata nella coppetta del campione pulita fino alla linea di scala inferiore, posizionare la coppetta del campione al centro della piastra del campione, fare clic per accedere all'interfaccia di test del campione e lo strumento regolerà automaticamente l'altezza della piattaforma di sollevamento per far immergere accuratamente l'anello di platino di 5 mm nella fase acquosa; quindi versare lentamente l'olio per trasformatori campione da testare lungo la parete della coppetta fino alla linea di scala superiore per evitare bolle d'aria, lasciare riposare per 30 secondi e fare clic su "Continua", lo strumento completerà automaticamente l'intero processo di prova e visualizzerà la curva di variazione dinamica della tensione in tempo reale. Dopo il test, il risultato della tensione interfacciale verrà automaticamente calcolato e memorizzato, e il rapporto di prova potrà essere stampato direttamente secondo necessità.
6. Test paralleli
Completare 3 test paralleli sullo stesso campione per verificare la ripetibilità e la stabilità dei risultati del test.
V. Analisi dei Dati e Valutazione dei Risultati
In questo test, lo strumento automatico per tensiometria interfacciale SH107 è stato utilizzato per testare rispettivamente la tensione interfacciale dell'olio per trasformatori nuovo e dell'olio per trasformatori in servizio in un ambiente a temperatura costante di 25℃. I risultati di 3 test paralleli sono i seguenti:
| Tipo di Campione | Valore Test 1 (mN/m) | Valore Test 2 (mN/m) | Valore Test 3 (mN/m) | Valore Medio (mN/m) | Deviazione Relativa |
|-------------------|-----------------------|-----------------------|-----------------------|-----------------------|--------------------|
| Olio per Trasformatori Nuovo | 43.52 | 43.68 | 43.59 | 43.60 | ≤0.2% |
| Olio per Trasformatori in Servizio | 22.05 | 22.17 | 22.08 | 22.10 | ≤0.3% |
Secondo i requisiti di GB/T 7595-2017 *Qualità degli oli per trasformatori in servizio*, la tensione interfacciale dell'olio per trasformatori nuovo prima della messa in servizio deve essere ≥40mN/m a 25℃; la tensione interfacciale dell'olio per trasformatori in servizio deve essere ≥18mN/m a 25℃.
I risultati del test mostrano che la tensione interfacciale media del campione di olio nuovo è 43.60mN/m, che soddisfa i requisiti standard per l'olio nuovo, con qualità dell'olio pura e nessuna ossidazione e contaminazione evidenti; la tensione interfacciale media del campione di olio in servizio è 22.10mN/m, che è ancora entro il limite qualificato dello standard, la qualità dell'olio è stabile e può continuare ad essere utilizzata. Si raccomanda di monitorare regolarmente la variazione di questo indice in futuro.
Questo test verifica che lo strumento automatico per tensiometria interfacciale SH107 abbia un'accuratezza di test fino a 0.1mN/m e una ripetibilità ≤0.3%, che soddisfa pienamente i requisiti tecnici dello standard GB 6541. Lo strumento adotta un'interazione uomo-macchina con touchscreen a colori, con un funzionamento semplice e conveniente, e può completare automaticamente l'intero processo di calibrazione, test, calcolo dei risultati, archiviazione e stampa, il che riduce notevolmente gli errori di operazione manuale, con elevata efficienza di test e risultati stabili e affidabili. È adatto per il rilevamento della tensione interfacciale e della tensione superficiale dei liquidi nei settori dell'energia elettrica, del petrolio, della chimica, dell'ispezione delle merci, della ricerca scientifica e in molti altri settori.