變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)油(you)(you)(you)(you)(you)是(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)內部重要(yao)的(de)絕緣材料(liao)，油(you)(you)(you)(you)(you)品質(zhi)量直(zhi)接影響(xiang)到變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)的(de)電氣(qi)性能和運(yun)行(xing)壽(shou)命(ming)。在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)，變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)油(you)(you)(you)(you)(you)在(zai)電氣(qi)設(she)備中(zhong)因(yin)受濕度(du)、光線(xian)、金屬催化、水分及電場等(deng)因(yin)素的(de)影響(xiang)，會生成羧酸、醇等(deng)親水極(ji)性物(wu)質(zhi)在(zai)油(you)(you)(you)(you)(you)－水界(jie)面(mian)的(de)定(ding)向排列會改(gai)變(bian)界(jie)面(mian)上分子排列狀(zhuang)況，從而(er)降低界(jie)面(mian)張力(li)。因(yin)此，界(jie)面(mian)張力(li)是(shi)(shi)變(bian)壓(ya)器(qi)(qi)油(you)(you)(you)(you)(you)標準(zhun)中(zhong)的(de)一項重要(yao)指標，能夠反映新油(you)(you)(you)(you)(you)在(zai)精煉時的(de)純凈程度(du)和在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)油(you)(you)(you)(you)(you)的(de)氧化程度(du)。

實驗儀器

儀器：本文采用芬蘭Kibron表面張力儀型號Delta-8測定界面(mian)張力。

方法(fa)：不(bu)同產(chan)品標準(zhun)所采(cai)用的界(jie)面張(zhang)力檢測方法(fa)不(bu)同，具體如表1和2所示。可以看出，各方法(fa)的測量原理(li)相同，測定絕緣油的界(jie)面張(zhang)力的方法(fa)大都采(cai)用的是圓環法(fa)，主要區別就是界(jie)面形成(cheng)后即非平衡(heng)(heng)條(tiao)件(jian)、接近平衡(heng)(heng)條(tiao)件(jian)及平衡(heng)(heng)條(tiao)件(jian)下測試的保持(chi)時間不(bu)同。

表1變(bian)壓器(qi)油界面張力檢(jian)測方法

表2不同界面(mian)張力檢測(ce)方法試(shi)驗(yan)條件對比

結論與討論

由(you)表3和圖1可(ke)得，界(jie)面張(zhang)力(li)均隨界(jie)面保持(chi)時間(jian)延長而降低(di)。其中，新變(bian)壓器油(you)的酯類油(you)比礦(kuang)物油(you)的界(jie)面張(zhang)力(li)低(di)很多，這是由(you)于酯類油(you)的分子結構具有親水性，使其界(jie)面張(zhang)力(li)相應減(jian)小。

表3新油不同試(shi)驗條件界面張力檢測結果(guo)對比

圖1新(xin)油(you)的(de)界(jie)面張力隨時間變化曲線

表4和圖2試(shi)驗結果表明(ming)(ming)，老(lao)化后(hou)的(de)礦物(wu)油(you)(you)和酯(zhi)類(lei)油(you)(you)的(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)也隨界(jie)(jie)(jie)面(mian)保持(chi)時間(jian)延長而(er)降低。與新(xin)油(you)(you)比(bi)(bi)，老(lao)化后(hou)變(bian)(bian)壓器油(you)(you)的(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)均比(bi)(bi)新(xin)油(you)(you)的(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)低，尤(you)其是(shi)礦物(wu)油(you)(you)D油(you)(you)的(de)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)從新(xin)油(you)(you)46mN/m左右(you)降至16mN/m左右(you)。表3數據顯示該樣品抗(kang)老(lao)化、氧(yang)(yang)化性較差(cha)，因(yin)此容易生成醛、酮、羧酸等老(lao)化產品，而(er)這些老(lao)化產物(wu)均為極(ji)性物(wu)質(zhi)，在油(you)(you)水界(jie)(jie)(jie)面(mian)上做定向排列(lie)，從而(er)使油(you)(you)品老(lao)化后(hou)油(you)(you)水間(jian)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)降低。E和F油(you)(you)為合(he)成酯(zhi)變(bian)(bian)壓器油(you)(you)，雖(sui)然本身界(jie)(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)不高，但其氧(yang)(yang)化穩定性較好(hao)，老(lao)化前(qian)后(hou)界(jie)(jie)(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)變(bian)(bian)化不明(ming)(ming)顯。

表4老化油(you)不同試驗條件界(jie)面張力檢測結(jie)果(guo)對比

圖2老化油(you)的界面張(zhang)力隨(sui)時間變(bian)化曲線

對(dui)比(bi)圖3和圖4發現(xian)，老化(hua)油(you)界面(mian)張力隨著兩相(xiang)界面(mian)的保持時間呈較(jiao)明(ming)顯(xian)下降趨(qu)勢，說明(ming)這一(yi)過程在(zai)老化(hua)變壓器油(you)中比(bi)在(zai)新變壓器油(you)中更(geng)為(wei)明(ming)顯(xian)。

圖3新(xin)礦油(you)和(he)老化礦油(you)的界面張力(li)隨時間的變化曲(qu)線

圖(tu)4新(xin)酯類(lei)變壓器(qi)油和老(lao)化酯類(lei)變壓器(qi)油界(jie)面張力隨時間變化的曲線(xian)

IEC62961:2018方(fang)法(fa)介于ASTMD971方(fang)法(fa)和EN14210方(fang)法(fa)之(zhi)間(jian)(jian)，在界(jie)(jie)(jie)面形成(cheng)180s時測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)界(jie)(jie)(jie)面張力(li)(li)更加(jia)符合實(shi)際(ji)，同時測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)時間(jian)(jian)對(dui)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)結果影響較小。從圖(tu)3和圖(tu)4也可(ke)以看出，老化(hua)油的(de)界(jie)(jie)(jie)面張力(li)(li)隨時間(jian)(jian)變(bian)化(hua)較為(wei)明顯，主(zhu)要表現(xian)在界(jie)(jie)(jie)面張力(li)(li)曲線從30s到180s的(de)變(bian)化(hua)斜率(lv)較大，而在界(jie)(jie)(jie)面形成(cheng)的(de)180s時測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)界(jie)(jie)(jie)面張力(li)(li)數值與300s的(de)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)數據很接近，可(ke)以提供一(yi)個較為(wei)真實(shi)的(de)界(jie)(jie)(jie)面張力(li)(li)值，并且檢(jian)測(ce)(ce)(ce)時間(jian)(jian)相對(dui)較短。

新頒布(bu)的變壓器油(you)國際標準IEC60296:2020《電工(gong)流(liu)體電氣設備用礦物絕緣油(you)》，其界面張力檢測(ce)規定采(cai)用ASTMD971-2020方法和(he)IEC62961:2018兩種方法，為(wei)(wei)了得到更有效的數據和(he)滿足實(shi)驗室快速高效的日常檢測(ce)工(gong)作，推薦采(cai)用IEC62961:2018方法為(wei)(wei)宜。

結論

界面(mian)張力是反映變(bian)壓(ya)器(qi)油精制過程中潔凈程度(du)的指標(biao)，并與油品的老化程度(du)密(mi)切相(xiang)關(guan)。國內外檢測變(bian)壓(ya)器(qi)油界面(mian)張力方法的主要區別在于界面(mian)形成(cheng)后的保持時(shi)間不同。

實驗室通過采用圓環法考察測量時(shi)間對(dui)界(jie)面(mian)張力值的影響(xiang)，結果(guo)表明老(lao)化(hua)油(you)的界(jie)面(mian)張力受時(shi)間影響(xiang)較為明顯(xian)，同時(shi)也說明變(bian)壓器油(you)的界(jie)面(mian)張力與油(you)的劣化(hua)程度密切相(xiang)關。

通過考察(cha)不(bu)同方法(fa)測(ce)(ce)量(liang)時(shi)間對(dui)測(ce)(ce)量(liang)結果的影響，推薦(jian)采(cai)用IEC62961:2018方法(fa)對(dui)變(bian)壓器油(you)進行界(jie)面張力的檢測(ce)(ce)，該方法(fa)既能減(jian)小因測(ce)(ce)試時(shi)間不(bu)同而引(yin)起的誤(wu)差(cha)，又能快速進行檢測(ce)(ce)。