변압기유 계면 장력 측정
I. 개요
변압기유는 석유 분획의 심층 정제를 통해 얻어지는 광물 절연유입니다. 전력 산업의 핵심 액체 절연 매체로서 전력 변압기, 리액터, 계기용 변압기, 고전압 개폐 장치 및 기타 전기 장비에 널리 사용되며 절연, 냉각 및 열 방출, 아크 소호, 장비 상태 모니터링과 같은 핵심 기능을 수행합니다. 변압기유의 품질은 고전압 전기 장비의 작동 안전성과 수명을 직접적으로 결정하며, 유수 계면 장력은 변압기유의 순도, 산화 노화 정도 및 오염 상태를 평가하는 핵심 품질 관리 지표입니다.
II. 실험 목적
장기간 작동 중 변압기유는 고온, 전기장 및 산소의 작용으로 산화 노화되어 유기산 및 콜로이드 물질과 같은 극성 불순물을 생성하며, 이는 유수 계면 장력을 크게 감소시킵니다. 따라서 계면 장력의 변화는 변압기유 품질 저하의 조기 경보 신호이며, 장비 유지 보수 및 오일 교체를 효과적으로 안내할 수 있습니다.
본 시험은 석유 제품의 고리법에 의한 유수 계면 장력 표준 시험 방법 GB 6541-86에 따라 엄격하게 수행되며, 검출의 전체 과정은 산동 성태 계기 유한 공사에서 개발한 SH107 자동 계면 장력계로 완료됩니다. 이 장비는 표준 방법의 요구 사항을 완전히 충족하며 다양한 액체의 액체-액체 계면 장력 및 액체-기체 표면 장력을 정확하고 효율적으로 측정할 수 있습니다.
III. 실험 샘플, 기기 및 장비
1. 실험 샘플: No.25 광물 절연 변압기유 (새 오일 샘플 1개 그룹 및 현장 작동 중인 오일 샘플 1개 그룹)
2. 핵심 기기: SH107 자동 계면 장력계 (특수 백금 고리, 샘플 시험 컵, 1g 표준 교정 추 포함)
3. 보조 기구 및 시약: 이중 증류수, 석유 에테르, 아세톤, 크롬산 세척액, 무수 에탄올, 알코올 램프, 먼지 없는 렌즈 세척지
IV. 실험 조작 절차
1. 기기 세척 및 전처리
GB 6541의 요구 사항에 따라 시험 기기를 철저히 세척합니다: 먼저 샘플 컵과 백금 고리를 석유 에테르로 헹궈 오일 잔류물을 제거합니다. 그런 다음 아세톤과 이중 증류수로 번갈아 반복해서 헹굽니다. 백금 고리는 알코올 램프의 외부 불꽃에서 적열될 때까지 완전히 태워 표면 유기물을 완전히 제거해야 합니다. 오일을 제거하기 위해 뜨거운 크롬산 세척액으로 담가 세척한 후, 샘플 컵은 중성이 될 때까지 이중 증류수로 헹구고, 나중에 오염을 방지하기 위해 먼지 없는 환경에 거꾸로 보관합니다.
2. 기기 설치 및 디버깅
바람, 심한 진동 및 강한 기류 간섭이 없는 안정적인 플랫폼에 기기를 놓고 백금 고리와 지지 행어를 설치합니다. 기기 하단의 세 발을 조절하여 샘플 팬의 수평계 거품이 중앙 위치에 오도록 하고 기기가 수평 상태인지 확인합니다. AC220V 전원을 연결하고 전원을 켜고 15분 동안 예열하여 기기 시스템을 안정화합니다.
3. 기기 교정
기기의 컬러 터치스크린 작동 인터페이스에 들어가 먼저 무게 교정을 완료합니다: 일치하는 1g 표준 추를 백금 고리에 걸고, 기기의 무게 표시 오차가 ±0.010g 이내인지 확인합니다. 편차가 한계를 초과하면 인터페이스의 교정 기능을 통해 다시 교정합니다.
그런 다음 순수 물 교정을 수행합니다: 깨끗한 샘플 컵에 이중 증류수를 지정된 눈금선까지 붓고, 샘플 컵을 샘플 팬 중앙에 놓으면 기기가 자동으로 시험 과정을 완료합니다. 25°C 항온 환경에서 교정된 순수 물의 계면 장력 값은 71~72mN/m 범위 내에서 안정적이어야 하며, 교정이 합격된 후에만 샘플 시험을 수행할 수 있습니다.
4. 시험 매개변수 설정
매개변수 설정 인터페이스에 들어가 시험 샘플 및 기기 매개변수에 따라 백금선 반경, 백금 고리 반경, 무거운 액체(물) 밀도, 가벼운 액체(시험할 오일 샘플) 밀도와 같은 핵심 매개변수를 확인합니다. 설정이 완료되면 저장을 클릭합니다. 기기의 기본 매개변수 설정은 배송 전에 완료되었으며, 정상적인 상황에서는 수정이 필요하지 않습니다.
5. 샘플 시험
먼저 깨끗한 샘플 컵에 이중 증류수를 하부 눈금선까지 붓고, 샘플 컵을 샘플 팬 중앙에 놓습니다. 샘플 시험 인터페이스에 들어가려면 클릭하면 기기가 자동으로 리프팅 플랫폼의 높이를 조절하여 백금 고리가 수성부에 정확히 5mm 잠기도록 합니다. 그런 다음 시험할 변압기유 샘플을 컵 벽을 따라 상부 눈금선까지 천천히 부어 기포를 피하고 30초 동안 그대로 둔 후 "계속"을 클릭합니다. 기기가 자동으로 전체 시험 과정을 완료하고 실시간으로 장력의 동적 변화 곡선을 표시합니다. 시험 후 계면 장력 결과가 자동으로 계산 및 저장되며, 필요한 경우 시험 보고서를 직접 인쇄할 수 있습니다.
6. 병렬 시험
동일한 샘플에 대해 3번의 병렬 시험을 수행하여 시험 결과의 반복성과 안정성을 검증합니다.
V. 데이터 분석 및 결과 평가
본 시험에서는 SH107 자동 계면 장력계를 사용하여 25°C 항온 환경에서 각각 새 변압기유 및 사용 중인 변압기유 샘플의 계면 장력을 측정했습니다. 3번의 병렬 시험 결과는 다음과 같습니다:
| 샘플 유형 | 1차 시험 값 (mN/m) | 2차 시험 값 (mN/m) | 3차 시험 값 (mN/m) | 평균 값 (mN/m) | 상대 편차 |
|---|---|---|---|---|---|
| 새 변압기유 | 43.52 | 43.68 | 43.59 | 43.60 | ≤0.2% |
| 사용 중인 변압기유 | 22.05 | 22.17 | 22.08 | 22.10 | ≤0.3% |
GB/T 7595-2017 *사용 중인 변압기유 품질* 요구 사항에 따르면, 시운전 전 새 변압기유의 계면 장력은 25°C에서 ≥40mN/m이어야 합니다. 사용 중인 변압기유의 계면 장력은 25°C에서 ≥18mN/m이어야 합니다.
시험 결과에 따르면 새 오일 샘플의 평균 계면 장력은 43.60mN/m로 새 오일에 대한 표준 요구 사항을 충족하며, 순수한 오일 품질이며 명백한 산화 및 오염이 없습니다. 사용 중인 오일 샘플의 평균 계면 장력은 22.10mN/m로 여전히 표준의 허용 한계 내에 있으며, 오일 품질이 안정적이므로 계속 사용할 수 있습니다. 향후 이 지수의 변화를 정기적으로 추적 및 모니터링하는 것이 좋습니다.
본 시험은 SH107 자동 계면 장력계가 최대 0.1mN/m의 시험 정확도와 ≤0.3%의 반복성을 가지며, GB 6541 표준의 기술 요구 사항을 완전히 충족함을 검증했습니다. 이 장비는 컬러 터치스크린 인간-기계 상호 작용을 채택하여 작동이 간단하고 편리하며, 교정, 시험, 결과 계산, 저장 및 인쇄의 전체 과정을 자동으로 완료할 수 있어 수동 조작 오류를 크게 줄이고 시험 효율성이 높으며 결과가 안정적이고 신뢰할 수 있습니다. 전력, 석유, 화학 산업, 상품 검사, 과학 연구 및 기타 여러 산업 분야의 액체 계면 장력 및 표면 장력 감지에 적합합니다.