DIN EN IEC 62961:2019-07*VDE 0370-6:2019-07
Изоляционные жидкости
- Стандартный №
- DIN EN IEC 62961:2019-07*VDE 0370-6:2019-07
- Дата публикации
- 2019
- Разместил
- German Institute for Standardization
- Последняя версия
- DIN EN IEC 62961:2019-07*VDE 0370-6:2019-07
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
DIN EN IEC 62961 (VDE 0370-6):2019-07 является ключевым международным стандартом для измерения межфазного натяжения изоляционных жидкостей. Этот стандарт эквивалентен EN IEC 62961:2018. Межфазное натяжение, ключевой показатель для оценки состояния старения изоляционных жидкостей, напрямую связано с эксплуатационной надежностью электрооборудования. Этот стандарт устанавливает подробные технические требования к измерению межфазного натяжения между изоляционными жидкостями и водой с использованием метода кольца Дю Нуи и метода объема капли.
Область применения и основные определения
Настоящий стандарт применяется для определения межфазного натяжения между минеральными изоляционными маслами и синтетическими эфирными изоляционными жидкостями и водой. Стандарт чётко определяет ключевые термины: межфазное натяжение — это сила сжатия на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей, выраженная в мН/м. Время измерения стандартизировано до 180 секунд для обеспечения сопоставимости результатов испытаний.
Метод испытания Принцип и характеристики Применимые типы жидкостей Точность измерения Метод кольца Измерьте силу, необходимую для отрыва платино-иридиевого кольца от поверхности раздела Минеральное масло, синтетический эфир ±0,1 мН/м Метод объема капли Рассчитайте межфазное натяжение по объему капли Особенно стареющая жидкость ±0,2 мН/м
Подробное описание технических требований к оборудованию
Характеристики системы тензиометра
Стандартные требования к использованию class="instrument">Прецизионный тензиометр, точность измерения силы должна достигать ±0,1 мН/м. Оборудование должно иметь функции автоматического обнуления и температурной компенсации, а испытательная платформа должна быть спроектирована так, чтобы быть виброустойчивой для обеспечения стабильности измерений.
Характеристики платино-иридиевого кольца
Материал кольца должен быть из платино-иридиевого сплава (обычно 90% платины/10% иридия), с окружностью кольца 60 мм, диаметром проволоки 0,3 мм и отношением радиуса кольца R к диаметру проволоки r R/r ≥ 50. Такая конструкция обеспечивает стандартизацию формы жидкой пленки в процессе измерения и снижает погрешности измерений.
Эталоны измерительных контейнеров
Мерный стакан должен быть изготовлен из стекла диаметром не менее 45 мм и высотой не менее 15 мм. Внутренняя стенка контейнера должна быть тщательно отполирована, чтобы предотвратить влияние эффекта подъема жидкости по стенкам на точность измерения.
Процедуры испытаний и эксплуатационные характеристики
Требования к предварительной обработке оборудования
Стандарт определяет подробные процедуры очистки оборудования: мерный стакан следует замочить в растворе хромовой кислоты, промыть дистиллированной водой, затем очистить ацетоном и высушить. Платино-иридиевое кольцо следует нагреть до красной температуры в спиртовой горелке для полного удаления органических загрязнений.
Процедуры калибровки и установки на ноль
Перед ежедневными испытаниями необходимо провести калибровку силы с использованием эталонного груза, а также проверку оборудования с использованием высокоочищенной воды (поверхностное натяжение 72,8 мН/м при 20 °C). Установка на ноль должна производиться при фактической температуре испытания с точностью регулирования температуры ±0,5 °C.
Процедура испытания
- Налейте тестовую жидкость в мерный стаканчик до указанной высоты
- Медленно добавьте дистиллированную воду до образования прозрачной границы раздела
- Погрузите платино-иридиевое кольцо в водную фазу (примерно на 5 мм в глубину)
- Поднимите кольцо со скоростью 0,5-1,0 мм/с до разрыва мембраны
- Запишите максимальное усилие растяжения и рассчитайте межфазное натяжение
Контроль точности и анализ данных
Требования к повторяемости и воспроизводимости
Стандарт устанавливает строгие показатели точности: повторяемость ≤2% и воспроизводимость ≤5% для ручного оборудования; повторяемость ≤1,5% и воспроизводимость ≤4% для автоматизированного оборудования. Эти показатели обеспечивают межлабораторную сопоставимость данных.
Анализ эффекта адсорбции
Изменение межфазного натяжения с течением времени отражает процесс адсорбции поверхностно-активных веществ. Новые изоляционные масла обычно демонстрируют более высокое начальное межфазное натяжение (40–50 мН/м), тогда как старые масла имеют значительно более низкое межфазное натяжение (до менее 20 мН/м) из-за накопления продуктов окисления.
Состояние изолирующей жидкости Типичный диапазон межфазного натяжения (мН/м) Значение показателя старения Новое минеральное изоляционное масло 40-50 Отличное состояние изоляции Немного состаренное масло 30-40 Требуется внимание Очевидно состаренное масло 20-30 Рекомендуемая обработка Сильно состаренное масло <20 Необходимо заменить
Альтернативный метод метода объема капли
В Приложении А подробно описаны технические требования к методу объема капли как альтернативному методу. Этот метод рассчитывает межфазное натяжение путем измерения объема капли жидкости. Он особенно подходит для сильно состаренных изоляционных жидкостей и позволяет избежать преждевременного разрыва жидкой пленки, который может произойти при кольцевом методе.
Конфигурация оборудования для метода объема капли
Для управления скоростью капли используется прецизионный микрошприцевой насос. Игла имеет диаметр 1,5-2,0 мм и гидрофобную обработку поверхности. Температура измерения контролируется на уровне 25±0,1°C. Для каждого образца измеряют не менее 10 капель и рассчитывают среднее значение.
Анализ данных и корреляция
Стандарт содержит сравнительную таблицу данных для метода объема капли и метода кольца. Коэффициент корреляции для 180-секундных значений измерений двух методов превышает 0,98. Однако существуют систематические различия в равновесных значениях, измеренных между 300-400 секундами, что требует преобразования с использованием поправочного коэффициента.
Специальные испытания и оценка старения
Кинетический анализ Кезди-Суинборна
В Приложении B представлен метод анализа состояния старения изоляционных жидкостей с использованием кривых зависимости межфазного натяжения от времени. Измеряя значения межфазного натяжения в различные моменты времени, строя кинетические кривые и рассчитывая значения равновесного межфазного натяжения с помощью уравнения Кезди-Суинборна, можно более точно оценить степень старения изоляционных жидкостей.
Пример фактического применения
Испытание межфазного натяжения образца трансформаторного масла 500 кВ: начальное значение составляло 48 мН/м (новое масло), которое снизилось до 35 мН/м после трёх лет эксплуатации и до 28 мН/м после пяти лет. В сочетании с другими диагностическими показателями масло было признано находящимся в средней стадии старения, и рекомендуется усиленный мониторинг и плановая замена.
Стандартные рекомендации по внедрению и технический обзор
Ключевые моменты для внедрения в лаборатории
- Установите строгую процедуру калибровки оборудования и регулярно сверяйте ее с эталонными материалами
- Контролируйте условия окружающей среды в лаборатории: температура 23±2°C, влажность 50±10%
- Операторы должны проходить профессиональную подготовку для обеспечения эксплуатационной согласованности
- Установите стандартизированный процесс предварительной обработки образцов для снижения человеческого фактора
Тенденции технического развития
С развитием технологии цифровых измерений автоматизированные системы измерения натяжения становятся все более популярными, что значительно повышает точность и эффективность измерений. В будущем оптические методы измерений (например, метод подвесной капли) могут быть внедрены в качестве дополнительного метода для получения многомерных данных для оценки состояния изоляционной жидкости.
Применение стандарта
Внедрение стандарта IEC 62961 стандартизирует методы испытаний межфазного натяжения изоляционных жидкостей, обеспечивая надежную техническую основу для оценки состояния энергетического оборудования. Благодаря стандартизированным процедурам испытаний и требованиям к контролю качества обеспечивается точность и сопоставимость данных испытаний, что служит научной поддержкой для принятия решений о техническом обслуживании оборудования.
DIN EN IEC 62961:2019-07*VDE 0370-6:2019-07 История
- 2019 DIN EN IEC 62961:2019-07 Изоляционные жидкости - Методы испытаний для определения межфазного натяжения изоляционных жидкостей - Определение методом кольца (IEC 62961:2018); Немецкая версия EN IEC 62961:2018
- 2019 DIN EN IEC 62961:2019 Жидкости изоляционные. Методы испытаний для определения межфазного натяжения изоляционных жидкостей. Определение методом кольца (IEC 62961:2018); Немецкая версия EN IEC 62961:2018
