准确地测定运行中变压器油酸值的新方法
摘要：介绍一种快速、准确地测定运行中变压器油酸值的新方法。阐述该方法的试验原理、方法和计算，并提供该方法与GB7599—1987所采用方法的对比试验数据。数理统计结果表明，两种方法在试验结果上无显著性差异。新方法具有快速、简便、易操作的特点，有利于在实验室应用。关键词：变压器油；酸值测定；指示剂；溶剂电力系统所采用的变压器油，是发供电设备的重要绝缘介质。电力用油在氧、热和电场的作用下，在保管和运行中会逐渐老化，使油中酸性物质增多。酸性物质不但腐蚀设备，同时还会提高油的导电性，降低油的绝缘性能，最终导致电力设备寿命缩短，造成巨大的损失。为了保证设备正常运行，延长其使用寿命，就必须对电力用油进行严格的监测和维护。反映油中酸性物质含量的指标——酸值是主要的监测参数，在我国标准和国际标准中，酸值都被列为必测参数。目前测定酸值的标准方法有多种，有针对新油的标准，也有针对运行油的标准；有国家标准，也有部颁标准和行业标准。这些标准大致分为两类：指示剂法和电位滴定法。多年来这两类方法在电力用油监测和维护上起到了相当大的作用，但也存在着明显的不足：指示剂法需要加热回流，费时费事，而且溶液在滴定过程中二氧化碳很容易侵入，影响测定结果；电位滴定法准备时间过长，操作复杂，电极易钝化，更费时费事，而且在操作过程中需要使用有毒溶剂，安全很难保证。正是由于这些原因，许多基层单位的实验室虽知酸值测定的重要性，却都迟迟不予开展，或虽开展，但试验人员常有畏难情绪。本文研究的方法（以下称“新方法”）是一种简易测定运行中变压器油酸值的方法，它采用异丙醇作溶剂，以溴百里香草酚兰（BTB）指示滴定终点。经试验取得了与现行GB7599—1987（所采用的测定方法以下称“旧方法”）一致的测定结果，且新方法在室温下进行，具有操作简单、快速、不需加热回流等特点，大大提高了工作效率。
1原理新油或使用过的油品中，酸性组分包括有机酸、无机酸、酯类、酚类化合物、内酯、树脂和重金属盐类、胺盐、其他弱碱的盐类、多元酸的酸式盐，以及某些抗氧和清静添加剂。中和1g油酸性组分所需的氢氧化钾的质量称为酸值。该方法是采用异丙醇抽出试油中的酸性组分，再用氢氧化钾乙醇溶液进行中和滴定，根据指示剂的颜色变化来指示终点，再根据消耗的碱量来计算酸值。其反应式是酸碱中和反应：
由此可见，一种酸的电离常数的大小，取决于溶质的固有酸度常数和溶剂的固有碱度常数。用异丙醇作溶剂，因为其有相对于乙醇高的分子结构，固有碱度高，对油品有较好的混溶能力，能较大程度地萃取油中的酸性组分，加之适用于在乙醇溶液中指示溶液的酸碱度的BTB指示剂在此溶剂中具有相同的性质。因而可以采用其来溶解油样。用BTB作指示剂，因为其变色pH范围在6.2～7.6，颜色从黄色转呈绿色，终点清晰明显。而碱兰6B指示剂变色pH范围在94～14，颜色从兰色转呈红色，其结果一般略偏高；再者BTB指示剂价格便宜，配制方便，因而采用BTB作指示剂是较理想的。
2方法2.1试验步骤a)用锥形瓶称取试油5～10g。b)用另一锥形瓶量取加入变压器油样质量2.0～2.5倍的异丙醇溶液，滴加0.2mLBTB指示剂，用0.02～0.05mol/L氢氧化钾乙醇溶液滴定至呈蓝绿色。c)将中和后的溶剂倒入已取好油样的锥形瓶中，摇匀，使油样充分溶解，再用0.02～0.05mol/L氢氧化钾乙醇溶液滴定至呈蓝绿色。d)根据所消耗的氢氧化钾乙醇溶液量计算油中酸值。2.2计算方法试油的酸值按下式计算：X=Mr(KOH)×V×c(KOH)/m式中X——油样的酸值；V——滴定油样所消耗的氢氧化钾乙醇溶液的体积；c(KOH)——氢氧化钾乙醇溶液的浓度；Mr(KOH)——氢氧化钾的相对分子质量，为56.1；m——所取油样的质量。
3新旧方法的对比试验3.1同一实验室在同一实验室中相同条件下，对新旧方法进行对比试验，
根据表1数据进行数理统计，得平均偏差0.0019，标准偏差Sd=0.0043，由斯图滕t检验法得t=1.397，在自由度为9和置信水平为95%时，查表t0.05=2.262，由于t＜t0.05，可知两种方法无显著性差异，因此新方法是可行的。3.2不同实验室在不同实验室中进行协同试验，结果如表2。
从表2可见，4个单位的试验结果基本一致，说明该方法有较好的再现性。
4小结从试验结果及有关的数理统计分析结果可以看到，新方法是可行的。由于新方法操作简单、快速，所用溶剂异丙醇价廉，且容易买到，而且无毒，危害性小，有利于在各个试验室推广。