礦物油是指從石油中提煉精制的液體絕緣材料。石油的主要成分是烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴，這些組分的電氣性能和老化穩(wěn)定性?xún)?yōu)良。根據(jù)具體用途適當(dāng)?shù)目刂聘鹘M分的含量，可以得到變壓器油、開(kāi)關(guān)油等絕緣油以及各種潤(rùn)滑油。例如，芳香烴成分可有效吸附氣體可用于制作電纜油或電容器油、環(huán)烷烴成分可以降低油份的凝固點(diǎn)用于制作低溫潤(rùn)滑油。

變壓器的絕緣材料是變壓器中最重要的材料之一，其性能及質(zhì)量直接影響變壓器運(yùn)行的可靠性和變壓器的使用壽命。近年來(lái)，變壓器產(chǎn)品所采用的新絕緣材料層出不窮。變壓器的絕緣材料又稱(chēng)電介質(zhì)，是電阻率高，導(dǎo)電能力低的物質(zhì)。絕緣材料可用于隔離帶電或不同電位的導(dǎo)體，使電流按一定方向流通。在變壓器產(chǎn)品中，絕緣材料還起著散熱、冷卻、支撐、滅弧、改善電位梯度、防潮、防霉和保護(hù)導(dǎo)體等作用。

變壓器油

變壓器油是天然石油中經(jīng)過(guò)蒸餾、精煉而獲得的一種礦物油，是石油中的潤(rùn)滑油餾份經(jīng)酸堿精制處理得到純凈穩(wěn)定、粘度小、絕緣性好、冷卻性好的液體天然碳?xì)浠衔锏幕旌衔铩?/span>它的主要成分是烷烴,環(huán)烷族飽和烴，芳香族不飽和烴等化合物。

變壓器油的主要作用：

（1）絕緣作用：變壓器油具有比空氣高得多的絕緣強(qiáng)度。絕緣材料浸在油中，不僅可提高絕緣強(qiáng)度，而且還可免受潮氣的侵蝕。

（2）散熱作用：變壓器油的比熱大，常用作冷卻劑。變壓器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量使靠近鐵芯和繞組的油受熱膨脹上升，通過(guò)油的上下對(duì)流，熱量通過(guò)散熱器散出，保證變壓器正常運(yùn)行。

（3）消弧作用：在油斷路器和變壓器的有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)上，觸頭切換時(shí)會(huì)產(chǎn)生電弧。由于變壓器油導(dǎo)熱性能好，且在電弧的高溫作用下能分解了大量氣體，產(chǎn)生較大壓力，從而提高了介質(zhì)的滅弧性能，使電弧很快熄滅。

礦物絕緣油、潤(rùn)滑油結(jié)構(gòu)族組成的測(cè)定

礦物絕緣油通常按照其各組分的含量進(jìn)行區(qū)分，而我們很難從外觀(guān)辨別出來(lái)。使用傳統(tǒng)濕化學(xué)方法不僅耗費(fèi)人力，而且在檢測(cè)過(guò)程中的很多化學(xué)試劑是含有毒性的。紅外檢測(cè)是一種無(wú)損檢測(cè)方法，并且具有準(zhǔn)確、方便、快捷、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，已被電力行業(yè)列入礦物絕緣油、潤(rùn)滑油結(jié)構(gòu)族組成的測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)。

原理

根據(jù)礦物絕緣油、潤(rùn)滑油中芳碳在紅外光譜區(qū)1610cm-1、鏈烷烴在720cm-1處有特征吸收，將其吸光度代入經(jīng)驗(yàn)公式，從而計(jì)算出絕緣油、潤(rùn)滑油結(jié)構(gòu)族組成中芳香碳(CA%)、烷鏈碳（CP%）和環(huán)烷烴（CN%）的含量。

儀器及試劑

1.紅外光譜儀: 分辨率高于3cm-1。

2.吸收池: 采用定程長(zhǎng)或可變程長(zhǎng)的帶有氯化鈉池窗的吸收池，程長(zhǎng)宜為mm。程長(zhǎng)采用干涉條紋法測(cè)定。

3.玻璃注射器: 1mL 或2mL玻璃注射器。

4.吸耳球: 小型吸耳球。

5.四氯化碳: 分析純。

注:有毒、易揮發(fā)液體，使用時(shí)注意做好防護(hù)。

實(shí)驗(yàn)步驟

按儀器說(shuō)明書(shū)將紅外分光光度計(jì)調(diào)整至工作狀態(tài)。

光程長(zhǎng)的測(cè)定

采用干涉條紋法測(cè)定，將可調(diào)或固定程長(zhǎng)的空吸收池放在儀器的測(cè)定光路中掃描，掃描范圍為1900cm-1~600cm-1,得到如圖1所示的含有極大值和極小值的規(guī)則的干涉條紋(若吸收池窗板安裝不平行，則得不到規(guī)則的干涉條紋，應(yīng)拆開(kāi)重新安裝)。根據(jù)所得的干涉條紋的個(gè)數(shù)和對(duì)應(yīng)的波數(shù)，代入公式(1)求出光程長(zhǎng):

樣品測(cè)定

1、用玻璃注射器將油樣小心注入液體池中（注意液池中不得有大小氣泡，否則重新進(jìn)樣），將液體池放在光路中，進(jìn)行掃描；

2、將掃描的譜圖按如下方式做基線(xiàn)，記錄樣品在1610cm -1 和720cm -1 的吸光度；

3、將2中得到的吸光度代入經(jīng)驗(yàn)公式，便可以得到芳香碳（CA%）、烷鏈碳（CP%）以及環(huán)烷烴（CN%）的含量。

結(jié)論

用紅外光譜法測(cè)試絕緣油中的族組成，方法簡(jiǎn)便準(zhǔn)確度高配制的試劑少方法快速，一般測(cè)試一個(gè)樣品只需幾分鐘，大大提高了勞動(dòng)效率。凡是具有紅外光譜儀的單位，只需增添少量試驗(yàn)用品，即可開(kāi)展此項(xiàng)工作。

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