摘要：通過差示掃描量熱技術(shù)(DSC)，測定變壓器油氧化放熱峰的起始溫度，并考察加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的抗氧劑(T501)后，它對變壓器油氧化起始溫度及抗氧化性能的影響。最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，差示掃描量熱技術(shù)是一種快速評價變壓器油抗氧化性能有效的新方法。
　　關(guān)鍵詞：差示掃描量熱技術(shù)（DSC）;變壓器油;起始溫度；抗氧化性能
　　
　　變壓器用油是變壓器重要的絕緣介質(zhì)，要求具有可靠的電性能，良好的導(dǎo)熱性和氧化穩(wěn)定性，但是，所有脫氣后的油品仍會溶解少量的空氣，使油品在使用過程中發(fā)生氧化，在高溫作用下，這種氧化過程還會加快。氧化生成的酸性產(chǎn)物形成淤渣甚至沉淀，不僅使導(dǎo)熱性、絕緣性下降，而且還會堵塞油路，引起嚴(yán)重事故，因此氧化穩(wěn)定性是變壓器油的一個重要的使用條件和質(zhì)量要求。
　　差示掃描量熱技術(shù)（differentialscanningcalorimetry，DSC）是20世紀(jì)60年代以后研制出的一種熱分析方法——在程序控制溫度條件下,測量輸入到被測物質(zhì)和參比物的功率差與溫度關(guān)系。DSC氧化實(shí)驗(yàn)是在空氣或氧氣氛圍下，檢測被測材料因氧化反應(yīng)所引起的放熱實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)所得氧化放熱峰的起始溫度可以用來度量有機(jī)材料的氧化穩(wěn)定性［1］。變壓器油的氧化穩(wěn)定性通常采用SH/T0206—92方法測定，該方法需樣品用量多，分析時間長，操作繁瑣，重復(fù)性差［2］。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道：可利用DSC方法評價潤滑油［3，4］和導(dǎo)熱油［5］的抗氧化性能，但用于評價變壓器油的抗氧化性能尚未見報(bào)道。現(xiàn)用DSC方法考察變壓器油的氧化穩(wěn)定性，獲得了較滿意的結(jié)果，該方法與SH/T0206—92方法相比，具有樣品用量少、時間快、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
　　 1材料與實(shí)驗(yàn)方法
　　1.1材料
　　基礎(chǔ)油：取變壓器油500g，加濃硫酸50g，邊加邊攪拌20min，然后加入5～10g干燥白土，繼續(xù)攪拌10min，沉淀后傾出澄清油。酸、白土處理進(jìn)行兩次。將第二次處理后的澄清油加熱至70～80℃，再加入50g干燥白土，攪拌20min，沉淀后傾出澄清油，如此重復(fù)處理一次，沉淀后過濾得基礎(chǔ)油。
　　調(diào)和油：基礎(chǔ)油加適量的抗氧劑。
　　使用過的變壓器油和經(jīng)再生裝置的變壓器油：由深圳供電分公司沙角分部提供。
　　抗氧劑：化學(xué)純，2—二叔丁基對甲酚和6—二叔丁基對甲酚（T501）。
　　1.2實(shí)驗(yàn)儀器及條件
　　所有氧化實(shí)驗(yàn)都在PerkinElmer公司7系列差示掃描量熱儀（differentialscanningcalorimeter,DSC）上進(jìn)行。
　　分析油品質(zhì)量3.0～4.0mg，氣氛為高純氧，氧氣流量為80mL/min，升溫速率為30℃/min。
　　1.3實(shí)驗(yàn)方法
　　在程序升溫條件下，檢測油品發(fā)生氧化反應(yīng)的起始溫度(起始氧化溫度由氧化放熱峰前沿外推至基線求得，見圖1)，并以此作為衡量油品氧化穩(wěn)定性的尺度，起始氧化溫度越高，油品的抗氧化性能越好。
　　
　　 2結(jié)果與討論
　　2.1不同油樣的抗氧化性能
　　表1列出了精制油、再生裝置進(jìn)口油、再生裝置出口油、新油、不同的調(diào)和油加上一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的T501的起始氧化溫度。從表1中的數(shù)據(jù)可以看出，精制油、再生裝置進(jìn)口油、再生裝置出口油的氧化起始溫度非常接近，同時也說明經(jīng)再生裝置前后的變壓器油已基本不含抗氧劑。調(diào)和油和再生裝置出口油中抗氧劑（T501）添加量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.4％時，其氧化起始溫度已接近新油。
　　
　　 2.2T501添加量對變壓器油抗氧化性能的影響
　　基礎(chǔ)油中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的T501后，其氧化起始溫度達(dá)241.82℃，比基礎(chǔ)油提高近10℃。由圖2可知，隨著抗氧劑（T501）質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，調(diào)和油的氧化起始溫度隨之上升，當(dāng)T501的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.7％時，再增加抗氧劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對油的氧化起始溫度無顯著影響。當(dāng)基礎(chǔ)油中T501的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3％～0.5％時，其氧化起始溫度與新油的氧化起始溫度相當(dāng)，符合電力用油標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定變壓器油中T501的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須達(dá)0.3％～0.5％的要求。雖然DSC評價油的氧化穩(wěn)定性屬定性實(shí)驗(yàn)，但可作為考察變壓器油中抗氧劑水平及抗氧劑添加量的一種快捷、簡便的方法。
　　
　　 2.3方法精密度
　　對基礎(chǔ)油和新油分別進(jìn)行了5次重復(fù)測定（見表2），取得較好的重現(xiàn)性，說明該方法穩(wěn)定、可靠。
　　
　　 2.4實(shí)驗(yàn)條件對測試結(jié)果的影響
　　添加了抗氧劑的調(diào)和油如在空氣中露置時間過長，將使測試結(jié)果偏低，因此需密封保存。另外，升溫速度提高，氧化起始溫度移向高溫，但同一升溫速度下的測試結(jié)果仍遵循上述規(guī)律。氧氣流速在60～100mL/min之間，對測試結(jié)果影響不大，但油樣的多少直接影響氧化放熱峰的峰形及樣品的氧化程度，取3～4mg的油樣，DSC氧化峰的峰形、油樣氧化程度為最佳。
　　 3結(jié)束語
DSC熱分析技術(shù)測定變壓器油的氧化起始溫度，具有樣品用量少，自動化程度高，重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，是評價變壓器油氧化穩(wěn)定性以及衡量變壓器油中抗氧劑含量的一種快捷而有效的方法。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　
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