Détermination de la Tension Interfaciale de l'Huile pour Transformateur
I. Aperçu
L'huile pour transformateur est une huile isolante minérale obtenue par raffinage profond de fractions pétrolières. C'est le milieu isolant liquide central dans l'industrie électrique, largement utilisé dans les transformateurs de puissance, les réacteurs, les transformateurs de mesure, les appareillages de commutation haute tension et d'autres équipements électriques, assumant les fonctions clés d'isolation, de refroidissement et de dissipation thermique, d'extinction d'arc et de surveillance de l'état de l'équipement. La qualité de l'huile pour transformateur détermine directement la sécurité de fonctionnement et la durée de vie des équipements électriques haute tension, et la tension interfaciale huile-eau est l'indicateur clé de contrôle qualité pour évaluer la pureté, le degré de vieillissement oxydatif et l'état de contamination de l'huile pour transformateur.
II. But Expérimental
Lors d'un fonctionnement prolongé, l'huile pour transformateur subit un vieillissement oxydatif sous l'action de la haute température, du champ électrique et de l'oxygène, produisant des impuretés polaires telles que des acides organiques et des substances colloïdales, ce qui réduit considérablement la tension interfaciale huile-eau. Par conséquent, le changement de la tension interfaciale est un signal d'alerte précoce de la détérioration de la qualité de l'huile pour transformateur, qui peut guider efficacement la maintenance de l'équipement et le remplacement de l'huile.
Ce test est effectué en stricte conformité avec la norme GB 6541-86 *Méthode d'essai standard pour la tension interfaciale de l'huile contre l'eau par la méthode de l'anneau pour les produits pétroliers*, et l'ensemble du processus de détection est réalisé par le tensiomètre interfaciale automatique SH107 développé par Shandong Shengtai Instrument Co., Ltd. L'instrument répond pleinement aux exigences de la méthode standard et peut réaliser avec précision et efficacité la détermination de la tension interfaciale liquide-liquide et de la tension superficielle liquide-gaz de divers liquides.
III. Échantillons Expérimentaux, Instruments et Équipements
1. Échantillons expérimentaux : Huile isolante minérale pour transformateur n°25 (1 groupe d'échantillon d'huile neuve et 1 groupe d'échantillon d'huile en service provenant d'une opération sur site)
2. Instrument principal : Tensiomètre interfaciale automatique SH107 (avec anneau en platine spécial, coupelle d'essai d'échantillon, poids d'étalonnage standard de 1g)
3. Appareils auxiliaires et réactifs : eau doublement distillée, éther de pétrole, acétone, solution de nettoyage à l'acide chromique, éthanol anhydre, lampe à alcool, papier de nettoyage pour lentilles sans poussière
IV. Procédures Opérationnelles Expérimentales
1. Nettoyage et prétraitement des appareils
Conformément aux exigences de la norme GB 6541, les appareils de test sont soigneusement nettoyés : d'abord, rincer la coupelle d'échantillon et l'anneau en platine avec de l'éther de pétrole pour éliminer les résidus d'huile ; ensuite, rincer à plusieurs reprises avec de l'acétone et de l'eau doublement distillée en alternance ; l'anneau en platine doit être entièrement brûlé dans la flamme extérieure de la lampe à alcool jusqu'à ce qu'il soit rouge vif pour éliminer complètement la matière organique de surface ; après avoir été immergée et lavée avec une solution de nettoyage à l'acide chromique chaude pour éliminer l'huile, la coupelle d'échantillon doit être rincée à l'eau doublement distillée jusqu'à neutralité, et stockée à l'envers dans un environnement sans poussière pour une utilisation ultérieure afin d'éviter une contamination secondaire.
2. Installation et débogage de l'instrument
Placer l'instrument sur une plateforme stable, exempte de vent, de vibrations sévères et d'interférences de flux d'air importants, installer l'anneau en platine et le support, régler les trois pieds au bas de l'instrument pour que la bulle de niveau sur le plateau d'échantillon soit en position centrale, et s'assurer que l'instrument est à l'état horizontal. Connecter l'alimentation AC220V, allumer et préchauffer pendant 15 minutes pour stabiliser le système de l'instrument.
3. Étalonnage de l'instrument
Accéder à l'interface d'exploitation de l'écran tactile couleur, et effectuer d'abord l'étalonnage du poids : suspendre le poids standard de 1g assorti à l'anneau en platine, confirmer que l'erreur d'indication de poids de l'instrument est dans la plage de ±0,010g, et recalibrer via la fonction d'étalonnage de l'interface si l'écart dépasse la limite.
Ensuite, effectuer l'étalonnage à l'eau pure : verser de l'eau doublement distillée dans la coupelle d'échantillon propre jusqu'à la ligne d'échelle spécifiée, placer la coupelle d'échantillon au centre du plateau d'échantillon, et l'instrument effectuera automatiquement le processus de test. Dans un environnement à température constante de 25°C, la valeur de tension interfaciale calibrée de l'eau pure doit être stable dans la plage de 71~72mN/m, et les tests d'échantillons ne peuvent être effectués qu'après que l'étalonnage soit qualifié.
4. Réglage des paramètres de test
Accéder à l'interface de réglage des paramètres, confirmer les paramètres clés tels que le rayon du fil de platine, le rayon de l'anneau de platine, la densité du liquide lourd (eau) et la densité du liquide léger (échantillon d'huile à tester) conformément aux paramètres de l'échantillon de test et de l'appareil, cliquer sur Enregistrer une fois le réglage terminé. Les paramètres de réglage par défaut de l'instrument ont été complétés avant la livraison, et aucune modification n'est requise dans des circonstances normales.
5. Test de l'échantillon
Verser d'abord de l'eau doublement distillée dans la coupelle d'échantillon propre jusqu'à la ligne d'échelle inférieure, placer la coupelle d'échantillon au centre du plateau d'échantillon, cliquer pour accéder à l'interface de test de l'échantillon, et l'instrument ajustera automatiquement la hauteur de la plateforme élévatrice pour que l'anneau en platine s'immerge précisément de 5 mm dans la phase aqueuse ; puis verser lentement l'échantillon d'huile pour transformateur à tester le long de la paroi de la coupelle jusqu'à la ligne d'échelle supérieure pour éviter les bulles d'air, laisser reposer pendant 30 secondes et cliquer sur "Continuer", l'instrument effectuera automatiquement l'ensemble du processus de test, et affichera la courbe de changement dynamique de la tension en temps réel. Après le test, le résultat de la tension interfaciale sera automatiquement calculé et stocké, et le rapport de test pourra être imprimé directement si nécessaire.
6. Tests parallèles
Effectuer 3 tests parallèles sur le même échantillon pour vérifier la répétabilité et la stabilité des résultats des tests.
V. Analyse des Données et Évaluation des Résultats
Dans ce test, le tensiomètre interfaciale automatique SH107 a été utilisé pour tester respectivement la tension interfaciale de l'huile pour transformateur neuve et de l'huile pour transformateur en service dans un environnement à température constante de 25°C. Les résultats de 3 tests parallèles sont les suivants :
| Type d'échantillon | Valeur du 1er test (mN/m) | Valeur du 2ème test (mN/m) | Valeur du 3ème test (mN/m) | Valeur moyenne (mN/m) | Écart relatif |
|-----------------------|---------------------------|---------------------------|---------------------------|---------------------------|--------------------|
| Huile pour transformateur neuve | 43.52 | 43.68 | 43.59 | 43.60 | ≤0.2% |
| Huile pour transformateur en service | 22.05 | 22.17 | 22.08 | 22.10 | ≤0.3% |
Conformément aux exigences de la norme GB/T 7595-2017 *Qualité des huiles pour transformateurs en service*, la tension interfaciale de l'huile pour transformateur neuve avant mise en service doit être ≥40mN/m à 25°C ; la tension interfaciale de l'huile pour transformateur en service doit être ≥18mN/m à 25°C.
Les résultats des tests montrent que la tension interfaciale moyenne de l'échantillon d'huile neuve est de 43,60 mN/m, ce qui répond aux exigences de la norme pour l'huile neuve, avec une qualité d'huile pure et aucune oxydation ni contamination évidente ; la tension interfaciale moyenne de l'échantillon d'huile en service est de 22,10 mN/m, ce qui est toujours dans la limite de qualification de la norme, la qualité de l'huile est stable et peut continuer à être utilisée. Il est recommandé de suivre et de surveiller régulièrement l'évolution de cet indice par la suite.
Ce test vérifie que le tensiomètre interfaciale automatique SH107 a une précision de test allant jusqu'à 0,1 mN/m et une répétabilité ≤0,3%, ce qui répond pleinement aux exigences techniques de la norme GB 6541. L'instrument adopte une interaction homme-machine par écran tactile couleur, avec une opération simple et pratique, et peut automatiquement compléter l'ensemble du processus d'étalonnage, de test, de calcul des résultats, de stockage et d'impression, ce qui réduit considérablement les erreurs de fonctionnement manuel, avec une efficacité de test élevée et des résultats stables et fiables. Il convient à la détection de la tension interfaciale et de la tension superficielle des liquides dans les secteurs de l'électricité, du pétrole, de la chimie, de l'inspection des marchandises, de la recherche scientifique et de nombreux autres secteurs.