变压器油,工业白油,抗磨液压油专业厂家—淄博勤润

0　引 言
变压器在经历了长年运行后，内部的绝缘纸会发生老化反应，并产生一定量的糠醛物质，通过分析变压器油中的糠醛含量，可以诊断变压器内部绝缘的老化程度，并为变压器监督和剩余寿命评估提供科学依据[1]。
目前，测定变压器油中糠醛含量的方法有：高效液相色谱法，该方法在行业标准中已详细介绍 [2]，但在实际工作中，依然存在样品处理难度大、试验操作流程复杂等问题；拉曼光谱法，该方法有直接检测[1]和萃取检测[3] 两种方式，最低检测浓度分别达到2.4mg/L 和 0.1mg/L，但存在仪器成本高的问题；紫外可见光分光光度法，一种是利用蒸馏的方法将糠醛从油中分离 [4]，另一种方法直接在糠醛有溶液中加入显色剂，并对分层的显色物质进行检测[5]，但该类型方法均存在油中低质量烃类组分难于分离，稳定性差的情况 [6]。
利用糠醛中羰基在波数1653cm-1~1719cm-1 区域内有伸缩震动吸收峰这一特点，建立傅里叶红外光谱法检测变压器油中糠醛含量的试验方法。通过使用甲醇萃取变压器油中糠醛进行红外光谱分析，以及对变压器油直接进行红外光谱检测两种方式进行试验，并对两种方法进行分析对比，找到更优检测手段。
1　原理
糠醛化学式为 C5H4O2，又名呋喃甲醛，分子结构中含有 C=O, 利用红外光谱对变压器油在不同老化阶段样品进行检测发现 [7]，在波数 1700cm-1 附近存在羰基吸收峰，且随老化时间增加而增强 [8]。
使用 Thermo Fisher IS10 型傅立叶红外光谱仪，检测范围为中红外区（波数 500cm-1~4000cm-1），KBr压片作为样品载体，对糠醛标准物质（质量分数99.8%）进行红外光谱检测，得到纯糠醛物质红外谱图，见图 1。其中，羰基的伸缩振动峰主要出现在波数为 1650cm-1 至 1720cm-1 区域内。
2　甲醇萃取变压器油中糠醛
2.1　甲醇试剂红外光谱图
对甲醇试剂进行红外光谱分析，其红外谱图如图 2 所示。通过图谱分析，甲醇在波数 1700cm-1 附近没有特征吸收峰，与甲醇分子结构特征一致。
2.2　糠醛甲醇溶液红外光谱特征
将标准溶液进行红外光谱分析。以1.16mg/L溶液红外谱图为例（见图3），糠醛中的羰基在波数1653cm-1~1719cm-1 区域内有明显的吸收峰，该吸收峰在波数 1674cm-1、1694cm-1处形成两个分裂峰，波数1674cm-1吸收峰更强。
2.3　糠醛甲醇溶液配置
以甲醇为溶剂配置糠醛标准溶液，将90mL无水甲醇（AR，99.5%）加入 100mL 容量瓶中，缓慢加入0.1mL 糠醛，再用甲醇试剂定容至 100mL，配置成浓度为1mL/L的糠醛标准溶液。糠醛的密度为1.16g/cm3，标准液质量浓度换算为1.16g/L。分别量取1mL、2mL、5mL、10mL、15mL、20mL标准液（1.16g/L 糠醛溶液）加入25mL容量瓶中，并用甲醇定容，配置成0.04mL/L，0.08mL/L，0.2mL/L，0.4mL/L，0.6mL/L，0.8mL/L糠醛甲醇溶液。
2.4　糠醛甲醇溶液标准曲线
对2.3中配置的 6 个浓度糠醛甲醇溶液进行红外光谱分析，选取糠醛羰基吸收峰在波数 1674cm-1，1694cm-1处形成的两个分裂峰，以峰高计算不同浓度下该分裂峰的吸光度，见表1。
2.6　重复性试验
考查本试验方法稳定性，选择不同含量的油样进行重复性试验，其结果见表3，相对平均偏差在0.09%~1.19%之间，表明重复性良好。
将表1得到的吸光度与糠醛质量浓度 (不含0.0464g/L) 绘制成线性曲线，如图4所示，线性回归方程为y=0.0919x~0.0024（式中 y 为吸光度峰高 ；x 为糠醛质量浓度，单位g/L），线性相关系数r2 =0.999，表明糠醛甲醇溶液与吸光度具有较好的线性关系。
2.5　变压器油中糠醛的萃取试验
基础油为克拉玛依 25#变压器油。常温下，将1mL 糠醛缓慢加入1L变压器油中，配制成1.16g/L糠醛标准油溶液。再用标准液分别配置 2.32mg/L，4.64mg/L，6.96mg/L，11.6mg/L溶液各1L。 使用10mL 无水甲醇分5次对 1L 待测溶液进行萃取和富集，得到的萃取液进行红外光谱分析，结果如表 2所示，萃取富集试验的萃取率在 0%~58% 左右。
3　变压器油中糠醛直接检测
3.1　检测原理
基础油为克拉玛依25#变压器新油。对基础油进行红外光谱检测，红外谱图见图5，可知基础油在波数为1650cm-1 至 1720cm-1 区域内无特征吸收峰，因此，可以利用羰基伸缩振动峰对糠醛油溶液进行定量检测。
3.2　糠醛油标准液配制及特征峰选择
常温下，将 1mL 糠醛缓慢加入 1L 变压器油中，配制成 1.16g/L 糠醛油标准液，并进行红外光谱检测，在图 6 中可见在波数 1703cm-1 存在明显的特征吸收峰。
3.3　多浓度糠醛油溶液检测
分 别 量 取 20mL，15mL，10mL，5mL，2.5mL，2mL，1.5mL，1mL，0.5mL，0.25mL 标准液加入 25mL 容量瓶中，并用基础油定容，配置成 0.928g/L，0.696g/L，0.464g/L，0.232g/L，0.116g/L，0.0928g/L，0.0696g/L，0.0464g/L，0.0232g/L，.0116g/L 糠醛油溶液。对上述糠醛油溶液进行红外光谱检测，浓度在 0.116g/L以上的糠醛油溶液均在波数 1703cm-1 处有明显吸收峰，如图 7。
浓度 0.0464g/L 至 0.0928g/L 的糠醛油溶液吸收峰随浓度降低而减弱。浓度0.0232g/L 以下及新油无吸收峰，见图 8。
3.4　糠醛油溶液吸光度标准曲线
根据红外谱图得出不同浓度糠醛油溶液对应吸光度（峰高），见表 4。
由表 4 可知，在浓度 0.116g/L 至 1.16g/L 范围内，糠醛油溶液浓度与吸光度相关性较高，建立该浓度范围内标准曲线如图 9 所示。
3.5　重复性
为了考察红外光谱法检测油中糠醛含量的稳定性，选用不同含量的糠醛油溶液，进行了重复性试验，见表 5，相对平均偏差在 1.3%~3.2%，表明该方法的重复性良好，结果稳定。
3.6　回收率试验
为了考察运行变压器油对糠醛含量检测准确度的影响，以运行变电站主变油为基础油（红外谱图见图 10）。
加入糠醛后配制了多个浓度溶液，并进行红外光谱检测，结果见表 6，回收率在 90% 至 110% 之间，符合分析要求。
4　变压器油中糠醛稳定性
4.1　时间稳定性
考察糠醛油溶液浓度随时间变化情况，分别配制5.45g/L 溶液装入透明容量瓶，.16g/L 溶液装入透明容量瓶，1.16g/L 溶液装入棕色容量瓶，常温下，每个一段时间对溶液浓度进行检测，结果见表7，说明糠醛在常温下不避光条件下，短期内不会分解。
4.2　加热稳定性
对4.1中浓度为1.16g/L和 5.45g/L 透明容量瓶溶液转移至玻璃针管中，加热至50℃，持续30分钟。试验结果见表8，表明糠醛在 50℃条件下仍有较好的热稳定性。
5 结束语
利用红外光谱对变压器油中糠醛的甲醇萃取液进行检测，该方法糠醛甲醇溶液的标准曲线与吸光度的线性相关性可以达到0.999，可以作为一种检测变压器油中糠醛的手段。
甲醇对变压器油中糠醛的萃取和富集效果是影响试验结果的重要因素。本次试验中，萃取率达到55%，萃取富集后，将试验的最小检测浓度提高了55倍，达到2mg/L。可以对纸绝缘老化严重的变压器进行糠醛定量检测。
利用红外光谱对变压器油进行直接检测，变压器油对糠醛羰基红外红外吸收峰影响小；在0.116g/L以上浓度区间，吸光度与浓度相关性系数达到0.9999 ；运行变压器油加标回收率、重复性符合试验要求；糠醛物质在变压器油中具有较好的稳定性；糠醛油溶液浓度在 0.0464g/L 至 0.116g/L 范围内，浓度和吸光度线性较差，但是仍然有明显的羰基特征吸收峰，可以作为定性检测依据；相比萃取方法，直接检测操作简单，但最小检出浓度较高，不能够满足规程[2]中对变压器老化判断所需要的糠醛浓度检测需求。