Методика анализа влажности (растворенной воды) в трансформаторных маслах кулонометрическим титрованием по методике МЭК, Публикация 814

3.2.1. В настоящей методике описан способ определения воды в свежих эксплуатационных и отработанных жидких диэлектриках кулонометрическим титрованием на автоматическом приборе по методу К. Фишера. Метод применим для содержания воды от 2 до 100 г/т.

Методика соответствует стандарту Международной электротехнической комиссии (МЭК), Публикация 814. В спорном случае этот метод может служить эталонным методом для арбитража при применении химического титрования по Публикации МЭК 733.

3.2.2. Во время титрования методом К. Фишера происходят сложные химические реакции, но, в, основном, это реакция воды с йодом и двуокисью серы. Их можно представить следующим образом:

(17)

(18)

В кулонометрическом титровании К. Фишера образец смешивается с раствором йода и двуокиси серы в пиридин - метанольной смеси. Йод, образующийся электролитическим путем, взаимодействует с водой по механизму реакций (17) и (18).

По закону Фарадея количество образующегося йода пропорционально количеству электричества, израсходованного на реакцию:

(19)

Как показано в реакции (17), происходит стехиометрическое взаимодействие 1 моля йода с 1 молем воды таким образом, что 1 мг воды соответствует 10,72 Кл. Основываясь на этом принципе, можно рассчитать количество воды непосредственно по количеству электричества (количеству кулонов), израсходованных на электролиз.

3.2.3. Аппаратура.

Для исследования рекомендуется прибор РОКБА, изготовленный НПО Техносервисэлектро.

3.2.3.1. Описание прибора.

Общая схема приведена на рис. 10.

На рис. 11 показана возможная конструкция измерительной ячейки {комплект для титрования) Конструкция ячейки может отличаться от приведенной на рисунке.

3.2.3.2. Принцип действия

Комплект для титрования (измерительная ячейка) состоит из электролитического элемента с двумя камерами, разделенными пористой диафрагмой. Анодная камера содержит смесь реагента, растворителя и образца (анодный раствор), катодная камера (генераторная система) содержит безводный реагент. По обеим сторонам пористой диафрагмы находятся электроды для электролиза.

Йод, генерированный электролизом, как показано в реакции (19), взаимодействует с водой по реакциям К. Фишера (17) и (18). Окончание реакции детектируется парой платиновых электродов, погруженных в анодный раствор. По окончании титрования избыток реагента Карла Фишера деполяризует катод пары платиновых электродов, что вызывает увеличение тока, который зажигает индикацию измерения и останавливает интегратор тока.

Интегратор тока определяет количество электричества, израсходованное вовремя электролиза, рассчитывает по закону Фарадея содержание воды и показывает его на дисплее в микрограммах воды.

Рис. 10. Схема автоматического титратора:

1 - комплект для титрования; 2 - контур детектирования; 3 - контур стабилизации тока;

4 - питание постоянным током (для электролиза); 5 - индикация конца титрования;

6 - интегратор тока; 7 - электромагнитная мешалка

Рис 11 Комплект для титрирования (измерительная ячейка)

1 — реакционный сосуд {анодное отделение; 2 — отверстие для ввода масла, 3 — спускной кран; 4 — политетрафторэтиленовая крышка, 5 — генераторная система (катодное отделение);

6 — пара платиновых электродов для измерения потенциала; 7 — стержень мешалки с политетрафторэтиленовым покрытием; 8 — осушительные трубки

3.2.4. Реагенты и вспомогательные материалы

Реагенты

Готовые для использования реагенты имеются в продаже. Однако необходимо удостовериться, что реагент подходит к используемому типу аппарата.

В случае необходимости и в соответствии с местными условиями соответствующие реагенты могут быть приготовлены одним из методов, описание которых может быть дано в приложении к инструкции по эксплуатации прибора.

3.2.5. Подготовка пробы

3.2.5.1. Промыть и высушить при 115±5 °С в хорошо вентилируемой сушильной печи реакционный сосуд, пару платиновых электродов, генераторную систему, стержень мешалки и шприцы.

3.2.5.2. Смазать притертые края реакционного сосуда. Внести в него стержень мешалки.

3.2.5.3. Закрепить генераторную систему, пару электродов и осушительную трубку в измерительной ячейке (см. рис. 11).

3.2.5.4. Поставить реакционный сосуд на магнитную мешалку и произвести электрические соединения (см. рис. 10).

3.2.5.5. Приготовить, как указано, анодный раствор и ввести его в реакционный сосуд.

3.2.5.6. Добавить около 6 см³ катодного раствора в генераторную систему.

3.2.5.7. Включить электромагнитную мешалку, а также различные электронные приборы.

3.2.5.8. Если анодный раствор не истощен, вставить в шприц на 10 см³ иглу, набрать дозу (от 2 до 10 см³) нейтрализующего раствора и вводить в реакционный сосуд до истощения анодного раствора.

3.2.5.9. Осуществить электролиз, чтобы израсходовать избыток присутствующей соды.

3.2.5.10. Оставить систему для стабилизации в течение 1 ч. После этого система готова для работы.

Примечание. У некоторых приборов есть защитная блокировка, которая мешает работе аппарата пока не будет завершена стабилизация.

3.2.6. Методы отбора проб

3.2.6.1. Обычный отбор проб

Для обычного отбора проб пользуйтесь методами, описание которых дано в Публикации МЭК 475 «Метод отбора проб жидких диэлектриков» или ГОСТ 6433.5-84.

3.2.6.2. Рекомендуемый отбор проб

Для достижения большей точности и особенно о случае очень низкого содержания воды (менее 15 г/т) пользуйтесь процедурой, описание которой дано в Публикации МЭК 567 «Руководство по отбору проб газов и масла из электрооборудования, заполненного маслом для анализа свободных и растворенных газов» или РД 34.46.303-89.

3.2.7. Методика проведения испытания.

3.2.7.1. Если образцы были отобраны в стеклянные сосуды, наполните шприц изоляционной жидкостью, держа конец иглы глубоко от поверхности жидкости. Немедленно закройте сосуд. Держите шприц вертикально иглой вверх, удалите пузырьки воздуха и опорожните шприц.

Снова наполните шприц и взвесьте его с точностью до 0,1 г. Если пробы были отобраны шприцем, слейте около 2 см³ изоляционной жидкости, чтобы промыть иглу, затем взвесьте шприц с точностью до 0,1 г.

Количество отбираемого образца зависит от предполагаемого содержания воды в пробе, и рекомендуемые значения составляют:

до 10 г/т 10-20 см³ пробы;

от 10 до 50 г/т 5-10 см³ пробы;

от 50 до 100 г/т 2-5 см³ пробы.

3.2.7.2. Проткнув мембрану, введите соответствующее количество изоляционной жидкости в реакционный сосуд и снова взвесьте шприц. Запишите массу впрыснутой жидкости.

3.2.7.3. Начните электролиз. Когда титрование будет закончено, считайте на дисплее количество титрованной воды (микрограммы).

3.2.7.4. Проведите второе титрование, повторив процедуру, изложенную в пп. 3.2.7.2., 3.2.7.3.

3.2.7.5. После нескольких операций скапливается значительное количество жидкости. Отключите систему и подождите, пока растворитель не отделится от изоляционной жидкости. В зависимости от плотности изоляционной жидкости ее избыток можно отсосать пипеткой или слить через спускной кран. После нескольких сливов титровальный раствор генераторной системы необходимо заменить свежими растворами в соответствии с рекомендациями фирмы-изготовителя прибора.

3.2.8. Расчет результатов:

(20)

где -влагосодержание электроизоляционной жидкости, г/т;

W - число, показываемое дисплеем, микрограмм воды;

М - масса образца изоляционной жидкости, г.

3.2.9. Обработка результатов.

Содержание воды в изоляционной жидкости записывается как среднее арифметическое двух параллельных измерений, округленное до близкого целого, в миллиграммах (граммах) воды на килограмм (тонну) изоляционной жидкости.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. Методики одновременного анализа общего газосодержания и влажности в трансформаторных маслах

2.1. Газохроматографическая методика анализа общего газосодержания и общего влагосодержания (растворенная и связанная вода) в трансформаторных маслах с прямым вводом масла в испаритель хроматографа (методика ВНИИЭ)

2.2. Газохроматографическая методика анализа общего газосодержания и влажности (растворенной воды) в трансформаторных маслах с использованием калибровочных растворов газов в масле (методика ВТИ без вакуумирования приставки)

2.3. Методика анализа общего газосодержания и влажности (растворенной воды) в трансформаторных маслах с использованием их равновесного извлечения в устройстве УИВВМ (методика ВНИИЭ)

3. Методики анализа влажности в трансформаторных маслах

3.1. Методика анализа влажности (растворенной воды) в трансформаторных маслах с помощью прибора пвн (ГОСТ 7822-75)

3.2. Методика анализа влажности (растворенной воды) в трансформаторных маслах кулонометрическим титрованием по методике МЭК, Публикация 814