GB/T 11142-2025 绝缘油在电场和电离作用下析气性测定法

　　ICS 29. 040 CCS E 38

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 11142—2025代替 GB/T 11142—1989

　　绝缘油在电场和电离作用下析气性测定法

　　Determination forgassingpropertiesofinsulating oilunderelectrical

　　stressand ionization

　　2025-10-05发布 2026-05-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 11142—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 仪器设备 1

　　5 试剂和材料 4

　　6 准备工作 4

　　7 取样 4

　　8 试验步骤 4

　　9 计算 5

　　10 报告 5

　　11 偏差统计 5

　　附录 A (资料性) 电应力的计算 7

　　附录 B (资料性) 量气管常数 K 的确定 8

　　Ⅰ

　　GB/T 11142—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件代替 GB/T 11142—1989《绝 缘 油 在 电 场 和 电 离 作 用 下 析 气 性 测 定 法》, 与 GB/T 11142— 1989相比 ,除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　— 更改了范围(见第 1 章 ,1989年版的第 1 章) ;

　　— 更改了量气管的规格要求(见 4. 1. 4,1989年版的 4. 1. 1. 3) ;

　　— 增加了加热装置的控温精度要求(见 4. 2,1989年版的 4. 1. 2) ;

　　— 更改了注射器的规格要求(见 4. 6,1989年版的 4. 1. 6) ;

　　— 更改了清洗溶剂(见 5、6. 1、6. 2,1989年版的第 5 章 、6. 1、6. 2) ;

　　— 增加了取样要求(见 7) ;

　　— 更改了氢气流量(见 8. 4,1989年版的 7. 4) ;

　　— 更改了析气性的平行性检验及计算方法(见 8. 10、第 9章 ,1989年版的第 8章) ;

　　— 更改了析气性的精密度要求 ,增加了试验结果的偏差统计(见第 11章 ,1989年版的第 9章) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会(SAC/TC280)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 :西安热工研究院有限公司 、西安交通大学 、国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 、中国石化润滑油有限公司华东分公司 、中国石油天然气股份有限公司兰州润滑油研究开发中心 、中国石油天然气股份有限公司华东润滑油分公司 、江苏双江能源科技股份有限公司 、国网天津市电力公司电力科学研究院 、中石化石油化工科学研究院有限公司 、华电电力科学研究院有限公司 。

　　本文件主要起草人 :王笑 微 、张 晋 玮 、王 娟 、王 腾 、谢 佳 林 、张 冠 军 、明 菊 兰 、殷 婷 、王 会 娟 、张 红 霞 、陈星宇 、卢立秋 、郝春艳 、赵玥 、范艳璇 、王宇 、李元斌 、屈宁宁 。

　　本文件于 1989年首次发布 ,本次为第一次修订 。

　　Ⅲ

　　GB/T 11142—2025

　　引 言

　　本文件用于测定绝缘油在电场(或电离)作用下 ,油本身吸收或放出气体的能力 。在本文件规定的方法中 ,使用高纯氢气将绝缘油饱和后 , 油及 油 面 上 的 氢 气 层 在 电 压 为 10 kV、频 率 为 50 Hz、油 温 为80 ℃ 、电极间隙为 3 mm 和持续电离 60 min的条件下 , 由于受到径向电场的作用 ,油 、氢气界面因放电反应而导致油本身吸收或放出气体 ,其析气性以单位时间内试样吸收或放出气体的体积表示 。

　　本文件规定了绝缘油在电场和电离作用下析气性的测定方法 ,经过多年的技术发展和实践经验的积累 ,本文件对 1989年版进行了必要的修订和更新 。

　　在本文件中 ,特别强调了安全操作的重要性 ,使用者需具备相应的实验室工作经验 ,并遵循相关的安全规定 , 以确保实验过程的安全性和有效性 。

　　本文件的实施旨在为电气设备用绝缘油的选择提供科学 、标准的方法 , 以使电气设备安全和稳定运行 。

　　Ⅳ

　　GB/T 11142—2025

　　绝缘油在电场和电离作用下析气性测定法

　　警示— 使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验 。本文件的使用可能涉及某些有危险的材料、设备和操作 ,本文件并未指出所有可能的安全问题 。 使用者有责任采取适当的安全和健康措施 ,并保证符合国家有关法规规定的条件。

　　1 范围

　　本文件描述了测定绝缘油在特定几何形状的析气池中 ,受到强度足以引起油 、气界面放电的电场(或电离)作用下 ,放出或吸收气体能力的方法 。

　　本文件适用于矿物绝缘油 、天然酯绝缘油 、合成酯绝缘油和硅基绝缘油析气性的测试 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 1220—2007 不锈钢棒

　　GB/T 7597 电力用油(变压器油 、汽轮机油)取样方法

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　析气性 gassingproperties

　　绝缘油在受到其强度足以引起在油 、气界面放电的电场或电离作用下 ,油本身表现出吸收或放出气体的能力 。

　　4 仪器设备

　　4. 1 析气仪

　　4. 1. 1 析气仪由析气池 、量气管 、空心高压电极等组成 ,结构示意见图 1。

　　4. 1.2 析气池由硬质硼硅玻璃制成 ,析气池受电场作用的部分由一个内径为 16 mm±0. 2 mm ,外径为18 mm±0. 2 mm 的薄壁玻璃管制成(尺寸见图 2) 。析气池的外部涂有耐溶剂的银漆作 为 外 电 极(接地) ,并带有一根接地铜导线 。外电极上应开有一条垂直缝 , 以便观察油面的反应情况 。

　　4. 1.3 空心高压电极由符合 GB/T 1220—2007中钢号为 06Cr19Ni10的不锈钢棒加工而成 ,表面抛光 。空心高压电极外径为 10 mm±0. 1 mm(尺寸见图 2) , 内部插入一根外径为 2 mm、内径为 1 mm 的不锈钢毛细管作为氢气的通道 。用中心开孔并精密加工的 24/29锥形聚四氟乙烯塞子支撑电极 ,使其对准析气池的中心 ,多次使用后应检查锥形聚四氟乙烯塞子的密封性 。在空心高压电极顶部的氢气导入管口上装有一个金属三通旋塞 。

　　4. 1.4 量气管为一根外径为 7 mm、带有刻度(单位为 mm)的硼硅玻璃 U形管 , 以 14/25锥形玻璃磨 口

　　1

　　GB/T 11142—2025

　　接头与析气池连接 ,还带有一个旁通塞和三个玻璃球泡 ,见图 1。

　　单位为毫米

　　标引序号说明 :

　　1 — 旁通塞 ;

　　2,4,5 — 玻璃泡 ;

　　3 — 量气管 ;

　　6 — 14/25锥形玻璃磨口接 口 ;

　　7 — 针形阀 ;

　　8 — 析气池 ;

　　9 — 外电极(接地) 。

　　图 1 析气仪

　　2

　　GB/T 11142—2025

　　单位为毫米

　　a) 析气池 b) 空心高压电极标引序号说明 :

　　1— 24/29锥形玻璃磨口接 口 ;

　　2— 14/25锥形玻璃磨口接 口 ;

　　3— 24/29锥形聚四氟乙烯磨口塞 。

　　图 2 析气池和空心高压电极尺寸示意图

　　4.2 加热装置

　　装有恒温控制器的玻璃浴缸 ,浴缸内装有硅油或透明的绝缘油 ,并装有搅拌装置以保持油浴温度的均匀性 ,温度控制精度为 ±0. 5 ℃ 。油浴中装有一支架 ,用以固定析气池和量气管 。

　　4.3 高压发生器

　　能产生 50 Hz±0. 2 Hz试验电压的升压变压器 、电压互感器或其他升压设备 ,可使试验电压控制在10 kV±0. 2 kV, 试 验 电 压 的 峰 值 系 数 (峰 值 与 平 均 有 效 值 之 比) 同 正 弦 波 峰 值 系 数 之 差 不 应 大 于±5% 。试验中绝缘油样品的电应力可参考附录 A计算 。

　　4.4 透明安全护罩

　　防止操作人员接触带有高压电的设备和部件 。

　　4.5 温度计

　　测量温度范围为 0 ℃ ~ 100 ℃ ,分度值为 0. 1 ℃ 。

　　3

　　GB/T 11142—2025

　　4.6 注射器

　　容积为 10 mL、分度值为 0. 1 mL。

　　5 试剂和材料

　　5. 1 邻苯二甲酸二丁酯 :化学纯 。

　　5.2 异丙醇 :化学纯 。

　　5.3 正庚烷 :分析纯 。

　　5.4 真空硅脂 。

　　5.5 高纯氢气 :≥99. 999%(体积分数) 。

　　5.6 软质绸布 :洁净 、无尘 、防静电 。

　　5.7 定性滤纸 。

　　6 准备工作

　　6. 1 依次使用异丙醇和正庚烷分别清洗析气池 、连接管 、量气管和注射器 。若析气池中有污垢或蜡状物 ,应在析气池中注入异丙醇后用硬尼龙刷轻轻地刷洗 ,然后用正庚烷冲洗干净 。最后将上述清洗过的部件再用清洁 、干燥的压缩空气吹扫 ,清除残余溶剂 。

　　6.2 空心高压电极用异丙醇清洗 、吹干后 ,使用软质绸布擦拭表面 。

　　6.3 在析气池和量气管的接头处均匀涂抹一层真空硅脂 , 注意不要让真空硅脂进入析气池内 ,再将析气池与量气管组装起来 ,放于固定支架上 ,此时不要将空心高压电极插入析气池中 。组装后 ,应检查装置气密性 。

　　6.4 向量气管中注入约一半刻度的邻苯二甲酸二丁酯 。对于吸气或放气量较大的试样 ,应调整注入的邻苯二甲酸二丁酯 的 高 度 。 对 于 放 气 量 较 大 的 试 样 , 注 入 量 低 于 一 半 的 刻 度 ; 对 于 吸 气 量 较 大 的 试样 ,则注入量可高于一半的刻度 。

　　6.5 设置油浴温度为 80 ℃±0. 5 ℃ ,待温度稳定后记录 。若样品放气/吸气量过大或设备运行温度较低 ,也可设置油浴温度为 60 ℃±0. 5 ℃进行测试 。

　　7 取样

　　按照 GB/T 7597的要求取样 。样品应密封 、避光保存且避免受热 。

　　8 试验步骤

　　8. 1 使用干燥 、洁净的定性滤纸过滤约 10 mL试样 ,用注射器吸取试样 5 mL±0. 1 mL,并立即将试样注入析气池内 。

　　8.2 在支撑空心高压电极的锥形聚四氟乙烯塞子表面涂抹薄薄的一层试样 ,然后将空心高压电极插入析气池中 ,使电极的球形顶端和圆柱体表面距离析气池的底部和内壁均为 3 mm。

　　8.3 将外电极接地 ,连接氢气导入管 ,并将出气口直接或经过通风柜导出室外 。

　　8.4 关闭量气管上部的旁通塞 ,打开针形阀 , 以大约 3个气泡/s 的稳定流量通入氢气饱和 ,在试样中鼓泡 10 min。然后打开旁通塞 ,让氢气继续在试样中鼓泡 5 min。 总共通入 15 min氢气后 ,先关闭针形阀 ,然后立刻关闭旁通塞 ,使量气管两边液面平衡在同一水平面 。

　　4

　　GB/T 11142—2025

　　8.5 连接高压引线到空心高压电极上 。

　　8.6 将透明的安全护罩放到规定位置 ,核对浴温后 ,记下量气管液面的起始读数 。

　　8.7 接通高压电源 ,并将电压调节到 10 kV,频率为 50 Hz, 同时启动秒表 ,记录此时的电压 、温度及量气管液面的读数 。透过外电极的垂直观察缝来监视析气池内的反应情况 ,正常情况下油 、气面界面处呈现沸腾状态 。

　　8. 8 通电 10 min,记录试验电压 、温度及量气管液面的读数(B10 ) ;再继续通电 50 min,记录试验电压 、温度及量气管液面的读数(B60) 。对于吸气量过大的试样 ,应在邻苯二甲酸二丁酯液面即将超过量气管刻度线时暂停测试并记录液位 ,排空量气管中的气体 ,恢复邻苯二甲酸二丁酯液面至初始状态后继续测试 ,该试样吸收气体总量为排气前 、后吸收气体量之和 。

　　注 : 为确保设备正常运行 ,建议每 10min读取量气管液位 ,直至测试结束 。读取值随时间的变化通常呈现出良好的线性关系 。如果数据分散过大 ,则检查设备并重新进行测试 。

　　8.9 切断高压电源及加热电源 。

　　8. 10 重复步骤 8. 1~ 8. 9,每个样品至少测定两次 ,并按照第 9 章方法计算析气性 。所得两次测定结果之差不应超过公式(1)的计算结果 ,否则应重新取样测定 ,直至测定结果中有两组数据满足要求 。

　　0. 3+ 0. 26 X … … … … … … … … … … ( 1 )

　　式中 :

　　X — 两次测定结果算术平均值的绝对值 ,单位为微升每分(μL/min) 。

　　9 计算

　　试样的析气性 G 应按公式(2)计算 :

　　G = (B60 -B10)K/t … … … … … … … … … … ( 2 )

　　式中 :

　　G — 析气性 ,单位为微升每分(μL/min) ;

　　B60 — 通电 60 min时记录的量气管液面读数 ,单位为毫米(mm) ;

　　B10 — 通电 10 min时记录的量气管液面读数 ,单位为毫米(mm) ;

　　K — 量气管常数 , 已知 ,或参考附录 B计算 ,单位为微升每毫米(μL/mm) ;

　　注(t) : 如果(—)—G 为正(—计算)值(析),表示(气性)放(所)出气体(用的)试;如果 G(验时)为(间),负(单)值(位),表(为)示(分)吸(收(m)i气(n),t。= (60-10) min= 50 min。

　　10 报告

　　试验报告应至少包含下述内容 :

　　a) 析气性 G(μL/min) ,取两次测定结果的算术平均值 ,精确到小数点后 1位 ;

　　b) 试验电压(kV) ;

　　c) 试验温度( ℃) ;

　　d) 试验持续时间(min) ;

　　e) 所用饱和气体 。

　　11 偏差统计

　　11. 1 同一操作者 ,在同一实验室 ,使用同一仪器 ,按照相同的方法 ,对 2 个样品重复测试 10次的结果进行统计计算 ,得到了样品平均值 、重复性标准偏差及重复性限值(95%置信水平) ,见表 1。

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　　GB/T 11142—2025

　　表 1 同一实验室试验结果偏差统计

　　单位为微升每分

　　样品

　　平均值x

　　重复性标准偏差

　　sr

　　重复性限值

　　r

　　析出气体样品

　　32. 86

　　0. 582

　　1. 63

　　吸收气体样品

　　-23. 22

　　0. 872

　　2. 44

　　11.2 不同操作者 ,在不同实验室 ,使用不同仪器 ,按照相同的方法 ,通过统计 6 个实验室对 14个样品重复测试 2 次的结果 ,得到了样品平均值 、重复性标准偏差及重复性限值(95%置信水平) ,见表 2。

　　表 2 不同实验室试验结果偏差统计

　　单位为微升每分

　　样品编号

　　平均值x

　　重复性标准偏差

　　sr

　　重复性限值

　　r

　　1

　　30. 75

　　2. 39

　　6. 69

　　2

　　14. 80

　　1. 29

　　3. 61

　　3

　　28. 97

　　1. 60

　　4. 48

　　4

　　34. 85

　　2. 14

　　5. 99

　　5

　　28. 22

　　2. 18

　　6. 10

　　6

　　39. 27

　　1. 64

　　4. 59

　　7

　　37. 26

　　1. 16

　　3. 25

　　8

　　40. 70

　　1. 34

　　3. 75

　　9

　　-30. 95

　　0. 51

　　1. 43

　　10

　　-48. 30

　　3. 76

　　10. 53

　　11

　　16. 30

　　0. 90

　　2. 52

　　12

　　27. 02

　　3. 24

　　9. 07

　　13

　　26. 32

　　2. 44

　　6. 83

　　14

　　20. 94

　　1. 09

　　3. 05

　　6

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　　附 录 A (资料性)

　　电应力的计算

　　本附录给出电应力的计算方法 ,方便使用单位对绝缘油在测试时受到的电应力进行计算 , 以积累数据和经验 ,确定电应力对试验再现性的影响 。测试时析气池中绝缘油的电应力可按公式(A. 1)计算 :

　　Gx

　　式中 :

　　Gx— 测试点的电应力 ,单位为千伏每厘米(kV/cm) ;

　　V — 施加电压 ,单位为千伏(kV) ;

　　X — 测试点到空心高压电极轴线的距离 ,单位为厘米(cm) ;

　　K1— 绝缘油的介电常数 ;

　　K2— 析气池的介电常数 ;

　　d1 — 空心高压电极的直径 ,单位为毫米(mm) ;

　　d2 — 析气池内径 ,单位为毫米(mm) ;

　　d3 — 析气池外径 ,单位为毫米(mm) 。

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　　附 录 B

　　(资料性)

　　量气管常数 K 的确定

　　B. 1 试验步骤

　　B. 1. 1 使用正庚烷清洗量气管 ,在 100 ℃的烘箱中至少烘干 2 h。

　　B. 1.2 将量气管竖直固定在支架上 ,使用带有塑料管针头的注射器向量气管加入一定量的蒸馏水 ,加入时避免将水珠黏附在量气管内壁 。称量并记录量气管和蒸馏水的质量(m1 ) ,在称量时避免倾斜量气管 , 以防蒸馏水浸润量气管内壁 。

　　B. 1.3 使用另一支注射器向量气管中加入大约 3 cm 的正庚烷 ,加入时同样避免正庚烷浸润量气管内壁 ,称量并记录量气管 和 管 内 液 体 的 质 量(m2 ) , 记 录 正 庚 烷 的 最 低 液 面 高 度(SL ) 以 及 最 高 液 面 高 度(SH ) 。

　　B.2 计算

　　量气管常数 K 按公式(B. 1)计算 :

　　K … … … … … … … … … … ( B. 1 )

　　式中 :

　　K — 量气管常数 ,单位为微升每毫米(μL/mm) ;

　　m2 — 加入正庚烷后量气管和管内液体的质量 ,单位为克(g) ;

　　m1 — 量气管和蒸馏水的质量 ,单位为克(g) ;

　　ρ — 正庚烷密度 ,单位为克每立方厘米(g/cm3 ) ;

　　SH — 正庚烷最高液面高度 ,单位为毫米(mm) ;

　　SL — 正庚烷最低液面高度 ,单位为毫米(mm) 。

　　重复 3 次 B. 1. 3 步 骤 , 取 3 次 K 值 的 平 均 值 。 如 果 K 值 的 最 高 值 和 最 低 值 之 差 超 过 平 均 值 的5% ,则舍弃结果并重复该过程 。

　　8