新油验收里的密度项：振荡管密度计测变压器油

1、前言

变压器油进厂验收有一长串项目：击穿电压、水分、酸值、介质损耗、界面张力，密度也在其中。GB 2536-2011《电工流体 变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油》给的技术要求里，20 ℃ 密度不大于 895 kg/m³，试验方法指向 GB/T 1884 与 GB/T 1885。

密度这一项的用处有两层。一是卡基础油的类型，环烷基和石蜡基油的密度差得开，来料对不对版，测一次就知道个大概；二是识别混油和进水，油里混进重质组分或者水分，密度会往上抬。

现场多半还是玻璃浮计：往量筒里一插，读弯月面，样品温度不是 20 ℃ 就查表加减。冬天油稠，浮计下沉慢、量筒壁挂油，一支样十几分钟，验收一批油要耗掉半天。SH/T 0604 和 GB/T 29617-2013 给了另一条路，用 U 形振荡管密度计测，油样封进管子，仪器自己控温读数。

本实验采用上海佳航 AIpol-D70 全自动密度计完成，样品在封闭管路内控温到 20.0 ℃ 后读数，下文所列步骤与数据均基于该仪器。

2、实验准备

2.1 试验设备

仪器关键指标：准确度 ±0.00005 g/cm³，重复性 ±0.00003 g/cm³，分辨率 0.00001 g/cm³；控温稳定度 ±0.01 ℃；内置黏度补偿，软件可显示补偿状态；10.4 寸触摸屏带高清视频。

2.2 实验试剂

脱气蒸馏水（GB/T 6682 三级水），用于标定与日校；石油醚（沸程 90 ℃~120 ℃）、无水乙醇、丙酮（分析纯），用于管路清洗。

样品：新油 A（环烷基变压器油，待验收）、新油 B（另一厂家同规格油）、运行油 C（投运约六年）。

3、实验步骤

3.1 样品测试

标定与日校。 开机预热 30 min，用干燥空气和脱气水标定仪器常数。再用脱气水日校：20.0 ℃ 读数落在 0.9982 g/cm³ ±0.0001 g/cm³ 之内才算通过。

管路确认。 测油之前先用石油醚把残留冲净，吹干后重测一次脱气水，读数回到 0.9982 g/cm³ 附近才说明管路干净。油膜挂在管壁上会让读数偏低，这一步省掉，后面所有数据都不成立。

进样。 油样静置到室温，有浑浊或游离水的先分层取上层清液。黏度大的样品可以先设 40 ℃ 进样，油温上来后流动性变好、气泡少，再由仪器降回 20.0 ℃ 稳定后读数。进样约 2 mL，进样后停十几秒，让气泡浮到管口再回抽一点，视频窗口确认管内无气泡、无挂壁。

读数与清洗。 仪器控到 20.0 ℃ 稳定后自动读数。每样做两次平行，差值超过 0.00005 g/cm³ 补测一次。测完立刻用石油醚冲两次、无水乙醇冲一次、丙酮冲一次，吹干。放置超过十分钟不清洗，油膜干在管壁上，要多冲几遍才回得来。

3.2 结果换算

U 形振荡管法的原理式是 ρ = A × T² − B，A、B 由干燥空气和脱气水的振荡周期标定得到，密度值直接输出，不需要额外计算。

判定口径统一到 20 ℃：GB 2536-2011 的 895 kg/m³ 就是 0.8950 g/cm³，实测值低于它即合格。若客户要求给 API 度或相对密度，按 GB/T 29617-2013 的换算关系处理。

矿物油的温度系数约 0.00064 g/cm³/℃。这个数字要记住：样品不控温，冬夏测同一桶油能差出 0.003 g/cm³，比限值留给你的余量还大。

4、结果与讨论

4.1 测试结果

表 1　日校与油样测定（20.0 ℃）

表 2　温度对同一油样（新油 A）读数的影响

表 3　混油验证（新油 A 与 B 按体积比混兑，20.0 ℃）

数据由上海佳航应用实验室实测提供

4.2 讨论

三个油样的平行差都在 0.00004 g/cm³ 以内，与重复性指标 ±0.00003 g/cm³ 相当。运行油 C 的密度比两支新油高，这是长期运行后油中积累氧化产物和微量水分的常态，但单看密度说明不了油该不该换——GB/T 7595-2017 的运行油判断靠的是击穿电压、酸值、水分、介质损耗这一组指标，密度只作为跟踪项。

混油验证那张表有用。矿物油混兑的密度按体积比线性走，实测与计算差在 0.00003 g/cm³ 以内，反过来就能估混兑比例：罐里剩油和补充油密度不同时，测一次密度就知道大致掺了多少，再决定要不要做全项分析。

黏度是这类样品绕不开的一项。变压器油在 20 ℃ 的运动黏度在二十几 mm²/s，振荡管测黏稠液体时管壁的剪切会带来附加误差，D70 内置黏度补偿，软件直接显示补偿状态，补偿是否生效一眼能看见，不用凭经验猜。

清洗的优先级比多数人想的高。石油醚冲不掉的老油膜，读数会一路偏低，而且偏低多少没有规律，日校的水值又测不出来——水冲得干净不代表油冲得干净。所以测油前后都要用脱气水复核一次读数，这是判断管路状态最省事的办法。

上海佳航仪器仪表有限公司