NB T 10199-2019 电工流体 变压器及类似电气设备用未使用过的天然酯.pdf

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1、ICS 29.035.20 K15 NB 中 华 人 民 共 和 国 能源 行 业 标 准 NB/T10199 2019 电工流体 变压器及类似电气设备用未使 用过的天然酯 Fluids for electrotechnical applications - Unused natural esters for transformers and similar electrical equipment （ IEC 62770： 2013， MOD） 2019 - 06 - 04发布 2019 - 10 - 01实施 国家能源局 发布 NB/T 10199 2019 I 目 次 前言 . II 1

2、 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 2 4 分类 . 2 5 性能要求、含义及试验方法 . 2 5.1 性能要求 . 3 5.2 性能含义和试验方法 . 3 6 取样 . 6 7 包装、标志、运输和贮存 . 6 附录 A（规范性附录） 未使用过的天然酯氧化安定性试验方法 . 7 附录 B（资料性附录） 从天然酯 中衍生的低黏度绝缘液体技术规范 . 8 参考文献 . 9 NB/T 10199 2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009给出的规则编写。 本标准修改采用 IEC 62770： 2013电工流体 变压器及类似电气设备用未使用过的天然酯。

3、本标准与 IEC 62770： 2013的主要差异如下： 根据 GB/T 1.1 修改了部分编辑格式； 删除了 IEC 62770： 2013 的前言和引言； 对 范围 进行了 编 辑 性修改 ，增加了“注”； 将规范性引用文件中 的 国际或国外标准修改为已采标转化的我国国家标准或行业标准； 根据国 情需求 将 引用的 IEC 60475 修 改为 GB/T 7597； 将击穿电压的要求值由 35kV 调整为 40kV；将 工频 介质损耗因数（ tan ）（ 90）的要求 值由 0.05 调整为 0.04。 本标准附录 A规定了未使用过的天然酯氧化安定性试验方法。 本标准附录 B提供了从天然酯

4、中衍生的低黏度绝缘液体技术规范的参考资 料。 本标准由中国电器工业协会提出。 本标准由全国绝缘材料标准化技术委员会（ SAC/TC51）归口。 本标准起草单位：国网河南省电力公司电力科学研究院、桂林电器科学研究院有限公司、中国电力 科学研究院有限公司、 湖北泽电新能源科技有限公司、 国网山东省电力公司电力科学研究院、 嘉吉投资 （中国）有限公司 、 广州供电局有限公司电力试验研究院、 广东电网有限责任公司电力科学研究院、 广 西大学、 南方电网超高压输电公司检修试验中心 、 厦门法拉电子股份有限公司、 无锡 宸 瑞新能源 科技 有 限公司、佛山市欣源电子股份有限公司、 安徽铜峰电子股份有 限公

5、司 。 本标准主要起草人： 杨涛、 罗传勇 、 于龙英 、 寇晓适 、 马林泉、 姚德贵、 蔡胜伟 、 李松江 、 朱孟兆 、 王健一 、 王 锐 锋、 宋浩 永 、 赵耀洪、 郑含博、 张 镱 议、刘捷丰 、 邓军 、 黄顺达、 付忠星 、 王占东 、 黄云 锴 。 NB/T 10199 2019 1 电工流体 变压器及类似电气设备用未使用过的天然酯 1 范围 本标准规定了变压器及类似油浸式电气设备中作为绝缘和散热介质的未使用过的天然酯的性能要 求及试验方法。 本标准适用于未使用过的天然酯。再生天然酯和与非天然酯液体混合的天然酯不属于本标准范围。 注 1： 本标准中，术语“天然酯”适用于具

6、有良好的生物降解性和环境相容性的变压器及 类似电气设备的绝缘液体。 这种天然酯是从种子中获得的植物油 以及 从其他合适的生物材料 中 获得的油脂，其成分主要由甘油三酯组成。 注 2： 本标准包括含有添加剂的天然酯。由于其化学组分的不同，天然酯不同于矿物绝缘油和其他具有高燃点的绝 缘液体，如合成酯或硅酮液体。本标准不包括来源于天然酯的低黏度绝缘液体，其相关特性参见附录 B。 本标准使用的化学名称和科学符号符合 IUPAC手册（物理化学中的量，单位和符号）。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的 引用文件，其

7、最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 261 闪点的测定 宾斯基 -马丁闭口杯法（ ISO 2719:2002， MOD） GB/T 507 绝缘油 击穿电压测定法（ IEC 60156:1995， MOD） GB/Z 1094.14 电力变压器 第 14部分：采用高温绝缘材料的液浸式变压器的设计和应用（ IEC/TS 60076-14： 2009， IDT） GB/T 1884 原油和液体石油产品密度实验室测定法（密度计法）（ ISO 3675:1998， MOD） GB 2536 电工流体 变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油（ IEC 60296:2003， MOD） G

8、B/T 2900.5 电工术语 绝缘固体、液体和气体（ IEC 60050-212:2010， IDT） GB/T 3535 石油产品倾点测定法（ ISO 3016:1994， MOD） GB/T 3536 石油产品 闪点和燃点的测定 克利弗兰得开口杯法（ ISO 2592:2000， MOD） GB/T 5654 液体绝缘材料 相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量（ IEC 60247:2004， IDT） GB/T 7597 电力用油（变压器油、汽轮机油）取样方法 GB/T 21216 绝缘液体 测量电导和电容确定介质损耗因数的试验方法（ IEC 61620:1998， IDT） G

9、B/T 21801 化学品 快速生物降解性 呼吸计量法试验（ OECD No.301F:1992， IDT） GB/T 21802 化学品 快速生物降解性 改进的 MITI试验 （ ） （ OECD No.301C:1992， IDT） GB/T 21856 化学品 快速生物降解性 二氧化碳产生试验（ OECD No.301B:1992， IDT） GB/T 25961 电气绝缘油中腐蚀性硫的试验法（ ASTM D1275:2006， MOD） GB/T 30515 透明和不透明液体石油产品运动黏度测定法及动力黏度计算法（ ISO 3104:1994， MOD） GB/T 32508 绝缘油中

10、腐蚀性硫（二苄基二硫醚）定量检测方法（ IEC 62697-1:2012， MOD） DL/T 285 矿物绝缘油腐蚀性硫检测法 裹绝缘纸铜扁线法（ IEC 62535:2008， MOD） NB/SH/T 0811 未使用过的烃类绝缘油氧化安定 性测定法（ IEC 61125:1992， MOD） NB/SH/T 0812 矿物绝缘油中 2-糠醛及相关组分测定法（ IEC 61198:1993， MOD） NB/T 10199 2019 2 NB/T 42140 绝缘液体 油浸纸及油浸纸板 用卡尔费塞尔自动电量滴定法测定水分（ IEC 60814:1997， MOD） SH/T 0604 原

11、油和石油产品密度测定法（ U型振动管法）（ ISO 12185:1996， MOD） SH/T 0803 绝缘油中多氯联苯污染物的测定 毛细管气相色谱法（ IEC 61619:1997， MOD） IEC 60666 矿物绝缘油中规定的添加剂的检验和测定（ Detection and determination of specified additives in mineral insulating oils） IEC 61100 绝缘液体按照着火点和净热 值分类 （ Classification of insulating liquids according to fire-point an

12、d net calorific value） IEC 62021-3 绝缘液体 酸值的测定 第 3部分：非矿物绝缘油试验方法 （ Insulating liquids Determination of acidity Part 3: Test methods for non-mineral insulating oils） OECD 201-203 生态毒性试验导则（ Test guidelines for ecotoxicity） 3 术语和定义 GB/T 2900.5 界定的术语及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 天然酯 natural ester 从种子提取的植物油或从其他适当的生物

13、材料中提取的油脂，主要由甘油三酯构成。 3.2 潜 在的腐蚀性硫 potentially corrosive sulfur 变压器油中存在的可能导致硫化铜形成的有机硫化合物。 3.3 未使用 过 的天然酯 unused natural ester 由供应商交付的未使用 过 的天然酯。 注 1： 该液体未被使用过，也没有与电气设备及在其制造、储存及运输过程中不必要的设备接触。 注 2： 未使用过的天然酯制造商和供应商将采取一切合理的预防措施，确保天然酯不被多氯联苯、多氯三联苯、多环 芳烃（ PCB， PCT， PCAs）或腐蚀性硫化合物污染；且不被使用过的油、再生油、脱氯油或其他污染物 污染。

14、4 分类 本标准将天然酯划分为单独的一类：难燃天然酯类。 注： 还有其他天然酯类液体，可能有不同的分类。然而，这些绝缘液体不在本标准的范围内，如附录 B中所示。 5 性能要求、 性能 含义及试验方法 5.1 性能要求 未使用过的天然酯性能要求见表 1。 注： CIGRE 436和 IEEE C57.147中提供了有关变压器和类似电气设备用天然酯的补充信息。 NB/T 10199 2019 3 表 1 未使用过的天然酯性能要求 性 能 单 位 要 求 1.物理性能 外观 清澈透明、无沉淀物和悬浮物 运动 黏度 100 mm2/s 15 40 50 倾点 -10 含水量 mg/kg 200 密度（

15、 20 ） kg/m3 1000 2.电气性能 击穿电压 (2.5mm) kV 40a 工频 介质损耗因数（ tan ）（ 90 ） 0.0 4 3.化学性能 酸 值 （可溶性） mgKOH/g 0.06 腐蚀性硫 非腐蚀性 二苄基二硫醚 （ DBDS） 检测不出 总添加剂 % 5 （质量分数） 4.氧化安定特性 b 总酸值 mgKOH/g 0.6 运动 黏度（ 40 ）（比初始 值增加量） mm2/s 30% 工频 介质损耗因数（ tan ）（ 90 ） 0.5 5.健康、安全与环境（ HSE） 燃点 300 闪点 250 生物降解度 易生物 降解 a 交货时； b 氧化安定性试验方法按附录

16、 A。 5.2 性能含义和试验方法 5.2.1 物理性能 5.2.1.1 外观 采用透明玻璃容器（直径不小于 10cm）取样，通过肉眼观察未使用过的天然酯（在环境温度下让自 然光透过约 10cm厚的天然酯），判断是否存在可见污染物、游离水及悬浮物等。 5.2.1.2 运动黏度 40和 100下的运动黏度按照 GB/T 30515进行测定。 运动黏度影响散热，会导致变压器和其他电气设备内的温度升高。运动黏度越低，绝缘液体越容易 循环，散热效果越好。低温下黏度是变压器冷启动关键因素（循环不良可能导致热点过热）。它对有载 调压机构和泵等运动部件的速度会产生负面影响。应适当考虑最低冷态投运温度（ LC

17、SET）下的运动黏 度。 NB/T 10199 2019 4 5.2.1.3 倾点 倾点按照 GB/T 3535进行测定。倾点是指天然酯能流动时的最低温度。 天然酯的结晶取决于时间和温度。在运行温度下，绝缘液体中不应存在晶体。如果电气设备内的温 度低于 0，天然 酯设备的热性能和介电性能可能受到不利影响，则应采取预防措施。目前尚无法确定 测定结晶的方法。 5.2.1.4 含水量 含水量按照 NB/T 42140进行测定。天然酯的含水量影响其介电性能。 注： 由于天然酯的中等极性，天然酯中会出现游离水并造成介电强度劣化，其含水量明显高于矿物绝缘油。 5.2.1.5 密度 密度按照 GB/T 18

18、84或 SH/T 0604进行测定。 5.2.2 电气性能 5.2.2.1 击穿电压 击穿电压按照 GB/T 507进行测定。由于天然酯的性质不同，测量时需要设定初始时间，一般为 15min 30min，以保证在测量之前天然酯中没有可见的气泡。 5.2.2.2 工频 介质 损耗因数（ DDF） 工频 介质损耗因数按照 GB/T 5654或 GB/T 21216在 90下进行测定。如有争议，按照 GB/T 5654进行 测定。 工频 介质损耗因数是由绝缘液体引起的介质损耗。 工频 介质损耗因数高表明绝缘液体受到水分子、 颗粒或可溶性极性污染物污染或绝缘液体精炼质量差。 5.2.2.3 相对电容率

19、（相对介电常数） 相对电容率按照 GB/T 5654或 GB/T 21216在 90下进行测定。如有争议，按照 GB/T 5654进行测定。 相对电容率指在外施电压下储存在绝缘液体中的电能与对应于真空中的电能的比值。 注： 相对电容率 典型值： 2.8-3.3。 5.2.3 化学性能 5.2.3.1 酸值 酸值按照 IEC 62021-3进行测定。未使用过的天然酯应接近中性。 注： 天然酯可能含有较低浓度的游离脂肪酸，游离脂肪酸的存在会影响天然酯的酸值。 5.2.3.2 腐蚀性硫 腐蚀性硫按照 GB/T 25961或 DL/T 285进行测定。在标准条件下，通过将铜与绝缘液体接触来检测游 离腐

20、蚀性硫和潜在的腐蚀性硫化合物。已知的腐蚀性硫化合物如二苄基二硫醚（ DBDS）应检测不出（ GB/T 32508）。 注： 腐蚀性含硫化合物不天然存在于植物油或其他天然酯中。试验证明添加剂是无腐蚀性的，并且不会发生潜在 的 腐蚀性油的交叉污染。 5.2.3.3 添加剂含量 NB/T 10199 2019 5 抗氧化添加剂含量按照 IEC 60666或其他合适的方法进行测定。 添加剂包括抗氧化剂，金属钝化剂，降凝剂等。抗氧化剂减缓了天然酯的氧化，降低了凝胶和酸性 物质的形成，例如 2， 6-二叔丁基对甲酚（ DBPC），也称为 BHT，也可以使用其他抗氧化剂。 添加剂的总 量应小于 5%（质量分

21、数）。 经双方同意，供应商应声明所有添加剂的通用类型，以及抗氧化剂和钝化剂的浓度。添加剂的初始 类型和浓度可用于变压器及类似电气设备中天然酯在运行期间的监督和维护指导。 5.2.3.4 糠醛含量 2-糠醛和相关化合物按照 NB/SH/T 0812进行测定。 呋喃化合物，包括 2-糠醛，是牛皮绝缘纸的降解产物，这些化合物通常不存在于未使用过的天然酯 中。 注： 未使用过的天然酯中可能存在痕量的某些呋喃化合物。 5.2.4 氧化安定 特性 天然酯氧化安定性 可参照 NB/SH/T 0811所述的方法 进行 测定。 由于易 氧化，未使用的天然酯只适用于密封性设备。 注 1： 氧化安定特性 涉及长期运

22、行中的天然酯处于高电应力和温度条件下的有关性能。 GB/Z 1094.14 列出了天然 酯允许的运行温度。 注 2： 对于天然酯， 经过修改 NB/SH/T 0811可采 用 的 方法 见附录 A。 5.2.4.1 总酸值 总酸值按照 NB/SH/T 0811中 10.3.4进行测定。 5.2.4.2 运动黏度 运动黏度测定 方法见 5.2.1.2。 5.2.4.3 工频 介质损耗因数（ DDF） 氧化安定性试验后应测量天然酯中因氧化产生的水和可溶性极性化合物导致的介电损耗 ，具体测定 方法见 5.2.2.2。 5.2.5 健康、安全与环境特性 注： 涉及 到 天然酯的安全 处理 和不利影响的

23、最小化。包括闪点和燃点、多环芳烃（ PCA）和多氯联苯 /多氯三联苯 （ PCBs/PCTs）。 5.2.5.1 燃点和闪点 燃点按照 GB/T 3536进行测定，闪点按照 GB/T 261进行测定。 5.2.5.2 多氯联苯（ PCBs） 多氯联苯 浓度按照 SH/T 0803进行测定，总浓度应不大于 2mgkg-1。 未使用过的天然酯中应不含多氯联苯。 注： 多氯联苯和相关化合物只能因交叉污染而存在于未使用过的天然酯中。 5.2.5.3 生物降解度 NB/T 10199 2019 6 生物降解度按照 GB/T 21856、 GB/T 21802或 GB/T 21801等 进行测定。 与石油

24、衍生的矿物绝缘油相比，天然酯具有更好的环境相容性。 注： 按照 检测的生物降解度，天然酯可根据 IEC 61039分类。 5.2.5.4 毒性 未使用过的天然酯应是无毒的，供应商应提供试验证明产品无毒。 注： 天然酯的毒性可用 有 关测试方法进行评估，如 参照 埃姆斯试验 或其他合适的方法 ，如 OECD 201-203等 。 6 取样 取样按照 GB/T 7597的规定。 7 包装、标志、运输和贮存 应满足如下要求： 天然酯通常采用油罐车，罐式集装箱或油桶等批量运输。为避免污染，运输容器都应清洁且适 用； 油桶和样品容器应至少包含以下标记： 供应商名称； 类别； 液体净重。 每种天然酯产品都

25、应附有一份供应商提供的文件，至少注明：供应商名称，液体类别和质量证 明。当买方要求且经双方同意，供应商应根据国际和当地法规提供天然酯中所有添加剂的通用 类型及浓度。 NB/T 10199 2019 7 A A 附 录 A （规范性附录） 未使用过的天然酯氧化 安定性试验方法 A.1 概述 天然酯采用 NB/SH/T 0811相似的加速老化试验方法进行氧化安定性评价。将待测天然酯样品中放入 固体铜催化剂，向天然酯中通入恒定体积的空气，在 120下连续 48小时。通过测量氧化后天然酯的挥 发性酸值、油溶性酸值、形成的油泥、运动黏度和介质损耗因数等来评价其抗氧化能力。并将加速氧化 后获得的参数值与加

26、速氧化前的 性能 值进行比较。 A.2 试验条件 加速老化持续时间设定在 48h，其他试验条件如天然酯的数量、铜丝催化剂的长度和直径、氧化温 度和氧化剂（空气）流速等应与 NB/SH/T 0811试验方法完全 相同。 A.3 精度 通过对商用天然酯的比对试验 48h氧化后获得的精度值见表 A.1。每个参数的相对再现性是基于从 11 个参与实验室获得的结果。表 A.1中报告的值与 NB/SH/T 0811中矿物绝缘油报告的值基本一致。 表 A.1 比对试验期间不同性能的重复性和再现性 性 能 重复性 r % 再现性 R % 运动黏度（ 40 ） 5 7.5 总酸值 13 38 油泥 22 57

27、工频 介质损耗因数 （ tan ）（ 90 ） 47 A.4 重复性（ r） 同一实验室在 95%的置信水平下给出的重复值 。 A.5 再现性（ R） 不同实验室在 95%的置信水平下给出的重复值。 NB/T 10199 2019 8 B B 附 录 B （资料性附录） 从天然酯中衍生的低黏度绝缘液体技术规范 从化学和生物化学的角度来看，本标准中天然酯类 (即在生物材料中发现的酯类 )的定义除了甘油三 酯之外还有许多其他的化学组分。 甘油三酯是构成植物油 (和动物脂肪 )的主要成分，此类绝缘液体具有高燃点和闪点的显著特性， IEC 61100中将其划分为 K级绝缘液体。与矿物绝缘油相比，此类绝

28、缘液体不易燃，但运动粘度和倾点相对较 高。 注： 根据 IEC 61100规定 ， K级液体燃点 300 ，闪点 250 。 来自于不同天然酯的其他绝缘液体已经被应用于一些电气设备 (例如 :采用 ONAN冷却方式的低 /中电 压变压器 )。这类液体主要由脂肪酸单酯组成，或者是甘油三酯和脂肪酸单酯的混合物，可以降低其运 动黏度。 从天然酯中提取的低黏度绝缘液体的性能接近于矿物绝缘油，如表 B.1所示。 表 B.1 从天然酯中衍生的低黏度绝缘液体性能要求 性 能 试验 方法 要 求 物理特性 运动黏度 /（ mm2/s） 100 GB/T 30515 6 40 18 0 90 倾点 / GB/T

29、 3535 -25a 电气特性 击穿电压 (2.5mm)/kV GB/T 507 35 b 工频 介质损耗因数 （ tan ）（ 90 ） GB/T 5654 或 GB/T 21216 0.05 健康、安全与环境（ HSE） 燃点 GB/T 3536 175 闪点 GB/T 261 135 生物降解度 GB/T 21856、 GB/T 21802或 GB/T 21801 易生物 降解 a LCSET 最低冷态投运温度 -10 。 b 交付时，处理后 70kV （见 GB 2536 描述的实验室处理） 。 NB/T 10199 2019 9 参 考 文 献 1 IEC 60050-421 电工术

30、语 第 421 章：电力变压器和电抗器 2 IEC 60422 电气设备中矿物绝缘油 管理和维护指南 3 IEC 61039 绝缘液体的一般分类 4 IEC 61099 绝缘液体 电气用未使用过的合成有机酯规范 5 IEC 61868 矿物绝缘油 在很低温度下运动粘度的测定 6 ASTM D 6871 电气设施中使用的天然 (植物油 )酯规范 7 国际纯粹与应用化学联合会（ IUPAC）术语和定义手册 8 CIGRE Brochure 436 使用新型绝缘液体的经验 9IEEE C57.147th 变压器用天然酯验收和维护导则 10IP 346 未使用基础油和无沥青质石油馏分中多环芳烃的测定 -二甲基亚砜萃取折射率法 11 US EPA 600/4.82.068:1983 进行沙门氏菌 /微粒体致突变试验的中期程序（ Ames试验） _