NB／T 42140-2017标准规范下载简介

NB／T 42140-2017 绝缘液体油浸纸和油浸纸板用卡尔费休自动电量滴定法测定水分简介：

NB/T 42140-2017 是中国国家能源局发布的关于“绝缘液体油、纸和纸板用卡尔费休自动电量滴定法测定水分”的标准。这个标准主要规定了如何使用卡尔费休滴定法（Karl Fischer titration）来精确测量绝缘液体（如变压器油）、油浸纸以及油浸纸板中的水分含量。

卡尔费休滴定法是一种广泛应用的化学分析方法，特别适用于痕量水分的测定。该方法基于水分与卡尔费休试剂（通常包含碘和二氧化硫）的定量反应。当水分与试剂完全反应时，反应的电量可以被精确测量，从而计算出样品中水分的含量。

NB/T 42140-2017 标准详细说明了实验步骤，包括样品准备、试剂准备、滴定操作、结果计算和质量控制等。标准还规定了设备的要求，如卡尔费休水分测定仪的性能指标，以及实验条件，如温度、压力的控制等。

通过遵循这个标准，可以确保水分测量的准确性和一致性，对于确保绝缘材料（如变压器油和电缆绝缘材料）的质量，防止因水分导致的电性能下降和设备故障具有重要意义。

NB／T 42140-2017 绝缘液体油浸纸和油浸纸板用卡尔费休自动电量滴定法测定水分部分内容预览：

3低黏度绝缘液体（直接滴定法）

卡尔费体滴定中发生的反应教 二氧化硫、有机碱和醇在有机溶液中与水 早期的卡尔费休试剂使用吡啶和甲醇，其反应可表示为：

H,O+I2+SO2+3C,H,N—→+2C,H,N·HI+C,H,N·SO3 C,H,N·SO,+CH,OHC.H.N·HSO.CH

根据不同绝缘液体的滴定需要，也可应用其他的有机碱/醇混合物。 对于某些绝缘液体的滴定可以且有必要使用有机碱/醇组合。 在卡尔费休电量滴定中，试样与碘化物离子和二氧化硫的有机碱/醇溶液相混合，由电解产生碘《发生炉煤气站设计规范 GB 50195-2013》，并 按式（1）和式（2）相似的方式与水起反应。根据法拉第定律，产生的碘与电量成正比，其反应式可表 示为：

按式（1），1mol碘与1mol水按化学 使之1mg的水相当于10.72C（库仑数）。根据此原 理，可直接由电解所需的电量（库仑数）来计算水分含量

滴定池具有电解池的结构，由两个室组成，彼此经一层多孔膜相连接。阳极室内装有试剂和试 发（阳极溶液），阴极室（发生器）内装有无水试剂（阴极溶液），隔膜的两侧装有电解电极。 注：也可使用无多孔隔膜的滴定仪。

如式（3）所示，电解产生的碘，按式（1）和式（2）的方式与水反应。用一对浸入阳极溶液的铂电 极检测反应的终点。在滴定终点时，多余的碘使铂电极对产生去极化作用，致使电流/电压比发生变化， 从而启动终点指示器，同时电流积分器停止工作。 电流积分器对电解过程中消耗的电流进行积分，根据法拉第定律计算出水分当量，最后以微克（ug） 为单位显示水分含量。

3.2.2.1卡尔费休滴定仪

图1卡尔费休滴定仪连接形式

图2为滴定池示例，随着技术的发展，也可能会出现符合本标准技术要求的其他新的设计。滴定池 仪器组成包括： 玻璃滴定瓶，带有进样口和排气阀（任选）。 聚四氟乙烯盖，连接到滴定瓶上，盖上面有三个孔用于插入电极和干燥管。 一发生器装置（阴极室），由一根下端用隔膜封闭的玻璃管组成，在隔膜的两边都装有铂电极。 注：隔膜可由离子交换膜、烧结多孔板、陶瓷过滤器或其他体系组成，用其来阻止两种溶液扩散，并能允许产生足 够大的电解电流。 检测电极，用于测定电位或电流的铂电极对。 涂有聚四氟乙烯的搅拌棒。 干燥管，防止滴定池和发生器受环境中湿气的影响。 硅橡胶密封膜，密封进样口用。建议在使用前十字切口处理，以便可以用钝的平头针注入试样。 必要时，应更换密封膜，以防漏气。如试验时仪器出现大的漂移，则说明漏气。

NB/T42140=2017

3.2.2.3检测电路

检测电路用于将直流恒定电压或交流恒定电流加到检测器铂电极对上，以使能根据极化电流或电压 的变化来测定终点。

3.2.2.4电流调节器电路

电流调节器电路能按照来自检测器电路的信号控制电解过程

电流调节器电路能按照来直检测器电路的信号控制电解过程。

3.2.2.5直流电源

电解过程用直流电源进行。

3.2.2.6终点指示器

终点指示器用于显示电解过程达到终点。

3.2.2.7电流积分器

电流积分器用于测量滴定过程中因电解而消耗的电量 然后计算并显示相应的水分含量，以微 计。 注：某些仪器已装上计算器，对测定的试样能自动显示水分含量

3.2.2.8电磁搅拌器

保持恒速的电磁搅拌器，能保证溶液充分分散（通常滴定瓶内的物质并不总是单一相，因 绝缘液体与试剂液体不是完全可混溶的）

试验所用的试剂有： 可以根据所用的仪器型号和被测试绝缘液体的需要从市场上购置已配制好的试剂。 甲醇基试剂和某些硅酮化合物会发生干扰反应。此外，某些醛类、酮类和共轭不饱和有机酸之 间也会发生类似反应，这些化学物质作为降解产物或杂质存在于液体中，这时建议不要使用甲 醇基的试剂。 注：某些绝缘液体可能需要使用附加的或其他替代溶剂

试验所用辅助材料有： 中性溶液，含有约20mg/mL水的甲醇。 干燥剂，如无水高氯酸镁或变色硅胶。 润滑脂，聚四氟乙烯的石油烃类或氟代烃类。 试样进样和测试用玻璃注射器，根据YY1001.1的规定，注射器容积为10mL和5mL，针长 100mm，针孔直径为1mm。建议使用钝的平头针，以减少对橡胶片的破坏，

准备并安装仪器，装好试剂，按仪器说明书进行仪器稳定化程序操作。

如果试样除测试水分含量外还需进行其他成分测试，则必须先进行水分测运

3.5.1常规取样方法

3.5.2推荐取样方法

为获得较高的准确度，尤其是当水分含量比较低时，应按GB/T7597一2007中3.2的方法取样。 隹备按GB/T7597一2007中3.7进行。注射器和针头应拆开，并在115℃土5℃下至少干燥8h，然 放置在有无水硅胶的干燥器内冷却，直到使用时再取出。 主：若取组合样品或平均样品，则可能会影响测定的准确度，因此不建议这样取样

NB/T421402017

a）对于已收集在玻璃瓶中的试样：将干净的玻璃注射器和合适尺寸的注射针放于115℃土5℃、鼓 风良好的烘箱中干燥，然后放入干燥器中冷却。将绝缘液体吸入注射器，注意针头应在液面以 下。立即盖好玻璃瓶，使注射器保持垂直且针尖朝上，排出全部气泡。将注射器内的液体排空 重新用注射器吸液并称重，准确到0.1g。 对于已收集在注射器内的试样：排出约2mL试样冲洗针头，称重注射器，精确到0.1g。 所需试样的量根据试样预期的水分含量确定。但对于大多数新的或已使用过的绝缘液体，当其 水分含量在2mg/kg~100mg/kg时，其最佳取样量为5mL。 b）# 按仪器说明书操作仪器开关使其开始电解，并将试样通过隔膜注入滴定瓶中，针尖不可接触到 试剂表面。重新称重注射器，并记录注入试样的质量m，以克（g）计。 确保注入的试样与试剂充分混合，在仪器达到自平衡后或在滴定过程中，搅拌器的速度应保持 恒定。 c） 滴定至终点，从显示器上读出被测试样的水分含量（mz），以微克（μg）计。 d)片 用样品将注射器冲洗两次，按步骤a）重新注入试样并称重，并按b）和c）步骤重复测定。 e 经数次测试后可能已累积了很多试样液体，按照使用说明书，根据阳极和阴极的液位情况，弃 掉多余的试样液体，并使仪器重新达到平衡。 经数次抽液后，应重新将新的溶液注入滴定瓶和发生器电极，重复平衡步骤

试样的水分含量以两次测定的平均值表示，以mg/kg为单位，精确到整数。 注：有些仪器注入试样的量以毫升（mL）计，则水分含量也可以mg/L为单位表示。

同一操作者，在同一实验室，使用同一台仪器，按相同的操作方法，对同一试样进行的两次测 之差在95%置信水平下不大于0.60Vx（mg/kg），其中x为两次测定的平均值，

不同操作者，在不回实验至，使用不同仅器， 按相同的操作方法，对同一试样测得的两个单 的测定结果之差在95%置信水平下不大于1.50Vx（mg/kg），其中×为两次测定的平均值。

NR/T421402017

4高黏度绝缘液体（气体抽提法）

将已知量的绝缘液体在卡尔费休仪中的密闭瓶内加热，借助干燥的氮气流吹扫将水分转移到滴定池 中，然后进行库仑滴定。 注：用适当溶剂稀释后，也可用第3章中的方法对高黏度绝缘液体进行水分含量的测试。该方法的精确度取决于稀 释度、水分含量和所选用溶剂的黏度等因素的影响

图3所示为卡尔费休滴定仪和气体抽提装置示意图，包括以下部分： a）滴定仪：自动库仑卡尔费休滴定仪（见3.2)； b）蒸发器：100mL玻璃瓶，带氮气进气管，内径1.25mm（见图4）； c）加热器：清洁、透明的可通电玻璃加热器； d）温度控制器：自动控制，精度土2℃； e）载气：氮气，工业级，水分含量小于10μL/L； f）载气干燥剂：一个硅胶柱和两个五氧化二磷柱； g）与3.3中所列的试剂相同。 注：当存在于扰物质时，需要选用合适的试剂并需要直接注入试样。

日3卡尔费休滴定仪和气体抽提装置示意图

NB/T 421402017

DB22∕T 5038-2020 城镇道路再生沥青混凝土路面工程技术标准图4备有加热器的蒸发器玻璃瓶

a）按3.4的步骤操作卡尔费休滴定仪。 b）由蒸发瓶的进样口隔膜注入足量的基础绝缘液体（约10mL）到蒸发瓶中，使其淹没氮气进口 管头以能使气体可以鼓泡。该基础绝缘液体可以为被测试样，或任何其他不与试样发生反应的 混合液体，且在测试温度下时其黏度与待测试样相近。 c） 将蒸发器装置的温度设置为130℃土5℃，并使其温度稳定。用干燥氮气以50mL/min~ 200mL/min的流速吹扫整个系统，直至充分地干燥绝缘液体（此时背景电流显示一个小的且稳 定的读数）。 d) 打开滴定开关，按步骤f）和g）对此绝缘液体进行两次空白试验，每次进行10min。如果两次 空白试验测得的水分含量相差在5ug以内，则取两次的平均值（m,）；如果两次空白试验测得 的水分含量相差大于5ug，则需进一步干燥绝缘液体。 e) 用注射器[针头最小尺寸为2mm（内径）]或其他取样器向蒸发器内注入适量的试样液体（m）， 注入试样前后分别称量注射器以得到准确的试样质量。当水分含量大于10mg/kg时，取10g试 样；当水分含量小于10mg/kg时，则取20g土5g试样。 关闭主机上的滴定开关，或停止滴定功能，等待10min使蒸发出的水分聚集到滴定池中。 g）10min后再启动开关并使其滴定到终点。

h）从卡尔费休仪上读取滴定的水分含量（mz）。 注：当水分含量高于50mg/kg且（或）试样质量为10g时，水分有可能并未完全蒸发，这时应按步骤e）、f）再 次进行测定，但应延长滴定时间或减少试样质量，对于某些滴定仪，可通过将滴定时间设得足够长来达到此 目的。 i）为确保运行条件稳定，可再进行一次10min的空白试验。如果测定值与原空白值m，的差值在 5ug以内，则不需要进一步滴定。 重复进行一次试验。 注：在日常测定中，试验步骤d）和i）可省略，步骤f）和g）中的10min也可减小到1min，

按下式计算水分含量：

式中： m2——在样品分析过程中滴定测得的水分含量，ug; m 试样的质量，g。

试样的水分含量取两次测定结果的平均值，以mg/kg为单位，精确到整数。

CJJ∕T 110-2017 建筑与小区管道直饮水系统技术规程5浸油纸和浸油纸板中水分含量的测定

5.1用甲醇萃取后测定水分含量