张绮，张昱，王会娟，于会民 ，马书杰，陈绪东

(1.中国石油兰州润滑油研究开发中心，新疆 克拉玛依 834003；2.中国石油润滑油重点实验室，新疆 克拉玛依 834003；3.中国石油克拉玛依石化有限责任公司销售总公司，新疆 克拉玛依 834003)

0 引言

变压器油是电力输变电系统的重要原材料之一，主要用于变压器、电抗器、互感器、油开关等充油电气设备中，起到绝缘、散热和熄弧等作用，因此，通常也称为绝缘油或绝缘液体。绝缘油根据产品种类可分为石油精炼衍生的产品(矿物型绝缘油)、合成化学品(硅绝缘油)及合成酯、天然酯[1]。目前，在电力输变电系统中，各种形式的油浸变压器及大型变压器，充油最多的是矿物型变压器油，文章所讨论的标准均为矿物型变压器油标准。

变压器油在电气设备中，能够长期持续稳定的发挥冷却散热和绝缘保护作用，必须具有优良的电气绝缘性能、氧化安定性以及适宜的精制深度[2]，因此，在选择变压器油时应严格按变压器油标准检测及验收。对于矿物型变压器油标准，国际上最通用的是IEC 60296《Fluids for electrotechnical applications-Unused mineral insulating oils for transformers and switchgear 》和ASTM D3487《Standard Specification for Mineral Insulating Oil Used in Electrical Apparatus》标准，其中， IEC 60296标准于1969年1月首次发布，至2020年6月已更新至第五版本。ASTM D3487于1988年首次发布，至2016年确认和修订过8次。全球大多数国家以及变压器知名品牌制造商均以IEC 60296和ASTM D3487标准为基础，并根据各自的性能要求和产品特点制定相应的国家标准和购油标准[3]。

1 国外变压器油标准发展情况

IEC 60296标准是国际电工委员会标准，国际电工委员会(IEC)成立于1906年，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。IEC标准的权威性是世界公认的，世界各国近10万名专家在参与IEC的标准制定、修订工作。

IEC 60296标准从1969年1月1日首次发布至2020年6月26日，已发布第五版本，其具体年代号见表1。从标准内容看，其产品的分类及产品的技术要求随着电力技术的发展，分类越细、技术要求越高。其分类变化见表2。

表1 IEC 60296标准版本情况

表2 IEC 60296标准产品分类变化

从表2可以看出，2003、2012版本与1982年及以前的版本相比变化较大，1982版本根据抗氧剂含量只分为含抗氧剂油、不含抗氧剂油两个品种，并根据黏度和倾点划分三个等级[4]。2003版[5]和2012版[6]，根据抗氧化性能分为通用规格和特殊用途，通用规格又根据抗氧剂含量分为：不含抗氧剂油、含微量抗氧剂油、含抗氧剂油，并且对抗氧剂含量的限值有所不同，对于特殊用途只有含抗氧剂油，并提出了更高的氧化安定性指标。同时，标准中还根据最低冷态投运温度(LCSET)，规定了不同的倾点和低温黏度，如果不特殊说明，通常LCSET应为-30 ℃。

2020年新颁布的标准与2012版本相比，又扩大了适用范围，即增加了循环矿物绝缘油，同时根据运行特性，将变压器油分为A型和B型，A型绝缘油为含抗氧剂油，比B型具有更好的氧化安定性。B型绝缘油则分为不含抗氧剂油(U)、含微量抗氧剂油(T)和含抗氧剂油(I)，具有良好的抗劣化性能和良好的氧化安定性。从技术指标上看：B型绝缘油颜色指标为不大于1.5、界面张力指标为不小于40 mN/m，与氧化安定指标一样不如A型绝缘油苛刻，同时没有总硫含量和热氧化应力下的产气特性技术要求[7]。

市场上国内外知名品牌变压器油产品以含抗氧剂的A型绝缘油居多，因此，本文主要对不同版本的氧化安定性较好的含抗氧剂油(I)进行对比，见表3。

表3 IEC 60296标准主要产品技术指标变化

从表3技术指标可以看出：2012版标准相对2003版，(1)增加了二苄基二硫(DBDS)检测项目及要求；(2)增加了潜在硫腐蚀检测项目及要求；(3)增加金属钝化剂检测及要求；(4)氧化安定性，要求在添加金属钝化剂前测定；(5)糠醛含量，由不高于0.1 mg/kg提高至不高于0.05 mg/kg；(6)增加产气趋势项目(ASTM D7150)，采购商要求时提供；(7)硫含量由不大于0.15%修改为不大于0.05%。

2020年新颁布的标准相对2012版，(1)增加了颜色及指标要求；(2)提高了界面张力指标要求；(3)产气趋势改为热氧化应力下的产气特性，并规定了限值。除此之外，根据某些特殊设备要求，还列出了一些附加性质，如带电倾向(ETC)、析气性和热物性等性质，如有需要，应由供需双方协商确定具体的限值[7]，附加性质见表4。

表4 IEC 60296标准附加性质

总体上看：新发布的IEC 60296:2020标准，其主要变化是扩大了适用范围，明确了产品标记，同时在技术指标方面，对变压器油的精制/稳定性提出了更多的要求，指标要求也更加严格，尤其是对A型绝缘油增了热氧化应力的产气特性的指标限值。热氧化应力的产气特性反映了在正常工作条件下使用的绝缘油中气体的产生情况，其产生的原因与其组成有关，与电气设备内部故障无关，并且在实践中尚未证明这种气体对设备有害，它通常会随着时间的推移而趋于平稳。该方法提供的数据，可帮助用户区分电气设备的真实故障条件和由热氧化应力引起产生的气体，也可作为用户选油的考虑依据。

ASTM D3487标准是美国试验材料学会标准，该标准的各版本之间变化不大，从1988年首次发布至2016年版本，始终根据抗氧剂含量分为Ⅰ类(抗氧剂含量≯0.08%)和Ⅱ类(抗氧剂含量≯0.3%)，只是检测项目上有所变化，具体指标变化见表5。

表5 ASTM D3487标准变化

表5(续)

从表5看，ASTM D3487-2016标准与前一版相比，主要变化是删除了击穿电压(圆盘电极)检测项目，增加了糠醛含量检测项目及指标要求。

ASTM D3487-2016标准与IEC 60296-2020标准的主要技术指标相比，ASTM D3487-2016有苯胺点、析气性、脉冲击穿电压、旋转氧弹等检测项目及指标要求，而IEC 60296-2020标准则有二苄基二硫(DBDS)、潜在硫腐蚀、金属钝化剂含量、硫含量、PCA和热氧化应力的产气特性等检测项目及指标要求。从氧化安定性评定方法看，ASTM D3487-2016标准采用的试验温度为110 ℃、时间为164 h或72 h，IEC 60296-2020则采用的试验温度为120 ℃，试验时间为500 h。因此综合来看，IEC在对产品的精制稳定特性、安全运行特性和环保性能方面提出了更多更严苛的技术要求。

2 变压器知名品牌制造商采购标准

全球大多数国家以及变压器知名品牌制造商都是在IEC 60296和ASTM D3487标准的基础上，根据各自的性能要求和产品特点制定相应的标准[11]，如欧洲标准EN 60296、澳大利亚标准AS 60296、中国标准GB 2536、英国标准BS 148、印度标准IS 335、南非标准SANS 555等。变压器知名品牌制造商ABB公司和西门子公司以及DOBLE公司均兼顾IEC 60296标准和ASTM D3487标准，分别制定了自己的购油标准，如ABB 1ZBA117001-10(材料规格 矿物绝缘油)、SIEMENS TUN901293(注油变压器用新绝缘液体交货条件)、Doble-TOPS(变压器油采购标准)。各标准情况见表6～表8。

表6 ABB 材料规格 矿物绝缘油

表7 西门子 注油变压器用新绝缘液体交货条件

表8 Doble公司变压器油采购标准

表8(续)

从以上标准看，ABB公司和西门子公司均可按IEC 60296标准和ASTM D3487标准接收变压器油产品。DOBLE公司变压器油采购标准主要依据ASTM D3487标准制定，并根据IEC 60296标准增加了不含抑制油产品，同时也增加二苄基二硫(DBDS)、金属钝化剂含量等检测项目。

3 国内变压器油标准发展情况

2012年6月1日以前，我国变压器油标准有国家标准GB 2536-90《变压器油》、石油化工行业标准SH 0040-91《超高压变压器油》和SH 0351-1992《断路器油》三个标准。GB 2536-90变压器油标准参照采用IEC 296-82《用于变压器和开关中的矿物绝缘油》标准中ⅡA技术条件，按低温性能分为10号、25号和45号三个牌号。SH 0040-91超高压变压器油标准参照采用ASTM D3487-82《用于电器设备中的矿物绝缘油》标准中Ⅱ技术条件，按低温性能分为25号和45号两个牌号。SH 0351-1992断路器油标准参照采用IEC 296-82《用于变压器和开关中的矿物绝缘油》标准制定，各标准牌号分类见表9。

表9 国内变压器油老标准分类

表9(续)

我国现行标准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》[12]于2011年12月5日发布，2012年6月1日实施。该标准是修改采用IEC 60296：2003，包括了变压器油和低温开关油的技术要求，其中，变压器油分类也根据氧化安定性的优劣分为通用级别和特殊用途(I)两类，通用级别又根据抗氧剂含量分为不含抗氧剂油(U)、含微量抗氧剂油(T)、含抗氧剂油(I)，最后根据最低冷态投运温度(LCSET)的不同划分牌号。该标准与最新版国际标准IEC 60296:2020的主要技术区别见表10。

表10 GB 2536-2011标准中变压器油技术要求

从表10标准对比看，对于特殊级别变压器油，GB 2536标准缺少颜色、二苄基二硫(DBDS)、潜在硫腐蚀、金属钝化剂含量、热氧化应力的产气特性等检测项目及指标要求，2-糠醛含量和PCA指标均由“不大于”改为“小于”。对于通用级别变压器油，GB 2536标准缺少颜色、二苄基二硫(DBDS)、潜在硫腐蚀、金属钝化剂含量等检测项目及指标要求，2-糠醛含量和PCA指标均由“不大于”改为“小于”。

从IEC标准看，目前国际上对变压器油产品的运行安全性更加重视，潜在硫腐蚀、二苄基二硫(DBDS)、金属钝化剂含量、热氧化应力的产气特性等均反应出变压器油在运行过程中是否存在潜在的安全影响因素。而在我国国民经济的发展和西部大开发战略的实施下，随着电力需求快递增长和国家电网及特高压输电技术的创新和发展，为满足大容量、长距离的电力输送，采用高压直流输电和更高电压等级的输电设备已成为主要发展方向，因此对变压器油的质量也就提出更高的要求。另外，我国高压直流工程技术正逐步走出国门，而配套使用的变压器油产品质量也要满足国际标准，因此，我国现行变压器油标准GB 2536-2011也将参照国际标准IEC 60296:2020进行修订，使国家标准与国际标准接轨。

4 结论

(1)国际电工委员会标准IEC 60296于2020年6月26日已发布第五版本，该标准扩大了适用范围，明确了产品标记，同时在技术指标方面，对变压器油的精制和稳定性提出了更多、更严格的要求。

(2) ASTM D3487标准是美国试验材料学会标准，从1988年首次发布至2016年，各版本之间变化不大，始终根据抗氧剂含量分为Ⅰ类和Ⅱ类，主要技术变化是删除了击穿电压(圆盘电极)检测项目，增加了糠醛含量检测项目及指标要求。

(3)目前国际上变压器油标准最权威、最通用的是 IEC 60296和ASTM D3487标准，全球大多数国家以及变压器知名品牌制造商均以IEC 60296和ASTM D3487标准为基础，制定相应的国家标准和购油标准。

(4)我国变压器油标准主要参照IEC标准制定，现行GB 2536-2011标准也将参照国际标准IEC 60296:2020进行修订，使国家标准与国际标准接轨。