绝缘油体积电阻率的测量：温度、静置时间与电极清洗要求

一、体积电阻率不是一个常数，而是一个带着条件的值

体积电阻率这一项，离开测量条件便不成立。同一份油样，温度不同、加压时间不同、电极杯干净程度不同，读数可以差出一大截。所以谈这项指标时，条件不是附带的注意事项，它本身属于结果的一部分。

把这个前提摆正，后面三项要求才有落点。温度、静置时间、电极清洗，听上去是三件操作上的细事，实际是三个把结果钉住的条件。改掉任何一个，测出来的都不是同一个量，跟历史数据便失去可比性。

运行中变压器油的质量标准里，这一项的名称写得比别的项目长。它不写「体积电阻率」，而写「体积电阻率（90 ℃）」，温度被直接写进了项目名称。这一处写法足以说明问题：温度不是测完之后再去修正的干扰量，而是判据的定义条件之一。

二、三本文件各管一段，别互相串

这项指标涉及三本现行文件，分工各不相同，混着引是现场常见的一类错法。

试验方法归 DL/T 421-2009《电力用油体积电阻率测定法》。它 2009 年 7 月 1 日发布、2009 年 12 月 1 日实施，现行，适用于绝缘油与抗燃油体积电阻率的测定。温度设多少、充电多久、电极杯怎么洗、两次结果差多少算数，都写在这本里。

质量判据归 GB/T 7595-2017《运行中变压器油质量》。它的表 1 给出限值，体积电阻率那一行的检验方法栏写的正是 DL/T 421。表下还有一句脚注：测试方法也包括 GB/T 5654，结果有争议时以 DL/T 421 为仲裁方法。

设备这一侧归 DL/T 846.14-2023，它管绝缘油介质损耗因数及体积电阻率测试仪的技术要求、试验方法、检验规则，用于仪器的生产和检验。选型与验收引它，试验方法引前面两本，三条各管一段。

仲裁这一句容易被读错。它说的是两本方法都能用、有分歧时听 DL/T 421 的，不是说两套条件可以混着挑。同一份报告里温度按一本取、判有效的规则按另一本取，得出的数便不再是任何一本定义的量。

三、现场说的「静置」，其实是三个不同的时间

静置时间这个说法在现场很常用，但标准里并没有一个叫「静置」的时段。口头讲的那一个词，实际对应着三段互不相干的时间，各自由不同的条款管着。

头一段是注样之后等温度到位的那段时间。GB/T 5654-2007 在直流电阻率那一章里要求，仅测量电阻率时，温度达到所需试验温度值的正负 1 ℃ 之后要尽快开始测量，即到温度后不超过 10 min 便要开始。DL/T 421-2009 从仪器这一侧给了配套要求：电极杯到达加热设置温度的时间不大于 15 min。

第二段是加上直流电压之后到读数之间的那段时间，标准的正式叫法是电化时间，DL/T 421 的试验步骤里叫充电时间。这两处给出的值一致，都是 60 s，GB/T 5654 还把它写成了 60 s±2 s。

第三段是两次测量之间把电极短接的那段时间。若同一样品先测过介质损耗因数，测电阻率之前要短接两电极 60 s，而一次测完之后，电极要短路 5 min 才能倒掉杯里的液体，再取第二份试样重测。

三段时间里，只有第二段真正参与测量过程，另外两段是把它前后夹住的准备与收尾。把它们当成一个「静置多久」去记，现场便会只盯住一个数字而漏掉另外两个。三段时间，三个条款。

四、温度这一项：90 ℃ 还是 20 ℃，怎样才算到了温

绝缘油与抗燃油的测试温度不同，DL/T 421-2009 把这条直接写进了试验步骤：根据测试样品种类设置测试温度，绝缘油为 90 ℃，抗燃油为 20 ℃。同一台仪器、同一套电极杯，换油品类别需换设定值，照着上一份样品的设定往下做属于现场常犯的一类错。

GB/T 5654-2007 那一侧的表述是另一条路子。它规定一般试验应在 90 ℃ 下进行，同时要求测量温度的分辨率在 0.25 ℃ 以内。两本给出的温度值一致，但前者按样品类别分档，后者给的是通用默认值。

到了温没有，两本的判断口径也不一样。DL/T 421 要求内电极、外电极的指示温度同设置温度的正负偏差均小于 0.5 ℃ 时，才进行加压、充电及测量。它同时从仪器侧规定电极杯的控温精度为正负 0.5 ℃，控温范围 15 ℃ 到 95 ℃。GB/T 5654 给的是样品温度达到所需试验温度值的正负 1 ℃。

前者看的是内外两个电极各自的指示值，后者看的是样品温度本身。双控温结构的电极杯之所以被写进标准，正是为了让内外电极都进入窗口，而不只是加热体到了温。只有一个温度测点时，这个条件其实无法判定。

温度对这项指标的影响方向是确定的：温度升高，油的电导增大，体积电阻率下降。这也是标准把温度写进项目名称、又要求报告注明测试温度的原因。至于温度偏差一度会带出多少偏差，两本文件都没有给出换算系数，因此不存在「测完再折算」的做法，只能把测量温度控准。

五、到温之后还有一道时间闸

温度进了窗口不等于可以一直等下去。GB/T 5654-2007 的要求是到温度后不超过 10 min 便要开始测量，这条约束常被忽略。

它约束的是样品在电极杯里的停留时间。油样在 90 ℃ 上待着，挥发性组分、溶解气体、水分的分布都在缓慢变化，停留越久，读数偏离取样时状态的风险越大。所以到温之后不是「等稳了再测」，而是「进了窗口便尽快测」。

DL/T 421-2009 那一侧用仪器性能把这段时间框住：电极杯到达加热设置温度的时间不大于 15 min。这一条是对仪器加热能力的要求，与上面那条 10 min 不是同一个量，一个管仪器能不能在合理时间里到温，一个管到温之后人要多快开始测。

两条合起来给出的操作顺序很清楚：先把样品注进去，等温度进窗口，进窗口后十分钟内完成加压与读数。现场常出现的做法是注样后去忙别的事，回来再读，这时温度虽然还在窗口里，样品却已经多待了半小时，读数与前面几期数据便不再同一口径。

六、电化时间六十秒，这个数不能随手改

施加直流电压之后到读数之间的等待，两本给出的都是 60 s。GB/T 5654-2007 在 14.2 里写得更细：通常适宜的电化时间是 60 s±2 s，并直接点明电化时间的改变可使试验结果有相当大的变化。

这句话是这项测量里少有的、把因果说透的一条。加上直流电压后，电流并不是立刻稳定的，载流子向两极迁移、极化逐渐建立，读数随时间往下走。等到 60 s 再读，读的是这个过渡过程走到约定位置的那个值。提前读，电流还没下来，算出的电阻率偏低。拖后读，又会掺进后面的变化。

60 s±2 s 这个写法里，那 2 s 是标准给出的允许波动，相当于百分之三点三。这个余量比许多人以为的小得多，也因此仪器上的充电时间设置项不该被当成可随意调整的舒适参数。

值得留意的是这一条在版本间动过。GB/T 5654 的 2007 版把 1985 版里的「60 s」改成了「60 s±2 s」，同时把试验电压由「200 V/mm 到 300 V/mm」改成确定值「250 V/mm」。改动的方向都是把区间收成定值，目的只有一个：让不同实验室的读数能摆在一起比。

七、先测介损再测电阻率，中间那段短接做什么

同一份样品往往要同时出介质损耗因数与体积电阻率，两个项目前后脚做。GB/T 5654-2007 对这种情况给了明确的一步：若在该试样上已测过损耗因数，则测量电阻率之前应短接两电极 60 s。

这一步的作用是放掉前面那次测量留下的极化。交流电场撤掉之后，电极与油里的极化状态不会瞬间回到原点，残余电荷会以缓慢释放的形式叠到后面的直流测量上，把读数带偏。短接 60 s 的作用是给这个残余一个确定的释放时间。

不做这一步会怎样？后测的那一项读数会偏离真值，而且偏离方向不固定，取决于前面加压的幅值与时长。这类偏差麻烦的地方在于它不会表现为「结果明显不对」，而是表现为重复性变差，现场往往只会怀疑油样或电极杯，想不到是省了那 60 s。这一步省不掉。

八、换第二份样之前，电极要先短路五分钟

一次测量做完后不能直接倒掉换样。GB/T 5654-2007 写的是将试验池的两电极短路 5 min，然后倒掉试验池里的液体，从样品中倒出第二份试样重复测量。DL/T 421-2009 的试验步骤同样是排空油杯、注入相同样品进行平行试验。

这 5 min 与前面那 60 s 性质相近，都是让极化残余走掉，只是量级更大。刚做完一次直流加压的电极，残余比只做过交流测量的更明显，所以给的时间也更长。

平行试验用的必须是同一份样品的新试样，不是把倒出来的油再灌回去。倒出来的油在杯外接触过空气，也与电极有过接触，灌回去等于换了一个被测对象，两次读数之间的差便不再只反映方法本身的分散。

九、接线方向不能反：内电极接地，外电极加压

直流测量的接线方向是被写死的。GB/T 5654-2007 要求使试验池的内电极接地，将直流电压加到外电极，在电化时间达到终点时记录电流和电压读数。

这一条与三电极结构有关。三电极里有一个保护（屏蔽）电极，作用是把沿绝缘支撑件表面走的漏电路径切断，让它不进入测量回路。保护电极要发挥作用，前提是测量电极与高压电极之间的电位关系固定，接反之后屏蔽路径失效，沿面漏电流会混进读数，表现为结果偏低。

DL/T 421-2009 从硬件一侧配了同样的要求：测试电极杯宜采用三电极、内外电极双控温结构，电极间距 2 mm±0.05 mm，内外电极同心度偏差小于 0.05 mm，空杯电容值 30 pF±1 pF。间距与同心度这两项决定了电极间的电场分布是不是标准设想的那个形状，同时决定用池常数换算出来的电阻率对不对。

所以自动仪器虽然省掉了手工接线的动作，电极杯内部的连接关系仍是这一套。换杯、拆洗之后装回去，内外电极的位置关系若没复原，仪器并不会报错，读数却已经换了基准。

十、读数怎么变成电阻率：池常数出自空杯电容

仪器直接给出的是电流与电压，或换算后的电阻。要把电阻变成电阻率，中间隔着一个池常数，而池常数不是仪器自己标定的，它出自空杯电容。

GB/T 5654-2007 给出的算式是 ρ = U·K/I，其中 U 是电压读数、I 是电流读数、K 是试验池常数。池常数按 K = 0.113·Ca 计算，Ca 是以空气为介质的试验池电容量，单位为 pF。

那个 0.113 不是经验系数，它有明确来路。真空介电常数以 pF/m 计时是 8.854，取倒数即 0.11294，四舍五入得 0.113。所以这个算式完全可以从头推一遍，不必当作给定的常数记。

代入 DL/T 421 给出的空杯电容中值 30 pF，池常数 K = 0.113·30 = 3.39 m。有了它便能估出仪器实际要测多大的电阻。以投入运行前的油那一档限值 60 GΩ·m 为例，对应的电阻读数是 60 GΩ·m 除以 3.39 m，约 17.7 GΩ。以运行油较低那一档 5 GΩ·m 计，对应约 1.47 GΩ。

这两个数恰好解释了标准对电极杯提出的另一项要求。洁净电极杯的空杯绝缘电阻要大于 3 TΩ，与上面 17.7 GΩ 的被测电阻相比，余量约一百七十倍。电极杯自身的绝缘电阻若不够高，它便成了与被测油样并联的一条支路，测出来的便不再是油的电阻率。

十一、两次结果差多少才算有效：两本给的不是同一个判据

两次平行测量之间允许差多少，两本文件写的不一样，这一点必须分开记。

GB/T 5654-2007 的判据是相邻两次读数之差不应超过两值中较高的 35%。不满足则继续充填试样测量，直到相邻两次之差落进 35% 为止，此时才认为测量有效，报告取有效测量结果的平均值。

DL/T 421-2009 给的是分档的精密度表。重复性按量级分两档：体积电阻率大于 10 GΩ·m 时，相对差不大于 25%。不大于 10 GΩ·m 时，相对差不大于 15%。再现性的对应值是 35% 与 25%。试验步骤里写的是两次结果的误差应满足方法重复性要求，否则继续重复，直到相邻两次满足，取这两个结果的平均值报出，保留两位有效数字，并注明测试温度。

两条判据的宽严并不相同。数量级较高那一档，DL/T 421 的重复性要求 25%，比 GB/T 5654 的 35% 更紧，较低的那一档更紧到 15%。所以拿 GB/T 5654 的 35% 去判 DL/T 421 的平行结果，等于把判据放宽了。

还有一点容易被略过：报告要保留两位有效数字，并注明测试温度。这项指标跨好几个数量级，写全位数没有意义，两位有效数字既够判读，也避免把读数精度吹得比方法本身的精密度还高。

十二、电极杯清洗有两条路，走哪条取决于前一次样品

电极杯清洗这一项，标准给出的不是一套固定动作，而是按前一次样品的状态分了两条路。分岔点写在 DL/T 421-2009 的 6.1.2：看前次测试样品是同类合格样品，还是非同类或不合格样品。

前次是同类合格样品时，清洗可以简化。做法是每次注入适量被试样品、摇动 1 min 后排空，重复冲洗 2 到 3 次。这一步的实质是用待测样品本身把杯壁上残留的前次油置换掉，置换到残留量对读数没有影响为止。

前次是非同类或不合格样品时，简化流程不再适用，要按污染的电极杯处理，即走完整的解体清洗。不合格样品里往往带着较多极性产物与导电杂质，单靠油样置换带不走，它们会挂在高光洁度的电极表面上，成为下一次测量的固定偏差源。

还有三种情形直接走解体清洗，不看前次样品：电极杯新使用、长期不用、已经污染。长期不用的杯子，问题通常不在油，而在存放期间落的尘与吸的潮，这两样都得靠拆洗加烘干解决。

GB/T 5654-2007 那一侧的思路不同，它是把清洗程序放在资料性附录里举例，给出磷酸钠盐清洗程序与超声波程序法两种。这是它与 DL/T 421 的一个结构性差别：后者把清洗写成了规范性条款，前者给的是可供选择的操作示例。

十三、解体清洗的四步：从拆洗到两项空杯检验

解体清洗在 DL/T 421-2009 的 6.1.1 里拆成了四步，顺序不能打乱。

头一步是拆洗。卸下电极杯各部件，各部件先用溶剂汽油（石油醚或正庚烷）清洗，再用洗涤剂洗涤，也可以放在 5% 到 10% 的磷酸三钠溶液中煮沸 5 min，接着用自来水冲洗至中性，再用蒸馏水或除盐水洗涤 2 到 3 次。冲至中性这一步不能省，磷酸三钠是碱性液，残留会改变油样的酸碱性，而酸值恰恰是一项与电阻率相互印证的指标。

第二步是干燥。清洗好的各部件置于 105 ℃ 到 110 ℃ 的干燥箱中干燥 2 h 到 4 h，取出后放入玻璃干燥器中冷却至室温。标准特意加了一句操作要求：不可直接与手接触，应戴洁净布手套。手上的汗与油脂落在有效测量面上，等于把刚洗干净的杯子重新污染一次。

第三步是装配，按拆卸时的相反次序装好内电极，再将内电极置于外电极杯中。顺序不能颠倒。

第四步是检查，查两项。一是用电容表确认电极杯空杯电容测量值与标称值的正负偏差不得大于 2%，二是用仪器空杯电极清洁干燥质量的检验功能，确认空杯绝缘电阻大于 3 TΩ。

这两项检验是清洗闭环的收口。空杯电容偏差超 2%，说明装配没复原，间距或同心度变了，池常数已经不是标称值。空杯绝缘电阻不够高，说明还有残留或没烘干，两条都不达标时，后面测出的数没有意义。

试剂与工具在标准里单列了一章清单：溶剂汽油、石油醚或正庚烷（分析纯），磷酸三钠（分析纯），蒸馏水或除盐水，绸布或定性滤纸，以及量程 0 pF 到 100 pF、精度 0.01 pF 的电容表。

十四、流传的那套清洗法，差在哪些步骤上

仪器说明书里常见一套更长的清洗程序：依次用石油醚与苯清洗所有部件，用丙酮漂洗，用中性洗涤剂清洗，再放到 5% 磷酸三钠的蒸馏水溶液中煮沸 5 min，接着在蒸馏水中煮沸至少 1 h，末了进烘箱烘干。这套流程流传很广，不少现场至今照做。

它与 DL/T 421-2009 的 6.1.1 并不是同一套。差别主要有三处。

其一在溶剂。现行程序列的是溶剂汽油、石油醚或正庚烷，没有苯，也没有丙酮。苯的毒性大，属于应当被替代的一类试剂。说明书沿用的老配方里之所以有它，与编写年代有关。

其二在煮沸之后的处理。现行程序要求用自来水冲洗至中性，再用蒸馏水或除盐水洗涤 2 到 3 次。说明书那套是在蒸馏水里再煮沸 1 h。前者的目的是把碱性液冲净，后者的目的是靠长时间浸煮置换残留，两条路都能走通，但现行条款把「冲至中性」写成了必经的一步，这一步在说明书那套里没有。

其三在干燥。现行程序是 105 ℃ 到 110 ℃ 干燥 2 h 到 4 h。说明书里出现过烘 1 h 的写法，个别版本还写着 40 ℃ 到 45 ℃ 烘不少于 1 h。这个温度区间对除水并不合适，水分除不干净，残留的水会在 90 ℃ 的测量温度下进入油样，直接把电阻率读数压下去。

需要说清的是，说明书那套程序并非凭空编造，它多半来自更早版本的方法与厂家自身的验证。但当它与仲裁方法不一致时，判读与争议处理要以 DL/T 421 为准。同一批样品用两套程序洗出的杯子测，结果对不上时，先查清洗这一步往往比怀疑仪器更快见效。

十五、判据落在哪一段量程上：两档限值怎么读，单位怎么换

限值出自 GB/T 7595-2017 的表 1，序号 10，项目名称写成「体积电阻率（90 ℃）」，单位是 Ω·m，检验方法栏为 DL/T 421。

表上的限值原以科学记数法书写，换成带词头的单位更好读：1 GΩ·m 等于十的九次方 Ω·m，1 TΩ·m 等于十的十二次方 Ω·m。分档按设备电压等级切，分界线在 500 kV。500 kV 到 1000 kV 这一档，投入运行前的油不小于 60 GΩ·m，运行油不小于 10 GΩ·m。330 kV 及以下这一档，投入运行前的油同样是 60 GΩ·m，运行油不小于 5 GΩ·m。

有几处可以从这张表里直接读出来。投入运行前的油两档同值，说明新油的要求不随电压等级分档。运行油两档相差 2 倍。同一档内由投入前到运行油的放宽幅度并不相同，500 kV 到 1000 kV 降为六分之一，330 kV 及以下降为十二分之一。

单位是容易出错的一处。表上给的是 Ω·m，而不少进口仪器与老资料用 Ω·cm，两者相差一百倍：1 Ω·m 在数值上等于 100 Ω·cm。于是 60 GΩ·m 换成 Ω·cm 是 6 TΩ·cm，差两个数量级。抄表时漏掉这个换算，判据会整体错掉一档。单位先看清楚。

还有一处流传的说法与这张表对不上：把分档线写成 330 kV，或者把两档运行油的限值都写成 10 GΩ·m。前者挪动了分界线，后者抬高了较低那一档的要求，两种写法都会让判读结论偏离现行标准。

十六、落到设备上：直流电压、控温、量程三项对照

条件讲完之后，剩下的事是看仪器能不能把这些条件落到实处。北京康高特（KGT）自研的太乙绝缘油介损测试仪在这一项上有几处可以直接与前面的条款对上。

直流电压这一侧，太乙给出的范围是 125 V 到 500 V。DL/T 421-2009 采用的测试电压是直流 500 V，配套 2 mm 间隙，折合 250 V/mm，与 GB/T 5654-2007 的 14.1 一致。500 V 恰好落在太乙直流输出的上限，说明按标准的电极杯配置去设，这台仪器给得出。下限 125 V 则留给间距更小或其他场强设定的场合。

温度这一侧要分开看两项。太乙的测试温度范围是 10 ℃ 到 110 ℃，覆盖了绝缘油的 90 ℃ 与抗燃油的 20 ℃ 两端，温度分辨率为 0.1 ℃。控温精度官网给的是正负 1 ℃，而 DL/T 421-2009 对电极杯的要求是控温精度正负 0.5 ℃，试验步骤还要求内外电极的指示温度与设置温度偏差均小于 0.5 ℃ 才加压。二者口径并不完全相同，前者是仪器对温度的测量与控制指标，后者是电极杯组件要达到的控温结果。选型时应单独确认电极杯的双控温能力，不宜把主机上那一项直接当成电极杯的控温结果。

量程这一侧，官网参数表中与电阻相关的量程标注为 2.5 MΩ 至 100 TΩ·m，该行在原表中与电容参数同栏列出、单位写法未作统一，按其量级判断应为电阻率的量程。上限 100 TΩ·m 高于投入运行前的油那一档 60 GΩ·m，高出约三个数量级，下限一端则远在运行油较低那一档 5 GΩ·m 之下。这样的跨度意味着常规样品的读数不会顶到量程边界，老化较重的样品也测得出。

这台仪器同时给出介质损耗因数、相对电容率、电阻率，正好对应「同一样品两项连做」的现场需求。前面讲的那 60 s 短接，在连做时是由仪器流程承担的，因此选型时要问清它是否在两次测量之间设置了短接与放电时间，而不是只看测量范围。

十七、常见问题梳理

1、抗燃油为什么设在 20 ℃，而不是跟绝缘油一样 90 ℃？

测试温度按样品类别设定，DL/T 421-2009 写明绝缘油为 90 ℃、抗燃油为 20 ℃。抗燃油是磷酸酯类合成液，性质与矿物绝缘油不同，在 90 ℃ 下的状态与运行工况并不对应，标准因此另给了一档。同一台仪器换测抗燃油时，设定值要一起改。

2、先测介质损耗因数再测电阻率，中间不短接行不行？

不行。GB/T 5654-2007 要求测电阻率之前短接两电极 60 s，放掉前面那次交流测量留下的极化。省掉这一步，偏差不会表现为明显的异常值，而是表现为两次平行结果忽高忽低，现场容易误判成油样或电极杯的问题。

3、电极杯多久该解体清洗一次？

标准没有给固定周期，给的是触发条件：新使用、长期不用、已污染，以及前次样品为非同类或不合格样品。连续测同类合格样品时走简化冲洗即可，即注入被试样品摇动 1 min 后排空，重复 2 到 3 次。判断依据不是用了多久，而是前一次杯里装的是什么。

4、两次平行结果差 30%，算不算有效？

要看按哪一本判。GB/T 5654-2007 的判据是相邻两次之差不超过较高值的 35%，30% 落在里面。DL/T 421-2009 的重复性按量级分档，大于 10 GΩ·m 时相对差不大于 25%，较小的那一档不大于 15%，30% 两档都不满足。结果有争议时以 DL/T 421 为仲裁方法，因此判定有效与否应以后者为准。

5、报告里的单位写 Ω·m 还是 Ω·cm？

GB/T 7595-2017 表 1 用的是 Ω·m。Ω·m 与 Ω·cm 相差一百倍，混写会让判据整体错一档。仪器若以 Ω·cm 输出，换算后再比对，且报告中要注明。

十八、结语

体积电阻率这项指标，测的是油在特定条件下的导电性能，条件一旦松掉，读数便不再是同一个量。温度、静置时间、电极清洗这三项要求，看着是操作细节，实际是把结果钉住的三个钉子。

温度这一项要抓住两点：绝缘油 90 ℃、抗燃油 20 ℃，以及内外电极都进到正负 0.5 ℃ 的窗口才加压。静置时间要拆成三段看，到温后十分钟内开始测、电化时间 60 s、两电极短接 60 s 及 5 min，三段各管一段，不能合成一个数记。

电极清洗的关键在分岔点，前次样品是同类合格还是非同类或不合格，决定了走简化冲洗还是解体清洗。走解体清洗时，冲至中性、干燥 2 h 到 4 h、戴手套装配、查空杯电容、查空杯绝缘电阻，这四步缺一步，前面洗得再干净也落不到一个可信的读数上。

判读时还有两处要留意。两本方法给的「有效」判据不是一个数，争议以 DL/T 421 为准。限值的单位是 Ω·m，与 Ω·cm 差一百倍。把这几处对上，同一台设备历次数据才谈得上趋势比对，这才是油务监督里真正有用的那一层信息。

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