IEC 60814:1997
(Main)Insulating liquids - Oil-impregnated paper and pressboard - Determination of water by automatic coulometric Karl Fischer titration
Insulating liquids - Oil-impregnated paper and pressboard - Determination of water by automatic coulometric Karl Fischer titration
Describes methods for the determination of water in insulating liquids and in oil-impregnated cellulosic insulation with coulmetrically generated Karl Fischer reagent.
Isolants liquides - Cartons et papiers imprégnés d'huile - Détermination de la teneur en eau par titrage coulométrique de Karl Fischer automatique
Décrit des méthodes de détermination de la teneur en eau des isolants liquides et des isolants cellulosiques imprégnés d'huile, par la méthode de titrage coulométrique de Karl Fischer.
General Information
Standards Content (sample)
NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
60814
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
1997-08
Isolants liquides – Cartons et papiers
imprégnés d'huile –
Détermination de la teneur en eau par titrage
coulométrique de Karl Fischer automatique
Insulating liquids – Oil-impregnated paper
and pressboard –
Determination of water by automatic
coulometric Karl Fischer titration
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60814:1997
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Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept under
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reconfirmation de la publication sont disponibles dans the publication is available in the IEC catalogue.
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la CEI et dans les documents ci-dessous: IEC sources:• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
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• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
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(Accès en ligne)* (On-line access)*Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
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lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
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symbols for use on equipment. Index, survey andgraphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.Publications de la CEI établies par IEC publications prepared by the same
le même comité d'études technical committee
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publications de la CEI préparées par le comité by the technical committee which has prepared the
d'études qui a établi la présente publication. present publication.* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.
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CEI
INTERNATIONALE
IEC
60814
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
1997-08
Isolants liquides – Cartons et papiers
imprégnés d'huile –
Détermination de la teneur en eau par titrage
coulométrique de Karl Fischer automatique
Insulating liquids – Oil-impregnated paper
and pressboard –
Determination of water by automatic
coulometric Karl Fischer titration
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– 2 – 60814 © CEI:1997
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS............................................................................................................................ 4
Articles1 Généralités................................................................................................................................. 6
1.1 Domaine d'application.......................................................................................................6
1.2 Références normatives..................................................................................................... 6
2 Titrage direct pour les liquides à faible viscosité ........................................................................ 6
2.1 Champ d'application.......................................................................................................... 6
2.2 Réactions chimiques.........................................................................................................8
2.3 Appareillage...................................................................................................................... 8
2.4 Réactifs et produits auxiliaires .......................................................................................... 12
2.5 Préparation de l'appareil ...................................................................................................12
2.6 Méthodes d'échantillonnage.............................................................................................. 12
2.7 Mode opératoire................................................................................................................ 14
2.8 Calcul des résultats........................................................................................................... 14
2.9 Rapport............................................................................................................................. 14
2.10 Fidélité............................................................................................................................... 16
3 Méthode d’entraînement par évaporation pour les liquides à forte viscosité ............................. 16
3.1 Champ d'application..........................................................................................................16
3.2 Esquisse de la méthode.................................................................................................... 16
3.3 Appareillage et réactifs...................................................................................................... 16
3.4 Mode opératoire................................................................................................................ 18
3.5 Calcul de la teneur en eau ................................................................................................ 18
3.6 Rapport............................................................................................................................. 18
4 Détermination de la teneur en eau dans les papiers et cartons imprégnés d’huile.................... 20
4.1 Champ d'application.......................................................................................................... 20
4.2 Détermination de l'eau par extraction préalable au méthanol........................................... 20
4.3 Dosage par titrage direct...................................................................................................22
4.4 Méthode d'entraînement par évaporation ......................................................................... 24
Figures1 Schéma de principe d’un titrimètre automatique ....................................................................... 28
2 Ensemble de titrage approprié ................................................................................................... 30
3 Schéma de principe d’un titrimètre automatique et de l’unité d’évaporation par entraînement . 32
4 Evaporateur en verre avec chauffage ........................................................................................ 34
5 Flacon de méthanol et ampoule d’extraction.............................................................................. 36
Annexe A – Méthode de prélèvement de papiers et cartons imprégnés d’huile ............................ 38
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CONTENTS
Page
FOREWORD ................................................................................................................................... 5
Clause1 General....................................................................................................................................... 7
1.1 Scope................................................................................................................................ 7
1.2 Normative references........................................................................................................7
2 Direct titration for low viscosity liquids ........................................................................................ 7
2.1 Field of application ............................................................................................................ 7
2.2 Chemistry.......................................................................................................................... 9
2.3 Apparatus.......................................................................................................................... 9
2.4 Reagents and auxiliary materials ...................................................................................... 13
2.5 Preparation of the apparatus............................................................................................. 13
2.6 Sampling methods............................................................................................................13
2.7 Procedure.......................................................................................................................... 15
2.8 Calculation of the result..................................................................................................... 15
2.9 Report............................................................................................................................... 15
2.10 Precision........................................................................................................................... 17
3 Evaporative stripping method for high viscosity liquids .............................................................. 17
3.1 Field of application ............................................................................................................ 17
3.2 Outline of the method........................................................................................................ 17
3.3 Apparatus and reagents.................................................................................................... 17
3.4 Procedure.......................................................................................................................... 19
3.5 Calculation of water content.............................................................................................. 19
3.6 Report............................................................................................................................... 19
4 Determination of water in oil-impregnated paper and pressboard ............................................. 21
4.1 Field of application ............................................................................................................ 21
4.2 Determination of water after previous extraction with methanol ....................................... 21
4.3 Determination by direct titration......................................................................................... 23
4.4 Evaporative stripping method............................................................................................ 25
Figures1 Block diagram of automatic titrator............................................................................................. 29
2 Suitable titration vessel assembly .............................................................................................. 31
3 Block diagram of automatic titrator and evaporation stripping unit ............................................ 33
4 Evaporator glass vessel with heater........................................................................................... 35
5 Methanol container and extraction tube ..................................................................................... 37
Annex A – Method for sampling of oil-impregnated paper and pressboard .................................... 39
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COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
_________
ISOLANTS LIQUIDES – CARTONS ET PAPIERS IMPRÉGNÉS D’HUILE –
DÉTERMINATION DE LA TENEUR EN EAU PAR TITRAGE
COULOMÉTRIQUE DE KARL FISCHER AUTOMATIQUE
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60814 a été établie par le comités d’études 10 de la CEI: Fluides
pour applications électrotechniques.Cette deuxième édition de la CEI 60814 annule et remplace la première édition parue en 1985
dont elle constitue une révision technique.Elle annule également la CEI 60733, parue en 1982.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
10/406/FDIS 10/422/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.L’annexe A est donnée uniquement à titre d’information.
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60814 © IEC:1997 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
_________
INSULATING LIQUIDS – OIL-IMPREGNATED PAPER AND PRESSBOARD –
DETERMINATION OF WATER BY AUTOMATIC COULOMETRIC
KARL FISCHER TITRATION
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60814 has been prepared by IEC technical committee 10: Fluids for
electrotechnical applications.This second edition of IEC 60814 cancels and replaces the first edition published in 1985 of
which it constitutes a technical revision.It also cancels IEC 60733, published in 1982.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
10/406/FDIS 10/422/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.Annex A is for information only.
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– 6 – 60814 © CEI:1997
ISOLANTS LIQUIDES – CARTONS ET PAPIERS IMPRÉGNÉS D’HUILE –
DÉTERMINATION DE LA TENEUR EN EAU PAR TITRAGE
COULOMÉTRIQUE DE KARL FISCHER AUTOMATIQUE
1 Généralités
1.1 Domaine d'application
La présente Norme internationale décrit des méthodes de détermination de la teneur en eau
des isolants liquides et des isolants cellulosiques imprégnés d'huile, par la méthode de titrage
coulométrique de Karl Fischer.La méthode de l’article 2 s'applique aux teneurs en eau supérieures à 2 mg/kg de liquides
ayant une viscosité inférieure à 100 mm /s à 40 °C.La méthode d'essai de l’article 3, dans laquelle l'eau est extraite par courant d'azote, est la
méthode préférentielle pour les liquides isolants de viscosité supérieure à 100 mm /s.
L’article 4 décrit des méthodes pour déterminer la teneur en eau des papiers et cartons
imprégnés d'huile, dans une gamme comprise entre 0,1 % et 20 % en masse.1.2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document normatif
est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent les
registres des Normes internationales en vigueur.CEI 60475: 1974, Méthode d'échantillonnage des diélectriques liquides
CEI 60567: 1992, Guide d'échantillonnage de gaz et d'huile dans les matériels électriques
immergés, pour l'analyse des gaz libres et dissousISO 595-1: 1986, Seringues réutilisables en verre ou en verre et métal à usage médical –
Partie 1: DimensionsISO 595-2: 1987, Seringues réutilisables en verre ou en verre et métal à usage médical –
Partie 2: Conception, performances et essais2 Titrage direct pour les liquides à faible viscosité
2.1 Champ d'application
Cette méthode s'applique aux teneurs en eau supérieures à 2 mg/kg des liquides ayant une
viscosité allant jusqu'à 100 mm/s à 40 °C. Les données relatives à la fidélité et indiquées en
2.10 s'appliquent uniquement aux liquides neufs.
NOTES
1 Pour les liquides en service, la justesse de la méthode peut être affectée par la présence de contaminants
et de produits de dégradation.2 La méthode a été conçue pour convenir particulièrement aux hydrocarbures et aux esters liquides. Pour les
autres liquides, en particulier les fluides silicones, il faut utiliser des réactifs exempts de méthanol.
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INSULATING LIQUIDS – OIL-IMPREGNATED PAPER AND PRESSBOARD –
DETERMINATION OF WATER BY AUTOMATIC COULOMETRIC
KARL FISCHER TITRATION
1 General
1.1 Scope
This International Standard describes methods for the determination of water in insulating
liquids and in oil-impregnated cellulosic insulation with coulometrically generated Karl Fischer
reagent.The method in clause 2 is applicable to water concentrations above 2 mg/kg in liquids having
viscosity of less than 100 mm /s at 40 °C.The test method in clause 3, where water is extracted by means of a nitrogen stream, is the
preferred method for insulating liquids of viscosity higher than 100 mm /s.Clause 4 describes methods for the determination of water content in oil-impregnated paper
and pressboard over the range 0,1 % to 20 % by mass.1.2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this International Standard. At the time of publication, the editions
indicated were valid. All normative documents are subject to revision, and parties to
agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility
of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. Members of
IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.IEC 60475: 1974, Method of sampling liquid dielectrics
IEC 60567: 1992, Guide for the sampling of gases and of oil from oil-filled electrical equipment
and for the analysis of free and dissolved gasesISO 595-1: 1986, Reusable all-glass or metal-and-glass syringes for medical use – Part 1:
DimensionsISO 595-2: 1987, Reusable all-glass or metal-and-glass syringes for medical use – Part 2:
Design, performance requirements and tests2 Direct titration for low viscosity liquids
2.1 Field of application
This method is applicable to water concentrations above 2 mg/kg in liquids having viscosity up
to 100 mm /s at 40 °C. The precision data given in 2.10 apply only to new liquids.
NOTES1 For liquids in service, the accuracy of the method may be affected by the presence of contaminants and
degradation products.2 The method has been designed to be particularly suitable to hydrocarbon and ester liquids. With other
liquids, particularly silicone fluids, methanol free reagents must be used.---------------------- Page: 9 ----------------------
– 8 – 60814 © CEI:1997
2.2 Réactions chimiques
Il est reconnu que les réactions qui se développent au cours d'un titrage de Karl Fischer sont
complexes, mais il s'agit essentiellement de la réaction de l'eau avec l'iode en présence de dioxyde de
soufre d'une base organique et d'un alcool dans un solvant organique. A l'origine le réactif Karl Fischer
comportait de la pyridine et du méthanol, et les réactions pouvaient s'écrire comme suit:
H O + I + SO + 3C H N → 2C H N.HI + C H N.SO (1)2 2 2 5 5 5 5 5 5 3
C H N.SO + CH OH → C H NH.SO .CH (2)
5 5 3 3 5 5 4 3
D'autres associations base-alcool sont possibles et peuvent être nécessaires pour des titrages
dans certains liquides isolants.Dans le titrage coulométrique de Karl Fischer, l'échantillon est mélangé à une solution base-
alcool d'ions iodures et de dioxyde de soufre. L'iode est produit par électrolyse et réagit avec
l'eau comme cela est montré dans les réactions (1) et (2). Suivant la loi de Faraday, la quantité
d'iode formée est proportionnelle à la quantité d'électricité consommée dans la réaction ci-après:
2 I – 2 e → I (3)Et comme le montre la réaction (1), une mole d'iode réagit stoechiométriquement avec une
mole d'eau, de sorte que 1 mg d'eau correspond à 10,72 C (quantité d'électricité en coulombs).
Se fondant sur ce principe, il est possible de calculer la quantité d'eau directement à partir de
la quantité d'électricité (en coulombs) consommée par l'électrolyse.2.3 Appareillage
2.3.1 Principe du fonctionnement
Le récipient de titrage forme une cellule d'électrolyse comportant deux compartiments séparés
par un diaphragme poreux. Le compartiment anodique contient le mélange du réactif-solvant-
échantillon (solution anodique), le compartiment cathodique (ensemble générateur) contient le
réactif anhydre (solution cathodique). De part et d'autre du diaphragme se trouvent les
électrodes pour l'électrolyse.NOTE – Des titrimètres sans diaphragme poreux peuvent être utilisés.
L'iode générée par l'électrolyse, suivant la réaction (3), réagit avec l'eau de manière similaire
aux réactions (1) et (2) de Karl Fischer. Le point final de la réaction est décelé par une paire
d'électrodes en platine immergées dans la solution anodique. A la fin du titrage, l'iode en excès
dépolarise les deux électrodes en platine, modifiant le rapport courant/tension, ce qui actionne
l'indicateur de fin de réaction et arrête l'intégrateur de courant.L'intégrateur de courant somme le courant absorbé au cours de l'électrolyse, calcule la teneur
en eau conformément à la loi de Faraday, et finalement l'affiche en microgrammes d'eau.
2.3.2 Description de l'appareilLes titrimètres coulométriques de Karl Fischer du commerce utilisent des circuits brevetés.
La description suivante d'un des principes acceptables d'appareil est donnée uniquement à
titre d'illustration.Le schéma fonctionnel représenté en figure 1 décrit l'appareil et comprend les éléments ci-dessous.
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2.2 Chemistry
The reactions occurring in a Karl Fischer titration are known to be complex, but are essentially
of water with iodine, sulphur dioxide, an organic base and an alcohol in an organic solvent. The
original Karl Fischer reagent used pyridine and methanol, and the reactions may be expressed
as:H O + I + SO + 3C H N → 2C H N.HI + C H N.SO (1)
2 2 2 5 5 5 5 5 5 3
C H N.SO + CH OH → C H NH.SO .CH (2)
5 5 3 3 5 5 4 3
Other base-alcohol combinations are possible and may be necessary for titrations on some
insulating liquids.In coulometric Karl Fischer titration, the sample is mixed with a base/alcohol solution of iodide
ion and sulphur dioxide. Iodine is generated electrolytically and reacts with water in a similar
way to that shown in reactions (1) and (2). Iodine is generated in proportion to the quantity of
electricity according to Faraday's law, as shown by the following reaction:2 I – 2 e → I (3)
One mole of iodine reacts with one mole of water stoichiometrically as shown in reactions (1)
so that 1 mg of water is equivalent to 10,72 C (number of coulombs). Based on this principle it
is possible to determine the amount of water directly from the quantity of electricity (number of
coulombs) required for the electrolysis.2.3 Apparatus
2.3.1 Principle of operatio
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.