Transformatoröl ist ein wichtiger Bestandteil von Leistungstransformatoren und dient unter anderem der Isolierung und Kühlung. Regelmäßige und ordnungsgemäße Kontrollen des Transformatoröls sind unerlässlich, um den zuverlässigen Betrieb der Transformatoren und die allgemeine Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten. Hier sind die wichtigsten Schritte und Methoden zur Überprüfung von Transformatoröl.

Vorbereitungen vor der Inspektion

Vor dem Start

Bei der Inspektion ist die Sicherheit unbedingt zu gewährleisten. Stellen Sie sicher, dass der Transformator gemäß den Sicherheitsvorschriften stromlos und isoliert ist. Tragen Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung, einschließlich Handschuhe und Schutzbrille. Legen Sie außerdem die notwendigen Werkzeuge und Geräte bereit, wie z. B. Probenbehälter, Testkits und Messgeräte.

Visuelle Inspektion

Ölstandskontrolle

Der erste Schritt einer Sichtprüfung ist die Überprüfung des Ölstands. Die meisten Transformatoren sind mit einem Schauglas oder einer Ölstandsanzeige ausgestattet. Der Ölstand sollte innerhalb des auf der Anzeige markierten Bereichs liegen. Ein niedrigerer Ölstand als normal kann auf ein Leck im Transformatorkessel oder in den Armaturen hinweisen. Dies kann auf eine beschädigte Dichtung, einen Riss im Kessel oder eine lose Verbindung zurückzuführen sein. Ein hoher Ölstand hingegen kann ein Hinweis auf interne Probleme sein, wie z. B. übermäßige Erwärmung, die eine übermäßige Ausdehnung des Öls verursacht.Farb- und Reinheitsprüfung

Untersuchen Sie die Farbe und Klarheit des Öls. Frisches, sauberes Transformatoröl hat typischerweise ein klares oder hellgelbes Aussehen. Erscheint das Öl dunkel, trüb oder hat es eine schlammartige Konsistenz, kann dies ein Anzeichen für ein Problem sein. Eine Verdunkelung des Öls kann auf Oxidation hinweisen, die auftritt, wenn das Öl über einen längeren Zeitraum hohen Temperaturen oder Sauerstoff ausgesetzt ist. Trübung kann durch eindringende Feuchtigkeit oder das Vorhandensein von Verunreinigungen entstehen. Schlammbildung ist oft mit dem Abbau von Öladditiven und der Ansammlung von Oxidationsprodukten verbunden.

Probenahme und Laboranalyse

Probenahmeverfahren

Die Entnahme einer repräsentativen Probe des Transformatoröls ist ein wichtiger Bestandteil des Inspektionsprozesses. Verwenden Sie zum Auffangen des Öls einen sauberen, zugelassenen Probenbehälter. Die Probenentnahmestelle sollte sorgfältig ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass sie den Gesamtzustand des Öls im Transformator widerspiegelt. Beispielsweise werden Proben häufig vom Boden des Transformatorbehälters entnommen, da sich dort Verunreinigungen und Feuchtigkeit ablagern. Reinigen Sie vor der Probenentnahme die Probenöffnung, um zu verhindern, dass externe Verunreinigungen in die Probe gelangen.

Dielektrischer Durchschlagspannungstest

Einer der wichtigsten Labortests ist der Durchschlagsspannungstest. Dieser Test misst die Widerstandsfähigkeit des Öls gegenüber elektrischen Belastungen. Eine Hochspannungsquelle wird an die Ölprobe angelegt, und die Spannung, bei der das Öl durchschlägt und Strom leitet, wird aufgezeichnet. Eine niedrigere Durchschlagsspannung als in den Herstellerangaben oder früheren Testergebnissen angegeben, deutet auf eine Verschlechterung der Isoliereigenschaften des Öls hin. Ursachen hierfür können Feuchtigkeit, Verunreinigungen oder der Abbau der Molekularstruktur des Öls durch Alterung oder Überhitzung sein.

Säuretest

Mit der Zeit kann Transformatoröl durch Oxidation sauer werden. Die Messung des Säuregehalts des Öls, üblicherweise als Säurezahl angegeben, hilft bei der Beurteilung seines Zustands. Ein Anstieg der Säurezahl deutet auf eine Verschlechterung des Öls hin. Saures Öl kann die inneren Komponenten des Transformators, wie die Wicklungen und den Metallbehälter, korrodieren lassen. Diese Korrosion kann zu einer verminderten elektrischen Leistung und in schweren Fällen zu Geräteausfällen führen.

Analyse gelöster Gase (DGA)

Die Analyse gelöster Gase ist ein leistungsstarkes Diagnoseinstrument. Dabei werden die Art und Menge der im Öl gelösten Gase wie Wasserstoff, Methan, Ethylen und Acetylen analysiert. Verschiedene Fehlerarten im Transformator, wie z. B. Überhitzung der Wicklungen, Lichtbögen oder Teilentladungen, erzeugen spezifische Gasmuster. So kann beispielsweise eine Überhitzung bei hohen Temperaturen zur Bildung von Methan und Ethylen führen, während Lichtbögen Acetylen freisetzen können. Durch die Analyse dieser Gasmuster können Techniker potenzielle Probleme im Transformator identifizieren und entsprechende Präventivmaßnahmen ergreifen.

Feuchtigkeitsgehaltsmessung

Feuchtigkeit in Transformatoröl ist höchst unerwünscht, da sie die dielektrische Festigkeit des Öls erheblich verringern kann. Es gibt verschiedene Methoden zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts. Eine gängige Methode ist die Verwendung eines Feuchtigkeitsmessgeräts, das auf dem Kapazitäts- oder Impedanzprinzip basiert. In mineralölgefüllten Transformatoren liegt der zulässige Feuchtigkeitsgehalt typischerweise unter 30–50 ppm (parts per million). Bei esterbasierten Transformatorölen können die zulässigen Grenzwerte abweichen und liegen je nach Estertyp üblicherweise im Bereich von 50–100 ppm. Überschreitet der gemessene Feuchtigkeitsgehalt den zulässigen Grenzwert, kann eine Trocknung des Öls durch Verfahren wie Vakuumentwässerung erforderlich sein.

Partikelanzahl- und Größenanalyse

Auch das Vorhandensein von Feststoffpartikeln im Transformatoröl kann dessen Leistung beeinträchtigen. Partikelzähler können die Anzahl und Größenverteilung der Partikel in der Ölprobe bestimmen. Große oder hohe Partikelzahlen können zu Abrieb an den inneren Komponenten des Transformators, wie z. B. den Lagern und den beweglichen Teilen des Kühlsystems, führen. Darüber hinaus können Partikel elektrische Durchschläge auslösen und so die Gesamtzuverlässigkeit des Transformators beeinträchtigen. Wird eine erhebliche Partikelanzahl festgestellt, kann eine Filtration erforderlich sein, um diese zu entfernen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Überprüfung von Transformatoröl eine Kombination aus Sichtprüfungen, Probenahmen und Labortests umfasst. Durch die regelmäßige Durchführung dieser Prüfungen und die genaue Interpretation der Ergebnisse können Stromnetzbetreiber frühzeitig Anzeichen von Ölverschlechterung und Transformatorproblemen erkennen und so den sicheren und effizienten Betrieb von Transformatoren gewährleisten.