Transformatoröl ist ein wichtiger Bestandteil von Leistungstransformatoren und spielt eine entscheidende Rolle bei der Isolierung, Kühlung und Lichtbogenlöschung. Die Häufigkeit des Transformatorölwechsels ist nicht pauschal. Sie hängt von verschiedenen Faktoren ab, die die Lebensdauer und Leistung des Öls maßgeblich beeinflussen können.

Art des Transformatoröls

Mineralöl

Mineralöl ist eine der am häufigsten verwendeten Ölsorten in Transformatoren. Unter idealen Betriebsbedingungen hat mineralölbasiertes Transformatoröl typischerweise eine Lebensdauer von 15 bis 30 Jahren. Diese kann jedoch stark variieren. Beispielsweise kann das Öl in einem gut gewarteten Verteiltransformator in einer relativ sauberen und stabilen Umgebung knapp 30 Jahre halten. Befindet sich der Transformator jedoch in einem rauen Industriegebiet mit hoher Schadstoffbelastung und häufigen Lastschwankungen, kann ein Ölwechsel bereits nach 15 Jahren erforderlich sein. Mineralöl reagiert empfindlich auf Oxidation und Verunreinigungen, was seinen Abbau beschleunigen kann.

Synthetisches Esteröl

Synthetische Esteröle zeichnen sich durch ihre hervorragende thermische Stabilität und Oxidationsbeständigkeit aus. Dadurch haben sie im Allgemeinen eine längere Lebensdauer als Mineralöle. Unter normalen Betriebsbedingungen können synthetische Transformatoröle auf Esterbasis 30 bis 50 Jahre halten. Sie werden häufig in Hochspannungstransformatoren in städtischen Gebieten eingesetzt, wo Brandschutz und längere Lebensdauer wichtige Aspekte sind. Aufgrund ihrer chemischen Struktur sind synthetische Ester widerstandsfähiger gegen Schlamm- und Säurebildung, die häufige Anzeichen für Ölzersetzung sind. Allerdings können auch synthetische Esteröle mit der Zeit ihre Leistungsfähigkeit verlieren, insbesondere wenn der Transformator extremen Temperaturen oder elektrischen Belastungen ausgesetzt ist.

Natürliches Esteröl

Natürliche Esteröle, die aus erneuerbaren Quellen wie Pflanzenölen gewonnen werden, haben ebenfalls eine bestimmte Lebensdauer. Unter typischen Betriebsbedingungen halten sie etwa 20 bis 40 Jahre. Natürliche Esteröle sind biologisch abbaubar und verfügen über gute elektrische Isoliereigenschaften. Wie bei anderen Ölen kann ihre Leistung jedoch durch die Betriebsumgebung beeinträchtigt werden. In feuchter Umgebung können natürliche Esteröle mehr Feuchtigkeit aufnehmen, was ihren Abbau beschleunigen und möglicherweise die Zeit zwischen den Ölwechseln verkürzen kann.

Betriebsbedingungen

Temperatur

Hohe Betriebstemperaturen können die Lebensdauer von Transformatoröl erheblich verkürzen. Mit jedem Anstieg der durchschnittlichen Betriebstemperatur um 6–8 °C über den empfohlenen Wert verdoppelt sich die Ölalterung. Läuft ein Transformator aufgrund von Überlastung oder mangelnder Kühlung ständig nahe oder über seiner Nenntemperatur, altert das Öl deutlich schneller. In solchen Fällen muss das Ölwechselintervall möglicherweise gegenüber der Standardlebensdauer verkürzt werden. Beträgt beispielsweise das normale Ölwechselintervall eines Transformators 20 Jahre, wurde er aber über einen längeren Zeitraum bei erhöhten Temperaturen betrieben, kann das Intervall auf 10–15 Jahre verkürzt werden.

Feuchtigkeit und Verschmutzung

Eindringende Feuchtigkeit im Transformatoröl ist äußerst schädlich. Wasser kann die Durchschlagsfestigkeit des Öls verringern und so das Risiko eines elektrischen Durchschlags erhöhen. Übersteigt der Feuchtigkeitsgehalt im Mineralöl 30–50 ppm (parts per million), kann dies zu Problemen führen. Verunreinigungen wie Staub, Schmutz und Metallpartikel können den Ölabbau ebenfalls beschleunigen. In staubigen Industriegebieten ist der Transformator anfälliger für Verunreinigungen, und das Öl muss häufiger gewechselt werden. Regelmäßige Prüfungen des Feuchtigkeitsgehalts und des Verschmutzungsgrads des Öls können helfen, festzustellen, ob ein früherer Ölwechsel erforderlich ist.

Ladebedingungen

Häufiges Lastwechseln

Transformatoren mit häufigen Lastwechseln, bei denen sich die Belastung des Transformators schnell ändert, können das Öl zusätzlich belasten. Die damit verbundenen wiederholten Heiz- und Kühlzyklen können die Oxidation und den Abbau des Öls beschleunigen. In solchen Fällen muss das Ölwechselintervall möglicherweise angepasst werden. Beispielsweise kann ein Transformator in einer Produktionsanlage mit schwankenden Produktionsanforderungen und damit häufigen Lastwechseln je nach Intensität der Wechsel alle 10 bis 20 Jahre einen Ölwechsel benötigen. Im Vergleich dazu kann ein Transformator mit stabilerer Last 20 bis 30 Jahre zwischen den Wechselintervallen auskommen.

Überlastung

Ständige Überlastung eines Transformators ist ein weiterer Faktor, der die Lebensdauer des Öls verkürzen kann. Bei Überlastung erzeugt ein Transformator mehr Wärme, was, wie bereits erwähnt, den Ölabbau beschleunigt. Bei ständiger Überlastung muss das Öl möglicherweise deutlich früher gewechselt werden als unter normalen Lastbedingungen. Die Überwachung der Transformatorbelastung und die Sicherstellung, dass der Transformator innerhalb seiner Nennkapazität arbeitet, tragen dazu bei, die Ölqualität zu erhalten und seine Lebensdauer zu verlängern.

Überwachung und Prüfung

Regelmäßige Überwachung und Prüfung des Transformatoröls sind unerlässlich, um das optimale Ölwechselintervall zu bestimmen. Tests wie die Messung der Durchschlagsspannung, des Säuregehalts, der gelösten Gasanalyse und des Feuchtigkeitsgehalts können wertvolle Erkenntnisse über den Zustand des Öls liefern. Zeigen die Testergebnisse eine signifikante Verschlechterung an, wie z. B. einen starken Rückgang der Durchschlagsfestigkeit oder eine hohe Säurezahl, kann es Zeit für einen Ölwechsel sein, unabhängig von der erwarteten Lebensdauer, die sich aus den oben genannten Faktoren ergibt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Häufigkeit des Transformatorölwechsels von der Ölsorte, den Betriebsbedingungen, den Lastbedingungen und den Ergebnissen regelmäßiger Tests abhängt. Durch die sorgfältige Berücksichtigung dieser Faktoren und die Durchführung von Routineinspektionen können Stromnetzbetreiber den zuverlässigen und effizienten Betrieb von Transformatoren sicherstellen, indem sie die Qualität des Transformatoröls aufrechterhalten.