Transformatoröl wird in Transformatoren sowie anderen ölgefüllten elektrischen Geräten verwendet. Dazu gehören Isolierbuchsen, Leistungsschalter, Trennschalter, Stufenschalter sowie Transformatoren und Reaktoren.

Isolationsfunktion

In elektrischen Geräten kann Transformatoröl ein unterschiedliches Potential (Potenzial) des geladenen Teils der Isolierung aufweisen, sodass es nicht zu Kurzschlüssen kommt. Da die Dielektrizitätskonstante von Luft 1,0 und die von Transformatoröl 2,25 beträgt, ist die Isolationsfestigkeit von Öl deutlich höher als die von Luft. Angenommen, die Spulen eines Transformators sind beispielsweise der Luft ausgesetzt, werden sie im Betrieb des Geräts schnell beschädigt. Transformatoröl hingegen, das zwischen die Spulen des Transformators gefüllt wird, erhöht die Durchschlagsfestigkeit, sodass diese nicht beschädigt werden. Je besser die Qualität des Transformatoröls, desto höher ist die Sicherheit des Geräts.

Damit das Transformatorenöl zuverlässige Isoliereigenschaften hat, ist eine seiner Hauptfunktionen.

HWärmeableitungs-Kühlfunktion

Während des Ladebetriebs kommt es bei Transformatoren aufgrund des Widerstands der Spule und der magnetischen Korrosion des Kerns sowie Wirbelstromverlusten zu Erwärmungen, wie bei anderen Elektrogeräten auch. Wird diese Wärme in der Spule nicht abgeführt, staut sich zwangsläufig immer mehr Wärme in Spule und Kern, wodurch die Innentemperatur von Kern und Spule stark ansteigt und die Massivfaser-Isolierung der äußeren Spulenwicklung beschädigt wird, sodass die Spule durchbrennt. Wird Transformatoröl als Kühlmittel verwendet, wird ein Teil der in der Spule erzeugten Wärme zunächst vom Öl absorbiert und dann durch die Ölzirkulation abgegeben, sodass kein Wärmestau in der Spule entsteht. Auf diese Weise wird der sichere Betrieb des Geräts gewährleistet. Zu den Kühlmethoden für Transformatoröl mit absorbierter Wärme zählen Naturumlaufkühlung, Naturwindkühlung, Zwangsölzirkulationskühlung und Wasserkühlung. Im Allgemeinen werden bei Leistungstransformatoren mit großer Kapazität meist Zwangsölzirkulationskühlungen verwendet.

Die zweite Hauptfunktion des Transformatoröls ist daher die Wärmeableitungskühlung.

ARC-Löschfunktion

In Schaltanlagen dient Transformatoröl hauptsächlich der Lichtbogenlöschung. Wenn der Ölschalter die elektrische Last abschaltet, entsteht zwischen seinen Fest- und Gleitkontakten ein Lichtbogen. Die Lichtbogentemperatur ist sehr hoch und der Ausschaltstrom variiert. Wird nicht versucht, die Wärme aus der Lichtbogensäule abzuleiten und die Kontakte zu kühlen, entstehen nach dem ersten Lichtbogen weitere Lichtbögen, die leicht zum Durchbrennen des Geräts sowie zu Überspannungen und Geräteschäden führen können.

Wird ein ölgefüllter Schalter durch einen Lichtbogen geöffnet, führt die hohe Temperatur des Lichtbogens zu einer starken thermischen Rissbildung im Öl. Etwa 70 % des Rissprodukts sind Wasserstoff. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Wasserstoff kann dieser große Wärmemengen aufnehmen. Diese Wärme wird an das Öl abgegeben und die Schalterkontakte direkt gekühlt, wodurch der Lichtbogen gelöscht wird.

Die dritte Hauptfunktion des Transformatoröls besteht in der Lichtbogenlöschung.

TDie Schutzfunktion des Isoliermaterials

Da die Viskosität des Transformatoröls relativ niedrig und die Flüchtigkeit daher gut ist, kann es leicht bis in den Isolationsspalt gefüllt werden und so zum Schutz der Kern- und Spulenkomponenten beitragen. Da das Öl die Hohlräume in der Isolierung füllt, minimiert es den Inhalt dieser Hohlräume. Das heißt, das Öl sorgt dafür, dass der in das Gerät eingemischte Sauerstoff zunächst eine oxidierende Wirkung hat und so die Sauerstofferosion am Isoliermaterial verlangsamt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Transformatoröl in Transformatoren, Reaktoren, Transformatoren und Gehäusen hauptsächlich die Funktion der Isolierung und der Wärmeableitungskühlung hat. Wenn in den oben genannten Geräten jedoch ein Lichtbogen auftritt, kann es auch die Funktion der Lichtbogenlöschung haben. Im Ölschalter hat es hauptsächlich die Funktion der Lichtbogenlöschung und Isolierung.

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