Im Bereich elektrischer Energiesysteme ist Transformatoröl eine entscheidende Komponente, die den effizienten und sicheren Betrieb von Transformatoren gewährleistet. Unter den verschiedenen verfügbaren Arten von Transformatorölen werden häufig Öle vom Typ 1 und Typ 2 verwendet, jedes mit seinen eigenen besonderen Eigenschaften, Zusammensetzungen und Anwendungen. Das Verständnis der Unterschiede zwischen diesen beiden Ölarten ist für Ingenieure, Bediener und alle, die mit der Wartung und Verwaltung von elektrischen Transformatoren zu tun haben, von wesentlicher Bedeutung.

Zusammensetzung und Grundstoff

Der grundlegende Unterschied zwischen Transformatorölen vom Typ 1 und Typ 2 liegt in ihrer Grundmasse und Zusammensetzung. Transformatoröl vom Typ 1, oft auch als mineralölbasiertes Transformatoröl bezeichnet, wird aus Rohöl gewonnen. Es durchläuft einen umfangreichen Raffinationsprozess, der Destillation, Lösungsmittelextraktion und Hydrotreating umfasst, um Verunreinigungen wie Schwefel, Aromaten und andere unerwünschte Kohlenwasserstoffe zu entfernen. Das resultierende Öl besteht hauptsächlich aus paraffinischen oder naphtenhaltigen Kohlenwasserstoffen oder einer Mischung aus beiden. Paraffinbasierte Öle vom Typ 1 bieten eine gute chemische Stabilität und niedrige Pourpoints, d. h. sie bleiben auch bei relativ niedrigen Temperaturen flüssig. Naphtenbasierte Öle vom Typ 1 hingegen haben ausgezeichnete elektrische und thermische Eigenschaften und bieten eine hohe Durchschlagsfestigkeit und effiziente Wärmeübertragung.

Transformatoröl Typ 2, auch als synthetisches Transformatoröl bekannt, wird durch chemische Synthese hergestellt und nicht aus natürlichem Rohöl gewonnen. Synthetische Öle werden mit speziellen Molekularstrukturen entwickelt, um in verschiedenen Aspekten eine verbesserte Leistung zu erzielen. Beispielsweise sind einige synthetische Öle so konzipiert, dass sie im Vergleich zu mineralölbasierten Ölen eine höhere Oxidationsbeständigkeit, längere Lebensdauer und bessere Umweltverträglichkeit aufweisen. Gängige Arten synthetischer Transformatoröle sind Öle auf Silikonbasis, Ester und Polyalphaolefine (PAOs). Diese synthetischen Verbindungen können an spezielle Anforderungen angepasst werden und bieten ein hohes Maß an Flexibilität unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen.

Elektrische und thermische Eigenschaften

Sowohl Transformatoröle vom Typ 1 als auch vom Typ 2 müssen über hervorragende elektrische Isoliereigenschaften verfügen, es gibt jedoch geringfügige Unterschiede in ihrer Leistung. Mineralöle vom Typ 1 haben im Allgemeinen eine gute Durchschlagsfestigkeit, wodurch sie elektrische Komponenten im Transformator wirksam isolieren können. Mit der Zeit und unter bestimmten Betriebsbedingungen, wie z. B. bei hohen Temperaturen oder längerer elektrischer Belastung, kann sich die Durchschlagsfestigkeit von Ölen vom Typ 1 jedoch aufgrund von Oxidation und der Bildung von Verunreinigungen verschlechtern.

Synthetische Transformatoröle des Typs 2 weisen häufig hervorragende elektrische Eigenschaften auf. Sie können selbst unter extremen Betriebsbedingungen wie hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit eine hohe Durchschlagsfestigkeit aufrechterhalten. Dadurch eignen sie sich für den Einsatz in Transformatoren, die in rauen Umgebungen betrieben werden oder in Anwendungen, bei denen eine zuverlässige elektrische Isolierung von größter Bedeutung ist. Was die thermischen Eigenschaften betrifft, haben Öle des Typs 1 eine relativ gute Wärmeableitungskapazität, insbesondere Varianten auf Naphtenbasis. Synthetische Öle des Typs 2 können jedoch eine gleichmäßigere Wärmeleistung bieten. Beispielsweise haben einige synthetische Ester eine höhere spezifische Wärmekapazität als Mineralöle, wodurch sie mehr Wärme aufnehmen und übertragen können, was zu einer besseren Temperaturkontrolle im Transformator beiträgt.

Chemische Stabilität und Umweltauswirkungen

Die chemische Stabilität ist ein entscheidender Faktor, wenn es um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Transformatoröl geht. Mineralöle des Typs 1 neigen mit der Zeit zur Oxidation, insbesondere wenn sie Sauerstoff, hohen Temperaturen und Katalysatoren wie Kupfer aus den Transformatorwicklungen ausgesetzt sind. Oxidation kann zur Bildung von Schlamm, Säuren und anderen Abbauprodukten führen, die die Isolier- und Kühleigenschaften des Öls beeinträchtigen können. Um dies zu mildern, enthalten Öle des Typs 1 oft Additive wie Oxidationsinhibitoren, aber diese Additive haben eine begrenzte Lebensdauer und müssen bei der Wartung erneuert werden.

Synthetische Transformatoröle des Typs 2 weisen im Allgemeinen eine wesentlich bessere chemische Stabilität auf. Sie sind so konzipiert, dass sie Oxidation und Zersetzung widerstehen, was bedeutet, dass sie ihre Leistung über einen längeren Zeitraum ohne nennenswerte Zersetzung aufrechterhalten können. Dies reduziert nicht nur die Häufigkeit von Ölwechseln und den Wartungsaufwand, sondern verlängert auch die Gesamtlebensdauer des Transformators. Aus ökologischer Sicht sind mineralölbasierte Öle des Typs 1 weniger biologisch abbaubar. Wenn sie auslaufen oder unsachgemäß entsorgt werden, können sie Boden- und Wasserverschmutzung verursachen. Im Gegensatz dazu sind viele synthetische Öle des Typs 2, insbesondere Ester, umweltfreundlicher, da sie biologisch abbaubar sind und im Falle von Verschüttungen oder Lecks eine geringere Belastung für das Ökosystem darstellen.

Anwendungen und Eignung

Die Wahl zwischen Transformatorölen vom Typ 1 und Typ 2 hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Betriebsumgebung, den spezifischen Anforderungen des Transformators und wirtschaftlichen Erwägungen. Mineralöle vom Typ 1 werden häufig in Standardtransformatoren zur Leistungsverteilung unter normalen Betriebsbedingungen verwendet. Sie sind kostengünstig und funktionieren gut in den meisten gängigen Anwendungen, in denen die Umgebungsbedingungen nicht zu hart sind.

Synthetische Transformatoröle vom Typ 2 werden dagegen bevorzugt in Anwendungen eingesetzt, in denen hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer und Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Bedingungen erforderlich sind. Sie werden beispielsweise häufig in Transformatoren in Küstengebieten mit hoher Luftfeuchtigkeit und salzhaltiger Luft, in unterirdischen Umspannwerken mit eingeschränkter Belüftung und in Transformatoren verwendet, die in Systemen für erneuerbare Energien wie Windparks und Solarkraftwerken eingesetzt werden. Diese Umgebungen können Herausforderungen für die Leistung und Lebensdauer des Transformatoröls darstellen und Öle vom Typ 2 sind für derart anspruchsvolle Bedingungen besser geeignet.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Transformatoröle vom Typ 1 und Typ 2 jeweils über eigene, einzigartige Eigenschaften verfügen, die sie für unterschiedliche Anwendungen geeignet machen. Mineralöle vom Typ 1 bieten eine kostengünstige Lösung für Standardanwendungen, während synthetische Öle vom Typ 2 eine verbesserte Leistung, längere Lebensdauer und bessere Umweltverträglichkeit in anspruchsvolleren Betriebsumgebungen bieten. Das Verständnis dieser Unterschiede ist der Schlüssel zur Gewährleistung der optimalen Leistung, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit elektrischer Transformatoren in verschiedenen Stromversorgungssystemen.