Europe

China

Elektrische Durchschlagsfestigkeit

Isolierflüssigkeiten, im allgemeinen Sprachgebrauch meist als Transformatoren- oder kurz Trafoöle bezeichnet, haben im Vergleich zu Motorenschmierstoffen oder Hydraulikflüssigkeiten einige Spezialaufgaben.

Die extrem dünnflüssigen (ISO VG 7 bis ISO VG 10), meist naphthenbasischen Mineralöle, müssen als Dielektrikum in Transformatoren, Schaltern und Wandlern bei Spannungen bis zu 100 kV Überschläge zwischen den spannungsführenden Teilen verhindern. Sie isolieren die hohen Potentialdifferenzen, imprägnieren faserige Isolierstoffe, meist Spezialpapiere, oxidationsstabil oder tragen zur Lichtbogenlöschung bei. Außerdem müssen sie die Verlustwärme, die in den Kupferwicklungen entsteht, sicher nach außen abführen. Die Lebensdauer von Isolierölen entspricht nicht unbedingt der Nutzungsdauer der Transformatoren, die bis über 50 Jahre betragen kann.

 

Trafoöle altern in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit und werden dabei „sauer“. Durch Oxidation verändern sich die Viskosität und die Leitfähigkeit. Auch Wasser aus der Luftfeuchtigkeit oder Zersetzungsprodukte aus dem Papier verändern die Durchschlagfestigkeit. Daher müssen diese Öle immer wieder auf ihre Leistungsfähigkeit überprüft werden. Neben den Tests wie Viskosität und NZ, die zum Standard bei Ölanalysen gehören, ist die Bestimmung der Durchschlagfestigkeit ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung der Gebrauchsdauer von Trafoölen. Diese ist definiert als die Spannung, bis zu der unter genau definierten Bedingungen keine Funkenentladung stattfindet.

 

Im OELCHECK-Labor ist ein spezielles Testgerät für die Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit nach IEC 156 bzw. DIN VDE 0370/5 installiert. Zur Prüfung werden ca. 400 ml Trafoöl (bei einer kleineren Spezialtasse 70 ml) blasenfrei bis zur Oberkante in eine Prüftasse eingefüllt. 40 mm unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche befinden sich zwei Kugelkalotten aus Messing. Der Abstand zwischen diesen Elektroden wird mittels einer Abstandslehre auf 2.5 mm eingestellt.

Nun wird die Prüftasse geschlossen und die Probe zunächst für 5 min bei Raumtemperatur homogenisiert. Danach wird an die Elektroden eine sinusförmige Wechselspannung angelegt und mit einer Rate von 2 kV/s so lange erhöht, bis zwischen den Elektroden die erste Funkenentladung eintritt. Die bis zu dieser Entladung erreichte Spannung stellt das Ergebnis der Untersuchung dar.

 

Der Versuch wird mit derselben Füllung der Tasse sechs Mal durchgeführt. Als Testergebnis wird das arithmetische Mittel der Einzelmessungen angegeben. Wenn der Wert für die Durchschlagspannung bis auf 150 % der Arbeitsspannung des Trafos sinkt (z.B. 60 kV bei einem 40 kV-Trafo) wird sofort Alarm geschlagen. Im Zusammenhang mit den Werten für Viskosität, Öloxidation (IR-Spektroskopie), Verunreinigung durch Wasser (KF-Wasser), Neutralisationszahl oder Verunreinigungen (ICP) durch imprägniertes Papier, empfehlen dann die erfahrenen OELCHECK-Tribologen einen kompletten Ölaustausch, eine Vakuumtrocknung zur Reduzierung der Feuchtigkeit oder eine komplette Ölaufbereitung durch ein Spezialunternehmen.

Die Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit für Isolieröle ist im Analysenset „I 5“ enthalten.

Lesen Sie auch: Furanbestimmung zeigt den Zustand der Papierisolierung

Quelle:

ÖlChecker Winter 2006, Seite 3