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Das Portfolio

Weitere Untersuchungen an festen und flüssigen Isolierstoffen

Die Untersuchung des Transformatorenöles liefert neben der Zustandsbeurteilung der Ölfüllung auch wertvolle Hinweise zum Verhalten weiterer innerer Komponenten des Umspanners. Trotzdem kann es notwendig werden, diese direkt zu untersuchen. Die PCL Ilgen GmbH ist aufgrund von Ausstattung und Erfahrung in der Lage, alle gängigen Untersuchungen an Isolierölen, gleich ob es sich um Neu- oder Betriebsöle handelt, schnell und normgerecht durchzuführen. Die routinemäßige Durchführung folgender Untersuchungen sichert den hohen Qualitätsstandard vom PCL als Grundlage für eine sinnvolle Beurteilung der Ergebnisse.

Brechzahl, DIN 51423-2

Die Brechzahl ist das Verhältnis der Geschwindigkeiten von Licht definierter Wellenlänge (Natrium D-Linie) im Vakuum und dem zu untersuchenden Stoff bei 20°C. Sie ist eine vom Alterungszustand unabhängige Messgröße und kann bei der Identifizierung einer Ölprobe hilfreich sein.

Buchholzgas-Analyse, DIN EN 60567 / VDE 0370 Teil 9

Die Buchholzgas-Analyse gibt in Verbindung mit der Gas-in-Öl-Analyse wertvolle Hinweise auf die Natur des Ereignisses, das zum Ansprechen des Buchholzrelais geführt hat. Oftmals gibt sie Aufschluss darüber, ob am Schadensereignis feste Isolation beteiligt war, wenn dies nicht direkt aus der Gas-in-Öl-Analyse abgeleitet werden kann.

Dielektrischer Verlustfaktor, DIN EN 60247

Der Dielektrische Verlustfaktor tan delta 90°C wird als Quotient aus Wirkstrom und Blindstrom bei einer Beanspruchung des Öles mit einer sinusförmigen Wechselspannung definiert. Der tan delta 90°C gibt Hinweise über die Höhe der im Betrieb auftretenden dielektrischen Verluste der Ölfüllung und wird durch Feuchtigkeit, Partikel oder polare Oxidationsprodukte beeinflusst.

Dichte, DIN 51575-1, -2

Die Dichte ist der Quotient aus Masse und Volumen einer Flüssigkeit. Sie ist kein direktes Quali- tätskriterium, jedoch kann die Dichte einer Isolierflüssigkeit einen Hinweis auf deren chemische Natur (Mineralöl, Ester, Silikonöl, ...) geben.

Durchschlagspannung, DIN EN 60156

Die Durchschlagspannung (UD) ist die entscheidende Kenngröße des Isoliervermögens der Ölfüllung. Sie beschreibt den Wert, bei dem es zwischen zwei 2,5 mm entfernten kugelförmigen Kalotten-Elektroden zum Überschlag kommt. Ausschlaggebend für die Mindestanforderung der Durchschlagspannung ist die Oberspannung des Betriebsmittels. Wasser- und Partikelgehalt sind entscheidende Parameter für den Wert der Durchschlagspannung.

Farbzahl, DIN ISO 2049

Neue Isolieröle sind farblos und klar. Während der Alterung wird die Farbe u.a. in Folge der Bildung von Oxidationsprodukten dunkler. Dennoch ist die Farbzahl nur bedingt ein Kriterium zur Be- urteilung des Alterungszustandes eines Öls. Sie rundet aber das Gesamtbild eines Ölbefundes ab.

Furfurol-Gehalt, DIN EN 61198

Wird Zellulose thermisch abgebaut, entsteht ein stabiles, im Isolieröl gut lösliches und stabiles Zersetzungsprodukt, das Furfurol (2-FAL). Seine Bestimmung lässt einen Rückschluss auf den Zustand des festen Dielektrikums (Papier/Preßspan) zu. Dem Betreiber wird damit ein Mittel an die Hand gegeben, die Zukunft seiner Energieversorgung deutlich besser zu planen zu können.

Gas-in-Öl-Analyse (DGA), DIN EN 60567

Die Analyse der im Öl gelösten Gase (DGA) ist heute eines der am häufigsten angewandten Verfahren zur Diagnose und Bewertung ölgefüllter elektrischer Betriebsmittel. Die DGA erlaubt eine Beurteilung des Transformators hinsichtlich seines thermischen oder elektrischen Zustandes und (in Verbindung mit einer Buchholzgas-Analyse) die Charakterisierung von akuten und schleichenden Fehlern.

Grenzflächenspannung, ASTM D 971

Die Grenzflächenspannung gibt einen Hinweis auf die Gegenwart von polaren Stoffen im Öl. Die Bestimmung dieses Parameters bei einem Betriebsöl gibt ein Indiz auf die Ölalterung. Im Laufe der Betriebszeit eines Transformatoröls nimmt die Grenzflächenspannung in Folge der Bildung von Oxidationsprodukten ständig ab. Bei Neuölen ist die Grenzflächenspannung ein Hinweis auf die Qualität der Raffination.

Inhibitorgehalt, DIN EN 60666

Mit der Aufnahme eines Infrarot (IR) - Spektrums wird der Inhibitorgehalt einer Ölprobe bestimmt. Inhibitoren, im Regelfall 2,6-Ditertiär-butyl-para-cresol (DBPC), erhöhen die Alterungsbeständigkeit von Mineralölen gegenüber thermischen, oxidativen Einflüssen. Der Inhibitorgehalt einer Neuöl-Füllung beträgt in der Regel 0,3% (Masse) und dieser wird während des Betriebes abgebaut.

Korrosiver Schwefel, DIN EN 62535

Die Prüfung dient zur Bestimmung von potentiell korrosiven Schwefel. Schwefelverbindungen sind in der Regel in Mineralölen enthalten und können zu unerwünschten Korrosionen an Werkstoffen führen. Da nicht alle vorhandenen schwefelhaltigen Verbindungen korrosiv sind, ist die Be- stimmung des Gesamtschwefel-Gehaltes des Isolieröls nicht immer ein aussagekräftiges Kriterium.

Partikelgehalt, DIN EN 60970

Die Anzahl der festen Partikel kann einen erheblichen Einfluss auf die Dielektrische Festigkeit nehmen. Beladen sich durch Alterung der festen Isolation in das Öl abgegebene Zellulosefasern mit Wasser, setzt dies die Durchschlagspannung herab. Ölschlammpartikel in Isolieröl können in ungünstigen Fällen zu einem deutlichen Rückgang der Kühlleistung führen, oder in den Kühlkanälen der Wicklungen kann es zu Wärmestau bzw. Wärmedurchschlag kommen.

PCB-Gehalt, DIN EN 12766-1, -2

Die Bestimmung von Polychlorierten Biphenylen (PCB’s) erfolgt gaschromatographisch. Grenzwerte und Maßnahmen werden in der Altölverordnung vom 16.04.2002 (BGBI I S. 1368) geregelt. Die oftmals zitierte DIN 51527-1 ist dieselbezüglich technisch identisch mit DIN EN 12766-1, -2.

Polymerisationsgrad, DIN EN 60450

Zellulose ist ein Polykondensationsprodukt aus Glucose-Einheiten (Traubenzucker), die ketten- förmig miteinander verknüpft sind. Die durchschnittliche Anzahl der Zuckermoleküle pro Zelluloseeinheit wird durch den Durchschnittlichen Polymerisationsgrad (DP) wiedergegeben. Seine Bestimmung erfolgt viskosimetrisch und gibt eine Aussage über den Zustand des Isolierpapiers.

Reinheit, DIN EN 60296

Die Reinheit gibt einen Hinweis, ob die Isolierflüssigkeit frei von Schwebstoffen und Ver- unreinigungen ist, die einen negativen Einfluss auf die Elektrische Festigkeit haben können. Neben der visuellen Prüfung wird ein Aliquot der Probe gefiltert und auf evt. Rückstände untersucht.

Säuregehalt, DIN EN 62021-1

Der Säuregehalt, vormals Neutralisationszahl, erlaubt die Bestimmung des Gehaltes an sauren Komponenten in Isolierölen. Diese Carbonsäuren - Oxidationsprodukte der Kohlenwasserstoffe - werden im Laufe der Betriebszeit in Gegenwart von Luftsauerstoff gebildet und können zu unerwünschten Korrosionen an Werkstoffen führen.

Verseifungszahl, DIN 51559-2

Die Oxidation von Isolierölen verläuft über Alkohole, Aldehyde (Ketone) hin zu den Carbonsäuren. Alkohole und Säuren können zu Estern kondensieren und diese Säuren werden nicht mehr bei der Neutralisationszahl erfasst. Die Ester werden im Laufe der Prüfung gespalten (verseift) und anschließend wird der Gehalt an dann „freien“ (ehemals gebundenen) Säuren bestimmt. Zur routinemäßigen Zustandsbeurteilung von Betriebsölen genügt oft die Bestimmung des Säuregehaltes.

Viskosität, DIN 51562-1

Die Viskosität beschreibt das Fließverhalten von Isolierölen. Bei allen Flüssigkeiten ist die Viskosität stark von der Temperatur abhängig. Transformatorenöle müssen auch bei sehr niedrigen Temperaturen noch ein ausreichendes Fließverhalten gewährleisteten, damit die während des Betriebes entstehende Verlustwärme in ausreichendem Maße durch Konvektion abgeführt werden kann.

Wassergehalt, DIN EN 60814

Der Wassergehalt wird coulometrisch nach Karl Fischer bestimmt. Bei Isolierölen ist der Wasser-gehalt ein sehr wichtiges Kriterium für die Beurteilung des Gebrauchszustandes der Ölfüllung, da die dielektrische Festigkeit mit zunehmendem Wassergehalt deutlich abnimmt. Über die Bestimmung des Wassergehaltes im Öl lässt sich der Feuchtigkeitsgehalt der festen Isolation grob abschätzen.