Transformatoröl wird aufgrund seiner höheren Durchschlagsfestigkeit beispielsweise im Vergleich zu Gasen in Hochspannungsanlagen als Isoliermedium eingesetzt.
Allerdings kann es bei Ölen während des Gebrauchs zu einem Zusammenbruch kommen, was dazu führt, dass die Fähigkeit, hohen Spannungen standzuhalten, verloren geht. Bei einem Ausfall besteht die Gefahr des Ausfalls teurer elektrischer Geräte: Transformatoren, ölgefüllte Kabel, Kondensatoren, Schalter, Ableiter usw. Um einen Ausfall zu verhindern, eine Prüfung auf flüssige Dielektrika wird mit dem Zweck durchgeführt, die Durchbruchspannung zu messen. In diesem Artikel besprechen wir, wie es zu einem Durchbruch flüssiger Dielektrika kommt, warum die Durchbruchspannung abnimmt und wie Reinigung und Kontrolle des Transformatoröls werden ausgeführt.
Abbau flüssiger Dielektrika
Der Zusammenbruch flüssiger Dielektrika ist ein komplexes Phänomen, das noch untersucht wird. Eine der Haupttheorien zum Ausbruch ist wie folgt. Wenn an das Dielektrikum (Öl) über längere Zeit eine Hochspannung angelegt wird und das Öl Verunreinigungen enthält, werden diese Verunreinigungen polarisiert und zu Ketten zusammengefasst, die sich entlang der elektromagnetischen Kraftlinien erstrecken. Die Ketten werden zu einem Kanal, durch den elektrischer Strom fließt. Der Strom erhitzt die Flüssigkeit neben dem Kanal, bis sie zu sieden beginnt und es zu einem Durchschlag durch den gebildeten Gaskanal kommt.
In gründlich gereinigten Ölen kann es aufgrund der Stoßionisierung von Molekülen zu einer Zersetzung kommen. Nach einer Panne sind die elektrisch isolierenden Eigenschaften des Öls zwar wiederhergestellt, allerdings verschlechtert sich in der Regel seine Qualität sichtbar.
Durchschlagspannung des Transformatoröls
Überprüfen Sie die dielektrischen Eigenschaften des Öls erfolgt durch die Entnahme von Proben und deren anschließende Analyse mit Bestimmung der Durchbruchspannung, des dielektrischen Verlustfaktors, der dielektrischen Permittivität usw.
Die Durchbruchspannung ist die minimal angelegte Spannung, bei der sich im Dielektrikum ein leitender Kanal bildet. Die Durchbruchspannung wird üblicherweise in Kilovolt gemessen.
Ein weiterer ähnlicher Parameter – die Durchschlagsspannung – wird ebenfalls verwendet. Physikalisch gesehen ist die Durchschlagsfestigkeit die Spannung, die an eine Probe angelegt werden muss, um deren Durchschlag sicherzustellen, dividiert durch die Probendicke. Die Spannungsfestigkeit wird in Kilovolt pro Millimeter gemessen.
Welche Faktoren beeinflussen die Durchschlagsspannung des Transformatoröls?
Die Durchbruchspannung ist ein sehr sensibler Parameter im Transformatorenöl, da sie von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden kann. Diese beinhalten:
- Kontamination durch mechanische Verunreinigungen und Nässe. Je verschmutzter das Öl ist, desto geringer ist seine Durchschlagsspannung.
- Viskosität. Mit der Abnahme der Viskosität des Transformatorenöls sinkt auch die Durchschlagspannung.
- Temperatur. Mit steigender Temperatur sinkt die Durchschlagsspannung des Öls. Bei Anlegen der Pulsspannung ist dieser Zusammenhang nur schwach ausgeprägt. Bei hochreinen Ölen ist die Beziehung zwischen Durchschlagsspannung und Öltemperatur komplexer Natur.
- Druck. Mit zunehmendem Druck steigt die Durchschlagsspannung, was durch einen Druckanstieg in Gasblasen erklärt wird. Der Zusammenhang ist bei technisch reinem Öl ausgeprägter.
- Dauer der Spannungseinwirkung. Je länger das Öl unter Spannung steht, desto geringer ist die Durchschlagsspannung. Bei tiefer gereinigten Ölen wird der Zusammenhang schwächer.
- Form und Fläche der Elektroden, Abstand zwischen den Elektroden. Bei unterschiedlichen Elektrodenformen entstehen Felder unterschiedlichen Heterogenitätsgrads, und je größer der Heterogenitätskoeffizient, desto niedriger die Durchbruchspannung. Mit zunehmender Elektrodenfläche nimmt die Durchbruchspannung ab, mit zunehmendem Abstand zwischen den Elektroden nimmt sie ebenfalls zu.
Transformatoröl-Durchschlagstest
Transformatoröl-Durchschlagstest wird in einem Labor durchgeführt, aber wenn die nötige Ausrüstung vorhanden ist, kann die Durchbruchspannung in der Nähe des Transformators gemessen werden.
Überprüfung des Transformatorölausfalls erfolgt in Übereinstimmung mit den geltenden Normen. Dabei kann es sich sowohl um nationale Normen der Länder handeln, in denen Transformatoren betrieben werden, als auch um internationale Normen. Überwiegend werden IEC-60296-BDV-Tester und ASTM-BDV-Tester verwendet.
Öl-Pannentester
GlobeCore bietet weltweite Qualitätsstandards für Geräte im Bereich der Transformatorwartung, einschließlich Labortests für flüssige Dielektrika. TOR-80 Öl-Pannentester wird zu ihnen gerechnet. Es funktioniert nach dem Prinzip der schrittweisen Spannungserhöhung an der Sekundärwicklung eines Hochspannungstransformators von Null auf den Maximalwert oder auf einen Wert, bei dem ein dielektrischer Durchschlag auftritt. Die Abschaltzeit der Hochspannung nach einem Ausfall beträgt höchstens vier Mikrosekunden. Laut diesem Indikator TOR-80 Transformatorölprüfgerät übertrifft alle existierenden Instrumente mit ähnlichem Zweck. Das in der Messzelle enthaltene Öl hat keine Zeit, darunter zu verbrennen und seine chemische Zusammensetzung zu verändern, wodurch gleiche Voraussetzungen für Wiederholungsmessungen geschaffen werden.
In Bezug auf andere Eigenschaften und Parameter, der beste GlobeCore BDV-Tests steht keinem der bekannten Äquivalente nach. In den TOR-80-Einstellungen kann jeder der anwendbaren Standards für elektrische Prüfmethoden (IEC 60156, ASTM D877 usw.) ausgewählt werden. Auch wenn sich die Norm im Laufe der Zeit geändert hat, kann der Anwender schnell die notwendigen Anpassungen vornehmen und das Öl weiterhin nach dem entsprechenden Algorithmus testen. Daher, preiswert GlobeCore BDV-Tests kann in jedem Land der Welt verwendet werden. Darüber hinaus werden mit diesem Gerät flüssige Dielektrika unterschiedlicher Herkunft mit einer Durchbruchspannung von nicht mehr als 80 Kilovolt, die auf der Basis von Erdöl, Pflanzenölen oder synthetisch gewonnen werden, geprüft.
Das Gerät ist kompakt: 49 Zentimeter breit, 32 Zentimeter lang und 30 Zentimeter hoch und verfügt über integrierte Griffe, mit denen es innerhalb des Labors bewegt oder problemlos von einem Raum in einen anderen getragen werden kann. Der Prozess der Ölzerstörungsprüfung ist einfach. Ein Mitarbeiter des Elektrolabors muss das Gerät an das Stromnetz anschließen, die Messzelle einsetzen, mit Öl füllen, den gewünschten Standard auswählen und den Vorgang durch Drücken der entsprechenden Taste starten. TOR-80 BDV-Tests Den Rest erledigt das Gerät automatisch im Automatikbetrieb, das Ergebnis der ersten Durchschlagspannungsmessung wird anschließend nach fünf Minuten in Kilovolt angezeigt.
Die Toleranz der Durchschlagspannungsmessungen nach einem Prüfzyklus beträgt höchstens ein Prozent. Diese Genauigkeit wird dank der von entwickelten Technologien erreicht GlobeCore und neue Industriestandards.
Dabei bleibt das Instrument komfortabel und praktikabel. Bei Bedarf können die Messergebnisse über einen integrierten Thermodrucker ausgedruckt oder die gesammelten Daten über einen USB-Stick vom internen nichtflüchtigen Speicher auf einen Computer zur anschließenden statistischen Verarbeitung und Visualisierung übertragen werden.
Bei Einhaltung der Betriebsregeln ist die Verwendung von TOR-80 für das Laborpersonal sicher. Der obere Deckel schützt nicht nur die Proben und den Arbeitsbereich vor Kontamination, sondern ist auch mit einer Positionsüberwachung ausgestattet. Wenn sich der Deckel in der „offenen“ Position befindet, wird der Anstieg der Prüfspannung blockiert und ein elektrischer Schlag verhindert.
Bevor alle Geräte an die Labore von Energieversorgungsunternehmen geschickt werden, werden sie auf Übereinstimmung mit den technischen Anforderungen und Spezifikationen überprüft, indem die echten Ölproben mit mindestens 900 für sie durchgeführten Messungen getestet werden, was 150 Testzyklen entspricht, sowie durch Verifizierung mit hochpräzisen Kilovoltmetern.
Ölprüfung mit neuem TOR-Gerät, hergestellt von GlobeCore Ermöglicht das Erkennen eines kritischen Durchbruchspannungsabfalls und das Treffen einer schnellen Entscheidung zum Wechseln oder Reinigen des Öls.
Kontinuierlicher Stream-BDV-Test
Neben Laboranalysen ist die Möglichkeit, die Öldurchschlagsspannung online, also ohne Probenentnahme, zu ermitteln, für Transformatorenbesitzer und Servicebetriebe von praktischem Interesse. GlobeCore stellt einen Online-BDV-Tester her, oder besser gesagt TOR-5, das gesamte Diagnosesystem, das die Erkennung wichtiger Parameter des Transformatorenöls ermöglicht. TOR-5 wird in der Nähe des Transformators installiert und mit diesem verbunden. Nach dem Anschließen des Instruments zirkuliert das Öl kontinuierlich in einem geschlossenen Kreislauf durch Sensoren. Die Sensoren messen wichtige Ölparameter. Abgesehen davon, dass es sich bei diesen Parametern um eigentliche Diagnosedaten handelt, werden auf ihrer Grundlage auch die zusätzlichen Indikatoren berechnet, die online umfassendere Einblicke in den Zustand des Transformatorenöls ermöglichen. Einer der Schätzindikatoren ist die Öldurchschlagsspannung.
Alle gemessenen und berechneten Parameter werden einmal pro Minute akkumuliert und stehen zur Ansicht und Analyse in einer speziellen Webanwendung zur Verfügung, die überall auf der Welt mit Internetzugang geöffnet werden kann.