Es ist allgemein bekannt, dass Ölfeuchtigkeit die Isolationseigenschaften des Transformatorenöls erheblich reduziert. Der Einfluss von Feuchtigkeit ist unterschiedlich, je nach Temperatur und Menge der Feuchtigkeit und dem Zustand, in dem sie in einer dielektrischen Flüssigkeit vorhanden ist.
Die Ölfeuchtigkeit kann in drei Zuständen vorliegen: Emulsion, Lösung und sedimentiert (am Boden des Tanks abgesetzt). Emulgiertes Wasser reduziert die dielektrische Festigkeit von Öl erheblich. Gelöstes Wasser und Sediment beeinträchtigen die Durchschlagsspannung des Transformatorenöls nicht, jedoch kann sich bei hohen Temperaturen Feuchtigkeit ausbreiten. Daher sollte der maximal zulässige Feuchtigkeitsgehalt in Öl unter 0,001% liegen.
Ölfeuchtigkeit Beeinflussung
Es ist nicht nur Wasser, das die Isolierflüssigkeit beeinflusst. Wasser, das mit einer Vielzahl von Verunreinigungen, Oxidationsprodukten und Zersetzungsprozessen wechselwirkt, bestimmt den Grad der Beeinflussung der dielektrischen Festigkeit des Isolieröls.
Gleichzeitig wurde nachgewiesen, dass Kohlenstoffmoleküle im Öl die Fähigkeit besitzen, 30-40% der Feuchtigkeit aufzunehmen und zu speichern. Auch Feuchtigkeit wird von polaren Substanzen im Öl aufgenommen. Daher ist es unmöglich, die genaue Wassermenge in einem flüssigen Dielektrikum mit allen bekannten Methoden zu bestimmen.
Gebundenes Wasser reduziert stark die dielektrische Festigkeit von Öl und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Teilentladungen in harten Isolierungen.
Es ist auch zu beachten, dass bei Minustemperaturen Wasser aus dem flüssigen Aggregatzustand in festen Zustand übergeht, was zu Schäden an den Wicklungen im Inneren des Tanks führen kann.
Methoden zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts in Öl
Die Bestimmung der Feuchtigkeit erfolgt durch drei Hauptmethoden.
1. Die erste basiert auf der Extraktion von Ölproben und chemischen Analysen. Diese Methode wird auf zwei Arten durchgeführt:
- Ein Calciumhydrid-Test misst den Feuchtigkeitsgehalt in Öl, das mit Calciumhydrid reagiert und Wasserstoffgas freisetzt;
- Die Karl-Fischer-Titration basiert auf der Feuchte im Öl, die mit dem Titriermittel interagiert (Jod und Schwefeldioxid in Methanol gelöst). Der Feuchtegehalt errechnet sich aus der Menge des bei der Elektrolyse verbrauchten Wassers.
2. Die Gaschromatographie, die die Verteilung von Gasen in flüssiger Phase analysiert.
3. Basiert auf der elektrischen Leitfähigkeit, da Wasser leitfähiger ist als Öl, wobei die AC/DC-Ausrüstung Veränderungen in einer Probe aufgrund der Feuchtigkeitssättigung des Öls erfasst.
Trocknung von Transformatorenöl
Vor dem Einfüllen in die Energieanlage wird das Öl auf Verunreinigungen, Zersetzungsprodukte, Gase und gelöstes Wasser überprüft. Und obwohl die langjährige Erfahrung gezeigt hat, dass es unmöglich ist, Schadstoffe vollständig zu beseitigen, können Sie die Qualitätsmerkmale der gebrauchten und frischen Öle noch verbessern.
Die Methoden zur Entfernung vor Ölfeuchtigkeit sind eine thermische Vakuumdehydrierung und eine Absorptionsaufbereitung.
1. Abtrennung von Feuchtigkeit aus dem Öl unter Vakuum. Das ölhaltige Wasser wird in einer Vakuumsäule versprüht, wo das Wasser verdampft und das getrocknete Öl am Boden der Kammer ausfällt.
Die Wirksamkeit dieses Verfahrens erhöht sich, wenn Öl auf eine höhere Temperatur erhitzt wird, da so mehr Feuchtigkeit verdunstet.
2. Die Trocknung der elektrischen Isolierung mit Adsorbentien, ist die am häufigsten eingesetzte. Die zur Ölreinigung verwendeten Adsorbentien sind künstliche oder natürliche Mineralien. Aufgrund ihrer absorbierenden Eigenschaften sammeln sie Feuchtigkeit und einige Verunreinigungen, die das Öl auf ihrer Oberfläche verunreinigen. Einer der häufigsten Adsorber dieser Klasse ist Zeolith.
Die mikroporöse Struktur der Zeolithoberfläche erlaubt es, eine große Menge an Feuchtigkeit aufzunehmen und abzugeben. Die absorbierende Oberfläche des Zeoliths macht mehr als die Hälfte seines Gesamtvolumens aus.
Dehydratisierung von Transformatorenöl mit Zeolith:
- Porenräumen richten sich nach der Struktur des Zeolith
- effektive Interaktion mit Wasser-Moleküle;
- wenn es erhitzt wird, zeigt es eine hohe Feuchtigkeitsabsorption;
- Zeolith-Reaktivierung ermöglicht seine wiederholte Verwendung;
- schnelle Adsorptionsprozesse;
- Durchgehende Aufrechterhaltung eines hohen Reinigungsgrades;
- Energieeffizient.
Entfernen von Feuchtigkeit aus Öl mit GlobeCore-Geräten
Für die Reinigung von Transformatorenölen aus Alterungs- und Zersetzungsprodukten mit Hilfe von Zeolithen wurden spezielle Anlagen entwickelt.
Diese spezielle MCU-4,3-Anlage reinigt Isolieröle mit einer Viskosität unter 70 cSt bei 50°C und entfernt Feuchtigkeit sowie Alterungs- und Oxidationsprodukte (mechanische Verunreinigungen, Luft, Alterungsprodukte von Geräten).
Die Einheit besteht aus einem Heiz- und Filterteil und einem Teil mit Sorptionskartuschen. Sie ist ebenfalls mit Ersatzteilen ausgestattet:
- Kreuzstoß,
- Heizelement;
- Manschetten;
- Absperrventil
- Pumpendichtung.
Das Zeolithöl-Trocknungsgerät MCU arbeitet in zwei Modi:
- Heizung und Filtration;
- Entsäuerung.
Die Verarbeitungsgeschwindigkeit beträgt 4,3m³/h. Die Ölreinheit zeigt sich in einem Feuchtegehalt von unter 10 g/t (bei einem Anfangsfeuchtegehalt von unter 50 g/t) und einer Filterfeinheit von 5 μm.
Der Betrieb der GlobeCore MCU-4.3 erfordert die folgenden Sicherheitsanforderungen:
- Betrieb und Wartung dürfen nur von Personen durchgeführt werden, die mit den technischen Unterlagen der Anlage vertraut sind;
- ordnungsgemäße Erdung der Ausrüstung;
- Austrittsventile sind vor dem Betrieb geschlossen;
- Wartungs- und Reparaturarbeiten werden nur an ausgeschalteten Geräten durchgeführt.
Ausrüstung zum Trocknen von Zeolith nach der Adsorption
Der Vorteil von Zeolith gegenüber anderen Adsorbentien, die Feuchtigkeit im Öl entfernen, liegt in seiner Fähigkeit, reaktiviert und wiederverwendet zu werden. Zeolith-Reaktivierungsgeräte wie der Trockenofen SSC-15 von GlobeCore dienen der Vortrocknung von Zeolith und der Tiefenentwässerung.
Es handelt sich um einen Metallschrank, der eine Trockenkammer mit beidseitig installierten Heizgeräten hat. Die Rückwand ist mit einem Lüfter ausgestattet. Er treibt die Luft aus den Elektroheizungen und zurück durch die seitlichen Öffnungen in den Schrankwänden. Ein Zeolith-Trockenschrank ist mit einem Bedienpult ausgestattet, das in einem separaten Behälter mit dem Schrank verbunden ist.
Jeder Regenerationszyklus verbraucht weniger als 130 dm³ Zeolith. GlobeCore arbeitet ständig an der Verbesserung seiner Ausrüstung und ist bereit, mit Unternehmen zusammenzuarbeiten, die sich mit der Reparatur und Wartung von Transformatorenausrüstungen befassen, wobei die Wünsche jedes Kunden berücksichtigt werden.