Wie prüft man die Spannungsfestigkeit von Isolieröl?

Die standardmäßige und gebräuchlichste Methode wird mit einem durchgeführtÖl-Durchschlagsfestigkeitsprüfer(oderDurchbruchspannungsprüfer), nach standardisierten Verfahren wieASTM D877und desto häufigerIEC 60156.

Hier finden Sie eine ausführliche Schritt-für-Erläuterung des Prozesses.

 

Zweck des Tests

Das Hauptziel besteht darin, die Spannung zu messen, bei der das Öl unter kontrollierten Bedingungen zusammenbricht (elektrisch ausfällt). Dies weist auf das Vorhandensein von Verunreinigungen hin, wie zum Beispiel:

Wasser(am häufigsten)

Feste Partikel(Fasern, Staub, Sediment)

Leitfähige Verunreinigungen

Eine hohe Durchschlagsfestigkeit weist auf sauberes, trockenes Öl hin, während ein niedriger Wert darauf hinweist, dass das Öl möglicherweise gefiltert oder ausgetauscht werden muss.

 

Schlüsselprinzip

Der Test misst nicht die intrinsische Eigenschaft des Öls selbst, sondern vielmehr seine Fähigkeit, elektrischer Belastung in Gegenwart von Öl standzuhaltenVerunreinigungen. Diese Verunreinigungen richten sich im elektrischen Feld aus und bilden eine leitende Brücke zwischen den Elektroden, was zu einem Durchschlag (einem Funken) bei einer viel niedrigeren Spannung führt, als dies bei reinem, trockenem Öl der Fall wäre.

 

Standardtestmethode (basierend auf IEC 60156)

Dies ist der am weitesten verbreitete internationale Standard.

1. Erforderliche Ausrüstung

Öltestzelle:Eine Tasse mit zwei gegenüberliegenden Elektroden. Der häufigste Typ hatKugelförmige Elektroden2,5 mm Abstand zueinander haben.

Spannungsprüfer:Eine Hochspannungs-Wechselstromquelle (0–60 kV oder höher), die die Spannung kontrolliert erhöhen und bei einem Ausfall automatisch abschalten kann.

Probenbecher:Ein sauberer, trockener, verschlossener Glas- oder Kunststoffbehälter (normalerweise 1 Liter).

Spritzen oder Pipetten:Zum Umfüllen von Öl.

Lösungsmittel:(z. B. Hexan, Petrolether) zum Reinigen der Testzelle.

2. Probenahmeverfahren

Dies ist ein entscheidender Schritt. Eine schlechte Probe führt zu ungenauen Ergebnissen.

Nehmen Sie mithilfe eines speziellen Ablassventils eine Probe vom Boden des Transformatortanks, wo sich Wasser und Sediment absetzen.

Spülen Sie das Ventil und die Probenahmeleitung gründlich durch, bevor Sie die letzte Probe entnehmen.

Füllen Sie den Probenbecher vollständig, um den Kontakt mit Luft zu minimieren, die Feuchtigkeit aufnehmen kann.

Beschriften Sie die Probe deutlich und testen Sie sie so bald wie möglich. Wenn eine Lagerung erforderlich ist, bewahren Sie den Behälter an einem dunklen, kühlen Ort auf.

3. Testzellenvorbereitung

Zerlegendie Testzelle sorgfältig durch.

SauberReinigen Sie alle Teile gründlich mit dem Lösungsmittel, um eventuelle Ölrückstände oder Kohlenstoffspuren von früheren Pannen zu entfernen.

TrockenEntfernen Sie die Teile vollständig mit einem sauberen, fusselfreien Tuch oder mit Heißluft.

ZusammenbauenAchten Sie darauf, dass der Elektrodenabstand richtig eingestellt ist2,5 mm(überprüft mit einem Standard-Lückenmessgerät).

4. Befüllen der Testzelle

Schwenken Sie den Ölprobenbehälter vorsichtig, um ihn zu homogenisieren, ohne dass Blasen entstehen.

Gießen Sie das Öl in die saubere, trockene Testzelle und achten Sie darauf, dass keine Luftblasen entstehen.

Lassen Sie das Öl für einen in der Norm festgelegten Zeitraum (z. B. 10–15 Minuten gemäß IEC 60156) in der Testzelle ruhen, damit große Luftblasen entweichen können.

5. Durchführung des Pannentests

Der Test umfasst die Durchführung mehrerer Analysen derselben Ölprobe (typischerweise).6).

Aufstellen:Setzen Sie die gefüllte Testzelle in den Tester ein und verschließen Sie den Deckel.

Erster Lauf:Starten Sie den Tester. Die Spannung steigt stetig von Null an2 kV/s(für IEC 60156).

Abbauen:Die Spannung steigt an, bis zwischen den Elektroden ein Funke (Durchschlag) entsteht. Der Tester zeichnet diese Spannung (in kV) automatisch auf und schaltet den Strom ab.

Rühren und Entgasen:Nach der ersten Störung rührt der Tester (oder der Bediener manuell) das Öl 1 Minute lang mit einem Magnetrührer um. Dadurch werden die Kohlenstoffpartikel und Abbauprodukte des ersten Funkens verteilt. Einige Tester verfügen außerdem über eine Entgasungsfunktion, um Blasen zu entfernen.

Wiederholen:Die Schritte 2-4 werden insgesamt wiederholtsechs Pannenauf der gleichen Ölprobe.

6. Berechnung und Interpretation der Ergebnisse

Das erste Ergebnis verwerfen:Der allererste Durchschlagswert wird häufig verworfen, da er durch geringfügige Störungen während der Zellfüllung beeinflusst werden kann.

Berechnen Sie den Durchschnitt:Die Durchschlagsfestigkeit des Öls wird als angegebenDurchschnitt der letzten fünf Aufschlüsselungswerte.

Beispiel:Wenn die sechs Durchbruchspannungen sind: 48 kV, 52 kV, 54 kV, 53 kV, 55 kV, 54 kV.
Sie würden das 48-kV-Ergebnis verwerfen und die verbleibenden fünf mitteln: (52+54+53+55+54)/5 =53,6 kV.

Interpretation:

Neues Öl:Sollte typischerweise > 30 kV (IEC 60296) sein und liegt häufig bei > 60 kV.

Öl im Einsatz:Der akzeptable Grenzwert variiert je nach Versorgungsunternehmen und Ausrüstung, liegt jedoch häufig im Bereich von40-50 kV. Ein Wert unterhalb dieser Schwelle weist darauf hin, dass das Öl einer Aufbereitung (Filtration, Trocknung) bedarf.

 

Wichtige Faktoren, die die Genauigkeit beeinflussen

Feuchtigkeit:Der größte Einzelfaktor. Bereits 50 ppm Wasser können die Durchschlagsspannung drastisch reduzieren.

Kontamination:Staub, Fasern und andere Partikel.

Temperatur:Das Öl sollte bei Umgebungstemperatur getestet werden, aber die Konsistenz ist entscheidend. Standards geben oft einen Bereich an (z. B. 20 Grad ± 5 Grad).

Elektrodenzustand und -abstand:Lochige oder verschmutzte Elektroden oder ein falscher Abstand führen zu fehlerhaften Ergebnissen.

Blasen:Luftblasen in der Ölprobe können zu einem vorzeitigen Abbau führen.

Einschränkungen des Tests

Der Spannungsfestigkeitstest eignet sich zwar hervorragend zum Nachweis von Wasser und Partikeln, ist jedoch kein umfassender Ölqualitätstest. Es sollte in Verbindung mit anderen Tests verwendet werden wie:

Säure (Neutralisationszahl):Misst den Ölabbau.

Grenzflächenspannung (IFT):Erkennt lösliche polare Verunreinigungen und Schlammbildung.

Farbe:Ein einfacher visueller Indikator für das Altern.

Analyse gelöster Gase (DGA):Der leistungsstärkste Test zur Diagnose interner Transformatorfehler.

Zusammenfassung

Die Prüfung der Durchschlagsfestigkeit von Isolieröl ist ein einfaches, aber hochempfindliches Verfahren. Durch die Befolgung der standardisierten Methode (wie IEC 60156) unter sorgfältiger Beachtung der Probenahme und Sauberkeit ermöglicht es eine wichtige, schnelle Überprüfung des elektrischen Zustands des Öls und trägt dazu bei, kostspielige Transformatorausfälle und Stromausfälle zu verhindern.