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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Schwefel kann in Isolierflüssigkeiten in unterschiedlichen Formen, wie elementarem Schwefel sowie organischen und anorganischen Schwefelverbindungen vorkommen. Die Zahl der unterschiedlichen Schwefelspezies, bestehend aus verschiedenen Isomeren und Homologen, geht in die hunderte von Verbindungen. Der Gesamtschwefelgehalt TS (en: total sulfur) in Isolierflüssigkeiten hängt von Herkunft, Raffinationsprozess und -grad sowie Rezeptur mit Zusatz von Additiven zum Grundöl ab. Grundöle beinhalten paraffinische und naphtenische Mineralöle, synthetische, durch GTL-Fischer-Tropsch-Verfahren gewonnene Isoparaffine, Ester, Polyalphaolefine, Polyalkylenglykole et cetera. Additive können elektrostatische Entladungshemmer, Metalldeaktivatoren, Metallpassivatoren, phenol- und schwefelhaltige Antioxidantien wie Polysulfide, Disulfide, Dibenzyldisulfide (DBDS) et cetera. Einige Schwefelverbindungen in Isolierflüssigkeiten weisen, ohne korrosiv zu sein, antioxidierende und metalldeaktivierende Eigenschaften auf. Von anderen ist bekannt, dass sie mit Metalloberflächen reagieren. Besonders Schwefelverbindungen wie Merkaptane wirken korrosiv auf metallische Komponenten elektrischer Baugruppen. Die Anwesenheit dieser korrosiv wirkenden Schwefelverbindungen wird mit dem Ausfall elektrischer Betriebsmittel in Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie mehrerer Dekaden in Verbindung gebracht. Deshalb fordert die IEC-Norm für mineralische Isolieröle die Freiheit von korrosiven Schwefelverbindungen für neue und gebrauchte Isolierflüssigkeiten. In der jüngsten Vergangenheit wurden beträchtliche, nachteilige Einflüsse von korrosivem Schwefel mit der Anwesenheit einer hochspezifisch korrosiven Schwefelverbindung, dem Dibenzyldisulfid (DBDS), in Zusammenhang gebracht. Diese Substanz wurde in einigen Mineralölen nachgewiesen. Die Anwesenheit dieser Verbindung weist darauf hin, dass die Bildung von Kupfersulfid auf Oberflächen von Kupferleitern bei normalen Betriebsbedingungen auftritt. Geläufige Prüfnormen für den Nachweis korrosiven Schwefels (ASTM 1275 A und B und DIN 51353) und potentiell korrosiven Schwefels in neuen und gebrauchten Isolierölen (IEC 62535) sind empirischer und qualitativer Art. Diese Methoden beruhen auf visueller und subjektiver Wahrnehmung von Farbprofilen und erzielen keine Quantifizierung in Bezug auf den DBDS-Gehalt oder weitere korrosive Schwefelverbindungen in Isolierölen. Darüber hinaus sind die Prüfungen auf korrosiven und potentiell korrosiven Schwefel in Isolierölen (ASTM 1275 B und IEC 62535) nur dann anwendbar, wenn die Isolieröle auf Mineralölbasis keine Metallpassivatoradditive enthalten, da diese dann zu einem negativen Prüfergebnis führen können, obwohl korrosive Schwefelverbindungen in den Isolierflüssigkeiten vorhanden sind - also demzufolge ein falsches negatives Prüfergebnis liefern. Auf der anderen Seite können diese Prüfverfahren an gealterten Isolierölen (zum Beispiel mit relativ hohem Säuregehalt) ein nicht eindeutiges Ergebnis geben, das zu einem falschen, positiven Prüfergebnis führen kann. Weitergehende Untersuchungen sind dann vorgeschrieben, wie im Falle der IEC 62535, wenn Zweifel an der Interpretation des Ergebnisses der Sichtprüfung des Papiers, an dem die Zusammensetzung des Niederschlages mittels anderer Prüfungen untersucht werden soll (zum Beispiel Energiedispersive Röntgenspektroskopie, SEM-EDX). Aus diesem Grund wurde IEC/TC 10/WG 37 gegründet mit dem Ziel, ein Prüfverfahren zur zweifelsfreien quantitativen Bestimmung korrosiver Schwefelverbindungen in neuen und gebrauchten Isolierölen zu erarbeiten. Aufgrund der Komplexität derartiger Bestimmungen wurde das Prüfverfahren in drei Teile aufgeteilt: Teil 1: Prüfverfahren zur quantitativen Bestimmung von Dibenzyldisulfid (DBDS). Teil 2: Prüfverfahren zur quantitativen Bestimmung des Gesamtgehaltes an korrosivem Schwefel (TCS; en: total corrosive sulfur). Teil 3: Prüfverfahren zur quantitativen Bestimmung des Gesamtgehaltes an Merkaptanen und Disulfiden (TMD) und weiteren korrosiven Schwefelverbindungen, auf die hier abgezielt wird. Diese Internationale Norm erhebt nicht den Anspruch alle Sicherheitsprobleme, die im Zusammenhang mit ihrer Anwendung entstehen können, zu behandeln. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders dieser Norm, geeignete Gesundheits- und Sicherheitsverfahren festzulegen und anzuwenden, und die zutreffenden gesetzlichen Vorgaben und Einschränkungen vor ihrer Anwendung zu bestimmen. Mit den synthetischen organischen Estern, die Gegenstand dieser Norm sind, muss mit gebührender Aufmerksamkeit hinsichtlich der persönlichen Hygiene umgegangen werden. Der direkte Kontakt mit den Augen kann zu Beeinträchtigungen/Reizungen führen. Im Fall des Augenkontaktes muss eine Spülung mit ergiebigen Mengen reinen, fließenden Wassers durchgeführt und ärztliche Hilfe gesucht werden. Einige der Prüfverfahren, die in dieser Norm beschrieben sind, schließen die Anwendung von Prozessen ein, die zu einer gefährlichen Situation führen können. Diesbezüglich wird zur Orientierung auf die jeweils zur Anleitung heranzuziehende Norm oder Verfahrensanweisung ausdrücklich hingewiesen. Diese Norm beinhaltet den Umgang mit Mineralölen, natürlichen Estern, Isolierflüssigkeiten, Chemikalien und gebrauchten Probebehältern. Die Entsorgung dieser Stoffe sollte mit den geltenden nationalen Bestimmungen bezüglich der Umweltverträglichkeit erfolgen. Jede Vorsichtsmaßnahme sollte ergriffen werden, um die Belastung der Umwelt mit Chemikalien zu unterbinden. Dieser Teil der DIN EN 62697 legt Prüfverfahren zur quantitativen Bestimmung der korrosiven Schwefelverbindung Dibenzyldisulfid (DBDS) in neuen und gebrauchten Isolierflüssigkeiten in einem Konzentrationsbereich von 5 mg kg^-1 bis 600 mg kg^-1 fest. Zuständig ist das DKE/K 182 "Flüssigkeiten und Gase für elektrotechnische Anwendung" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 182 - Flüssigkeiten und Gase für elektrotechnische Anwendung