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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Isolieröle auf Mineralölbasis werden in elektrischen Betriebsmitteln bei Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Verbrauch von elektrischer Energie eingesetzt, sodass die weltweit in Betrieb befindliche Ölmenge inzwischen mehrere hunderttausend Tonnen beträgt.
Die Gewährleistung der Betriebssicherheit der ölgefüllten Betriebsmittel erfordert die Überwachung und Wartung der Betriebsöle. In vielen Ländern sind zu diesem Zweck von den Energiebehörden, den Energieversorgungsunternehmen und der Industrie entsprechende Vorschriften erstellt worden.
Wenn ein bestimmtes Maß der Ölalterung (durch Zersetzung oder Verunreinigung) überschritten ist, sinkt unvermeidlich die Betriebssicherheit, und die Frage nach dem Risiko einer vorzeitig auftretenden Betriebsstörung sollte gestellt werden. Während die quantitative Bewertung des Ausmaßes des Risikos sehr schwierig sein kann, besteht ein erster Schritt darin, mögliche Auswirkungen einer fortgeschrittenen Alterung zu untersuchen. Der hier vorliegenden Norm bzw. Richtlinie liegt die Philosophie zugrunde, den Betreibern eine möglichst breite Wissensbasis und so umfangreiche Kenntnisse über die Vorgänge bei der Alterung des Isolieröls zur Verfügung zu stellen, dass sie in die Lage versetzt werden, fundierte Entscheidungen bezüglich durchzuführender Untersuchungs- und Wartungsmaßnahmen treffen zu können.
Die in dieser Norm enthaltenen Richtlinien, obwohl technisch einwandfrei, sollen hauptsächlich als allgemeine Grundlage zur Vorbereitung besonderer und vollständigerer Vorschriften durch die Betreiber unter Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten dienen. Ein ingenieurtechnisch einwandfreies Urteil ist bei der Suche nach dem besten Kompromiss zwischen technischen Erfordernissen und betriebswirtschaftlichen Faktoren erforderlich.
Diese Norm gilt für Isolieröle auf Mineralölbasis, die die Anforderungen nach IEC 60296 erfüllen und die in Transformatoren, Schaltern, Wandlern und ähnlichen elektrischen Betriebsmitteln enthalten sind, aus denen Ölproben entnommen werden können, und die unter normalen Betriebsbedingungen, wie in der Gerätebeschreibung ausgewiesen, eingesetzt sind. Die Norm dient dazu, dem Betreiber von elektrischen Betriebsmitteln eine Hilfestellung zu geben, den Zustand des Öles im Betriebsmittel zu bewerten und das Öl in leistungsfähigem Zustand zu erhalten. Sie dient ebenfalls als gemeinsame Grundlage für die Erstellung von genaueren und vollständigeren örtlichen Vorschriften für die Anwendung in der Praxis. Die Norm enthält Empfehlungen für genormte Prüfverfahren, Bewertungsmethoden und Richtlinien zur Reinigung und Regenerierung des Öles und zur Dekontaminierung von mit PCB verunreinigtem Öl.
Die Norm beruht auf einer ausführlichen Neubearbeitung der 2. Ausgabe von IEC 60422. Die einzelnen Abschnitte der weitgehend beibehaltenen Gliederung wurden wesentlich erweitert und neu formuliert, wobei Umweltschutzfragen stärker berücksichtigt wurden. Der Umgang mit Ölen, die mit Polychlorierten Biphenylen (PCB) verunreinigt sind, wird ausführlich behandelt. Die Ölprüfungen wurden um die Verfahren zur Partikelzählung, zur Mischbarkeit von Isolierölen, Bestimmung von PCB und korrosivem Schwefel erweitert. Der Tabellenteil zur Durchführung und Bewertung der Untersuchungen wurde überarbeitet und ist nun detaillierter ausgeführt, und er wurde außerdem um eine Bewertung von Verunreinigungsgehalten im Isolieröl von Leistungstransformatoren, die durch Laserzählung ermittelt wurden, erweitert.
Die deutschen und österreichischen Experten des K 182 bzw. der IEC/TC 10/WG 22 sind der Auffassung, dass in der vorliegenden Neubearbeitung der Norm IEC 60422 die Verfahren zur Bestimmung des Wassergehaltes und zur Interpretation dieser Werte technisch nicht richtig sind und sich daher bei der Anwendung möglicherweise Risiken für die betreffenden Betriebsmittel ergeben können.
Dies wird wie folgt begründet:
Im Kapitel 6.4 "Wassergehalt" wird in der Norm ein Verfahren beschrieben, das die bei unterschiedlichen Öltemperaturen erhaltenen Wassergehalte unter Anwendung einer Korrekturformel zu vergleichbaren Werten führen soll. Hierbei wird vorausgesetzt, dass der Gleichgewichtszustand der Wasserverteilung zwischen dem Öl und der Zellulose bei der betreffenden Temperatur vorliegt.
Dieser Zustand ist jedoch nicht klar definiert und in den meisten praktischen Fällen auch nicht erreichbar.
Untersuchungen an einem Transformator belegen, dass die Umrechnung des Wassergehaltes im Öl bei unterschiedlichen Temperaturen in definierten Zeitintervallen zu Abweichungen des durch die Korrekturformel gemäß Abschnitt 6.4.4.2 korrigierten Wassergehaltes von bis zu 100 % führt.
Bei Anwendung der Umrechnungsformel gemäß Abschnitt 6.4.4.2 auf das Zellulose-/Öl-System in unterschiedlichen Trafos mit unterschiedlichem Alterungszustand, Bauart usw. werden diese Abweichungen noch übertroffen.
Eine Bewertung der berechneten Wassergehalte gemäß Tabelle 5 kann zu Fehlinterpretationen und in der Folge zu Schäden an dem betreffenden Betriebsmittel führen.
Für die Norm ist das K 182 "Flüssigkeiten und Gase für elektrotechnische Anwendung" der DKE zuständig.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN 57370-2 (VDE 0370-2):1978-12 wurden folgende Änderungen vorgenommen: Diese Norm beruht auf einer ausführlichen Neubearbeitung der 2. Ausgabe der IEC 60422. Die einzelnen Abschnitte der weitgehend beibehaltenen Gliederung wurden wesentlich erweitert und neu formuliert, wobei Umweltschutzfragen stärker berücksichtigt wurden. Der Umgang mit Ölen, die mit Polychlorierten Biphenylen (PCB) verunreinigt sind, wird ausführlich behandelt. Die Ölprüfungen wurden um die Verfahren zur Partikelzählung, zur Mischbarkeit von Isolierölen, Bestimmung von PCB und korrosivem Schwefel erweitert. Der Tabellenteil zur Durchführung und Bewertung der Untersuchungen wurde überarbeitet und ist nun detaillierter, und er wurde außerdem um eine Bewertung von Verunreinigungsgehalten im Isolieröl von Leistungstransformatoren, die durch Laserzählung ermittelt wurden, erweitert.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 182 - Flüssigkeiten und Gase für elektrotechnische Anwendung  

Zuständiges internationales Arbeitsgremium

IEC/TC 10 - Flüssigkeiten und Gase für elektrotechnische Anwendung