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DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP)

Einführungsbeitrag

Isolieröle auf Mineralölbasis werden in elektrischen Betriebsmitteln bei der Erzeugung, der Übertragung, der Verteilung und beim Verbrauch von elektrischer Energie eingesetzt, so dass die weltweit in Betriebsmitteln befindliche Ölmenge inzwischen mehrere hunderttausend Tonnen beträgt. Die zuverlässige Leistungsfähigkeit eines Isolieröles auf Mineralölbasis in einem Isoliersystem beruht auf bestimmten Grundeigenschaften des Öles, die die gesamten Betriebseigenschaften des elektrischen Betriebsmittels beeinflussen können. Um seine vielfältigen Aufgaben als Dielektrikum, Kühlmittel und zur Lichtbogenlöschung erfüllen zu können, muss das Öl bestimmte Grundeigenschaften besitzen, insbesondere: - hohe dielektrische Festigkeit, um der elektrischen Beanspruchung während des Betriebes zu widerstehen; - ausreichend niedrige Viskosität, um seine Fähigkeit, zu zirkulieren und Wärme zu transportieren, nicht zu beeinträchtigen; - ausreichende Tieftemperatureigenschaften bis zu der jeweils niedrigsten Temperatur, die am Ort des Betriebsmittels erwartet werden kann; - Oxidationsstabilität, um eine maximale Lebensdauer im Betrieb zu gewährleisten. Mineralöl altert während des Betriebes infolge der auftretenden Beanspruchungen. Bei vielen Anwendungen steht das Isolieröl in Kontakt mit der Luft und ist daher der Oxidation ausgesetzt. Erhöhte Temperaturen beschleunigen die Degradation des Öles. Anwesende Metalle, metallorganische Verbindungen oder beides können als Katalysator bei der Oxidation wirken. Farbänderungen, die Bildung saurer Verbindungen und das Ausfallen von Schlamm können bei fortgeschrittener Degradation auftreten. Die dielektrischen und in extremen Fällen auch die thermischen Eigenschaften können dadurch beeinträchtigt werden. Zusätzlich zu den Oxidationsprodukten können sich während des Betriebes viele andere unerwünschte Verunreinigungen, einschließlich Wasser, festen Partikeln und öllöslichen polaren Verbindungen im Öl ansammeln und seine elektrischen Eigenschaften beeinflussen. Die Anwesenheit solcher Verunreinigungen und jeglicher Abbauprodukte des Öles werden durch eine Veränderung einer oder mehrerer Eigenschaften angezeigt. Die Alterung von anderen Konstruktionsmaterialien, durch die eine einwandfreie Funktion des elektrischen Betriebsmittels beeinflusst und seine Lebensdauer verkürzt werden kann, kann ebenfalls durch Veränderungen der Eigenschaften des Isolieröls angezeigt werden. Die Überwachung und Wartung der Qualität der Betriebsöle ist also ein wesentlicher Faktor, um die Betriebssicherheit von ölgefüllten Betriebsmitteln zu gewährleisten. In vielen Ländern sind zu diesem Zweck von den Energiebehörden, den Energieversorgungsunternehmen und der Industrie entsprechende Vorschriften erstellt worden. Eine Übersicht über die bisher vorliegenden Erfahrungen zeigt eine große Unterschiedlichkeit der Verfahren und angewandten Kriterien. Es ist jedoch möglich, die Aussagekraft und die Bedeutung von genormten Ölprüfverfahren zu vergleichen und einheitliche Kriterien zur Bewertung der Prüfergebnisse zu empfehlen. 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, potenzielle Auswirkungen einer fortgeschrittenen Alterung zu untersuchen. Der hier vorliegenden Norm bzw. Leitlinie liegt die Philosophie zugrunde, den Betreibern eine möglichst breite Wissensbasis und so umfangreiche Kenntnisse über die Vorgänge bei der Alterung des Isolieröles zur Verfügung zu stellen, so dass sie in die Lage versetzt werden, fundierte Entscheidungen bezüglich durchzuführender Untersuchungs- und Wartungsmaßnahmen treffen zu können. Ungebrauchte Mineralöle sind nicht erneuerbare Ressourcen und sollten in diesem Sinne eingesetzt werden. Gebrauchte Mineralöle unterliegen im Regelfall der Abfallkontrolle. Leckagen können umweltschädigende Auswirkungen haben, insbesondere, wenn das Öl durch persistente organische Verunreinigungen wie Polychlorierte Biphenyle (PCB) verunreinigt ist. Die in dieser Internationalen Norm gegebenen Leitlinien, obwohl technisch einwandfrei, sollen hauptsächlich als allgemeine Grundlage zur Vorbereitung besonderer und vollständigerer Vorschriften durch die Betreiber unter Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten dienen. Eine klare ingenieurtechnische Beurteilung muss erfolgen, um bei der Abwägung zwischen technischen Anforderungen und betriebswirtschaftlichen Faktoren den besten Kompromiss finden zu können. Die Betriebsanweisungen der Gerätehersteller sollten ebenfalls Berücksichtigung finden. Mit den mineralischen Isolierölen, die Gegenstand dieser Norm sind, muss mit gebührender Aufmerksamkeit für die persönliche Hygiene umgegangen werden. Der direkte Kontakt mit den Augen kann zu Beeinträchtigungen und Reizungen führen. Im Fall des Augenkontaktes muss eine Spülung mit ergiebigen Mengen reinen, fließenden Wassers durchgeführt und ärztliche Hilfe gesucht werden. Für weitere Informationen ist das Sicherheitsdatenblatt des Herstellers heranzuziehen. Einige der Prüfverfahren, auf die in dieser Norm Bezug genommen wird, schließen die Anwendung von Arbeiten ein, die zu gefährlichen Situationen führen können. Diesbezüglich wird zur Orientierung auf die jeweils relevante, zur Anleitung heranzuziehende Norm ausdrücklich hingewiesen. Diese Norm ist anwendbar für Mineralöle, Chemikalien und gebrauchte Probenbehälter. Es wird ausdrücklich auf die Tatsache hingewiesen, dass zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Norm viele im Betrieb eingesetzte Mineralöle bekanntermaßen zu einem gewissen Grad mit PCB verunreinigt sind. Aus diesem Grund sollten zur Sicherheit Gegenmaßnahmen getroffen werden, um Risiken für Arbeiter, Öffentlichkeit und Umwelt während der Lebensdauer der Betriebsmittel zu vermeiden, und zwar durch strenge Kontrolle von ausgelaufener Flüssigkeit und Emissionen. Die Entsorgung oder Dekontamination dieser Öle muss streng gemäß den aktuellen lokalen gesetzlichen Vorschriften erfolgen. Jegliche Vorsichtsmaßnahme zur Vermeidung der Freisetzung von Mineralöl in die Umwelt muss getroffen werden. Diese Internationale Norm gibt eine Anleitung zur Überwachung und Wartung der Isolierölqualität in elektrischen Betriebsmitteln. Die Norm gilt für Isolieröle auf Mineralölbasis, die die Anforderungen nach IEC 60296 erfüllen und die in Transformatoren, Schaltern, Wandlern und anderen elektrischen Betriebsmitteln enthalten sind, aus denen Ölproben entnommen werden können, und die unter normalen Betriebsbedingungen, wie sie in der Gerätebeschreibung ausgewiesen sind, eingesetzt werden. Diese 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 stellt außerdem eine gemeinsame Grundlage bereit für die Erstellung von spezifizierteren und vollständigeren örtlichen Vorschriften für die Anwendung in der Praxis. Diese Norm beinhaltet Vorschläge und Empfehlungen für Prüf- und Bewertungsverfahren und zeigt Vorgehensweisen zur Reinigung und Regenerierung von Öl und zur Dekontaminierung von mit PCB verunreinigtem Öl auf. Die Zustandsüberwachung elektrischer Betriebsmittel, wie zum Beispiel durch die Analyse von im Öl gelösten Gasen, Furanverbindungen, oder auf ähnliche Weise, liegt außerhalb des Anwendungsbereiches dieser Norm. Zuständig ist das DKE/K 182 "Flüssigkeiten und Gase für elektrotechnische Anwendung" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN EN 60422 (VDE 0370-2):2007-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Die Begriffe wurden überarbeitet und aktualisiert und neue Begriffe wurden eingeführt; b) zusätzliche und neuartige Prüfverfahren werden vorgeschlagen; c) einzelne Prüfungen wurden grundlegend überarbeitet und detaillierter beschrieben; d) die Interpretation der Ergebnisse wurde grundlegend überarbeitet; e) Erklärungen wurden ausführlicher und verständlicher formuliert; f) die Grenzwerte für die Ölparameter wurden überarbeitet und neue Grenzwerte eingeführt.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 182 - Flüssigkeiten und Gase für elektrotechnische Anwendung