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DIN-Normenausschuss Papier, Pappe und Faserstoff (NPa)

Verfahren

Vornorm

Einführungsbeitrag

Isoliersysteme aus Transformatoren in Kombination mit Isolierflüssigkeiten wurden in den letzten 100 Jahren im Wesentlichen nicht verändert und bestehen aus einer Kombination von Mineralöl und auf Zellulose basierenden Papieren und Presspappen. Das duale Temperatur Prüfverfahren liefert gegenüber früheren Methoden, die die traditionellen Lebensdauerkurven für thermisch stabiles und instabiles Zellulose-Papier abbilden, vergleichbare Ergebnisse. Neue Isoliersysteme beinhalten heute üblicherweise Materialien unterschiedlicher thermischer Belastbarkeit, und die bisher gängigen Verfahren für die Bewertung der thermischen Leistungsfähigkeit eines Isoliersystems sind für diese neuen Systeme weniger gut geeignet. Früher beinhalteten die Verfahren zur Bestimmung der thermischen Belastbarkeit von Elektroisoliersystemen aus flüssigen und festen Isolierstoffen einen der folgenden beiden Prozesse: Entweder wurde das Material im "Sealed-Tube-Test" gealtert oder das vollständige Gerät wurde der Alterung unterzogen. Die Alterung des kompletten Gerätes ist unpraktisch, insbesondere bei größeren Produkten, wie zum Beispiel Leistungstransformatoren. Ebenso ist die Verwendung des Sealed-Tube-Alterns nicht angeraten, wenn Komponenten stark unterschiedliche thermische Fähigkeiten besitzen. Beispielsweise kann ein System aus einem festen Materials mit RTI 200 °C zusammen mit einer Flüssigkeit mit einer thermischen Belastbarkeit von 130 °C nicht effizient getestet werden. Temperaturen für beschleunigtes Altern ergeben oft extrem lange Alterungszeiten für die festen Materialien. Darüber hinaus führen hohe Temperaturen für beschleunigtes Altern zu extremer oder sogar zu einer gefährdenden Alterung der Flüssigkeit. Transformatoren für Hochgeschwindigkeitszüge, Windturbinen und Transformatoren mit alternativen Flüssigkeiten verwenden heute Materialien, die sich von Mineralöl-Cellulose-Systemen unterscheiden. Insbesondere haben diese Isoliersysteme oft Hotspot-Temperaturen oberhalb der Temperaturen für traditionelle Systeme. ((Bild 1)) Die technische Spezifikation IEC/TS 62332-1 beschreibt eine Methode für die thermische Bewertung von Elektroisoliersystemen (EIS) für elektrotechnische Produkte mit kombinierten flüssigen und festen Komponenten. Sie gilt für elektrische Isoliersysteme (EIS), in denen die thermische Belastung der dominierende Alterungsfaktor ist. Die thermische Bewertung und Qualifizierung geschieht durch ein Dual-Temperatur-Prüfverfahren. ((Bild 2)) Das Dual-Temperatur-Prüfverfahren in dem Modell erlaubt es, die festen Materialien getrennt von den Alterungstemperaturen der Flüssigkeit innerhalb eines Gerätes zu altern. Das Modell entspricht eher der Alterung eines elektrischen Isoliersystems im Betrieb, in dem die Festisolierung in der Nähe der aktiven Teile viel höheren Temperaturen ausgesetzt ist als das große Flüssigkeitsvolumen. Das Modell enthält alle primären EIS-Elemente im relativen Komponentenverhältnis, damit der Vergleich zu einem elektrotechnischen Produkt gewährleistet ist. Das Modell hat eine duale Temperatursteuerung, die die unabhängige Kontrolle der Temperaturen für die festen und flüssigen Komponenten ermöglicht. Dieser Teil der Internationalen Norm IEC 62332 ist für alle EIS mit festen und flüssigen Komponenten anwendbar, bei denen ohne Einschränkung durch die Spannungsklasse die thermische Beanspruchung der dominierende Alterungsfaktor ist. Zuständig ist das K 183 "Bewertung und Qualifizierung von elektrischen Isolierstoffen und Isoliersystemen" (AK 183.0.6 "Verfahren zur Bewertung elektrischer Isolierungen") der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 183 - Bewertung und Qualifizierung von elektrischen Isolierstoffen und Isoliersystemen