Warum ölgefüllte Transformatoren einen Entlüfter benötigen | Dingxin

Ölgefüllte Transformatoren mit einem Ausgleichsbehälter müssen Volumenänderungen des Isolieröls bei Last- und Temperaturwechseln ausgleichen. Wenn das Öl wärmer wird, dehnt es sich aus; beim Abkühlen zieht es sich zusammen.

Dieser thermische Zyklus führt dazu, dass der Luftraum im Ausgleichsbehälter Luft mit der Atmosphäre austauscht. Ohne geeignete Feuchteregelung könnten feuchte Luft, Staub und andere Verunreinigungen in den Ausgleichsbehälter eindringen und den Zustand des Isolieröls beeinträchtigen.

Ein Transformator-Atemfilter – auch Trocken-Atemfilter oder Kieselgel-Atemfilter genannt – trocknet und filtert die Luft, die in den Ausgleichsbehälter eintritt. Es wirkt wie eine »trockene Atemmaske« für den Transformator und trägt so zum Schutz des Isolationssystems sowie zu einem zuverlässigen Betrieb bei.

Was ist ein Transformer Atemfilter?

Ein Transformator-Atemfilter ist ein Zubehörteil, das normalerweise mit dem Luftvolumen des Ausgleichsbehälters bei ölgefüllten Transformatoren verbunden ist. Ein separates Atemfilter kann zudem am Ausgleichsbehälter eines Lastschalters installiert werden.

Der Entlüfter bietet einen gesteuerten Weg für die Luft, die in den Ausgleichsbehälter ein- und austritt. Während der Einatmung durchströmt die einströmende Luft ein Trockenmittel – normalerweise farbveränderliches Silikagel –, das Feuchtigkeit absorbiert, bevor die Luft den Ausgleichsbehälter erreicht.

Herkömmliche trocknende Entlüfter enthalten typischerweise eine transparente Kammer, gefüllt mit Silikagel, und können am Boden eine Öldichtschale beinhalten. Dokumentationen von Herstellern industrieller Entlüfter bestätigen, dass die durch thermische Kontraktion erzeugte einströmende Luft das Silikagel durchströmt, während ein hydraulisches Ventil den Luftstrom in beide Richtungen steuern kann.

Warum „atmet“ Transformatoröl?

Transformatoröl ändert sein Volumen mit wechselnder Temperatur.

Wenn die Öltemperatur steigt

Wenn die Transformatorlast oder die Umgebungstemperatur zunimmt, erwärmt sich das Isolieröl und dehnt sich aus. Das zunehmende Öl-Volumen verringert den Luftraum im Ausgleichsbehälter, wodurch Luft über den Entlüfter abgegeben wird.

Wenn die Öltemperatur fällt

Wenn der Transformator abkühlt, zieht sich das Öl zusammen. Der Luftraum im Ausgleichsbehälter vergrößert sich und saugt Außenluft über den Entfeuchter nach innen.

Dieser Vorgang wird oft als „Atmen“ des Transformators bezeichnet. Der Entfeuchter unterbindet den Luftstrom nicht, sondern steuert und konditioniert die mit der Atmosphäre ausgetauschte Luft.

Warum ist Feuchtigkeit für einen Transformator schädlich?

Das Isolationssystem eines ölgekühlten Transformators umfasst normalerweise sowohl isolierende Flüssigkeit als auch feste Zellulose-Isolierung. Feuchtigkeit, die in dieses System eindringt, kann die dielektrische Leistung negativ beeinflussen und zur Alterung der Isolierung beitragen.

Die IEC-Richtlinien betrachten die dielektrische Leistung, Alterung, Stabilität und Flüssig-Feststoff-Wechselwirkung als wichtige funktionale Aspekte für isolierende Flüssigkeiten in Transformatoren.

Ein ordnungsgemäß gewarteter Entfeuchter hilft, die Menge an atmosphärischer Feuchtigkeit zu verringern, die über den Ausgleichsbehälter eindringt. Dies unterstützt:

• Die dielektrische Leistung des Isolieröls
• Den Schutz der festen Isolierung des Transformators
• Stabilere Isolationsbedingung
• Verringerte Kontamination durch feuchte Luft
• Längere Lebensdauer des Öls und des Isolationssystems
• Zuverlässigere Transformatorenfunktion

Ein Entfeuchter ist nur ein Teil des Feuchtigkeitsmanagements bei Transformatoren. Auch Dichtungen, Versiegelungen, Membranen oder Ballons im Ausgleichsbehälter, Ölbehandlung, Installationsqualität sowie Wartungspraktiken müssen berücksichtigt werden.

Hauptkomponenten eines herkömmlichen Entfeuchters Transformer Atemloch

Obwohl der Aufbau je nach Hersteller und Modell variiert, kann ein herkömmlicher Entfeuchter die folgenden Komponenten umfassen.

1. Durchsichtige Trockenmittelkammer

Die durchsichtige Glas- oder Polymerkammer ermöglicht es Wartungspersonal, den Zustand des Silikagels zu überprüfen, ohne den Entfeuchter demontieren zu müssen.

Die Kammer sollte sauber, intakt und ordnungsgemäß versiegelt bleiben. Risse, lockere Verbindungen oder Luftlecks können unbehandelte Luft zulassen, die am Trockenmittel vorbeiströmt.

2. Anzeige des Silikagels

Silikagel absorbiert Feuchtigkeit aus der einströmenden Luft. Ein Indikatorstoff ändert seine Farbe, sobald das Trockenmittel gesättigt ist.

Die ursprüngliche und die gesättigte Farbe hängen von der jeweiligen Silikagelformulierung ab. So verändern beispielsweise einige Produkte ihre Farbe von orange nach grün, während andere Typen möglicherweise andere Farbkombinationen verwenden. Das Wartungspersonal muss sich an die mit dem jeweiligen Entlüfter gelieferte Farbtabelle und die zugehörigen Anweisungen halten, statt sich auf eine universelle Farbregel zu verlassen.

3. Filter und Haltesiebe

Siebe oder Filter halten die Silikagelpartikel innerhalb der Kammer und verhindern, dass Trockenmittelpulver in den Lüftungskanal eindringt oder diesen verstopft.

4. Öldichtbecher oder hydraulisches Ventil

Viele herkömmliche Entlüfter enthalten einen unteren Öldichtbecher. Dieser erzeugt eine hydraulische Dichtung, begrenzt den ständigen Kontakt zwischen dem Silikagel und der Außenluft und kann zudem verhindern, dass Staub und Verunreinigungen in den Entlüfter eindringen.

Der Ölstand muss gemäß den Anweisungen des Entlüfterherstellers eingehalten werden. Zu wenig Öl kann die Dichtung beeinträchtigen, während eine falsche Befüllung den normalen Luftstrom einschränken kann.

5. Verbindungsrohr und Flansch

Das Verbindungsrohr verbindet den Entlüfter mit dem Luftraum des Konservators. Das Rohr, die Dichtung und der Flansch müssen dicht und frei von Verstopfungen bleiben, damit die Luft durch den Entlüfter und nicht über eine unkontrollierte Leckstelle strömt.

Wie funktioniert ein Transformator-Entlüfter?

Während der Einatmung des Transformators tritt Außenluft durch den unteren Abschnitt des Entlüfters ein. Je nach Ausführung durchströmt sie die Öldichtung oder das hydraulische Ventil und anschließend das Silicagel.

Das Silicagel absorbiert Wasserdampf aus der einströmenden Luft. Die getrocknete Luft strömt dann durch das Verbindungsrohr in den Konservator.

Während der Ausatmung fließt die Luft in umgekehrter Richtung und kehrt über die Entlüfterbaugruppe wieder in die Atmosphäre zurück. Der genaue Luftstromweg und die Ventilfunktion hängen von der Konstruktion des Entlüfters ab.

Das Funktionsprinzip lässt sich wie folgt zusammenfassen:

1. Transformatoröl ändert sein Volumen mit der Temperatur.
2. Der Ausgleichsbehälter tauscht Luft mit der Atmosphäre aus.
3. Die einströmende Luft wird durch den Entfeuchter geleitet.
4. Kieselgel entfernt Feuchtigkeit aus der Luft.
5. Die Öldichtung oder das Ventil hilft, den Luftstrom und Verunreinigungen zu kontrollieren.
6. Trockene Luft gelangt in den Ausgleichsbehälter.

Was passiert, wenn der Entfeuchter nicht gewartet wird?

Ein gesättigter, undichter, leerer oder verstopfter Entfeuchter kann seine vorgesehene Funktion nicht wirksam erfüllen.

Gesättigtes Kieselgel

Sobald das Trockenmittel seine Feuchtigkeitsaufnahmekapazität erreicht hat, kann es einströmende Luft nicht mehr wirksam trocknen. Ein weiterer Betrieb unter diesen Bedingungen erhöht das Risiko, dass feuchte Luft in den Ausgleichsbehälter eindringt.

Leerer oder verunreinigter Ölschalenbehälter

Falls die Öldichtschale leer, undicht, verschmutzt oder emulgiert ist, kann sie möglicherweise ihre vorgesehene Dicht- und Filterfunktion nicht mehr erfüllen.

Blockierte Luftströmung

Gepulvertes Silicagel, Schmutz, beschädigte Siebe oder ein verstopftes Verbindungsrohr können die Atmung behindern. Ein blockierter Durchgang kann die normale Druckausgleichsfunktion des Ausgleichsbehälters stören und muss daher umgehend untersucht werden.

Luftleckage

Locker sitzende Verbindungen, defekte Dichtungen oder Risse in durchsichtigen Gehäusen können bewirken, dass Luft am Silicagel vorbeiströmt und unbehandelte Umgebungsluft in den Ausgleichsbehälter gelangt.

Falsche Montage

Eine schräge Montage des Entfeuchters, die Verwendung einer falschen Ölmenge, das Belassen von Transportverschlüssen oder der Anschluss an ein verstopftes Rohr können einen korrekten Betrieb verhindern.

Prüfliste für Transformator-Entfeuchter

Die Entlüftungsprüfung sollte Teil des regelmäßigen Zustandsüberwachungsprogramms des Transformators sein.

Äußerer Zustand

Überprüfen Sie, ob:

• Der Entlüfter ist sicher und senkrecht montiert.
• Die durchsichtige Kammer ist nicht gerissen oder beschädigt.
• Es ist keine Öl- oder Luftleckage sichtbar.
• Das Sichtfenster ist sauber genug, um das Silicagel zu beobachten.
• Flansche, Armaturen und Befestigungselemente sind weiterhin fest angezogen.

Zustand des Silicagels

Stellen Sie sicher, dass:

• Die Farbe des Silicagels entspricht dem vom Hersteller angegebenen „trockenen“ Zustand.
• Die Farbveränderung hat die vom Hersteller festgelegte Austausch- oder Regenerationsgrenze noch nicht erreicht.
• Das Trockenmittel ist nicht pulverförmig geworden, verdichtet oder verunreinigt.
• Luftdurchlässe und Haltesiebe sind nicht verstopft.

Eine Farbänderung über etwa die Hälfte bis zu zwei Dritteln der Trockenmittelschicht wird manchmal als Wartungsauslöser für konventionelle Einheiten verwendet. Dies darf jedoch nicht die Anweisungen für den eingebauten Entlüfter ersetzen. Kieselgel-Formulierungen und Indikatorfarben variieren.

Öldichtbecher

Stellen Sie sicher, dass:

• Das Öl sich auf dem vorgeschriebenen Füllstand befindet.
• Das Öl sauber ist und frei von sichtbarem Wasser oder Emulgierung.
• Der Becher keine Risse aufweist und nicht leckt.
• Die Dichtung und die Haltekomponenten sich in gutem Zustand befinden.

Verbindungen und Entlüftungsdurchgang

Prüfen:

• Das Konservator-Anschlussrohr
• Flanschdichtungen und Gewindeverbindungen
• Siebe und innere Luftströmungskanäle
• Anzeichen einer Verstopfung, Korrosion oder mechanischer Beschädigung

Funktionstüchtiger Zustand

Unerwartetes Druckverhalten, ungewöhnliches Aufblubbern, anhaltende Einweg-Luftströmung oder auffällige Konservator-Anzeigen sind gemäß den Anleitungen für Transformator und Entfeuchter zu untersuchen.

Wann muss das Silicagel ausgetauscht werden?

Silicagel ist auszutauschen oder zu regenerieren, sobald es den vom Entfeuchterhersteller festgelegten Zustand erreicht hat.

Die Wartungshäufigkeit hängt ab von:

• Transformatorölmenge
• Entfeuchter-Kapazität
• Luftfeuchtigkeit
• Umgebungstemperatur
• Transformatorenlast
• Öltemperaturschwankung
• Häufigkeit thermischer Zyklen
• Zustand des Ausgleichsbehälters und der Dichtungen

Herstellerdaten zeigen, dass diese Variablen die Dimensionierung des Entfeuchters und die Wartungsintervalle unmittelbar beeinflussen. Daher ist eine zustandsbasierte Inspektion im Allgemeinen zuverlässiger als ein einheitlicher Austauschplan für alle Transformatoren.

Einige herkömmliche Kieselgelsorten können durch gezielte Erwärmung regeneriert werden; die zulässige Temperatur und das Verfahren hängen jedoch vom jeweiligen Produkt ab. Kontaminiertes oder stark pulverisiertes Trockenmittel darf nicht automatisch wiederverwendet werden.

Selbstregenerierende Entfeuchter sind ebenfalls erhältlich. Diese Geräte trocknen das Kieselgel automatisch und überwachen die Atmungszyklen, wodurch der manuelle Austausch von Trockenmittel reduziert wird.

Wichtige Sicherheitsanforderungen

Die Wartung von Transformator-Entfeuchtern muss von qualifiziertem Personal gemäß den am Standort genehmigten Sicherheitsverfahren durchgeführt werden.

Vor dem Entfernen, Öffnen oder Warten eines Entfeuchters:

• Befolgen Sie die Anweisungen des Transformatorherstellers.
• Stellen Sie sicher, ob der Transformator stromlos geschaltet oder isoliert werden muss.
• Verhindern Sie unbeabsichtigte Betätigung oder Druckentlastung.
• Verwenden Sie geeignete persönliche Schutzausrüstung.
• Berücksichtigen Sie Gefahren durch heißes Öl, elektrischen Strom sowie Arbeiten in der Höhe.
• Schützen Sie die Ölkonservatoröffnung vor atmosphärischer Kontamination.
• Lassen Sie das Atemrohr nicht länger als unbedingt erforderlich geöffnet.
• Verwenden Sie ausschließlich zugelassenes Trockenmittel, Öl, Dichtungen und Ersatzteile.

Die Bedienungsanleitungen für Transformatorzubehör weisen das Personal darauf hin, zugehörige Geräte stromlos zu schalten und eine Wiederverbindung vor elektrischer Wartung zu verhindern.

Warum die Wartung des Entfeuchters wichtig ist

Ein Transformatoratmer ist ein relativ kleines Zubehörteil, erfüllt jedoch eine wichtige Schutzfunktion. Indem er die einströmende Luft trocknet und Verunreinigungen am Eindringen in den Ausgleichsbehälter hindert, trägt er zum Erhalt des Isolieröls und des gesamten Isolationssystems des Transformators bei.

Einfach ausgedrückt ist der Atmer die trockene Atemmaske des Transformators:

• Er ermöglicht den Luftaustausch im Ausgleichsbehälter.
• Er entfernt Feuchtigkeit aus der einströmenden Luft.
• Er hilft dabei, Staub und Verunreinigungen zu filtern.
• Er unterstützt die Druckausgleichung.
• Er trägt zum Schutz des Isolieröls bei.
• Er verringert vermeidbare Wartungsrisiken.

Eine regelmäßige Inspektion des Silikagels, des Ölbügels, der Dichtungen und des Luftstrompfads ist daher ein wesentlicher Bestandteil der Wartung ölgekühlter Transformatoren.

Transformatorlösungen von Dingxin Electric

Dingxin Electric fertigt maßgeschneiderte ölgekühlte Verteilungs- und Leistungstransformatoren für Versorgungsunternehmen, Industrie, erneuerbare Energien, Gewerbe und Infrastrukturprojekte.

Die Transformatorleistung, das Übersetzungsverhältnis, die Frequenz, die Schaltgruppe, die Impedanz, der Abgriffbereich, die Kühlart, die Zusatzausstattung sowie Überwachungsfunktionen können gemäß den technischen Spezifikationen des Kunden konfiguriert werden.

Für die Auswahl oder Wartung von Transformatoren wenden Sie sich bitte mit Ihren Anforderungen bezüglich Leistung, Primär- und Sekundärspannung, Frequenz, Installationsumgebung und geltendem Standard an Dingxin Electric.