Ein durchfeuchteter Transformator gilt in den meisten Instandhaltungsplänen als Fall für den Schrottplatz. Die Zellulose hat Wasser gezogen, die Durchschlagspannung fällt, der Isolationswiderstand sinkt — und der Ersatz wird eingeplant. Ein Fall aus dem Marinehafen Devonport in Großbritannien zeigt, dass diese Entscheidung nicht immer zwingend ist.
Der Befund
Der Betreiber, Devonport Management Ltd, hatte auf dem Werftgelände einen 30 Jahre alten Verteiltransformator in Innenaufstellung: 800 kVA, 11 kV, frei atmend, gefüllt mit Mineralöl. Die Messwerte aus dem Jahr 2003 waren eindeutig:
- Isolationswiderstand gegen den Kern in der Megger-Messung unter 20 MΩ;
- Wassergehalt des Mineralöls 51 ppm;
- Durchschlagspannung nur 22 kV.
Alle drei Werte lagen deutlich unter dem, was im Betrieb vertretbar ist. Der Transformator wurde außer Betrieb genommen und zum Ausbau vorgemerkt. Frei atmende Bauarten teilen dieses Schicksal häufig: Sie nehmen über Jahrzehnte Luftfeuchte auf, und das Wasser sammelt sich dort, wo es am meisten schadet — im Isolierpapier.
Die Alternative zum Austausch
Nach Beratung mit dem Team von Shell MIDEL entschied sich der Betreiber gegen Ersatz und Aufarbeitung und für ein Retrofilling mit Shell MIDEL 7131. Die Überlegung dahinter: Der synthetische Ester nimmt deutlich mehr Wasser auf als Mineralöl und entzieht es der Zellulose. Gelingt das, lässt sich der Transformator wieder unter Spannung setzen, ohne ihn überhaupt zu bewegen. Der Kostenunterschied zum Neugerät war erheblich.
Prüfung vor dem Eingriff
Bevor umgestellt wurde, wurde das Mineralöl auf seinen Furangehalt untersucht. Furane sind Abbauprodukte der Zellulose und damit ein brauchbarer Anhaltspunkt für den Zustand des Isolierpapiers. Der gemessene Wert sprach dafür, dass die Zellulose in einem Zustand war, der die Umstellung sinnvoll machte. Dieser Schritt ist der entscheidende: Eine Esterflüssigkeit trocknet das Papier, sie kann aber keine bereits zerfallene Zellulose ersetzen. Wer den Vorbefund überspringt, investiert unter Umständen in einen Transformator, der ohnehin am Ende seiner Lebensdauer steht.
Der Verlauf im Feldversuch
Weil der Fall als Feldversuch begleitet wurde, gibt es für die ersten Wochen belastbare Zahlen. Über die ersten sieben Tage wurden täglich Proben im Labor untersucht.
- Nach sieben Tagen war der Wassergehalt in der Esterflüssigkeit auf rund 350 ppm gestiegen — das Wasser war also aus dem Papier in die Flüssigkeit gewandert. Die Durchschlagspannung blieb dabei auf hohem Niveau.
- Nach 25 Tagen lag der Isolationswiderstand über 80 MΩ, gegenüber unter 20 MΩ vor dem Eingriff.
Genau dieses Verhalten ist der praktische Unterschied zwischen Mineralöl und Ester. Mineralöl verliert seine elektrische Festigkeit bereits bei wenigen Dutzend ppm Wasser; der synthetische Ester trägt ein Vielfaches davon, ohne dass die Durchschlagspannung einbricht. Wie dieser Mechanismus funktioniert, beschreiben wir ausführlicher im Beitrag zur Feuchtetoleranz von Esterflüssigkeiten.
Was das für den deutschen Bestand bedeutet
Frei atmende Verteiltransformatoren aus den 1970er- und 1980er-Jahren stehen auch hierzulande noch in großer Zahl in Industriebetrieben, Werften, Klärwerken und kommunalen Anlagen. Wo die Zellulose noch trägt, ist eine Umstellung fast immer die günstigere Antwort auf schlechte Ölwerte als der Austausch — und sie verlängert zugleich die nutzbare Lebensdauer, weil das trockenere Papier langsamer altert. Was dabei im Isolierpapier passiert, haben wir unter Lebensdauer und Zellulose zusammengestellt.
Sie haben einen Transformator mit auffälligen Ölwerten und wollen wissen, ob sich eine Umstellung lohnt? Wir sehen uns Ihre Analysewerte an, empfehlen die nötigen Vorprüfungen und liefern Shell MIDEL 7131 in der benötigten Menge. Zum wirtschaftlichen Hintergrund siehe Kosteneinsparung; für eine Einschätzung Ihres Falls nutzen Sie bitte das Kontaktformular.