Ich arbeite seit 2014 mit dielektrischen Flüssigkeiten. Ich habe sie verschüttet, sie eingeatmet (nicht), habe gesehen, wie sie katastrophal versagt haben, und einmal – EINMAL – musste ich ein Gebäude evakuieren, weil jemand dachte, es wäre in Ordnung, den falschen Typ zu verwenden. Es war nicht in Ordnung.
Das ist alles, was ich mir wünschte, jemand hätte es mir gesagt, bevor ich anfing, mit diesem Zeug zu arbeiten.
Was ist überhaupt eine dielektrische Flüssigkeit?
Richtig. Wissen Sie, wie Elektrizität durch Metall geleitet wird? Und warum leitet es nicht durch … nicht-Metall? Das ist die Grundidee.
Dielektrische Flüssigkeit ist ein flüssiger Isolator. Es leitet keinen Strom. Oder technisch gesehen funktioniert es, aber SEHR schlecht, was für unsere Zwecke bedeutet, dass es das nicht tut. Der spezifische Widerstand beträgt etwa 10^12 Ohm-Meter oder mehr. Vergleichen Sie das mit Kupfer bei 10^-8. Riesiger Unterschied.
Aber hier ist die Sache: Es geht nicht nur um Isolierung. Dielektrische Flüssigkeiten erfüllen drei Aufgaben:
Elektrische Isolierung- Verhindert, dass der Strom dorthin fließt, wo er nicht hin soll
Kühlung- Leitet die Wärme von heißen Stellen weg
Lichtbogenunterdrückung- Wenn es einen Funken gibt, erstickt er ihn
Der dritte Punkt ist von entscheidender Bedeutung und wird von den meisten Menschen nicht verstanden. Luft ist eigentlich ein ziemlich guter Isolator, bis sie es nicht mehr ist. Stellen Sie genügend Spannung zur Verfügung, die Luft bricht zusammen, es entsteht ein Lichtbogen, und die Dinge explodieren. Lustige Zeiten.
Flüssiges Dielektrikum? Viel höhere Durchbruchspannung. Wir sprechen von 30–70 kV für einen Spalt von 2,5 mm in Öl gegenüber etwa 8–10 kV in Luft. So können Sie elektrische Geräte wesentlich kompakter unterbringen.
Warum wir es verwenden
Weil wir es grundsätzlich müssen.
Schauen Sie sich einen großen Transformator an. Die, die man an Strommasten oder außerhalb von Gebäuden sieht. In dieser Metalldose befindet sich ein Bündel Kupferspulen, die um einen Eisenkern gewickelt sind. Diese Spulen werden HEISS. Etwa 80–90 Grad heiß unter normaler Last, heißer unter starker Last.
Luftkühlung? Vergiss es. Nicht genug. Sie brauchen etwas, das:
Leitet keinen Strom
Hat eine gute Wärmekapazität
Kann die Wärme tatsächlich bewegen (Konvektion)
Fängt nicht so leicht Feuer
Hält Jahrzehnte, ohne kaputt zu gehen
Wasser? Große Wärmekapazität! Leitet auch Strom. Harter Pass.
Luft? Leitet nicht, aber schreckliche Wärmeübertragung.
Öl? Leitet nicht (viel), gute Wärmekapazität, fließt leicht, relativ sicher. Gewinner Gewinner.
Ich habe einmal an einem Projekt gearbeitet, bei dem der Kunde darauf bestand, dass er Luftkühlung an einem 2-MVA-Transformator verwenden könnte. Hat ihnen etwa 3.000 US-Dollar für das Öl gespart. Es hat sie 80.000 US-Dollar gekostet, als der Transformator nach 8 Monaten ausfiel. Das Kupfer ist buchstäblich geschmolzen. Ich habe irgendwo Bilder.
Die verschiedenen Typen und warum sie wichtig sind
Oh Mann, okay, hier wird es kompliziert. Aber ich werde versuchen, es einfach zu halten.
Mineralöl (Transformatoröl)
Was es ist: Raffiniertes Erdölprodukt
Vorteile: Günstig, funktioniert großartig, benutze es seit 100+ Jahren
Nachteile: Entzündlich (irgendwie), Umweltbedenken, biologische Abbaubarkeit ist scheiße
Verwendet in: den meisten Transformatoren, älteren Geräten
Kosten: Ungefähr 5–8 US-Dollar pro Gallone in großen Mengen (die Preise sind in letzter Zeit gestiegen, aus Gründen der Lieferkette)
Silikonflüssigkeit
Was es ist: Synthetisches Polymeröl (normalerweise Polydimethylsiloxan)
Vorteile: Hoher Flammpunkt (300 Grad +), stabil, oxidiert nicht leicht
Nachteile: Es ist höllisch teuer, wenn es tatsächlich brennt, ist der Rauch giftig
Verwendet in: Innentransformatoren, Orten, an denen die Brandgefahr kritisch ist
Kosten: 30-60 $ pro Gallone
Hinweis: Ich habe gesehen, dass Silikonflüssigkeit Brände überstanden hat, die Mineralölanlagen zerstört hätten
Esterflüssigkeiten
Natürlicher Ester: Hergestellt aus Gemüse (Soja, Raps, Sonnenblume)
Synthetischer Ester: Labor-hat ähnliche Moleküle hergestellt
Vorteile: Biologisch abbaubar, hoher Brennpunkt, besser für die Umwelt
Nachteile: Kann feuchtigkeitsempfindlich sein, ist teuer und baut sich unter bestimmten Bedingungen schneller ab
Kosten: 15–40 $ pro Gallone, je nach Typ
Verwendet bei: Neuinstallationen, Nachrüstungen und überall dort, wo strenge Umweltvorschriften gelten
Fluorkohlenstoffflüssigkeiten
Was es ist: Synthetische fluorierte Verbindungen
Vorteile: Völlig nicht-entflammbar, unglaubliche Temperaturstabilität
Nachteile: Wahnsinnig teuer, Umweltbedenken (einige sind Treibhausgase)
Verwendet in: Militär, Luftfahrt, kritische Anwendungen
Kosten: Fragen Sie nicht. Ernsthaft. Wie $200+ pro Gallone. Wir haben es einmal im Rahmen eines DOD-Vertrags verwendet.
Es gibt auchgas-isoliertStoff (SF6), aber das ist keine wirkliche Flüssigkeit und außerdem ist SF6 schrecklich für die Umwelt, also versuchen wir, es auslaufen zu lassen. Ehrlich gesagt, gute Besserung.
Mineralöl vs. Synthetik: Die große Debatte
Ich werde ständig danach gefragt. „Soll ich Mineralöl oder synthetisches Öl verwenden?“
Die Antwort lautet: Wie hoch ist Ihr Budget und wie hoch ist die Anwendung?
Verwenden Sie Mineralöl, wenn:
Es handelt sich um einen Standard-Außentransformator
Das Budget ist knapp
Sie sind mit den Umweltkompromissen einverstanden
Das Brandrisiko ist beherrschbar
Sie haben die richtige Eindämmung
Ich würde sagen, dass 80 % der Transformatoren immer noch aus Mineralöl bestehen. Es funktioniert. Es ist billig. Jeder weiß damit umzugehen.
Verwenden Sie Synthetik (Silikon/Ester), wenn:
Innenaufstellung
Brandschutzvorschriften erfordern dies
Umweltvorschriften verlangen es
In der Nähe von Wasserquellen oder sensiblen Bereichen
Sie können es sich leisten
Einer meiner Kunden hat für alle seine plattenmontierten Transformatoren von Mineralöl auf natürlichen Ester umgestellt. Die Kosten stiegen um etwa 40 % pro Einheit. Aber ihre Versicherungskosten sanken um 15 % und sie erhielten positive PR für ihr „Umweltbewusstsein“. Machte für sie Sinn.
Ein anderer Kunde versuchte, billig zu sein und Mineralöl zu verwenden, wo er Silikon hätte verwenden sollen. Der Transformator befand sich im Keller eines Gebäudes. Der Feuerwehrmann hat es bei der Inspektion entdeckt. Sie mussten das Ganze entleeren und mit Silikon neu füllen. Die Nachrüstung plus Ausfallzeit hat sie etwa 25.000 US-Dollar gekostet. Verwenden Sie einfach von Anfang an die richtige Flüssigkeit.
Dieses Mal habe ich auf die harte Tour etwas über Leiterplatten gelernt
Okay, das ist wichtig und auch irgendwie erschreckend.
PCB (polychlorierte Biphenyle) waren früher DIE dielektrische Flüssigkeit. Wie in den 1930er bis 1970er Jahren. Sie waren erstaunlich – superstabil, hohe Durchschlagsfestigkeit, nicht-entflammbar. Perfekt, oder?
Dann fanden wir heraus, dass sie Krebs verursachen. Und sie gehen nicht kaputt. Immer. Sie reichern sich einfach in der Umwelt und in Lebewesen an. Hoppla.
Die USA haben sie 1979 verboten. Die meisten Länder folgten ihnen schließlich. Aber hier ist die Sache: Transformatoren halten 30, 40, 50 Jahre. Es gibt also NOCH Geräte mit Leiterplatten darin.
Das habe ich 2016 auf die harte Tour gelernt. Ich habe Wartungsarbeiten an einem meiner Meinung nach alten Mineralöltransformator durchgeführt. Auf dem Etikett stand Mineralöl. In den Papieren stand Mineralöl. Ich nahm eine Probe, um die Durchschlagsfestigkeit zu testen (Standardverfahren) und stellte fest, dass es sich tatsächlich um Askarel handelte – eine Flüssigkeit auf PCB-Basis.
Irgendwann hatte jemand es umbenannt. Vermutlich, um Entsorgungskosten zu vermeiden (die PCB-Entsorgung ist teuer und stark reguliert).
Wir mussten das Gebäude evakuieren, ein Gefahrgutteam rufen, Bodentests durchführen, die gesamten neun Meter. Ich musste mich einer medizinischen Untersuchung unterziehen, um sicherzustellen, dass ich keinen gefährlichen Mengen ausgesetzt war. Eine lustige Woche.
Wenn Sie mit alten Transformatoren arbeiten:
Testen Sie IMMER, bevor Sie feststellen, welche Flüssigkeit sich darin befindet
Etiketten lügen
PCBs sind schwerer als Mineralöl (spezifisches Gewicht ~1,5 vs. 0,88)
Wenn Sie PCBs finden, melden Sie es. Versuchen Sie nicht, es selbst zu entsorgen.
Es sind immer noch Zehntausende Leiterplattentransformatoren im Einsatz
Das ist kein Witz. PCBs sind eine wirklich schlechte Nachricht. Ich kenne drei Männer, die durch die PCB-Exposition gesundheitliche Probleme bekamen. Einer musste vorzeitig in Rente gehen.
Transformatorenöl (die häufigste Art)
Lassen Sie mich näher auf Transformatorenöl eingehen, da die meisten Menschen tatsächlich damit zu tun haben.
Es entsteht zunächst Rohöl, wird raffiniert, hydroverarbeitet, um Schwefel und Aromastoffe zu entfernen, und dann behandelt, um Feuchtigkeit und Partikel zu entfernen. Das Ergebnis ist eine klare bis hellgelbe Flüssigkeit, die zu etwa 90 % aus paraffinischen Kohlenwasserstoffen besteht.
Haupteigenschaften:
Dichte: ~0,87 g/cm³ bei 20 Grad
Viskosität: 10-12 cSt bei 40 Grad (im Grunde wie dickes Wasser)
Flammpunkt: 135-160 Grad (abhängig von der Sorte)
Fließpunkt: -40 Grad oder niedriger für kalte Klimagrade
Spannungsfestigkeit: 30+ kV für 2,5 mm Spalt (frisches Öl, ordnungsgemäß behandelt)
Verlustfaktor:<0.5% at 90°C
Dieser Verlustfaktor ist wichtig. Es misst, wie viel Energie das Öl aufnimmt und in Wärme umwandelt. Niedriger ist besser. Neues Öl kostet etwa 0,05 %. Altes, degradiertes Öl kann 5 % oder mehr ausmachen. Das ist ein Problem.
Ich habe Transformatorenöl getestet, das seit 1968 im Einsatz war. Es war BRAUN. Wie Coca--Cola-Braun. Der Verlustfaktor war außerhalb der Charts. Die Spannungsfestigkeit betrug vielleicht 15 kV. Dieser Transformator war eine tickende Zeitbombe.
Sie haben es nach meinem Bericht ersetzt. Das ist auch gut so, denn im Inneren fanden wir eine Isolierung aus karbonisiertem Papier. Noch ein oder zwei Jahre und das Ding wäre katastrophal gescheitert.
Wo Sie dieses Zeug tatsächlich finden
Mehr Orte als Sie denken.
Elektrische Transformatoren- Offensichtlich. Von kleinen Pad--Montagen bis hin zu riesigen Umspannwerkseinheiten. Die großen können 10.{5}} Gallonen Öl haben. Das ist ein Schwimmbad voller Öl.
Leistungsschalter- Hochspannungs-Leistungsschalter verwenden häufig Öl zur Lichtbogenunterdrückung. Wenn man einen 230-kV-Stromkreis unter Last unterbricht, entsteht ein gewaltiger Lichtbogen. Öl hilft, es zu löschen.
Kondensatoren- Einige ältere Kondensatoren verwendeten dielektrische Flüssigkeit. Die meisten neueren Geräte verwenden etwas anderes, aber es gibt immer noch alte Geräte.
Kabel-Ölgefüllte-Kabel waren früher üblich für die unterirdische Stromübertragung. Rohr mit Kabel im Inneren, gefüllt mit Öl unter Druck. Wir lassen diese auslaufen, aber in Großstädten gibt es sie immer noch.
Immersionskühlung für Computer- Das ist neuer und irgendwie cool. In Rechenzentren werden ganze Server in dielektrische Flüssigkeit getaucht. Keine Lüfter erforderlich, viel bessere Kühlung. Ich habe im Jahr 2023 eine Anlage besichtigt, in der ich dies getan habe. Es ist seltsam zu sehen, wie ein Motherboard einfach … in klarem Öl liegt … normal funktioniert.
Elektrofilter- Industrielle Luftfiltration. Sie nutzen Hochspannung, um Teilchen aufzuladen. Zur Isolierung der Hochspannungsteile ist eine dielektrische Flüssigkeit erforderlich.
Medizinische Ausrüstung-Röntgengeräte-, einige Arten von Bildgebungsgeräten. Überall dort, wo Sie Hochspannung auf kleinem Raum benötigen.
Erodiermaschinen- Elektroerosionsbearbeitung. Sie schneiden Metall mit kontrollierten Funken unter Wasser. Nun, technisch gesehen unter dielektrischer Flüssigkeit.
Ich habe auch einmal gesehen, wie dielektrische Flüssigkeit als Hydraulikflüssigkeit verwendet wurde. Das war… interessant. Und wahrscheinlich keine gute Idee, aber es hat funktioniert. Guy war in einer Notlage und es war, was er hatte. Empfehle es nicht.
Sicherheitshinweise, die Ihnen niemand sagt (bis jemand verletzt wird)
Richtig, also werde ich ehrlich zu dir sein. Dielektrische Flüssigkeiten sind im Vergleich zu vielen Industriechemikalien ziemlich sicher. Aber sie sind nicht harmlos.
Mineralöl:
Für manche Menschen leicht hautreizend
Atmen Sie den Dampf nicht ein, wenn er heiß ist (kann Kopfschmerzen und Übelkeit verursachen)
Rutschig wie die Hölle (ich habe gesehen, wie drei Leute ausrutschten und fielen)
Wenn es brennt, sollte es nicht so leicht Feuer fangen, aber wenn doch, verwenden Sie kein Wasser. Verwenden Sie Schaum oder CO2.
Der heiße Dampf kann in Ihrer Lunge kondensieren. Das ist schlecht.
Silikonflüssigkeiten:
Bei normalen Temperaturen praktisch ungiftig
Aber wenn sie brennen (und das brennt nicht so leicht), enthalten die Verbrennungsprodukte Formaldehyd und andere unangenehme Stoffe
Auch extrem rutschig
Schwer zu reinigen (mischt sich nicht mit Wasser, verdunstet nicht)
Esterflüssigkeiten:
Im Allgemeinen sicher, aus Gemüse hergestellt, oder?
Kann bei manchen Menschen allergische Reaktionen hervorrufen (insbesondere wenn Sie allergisch gegen Soja/Samen sind)
Zersetzt sich in Gegenwart von Wasser/Sauerstoff schneller
Die Abbauprodukte können sauer sein und Metalle angreifen
Fluorkohlenwasserstoffe:
Größtenteils ungiftig-
But some are greenhouse gases (GWP >10000)
Die ordnungsgemäße Entsorgung ist teuer
Allgemeine Sicherheitshinweise:
Tragen Sie Handschuhe. Ich weiß, dass es schmerzhaft ist, aber Transformatoröl an den Händen gelangt überall hin. Ihr Telefon, Ihr Lenkrad, Ihr Mittagessen. Trage einfach die verdammten Handschuhe.
Augenschutz bei Probenahmen oder Arbeiten an unter Druck stehenden Geräten. Ich habe gesehen, wie ein Mann sein Gesicht mit heißem Transformatoröl vollgespritzt hat, als ein Ventil ausgefallen ist. Ihm ging es gut, aber es hätte schlimm sein können.
Richtige Belüftung in geschlossenen Räumen. Öldampf ist schwerer als Luft und sammelt sich an tiefen Stellen. Ich habe gesehen, wie Menschen in Transformatorgewölben ohnmächtig wurden, weil sie den Dämpfen ausgesetzt waren.
Wissen Sie, womit Sie arbeiten. Alte Geräte können Leiterplatten enthalten, auch wenn sie anders gekennzeichnet sind. Testen Sie zuerst.
Sorgen Sie für einen Auffangbehälter für verschüttete Flüssigkeiten. Wenn ein Transformator ausfällt, können schnell Hunderte von Gallonen auslaufen. Sie brauchen Bermen, Rückhaltesysteme, absorbierende Materialien.
Ich habe einmal auf einen Transformatorausfall reagiert, bei dem 500 Gallonen Mineralöl in einen Regenwasserabfluss gelangten. Es erreichte einen Bach, bevor wir es aufhalten konnten. Die Reinigungskosten beliefen sich auf über 200.000 US-Dollar. Die EPA war NICHT glücklich. Das Unternehmen erhielt eine Geldstrafe von 75.000 US-Dollar.
Alles nur, weil die Eindämmungsmauer einen Riss hatte, den niemand bemerkte.
Tests und warum Ihr Transformator gestorben ist
Das ist die Sache mit dielektrischen Flüssigkeiten: Sie altern. Sie verschlechtern sich. Das Öl selbst mag in Ordnung sein, aber es sammelt Verunreinigungen an:
Feuchtigkeit (vom Atmen durch Lüftungsöffnungen)
Partikel (durch Abnutzung)
Säuren (durch Oxidation)
Gelöste Gase (durch Teilentladung und Überhitzung)
Wir testen auf all diese Dinge. Oder wir sollten es tun. Viele Orte führen nicht regelmäßig genug Tests durch und sind dann überrascht, wenn ein Transformator ausfällt.
Tests, die wir durchführen:
Spannungsfestigkeit- Wie viel Spannung hält es aus? Sollte für gutes Öl 30+ kV betragen. Unter 20 kV und ich mache mir Sorgen. Unter 15 kV muss dieses Gerät JETZT behandelt werden.
Ich teste dies mit einem tragbaren Testset. Anlegen einer Spannung von 3 kV pro Sekunde bis zum Durchbruch. Machen Sie es dreimal und ermitteln Sie den Mittelwert der Ergebnisse. Dauert etwa 10 Minuten. Kann Ihnen einen Transformatorausfall im Wert von 100.000 US-Dollar ersparen.
Analyse gelöster Gase (DGA)- Das ist das Gute. Wenn die Transformatorisolierung durchbricht oder Lichtbögen entstehen, entstehen Gase. Diese lösen sich im Öl auf. Wir extrahieren sie und analysieren:
Wasserstoff (H2) - allgemeine Überhitzung, Korona
Methan (CH4) - leichte Überhitzung
Ethan (C2H6) - überhitzt ~300 Grad
Ethylen (C2H4) - überhitzt ~500 Grad +
Acetylen (C2H2) - Lichtbogenbildung
Kohlenmonoxid/Dioxid - Zelluloseabbau
Jedes Gas erzählt eine Geschichte. Hoher Acetylengehalt? Es liegt ein Lichtbogen vor. Hoher Ethylengehalt? Schwere Überhitzung. Viel CO? Ihre Papierisolierung kocht.
Ich habe Transformatorprobleme aus der Ferne diagnostiziert, indem ich mir einfach die DGA-Ergebnisse angesehen habe. „Ihr Acetylen hat einen Wert von 300 ppm? Es gibt einen losen Kontakt, der einen Lichtbogen im Inneren erzeugt. Schalten Sie ihn ab.“
Feuchtigkeitsgehalt- Sollte für eine gute Isolierung unter 35 ppm liegen. Über 50 ppm sinkt die Spannungsfestigkeit erheblich. Über 100 ppm und Sie fordern Ärger.
Feuchtigkeit dringt durch Belüftungsöffnungen, durch Dichtungen oder durch den Ausfall der Isolierung ein. Es ist ein ständiger Kampf.
Ich sah einen Transformator, der zwei Jahre lang ungenutzt gestanden hatte. Niemand hat es gewartet, die Entlüftungsöffnung war kaputt, Feuchtigkeit drang ein. Der Feuchtigkeitsgehalt betrug über 200 ppm. Die Spannungsfestigkeit betrug 8 kV. Wir konnten es nicht einmal sicher mit Strom versorgen. Musste das Öl zurückgewinnen und trocknen. Hat drei Tage gedauert.
Säuregehalt (Neutralisationszahl)- Misst den Säuregehalt. Frisches Öl hat etwa 0,01 mg KOH/g. Über 0,15 beginnt es zu oxidieren. Über 0,40 ist eine deutliche Verschlechterung zu verzeichnen.
Leistungsfaktor/Verlustfaktor- Wie viel Energie das Öl als Wärme verschwendet. Neues Öl<0.05%. Above 0.5% at 90°C and there's contamination.
Grenzflächenspannung- Misst die Oberflächenspannung an der Öl--Wasser-Grenzfläche. Klingt seltsam, ist aber ein guter Indikator für Oxidationsprodukte. Frisches Öl beträgt 40+ Dyn/cm. Unter 25 ist es degradiert.
Wir führen diese Tests jährlich bei kritischen Geräten durch, alle 2-3 Jahre bei weniger kritischen Geräten. Einige Orte testen vierteljährlich. An manchen Orten wird nie getestet.
Ratet mal, welche mehr Ausfälle haben?
Der Umweltaspekt (es ist kompliziert)
Okay, hier wird es chaotisch. Aus ökologischer Sicht.
Mineralöl:
Hergestellt aus fossilen Brennstoffen (schlecht für den CO2-Fußabdruck)
Es dauert Jahrzehnte, bis es in der Umwelt biologisch abgebaut wird
In großen Mengen giftig für Wasserorganismen
Verschüttungen sind schwerwiegende Umweltvorfälle
ABER: relativ stabil, produziert normalerweise keine schädlichen Abbauprodukte
Natürliche Ester:
Hergestellt aus nachwachsenden Rohstoffen (gut!)
Schnell biologisch abbaubar (über 90 % in 28 Tagen)
Geringere Umwelttoxizität
ABER: erfordert Landwirtschaft (Landnutzung, Wasser, Pestizide)
Die Verarbeitung verursacht eigene Kosten für die Umwelt
Synthetische Ester:
Im Labor-hergestellt (energieintensiv)
Variable biologische Abbaubarkeit
Im Allgemeinen besser als Mineralöl
Aber die Produktion verursacht Umweltkosten
Silikone:
Nicht wirklich biologisch abbaubar
Aber es entstehen auch keine giftigen Abbauprodukte
Sehr stabil in der Umgebung (gut und schlecht)
Fluorkohlenwasserstoffe:
Viele davon sind starke Treibhausgase
Kann jahrzehntelang in der Atmosphäre verbleiben
Ich versuche, die schlimmsten auszumerzen
Auf der Suche nach Alternativen
Die Realität ist, dass es keine perfekte Lösung gibt. Jeder Typ hat Kompromisse.
Ich habe an einem Projekt gearbeitet, bei dem wir 50 Transformatoren von Mineralöl auf natürlichen Ester umgerüstet haben. Die PR war großartig – „100 % biologisch abbaubar!“ „Umweltfreundlich!“ Das Unternehmen erhielt Auszeichnungen.
Aber niemand erwähnte:
Das Mineralöl musste entsorgt (verbrannt) werden
Der natürliche Ester kostete dreimal mehr
Es erforderte häufigere Tests und Wartung
Die Transformatoren liefen etwas heißer
Der Ester stammte aus Sojabohnen, die irgendwo angebaut wurden (wir haben nicht zu sehr nachgefragt)
War es insgesamt besser für die Umwelt? Wahrscheinlich. Vielleicht. Ich weiß es ehrlich gesagt nicht. Die Lebenszyklusanalyse wäre kompliziert.
Was ich weiß, ist, dass die Vermeidung von Verschüttungen wichtiger ist als die Art der Flüssigkeit. Ein gut gewartetes Mineralölsystem mit ordnungsgemäßer Eindämmung ist besser als ein natürliches Estersystem, das undicht ist.
Alternativen und Technologie
Es passieren einige interessante Dinge:
Trockentransformatoren-- Überhaupt keine Flüssigkeit. Zur Kühlung Luft oder Gas verwenden. Funktioniert gut für kleinere Einheiten, aber die Effizienz sinkt bei großen. Anfangs teurer, aber keine flüssige Wartung.
Vakuumisolierung- Verwenden Sie anstelle von Flüssigkeit Vakuum. Klingt verrückt, aber es funktioniert. Hauptsächlich für Spezialanwendungen.
Nanofluid-Dielektrika- Hinzufügen von Nanopartikeln zu herkömmlichen Flüssigkeiten zur Verbesserung der Eigenschaften. Noch weitgehend im Forschungsstadium, aber vielversprechend. Ich habe Testergebnisse gesehen, die eine 30–40 % bessere Wärmeübertragung zeigen. Könnte kleinere Transformatoren ermöglichen.
Bio-basierte Flüssigkeiten- Jenseits von Estern. Betrachtet man Flüssigkeiten aus Algen-, modifizierte Pflanzenöle und andere erneuerbare Quellen? Die Herausforderung besteht darin, die Leistung und Kosten herkömmlicher Flüssigkeiten zu erreichen.
SF6-Alternativen- Da SF6 ein schreckliches Treibhausgas ist, wird viel an Alternativen gearbeitet. Trockene Luft mit hohem Druck, Stickstoff/CO2-Gemische, neue synthetische Gase mit geringerem GWP.
Bessere Überwachung- Online-Sensoren für kontinuierliche Überwachung. DGA-Sensoren, die Gase in Echtzeit analysieren. Feuchtigkeitssensoren. Überall Temperatursensoren. Ziel ist es, Ausfälle vorherzusagen, bevor sie eintreten.
Ich teste seit einem Jahr ein Online-DGA-System. Es ist ziemlich cool – jede Stunde wird der Gasraum abgetastet, Daten werden an die Cloud gesendet und es wird gewarnt, wenn etwas nicht stimmt. An einem Samstag um 2 Uhr morgens wurde ein beginnender Fehler festgestellt. Dieser Transformator wäre am Montagmorgen ausgefallen, wenn wir nicht die Warnung erhalten hätten.
Die Kosten sind immer noch hoch (5.000–10.000 US-Dollar pro Einheit), sinken jedoch. Ich wette, dass dies in 5 bis 10 Jahren bei wichtigen Geräten zum Standard gehören wird.
Was ich eigentlich empfehle
Ich werde ehrlich zu dir sein.
Wenn Sie einen neuen Transformator angeben:
Indoor-Standort? Verwenden Sie Silikon oder synthetischen Ester. Beißen Sie den sauren Apfel bei den Kosten. Das Brandrisiko lohnt sich nicht.
Standort im Freien mit guter Eindämmung? Mineralöl ist in Ordnung. Es funktioniert.
In der Nähe von umweltsensiblen Gebieten? Natürlicher Ester.
Budget kein Thema? Synthetischer Ester oder trockener-Typ.
Wenn Sie vorhandene Geräte warten:
TESTEN SIE IHR ÖL. Mindestens jährlich. Vierteljährlich für kritische Themen.
Führen Sie detaillierte Aufzeichnungen. Verfolgen Sie Trends. Ein schlechtes Testergebnis könnte eine Anomalie sein. Ein Trend ist ein Problem.
Wechseln Sie das Öl, bevor es wirklich schlimm wird. Der Versuch, stark degradiertes Öl zurückzugewinnen, ist teuer.
Beheben Sie Lecks sofort. Aus kleinen Lecks werden große Lecks.
Entlüftungsöffnungen sind wichtig. Verwenden Sie Trockenmittelbelüfter und wechseln Sie diese regelmäßig.
Die Temperatur ist wichtig. Hot Spots töten Transformatoren. Überwachen Sie die Temperaturen.
Wenn es sich um alte Geräte handelt:
Gehen Sie von nichts aus. Etiketten lügen. Testen Sie es.
Bei Baujahren vor 1980 ist besondere Vorsicht bei Leiterplatten geboten.
Alt bedeutet nicht gleich schlecht. Ich habe Transformatoren aus den 1950er Jahren gesehen, die immer noch gut funktionierten, weil sie gut-instandgehalten wurden.
Manchmal ist eine Nachrüstung mit neuer Flüssigkeit sinnvoll. Manchmal ist ein Austausch besser. Rechnen Sie nach.
Was Sie NICHT tun sollten:
Mischen Sie keine Flüssigkeitstypen, es sei denn, Sie wissen wirklich, was Sie tun
Verwenden Sie kein Autoöl oder Hydraulikflüssigkeit als Transformatoröl (ja, ich habe gesehen, wie jemand dies versucht hat)
Ignorieren Sie Testergebnisse nicht
Überspringen Sie nicht die Wartung, um Geld zu sparen
Gehen Sie nicht davon aus, dass „es seit 20 Jahren in Ordnung ist“ bedeutet, dass es auch noch 20 Jahre in Ordnung sein wird
Oh, und wenn du rennstSenkerodierenMaschinen achten Sie auf die Qualität Ihrer dielektrischen Flüssigkeit. Ich habe gesehen, wie Geschäfte Elektroden durchbrannten, weil ihre Flüssigkeit verunreinigt war. Filtern Sie es. Testen Sie es. Diese Flüssigkeit erfüllt die gleiche Aufgabe wie Transformatoröl – sie isoliert und sorgt gleichzeitig für die Wärme- und Lichtbogenunterdrückung. Es gelten die gleichen Grundsätze. Machen Sie es nicht billig.