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AUSHEIZEN VON ö lTRANSFORMATOREN
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DLA PRZEMYSŁU
elektrycznego
K R A K O W , u!, św . Ftnny 1,
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AKTIENGESELLSCHAFT
ELEKTRISCHE
FUR
INDUSTRIE
W IEN—W EIZ
Weizer Werke, M ontagehalle II.
as Öl hat bei seinen elektrotechnischen An­
w endungen die Funktion eines K ühlm ittels und eines
Isolators zu erfüllen. Sorgfältig gereinigtes Öl hat ein
D urchschlagsfestigkeit von 100—200 kV/cm. D urch W asser­
aufnahm e sinkt die D urchschlagsfestigkeit rapid bis auf
etw a den 10 ten Teil vorstehender Ziffern. Bei einem
W assergehalt von etw a 0,01% ist das Öl m it W asser
gesättigt, m engt sich also mit neu hinzutretendem W asser
nicht m ehr und v erliert auch nicht w eiter an D urchschlags­
festigkeit. U nzureichend niedrige Festigkeitsziffern sind
jedoch lange vor dem S ättigungspunkt erreicht, da die
F estigkeit unverhältnism äßig rascher sinkt als der W asser­
gehalt steigt.
Die R einigung des Öles kann durch F i l t r i e r e n , durch
Z e n t r i f u g i e r e n oder durch A u s h e i z e n (Erhitzen mit
oder ohne Vakuum ) erfolgen. Die W irkung der F i l t e r ­
p r e s s e b eru h t darauf, daß jeder F aserstoff die physi­
kalische E igenschaft hat, W asser gieriger als Öl aufzusaugen,
wobei aufgesaugtes Öl durch W asser sofort v erd rängt wird.
Das F ilterpapier wird feucht, das Öl trocken. Die F ilterpresse
D
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beseitigt das W asser und alle m echanischen Suspensionen
aus dem Öl in höchst vollkom m ener W eise, da eine
gleichzeitige E rhitzung, welche Ö lzersetzungen begünstigen
könnte, nicht stattzufinden b raucht. Das Z e n t r i f u g i e r e n
des Öles im w arm en Z ustand stellt heute wohl die
vollkom m enste Ö lreinigungsm ethode dar, da durch diesen
Prozeß W asser und U nreinigkeiten bis auf kaum nach­
w eisbare Spuren en tfernt w erden. Beide V erfahren sind
jedoch bloß Ö l-R einigungsverfahren und ganz ohne Ein­
fluß auf die in den Faserstoffen der W icklung absorbierte
Feuchtigkeit, welche sich nach dem oben G esagten durch
trockenes Öl nicht v erd rän g en läßt. Um die Feuchtigkeit
aus den W icklungen des T ransform ators herauszubringen,
ist eine E r h i t z u n g des Öles und des ganzen T ransform ators
notw endig und nebenbei die A nw endung des V akuum s
außerordentlich erw ünscht, da T em peraturen von m ehr
als 120° C die Güte des Öles gefährden und T em peraturen
u n te r 120° C bei norm alem L uftdruck eine genügend weit­
gehende B eseitigung der W icklungsfeuchtigkeit nicht im m er
bew irken. Das Vakuum beseitigt in noch w irksam erer
W eise als die erhöhte T em peratur auch L uftblasen, welche
in der W icklung beim Füllen Zurückbleiben konnten. In
u n serer F abrik w erden alle T ransform atoren u n ter Vakuum
b ei gleichzeitiger E rw ärm ung
in
den sogenannten
V akuum öfen getrocknet.
N orm aler W eise w erden unsere Ö ltransform atoren
u n d H ochspannungsapparate mit W icklungen u n ter ö l,
ölgefüllt geliefert. Da selbst bei vollkom m en einw andfreier
A bdichtung des K astens auf dem T ransport oder bei längerer
L agerung Feuchtigkeit ins Öl gelangen kann, em pfiehlt es
sich, vor der Inbetriebsetzung das Öl auf Feuchtigkeit zu
untersuchen. Dies geschieht in einfachster W eise durch
die Spratzprobe. Man entnim m t eine Probe aus den
u n tersten Ölschichten und fängt diese in einem gut
gesäu b erten und gut ausgetrockneten G efäß (Becherglas,
E prouvette) auf. W enn m an einen glühenden E isendraht
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in diese Ölprobe eintaucht, so w ird bei V orhandensein
von F euchtigkeit auch die geringste Spur W asser durch
ein deutliches K nistern w ahrgenom m en w erden. Es g ehört
eine gew isse B eobachtungsgabe dazu, um dieses K nistern
von dem zischenden G eräusche zu unterscheiden, das
im m er aüftritt, w enn m an einen glühenden E isendraht auch
in vollkom m en trockenes Öl eintaucht. Die Feststellung
des W assergehaltes kann auch so erfolgen, daß m an
das Öl in einer E prouvette (Becherglas) auf ca. 120° C
erw ärm t. Bei V orhandensein von Feuchtigkeit tritt das
.gleiche knisternde G eräusch auf wie bei der Probe m it
dem glühenden D raht. Diese Probe bleibt aber nu r ein
grober B eh elf; in w ichtigen Fällen sind feinere M ethoden
anzuw enden. Die E ntscheidung soll dann einem L aborato­
rium sbefund V orbehalten bleiben.
Bei K onstatierung von Feuchtigkeit, sei es gelegentlich
der Inbetriebsetzung, sei es gelegentlich einer Neufüllung,
ist der T ransform ator oder H ochspannungsapparat m it
Ölfüllung, unbedingt auszuheizen. W ar der T ransform ator
längere Zeit aus dem Ölbad gehoben (wenn auch n u r
teilw eise) oder längere Zeit au ß er Betrieb, ist ebenfalls
A usheizen unbedingt erforderlich.
A) Trocknen des Öls von M esswandlern, Erdungs­
drosseln, Kleintransformatoren etc.
1. B is zu e in e m Ö lin halt von 100—150 kg.
Die T rocknung erfolgt am besten im Sandbad ü b er
offenem Feuer, wobei die T em peratur des Öles in
den heißesten Schichten 100° C nicht überschreiten
soll. Der Deckel ist dabei ca. 1 bis 2 cm über den
K astenrand
zu
heben, dam it
die verdam pfte
Feuchtigkeit gut und rasch ohne K ondensw asserbildnng entw eichen kann. A uf diese A rt wird die
F euchtigkeit nicht n u r aus dem Öl, sondern auch aus
der W icklung und den K onstruktionsteilen entfernt.
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Um sich ü b er den Fortschritt des A usheizprozesses
ein Bild zu m achen, sind in Z eitabständen von
m ehreren S tunden S pratzproben vo rzu n eh m en ; das
Auskochen ist bis zur vollständigen Trocknung fo rt­
zusetzen. Hiebei ist große V orsicht nötig, dam it die
entw eichenden Öldäm pfe nicht F eu er fangen, da der
entstehende B rand schw er löschbar ist und den A pparat
vernichtet.
2. B e i e in e m Ö linhalt von ü b er 150 kg.
Das A usheizen erfolgt hier am zw eckm äßigsten auf
elektrischem W ege und zw ar u n te r V erw endung von
A usheizw iderständen; w enn diese M öglichkeit nicht
besteht, ist nach P u n k t 1 vorzugehen.
B) Trocknen des Öles und der W icklung von
Transformatoren bis 1600 kVA und mehr,
wenn die M öglichkeit des Ausheizens m ittels
Öldurchflußkochers nicht gegeben ist.*)
1. A u sh e iz en m it H eizw id erstä n d en :
wie u n ter A 2.
2 .1m K urzschluß:
a) G e tre n n te s A usheizen o d e r Z e n trifu g ie re n b ei s e h r
feu c h tem Öl. D ieser V organg erstreck t sich einerseits
auf das Trocknen des Öles durch H eizw iderstände (oder
Zentrifugieren bei einer T em peratur von ca. 100° C),
anderseits parallel dazu auf das elektrische Trocknen
der T ransform atorw icklung au ß er Öl in K urzschluß­
schaltung. Das A usheizen durch den K urzschlußstrom
ist jedoch m it einiger Vorsicht durchzuführen, dam it
nicht durch U nachtsam keit die Bew icklung v erb ren n t.
Ein an der O berfläche der W icklung angebrachtes
T herm om eter soll höchstens bis auf 70° C ansteigen.
Der A usheizstrom (ca. 50 bis 7 0 % des Nennstrom es)
*) Siehe P unkt C
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ist bei E rreichung dieser T em peratur zu unterbrechen
und e rst w ieder einzuschalten, wenn die W icklung
sich auf etw a 60° C abgekühlt hat. Eine Zeitdauer
von 10 Stunden dürfte in den m eisten Fällen für dieses
A usheizen genügen. Nun kann der so vorgew ärm te
T ransform ator in seinen ebenfalls m it heißem Öl
gefüllten K asten eingebracht werden.
Die anzuschließende zweite P hase der Trocknung
erfolgt nun ebenfalls im K urzschluß und erfordert eine
Zeit von ca. 24 bis 48 S tunden. D ieser Vorgang h at den
Zweck, nicht n u r die allerletzten Reste von W asser aus­
zutreiben, sondern es soll hier hauptsächlich die beim
E intauchen des T ransform atorgestelles in das Öl m it­
gerissene Luft, die sich in versteck ten W inkeln aufhält,
durch W ärm e (V olum svergrößerung und E rzeugung
einer Ölzirkulation) en tfern t w erden. Die therm ische
W irkung, welche durch A usdehnen der Lufthohlräum e
L uftblasen zum Entw eichen bringt, ist durch zeitw eises
Bew egen (Heben, Senken, D rehen um geringe B eträge)
zu unterstützen.
b) A usheizen d e r W icklung u n d des Öles zusam m en.
W o eigene H eizw iderstände fehlen, geschieht das
Trocknen des Öles lediglich durch die W icklung
des T ransform ators im Kurzschluß. Die A usheizzeit
m uß hier ca. 48 bis 72 Stunden (eine bestim m te Zeit
läßt sich nicht angeben) w ähren. B eendet erscheint
dieser Prozess, w enn kein A ufsteigen von L uftbläschen
m ehr beobachtet wird. Das A usheizen im K urzschluß
geschieht dadurch, daß m an die U nterspannungs­
w icklung kurzschließt und die O berspannungsw icklung
an eine Strom quelle anschließt, deren Spannung der
am Leistungsschild des T ransform ators angegebenen
K urzschlußspannung u ngefähr gleichkom m t. In den
W icklungen des T ransform ators fließt dann annähernd
d er V ollaststrom . Die erzeugte H eizleistung entspricht
ca. den W icklungsverlusten bei Vollast. Gibt die zur
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V erfügung stehende Strom quelle zu hohe Spannung,
so kann m an eine zu hohe S trom aufnahm e des T ran s­
form ators dadurch verhindern, daß m an die U nter­
spannungsw icklung nicht unm ittelbar, sondern ü b er
W iderstandsdrähte, event. E isendrähte, kurzschließt.
Bei D rehstrom transform atoren ist darauf zu achten,
daß diese drei D rähte gleichen W iderstand haben.
Zur K ontrolle der S trom stärke em pfiehlt es sich,
entw eder in die kurzgeschlossene U nterspannungs­
w icklung oder auch in die O berspannungsw icklung
ein A m perem eter einzuschalten. Ist dagegen die v o r­
handene H eizspannung zu klein, so kann durch
Umhüllen des T ransform atorkastens m it Plachen die
A bkühlung verm indert und die Ö ltem peratur d ah er
erhöht w erden, welche M aßnahm e eventuell bei T ran s­
form atoren m it S elbstkühlung auch trotz richtig ge­
w ählter K urzschlußspannung erforderlich ist, da die
durch die W icklungsverluste gegebene H eizleistung
sonst nicht ausreicht, um die erforderliche T em p eratu r
zu erzielen. Dam it die verdam pfte F euchtigkeit ohne
K ondensw asserbildung rasch entw eichen kann, ist der
T ransform atordeckel um 3 bis 5 cm anzuheben oder
m an schafft durch H erausschrauben der Isolatoren auf
dem Deckel die notw endigen A tm ungslöcher.
Bei T ransform atoren m it A usdehnungsgefäß m uß
w ährend des A usheizens dieses en tfernt u n d ent­
sprechend Öl abgelassen w erden, w elches separat
zu trocknen ist (durch H eizw iderstände oder event.
durch vorsichtiges E rw ärm en ü b er offenem F e u e r
durch einige Stunden).
C) Ausheizen von Transformatoren über 1600kVA
m ittels Öldurchflußkochers.
am
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G rößere T ransform atoren (über 1600 kVA) w erden
besten m ittels u n se re r Ö ldurchflußkocher aus-
getrocknet, die w ir in A usführung als D am pfkocher,
(Dam pfheizung) m it elektrischem A ntrieb fü r Öl- und
V akuum pum pe oder als rein elektrische Kocher
(elektrische Heizung) unseren Kunden leihweise zur
V erfügung stellen. Beide Kocher sind fah rb ar fü r
B espannung m it 2 P ferden eingerichtet. Das Gewicht
des elektrischen D urchflußkochers b e trä g t ca. 3’5 t,
des D am pfdurchflußkochers ca. 4 t. Beim Dam pfkocher
w ird das Öl durch eine Heizschlange gepum pt, welche
in einem D am pfraum eingebaut ist. Beim elektrischen
K ocher wird
das Öl durch einen Rohrschlauch
getrieben, der als kurzgeschlossene W icklung eines
T ransform ators ausgebildet ist. Ein R eguliertrans­
form ator erm öglicht die richtige E instellung der
H eiztem peratur. Beide A nlagen besitzen eine E vakuier­
einrichtung zum A bsaugen der Däm pfe aus dem
T ransform ator, je eine F iltriereinrichtung zum Reinigen
des Öles, von m echanischen V erunreinigungen und
je eine Ö lprüfeinrichtung fü r 60 kV m ax. P rü f­
spannung, welche es erm öglicht, das ausgeheizte Öl
bis zu 200 kV/cm D urchschlagsfestigkeit zu erproben.
Die ganzen Ö lm anipulationen (Heizen, F iltrieren und
Ölprüfen) können ohne Ö lverlust vorgenom m en werden.
Die V erw endung des eingebauten Ö lprüfapparates
ist von der „ELIN“ erstm alig angew endet w orden und n u r
die dadurch gegebene ständige Kontrolle v erb ü rg t eine
richtige Ausheizung.
Jede V akuum einrichtung ist m it einem einstellbaren
V akuum ventil ausg estattet, durch w elches das V akuum
der Festigkeit des T ransform atorkessels angepaßt w erden
kann. Die A usheizdauer fällt mit zunehm endem Vakuum .
J e d e r T ransform atorkasten ist bis zu einem gew issen
G rade evakuierbar. Von 500 kVA aufw ärts w erden alle
u n sere T ranform atorkessel so au sg estattet, daß sie an
eine V akuum -Ö lkocheinrichtung angeschlossen w erden
können.
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Die M otoren, sowie die Ö lprüfanlage des Dam pf­
kochers können an 110, 220 und 380 Volt angeschlossen
w erden, der elektrische Kocher an 180, 220, 310 und
500 Volt bei 42 bis 50 Per.
D er K raftverbrauch des elektrischen D urchfluß­
kochers b e trä g t ca. 60 kVA, des D am pfkochers ca. 5 kVA.
Mit A n g e b o te n auf e le k tr is c h - o d e r dam pf g e h e iz te
Ö ld u rch flu ß k och er d ie n e n w ir ü b er W unsch.
J . & S. 1764 II. 28.