EN IEC 60156 Isolierflüssigkeiten – Bestimmung der Durchschlagspannung bei Netzfrequenz – Prüfverfahren

EN IEC 60156 Isolierflüssigkeiten – Bestimmung der Durchschlagspannung bei Netzfrequenz – Prüfverfahren

Die von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) entwickelte und später im Rahmen von Harmonisierungsbemühungen als europäische Norm veröffentlichte Norm „EN IEC 60156 Isolierflüssigkeiten – Bestimmung der Durchschlagspannung bei Netzfrequenz – Prüfverfahren“ beschreibt das Verfahren zur Bestimmung der dielektrischen Durchschlagspannung von Isolierflüssigkeiten bei Netzfrequenz. Dieses Prüfverfahren wird in einer speziellen Vorrichtung durchgeführt, in der die Ölprobe einem ansteigenden Wechselstromfeld ausgesetzt wird, bis es zum Bruch kommt.

EN IEC 60156 Isolierflüssigkeiten – Bestimmung der Durchschlagspannung bei Netzfrequenz – Prüfverfahren

Das beschriebene Verfahren ist für alle Arten von Isolierflüssigkeiten mit einer Nennviskosität bis zu 350 mm² /s bei 40 °C anwendbar . Es eignet sich sowohl für die Abnahmeprüfung ungebrauchter Flüssigkeiten bei Anlieferung als auch zur Bestimmung des Zustands von Proben, die im Rahmen der Anlagenüberwachung und -wartung entnommen werden.

Die Norm EN IEC 60156 ist erforderlich, um die elektrische Isolationsleistung von Transformatorenölen und anderen Isolierflüssigkeiten zu bewerten, die in Leistungstransformatoren, Schaltanlagen, Leistungsschaltern, Drosselspulen und Hochspannungseinrichtungen verwendet werden. Diese Norm findet breite Anwendung bei Transformatorenherstellern, Energieversorgungsunternehmen, Prüflaboratorien und Instandhaltungsorganisationen.

Der Hauptzweck der Norm EN IEC 60156 besteht darin, die Spannung zu bestimmen, bei der ein Isolierfluid unter Einwirkung eines zunehmenden Wechselstromfeldes einen elektrischen Durchschlag erleidet. Die gemessene Durchschlagspannung gibt Aufschluss über den Zustand des Isolierfluids und hilft bei der Beurteilung seiner Eignung für folgende Anwendungen:

  • Inbetriebnahme neuer elektrischer Anlagen.
  • Routinemäßige Qualitätskontrolle
  • Vorbeugende Wartung
  • Transformator-Statusüberwachung
  • Ölraffinerie-Verifizierung
  • Abnahmeprüfung neu gelieferter Isolieröle

Die Durchschlagspannung ist einer der wichtigsten Indikatoren für die Isolationsqualität. Normalerweise verhindert eine Isolierflüssigkeit den Stromfluss zwischen stromführenden Leitern. Mit steigender Spannung...

  • Das elektrische Feld innerhalb der Flüssigkeit verstärkt sich.
  • Die Schadstoffe werden elektrisch aktiv.
  • Es bilden sich mikroskopische Entladungskanäle (Ströme).
  • Schließlich entsteht ein leitfähiger Pfad.
  • Im Elektrodenabstand bildet sich ein Lichtbogen.

Die Spannung, bei der dies geschieht, wird als dielektrische Durchschlagspannung bezeichnet. Eine höhere Durchschlagspannung deutet im Allgemeinen auf eine bessere elektrische Isolation hin.

Die Norm EN IEC 60156 umfasst Folgendes:

  • Mineralische Transformatorenöle
  • Isolierflüssigkeiten aus natürlichen Estern
  • Synthetische Esterflüssigkeiten
  • Silikon-Dichtungsflüssigkeiten
  • Andere Isolierflüssigkeiten, die in elektrischen Geräten verwendet werden.

Dieser Standard gilt auch für Folgendes:

  • Neue Isolierflüssigkeiten
  • Gespeicherte Fette
  • Öle, die aus in Betrieb befindlichen Transformatoren gewonnen werden
  • Isolierflüssigkeiten für Schaltanlagen
  • Öle für Leistungsschalter

Diese Norm dient nicht der vollständigen Beurteilung des Ölzustands, sondern bewertet die Durchschlagsfestigkeit als Schlüsseleigenschaft. Der Test misst die Spannung, die erforderlich ist, um einen elektrischen Durchschlag zwischen zwei standardisierten, in eine Isolierflüssigkeit eingetauchten Elektroden zu erzeugen. Der Testablauf umfasst folgende Schritte:

  • Füllen Sie einen sauberen Testbehälter mit der Ölprobe.
  • Positionierung standardisierter Elektroden innerhalb eines festgelegten Bereichs.
  • Anlegen einer Wechselspannung mit der Netzfrequenz (typischerweise 50 oder 60 Hz).
  • Die Spannung mit gleichmäßiger Geschwindigkeit erhöhen.
  • Zur Aufzeichnung der Fehlerspannung.
  • Wiederholen Sie den Test mehrmals.
  • Berechnung der durchschnittlichen Durchbruchspannung.

Für diese Prüfungen wird ein dielektrisches Durchschlagsprüfgerät benötigt, das aus folgenden Komponenten besteht:

  • Hochspannungstransformator
  • Automatischer Spannungsregler
  • Spannungsmesssystem
  • Fehlererkennungsschaltung
  • Testcontainer
  • Standard-Elektrodenanordnung
  • Sicherheitsbeamter

Moderne Geräte automatisch

  • Es erhöht die Spannung.
  • Es erkennt den Fehler.
  • Der Test wird abgebrochen.
  • Es speichert den Wert.
  • Es führt mehrere aufeinanderfolgende Tests durch.

Anstatt sich auf ein einzelnes Fehlerereignis zu stützen, erfordert dieser Standard mehrere aufeinanderfolgende Messungen an derselben Probe. Zwischen den einzelnen Tests

  • Die Lichtbogengase können sich zerstreuen.
  • Das Öl kann, wie angegeben, entweder vermischt oder ruhen gelassen werden.
  • Der Zustand der Elektroden wird überprüft.

Der zuletzt gemeldete Wert ist üblicherweise das arithmetische Mittel der Durchbruchspannungen.

Mehrere Faktoren können die Durchschlagsfestigkeit erheblich verringern:

  • Feuchtigkeit: Wasser ist die häufigste Ursache für eine Verringerung der Durchschlagspannung. Schon geringe Mengen können die Isolationsleistung erheblich beeinträchtigen.
  • Feststoffverschmutzung: Zum Beispiel
    • Papierfasern
    • Staub
    • Metallische Partikel
    • Kohlenstoffrückstände

Diese Partikel verstärken lokale elektrische Felder und begünstigen vorzeitiges Versagen.

  • Luftblasen: Eingeschlossene Luft erzeugt lokale Konzentrationen elektrischer Felder, die bei niedrigeren Spannungen Entladungen auslösen können.
  • Fettalterung: Gealterte Fette können Folgendes umfassen:
    • Oxidationsprodukte
    • Schlamm
    • Säuren
    • Abbauprodukte

Diese Verunreinigungen verringern die dielektrische Leistung.

  • Zustand der Elektroden: Schlecht polierte oder verunreinigte Elektroden können die Ergebnisse erheblich beeinträchtigen. Daher müssen die Elektroden sorgfältig gereinigt und überprüft werden.

Eine genaue Fettprobenahme ist entscheidend. Eine fehlerhafte Probenahme kann zu folgenden Problemen führen:

  • Geschlecht
  • Staub
  • Luftblasen
  • Verschmutzung

Dies führt zu künstlich niedrigen Durchschlagspannungen. Die Norm IEC 60475 wird häufig als Referenz für genaue Probenahmeverfahren herangezogen.

Die Norm EN IEC 60156 findet in folgenden Bereichen breite Anwendung:

  • Leistungstransformatoren
  • Verteiltransformatoren
  • Messwandler
  • Ölgefüllte Schaltanlagen
  • Hochspannungsdurchführungen
  • Leistungsschalter
  • Reaktoren
  • Kondensatoren
  • Programme zur Instandhaltung des Stromnetzes
  • Transformatorenölproduktion
  • Ölregenerationsanlagen

Die Norm EN IEC 60156 wird häufig verwendet, oft in Verbindung mit ergänzenden Normen für Isolieröle, darunter:

  • IEC 60422 Mineralische Isolieröle für elektrische Betriebsmittel – Inspektions- und Wartungsleitfaden.
  • IEC 60475 Probenahmeverfahren für Isolierflüssigkeiten.
  • IEC 60296 Flüssigkeiten für elektrotechnische Anwendungen - Mineralische Isolieröle für elektrische Geräte.
  • IEC 61125 Isolierflüssigkeiten - Prüfverfahren für die Oxidationsstabilität - Prüfverfahren zur Bewertung der Oxidationsstabilität von Isolierflüssigkeiten im Lieferzustand.
  • IEC 62021 Isolierflüssigkeiten – Bestimmung des Säuregehalts
  • IEC 60814 Isolierflüssigkeiten - Ölgetränktes Papier und gepresste Pappe - Wasserbestimmung durch automatisierte coulometrische Karl-Fischer-Titration.

Zusammen ermöglichen diese Normen eine umfassende Bewertung der Qualität von Isolierflüssigkeiten.

Die Norm EN IEC 60156 findet in folgenden Bereichen breite Anwendung:

  • Stromerzeugung
  • Übertragungsunternehmen
  • Verteilungsnetze
  • Transformatorenherstellung
  • Elektrowartungsunternehmen
  • Hochspannungslabore
  • Ölprüflaboratorien
  • Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien
  • Endüstriyel-Güç-Systeme

Isolationsfehler sind eine der Hauptursachen für Ausfälle von Transformatoren und Hochspannungsanlagen. Die Messung der Durchschlagspannung hilft, Feuchtigkeit, Verunreinigungen und Ölalterung frühzeitig zu erkennen, bevor es zu Isolationsfehlern kommt. Dadurch wird die Lebensdauer der Anlagen verlängert und die Wartungskosten gesenkt. Regelmäßige Prüfungen gemäß der Norm EN IEC 60156 unterstützen die vorausschauende Instandhaltung und verbessern die Zuverlässigkeit von Stromversorgungssystemen.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm EN IEC 60156 an.

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