ASTM D6786 Partikelzählung in mineralischen Isolierölen mit automatischen optischen Partikelzählern

Die Norm „ASTM D6786 Standard Test Method for Particle Counting in Mineral Insulating Oils Using Automatic Optical Particle Counters“ der American Society for Testing and Materials (ASTM) beschreibt ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Partikelkonzentration und Partikelgrößenverteilung in mineralischen Isolierölen. Dieses Verfahren eignet sich für die Prüfung von Ölen mit Viskositäten von 6 bis 20 mm2/s bei 40 °C. Dieses Prüfverfahren ist spezifisch für automatische Partikelanalysatoren für Flüssigkeiten, die das Lichtlöschprinzip verwenden.

Partikel im Isolieröl können sich je nach Partikelgröße, Konzentration und Struktur negativ auf die dielektrischen Eigenschaften der Flüssigkeit auswirken. Diese Partikel können von externen Verunreinigungen, Ölabbauprodukten oder internen Materialien wie Metallen, Kohlenstoff- oder Zellulosefasern stammen.

Partikelzählungen geben einen allgemeinen Hinweis auf den Verschmutzungsgrad und können bei der Beurteilung des Zustands bestimmter Arten von elektrischen Geräten hilfreich sein. Partikelzählungen können auch zur Bestimmung der Filtereffizienz bei der Ölverarbeitung verwendet werden.

Wenn genauere Informationen über die Struktur der Partikel benötigt werden, sollten andere Tests wie Metallanalysen oder Faseridentifizierung und -zählung durchgeführt werden.

Isolieröle kühlen und isolieren Transformatoren, Hochspannungskondensatoren und andere elektrische Geräte elektrisch. Selbst Partikel in diesen Flüssigkeiten, selbst wenn sie mit bloßem Auge nicht erkennbar sind, können die Leistung und Lebensdauer des Öls beeinträchtigen und teure Systemkomponenten beschädigen. Dieses Prüfverfahren ermittelt die Partikelanzahl und -verteilung in Isolierflüssigkeiten. Mithilfe eines automatisierten optischen Partikelzählers werden die Partikelanzahlen in den Größenklassen mindestens 4 µm, 6 µm, 10 µm, 14 µm, 21 µm, 38 µm und 70 µm ermittelt.

Zur Partikelanalyse werden die Proben in geeigneten Partikelfläschchen aufbewahrt. Das Probenfläschchen wird geschüttelt, um die Partikel im Öl neu zu verteilen. Anschließend wird das Öl in einen automatischen Partikelzähler gegeben, wo die Partikelanzahl und -größenverteilung mithilfe des Lichtdämpfungsprinzips bestimmt wird.

Wenn Partikel den Sensorbereich des Geräts passieren, wird die Lichtmenge, die den Detektor erreicht, blockiert. Dieses Signal wird anhand einer Kalibrierung mit einer NIST-rückführbaren Flüssigkeit in einen äquivalenten reflektierten Bogendurchmesser umgewandelt.

Während des Tests können verschiedene Störungen auftreten:

• Schmutzige Umgebungsbedingungen und unsachgemäße Handhabung können die Probe leicht verunreinigen. Es muss darauf geachtet werden, dass die Testergebnisse nicht durch eindringende Partikel beeinträchtigt werden.
• Luftblasen im Öl können als Partikel gezählt werden und zu falsch positiven Ergebnissen führen. Durch Bewegung oder Schütteln der Probe gelangen Luftblasen in das Öl. Diese werden mithilfe eines Vakuum- oder Ultraschallbads dispergiert.
• Schwebendes oder freies Wasser im Öl kann die Partikelanzahl beeinflussen.
• Zu hohe Partikelkonzentrationen im Öl führen zu Überlappungs- oder elektronischen Sättigungsfehlern oder beidem. Die Grenzwerte sind in der Norm ISO 11171 festgelegt und werden in der Regel vom Gerätehersteller bereitgestellt.

Eine genaue Probenahme ist für die Partikelanalyse entscheidend. Eine Probe sollte gemäß ASTM D923 aus der zu testenden Flüssigkeit entnommen werden.

ASTM D6786 bietet ein Standardverfahren zur Bestimmung der Konzentration und Größenverteilung von Partikeln in mineralischen Isolierölen. Diese Prüfmethode ist entscheidend für die Bewertung der Qualität und Leistung von Isolierölen, die in elektrischen Geräten wie Transformatoren verwendet werden, wo Partikelverunreinigungen die dielektrischen Eigenschaften erheblich beeinträchtigen können.

Diese Norm legt ein Verfahren zur Messung der Partikelkonzentration und Größenverteilung in mineralischen Isolierölen mit Viskositäten zwischen 6 mm²/s und 20 mm²/s bei 40 °C fest. Dieser Test ist spezifisch für automatische Partikelanalysatoren für Flüssigkeiten, die das Lichtunterdrückungsprinzip verwenden und genaue und reproduzierbare Ergebnisse liefern.

Partikel im Isolieröl, wie z. B. externe Verunreinigungen, Ölabbauprodukte oder interne Materialien (z. B. Metalle, Kohlenstoff- oder Zellulosefasern), können die dielektrischen Eigenschaften des Öls beeinträchtigen. Vorhandensein, Größe und Konzentration dieser Partikel können die Leistung elektrischer Geräte beeinträchtigen. ASTM D6786 bietet ein allgemeines Maß für den Verschmutzungsgrad, das nützlich ist für:

• Beurteilung des Gerätezustands: Partikelzählungen helfen dabei, den Zustand bestimmter elektrischer Geräte zu beurteilen und potenzielle Probleme durch Verunreinigungen zu identifizieren.
• Bewertung der Filtrationseffizienz: Mit dieser Methode wird ermittelt, wie effektiv Filtrationssysteme bei der Ölverarbeitung Partikel entfernen.
• Anleitung zur weiteren Analyse: Während Partikelzählungen einen allgemeinen Überblick über die Kontamination bieten, werden für eine detaillierte Partikelcharakterisierung spezifischere Tests wie Metallanalysen oder Faseridentifizierungen empfohlen.

Die Standardtestmethode ASTM D6786 umfasst die folgenden Schritte:

• Probenentnahme: Die Probenentnahme erfolgt in partikelfreien, für die Analyse geeigneten Flaschen gemäß der Norm „ASTM D923 Standard Practices for Sampling Electrical Insulating Liquids“, um eine externe Kontamination zu verhindern.
• Probenvorbereitung: Die Probenflasche wird geschüttelt, um die Partikel gleichmäßig im Öl zu verteilen.
• Partikelanalyse: Öl wird mit einem automatischen Partikelzähler analysiert, der das Prinzip der Lichtextinktion nutzt. Partikel blockieren das Licht beim Durchgang durch die Detektionszone, und die Abnahme der Lichtintensität wird in einen äquivalenten projizierten Felddurchmesser umgerechnet. Diese Messung wird mit einer NIST-rückführbaren Flüssigkeit, beispielsweise einer ISO-Medium-Teststaubsuspension, kalibriert.
• Kalibrierung: Der Partikelzähler wird mit einer NIST-rückverfolgbaren Flüssigkeit oder einer gemäß der Norm ISO 11171 vorbereiteten Sekundärprobe kalibriert, um die Genauigkeit zu gewährleisten.

ASTM D6786 wird häufig in der Wartung elektrischer Geräte, insbesondere Transformatoren, eingesetzt, bei denen die Qualität des Isolieröls entscheidend ist. Durch die Überwachung der Partikelkontamination können Betreiber:

• Es kann einen dielektrischen Durchschlag durch übermäßige Partikel verhindern.
• Es kann Wartungspläne optimieren, indem es feststellt, wann eine Ölfilterung oder ein Ölwechsel erforderlich ist.
• Kann die Einhaltung der Industriestandards für elektrische Isolierflüssigkeiten gewährleisten.

Die Norm ASTM D6786 ist wichtig, da sie sich direkt auf die Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit von elektrischen Geräten wie Transformatoren auswirkt, die auf mineralischen Isolierölen basieren. Die Hauptgründe für ihre Bedeutung sind:

• Gewährleistet die dielektrische Leistung: Partikel wie Schmutz, Metall, Kohlenstoff oder Zellulosefasern im Isolieröl können die dielektrische Festigkeit des Öls verringern und das Risiko von Lichtbögen oder Durchschlägen erhöhen. Dieser Standard misst Partikelkonzentration und -größe, um sicherzustellen, dass das Öl seine isolierenden Eigenschaften behält, die für die Zuverlässigkeit der Geräte entscheidend sind.
• Überwacht den Gerätezustand: Partikelzahlen geben Aufschluss über den Verschmutzungsgrad elektrischer Geräte, der auf Verschleiß, Abnutzung oder Ausfälle hindeuten kann. Hohe Partikelzahlen können auf Probleme wie Verschleiß interner Komponenten oder Ölverschlechterung hinweisen. So können Betreiber Probleme beheben, bevor sie zu kostspieligen Ausfällen führen.
• Bewertet die Filtrationseffizienz: Dieser Standard bewertet, wie gut Filtersysteme bei der Ölverarbeitung Verunreinigungen entfernen. Dies stellt sicher, dass Wartungsprozesse wie die Ölrückgewinnung effektiv sind, die Lebensdauer der Geräte verlängert und Ausfallzeiten reduziert werden.
• Verhindert kostspielige Ausfälle: Verunreinigtes Öl kann Transformatorausfälle verursachen und teure Reparatur- oder Austauschkosten verursachen. Regelmäßige Partikelzählungen nach diesem Standard helfen, Verunreinigungen frühzeitig zu erkennen und ermöglichen so eine vorbeugende Wartung, um katastrophale Geräteausfälle zu verhindern.
• Unterstützt Industriestandards: Die standardisierte Methode liefert branchenübergreifend konsistente und wiederholbare Ergebnisse und erleichtert die Einhaltung von Vorschriften und Qualitätskontrollanforderungen für Isolieröle, die in Hochspannungsanwendungen verwendet werden.
• Leitet weitere Analysen: Partikelzählungen bieten einen Überblick über die Kontamination und verdeutlichen gleichzeitig die Notwendigkeit spezifischer Tests (z. B. Metallanalyse oder Faseridentifizierung), wodurch gezielte Wartungsstrategien ermöglicht werden.

Kurz gesagt: Die Aufrechterhaltung der Qualität mineralischer Isolieröle ist entscheidend für den Schutz elektrischer Geräte, die Optimierung der Wartung und die Gewährleistung der Betriebssicherheit und Effizienz in Branchen, die auf Hochspannungssysteme angewiesen sind.

ASTM D6786 ist daher ein grundlegender Standard zur Bewertung der Partikelverunreinigung in mineralischen Isolierölen und zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Sicherheit elektrischer Geräte. Durch die Bereitstellung einer konsistenten Methode zur Partikelzählung unterstützt sie die Industrie bei der Herstellung hochwertiger Isolieröle und der Optimierung der Geräteleistung.

Unser seit vielen Jahren tätiges Unternehmen verfolgt die weltweiten Entwicklungen in Wissenschaft und Technologie aufmerksam und führt mit einem qualifizierten Team und einer umfassenden Infrastruktur Tests, Messungen und Analysen in zahlreichen Bereichen für Unternehmen aller Branchen durch. In diesem Zusammenhang bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Standardtestmethode ASTM D6786 zur Partikelzählung in mineralischen Isolierölen mit automatischen optischen Partikelzählern an.