Feuchtigkeitstoleranz von MIDEL 7131

Feuchtigkeitstoleranz

MIDEL 7131 besitzt eine sehr hohe Feuchtigkeitstoleranz und kann deshalb ohne Beeinträchtigung seiner dielektrischen Eigenschaften weit mehr Wasser absorbieren als Mineralöl oder Silikonflüssigkeit. MIDEL 7131 kann auch mehr Wasser einschließen und dadurch den Alterungsprozess von Zellulose verlangsamen. Bei Mineralöl besteht die Gefahr, dass dieses Wasser als Kondensation freigesetzt wird.

Bedeutung der Feuchtigkeitstoleranz bei Transformatoren:

4Durchschlagfestigkeit - sinkt bei zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt

4 Geschwindigkeit der Papieralterung - steigt mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt

4Blasenformung während Überlastungen - Blasen bilden sich bei niedrigeren Temperaturen und hohem Feuchtigkeitsgehalt des Papiers

4Kondensation beim Abkühlen - Gefahr des Freisetzens von freiem Wasser aus Mineralöl

Durchschlagfestigkeit

Abb. 1 zeigt die Durchschlagspannung bei Raumtemperatur von MIDEL 7131, natürlichem Ester, Mineralöl und Silikonflüssigkeit bei zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt. Dies veranschaulicht, dass selbst eine geringe Wassermenge in Mineralöl und Silikonflüssigkeit die Durchschlagspannung schnell senkt.Demgegenüber hält sich die Durchschlagspannung von MIDEL 7131 auch bei einer Feuchtigkeit von mehr als 600 ppm bei über 75 kV.

Papieralterung

Die Papieralterung steht in direkter Verbindung mit dem Wassergehalt. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass die Lebensdauer von Papier für jedes zusätzliche Prozent (1 %) Wassergehalt in der Zellulose um bis zu ein Zehnfaches abnimmt. Mit zunehmender Alterung setzt die Zellulose Wasser frei und beschleunigt den Alterungsprozess. Daher ist es wichtig, dass die Zellulose möglichst trocken gehalten wird.

MIDEL 7131 kann mehr Feuchtigkeit einschließen als Mineralöl. Dadurch kann die Wassermenge im Papier und infolgedessen die Alterungsrate reduziert werden.

Anhand von Feuchtegleichgewichtskurven kann nachgewiesen werden, dass mit MIDEL 7131 bei 60°C ein Wasseranteil in der Flüssigkeit einem Wasseranteil in der Zellulose von 1,1 % entsprechen würde. Bei derselben Temperatur würde Mineralöl mit einem Wassergehalt von 20 ppm zu einem Wasseranteil in der Zellulose von 2,6 % führen. Die zusätzlichen 1,5 % Feuchtigkeit verkürzen die Zellulose-Lebensdauer auf mindestens ein Zehntel ihrer normalerweise zu erwartenden Lebensdauer.

Blasenbildung bei Überlastung

Blasen in dielektrischen Flüssigkeiten sind elektrisch schwach und daher unerwünscht. Gemäß IEC 60076-14 steht die Temperatur der Blasenentwicklung in direktem Zusammenhang mit dem Feuchtigkeitsgehalt der Zellulose.

Während Überlastphasen steigt die Temperatur von mit Papier umwickelten Leitern und erhöht die Gefahr, dass kritische Temperaturen zur Blasenbildung erreicht werden. Bei einem Wassergehalt im Papier von 2,6 % bilden sich bei einer Temperatur von 130°C Blasen. Bei einem Wassergehalt von 1,1 % bilden sich Blasen erst bei 165°C. Da MIDEL 7131 Papier trockener halten kann, ist die Sicherheitsspanne bei einer Überlastung größer.

Kondensation während des Abkühlens

Bei Mineralöl kann Wasser beim Abkühlen des Transformators von Betriebs- auf Umgebungstemperatur freigesetzt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Mineralöl eine niedrige Sättigungsgrenze für Feuchtigkeit aufweist, die mit sinkender Temperatur abnimmt. MIDEL 7131 hat eine viel höhere Sättigungsgrenze und erreicht den Sättigungspunkt daher erst unter sehr viel anspruchsvolleren Bedingungen.

Läuft beispielsweise ein mit Mineralöl gefüllter Transformator mit einem Papier- Wasser-Anteil von 1,5 % bei 90°C, würde der Wassergehalt des Mineralöls 65 ppm betragen. Wird der Transformator dann abgeschaltet, würde das Wasser dazu tendieren, im Mineralöl zu verbleiben. Bei 20°C beträgt die Sättigungsgrenze von Mineralöl 55 ppm. Das Mineralöl wäre also zu 118 % gesättigt und würde freies Wasser in den Transformator abgeben. Auch die Durchbruchspannung des Mineralöls wäre sehr niedrig und die Ausfallgefahr beim Neustart somit erhöht.

Unter denselben Bedingungen besäße MIDEL 7131 bei 90°C einen Wassergehalt von rund 700 ppm. Die Sättigungsgrenze für MIDEL 7131 bei 20°C beträgt 2700 ppm. Selbst wenn das gesamte Wasser im MIDEL 7131 verbleiben würde, wäre es nur zu 26 % gesättigt. Es gäbe also kein freies Wasser und die Durchbruchspannung wäre nach wie vor sehr gut.

Test zum Feuchtigkeitsgehalt

Die Normen für den Feuchtigkeitsgehalt neuer und in Gebrauch befindlicher Flüssigkeiten sind Tabelle 1 zu entnehmen. Das neue MIDEL 7131 wird gemäß sehr hohen Standards mit einem typischen Feuchtigkeitsgehalt von 50 ppm hergestellt.

MIDEL 7131 bleibt bis zu 400 ppm nach wie vor innerhalb des Spezifikationsbereichs. Im Gegensatz dazu befindet sich Mineralöl bei etwas über 300 ppm außerhalb des Spezifikationsbereichs. Dies wirkt sich unmittelbar auf die Auswertung des Feuchtigkeitsgehalts aus. Wenn der Transformator eine Anlage zur Feuchtigkeitsüberwachung beinhaltet, sollten die Toleranzeinstellungen entsprechend reguliert werden.

Entfernung von Feuchtigkeit

Sollte der Feuchtigkeitsgehalt den für den Betrieb empfohlenen Höchstwert übersteigen, können die gleichen Verfahren und Ausrüstung, die zum Entfernen von Feuchtigkeit aus Mineralöl verwendet werden, auch zum Entfernen von Feuchtigkeit aus MIDEL 7131 genutzt werden. Beispiele sind Molekularsiebe und Vakuumfilter.

Weitere Informationen zu den Vorteilen von MIDEL 7131 für die Feuchtigkeitstoleranz und Verlängerung des Anlagenlebens erhalten Sie vom technische Team von uns unter  info@mv-lub.de.