DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE
IEC/TS 62332-1
Elektrische Isoliersysteme (EIS) - Thermische Prüfung kombinierter flüssiger und fester Komponenten - Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Electrical insulation systems (EIS) - Thermal evaluation of combined liquid and solid components - Part 1: General requirements
Einführungsbeitrag
Isoliersysteme aus Transformatoren in Kombination mit Isolierflüssigkeiten wurden in den letzten 100 Jahren im Wesentlichen nicht verändert und bestehen aus einer Kombination von auf Mineralöl und Zellulose basierten Papieren und Presspappen. Das duale Temperatur-Prüfverfahren liefert gegenüber früheren Methoden, die die traditionellen Lebensdauerkurven für thermisch stabiles und instabiles Zellulose-Papier abbilden, vergleichbare Ergebnisse.
Heutige Isoliersysteme verwenden meist Materialien unterschiedlicher thermischer Belastbarkeit. Außerdem sind die bisher gängigen Methoden für die Bewertung der thermischen Leistungsfähigkeit des Isoliersystems weniger geeignet. Früher beinhalteten die Verfahren zur Bestimmung der thermischen Belastbarkeit von Elektroisoliersystemen aus flüssigen und festen Isolierstoffen einen der folgenden beiden Prozesse:
- Altern von Material im "Sealed-Tube-Test" oder
- Altern des vollständigen Gerätes.
Die Alterung des vollständigen Gerätes ist unpraktisch, insbesondere bei größeren Produkten, wie zum Beispiel Leistungstransformatoren. Ebenso ist die Verwendung des Sealed-Tube-Alterns nicht praktisch, wenn Komponenten stark unterschiedliche thermische Fähigkeiten besitzen. Beispielsweise kann ein System aus einem festen Material mit RTI 200 °C zusammen mit einer Flüssigkeit mit einer thermischen Belastbarkeit von 130 °C nicht effizient getestet werden. Temperaturen für beschleunigtes Altern haben oft extrem lange Alterungszeiten für die festen Materialien. Darüber hinaus führen hohe Temperaturen für beschleunigtes Altern zu extremer oder sogar zu einer gefährdenden Alterung der Flüssigkeit.
Transformatoren für Hochgeschwindigkeitszüge, Windturbinen und Transformatoren mit alternativen Flüssigkeiten verwenden heute Materialien, die sich von Mineralöl-Zellulose-Systemen unterscheiden. Insbesondere haben diese Isoliersysteme oft Hotspot-Temperaturen oberhalb der Temperaturen für traditionelle Systeme.
(Bild 1)
Die Technische Spezifikation IEC/TS 62332-1 beschreibt eine Methode für die thermische Bewertung von Elektroisoliersystemen (EIS) für elektrotechnische Produkte mit kombinierten flüssigen und festen Komponenten. Sie gilt für elektrische Isoliersysteme (EIS), in denen die thermische Belastung der dominierende Alterungsfaktor ist. Die thermische Bewertung und Qualifizierung geschieht durch ein Dual-Temperatur-Prüfverfahren.
(Bild 2)
Das Dual-Temperatur-Prüfverfahren in dem Modell erlaubt, die festen Materialien getrennt von den Alterungstemperaturen der Flüssigkeit innerhalb eines Gerätes zu altern. Das Modell entspricht eher der Alterung eines elektrischen Isoliersystems im Betrieb, in dem die Festisolierung in der Nähe der aktiven Teile viel höheren Temperaturen ausgesetzt ist als das große Flüssigkeitsvolumen. Das Modell enthält alle primären EIS-Elemente im relativen Komponentenverhältnis, damit der Vergleich zu einem elektrotechnischen Produkt gewährleistet ist. Das Modell hat eine duale Temperatursteuerung, die die unabhängige Kontrolle der Temperaturen für die festen und flüssigen Komponenten ermöglicht.
Die internationale Technische Spezifikation IEC/TS 62332-1 soll in das Deutsche Normenwerk übernommen werden.
Bild 1: Dual-Temperatur-Zellen - unabhängige Kontrolle von Leitertemperatur und Öltemperatur
Bild 2: Alterungszelle Querschnitt
