Analyse der Farbe von Transformatorenöl mit spektralphotometrischen Instrumenten

Die Farbe und Klarheit des Transformatorenöls kann Elektroingenieuren viel über das Alter und die Qualität des Öls verraten. Bildquelle: Shutterstock-Benutzer ifong

Ein Ingenieur, der für ein Energieversorgungsunternehmen arbeitet, wird gebeten, zu überprüfen, ob die elektrischen Transformatoren vor Ort ordnungsgemäß funktionieren. Anstatt sich die Hardware der Transformatoren genau anzusehen oder einen Testlauf der Maschine durchzuführen, schaut sich der Ingenieur zunächst die Farbe und Klarheit des verwendeten Transformatorenöls an. Und warum? Weil die Farbe des Transformatorenöls dem Techniker viel darüber verrät, wie gut der Transformator derzeit funktioniert, und er selbst die kleinsten Anzeichen von Problemen erkennen kann, bevor das Gerät eingeschaltet wird. Öltests sind eine schnelle, einfache und kostengünstige Methode, um Betriebsprobleme in einem Transformator festzustellen; es ist vergleichbar mit der monatlichen Überprüfung des Öls eines Automotors, um sicherzustellen, dass der Motor ordnungsgemäß funktioniert.

Viele Energieversorgungsunternehmen prüfen häufig die Farbe und Qualität der von ihnen verwendeten Transformatorenöle, da hochwertige Öle ihre Transformatoren vor Schäden schützen können. Tatsächlich lassen sich mit Hilfe von Transformatorenöltests schätzungsweise 70 % der beginnenden Ausfälle in Transformatoren erkennen.1 Mit Hilfe der UV-Vis-Spektralphotometrie können Ingenieure und Betriebsleiter vor Ort schnell die Farbe von Transformatorenöl prüfen, um sicherzustellen, dass es den strengen Normen entspricht. Durch die regelmäßige Durchführung dieser Tests, entweder vor Ort oder unter Laborbedingungen, können Energieversorgungsunternehmen und andere Industriezweige, die auf Transformatoren angewiesen sind, sicherstellen, dass alle ihre Anlagen mit höchster Effizienz arbeiten.

Bestimmte Arten von Transformatorenölen setzen sich mit der Alterung des Öls am Boden des Transformators ab. Aus diesem Grund verfügen einige Versorgungsunternehmen über Ölfilter vor Ort, um Verunreinigungen im Öl zu entfernen. Bildquelle: Pexels-Benutzer Scott Webb

Farbe ist ein Zeichen für Alter und Reinheit des Öls

Transformatorenöl (oder Isolieröl) wird verwendet, um einen elektrischen Leistungstransformator während des normalen Betriebs kühl zu halten. Da die in elektrischen Transformatoren verwendete Spannung so hoch ist, kann die daraus resultierende Hitze den Kern und die Wicklung des Transformators beschädigen.2 Das Öl dient als schützende Flüssigkeitsbarriere für den Kern des Transformators, so dass die Elektrizität durchfließen kann, ohne den Kern zu überhitzen. Diese Öle verhindern auch die Oxidation der Zellulose-Isolierung der Wicklung, indem sie die Einwirkung von Sauerstoff im System begrenzen. Obwohl Transformatorenöl eine wichtige Rolle für die Funktion eines elektrischen Transformators spielt, kann es die Geräte auch beschädigen, wenn es nicht richtig gefiltert oder nicht häufig genug gewechselt wird.

Eine dunkle Färbung ist das erste Anzeichen dafür, dass das Transformatorenöl gewechselt oder gefiltert werden muss. Wenn das Öl altert, verändert es sich langsam von einer blassgelben, transparenten Farbe zu einem tiefbraunen, fast undurchsichtigen Farbton. Die meisten Transformatorenöle müssen mindestens alle sechs Monate gefiltert oder gewechselt werden, um Schäden am Transformator zu vermeiden. Die Prüfung der Ölfarbe ist eine der einfachsten Methoden, um festzustellen, wie alt das Öl ist und ob es noch einwandfrei funktioniert. Im Allgemeinen ist gelbes, orangefarbenes oder sogar leicht rötliches Öl frischer und funktioniert wie vorgesehen. Wenn das Öl altert, nimmt es eine braune oder schwarze Farbe an und seine Wirksamkeit lässt nach. Wenn Ingenieure oder Betriebsleiter diese wichtigen Farbveränderungen nicht erkennen, kann der Transformator anfälliger für Probleme wie Lichtbögen, Koronaentladungen, Überhitzung oder nachlassende Isolationsfestigkeit sein.3 Deshalb ist die Farbprüfung ein wesentlicher Schritt zur Erhaltung eines voll funktionsfähigen elektrischen Transformators.

Ohne eine sorgfältige Analyse der Ölfarbe kann bei einem Transformator eines der vielen oben genannten Probleme auftreten, was wiederum den normalen Betrieb stören und zu höheren Wartungskosten führen kann. Es ist in der Regel wesentlich kostengünstiger, die Ölfarbe regelmäßig zu prüfen, als einen Transformator zu reparieren, wenn er aufgrund von Überhitzung oder Lichtbogenbildung ausgefallen ist. Außerdem dauert die Reparatur von bereits beschädigten Geräten länger, was zu Verzögerungen im Betrieb führen kann. Durch die Prüfung der Farbe Ihres Transformatorenöls und die Standardisierung Ihres Farbmessprotokolls können Sie diese Probleme möglicherweise verhindern, bevor sie teurer werden.

Je dunkler und undurchsichtiger das Transformatorenöl ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass es den normalen Betrieb eines Transformators stört. Bildquelle: Pixabay-Benutzer Angelorosa

Analyse der Farbe von Transformatorenöl mittels Spektralphotometrie

Die spektrophotometrische Farbmessung ist bereits als hochpräzise Methode zur Prüfung der Farbe und Reinheit von Transformatorenöl anerkannt.4 Laut einer 2014 vom National Institute of Technology in Indien durchgeführten Studie sind UV-Vis-Spektrophotometer ein wirksames Instrument zur Analyse der Verschlechterungsrate von Transformatorenölen aufgrund von Alterung oder thermischer Belastung. Die Forscher, die die Studie durchführten, fanden heraus, dass Spektralphotometer in der Lage waren, die Farbe von Öl, das auf natürliche Weise im Feld gealtert war, die Farbe von im Labor gealtertem Öl und die Farbe von frischem Öl genau zu erkennen. Das Forscherteam bestätigte, dass der Anteil der aromatischen Kohlenwasserstoffe im Öl zunahm, je dunkler die Farbe des Öls wurde, was bedeutet, dass das Öl in der Praxis nicht mehr so gut isolieren konnte. Mit anderen Worten: Die Farbe stand in direktem Zusammenhang mit der Wirksamkeit des Öls und ermöglichte wichtige Einblicke in die Funktionsweise von Transformatoren, wenn sie mit der Präzision spektrophotometrischer Instrumente analysiert wurden.

Da Transformatorenöl aus Rohöl destilliert wird, können Sie die Saybolt- oder ASTM-Farbskala verwenden, um die Farbe des Öls genau zu bestimmen und festzustellen, ob sie innerhalb einer sicheren Toleranz liegt. Spektralphotometer sind in der Lage, Farbschwankungen zu quantifizieren und sie mit den Zahlen auf diesen beiden Farbskalen abzugleichen, so dass Sie eine klare Vorstellung vom Alter und der Qualität des Öls erhalten. Für welche Art von Spektralphotometer Sie sich entscheiden, hängt jedoch von den Anforderungen Ihrer Branche ab. Spektralphotometer im Transmissionsmodus können zum Beispiel die Farbe von transparenten und transluzenten Ölen messen, aber dies ist möglicherweise nicht das effektivste Instrument, wenn Sie mit Transformatorenöl arbeiten, da es je nach Alter des Öls von transparent bis undurchsichtig reicht. Ein Spektralphotometer, das sowohl im Transmissions- als auch im Reflexionsmodus arbeiten kann, ist die bessere Wahl für die Messung der Farbe von Transformatorenölen, da die Geräte das Öl in jedem Stadium seines Lebenszyklus messen können, vom klaren, blassen Gelb des frischen Öls bis zum dunklen, undurchsichtigen Braun des gealterten Öls.

Dank der Fortschritte in der Spektralphotometrie ist die genaue Farbmessung von Transformatorenölen und anderen Rohölprodukten ein einfaches, rationalisiertes Verfahren, das vom Bedienpersonal leicht durchgeführt werden kann. Mit diesen Werkzeugen können Sie die Farbe Ihrer Öle konsistent analysieren, damit Ihre Transformatoren mit maximaler Effizienz arbeiten, was die Lebensdauer der Transformatoren verlängern, kostspielige Reparaturen verhindern und unangenehme Ausfallzeiten vermeiden kann.

HunterLab-Zuverlässigkeit

Seit mehr als 60 Jahren arbeitet HunterLab eng mit der Öl- und Chemieindustrie zusammen, um ihre Farbmessprotokolle zu verfeinern und Farbveränderungen mit außergewöhnlicher Präzision zu erkennen. Durch den Einsatz modernster Technologie, einschließlich fortschrittlicher Farbmesssoftware, die Daten mit etablierten Industriestandards für Farbskalen vergleichen kann, stellen unsere Spektralphotometer das höchste Niveau der verfügbaren Farbanalyse dar. Kontaktieren Sie uns noch heute, um mehr über unsere renommierten Geräte zu erfahren, und lassen Sie uns Ihnen bei der Auswahl der richtigen Geräte für Ihre Bedürfnisse helfen.