Wie verhält man sich bei einem Gasalarm der Transformatorlampe?

— Ein maßgeblicher Leitfaden von globalen Wartungsexperten

Der Leichtgasalarm in einem Transformator ist ein wichtiges Frühwarnsignal in Stromversorgungssystemen. Als eine der wichtigsten nichtelektrischen Schutzfunktionen für Transformatoren signalisiert die Aktivierung des Leichtgaskontakts in einem Buchholzrelais direkt eine anormale Gasbildung im Inneren des Transformators. Wird dieser Alarm ignoriert oder falsch behandelt, kann dies zu beschleunigter Isolationsverschlechterung, Ausbreitung latenter Fehler und letztendlich zu kostspieligen Transformatorausfällen oder sogar katastrophalen Unfällen führen. Dieser Leitfaden, basierend auf den Normen IEC 60599 und IEEE C57.104, bietet ein klares und praxisorientiertes globales Reaktionsverfahren.

Inhalt

1. Das Kernprinzip der leichten Gaswarnanlage verstehen: Warum sind Gase wichtige Indikatoren?

Wenn sich Transformatorisolationsmaterialien (wie Isolieröl und feste Isolierungen wie Papier oder Pressspan) unter elektrischer, thermischer oder mechanischer Belastung zersetzen, entstehen verschiedene Fehlergase, darunter Wasserstoff (H₂), Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆), Ethylen (C₂H₄), Acetylen (C₂H₂), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO₂). Die Produktionsrate und Zusammensetzung dieser Gase dienen als „Fingerabdruck“ zur Identifizierung von Fehlerarten (Teilentladungen, Überhitzung, Lichtbogenbildung) und deren Schweregrad.

Das Buchholz-Relais ist an der Ölleitung zwischen dem Transformatorkessel und dem Ausgleichsbehälter installiert. Wenn sich langsam Gas in der oberen Gaskammer des Relais ansammelt, sinkt der Ölstand, wodurch schließlich der Schwimmer- oder Reed-Schalter des Warnsystems für leichtes Gas ausgelöst wird. Dieses Verfahren dient primär der Erkennung von Störungen im Frühstadium oder kleineren Fehlern mit geringer Gasbildung, die noch keine starken Störungen des Ölflusses verursacht haben.

2. Mögliche Ursachen für einen leichten Gasalarm: Von häufig bis schwerwiegend

Das Verständnis der Ursachen ist die Grundlage für die Formulierung von Gegenmaßnahmen:

● Nicht-verwerfungsbedingte Gasansammlung (am häufigsten):

(1)Air Rückstand nach Ölbefüllung/Filtration: Nach Inbetriebnahme Bei größeren Wartungsarbeiten kann gelöste oder Restluft in der Gaskammer langsam entweichen. Diese Gase bestehen hauptsächlich aus Stickstoff (N₂) und Sauerstoff (O₂), Fehlergase sind nur in geringen oder gar keinen Mengen vorhanden.
(2)Öltemperaturabfall oder Ölstandsabfall: Eine reduzierte Last, die zu niedrigeren Öltemperaturen oder normalen Ölstandsschwankungen führt (z. B. durch Entlüftungswirkung), kann gelöste Luft freisetzen, die sich im Relais ansammelt. Dies tritt häufiger in Regionen mit ausgeprägten tageszeitlichen oder saisonalen Lastschwankungen auf.
(3)Geringfügige Dichtungsleckage: Durch geringfügige Unterdrucklecks kann Luft langsam in den Transformator gesaugt werden.

● Frühstadien oder energiearme Verwerfungen:
(1)Überhitzung bei niedrigen Temperaturen (<150°C):Verursacht durch Kern  Ausgleichsströme entstehen durch Mehrfacherdung, Wirbelstromerwärmung in der Struktur oder lose Schraubverbindungen. Hauptsächlich entstehen H₂, CH₄ und C₂H₆.
(2)Überhitzung bei mittleren Temperaturen (150 °C–300 °C):Verursacht durch erhöhten Kontaktwiderstand in Stufenschaltern, lose Wicklungsverbindungen oder verstopfte Ölkanäle. Produziert hauptsächlich H₂, CH₄, C₂H₄ und C₂H₆.
(3)Teilentladungen mit niedriger Energie:Beispiele hierfür sind Blasenentladungen in Öl, Gasspaltenentladungen in Isolierpapier oder Entladungen mit schwebendem Potenzial. Dabei entstehen hauptsächlich H₂ und geringe Mengen CH₄.
(4)Geringfügige Alterung der Feststoffisolierung:Es entstehen CO und CO₂ (Hinweise auf eine Verschlechterung der Papierisolierung). Bei gleichzeitiger Überhitzung können sich auch Kohlenwasserstoffgase bilden.

Tabelle 1: Häufige Ursachen für Gasalarme und Schlüsselfehlergase an Transformatoren

3. Standardisierter Reaktionsprozess: Sicherheit, Diagnose, Entscheidung (gemäß den Best Practices von IEC/IEEE)

Grundprinzip: Sofort reagieren, vorsichtig diagnostizieren, Fehlurteile vermeiden und niemals blindlings zurücksetzen!

● Schritt 1: Alarm bestätigen und kritische Parameter aufzeichnen
(1)Signal prüfen: Prüfen Sie das Buchholz-Relais auf ein leichtes Gas    Alarm (angezeigt durch lokale/ferne Signale) und Ausschluss von Fehlalarmen (z. B. lose Klemmen oder Relaiskontaktflattern).
(2)Wichtige Parameter des Datensatzes: Notieren Sie die Alarmzeit, den Transformatorlaststrom, die Öl-/Wicklungstemperaturen, die Umgebungstemperatur, die Systemspannung und die letzten Vorgänge (z. B. Stufenschaltereinstellungen).
(3)Überprüfen Sie das Relais: Beobachten Sie die Gasmenge (typischerweise 250–300 ml bei leichten Gasalarmen) und die Farbe (Luft ist farblos; Fehlergase können grau, schwarz oder entzündlich erscheinen). Nicht sofort entlüften!

● Schritt 2: Umfassende externe Prüfung und vorläufige Analyse

(1)Ölstandskontrolle: Stellen Sie sicher, dass der Ölstand im Ausgleichsbehälter normal ist. Abweichende Ölstände können Alarme auslösen oder Fehler verschlimmern.
(2)Atemkontrolle: Überprüfen Sie die Farbe des Silicagels (blau = wirksam; rosa = feuchtigkeitsgesättigt) und die Atmungsaktivität. Verstopfungen können zu einem Unterdruckeintritt führen.
(3)Dichtigkeitsprüfung:Prüfen Sie Dichtungen, Ventile und Flansche auf Ölspuren oder Leckagen.
(4)Erkennung von abnormalen Geräuschen: Verwenden Sie ein Stethoskop, um nach inneren Geräuschen zu suchen (z. B. nach zischenden Entladungen oder einem summenden Geräusch durch Überhitzung).
(5)DGA-Geschichte im Überblick:Vergleichen Sie aktuelle Berichte zur Analyse gelöster Gase (DGA), um Gastrends und Produktionsraten zu beurteilen.

● Schritt 3: Entscheidende Maßnahme – Sichere Entnahme von Gas- und Ölproben
(1)Gasprobenahme: Verwenden Sie eine Spritze oder einen Gasbeutel, um Gas aus dem Entlüftungsventil des Relais zu entnehmen (beachten Sie die Herstellerangaben). Vermeiden Sie Verunreinigungen durch die Luft oder eine Entzündung (Acetylen ist entzündlich!). Notieren Sie Probenahmezeitpunkt und -menge.
(2)Ölprobenahme:Sammeln Sie Öl aus dem unteren Ventil für die DGA-Analyse. Verwenden Sie saubere, luftdichte Behälter.
(3)Labortests:Senden Sie Proben zur Gaschromatographie (Analyse von H₂, CH₄, C₂H₂ usw.) an ein nach IEC 60599 oder ASTM D3612 zertifiziertes Labor.

● Schritt 4: Entscheidungsfindung auf Grundlage der Diagnoseergebnisse
(1)Ergebnis 1: Größtenteils Luft (N₂, O₂ > 70 %, minimaler Fehler)   Maßnahmen: Gase sicher ablassen, Alarm zurücksetzen, Leckagen beheben und die Umgebung genau überwachen.
(2)Ergebnis 2:Signifikante Störungsgase (H₂, Kohlenwasserstoffe, CO)
Maßnahmen: Last reduzieren, Überwachung intensivieren, Abschaltung vorbereiten, Experten hinzuziehen und Reparaturen planen.

4. Präventive Strategien für leichte Gasalarme

(1)Regelmäßige DGA-Überwachung (abgestimmt auf

IEC/IEEE Standards).
(2)Zustandsorientierte Instandhaltung (CBM)

DGA Trends und Online-Überwachung.
(3)Streng1OilUmgang Verfahren (Vakuum                              Entgasung / Dehydratisierung gemäß IEC 60422).
(4)Aufrechterhaltung der Dichtheit (Dichtungen, Entlüftungsöffnungen, Druckentlastungseinrichtungen prüfen).
(5)Erweiterte Betriebsüberwachung (Öl-/Wicklungstemperaturen, Lastströme).

Zusammenfassend

Ein leichter Gasalarm ist ein wichtiger „Gesundheitsindikator“ für Transformatoren. Die Einhaltung dieses IEC/IEEE-basierten Prozesses – schnelle Reaktion, gründliche Inspektion, präzise Probenahme, fachkundige Analyse und datengestützte Entscheidungen – kann verhindern, dass kleinere Probleme sich verschlimmern. Proaktive DGA-Überwachung und vorbeugende Wartung sind entscheidend für die Zuverlässigkeit.

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