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Wodurch kommt es zu Überhitzungen bei Transformatoren?

18. Feb 2020 | Thermografie

Intakte Kühlrohre tragen entscheidend zum Schutz von Transformatoren vor Überhitzung bei. Transformatoren sind besonders gegenüber Überhitzung empfindlich, da sie Spannungen zwischen Stromkreisen herauf- oder heruntertransformieren und hiermit verbundene Energieverluste im Kern und in den Windungen des Transformators als Wärme auftreten. Die entstehende Wärme kann die Isolierung beschädigen und zum Ausfall des Transformators führen.

Eine einfache und leichte Möglichkeit zur Überprüfung, ob die Kühlrohre die Wärme wirksam ableiten, besteht in der Untersuchung der Kühlrohre mit einer Wärmebildkamera.

Einsatz einer Wärmebildkamera Fluke TiX580 in einem Umspannwerk

Kühlrohre bei Elektroanlagen mit Ölfüllung funktionieren nach dem einfachen Prinzip der Konvektionskühlung. Während das Öl um die Wicklungen im Inneren des Transformators zirkuliert, erhöht sich die Temperatur des Öls und die Dichte nimmt ab. Je höher die Öltemperatur, desto geringer die Dichte des Öls, das aufgrund der geringeren Dichte nach oben steigt. Während sich das Öl abkühlt, erhöht sich dessen Dichte, sodass das Öl nach unten sinkt und dadurch ein natürlicher Zirkulationskreislauf entsteht.

Wie erkennt man, ob Kühlrohre heiß sind?

Wärmebildkameras eignen sich ideal zur Untersuchung der Anordnungen von Kühlrohren, da diese üblicherweise eine große Oberfläche haben. Dadurch sind sie gut zu sehen und können mit einer Wärmebildkamera von außerhalb des Gefahrenbereichs aus aufgenommen werden.

Vier Reihen von Kühlrohren an einem Transformator

In der Abbildung sind links drei Reihen von Kühlrohren mit einer als normal anzusehenden Wärmeverteilung dargestellt. An der vierten Kühlrohrreihe ist eine Anomalie bei der Wärmeverteilung sichtbar. In der vierten Kühlrohrreihe zirkuliert kein Öl. Ursachen hierfür können sein:

  • zu wenig Öl im System
  • Verstopfung oder geschlossenes Ventil
  • falsch eingestellte Komponenten der Anlage

Was ist bei einem überhitzten Kühlrohr zu tun?

Unabhängig von der Ursache müssen Anomalien der Wärmeverteilung bei den Kühlrohren gemeldet und eine entsprechende Fehlersuche durchgeführt werden. Wird nichts unternommen, sinkt die Kühlkapazität der Rohre, wodurch erhebliche Schäden am Transformator entstehen können. Falls Sie mit der Wärmebildkamera eine derartige Wärmeverteilung feststellen, sollten Sie dies unverzüglich melden, damit daraus keine kritischen Situationen entstehen.

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