ČSN EN 60422 Izolační olej v provozu

(zkrácený výtah)

(ve sporných případech viz originál normy)

ČSN EN 60422 pomáhá monitorovat a udržovat kvalitu oleje což je nezbytné k zabezpečení spolehlivého chodu olejem plněných elektrických zařízení.

Významné množství elektrických zařízení je dodáváno konečnému uživateli již naplněno minerálním olejem. V takových případech, když olej již přišel do kontaktu s izolačními a jinými materiály, již nemůže být považován za „nepoužitý olej“ ve smyslu ČSN EN 60296. Proto jeho parametry musí být považovány za ty, které se vztahují na „použitý olej“, dokonce i když zařízení nebylo uvedeno do provozu (ČSN EN 60422).

V tabulce jsou proto v sloupci Nový uvedeny doporučené limitní hodnoty pro minerální izolační oleje po naplnění do nového elektrického zařízení před uvedením do provozu. Podle místních nebo aktuálních zkušeností z průmyslu, oleje v provozu mohou být klasifikovány jako „dobrý“, „vyhovující“ nebo špatný, na základě vyhodnocení významných parametrů oleje. Doporučené limity těchto parametrů pro provedení opatření pro jednotlivé klasifikace jsou uvedeny v sloupci V provozu.

Izolační olej v provozu je vystaven působení tepla, kyslíku, vody a dalších katalyzátorů, které jsou všechny škodlivé vůči oleji. Pro udržování kvality oleje v provozu by měly být prováděny pravidelné odběry vzorků oleje a jeho analýzy. Jejich četnost a rozsah pro všechny kategorie zařízení je uveden v tabulce Doporučená četnost zkoušení.

V tabulce Doporučená opatření jsou uvedena doporučení, pokud je výsledek zkoušek mimo meze uvedených ve sloupci V provozu v tabulkách jednotlivých kategorií zařízení. Žádné opatření by nemělo být provedeno na základě jednoho výsledku a jediné vlastnosti. Opakování vzorků je doporučeno tam, kde výsledek vypadá neobvykle ve srovnání s trendem předchozích získaných výsledků.

Tab. 1 Doporučená četnost zkoušení

Vlastnost Kategorie zařízení
O A B C D E F G
Skupina 1
(Rutinní zkoušky) – roky
1 – 2 1 – 3 1 – 4 2 – 6 1 – 2 2 – 6 2 – 6 2 – 6
Skupina 2
(Doplňkové zkoušky)
Tyto zkoušky mohou být prováděny periodicky, ale méně často než rutinní zkoušky. Četnost bude záviset na typu oleje, jeho stáří a zařízení. První (vztažné body) měření by se mělo uskutečnit na novém nebo opraveném zařízení před uvedením do provozu (připojením na napětí).
Skupina 3
(Zvláštní zkoušky)
Jedná se o velmi specifické zkoušky, které se provádějí pouze za mimořádných okolností.

Rutinní zkoušky – barva a vzhled, průrazné napětí, obsah vody, číslo kyselosti, ztrátový činitel nebo rezistivita, obsah inhibitoru (jen inhibované oleje), Zvláště po plnění do stroje, před uv.do chodu.
Doplňkové zkoušky – usazeniny a kaly, mezipovrchové napětí, částice (možno též se skupinou 1)
Zvláštní vyšetřovací zkoušky – oxidační stabilita, bod vzplanutí, mísitelnost, bod tekutosti, hustota, viskozita, PCB, korosivní síra.

Poznámka: Pokud jeden či více parametrů signalizuje vyhovující, nebo špatný stav, nebo se projevil příznak abnormálního stárnutí, periody se zkracují podle významu zařízení.

Tab. 2 Doporučená opatření

Parametr / stav Doporučená opatření
Dobrý Vyhovující Špatný
Barva a vzhled Jak přikazují další zkoušky.
Průrazné napětí Pokračovat v normálním odběru. Častější odběr vzorků. Zkontrolují se další parametry např. obsah vody, obsah částic a případně i tgδ/rezistivita a číslo kyselosti. Obnovit parametry oleje, nebo, eventuálně, pokud to bude ekonomičtější, protože další zkoušky indikují silné zestárnutí, vyměnit olej.
Obsah vody při 20°C  Pokračovat v normálním odběru. Častější odběr vzorků. Zkontrolují se další parametry např. průrazné napětí, obsah částic a případně i tgδ/rezistivita a číslo kyselosti. Prověří se zdroj vody, obnovit parametry oleje, nebo, eventuálně, pokud to bude ekonomičtější, protože další zkoušky indikují silné zestárnutí, vyměnit olej.
Číslo kyselosti Pokračovat v normálním odběru. Častější odběr vzorků. Zkontroluj přítomnost sedimentů a kalů. Pokud se začíná z hodnoty 0,15, vlastník zařízení může chtít vytvořit analýzu trendu založenou na specifické analýze životního cyklu a hodnocení rizika. A pak může být rozhodnuto, kdy regenerovat olej nebo eventuálně, pokud to bude ekonomičtější, protože další zkoušky indikují silné zestárnutí, vyměnit olej.
Ztrátový činitel při 90°C Pokračovat v normálním odběru. Častější odběr vzorků. Zkontrolují ses další parametry. Regenerovat olej nebo eventuálně, pokud to bude ekonomičtější, protože další zkoušky indikují silné zestárnutí, vyměnit olej.
Rezistivita při 90°C Pokračovat v normálním odběru. Častější odběr vzorků. Zkontrolují se další parametry. Regenerovat olej nebo eventuálně, pokud to bude ekonomičtější, protože další zkoušky indikují silné zestárnutí, vyměnit olej.
Mezipovrchové napětí Pokračovat v normálním odběru. Častější odběr vzorků. Kontrola přítomnosti sedimentů a kalů.
Částice Pokud je průrazné napětí a obsah vody blízko nebo mimo limitní hodnoty a počet částic je vyšší než limitní hodnota pro každý rozsah velikosti, olej se zfiltruje.

Poznámka:

  1. Hodnoty  mezipovrchového  napětí jsou  uvedeny pro „kroužkovou metodu“ dle ASTM D971-99a, (tedy jsou v absolutní hodnototě nižší než u „kapkové metody“, kdy naměřené hodnoty musí být vyšší) viz porovnání.
  2. Obsah vody u izolačního systému olej-papír se musí při vyších teplotách přepočítat na 20°C.

Tab. 3 Doporučené limity a opatření  u parametrů pro všechny kategorie

Parametr Doporučený limit Doporučené opatření
Obsah inhibitoru 1) Koncentrace inhibitoru (40 – 60) % z původní hodnoty a číslo kyselosti < 0,06 mg KOH/g a mezipovrchové napětí > 30mN/m.
2) Koncentrace inhibitoru < 40% z původní hodnoty a číslo kyselosti > 0,06 mg KOH/g a mezipovrchové napětí < 30mN/m.
Dodatečná inhibice na původní koncentraci.
Regenerovat olej a dodatečná inhibice na původní koncentraci, nebo pokračovat v provozu, ale pokud je koncentrace inhibitoru < 0,05%, zvýšit četnost monitorování.
Sedimenty a kaly Žádné sedimenty nebo srážlivé kaly. Výsledky pod 0,02% hmotnosti mohou být zanedbány. Pokud jsou zjištěny sedimenty, vyčistit olej.
Pokud jsou zjištěny srážlivé kaly, regenerovat olej.
Eventuálně, pokud to bude ekonomičtější, nebo pokud to další zkoušky vyžadují, vyměnit olej.
Bod vzplanutí Maximální pokles 10% Zařízení může vyžadovat inspekci. Prošetřit.

Tab. 4 Tabulka úrovně znečištění částicemi

ISO 4406 třída Maximum čítaných na 100 ml Ustanovení kontaminace Poznámky
5 μm 15 μm Nula
Do 8/5 250 32 Nízká IEC požadavek čistoty na vzorkovací láhve plněné čistým rozpouštědlem
9/6 do 10/7 1000 130 Normální Vynikající čistota oleje vyskytující se v průběhu tovární přejímky a uvádění transformátoru do provozu
11/8 do 15/12 32000 4000 Mezní Úroveň kontaminace typická pro transformátory v provozu
16/13 do 17/14 130000 16000 Vysoká Úroveň kontaminace nalezena u podstatného počtu transformátorů v provozu
18/15 a víc Úroveň kontaminace ojedinělá a obvykle svědčící o abnormálních provozních podmínkách

Tab. 5 Kategorie zařízení O – Výkonové transformátory/reaktory o jmenovitém napětí 400 kV a výše. Četnost rutinních zkoušek 1 – 2 roky.

Parametr Nový V provozu
Dobrý Vyhovující Špatný
Vzhled Čirý Čirý Tmavý a/nebo kalný
Barva (ISO 2049) Max. 2,0
Průrazné napětí (kV) > 60 > 60 50 – 60 < 50
Obsah vody (mg/kg) < 10 < 5 5 – 10 > 10
Číslo kyselosti (mg KOH/g) Max. 0,03 < 0,10 0,10 – 0,15 > 0,15
Ztrátový činitel při 90°C Max. 0,010 < 0,10 0,10 – 0,20 > 0,20
Rezistivita při 20°C (GΩm) > 200 20 – 200 < 20
Rezistivita při 90°C (GΩm) Min. 60 > 10 1 – 10 < 1
Oxidační stabilita Jak je uvedeno v IEC 60296
Mezipovrchové napětí (mN/m) Min. 35 > 28 22 – 28 < 22
Celkový obsah PCB (mg/kg) Nedetekovatelné (<2 celkem) < 50 < 50 < 50
Částice viz. tab viz. tab viz. tab viz. tab

Tab. 6 Kategorie zařízení A – Výkonové transformátory/reaktory o jmenovitém napětí nad 170 kV a do 400 kV. Také transformátory jakéhokoli napětí, kde je velmi důležité nepřetržité napájení (odbočkové) a podobná zařízení pro speciální aplikace, pracující v obtížných podmínkách. Četnost rutinních zkoušek 1 – 3 roky.

Parametr Nový V provozu
Dobrý Vyhovující Špatný
Vzhled Čirý Čirý Tmavý a/nebo kalný
Barva (ISO 2049) Max. 2,0
Průrazné napětí (kV) > 55 > 60 50 – 60 < 50
Obsah vody (mg/kg) < 10 < 5 5 – 10 > 10
Číslo kyselosti
(mg KOH/g)
Max. 0,03 < 0,10 0,10 – 0,15 > 0,15
Ztrátový činitel při 90°C Max. 0,010 < 0,10 0,10 – 0,20 > 0,20
Rezistivita při 20°C (GΩm) > 200 20 – 200 < 20
Rezistivita při 90°C (GΩm) Min. 60 > 10 1 – 10 < 1
Oxidační stabilita Jak je uvedeno v IEC 60296
Mezipovrchové napětí (mN/m) Min. 35 > 28 22 – 28 < 22
Celkový obsah PCB (mg/kg) Nedetekovatelné (<2 celkem) < 50 < 50 < 50
Částice viz. tab viz. tab viz. tab viz. tab

Tab.7 Kategorie zařízení B  – Výkonové transformátory/reaktory o jmenovitém napětí nad 72,5 kV až do 170 kV včetně (jiné než ty, které jsou uvedeny v kategorii A). Četnost rutinních zkoušek 1 – 4 roky.

Parametr Nový V provozu
Dobrý Vyhovující Špatný
Vzhled Čirý Čirý Tmavý a/nebo kalný
Barva (ISO 2049) Max. 2,0
Průrazné napětí (kV) > 60 > 50 40 – 50 < 40
Obsah vody (mg/kg) < 10 < 5 5 – 15 > 15
Číslo kyselosti
(mg KOH/g)
Max. 0,03 < 0,10 0,10 – 0,20 > 0,20
Ztrátový činitel při 90°C Max. 0,015 < 0,10 0,10 – 0,50 > 0,50
Rezistivita při 20°C (GΩm) > 60 4 – 60 < 4
Rezistivita při 90°C (GΩm) Min. 60 > 3 0,2 – 3 < 0,2
Oxidační stabilita Jak je uvedeno v IEC 60296
Mezipovrchové napětí (mN/m) Min. 35 > 28 22 – 28 < 22
Celkový obsah PCB (mg/kg) Nedetekovatelné (<2 celkem) < 50 < 50 < 50
Částice viz. tab viz. tab viz. tab

Tab. 8 Kategorie zařízení C – Výkonové transformátory/reaktory pro VN/NN aplikace, např. o jmenovitém napětí do 72,5 kV včetně a trakční transformátory (jiné než ty, které jsou uvedeny v kategorii A). Olejem plněné vypínače o jmenovitém napětí nad 72,5 kV. Olejem plněná spínací zařízení, kovově zapouzdřená rozvodná zařízení pro střídavý proud o jmenovitém napětí větším nebo rovným 16 kV. Četnost rutinních zkoušek 2 – 6 roky.

Parametr Nový V provozu
Dobrý Vyhovující Špatný
Vzhled Čirý Čirý Tmavý a/nebo kalný
Barva (ISO 2049) Max. 2,0
Průrazné napětí (kV) do x > 55 nad x >60A > 40 30 – 40 < 30
Obsah vody (mg/kg) 20 < 10 10 – 25 > 25
Číslo kyselosti
(mg KOH/g)
Max. 0,03 < 0,15 0,15 – 0,30 > 0,30
Ztrátový činitel při 90°C do x<=0,015 nad x<=0,010A < 0,10 0,10 – 0,50 > 0,50
Rezistivita při 20°C (GΩm) > 60 4 – 60 < 4
Rezistivita při 90°C (GΩm) Min. 60 > 3 0,2 – 3 < 0,2
Oxidační stabilita Jak je uvedeno v IEC 60296
Mezipovrchové napětí (mN/m) Min. 35 > 28 22 – 28 < 22
Celkový obsah PCB (mg/kg) Nedetekovatelné (<2 celkem) < 50 < 50 < 50
Částice viz. tab viz. tab viz. tab

Poznámka: A) x=72,5kV

Tab. 9 Kategorie zařízení D – Přístrojové transformátory pro měření a ochrany o jmenovitém napětí nad 170 kV. Četnost rutinních zkoušek 1 – 2 roky.

Parametr Nový V provozu
Dobrý Vyhovující Špatný
Vzhled Čirý Čirý Tmavý a/nebo kalný
Barva (ISO 2049) Max. 2,0
Průrazné napětí (kV) > 60 > 60 50 – 60 < 50
Obsah vody (mg/kg) < 10 < 5 5 – 10 > 10
Číslo kyselosti
(mg KOH/g)
Max. 0,03 < 0,10 0,10 – 0,15 > 0,15
Ztrátový činitel při 90°C Max. 0,010 < 0,01 0,01 – 0,03 > 0,03
Rezistivita při 20°C (GΩm) > 800 250 – 800 < 250
Rezistivita při 90°C (GΩm) Min. 60 > 50 10 – 50 < 10
Oxidační stabilita Jak je uvedeno v IEC 60296
Mezipovrchové napětí (mN/m) Min. 35 > 28 22 – 28 < 22
Celkový obsah PCB (mg/kg) Nedetekovatelné (<2 celkem) < 50 < 50 < 50
Částice viz. tab viz. tab viz. tab viz. tab

Tab. 10 Kategorie zařízení E – Přístrojové transformátory pro měření a ochrany o jmenovitém napětí až do 170 kV včetně. Četnost rutinních zkoušek 2 – 6 roky.

Parametr Nový V provozu
Dobrý Vyhovující Špatný
Vzhled Čirý Čirý Tmavý a/nebo kalný
Barva (ISO 2049) Max. 2,0
Průrazné napětí (kV) > 60 > 50 40 – 50 < 40
Obsah vody (mg/kg) < 10 < 5 5 – 15 > 15
Číslo kyselosti
(mg KOH/g)
Max. 0,03 < 0,10 0,10 – 0,20 > 0,20
Ztrátový činitel při 90°C Max. 0,015 < 0,10 0,10 – 0,30 > 0,30
Rezistivita při 20°C (GΩm) > 60 7 – 60 < 7
Rezistivita při 90°C (GΩm) Min. 60 > 3 0,4 – 3 < 0,4
Oxidační stabilita Jak je uvedeno v IEC 60296
Mezipovrchové napětí (mN/m) Min. 35 Není rutinní zkouška
Celkový obsah PCB (mg/kg) Nedetekovatelné (<2 celkem) < 50 < 50 < 50
Částice viz. tab viz. tab viz. tab

Tab. 11 Kategorie zařízení F – Nádoby přepínačů odboček pod zatížením zahrnující kombinované nádoby pro volič a přepínač. Četnost rutinních zkoušek 1 – 6 roky.

Parametr V provozu
Dobrý Vyhovující Špatný
Vzhled Čirý Tmavý a/nebo kalný
Barva (ISO 2049)
Průrazné napětí (kV) Přepínače odboček zapojený do hvězdy (regulující neutrálu transformátoru) u O,A,B,C traf < 25 Jednofázové nebo propojené přepínače odboček u O,A,B transformátorů < 40
Obsah vody (mg/kg) Jako pro odpovídající transformátor
Číslo kyselosti (mg KOH/g) Není rutinní zkouška
Ztrátový činitel při 90°C Není rutinní zkouška
Rezistivita při 20°C (GΩm)
Rezistivita při 90°C (GΩm)
Oxidační stabilita
Mezipovrchové napětí (mN/m) Neaplikuje se.
Celkový obsah PCB (mg/kg) < 50 < 50 < 50
Částice viz. tab viz. tab viz. tab

Tab. 12 Kategorie zařízení G – Olejem plněné vypínače o jmenovitém napětí do 72,5 kV včetně. Olejem plněná spínací zařízení, kovově zapouzdřená rozvodna zařízení pro střídavý proud o jmenovitém napětí menším než 16 kV. Četnost rutinních zkoušek 2 – 6 roky.

Parametr Nový V provozu
Dobrý Vyhovující Špatný
Vzhled Čirý Čirý Tmavý a/nebo kalný
Barva (ISO 2049) Max. 2,0
Průrazné napětí (kV) > 55 < 30
Obsah vody (mg/kg) 20 Není rutinní zkouška
Číslo kyselosti
(mg KOH/g)
Max. 0,03 Není rutinní zkouška
Ztrátový činitel při 90°C Max. 0,015 Není rutinní zkouška
Rezistivita při 20°C (GΩm)
Rezistivita při 90°C (GΩm) Min. 60
Oxidační stabilita Jak je uvedeno v IEC 60296
Mezipovrchové napětí (mN/m) Min. 35 Neaplikuje se
Celkový obsah PCB (mg/kg) Nedetekovatelné (<2 celkem) < 50 < 50 < 50
Částice Není rutinní zkouška

V Praze  1/2013