Lichtbogenfehler – insbesondere mit sehr hohen Energien - in Transformatorwicklungen, Durchführungen und Stufenschaltern sind selten, aber wenn sie auftreten, können sie katastrophale Folgen haben. Innerhalb von Millisekunden entsteht eine gewaltige Hitze; das Isolieröl verdampft und der Druck steigt extrem an. Ohne ausreichende Gegenmaßnahmen läuft der Vorgang unkontrolliert ab und die Auswirkungen können gravierend sein, mit potenziell verheerenden Konsequenzen für Mensch, Umwelt und Infrastruktur.
Maximaler Schutz gegen Lichtbögen
Wenn sich ein Lichtbogen in einem Transformator bildet, kann das verheerende Folgen für seine Umgebung haben. Mit dem BPS – Burst Prevention System– der Maschinenfabrik Reinhausen können Netzbetreiber die Schäden eines solchen Vorfalls auf ein Minimum reduzieren.
Maximaler Schutz gegen Lichtbögen
Wenn sich ein Lichtbogen in einem Transformator bildet, kann das verheerende Folgen für seine Umgebung haben. Mit dem BPS – Burst Prevention System– der Maschinenfabrik Reinhausen können Netzbetreiber die Schäden eines solchen Vorfalls auf ein Minimum reduzieren.
Um das Risiko zu minimieren und Druck möglichst kontrolliert abzubauen wurden und werden Designs und Schutzsysteme immer weiter verbessert, etwa durch robuste Transformatorkessel. Als Ergänzung hierfür hat MR das Burst Prevention System (BPS) mit intelligentem Druckmanagement entwickelt. Dadurch ergibt sich ein Transformator, der mögliche Auswirkungen solcher Schadensereignisse für Betreiber und Industriebetriebe möglichst klein hält.
Der Deckel kriegt Verstärkung
Der Deckel kriegt Verstärkung
Die Ingenieure von MR haben sämtliche relevanten Teile am Laststufenschalter unter die Lupe genommen und verstärkt: vom Stufenschalterdeckel über die Getriebestufe, Verschraubungen, Strömungsrelais und Schauglas bis hin zum Druckentlastungsventil für einen gerichteten Ölabfluss. Computersimulationen zeigen, dass mit dem BPS Störungen bis 10 Megajoule in 80 Millisekunden und 50 Bar Druck beherrscht werden. Obwohl die meisten Lichtbögenüberschläge aufgrund geringer Energien glimpflich verlaufen und die Standard-Schutzeinrichtungen standhalten, gibt es auch Fehlerfälle mit Energien von mehreren Megajoule. Die dabei entstehende immense Hitze bringt das umgebende Isolieröl zum Verdampfen und das entstehende Gas baut schnell einen hohen Druck auf.
„Die Gesamtkosten eines Transformator-
brandes liegen typischerweise beim zwei- bis dreifachen der Kosten eines Ersatztransformators.“
Starker Schutz
Durch die Verstärkungsmaßnahmen am Stufenschalterdeckel hält dieser stand und die Druckentlastungseinrichtung kann Öl und Druck kontrolliert ablassen. In seltenen Fällen reicht das jedoch nicht aus und der Druck wird so groß, dass er die Wände des Laststufenschaltergehäuses dehnt. Der Deckel hält zur Umgebung weiterhin stand und der Druck bricht stattdessen den Gehäuseboden auf und entweicht in das Innere des Trafos. Die Flexibilität des Kessels ist so groß, dass er alle Energie aufnimmt, ohne dass Öl unkontrolliert austritt. Die Umgebung bleibt unbeeinträchtigt. Das Funktionsprinzip des BPS wurde nicht nur in zahlreichen Simulationen validiert, sondern auch in einem Test mit echtem Lichtbogen. Dem dabei ausgesetztem Druck von rund 40 Bar, hervorgerufen durch einen 5,6-Megajoule-Lichtbogen innerhalb von 50 Millisekunden, hielt das BPS erfolgreich stand.
Warum das BPS ein Gamechanger ist
Ein Trafobrand ist also nicht nur ein Sicherheitsrisiko, sondern auch eine erhebliche finanzielle Belastung. Mit dem BPS-System können Betreiber dieses Risiko signifikant senken. Besonders in kritischen Bereichen ist ein verlässlicher Schutz daher essenziell:
- Wertvolle Infrastruktur schützen: In Umspannwerken und Industrieanlagen verhindert das BPS teure Folgeschäden.
- Sensible Ökosysteme bewahren: In Wasserschutzgebieten oder Naturschutzarealen reduziert es Umweltgefahren.
- Offshore-Windparks absichern: In schwer erreichbaren Anlagen minimiert das BPS das Brandrisiko.
- Sicherheit in Städten: Verringert die Gefahr für Menschen in urbanen Gebieten.
- Transformatoren in Gebäuden: Schützt Mitarbeiter und verhindert Gebäudeschäden in Industrieanlagen.
Simulationen und reale Tests mit bis zu 5,6 Megajoule Lichtbogenenergie bestätigen die Sicherheit des Systems. Bestehende Transformatoren können mit dem BPS ausgestattet werden – ohne aufwendige Modifikationen.
