Transformatorenöl prüfen: Ölanalyse, Gas-in-Öl-Analyse (DGA) und Richtwerte

Welche Prüfungen IEC 60422 vorsieht, was Durchschlagspannung, Wassergehalt und Säurezahl aussagen und wie die Gas-in-Öl-Analyse nach IEC 60599 Fehler im Transformator erkennt.

Das Öl ist das beste Diagnosemittel, das ein Transformator bietet. Regelmäßige Ölanalysen zeigen, ob die Isolation trocken und sauber ist, wie weit das Öl gealtert ist und ob sich im Inneren ein Fehler anbahnt – lange bevor er zum Ausfall führt.

Die Grundlage: IEC 60422

Für mineralische Isolieröle im Betrieb gilt IEC 60422, seit Juli 2024 in der 5. Ausgabe, in Deutschland DIN EN IEC 60422 (VDE 0370-2):2025-12. Die Norm ordnet Betriebsmittel Kategorien zu – etwa Leistungstransformatoren nach Spannungsebene, Messwandler, Stufenschalter, Schaltgeräte und Durchführungen –, empfiehlt Prüfungen und Intervalle und nennt Grenzwerte mit Maßnahmen. Mit der Ausgabe 2024 wurden die Aktionsgrenzwerte überarbeitet und die frühere Kategorie O in Kategorie A aufgenommen.

Die Routineprüfungen

Prüfung	Norm	Was sie zeigt
Farbe und Aussehen	ISO 2049	Alterung, Trübung, Partikel, freies Wasser
Durchschlagspannung	IEC 60156	Wasser und Partikel; Mittelwert aus sechs Durchschlägen bei 2,5 mm Elektrodenabstand
Wassergehalt	IEC 60814	Feuchte im Öl (Karl-Fischer-Titration); Rückschluss auf Feuchte im Papier
Säurezahl (Neutralisationszahl)	IEC 62021-1	Ölalterung durch Oxidation
Verlustfaktor (DDF) und Widerstand	IEC 60247 / IEC 61620	polare Alterungsprodukte und Verunreinigungen
Inhibitorgehalt	IEC 60666	Restschutz bei inhibierten Ölen

Ergänzend kommen Grenzflächenspannung (IEC 62961), Sediment und Schlamm sowie Partikelzählung hinzu; für besondere Fragen Oxidationsstabilität, Flammpunkt, Verträglichkeit, PCB, korrosiver Schwefel und DBDS.

Ein Praxishinweis aus IEC 60422: Proben, die unter 20 °C entnommen werden, können bei der Durchschlagspannung ein zu günstiges Bild ergeben.

Richtwerte aus IEC 60422 (Ausgabe 2013)

Die Grenzwerte der aktuellen Ausgabe 2024 sind überarbeitet und nur im Normtext verfügbar. Zur Orientierung zeigen wir die weit verbreiteten Richtwerte der Ausgabe 2013 für Leistungstransformatoren:

Kenngröße	über 170 kV (Kat. O/A)	72,5–170 kV (Kat. B)	bis 72,5 kV (Kat. C)
Durchschlagspannung gut / schlecht	> 60 / < 50 kV	> 50 / < 40 kV	> 40 / < 30 kV
Wassergehalt gut / schlecht	< 15 / > 20 mg/kg	< 20 / > 30 mg/kg	< 30 / > 40 mg/kg
Säurezahl gut / schlecht	< 0,10 / > 0,15 mg KOH/g	< 0,10 / > 0,20 mg KOH/g	< 0,15 / > 0,30 mg KOH/g
DDF bei 90 °C gut / schlecht	< 0,10 / > 0,20	< 0,10 / > 0,50	< 0,10 / > 0,50

Zwischen „gut“ und „schlecht“ liegt jeweils der Bereich „mittel“, in dem häufiger geprüft wird. Für Ihre Bewertung ist die aktuelle Ausgabe der Norm bzw. die Vorgabe Ihres Betreibers maßgeblich.

Für neu befüllte Betriebsmittel nannte die Ausgabe 2013 strengere Werte, für Transformatoren über 72,5 kV etwa einen Wassergehalt von höchstens 10 mg/kg und mindestens 60 kV Durchschlagspannung. Deshalb wird Fassware vor dem Befüllen von Hochspannungsgeräten in der Regel getrocknet und entgast – mehr unter Lagerung und Handling.

Gas-in-Öl-Analyse (DGA)

Elektrische und thermische Fehler zersetzen Öl und Papier zu charakteristischen Gasen, die sich im Öl lösen. Die Probenahme regelt heute IEC 60475:2022, die Gasextraktion und gaschromatographische Analyse IEC 60567 (Ausgabe 2023), die Auswertung IEC 60599 (Ausgabe 2022).

Gas	Hinweis auf
Wasserstoff (H₂)	Teilentladungen
Methan (CH₄), Ethan (C₂H₆)	thermische Fehler bei niedrigeren Temperaturen
Ethylen (C₂H₄)	thermische Fehler bei hohen Temperaturen (bevorzugt oberhalb etwa 500 °C)
Acetylen (C₂H₂)	Lichtbögen oder sehr heiße Stellen (mindestens 800–1.200 °C)
Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid (CO₂)	Beteiligung der Papierisolation

IEC 60599 unterscheidet sechs Fehlerklassen: Teilentladungen (PD), Entladungen niedriger und hoher Energie (D1, D2) sowie thermische Fehler unter 300 °C (T1), zwischen 300 und 700 °C (T2) und über 700 °C (T3). Ein bekanntes Auswertewerkzeug ist das Duval-Dreieck aus Methan, Ethylen und Acetylen. Wichtig: Es ordnet einen vorhandenen Fehler zu, sagt aber nicht, ob überhaupt ein Fehler vorliegt – dafür werden die Gaswerte mit typischen Konzentrationen und ihrem Anstieg verglichen.

Papieralterung: Furananalyse

Die Papierisolation bestimmt die Lebensdauer des Transformators. Beim Abbau von Zellulose entstehen Furanverbindungen, vor allem 2-Furfural (2-FAL), die nach IEC 61198 bestimmt werden. Daraus lässt sich der Polymerisationsgrad des Papiers abschätzen: Neues Kraftpapier liegt bei etwa 1.000, bei etwa 200 hat es den Großteil seiner Festigkeit verloren. Papieralterung ist nicht umkehrbar. Nach einem Ölwechsel oder einer Regenerierung sind die Furanwerte zunächst niedriger – das Labor muss davon wissen.

Korrosiver Schwefel, DBDS und PCB

Prüfung	Prinzip
IEC 62535	potenziell korrosiver Schwefel: Kupferleiter mit Papier, 72 h bei 150 °C
ASTM D1275	Kupferstreifen, 48 h bei 150 °C
DIN 51353	Silberstreifen, 18 h bei 100 °C; reagiert vor allem auf elementaren Schwefel, nicht auf DBDS
IEC 62697-1	quantitative Bestimmung von DBDS
IEC 61619 / DIN EN 12766	PCB-Gehalt; DIN EN 12766 ist für die PCB-Bestimmung nach Altölverordnung vorgeschrieben

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Häufige Fragen

Wie oft sollte Transformatorenöl geprüft werden?

Das hängt von Spannungsebene, Bedeutung und Zustand des Betriebsmittels ab. IEC 60422 gibt dafür Empfehlungen; viele Netzbetreiber nehmen bei wichtigen Transformatoren jährlich eine Routineprobe, bei auffälligen Werten häufiger. Eine Gas-in-Öl-Analyse wird zusätzlich nach Störungen und Auslösungen des Buchholz-Relais gemacht.

Welche Durchschlagspannung muss Transformatorenöl haben?

Neuöl nach IEC 60296 muss nach Laboraufbereitung mindestens 70 kV erreichen (Prüfung nach IEC 60156, 2,5 mm Elektrodenabstand). Für Öl im Betrieb nennt IEC 60422 Grenzwerte je Betriebsmittelkategorie; nach der Ausgabe 2013 galten für Transformatoren über 170 kV mehr als 60 kV als „gut“, für Verteiltransformatoren bis 72,5 kV mehr als 40 kV.

Was zeigt eine Gas-in-Öl-Analyse (DGA)?

Fehler im Transformator zersetzen Öl und Papier zu typischen Gasen. Wasserstoff deutet auf Teilentladungen, Acetylen auf Lichtbögen oder sehr heiße Stellen, Ethylen auf thermische Fehler bei hohen Temperaturen, Methan und Ethan auf niedrigere Temperaturen, Kohlenmonoxid und -dioxid auf Papierbeteiligung. IEC 60599 ordnet die Muster Fehlerklassen zu.

Was ist zu tun, wenn die Säurezahl steigt?

Eine steigende Säurezahl zeigt fortschreitende Ölalterung. Bei mittleren Werten wird häufiger geprüft und bei inhibierten Ölen der Inhibitorgehalt kontrolliert; bei schlechten Werten wird das Öl regeneriert (z. B. mit Bleicherde) oder ersetzt. Eine reine Aufbereitung (Filtern, Trocknen, Entgasen) entfernt Säuren nicht.

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Shell, Diala und Shell MIDEL sind Marken der Shell Brands International AG. Sie werden hier ausschließlich zur Bezeichnung der Originalprodukte verwendet. Die Vielhauer GmbH vertreibt Shell-Diala-Produkte als unabhängiger Händler. TotalEnergies und ISOVOLTINE sind Marken der TotalEnergies SE. Alle technischen Angaben sind typische Werte aus den Datenblättern der Hersteller (Stand Oktober 2026) und keine Spezifikation; maßgeblich ist das jeweils aktuelle Datenblatt.