Slik får transformatoren et langt og robust liv

Transformatorer skal tåle stadig tøffere driftssituasjoner, samtidig som de blir vanskeligere å erstatte. Da gjelder det å ta vare på de komponentene som betyr mest for levetiden.

Av Marianne Bergflødt og Arnt Sigmar Tødenes, Hitachi Energy

torsdag 26. mars 2026 - 17:42

Det viktigste vedlikeholdet av en transformator dreier seg først og fremst om viklinger, gjennomføringer og last- og omkoblere – og ikke minst papiret, som ikke kan byttes uten en full utskifting av viklingene.

Stadig større belastninger

Norge er helt avhengige av en stabil strømforsyning i alle deler av samfunnet.

Samtidig gjør tøffere værforhold, mer krevende driftsmønstre, geopolitiske endringer og en aldrende infrastruktur at driftssikkerhet og beredskap i energisystemet viktigere enn noen gang.

Transformatoren er en av de kritiske komponentene i dette systemet. I en slik situasjon må transformatorer ikke bare være robuste, men også konstruert for å leve lenge. I praksis bestemmes levetiden av papirisolasjonen, siden den ikke kan skiftes ut uten en full utskifting av viklingene.

Bilder som viser alvorlige feil i viklinger som av ulike årsaker ikke kan gjenbrukes. (Foto: Hitachi Energy)

De viktigste tiltakene

De mest sentrale komponentene i transformatoren er viklinger, kjerne, olje, gjennomføringer og lastkoblere/omkoblere.

Regelmessig oppfølging og vedlikehold av disse, samt levetidsforlengende tiltak som midtlivsrehabilitering, er de viktigste tiltakene for å sikre robuste transformatorer med lang levetid.

Manglende vedlikehold gir feil med til dels store reparasjonsomfang, uønskede utetider og store økonomiske konsekvenser.

I denne artikkelen vil vi se nærmere på isolasjonssystemet som består av cellulose og olje.

Hva forteller feilstatistikken?

I Cigre sin feilstatistikk for transformatorer fra 2024 ser man at feilraten er lav. Den er bare 0,3 prosent for nettransformatorer, 0,5 prosent for shunt-reaktorer og 0,8 prosent for generatortransformatorer.

Ved analyse av 848 store feil for transformatorer fant man at majoriteten av alle feil var i viklinger (37 prosent), men feil i lastkoblere (19 prosent) og gjennomføringer (25 prosent) utgjør også en stor andel av alle feil.

Figuren under viser sammenligning med forrige statistikk fra 2015. Feil i de tre viktigste komponentene forårsaker ofte lang utetid på grunn av omfattende reparasjon og lange leveringstider på materiell.

Feil lokasjon, basert på figur 35 i “Cigre Technical brochure 642, Transformer Reliability Survey” og figur 26 i “Cigre technical brochure 939, Analysis of AC transformer reliability”

Unngå havari

For å unngå feil er det viktig at transformatorene følges opp med tilstandskontroller og at vedlikehold utføres når det er nødvendig.

Et av de viktigste verktøyene man har for å følge opp tilstanden, er analyse av oljen via analyse av oppløste gasser (DGA) og oljetester. Førstnevnte kan si noe om ulike feil under utvikling som kan oppstå i transformatorer. Oljetester sier noe om tilstanden til oljen (væsken), det vil si hvor aldret oljen er og i hvilken grad den dielektriske isolasjonsevnen er påvirket.

DGA kan ikke lokalisere en feil, men si noe om type feil. Mulig lokalisering av feil kan utføres ved hjelp av elektriske målinger.

Ved å bruke diagnostikk med DGA og oppfølgende elektriske målinger kan dermed feil både lokaliseres og utbedres. On-line gass-sensorer kan på sin side bidra med å fange opp feil under utvikling og til at tiltak blir iverksatt for å forhindre utvikling av en alvorlig feil.

Aldrende cellulose

Å ha kjennskap til cellulosens tilstand er viktig med hensyn til hvilke vedlikeholdstiltak som bør utføres.

Litteraturen beskriver metoder for å modellere aldring av cellulose. For å få et best mulig estimat av cellulosens tilstand er det viktig å ha gode termiske modeller og driftsdata.

Avhengig av resultatet, kan beslutninger om vedlikehold tas. Er tilstanden ansett som god, kan for eksempel midlivsrehabilitering av transformatoren være et godt levetidsforlengende tiltak.

Hvorfor er papirets tilstand så viktig?

Oljeimpregnert cellulose i en transformator består av papir, presspan og laminert tre, og sammen med oljen (væsken) utgjør det transformatorens isolasjonssystem.

Cellulosen må ha gode dielektriske, termiske og mekaniske egenskaper. Den mekaniske styrken korrelerer godt med lengden av cellulosemolekylet, den såkalte depolymerisasjonsverdien (DP-verdien).

Nytt papir har typisk en DP-verdi mellom 1000 og 1200, og endt levetid for papiret regnes typisk fra når DP-verdien er redusert til 200.

Da er viklingenes papir så sprøtt at det ikke vil kunne motstå mekaniske påkjenninger som kan oppstå i forbindelse med overspenninger, kortslutning og jordfeil.

Degradering fra dag 1

For en transformator i normal drift, uten feil, er det hydrolyse og oksidasjon som bidrar til aldringen.

Økende driftstemperaturer akselererer aldringstakten. Med tilgang på vann, syrer og oksygen går denne nedbrytingen enda raskere.

Fra dag én etter transformatoren settes i drift starter altså degraderingen av papiret og den er ikke mulig å reversere.

Hvor raskt papiret degraderes er dermed svært avhengig av driftsforholdene som temperatur, vann, syrer og tilgang på oksygen.

To tiltak

Det er her vist to eksempler som viser effekten av henholdsvis å redusere driftstemperaturen (økt kjølekapasitet) og vann i isolasjonen (tørking).

Kurver som viser effekt av temperatur til venstre og fuktighet til høyre. (Kilde: Cigre)

Det første eksempelet viser effekten av en temperaturreduksjon på 5 °C og det andre viser en reduksjon i vann på ca. 1 prosent (lik temperatur for begge kurver).

I begge tilfeller økes levetiden til papiret betydelig.

Med hensyn til temperatur kan man allerede ved innkjøp bestemme at transformatoren designes for en lavere temperatur enn det som er gitt som maksimal design-temperatur i IEC 60076-2, eller ved et senere tidspunkt øke kjølekapasiteten.

Vår erfaring er at økt kjølekapasitet i mange tilfeller er en god og enkel løsning for å forlenge levetiden til transformatorens faste isolasjon.

For transformatorer som har fuktig papirisolasjon, er dessuten tørking et godt vedlikeholdstiltak som forlenger levetiden. Som en tommelfingerregel kan man si en reduksjon i vann på 1 prosent dobler levetiden til isolasjonen.

Må ha kontroll

En annen viktig faktor er valg av type papir, enten ikke-termisk eller termisk oppgradert papir. Termisk oppgradert papir har gode aldringsegenskaper og kan redusere aldringstakten med en faktor på mellom 1,5 og 3 ved høye temperaturer.

For å sikre lang levetid er det uansett viktig å ha løpende kontroll på vann, syrer og driftstemperaturer. Er verdiene lave, vil det bidra til lang levetid for cellulosen. Er det motsatte tilfelle, vil aldringstakten og risiko for feil øke.

I dag blir mye data om transformatorene logget kontinuerlig og blant annet tas online gass- og fuktighets-sensorer mer og mer i bruk. Tar man i bruk tilgjengelige data om last, temperaturer, syrer og vann vil aldring av cellulose trolig kunne følges enda bedre opp.

Hva bidrar en midtlivsrehabilitering til?

Midtlivsrehabilitering foretas gjerne en gang midtveis i transformatorens liv, som et tiltak for å sikre fortsatt mange tiår i trygg drift. Den kan utføres både i fabrikk og på anlegg.

Den aktive delen med viklinger tørkes og utvendige komponenter rehabiliteres, eventuelt skiftes ut.

Rehabiliteringen kan dreie seg om gjenbruk av kasse, lokk, konservator, inkludert sandblåsing og ny overflatebehandling. Hvis tilstanden til oljen er dårlig blir den regenerert slik at den blir som ny.

Det er ofte mulig å gjenbruke kjølere, lastkobler og omkoblere, men hvis ikke erstattes disse av nye. Det gjelder også gjennomføringer, pakninger, overvåkningsinstrumenter, ventiler og utvendige kabler.

Forutsetning for midtlivsrehabilitering er at transformatorkjernen og -viklingene er i god nok tilstand til å tåle flere tiår i drift.

Før mitdlivsrehabilitering til venstre og etter til høyre. (Foto: Hitachi Energy)

Hva hvis papir-levetiden er brukt opp?

Hvis tilstanden til papiret er for dårlig, eller det har oppstått viklingshavari slik at gjenbruk av viklinger ikke er mulig, må selve viklingene byttes ut.

I denne sammenheng bytter man ofte ut kjernen også, slik at man i praksis har en ny transformator.

Fordelen ved bytte av aktiv del (kjerne og viklinger) er at man som oftest da har mulighet til å øke ytelsen på transformatoren, samtidig som kasse, lokk og konservator gjenbrukes. Øvrige komponenter behandles som ved en midtlivsrehabilitering.

	Marianne Bergflødt er salgsspesialist hos Transformatorservice, som er Hitachi Energy Norway sin enhet for transformatorer i Drammen. Hun har jobbet med transformatorer siden 1988 og er sivilingeniør elkraftteknikk fra NTH i Trondheim.
	Arnt Sigmar Tødenes er fagansvarlig hos Transformatorservice. Han har jobbet med transformatorer siden 1994 og er sivilingeniør elkraftteknikk fra NTH i Trondheim.