Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls nach dem Obergriff der unabhängigen Ansprüche.

Vorrichtungen in der Hochspannungstechnik, wie beispielsweise Transformatoren, Kondensatoren, Petersenspulen und/oder Schalter, sind be- reits aus dem Stand der Technik bekannt und dienen insbesondere, j edoch keineswegs aus schließlich, der Gewährleistung einer kontinuierlichen elektrischen Energieversorgung . Unter diesen Vorrichtungen zählen die Transformatoren zu den wichtigsten und auch kostenintensivsten Betriebsmitteln in der elektrischen Energieversorgung . Um die kontinuier- liehe und fehlerfreie Versorgung mit elektrischer Energie sicherzustellen sowie auch wirtschaftliche Schäden zu vermeiden, ist es wichtig, eventuell auftretende Fehler im Betrieb eines Transformators, welche Ausfälle verursachen können, rechtzeitig zu erkennen, um geeignete Maßnahmen zur Fehlerbeseitigung einzuleiten. Typischerweise wird in Transformatoren eine Kombination aus einem flüs sigen und einem festen Isolierstoff als Isoliermittel verwendet. Das feste Isoliermittel ist beispielweise, j edoch keineswegs ausschließlich, Zellulosepapier und/oder eine Spanplatte. Das flüs sige Isoliermittel, das Transformatorenöl, ist auch bei hohen Temperaturen stabil und dient der Isolation, der Funkenlöschung, der Schmierung und/oder der Kühlung des Transformators . Fehler an dem festen und/oder flüs sigen Isolierstoff resultieren, insbesondere an derartigen flüs sigkeitsgefüllten Transformatoren, dabei fast ausschließlich aus der Entwicklung von in dem Trans- formatorenöl gelösten Gasen sowie einer dadurch bedingten Erhöhung des Was sergehaltes . Ein Grund für die Entstehung der Gase ist beispielsweise die Zersetzung fester und/oder flüs siger Isolierstoffe, welche durch Teilentladung und Kreisströme, örtliche Überhitzungen durch Kurzschlus s, hohe Übergangswiderstände, starke Wirbelströme sowie durch Lichtbogenentladungen und/oder Lichtbogenüberschläge hervorgerufen werden kann . Durch die elektrische und/oder thermische Energiezufuhr erfolgt eine Zerstörung der langkettigen Ölmoleküle, wodurch insbesondere Was serstoff und leichte Kohlenwas serstoff-verbindungen entstehen. Zusätzlich entstehen bei der Zersetzung von Zellulo se Koh- lenmonoxid und Kohlendioxid, welche je nach Menge der entstandenen Gase in gelöster und/oder ungelöster Form auftreten können. So ist es auch möglich, dass Was sermoleküle entstehen, welche zu der unerwünschten Ölfeuchte führen .

Ein weiteres Problem des in dem Transformatorenöl enthaltenen Was sers besteht darin, dass das Was ser in das feste Isoliermittel, wie beispielweise Zellulosepapier und/oder die Spanplatte, eindringt und die produktionsbedingt darin enthaltenen Säuren in das Transformatorenöl auswäscht. Dadurch kommt es zu einer zusätzlichen Belastung des Transformators , wobei diese Belastung, bedingt durch mannigfaltige Ursachen, wie beispielsweise Tagesablauf-bedingte Temperaturschwankungen (z.B . zwischen Tag und Nacht), wechselnd stark oder schwach ist. Daher ist es zur Erhaltung der Funktionalität und/oder der Gewährleistung einer kontinuierlichen elektrischen Energieversorgung wichtig, den Zustand des Transformatorenöls bzw. des Transformators zu bestimmen und/oder zu überwachen. Es ist daher nicht verwunderlich, dass aus dem Stand der Technik eine Vielzahl verschiedener Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung des Zustandes von Transformatorenölen bekannt sind, welche beispielsweise die in dem Transformatorenöl gelösten Gase und/oder den Was sergehalt bestimmen, da beide bekanntermaßen einen wesentlichen Einfluss auf die Durchschlag spannung und somit indirekt auf die Lebensdauer und/oder Nutzungszeit des Transformators haben. Dies liegt darin begründet, dass Was ser im Transformator zur Hydrolyse des festen Isoliermittels und somit zur Erniedrigung dessen Polymerisationsgrades führt. Allerdings weisen diese Verfahren und Vorrichtungen allesamt den Nachteil auf, das s eine Probenentnahme notwen- dig ist und die Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes des

Transformatorenöls weder permanent noch online erfolgt. Auf diese Weise ist es auch nicht möglich, die Belastungs spitzen des Transformators zu erkennen. Ein weiteres Problem hierbei liegt darin, das s Transformatorenöl sehr stark hygroskopisch ist, so das s bereits die Probenentnahme zu einer Verfälschung der Messwerte führt.

Es besteht daher ein großer Bedarf an einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls, und damit indirekt der Bestimmung und/oder Überwachung des Zustands einer Vorrichtung in der Hochspannungstechnik, mittels welchem bzw. welcher eine schnelle, zuverläs sige und hinreichend genaue Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes gewährleistet ist, um einen unnötigen und auch kostenintensiven Ölwechsel zu vermeiden und gleichzeitig die kontinuierliche elektrische Energieversorgung sicherzustellen. Zudem sollten das Verfahren und die Vorrich- tung kostengünstig realisierbar, zuverläs sig arbeitend und für eine dauerhafte Bestimmung und/oder Überwachung geeignet sein. Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls bereitzustellen, um die oben genannten Schwierigkeiten zu überwinden und um vor allem einen vorzeitigen und/oder unnötigen Ölwechsel zu vermeiden sowie eine Ölregeneration und/oder die wartungs- und/oder reparaturbedingten Arbeiten optimal zu planen, um dadurch die Stillstandzeiten der Vorrichtung und die dadurch entstehenden Kosten auf ein Minimum zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache aber wirkungsvolle Weise durch ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls sowie eine entsprechende Vorrichtung nach der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls vorgeschlagen, welches die folgenden Schritte umfas st: a) Durchführen einer akustischen Spektroskopie des Transformatorenöls , wobei mehrere Ultraschall-Sendesignale unterschiedlicher Frequenz und/oder Amplitude in das Transformatorenöl ausgesendet und entsprechende reflektierte und/oder transmittierte Ultraschall- Empfangs signale unterschiedlicher Frequenz und/oder Amplitude nach Durchlaufen des Transformatorenöls empfangen werden; und b) Vergleichen der Ultraschall-Sendesignale mit den entsprechenden Ultraschall-Empfangssignalen, wobei eine für das Transformatorenöl charakteristische n-dimensionale Funktion ermittelt wird; und c) Zuordnen der ermittelten charakteristischen n-dimensionalen Funktion aus Schritt b) zu einer für Transformatorenöle bekannten Referenz-Funktion entsprechender Dimension, wobei ein Referenz- Transformatorenöl bestimmt wird; und d) Erfassen eines ersten Wertes mindestens einer charakteristischen

physikalischen Eigenschaft des Transformatorenöls ; und e) Vergleichen des ersten Wertes mit einem entsprechenden Wert des Referenz-Transformatorenöls ; und f) Ermitteln des Zustandes des Transformatorenöls basierend auf dem in Schritt e) durchgeführten Vergleich. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Grundgedanken, das s zur hinreichend genauen Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls die Kombination aus akustischer Spektro skopie und der Erfas sung eines ersten Wertes mindestens einer charakteristischen physikalischen Eigenschaft des Transformatorenöls ausreichend ist. Erfindungsgemäß wird dabei das Transformatorenöl zuerst mittels akustischer Spektroskopie klassifiziert, indem die Ultraschall-Sendesignale mit den sich entsprechenden Ultraschall- Empfangs signalen verglichen werden. Basierend auf diesem Vergleich der entsprechenden Sende- und Empfangs signalpaare wird eine für das Transformatorenöl charakteristische n-dimensionale Funktion ermittelt, welcher wiederum einer für Transformatorenöle bekannten Referenz- Funktion entsprechender Dimension zugeordnet wird. Auf diese Weise ist es möglich, für das Transformatorenöl ein entsprechendes Referenz- Transformatorenöl zu bestimmen, welches bekannte und definierte phy- sikalische Eigenschaften aufweist. Aufgrund dieser Klassifikation ist es ausreichend, einen Ist-Wert einer charakteristischen physikalischen Eigenschaft des Transformatorenöls zu erfas sen und mit dem entsprechenden Soll-Wert des Referenz-Transformatorenöls zu vergleichen, um den Zustand des Transformatorenöls hinreichend genau zu ermitteln. Im Rahmen der Erfindung ist dabei erkannt worden, dass das Verfahren für die dauerhafte Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes des Transformatorenöls geeignet ist, wobei die alleinige Untersuchung des Transformatorenöls ausreichend ist und die Notwendigkeit einer Probenentnahme mit den bekannten Nachteilen vollständig entfällt. Der Begriff „Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes" betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Zustandes des Trans- formatorenöls , mittels welchem eine Aus sage über eine restliche Nutzungsdauer, das Alter, die Durchschlagspannung und/oder das Bevorstehen eines Transformatorenöl-Wechsels bzw. einer entsprechenden Trans- formatorenöl-Regeneration getroffen werden kann. Dabei ist es denkbar, das s die Ermittlung einmalig oder wiederholt durchgeführt wird. Bevorzugt basiert das Verfahren auf der Ermittlung der Veränderung, bevorzugt eine Verbes serung oder eine Verschlechterung, mindestens einer charakteristischen physikalischen Eigenschaft des Transformatorenöls . Noch mehr bevorzugt wird diese Veränderung über die Zeit ermittelt, bevorzugt die Nutzungszeit, die Standzeit und/oder die Stillstandzeit. Weiterhin bevorzugt wird der Zustand des Transformatorenöls in einem regelmäßigen oder einem unregelmäßigen Intervall oder dauerhaft bestimmt, um die Veränderung der mindestens einen Eigenschaft sehr schnell erfassen zu können. Dies ist insbesondere wichtig, da es sich bei Transformatorenöl um kein statisches System handelt. Zudem läs st sich verfolgen, unter welchen Bedingungen und/oder Einflüs sen die Veränderung der mindestens einen Eigenschaft des Transformatorenöls fortschreitet bzw. verlangsamt ist. Überdies läs st sich die Entstehung und/oder Ursache dieser Veränderung aufzeigen, so das s ein bevorste- hendes Wartungsintervall und/oder ein bevorstehender Transformatoren- öl-Wechsel bzw. eine entsprechende Transformatorenöl-Regeneration bestmöglich geplant und/oder vorhergesagt werden kann. Dabei ist es möglich, dass das erfindungsgemäße Verfahren zusätzliche Schritte enthalten kann, welche nach oder zwischen den explizit aufgeführten es sen- tiellen Schritten a) bis f) liegen. Bevorzugt ist das Verfahren automatisierbar.

Der Begriff „Bestimmung des Zustandes" des Transformatorenöls betrifft die Ermittlung des aktuellen Zustandes des Transformatoröls . Die Bestimmung erfolgt bevorzugt semiquantitativ, quantitativ, direkt und/oder indirekt. So ist es beispielsweise möglich, mittels der Ermittlung des Zustandes des Transformatorenöls indirekt den Zustand des Transformators zu ermitteln. Der Begriff „Überwachung des Zustands" betrifft die Verfolgung und/oder die Vorhersage des ermittelten Zustandes des Transformatorenöls . Die Überwachung ist beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, nummerisch und/oder graphisch darstellbar. Zur Erhöhung der Ge- nauigkeit der Überwachung erfolgt diese dabei bevorzugt in einem regelmäßigen oder einem unregelmäßigen Intervall oder dauerhaft. Der Vorteil einer länger dauernden Überwachung liegt darin, das s eine Vorhersage des Zustandes des Transformatorenöls drastisch verbes sert ist.

Es ist einem Fachmann verständlich, dass eine Bestimmung und/oder ei- ne Überwachung in der Regel nicht zu 100 Prozent korrekt sein kann. Der Begriff betrifft daher eine statistisch signifikante Wahrscheinlichkeit, was die Genauigkeit der Ermittlung des Zustandes bzw. der Verfolgung und/oder Vorhersage des ermittelten Zustands betrifft. Ob eine derartige Bestimmung und/oder Überwachung statistisch signifikant ist, kann, ohne erfinderisch tätig zu werden, von einem Fachmann mittels in der Fachwelt bekannter Verfahren bestimmt werden. Beispielsweise sind statistische Evaluierungstools zu nennen, wie beispielsweise die Beurteilung des Konfidenzintervalls , des P-Wertes, des Student ' s T-Tests , der Mann-Whitney-Bestimmung usw. Die entsprechenden Intervalle sind mindestens 90 , mindestens 95 , mindestens 97 , mindestens 98 % oder mindestens 99 % korrekt. Die P-Werte sind bevorzugt 0, 1 , 0,05 , 0,01 , 0 ,005 oder 0,0001 . Bevorzugt ist die Bestimmung und/oder die Überwachung des Zustandes im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu mindestens 80 , mindestens 90 , mindestens 95 , mindestens 96 , mindestens 97 , mindestens 98 , mindestens 99 , mindestens 99,5 % oder 100 % korrekt.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst einen Schritt a) zum Durchführen einer akustischen Spektroskopie des Transformatorenöls , wobei mehrere Ultraschall-Sendesignale unterschiedlicher Frequenz und/oder Amplitude in das Transformatorenöl ausgesendet und entsprechende reflektierte und/oder transmittierte Ultraschall-Empfangssignale unter- schiedlicher Frequenz und/oder Amplitude nach Durchlaufen des Transformatorenöls empfangen werden . In einem weiteren Schritt werden die Ultraschall-Sendesignale mit den entsprechenden Ultraschall- Empfangs signalen verglichen, wobei eine für das Transformatorenöl cha- rakteristische n-dimensionale Funktion ermittelt wird. Diesbezüglich wird aus jedem Sende- und Empfangs signalpaar die Durchlaufzeit und/oder die Frequenzverschiebung des zugeordneten Ultraschallsignals ermittelt. Zudem wird aus jedem Sende- und Empfangs signalpaar die Dämpfung des zugeordneten Ultraschallsignals , bevorzugt des sen

Amplitude, beim Durchlaufen des Transformatorenöls ermittelt. Mit anderen Worten bedeutet dies , dass mit dem erfindungs gemäßen Verfahren aus jedem Sende- und Empfangssignalpaar einer entsprechenden bzw. bestimmten Frequenz im Ergebnis ein Datenpaar aus der jeweiligen Durchlaufzeit, der Frequenzverschiebung und/oder der jeweiligen Dämp- fung ermittelt wird.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist dabei erkannt worden, dass es zur Beschreibung eines Sende- und Empfangssignalpaares nicht notwendig ist, alle Daten zu erfas sen. So ist es beispielsweise, j edoch keinesfalls aus schließlich, nicht notwendig, die Phase des Sendesignals zu kennen, da die Phase des Sendesignals für die Ermittlung der Durchlaufzeit und/oder der Frequenzverschiebung und des Empfangs des Sendesignals beim Durchlauf durch das Transformatorenöl nicht erforderlich ist. Es müs sen lediglich die Daten zur Beschreibung von Sendesignal und Empfangs signal erfasst werden, welche für die Ermittlung der Durch- laufzeit, der Frequenzverschiebung und/oder der Dämpfung relevant sind. Dies liegt darin begründet, das s sich Veränderungen im Transformatorenöl signifikant in dem Ergebnisdatenpaar aus Durchlaufzeit, Frequenzverschiebung und/oder Dämpfung abbilden, weshalb basierend auf der Mes sung der Durchlaufzeit und/oder der Frequenzverschiebung auch die Dispersität des untersuchten Transformatorenöls ermittelt werden kann. Dabei läs st die Kombination der Mes sung von Dämpfung und Dis- persität des untersuchten Materials eine sehr differenzierte Charakterisierung des untersuchten Materials zu.

Erfindungsgemäß wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aus jedem Sende- und Empfangs signalpaar einer entsprechenden bzw . bestimmten Frequenz im Ergebnis ein Datenpaar aus der j eweiligen Durchlaufzeit, der Frequenzverschiebung und/oder der j eweiligen Dämpfung ermittelt und gegebenenfalls in einer entsprechend eingerichteten Einrichtung zu der entsprechenden Frequenz abgespeichert. Bei der Durchführung des Verfahrens fallen sehr große Ergebnisdatensätze an, da für jede Frequenz und das zugeordnete Sende- und Empfangs signalpaar ein Ergebnisdatensatz mit der jeweiligen Durchlaufzeit, der Frequenzverschiebung und/oder der jeweiligen Dämpfung bestimmt, abgespeichert und/oder graphisch dargestellt wird. Bevorzugt ist es daher vorgesehen, dass eine Datenreduktion stattfindet, beispielsweise wird in einer Datenredukti- onseinrichtung aus dem ermittelten Ergebnisdatensatz ein reduzierter Ergebnisdatensatz abgeleitet, wobei der reduzierte Ergebnisdatensatz den ermittelten Ergebnisdatensatz charakteristisch abbildet und einen geringeren Datenumfang hat. In welcher Weise die Datenreduktion durchgeführt wird, ist grundsätzlich beliebig und unterliegt dem fachmännischen Können.

Der Begriff „akustische Spektroskopie", betrifft die akustische Untersuchung eines Mediums durch Rückschlüsse aus den Veränderungen akustischer Wellen und/oder Schwingungen im Ultraschallfrequenzbereich (20 kHz - 1 GHz) , wobei die Veränderungen auf den Wechselwirkungen der in dem Medium enthaltenen Moleküle mit den akustischen Wellen und/oder den Schwingungen basieren. Auf diese Weise ist es möglich, mittels der akustischen Spektroskopie die Zusammensetzung des Mediums zu untersuchen bzw. auf die Zusammensetzung des Mediums zu schließen. Das zu untersuchende Medium ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt ein Transformatorenöl. Bevorzugt wird die akustische Spektroskopie mit Hilfe eines geeigneten Mittels durchgeführt, welches teil- weise oder vollständig in dem Medium angeordnet ist und welches zur Schwingungsaussendung, zur Schwingungsübertragung, zur Schwingungsverstärkung und/oder zum Schwingungsempfang in dem Medium geeignet ist, wie beispielsweise eine Ultraschall-Sende- und/oder - Empfangseinrichtung . Es ist des Weiteren denkbar, das s das erste Mittel ein Resonator, ein Resonanzkörper, eine Resonanzkammer, ein Wandler oder eine Kombination aller zuvor genannten Einrichtungen ist.

Bevorzugt betrifft die akustische Spektroskopie Ultraschallfrequenzen, noch mehr bevorzugt Frequenzen von 75 kHz bis 750 kHz. Weiter bevorzugt wird die akustische Spektroskopie in mindestens einem Frequenzband durchgeführt. Noch mehr bevorzugt wird die akustische Spektroskopie in zwei, drei, vier, fünf, sechs , sieben, acht, neun, zehn oder mehr Frequenzbändern durchgeführt, wobei es im Rahmen der Erfindung als wesentlich erkannt worden ist, dass jedes Frequenzband eine definierte Frequenzbreite in einem definierten Frequenzbereich aufweist. Es ist daher verständlich, das s jedes Frequenzband dieselbe Frequenzbreite aufweist. S o ist es beispielsweise, jedoch keinesfalls ausschließlich, möglich, die akustische Spektro skopie in 4 Frequenzbändern mit der definierten Frequenzbreite von je 75 kHz in dem definierten Frequenzbereich von 75 kHz bis 750 kHz durchzuführen, beispielsweise in der Art von Frequenzband 1 ( 125 kHz - 200 kHz) , Frequenzband 2 (225 kHz - 300 kHz) , Frequenzband 3 (325 kHz - 400 kHz) und Frequenzband 4 (525 kHz -600 kHz) . Bevorzugt wird eine erneute Mes sung mit der Frequenz durchgeführt, welche der definierten Frequenzbreite der Frequenzbänder entspricht, wie in diesem Beispiel beispielsweise 75 kHz.

Es ist dabei erfindungsgemäß vorgesehen, dass es basierend auf dem Vergleich der entsprechenden Sende- und Empfangssignalpaare, bevorzugt aufgrund der erhaltenen entsprechenden Ergebnisdatensätze, möglich ist, eine für das Transformatorenöl charakteristische n-dimensionale Funktion ermitteln, wie beispielsweise das akustische Ungleichgewicht (AcDis ; eng . acustic disbalance) . Es ist dabei einem Fachmann bekannt, was eine n-dimensionale Funktion ist. Weiterhin wird die ermittelte charakteristische n-dimensionale Funktion einer für Transformatorenöle bekannten Referenz-Funktion entsprechender Dimension zugeordnet, wobei ein Referenz-Transformatorenöl mit definierten und bekannten physikali- sehen Eigenschaften bestimmt wird. Die Referenz-Funktion ist beispielsweise, jedoch keinesfalls ausschließlich, in einem Datenarchiv abgespeichert.

Im Rahmen der Erfindung betrifft der Begriff „Referenz-Funktion" bzw. „Referenz-Transformatorenöl" dabei einen Referenzwert, welcher insbe- sondere, jedoch keinesfalls aus schließlich, ein ermittelter und/oder ein theoretischer Wert, wie ein Laborwert und/oder ein Datenarchiveintrag, ist, sowie vor und/oder bei Inbetriebnahme des Transformatorenöls er- fas st wird. Weiterhin ist es denkbar, dass ein derartiger Referenzwert einen Schwellenwert definiert, welcher bevorzugt als Obergrenze des Normalwertes der entsprechenden charakteristischen physikalischen Eigenschaft unter verschiedenen Bedingungen definiert ist. Der Wert der Obergrenze des Normalwertes kann mittels verschiedener und einem Fachmann gut bekannter Techniken bestimmt werden.

Im Anschlus s wird ein erster Wert mindestens einer charakteristischen physikalischen Eigenschaft des Transformatorenöls erfasst und mit einem entsprechenden Wert des Referenz-Transformatorenöls verglichen, wobei basierend auf dem Vergleich der Zustandes des Transformatorenöls bzw. des Transformators ermittelt wird.

Der Begriff „charakteristische physikalische Eigenschaft" betrifft dabei eine für das Transformatorenöl wesentliche physikalische Eigenschaft, mittels welcher ein direkter oder indirekter Rückschlus s auf den Zustand des Transformatorenöls bzw. den Transformator möglich ist. Bevorzugt verändert sich diese Eigenschaft in Abhängigkeit des Alterungsprozesses des Transformatorenöls, wobei die Veränderung bevorzugt eine Verbes- serung oder eine Verschlechterung ist. Dabei ist es wichtig, dass diese Eigenschaft aus dem Referenz-Transformatorenöl hinreichend genau be- kannt und/oder definiert ist, so das s es möglich ist, dessen Veränderung, beispielsweise über die Zeit, für die Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes zu nutzen. Der funktionale Zusammenhang ist dabei beispielsweise, jedoch keinesfalls ausschließlich, in einer 2-dimensionalen Funktion als Trend mit einem Werteverlauf über die Zeit darstellbar, beispielsweise in einer linearen Funktion, in einer logarithmischen Funktion, in einer exponentiellen Funktion, in einer logistischen Funktion, in einer polygonen Funktion und/oder in einer Mischung daraus .

Im Rahmen der Erfindung ist dabei als wesentlich erkannt worden, das s die Kombination aus akustischer Spektroskopie und der Erfas sung eines ersten Wertes einer charakteristischen physikalischen Eigenschaft ausreichend ist. Dabei ist es denkbar, das s 2, 3 , 4, 5 , 6, 7 , 8 , 9, 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15 , 16, 17 , 1 8 , 19, 20 oder mehr Werte derselben charakteristischen physikalischen Eigenschaft erfas st werden . Bevorzugt ist es denk- bar, das s ein Mittelwert für den weiteren Vergleich dieses Wertes mit dem entsprechenden Wert des Referenz-Transformatorenöls verwendet wird. Alternativ ist es ebenfalls denkbar, das s 2, 3 , 4, 5 , 6 , 7 , 8 , 9, 10, 1 1 , 12, 13 , 14, 15 , 16, 17 , 18 , 19 , 20 oder mehr Werte unterschiedlicher charakteristischer physikalischer Eigenschaften erfas st werden. Dies liegt darin begründet, dass eine physikalische Eigenschaft von verschiedenen Faktoren abhängig und/oder beeinflussbar ist, deren zusätzliche Erfassung zu einer Verbesserung der Bestimmung und/oder Überwachung beiträgt. Beispielsweise sind in diesem Zusammenhang die Temperatur, der Druck, die Farbe, der Brechungsindex und/oder die Feuchtigkeit denkbar.

Der Begriff „Vergleich" betrifft dabei den Vergleich sich entsprechender Werte miteinander, insbesondere des Ultraschall-Sendesignals mit dem entsprechenden Ultraschall-Empfangs signal bzw. des ersten Wertes mindestens einer charakteristischen physikalischen Eigenschaft des Trans- formatorenöls mit dem entsprechenden Wert des Referenz- Transformatorenöls . Dabei versteht es sich, das s ein Vergleich, wie er hier angewendet wird, sich auf einen Vergleich entsprechender Parameter und/oder Werte bezieht. So ist es beispielsweise denkbar, das s ein absoluter erster Wert der charakteristischen physikalischen Eigenschaft mit einem absoluten entsprechenden Wert des Referenz-Transformatorenöls vergleichbar ist. Gleiches gilt für relative Werte, ein Intensitätssignal und/oder ein Ultraschall-Signal. Es ist auch denkbar, den Vergleich auf der B asis eines empirisch ermittelten Modells für Referenz- Transformatorenöle durchzuführen .

Im Rahmen der Erfindung werden der Vergleich, die Zuordnung, die Er- fas sung und/oder die Ermittlung bevorzugt computerunterstützt durchgeführt. Für eine computerunterstützte Durchführung dieser Schritte, beispielsweise der Schritte b) , c) , e) und/oder f) , sind alle einem Fachmann bekannten Mittel denkbar, wie beispielsweise Computer und/oder ein Computerprogramm. Ein Computerprogramm kann zusätzlich das ent- sprechende Ergebnis evaluieren, beispielsweise automatisch eine Beurteilung des Wertes liefern. Dabei ist bevorzugt mittels des in Schritt b) durchgeführten Vergleichs eine Zuordnung der entsprechenden charakteristischen n-dimensionalen Funktion des Transformatorenöls zu einer Referenz-Funktion möglich. Weiterhin ist bevorzugt mittels des in Schritt e) durchgeführten Vergleichs eine Ermittlung des Zustands des Transformatorenöls möglich. Es ist weiterhin beispielsweise denkbar, das s die Schritte b) , c) , e) und/oder f) von einer Auswerte-, einer Analyse- und/oder einer Evaluierungseinheit unterstützt sind. Bevorzugt ist es auch möglich, zeitlich aufeinanderfolgende Werte einer charakteristi- sehen physikalischen Eigenschaft bzw. Ultraschallsende- und/oder Ultraschallempfangssignale in dem Vergleich zu berücksichtigen, so dass basierend auf diesem Vergleich eine Vorhersage getroffen werden kann, wie sich der Zustand in zeitlicher Abhängigkeit verändert.

Im Rahmen der Erfindung ist es verständlich, dass das Ergebnis des Ver- gleichs , d.h. die Ermittlung und/oder Evaluierung des Zustandes des

Transformatorenöls, direkt oder indirekt von der Zuordnung der charak- teristischen n-dimensionalen Funktion zu der Referenz-Funktion und der charakteristischen physikalischen Eigenschaft abhängig ist. Somit ist es denkbar, das s eine geringe und nicht signifikante, eine große und signifikante und/oder keine Veränderung des ersten Wertes der charakteristi- sehen physikalischen Eigenschaft des Transformatorenöls im Hinblick auf den entsprechenden Wert des Referenz-Transformatorenöls indikativ für einen bestimmten Zustand ist. Eine Veränderung der charakteristischen physikalischen Eigenschaft kann bevorzugt eine Verbesserung und/oder eine Verschlechterung dieser sein. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass das Ergebnis des Vergleichs als zeitliche Angabe, beispielsweise in Jahren, Monaten, Tagen, Stunden und/oder Minuten, in einem absoluten Wert und/oder einem relativen Wert ausgebbar ist.

Der Begriff „Transformatorenöl" betrifft einen bei hohen Temperaturen stabilen, flüs sigen Is olierstoff, welcher der Isolation, der Funkenlö- schung, der Schmierung und/oder der Kühlung einer Vorrichtung in der Hochspanungstechnik, wie beispielsweise eines Transformators, eines Kondensators und/oder eines Schalters, dient. Der flüs sige Isolierstoff ist beispielweise, jedoch keineswegs ausschließlich, ein hochraffiniertes Mineralöl, ein verflüssigtes Gas (GTL) , ein dünnflüs siges Silikonöl, ein Natural-Öl, ein Pflanzenöl, ein synthetischer organischer Ester, wie ein gesättigter Pentaerythrittetrafettsäureester, und/oder eine Aminosäureverbindung.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit möglich, den Zustand des Transformatorenöls einfach, schnell und zuverläs sig zu be- stimmen und/oder zu überwachen, um beispielsweise eine Aus sage über den Zustand der entsprechenden Vorrichtung in der Hochspannungstechnik geben zu können. Dabei ist es möglich, diese Bestimmung und/oder Überwachung bei einer im Betrieb befindlichen Vorrichtung, d.h. online, durchzuführen . Vorteilhafterweise ist das Verfahren derart ausgestaltet, das s auf eine Probenentnahme mit den bekannten Nachteilen vollständig verzichtet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, einen vorzeiti- gen und/oder unnötigen sowie ko stenintensiven Ölwechsel zu vermeiden und gleichzeitig die kontinuierliche elektrische Energieversorgung zu jeder Zeit sicherzustellen. Zudem ist es möglich, die für eine Wartung, Regeneration und/oder Reparatur erforderlichen Stillstandzeiten der Vorrichtung optimal zu planen, um unnötige Stillstandzeiten und/oder Ko sten zu vermeiden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisierbar sind, sind in den Unteransprüchen dargestellt.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass das Verfahren zusätzlich umfasst: g) Darstellen der in Schritt f) durchgeführten Ermittlung .

Mittels dieser Ausgestaltung ist es möglich, den Zustand des Transformatorenöls numerisch und/oder graphisch darzustellen, um auf diese Weise eine Vereinfachung des Verständnis ses der Ermittlung in Schritt f) zu erreichen . Einem Fachmann sind geeignete Mittel zur Darstellung einer Ausgabe eines Wertes bekannt. So ist es beispielsweise, j edoch keinesfalls aus schließlich, möglich, eine restliche Nutzungsdauer, die Durchschlagspannung und/oder das Bevorstehen eines Transformatoren- öl-Wechsels oder einer Transformatorenöl-Regeneration dazustellen. Der Schritt g) kann von einer Ausgabeeinheit unterstützt sein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, das s nach dem Schritt d) ein zusätzlicher Schritt d l ) umfas st ist: d l ) Erfas sen mindestens eines zweiten Wertes mindestens einer charakteristischen physikalischen Eigenschaft des Transformatorenöls .

Die Erfas sung eines zweiten Wertes bietet den Vorteil, dass eine bessere Annäherung an den funktionalen Zusammenhang der entsprechenden Eigenschaft und damit eine drastische Verbes serung der Ermittlung in Schritt f) erreichbar ist. Auf diese Weise ist beispielsweise, jedoch kei- nesfalls aus schließlich, eine bes sere Aus sage über die Krümmung der Funktion treffbar, wobei gilt, das s die Genauigkeit der Ermittlung in Schritt d) und/oder Schritt d l ) mit zunehmender Anzahl an erfassten Werten steigt. Bevorzugt ist die Erfas sung eines zweiten Wertes denkbar, indem ein zweiter Wert einer anderen charakteristischen physikalischen Eigenschaft erfasst wird. Alternativ bevorzugt ist es denkbar, dass ein zweiter Wert der bereits in Schritt d) erfassten Eigenschaft bestimmt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, das s mit- tels akustischer Spektroskopie die Dichte, die Visko sität, die relative und/oder die absolute Menge eines Inhibitors und/oder einer Säure des Transformatorenöls und/oder ein Gemisch daraus bestimmt werden. Dabei ist im Rahmen der Erfindung erkannt worden, das s sich weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens aus dem breiten Anwendungs- spektrum der akustischen Spektroskopie ergeben. So ist bevorzugt die

Bestimmung der relativen und/oder der absoluten Menge eines Inhibitors und/oder einer Säure, bevorzugt eine nicht über die pH-Wert-Messung bestimmbare kurz- oder langkettige S äure, in dem Transformatorenöl wichtig, welche auf aktuellem Stand der Technik lediglich mittels Pro- benentnahme und nachfolgender Titration erfolgt. Die Verwendung eines Inhibitors , wie beispielsweise Diphenyldisulfit, dient dem Schutz vor Korrosion, indem Diphenyldisulfit beispielsweise korrosiven Schwefel im Tranformatorenöl bindet und auf diese Weise zuverläs sig die Bildung von Schwefelsäure verhindert und/oder unterdrückt. Allerdings sind der- artige Inhibitoren in der Regel hoch giftige Verbindungen, so das s verständlicherweise die Bestimmung von deren relativer und/oder ab soluter Menge mit einem enormen Aufwand und hohen Kosten verbunden ist. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sind diese j edoch, neben anderen, einfach, schnell, zuverläs sig und gefahrlos bestimmbar, was die enormen Vorteile des Verfahrens noch einmal unterstreicht. In noch einer Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, das s die charakteristische physikalische Eigenschaft die Schallgeschwindigkeit, die Dichte, die Farbe, der Brechungsindex, die Schallab sorption, die Temperatur, die Oberflächenspannung, die Viskosität, die relative und/oder ab- solute Feuchte bzw. Sättigung, der Verlustfaktor, der Säuregehalt, die elektrische Konstante, die elektrische Leitfähigkeit und/oder die Konzentration mindestens eines Fluides ist. Die zuvor genannten charakteristischen physikalischen Eigenschaften sind einem Fachmann gut bekannt, ebenso deren Bestimmung und/oder Berechnung . Zudem sind weitere, hier nicht aufgeführte, Eigenschaften denkbar.

Es ist weiterhin denkbar, dass der Zustand ausgewählt ist aus der Liste aus der restlichen Nutzungsdauer, dem Alterungszustand, der Durchschlagspannung und/oder dem Bevorstehen eines Transformatorenöl- Wechsels oder einer Transformatorenöl-Regeneration. Der Begriff „restliche Nutzungsdauer" betrifft die Ermittlung der noch verbleibenden Zeit des Transformatorenöls, in welcher die Funktionalität, Isolierfähigkeit und/oder Schutzfunktion für die entsprechende Vorrichtung in der Hochspannungstechnik noch besteht. Durch Ermittlung dieses Wertes läs st sich beispielsweise bestimmen und/oder überwachen, wann das Transformatorenöl zu warten, zu reparieren, zu regenerieren und/oder auszutauschen ist. Es lässt sich zudem beispielsweise überwachen, wie sich die Funktionalität, Isolierfunktion und/oder Schutzfunktion des Transformatorenöls über die Zeit verändert. Die restliche Nutzungsdauer ist bevorzugt in Form einer Zeiteinheit darstellbar, wie bei- spielsweise in Jahren, Monaten, Tagen, Stunden und/oder Minuten, sowie als ein relativer Wert.

Der Begriff „Alterungszustand" beschreibt beispielsweise eine Ermittlung des maximalen Alters , der Funktionalität, der Isolierfähigkeit und/oder der Schutzfunktion des Transformatorenöls und/oder der Aus- führwahrscheinlichkeit der entsprechenden Vorrichtung. Mittels dieser Werte ist es beispielweise möglich, Schlüs se darauf zu ziehen, wann eine Wartung, eine Reparatur bzw. eine Regeneration und/oder Austausch sinnvoll und/oder nötig ist, um sicherzustellen, das s es zu keinen alterungsbedingten Ausfällen der entsprechenden Vorrichtung und damit zu keinem Ausfall der elektrischen Energieversorgung mit den entsprechen- den wirtschaftlichen Nachteilen kommt. Der Alterungszustand ist bevorzugt in Form einer Zeiteinheit darstellbar, wie beispielsweise in Jahren, Monaten, Tagen, Stunden und/oder Minuten, sowie als ein relativer Wert.

Der Begriff „Durchschlagspannung", abgekürzt BDV (engl, breakdown voltage) betrifft diej enige elektrische Feldstärke im Transformatorenöl, welche in diesem höchstens herrschen darf, ohne das s es zu einem Spannungsdurchschlag, Lichtbogen und/oder Funkenschlag und den damit verbundenen Ausfällen sowie Nachteilen kommt. Die Durchschlagspannung ist von verschiedenen Faktoren abhängig . Die Durchschlagspan- nung ist bevorzugt graphisch und/oder in Form eines absoluten Wertes darstellbar, welcher konform mit der gültigen DIN-Norm ist, wie beispielsweise mit der DIN EN 60243 - 1 : 2012-05.

Der Begriff „Bevorstehen eines Transformatorenöl-Wechsels oder einer Transformatorenöl-Regeneration" betrifft die Ermittlung der noch ver- bleibenden Zeit des Transformatorenöls , bis dieses zu warten, zu reparieren, zu regenerieren und/oder auszutauschen ist. Es läs st sich zudem beispielsweise überwachen, wie sich die Funktionalität, Isolierfähigkeit und/oder Schutzfunktion des Transformatorenöls über die Zeit verändert. Das Bevorstehen eines Transformatorenöl-Wechsels oder einer Trans- formatorenöl-Regeneration ist bevorzugt in einer Zeiteinheit darstellbar, wie beispielsweise in Jahren, Monaten, Tagen, Stunden und/oder Minuten, sowie als ein relativer Wert.

Es wird davon ausgegangen, dass die Definitionen und/oder die Ausführungen der oben genannten Begriffe für alle in dieser Beschreibung im Folgenden beschriebenen Aspekte gelten, sofern nichts anderes angegeben ist. Erfindungsgemäße ist weiterhin eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls nach einem der Verfahrensansprüche vorgeschlagen, welche die folgenden Schritte umfasst: a) ein erstes Mittel zum Durchführen einer akustischen Spektroskopie des Transformatorenöls, wobei das erste Mittel eine Ultraschall- Sendeeinrichtung zum Aus senden mehrerer Ultraschall-Sendesignale unterschiedlicher Frequenz und/oder Amplitude in das Transformato- renöl und eine Ultraschall-Empfangseinrichtung zum Empfangen entsprechender reflektierter und/oder transmittierter Ultraschall- Empfangs signale unterschiedlicher Frequenz und/oder Amplitude nach Durchlaufen des Transformatorenöls umfas st; und

b) eine erste Evaluierungseinheit zum Vergleichen der Ultraschall- Sendesignale mit den entsprechenden Ultraschall-Empfangs signalen, wobei eine für das Transformatorenöl charakteristische n- dimensionale Funktion ermittelbar ist; und

c) eine erste Auswerteeinheit zum Zuordnen der ermittelten charakteristischen n-dimensionalen Funktion aus Schritt b) zu einer für Transformatorenöle bekannten Referenz-Funktion entsprechender Dimension, wobei ein Referenz-Transformatorenöl bestimmbar ist; und d) ein zweites Mittel zum Erfassen eines ersten Wertes mindestens einer charakteristischen physikalischen Eigenschaft des Transformatorenöls ; und

e) eine zweite Evaluierungseinheit zum Vergleichen des ersten Wertes mit einem entsprechenden Wert des Referenz-Transformatorenöls ; und

f) eine zweite Auswerteeinheit zum Ermitteln des Zustandes des Transformatorenöls basierend auf dem in Schritt e) durchgeführten Vergleich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei bevorzugt selbstlernend und/oder selbstkalibrierend, um eine bestmögliche Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes des Transformatorenöls zu erhalten.

Der Begriff „erstes Mittel" betrifft ein beliebiges , einem Fachmann aus dem Stand der Technik bekanntes Mittel, welches im Ultraschallfrequenzbereich (20 kHz - 1 GHz) zur Schwingungsaus sendung, zur

Schwingungsübertragung, zur Schwingungsverstärkung und/oder zum Schwingungsempfang in einem Medium geeignet ist, wobei das zu untersuchende Medium bevorzugt ein Transformatorenöl ist. Das Mittel ist dabei bevorzugt teilweise oder vollständig in dem Medium angeordnet. Bevorzugt ist das erste Mittel eine Ultraschall-Sendeeinrichtung zum Aussenden mehrerer Ultraschall-Sendesignale unterschiedlicher Frequenz und/oder Amplitude in das Transformatorenöl und/oder eine Ultraschall- Empfangseinrichtung zum Empfangen entsprechender reflektierter und/oder transmittierter Ultraschall-Empfangssignale unterschiedlicher Frequenz und/oder Amplitude nach Durchlaufen des Transformatorenöls . Es ist des Weiteren denkbar, das s das erste Mittel ein Resonator, ein Resonanzkörper, eine Resonanzkammer, ein Wandler oder eine Kombination aller zuvor genannten Einrichtungen ist. Der Begriff „zweites Mittel" betrifft ein beliebiges , einem Fachmann aus dem Stand der Technik bekanntes Mittel, welches dazu geeignet ist, die charakteristische physikalische Eigenschaft des Transformatorenöls zu einem Zeitpunkt zu erfas sen. Bevorzugt erfolgt gleichzeitig die Erfassung des Zeitpunktes . Der Begriff „Evaluierungseinheit" betrifft eine Einheit, welche zum Vergleichen der erfassten Signale, Werte und/oder Zustandswerte geeignet ist. Geeignete Evaluierungseinheiten sind einem Fachmann bekannt, beispielsweise ein Computer und/oder ein Computerprogramm. Ein Computerprogramm kann zusätzlich das Ergebnis des Vergleichs beurteilen. Der Begriff „Auswerteeinheit" betrifft eine Einheit, welche zur Auswertung bzw. Ermittlung des Zustandes des Transformatorenöls geeignet ist. Beispielsweise ist die Auswerteeinheit ein Computer und/oder ein Computerprogramm. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, das s diese eine hinreichend genaue Sensibilität zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes des Transformatorenöls im laufenden Betrieb, d.h. online, aufweist sowie zugleich robust genug ist, um unter den alltäglichen Bedingungen eines arbeitenden Transformators langfristig zu bestehen . Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung, welche einzeln oder in

Kombination realisierbar sind, sind in den Unteransprüchen dargestellt.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, dass zusätzlich eine Ausgabeeinheit zur Darstellung der mittels der zweiten Ausgabeeinheit durchgeführten Ermittlung umfasst ist. Der Begriff „Ausgabeeinheit" be- trifft eine Einheit, welche zur Darstellung des ermittelten Zustands geeignet ist. Mittels dieser Ausgestaltung ist es möglich, den Zustand des Transformatorenöls numerisch und/oder graphisch darzustellen, um auf diese Weise eine Vereinfachung des Verständnis ses der Ermittlung im Schritt f) zu erreichen. Einem Fachmann ist eine geeignete Ausgabeein- heit zur Darstellung bekannt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es denkbar, das s ein zusätzliches Mittel zum Erfas sen mindestens eines zweiten Wertes mindestens einer charakteristischen physikalischen Eigenschaft des Transformatorenöls umfas st ist. Ein derartiges Mittel zur Erfas sung eines wei- teren Zustandswertes ist dem Fachmann bekannt. Bevorzugt ist dieses Mittel das selbe Mittel wie in Schritt d), d.h. das zweite Mittel. Alternativ bevorzugt ist dieses Mittel ein anderes Mittel als das in Schritt d), d.h. ein drittes Mittel. Es ist weiterhin denkbar, dass mittels des ersten Mittels die Dichte, die Viskosität, die relative und/oder die ab solute Menge eines Inhibitors und/oder einer Säure des Transformatorenöls und/oder ein Gemisch daraus bestimmbar sind. In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es denkbar, dass das erste Mittel und/oder das zweite Mittel die Schallgeschwindigkeit, die Dichte, die Farbe, den Brechungsindex, die Schallabsorption, die Temperatur, die Oberflächenspannung, die Viskosität, die relative und/oder absolute Feuchte bzw. S ättigung, den Verlustfaktor, den Säure- gehalt, die elektrische Konstante, die elektrische Leitfähigkeit und/oder die Konzentration mindestens eines Fluides erfas st.

In noch einer Weiterbildung ist es denkbar, das s der Zustand ausgewählt ist aus der Liste aus der restlichen Nutzungsdauer, dem Alterungszustand, der Durchschlagspannung und/oder dem Bevorstehen eines Trans- formatorenöl-Wechsels oder einer Transformatorenöl-Regeneration.

In einer alternativen Ausgestaltung ist es denkbar, das s das erste Mittel, das zweite Mittel, die erste Evaluierungseinheit, die zweite Evaluierungseinheit, die erste Auswerteeinheit, die zweite Auswerteeinheit und/oder die Ausgabeeinheit in einem Bauteil anordenbar sind. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, das s die Vorrichtung kompakt und sehr leicht händelbar sowie gut transportierbar ist.

In einer alternativen Ausgestaltung dieser Weiterbildung ist es denkbar, das s das Bauteil eine Mes skammer, ein Stick und/oder ein Adapter ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, das s die Vorrichtung einfach, schnell und zuverläs sig mit einer Vorrichtung in der Hochspannungstechnik, wie beispielsweise einem Transformator, verbindbar ist. Weiterhin bevorzugt ist die Verbindung der Vorrichtung direkt, beispielsweise kabelgebunden oder über einen Adapter. In einer weiteren Ausgestaltung ist es denkbar, das s die Vorrichtung eine Heizeinrichtung umfasst. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, das s die Vorrichtung vor Durchführung der ersten Messung aufheizbar ist, so das s sichergestellt ist, dass die in der Vorrichtung befindlichen Mittel immer trocken sind. Dies trägt maßgeblich zur Verbesserung der gemessenen Werte bei, da Verfälschungen in der Regel aufgrund einer Durchfeuchtung der Mittel bedingt sind. Einem Fachmann sind derartige Heizeinrichtungen, wie beispielsweise eine Heizschlange und/oder ein Pel- tier-Element, gut bekannt. Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Vorrichtung in der Hochspannungstechnik, insbesondere ein Transformator, ein Kondensator, eine Pe- tersenspule und/oder ein Schalter, umfas send Transformatorenöl und eine Einrichtung zur Verbindung mit der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgeschlagen, wobei die Verbindung direkt er- folgt.

Der Begriff „direkte Verbindung" betrifft eine beliebige, unmittelbare Verbindung der Einrichtung mit der Vorrichtung . Eine derartige Verbindung ist beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, mittels einer Ausnehmung und/oder eines Vorsprungs seitens der Einrichtung und ei- ner entsprechend ausgebildeten Vorrichtung realisierbar. Es ist weiterhin denkbar, das s eine direkte Verbindung eine USB- , TCP/IP- , MODBUS- Verbindung oder eine andere kabelgebundene oder kabellose Verbindung ist. Mittels dieser Ausgestaltung ist es einfach, schnell und zuverlässig möglich, die Vorrichtung zur Bestimmung des Zustandes des Transfor- matorenöls mit einer Vorrichtung in der Hochspannungstechnik zu verbinden, um schnell, zuverlässig und hinreichend genau den Zustand derselben zu bestimmen und/oder zu überwachen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbei- spiele in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die j eweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktion einander entsprechende Elemente.

Im Einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Schutzabdeckung; und

Fig. 2 eine weitere isometrische Darstellung der ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Schutzabdeckung ; und

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Schutzabdeckung ; und

Fig. 4 eine isometrische Darstellung des Sensorbereichs der ersten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit unterschiedlichen Befestigungsbereichen (Fig. 4a und 4b) ; und

Fig. 5 eine isometrische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 6 eine isometrische Darstellung eines Sensorbereichs der zweiten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig. 7 eine weitere isometrische Darstellung eines Sensorbereichs der zweiten Ausführungsform einer erfindung sgemäßen Vorrichtung; und Fig. 8 eine Matrix-Grafik einer beispielhaften Berechnung der Bestimmung der Durchschlagspannung eines Transformatorenöls . In der Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls in isometrischer Darstellung gezeigt, welche in der Form eines Sticks 100 ausgebildet ist. Wie deutlich in der Fig . 1 zu erkennen ist, weist der Stick 100 einen mit einer Schutzabdeckung 1 1 1 versehenen Sensorbereich 1 10 auf. Zudem ist an dem Stick 100 ein Befestigungsbereich 120 zur sicheren Befestigung des Sticks 100 an einem Transformator vorgesehen, welcher beispielsweise in der Form eines 1 ,5 - Zoll-Rohrgewindes ausgebildet ist. Das Gehäuse 150 des Sticks 100 dient neben der Isolierung auch dem Schutz der Elektronik, insbesondere vor einem ungewollten elektrischen und/oder elektromagnetischen Effekt, sowie als Kommunikationsvorrichtung und ist aus einem beliebigen Material denkbar. Bevorzugt ist das Gehäuse 105 aus einem die elektromagnetische Verträglichkeit gewährleistenden metallischen Werkstoff. In der Fig. 2 ist eine alternative Ausgestaltung der ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls gezeigt, welche ebenfalls in der Form eines Sticks 100 ausgebildet ist. Wie deutlich in der Fig. 2 zu erkennen ist, weist der Stick 100 einen Sensorbe- reich 1 10 mit einer Ultraschall-Sende- und/oder -Empfangseinrichtung oder einer Resonanzkammer 1 12 auf. Diese ist zu erkennen, da in der alternativen Ausgestaltung der ersten Ausführungsform keine Schutzabdeckung gezeigt ist. Der Stick 100 weist zudem einen Befestigungsbereich 120 zur sicheren Befestigung des Sticks 100 an einem Transforma- tor auf, welcher in dieser Alternative beispielsweise als 1 ,0-Zoll-

Rohrgewinde ausgebildet ist. Ebenfalls ist ein Gehäuse 150 umfasst.

In der Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung der alternativen Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 nach Fig . 2 gezeigt, welche die innere Struktur der Vorrichtung 100 zeigt. Wie deutlich zu erkennen ist, sind kritische und empfindliche

Komponenten der Vorrichtung 100 durch ein robustes und ausgeklügeltes Zusammenspiel von Anordnung und Gehäuseelementen 150, 15 1 und 152 abgedeckt und geschützt. Dieser Stick 100 weist ebenfalls einen Sensorbereich 1 10 auf sowie eine aufgrund der nicht dargestellten Schutzabdeckung sichtbare Resonanzkammer 1 12. Des Weiteren ist ein akustischer Wandler 1 13 und ein Befestigungsbereich 120 umfas st, welcher, wie ebenfalls in Fig . 2 gezeigt, beispielsweise in der Form eines 1 ,0-Zoll- Rohrgewindes ausgebildet ist.

Des Weiteren ist in Fig . 3 deutlich zu erkennen, das s ein Feuchte- und/oder Temperatur-Sensor 1 14 sowie der Resonator in der Resonanz- kammer 1 12 und dem akustischen Wandler 1 13 aufgenommen sind. Zudem ist die entsprechende Elektronik 1 15 umfasst. Die Elektronik 1 15 ist von einer Isolierung 152, beispielsweise aus einem Kunststoff, umgeben. Das Gehäuse 150 umfasst zudem mehrere Isolierelemente 152, welche beispielsweise aus Kunststoff herstellbar sind. Des Weiteren sind mehre- re Distanzringe 15 1 und eine Kabelbuchse 153 umfas st, um, beispielsweise über Modbus, eine Verbindung mit der Sensorelektronik des Sticks 100 zu ermöglichen.

In der Fig. 4 sind zwei alternative Ausgestaltungen einer ersten Ausführungsform des Sensorbereichs 1 10 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 gezeigt. Wie deutlich in Fig. 4a und Fig. 4b zu erkennen ist, umfas st der Sensorbereich 1 10 mehrere Kondensatorplatten 1 16, welche Teil eines dielektrischen Sensors sind. Des Weiteren ist ein Feuchte- und/oder Temperatur-Sensor 1 14 und ein akustischer Wandler mit Resonanzkammer 1 13 umfas st. Das Halteelement 1 17 ist beispielsweise isolierend und aus einem Kunststoff herstellbar. In der Fig . 4a ist zudem ein Befestigungsbereich 120 dargestellt, welcher beispielsweise in der Form eines 1 ,5-Zoll-Rohrgewindes, ebenso wie in Fig . 1 , ausgebildet ist.

In der Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 200 zur Bestimmung und/oder Überwachung des Zustandes eines Transformatorenöls gezeigt, welche in der Form einer Messkammer 200 ausgebildet ist. Wie deutlich in Fig . 5 zu erkennen ist, weist die Messkammer 200 mehrere Sensorbereiche auf, so ist beispielsweise in einem Sensorbereich ein Dichte- und/oder Viskositäts-Sensor 21 1 und/oder ein optischer Sensor 212 angeordnet. In einem weiteren Sensorbereich ist ein akustischer Sensor 213 angeordnet sowie weiterhin ein dielektrischer Sensor 216 und ein Feuchte- und/oder Temperatur-Sensor 214. Die Mes skammer 200 weist zudem ein Gehäuse 250 auf.

In den Fig. 6 und Fig. 7 ist einer der Sensorbereiche 210 der Mes skammer nach Fig . 5 im Detail dargestellt. Wie deutlich in den Fig . 6 und 7 dargestellt, ist ein Halteelement 217 umfasst, welches isolierend ist und beispielsweise aus einem Kunststoff herstellbar ist. Zudem sind in beiden Figuren deutlich die Kondensatorplatten 215 (ausgeführt als Zylinderkondensator aus konzentrischen Rohren) zu erkennen, welche Teil des dielektrischen Sensors sind. In der Fig . 7 ist zudem der Feuchte- und/oder Temperatur-Sensor 214 zu erkennen. Weiterhin ist in den Fig . 6 und Fig . 7 das der Isolierung der Messkammer aus Fig. 5 dienende Gehäuse 250 nebst den Kabeldurchführungen 25 1 zur Verbindung mit dieser sichtbar.

In der Fig. 8 ist eine graphische Darstellung in Form einer Matrix-Grafik für ein beispielhaftes Berechnungsbeispiel der Bestimmung der Durch- schlagspannung (BDV; eng . break down voltage) eines Transformatorenöls basierend auf einer 2-dimensionalen Funktion aus relativer Feuchte (RS ; eng . relative Saturation) und akustischem Ungleichgewicht (AcDis ; eng . acustic disbalance) gezeigt. Die in der Matrix dargestellten Isogene entsprechen je 5 [kV] . In der ersten Stufe der 2-dimensionalen Funktion wird die Funktion bdvL (RS, AcDis) berechnet, welche von der Hauptfunktion h(x) abhängig ist. Diesbezüglich gilt die folgende Formel ( 1 ) : wobei h die Hauptfunktion, und

x der Argumentenwert ist.

Gemäß Formel (1) hat die Hauptfunktion unterschiedliche Argumente. Wenn der Argumentenwert x > 0 ist, dann übernimmt die Funktion diesen Wert. Ist der Argumentenwert x < 0, dann ist der Wert null und dieses Gleichungsglied wird gelöscht.

Ausgehend von dieser Formel (1) ist nachfolgend in Formel (2) ein beispielhaftes Berechnungsbeispiel der Bestimmung der Durchschlagspannung (BDV) gezeigt. Die Formel (2) lautet: bdvL (RS, AcDis) = -0.10 -

0.23h(0.096885 - log ₁₀ (RS)) -

96.79 h(logio(RS) - 0.986885) -

9.38 h(logio(RS) - 1.03756) -

19.27 h(logio(RS) - 1.43403) +

30.27 h(logio(RS) - 1.51121) +

0.21 h(-0.987312 - log ₁₀ (AcDis)) +

67.11 h(logio(AcDis) + 0.987312) -

169.59 h(logio(RS) - 0.986885)* h(log ₁₀ (AcDis)

+ 1.44532) +

169.36 h(logio(RS) - 0.986885 * h(-l.44532 - logio(AcDis)) -

119.70 h(logio(RS) - 0.986885) * h(log ₁₀ (AcDis) + 0.996463) +

179.58 h(logio(RS) - 0.986885 * h(log ₁₀ (AcDis) + 1.99022) +

0.02 h(l.04391 - log ₁₀ (RS)) * h(-0.987312 - logio(AcDis)) +

13.10 h(logio(RS) - 1.04391) * h(-0.987312 - logio(AcDis)) +

11.55 h(logl0(RS) - 1.43403) * h(logl0(AcDis) + 2.00147

wobei

bdvL ein nicht normierter Zwischenwert der Durchschlagspannung, h die Hauptfunktion mit den Argumentenwerten x,

wobei

x = RS die relative Feuchte, und

x = AcDis die akustische Disbalance ist. In der zweiten Stufe der 2-dimensionalen Funktion wird der mittels Formel (2) berechnete Wert bdvL gemäß der geltenden Norm DIN EN

60243-1:2012-05 normiert (siehe„Elektrische Durchschlagfestigkeit von isolierenden Werkstoffen - Prüfverfahren - Teil 1: Prüfungen bei techni- sehen Frequenzen" (IEC 112/199/CDV:2011)). Die Normierung erfolgt gemäß der Formel (3):

110

BDV = 10 + _{f 1 J} ^ [kV]

1 + exp(-fcdvL) wobei

bdvL ein nicht normierter Zwischenwert der Durchschlagspannung, und BDV die Durchschlagspannung ist. Weitere Informationen sind dem bekannten Standardwerk Friedman

(1991) Multivariate Adaptive Regression Splines (with discussion) Annais of Statistics 19/1, 1-141, zu entnehmen

(https://statistics.stanford.edu/research/multivariate-adapt ive-regression- splines).

Bezugszeichenliste Stick

Sensorbereich

Schutzabdeckung

Resonanzkammer

Akustischer Wandler

Feuchte- und/oder Temperatur-Sensor Elektronik

Kondensatorplatten

Halteelement

Befestigungsbereich

Gehäuse

Distanzring

Isolierelement

Kabelbuchse Mes skammer

Sensorbereich

Dichte- und/oder Viskositäts-Sensor Optischer Sensor

Akustischer Sensor

Feuchte- und/oder Temperatur-Sensor Kondensatorplatten

Dielektri scher Sensor

Halteelement

Gehäuse

Kabeldurchführung