Die Verbindung zwischen Kabel und NS-Durchführungsbolzen führt Hunderte Ampere. Schon ein geringer Anstieg des Übergangswiderstands genügt, damit an einer Stelle Dutzende Watt Wärme entstehen – und diese Wärme geht direkt in den Bolzen, den Durchführungsisolator und seine Dichtung. Hier lesen Sie, woher heiße Klemmen kommen, wie man sie bei der Montage vermeidet und wie man sie erkennt, bevor es zum Ausfall kommt.

Wie viel Wärme ein schlechter Kontakt erzeugt

Die Verlustleistung an einer Verbindung ist P = I² × R. Bei einem 630-kVA-Transformator beträgt der NS-Phasenstrom etwa 900 A. Jedes zusätzliche 0,1 mΩ Übergangswiderstand bedeutet bei diesem Strom rund 81 W Dauerwärme in einer einzigen Klemme. Ein heißer Kontakt oxidiert schneller, sein Widerstand steigt weiter, und der Prozess verstärkt sich selbst.

Die häufigsten Ursachen für überhitzte Klemmen

Zu geringe Klemmkraft

Klemmschrauben „nach Gefühl“ angezogen oder nach der Inbetriebnahme nie kontrolliert. Leiter – besonders aus Aluminium – setzen sich unter Druck, und die Klemmkraft lässt mit der Zeit nach.

Zu hohe Klemmkraft

Gequetschte Drähte, ausgerissene Gewinde, ein gerissener Körper. Die Schrauben werden mit einem Drehmomentschlüssel angezogen, schrittweise und abwechselnd – nicht mit Muskelkraft und nicht mit einer Verlängerung am Schlüssel.

Verschmutzter oder oxidierter Kontakt

Oxid auf einem Aluminiumleiter, ein verschmutzter Bolzen, Farbreste. Die Kontaktflächen werden unmittelbar vor der Montage gereinigt. TOC-Klemmen nehmen Aluminium- und Kupferleiter auf – der verzinnte Körper begrenzt die Korrosion am Kontakt mit Aluminium, reinigen muss man den Leiter trotzdem.

Schlecht vorbereiteter Leiter

Zu kurz abisoliert (Isolierung unter der Schraube) oder zu lang (blanker Leiter ragt aus der Aufnahme), ein Querschnitt außerhalb des Klemmbereichs oder eine Leiterform, für die die Klemme nicht vorgesehen ist.

Kabel, die an der Klemme hängen

Schwere NS-Kabel ohne Abstützung biegen und verdrehen den Bolzen. Das erhöht das Risiko einer gelockerten Verbindung, einer beschädigten Durchführung und von Öl, das an der Dichtung austritt.

Höhere Last als bei der Auslegung

Nach einer Erweiterung der Anlage ist der Strom oft höher als der, für den die Anschlüsse ausgelegt wurden – dann wird nicht nur die Klemme heiß. Mehr zum Betrieb eines Transformators an der Leistungsgrenze im Beitrag Transformator Alterung.

Transformatorklemme montieren – Schritt für Schritt

1. Durchführung prüfen: Risse im Porzellan, Ölspuren, Zustand des Bolzengewindes.
2. Bolzen und Klemmenaufnahmen von Schmutz und Farbresten reinigen.
3. Klemme auf den Bolzen schrauben, Aufnahmen in Richtung Kabelabgang ausrichten und mit den Befestigungsschrauben sichern (TOC-1 – zwei Schrauben am Fuß, TOC-2 – Schrauben seitlich am geschlitzten Schaft).
4. Leiter vorbereiten: auf Aufnahmetiefe abisolieren, Aluminiumleiter mit einer Drahtbürste vom Oxid befreien und – wenn der Kabelhersteller es empfiehlt – Kontaktpaste auftragen.
5. Leiter bis zum Anschlag einführen und die Klemmschrauben mit dem Drehmomentschlüssel anziehen – schrittweise und abwechselnd.
6. Kabel abstützen und befestigen, damit sie weder Klemme noch Bolzen belasten.
7. Isolierabdeckung auf die Klemme setzen.
8. Nach der Inbetriebnahme und bei stabiler Last eine Thermografie durchführen und die Klemmkraft gemäß Betriebsanweisung der Station erneut prüfen.

Ein Satz TOC-1-Klemmen auf den NS-Durchführungen – Aufnahmen in Richtung Kabelabgang ausgerichtet.

Thermografie – wie man das Ergebnis liest

Die Thermografie findet einen schlechten Kontakt, ohne den Transformator abzuschalten. Damit das Ergebnis aussagekräftig ist:

• unter Last messen – je näher an der typischen Stationslast, desto deutlicher der Unterschied,
• denselben Punkt an allen drei Phasen vergleichen; der Unterschied zwischen den Phasen bei ähnlichem Strom sagt mehr als die Temperatur allein,
• Vorsicht bei glänzenden Flächen: verzinntes Messing hat einen niedrigen Emissionsgrad, die Kamera zeigt zu niedrige Werte – messen Sie an der Kabelisolierung direkt an der Klemme oder an einer matten Markierung.

Als Bezugspunkt eignen sich die Kriterien der US-Norm ANSI/NETA (Tabelle 100.18), mit denen viele Prüfdienstleister arbeiten:

Hat der Netzbetreiber oder der Betrieb eine eigene Betriebsanweisung mit anderen Schwellenwerten, gilt diese.

Checkliste für die Prüfung der NS-Anschlüsse

• Verfärbungen, Beläge oder angeschmolzene Isolierung an der Klemme,
• Ölspuren unter den NS-Durchführungen,
• Zustand der Klemmenabdeckungen, Spuren von Vögeln und Nagetieren,
• Befestigung und Abstützung der Kabel,
• vergleichendes Thermogramm der drei Phasen und des Sternpunkts,
• Kontrolle der Schraubenanzüge – nur freigeschaltet und geerdet, gemäß Anweisung.

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