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Restrisiken bei Estertransformatoren – Risikoregister für Brandschutzplaner

Ester der K-Klasse beseitigen einen großen Teil des Lachenbrandrisikos von Mineralöl. Sie beseitigen nicht jedes Szenario. Dieses Register zeigt, was bleibt, warum – und wie es beherrscht wird.

Aktualisiert am 12. November 2026 · Veröffentlicht von IsoTec

Kurzantwort

Der Ersatz von Mineralöl durch einen Ester der K-Klasse macht es wesentlich unwahrscheinlicher, dass ausgetretene Flüssigkeit durch eine kleine Zündquelle entzündet wird oder als Lache weiterbrennt. Übrig bleiben vor allem Szenarien mit einer starken, anhaltenden Zündquelle – ein energiereicher Lichtbogen beim Kesselbruch, ein lang andauernder Fremdbrand – und Komponenten mit eigenem Brennstoff wie Durchführungen mit Mineralöl. Auch Rauch, Leckagen und Löschwasser müssen beherrscht werden.

Risikoregister

Szenario	Typische Ursache	Wirkung der K-Klasse-Flüssigkeit	Restrisiko	Wichtigste Maßnahmen
Innerer Lichtbogen, Kesselbruch	Isolationsversagen, Überschlag im Durchführungsdom	Ausgetretene Flüssigkeit brennt nach Abschalten des Lichtbogens unwahrscheinlich weiter	Sprühnebel kann zünden, solange der Lichtbogen besteht; Druckwelle; Flüssigkeitsaustritt	Schneller Schutz, Druckentlastung, Schnelldruckrelais, robuster Kessel, Auffangwanne
Versagen einer Durchführung	Alterung, Feuchte, Teilentladungen in OIP-Durchführungen	Keine auf das Mineralöl der Durchführung selbst	Durchführungsbrand, Splitterflug, Entzündung der Umgebung	Trockene Durchführungen (RIP/RIS), Überwachung, zustandsorientierter Austausch
Versagen von Kabelanschlusskasten oder Endverschluss	Mangelhafte Muffen, Überhitzung, masse- oder ölgefüllte Kästen	Abhängig von der Füllung des Kastens	Brand im Kasten, Brandausbreitung entlang der Kabel	Luftisolierte oder steckbare Anschlüsse, Brandabschottung der Kabel
Laststufenschalter	Kontaktverschleiß, Lichtbögen im Stufenschalterraum	Nur wenn auch der Stufenschalterraum K-Klasse-Flüssigkeit enthält	Brand oder Bersten des Stufenschalters	Vakuum-Stufenschalter, gleiche K-Klasse-Flüssigkeit, Überwachung
Einwirkung eines Fremdbrands	Brand benachbarter Anlagen, Kabel oder Fahrzeuge	Bis zum Brennpunkt ist wesentlich mehr Wärme nötig	Lange, intensive Einwirkung kann die Flüssigkeit erwärmen; der Kessel kann durch Druck versagen	Abstände, Brandwände, Wassernebel oder Sprinkler, Begrenzung benachbarter Brandlasten
Leckage und Entzündung	Dichtungsversagen, mechanische Beschädigung	Kleine Zündquellen entzünden eine Lache unwahrscheinlich	Verunreinigte Fläche; Entzündung, wenn ein anderer Brand sie erwärmt	Auffangwanne, Inspektion, Entwässerungsplanung
Vermischte oder verunreinigte Flüssigkeit	Rückstände nach Retrofilling, Nachfüllen mit falscher Flüssigkeit	Brennpunkt der Mischung sinkt	Der Transformator ist möglicherweise nicht mehr K-Klasse	Brennpunktprüfung nach Retrofilling oder Nachfüllen, eindeutige Kennzeichnung
Feste Isolierung und andere Brennstoffe	Zellulose, Holz, Kunststoffe, Kabelisolierung	Keine	Zusätzliche Brandlast bei einem entwickelten Brand	Abschottung, Löschanlage
Rauch und Brandgase	Jeder Brand	Ester enthalten keine Halogene: keine halogenhaltigen sauren Gase	Rauch, Kohlenmonoxid und Ruß, besonders in geschlossenen Räumen	Branderkennung, Rauchabzug, geschützte Fluchtwege
Löscheinsatz an spannungsführenden Anlagen	Anlagen bleiben während des Brandes unter Spannung	Keine	Stromschlag, Rückzündung	Freischalt- und Erdungsverfahren, Kennzeichnung, Schulung
Löschwasser und Umweltfreisetzung	Leckagen, verunreinigtes Löschwasser	Biologische Abbaubarkeit hebt die Rückhaltepflicht nicht auf	Verunreinigung von Boden, Kanalisation oder Gewässern	Rückhaltung für Flüssigkeit, Löschwasser und Regen, für Ester geeigneter Abscheider

Warum Sprühnebel das wichtigste Restrisiko ist

Unter Druck austretende Flüssigkeit zerfällt in Tröpfchen. Ein feiner Nebel kann sich bei Temperaturen weit unter dem Flammpunkt der Flüssigkeit entzünden. Eine Forschungsübersicht für die britische Health and Safety Executive stellt fest, dass sich feine Nebel schwerer Öle mit Flammpunkten über 300 °C dennoch entzünden können. Bei einem inneren Fehler ist der Lichtbogen eine starke Zündquelle genau an der Austrittsstelle.

Mit Estern ändert sich, was danach geschieht. In veröffentlichten Versuchen bei 2 bar brannte ein Mineralölnebel nach Entfernen der Flamme bis zu 49 Sekunden weiter, ein Nebel aus synthetischem Ester erlosch nach höchstens 7 Sekunden. Praktisch heißt das: den Lichtbogen schnell abschalten, den Kesselbruch verhindern und verhindern, dass ausgetretene Flüssigkeit weitere Zündquellen erreicht. Mehr dazu: Kesselbruch und innere Lichtbögen.

Die Komponentenfalle: Durchführungen und Kabelanschlusskästen

Statistiken des Convenors der CIGRE-Arbeitsgruppe zum Transformatorbrandschutz führen 70–80 % der Brände unter 300 kV auf Durchführungen und Kabelanschlusskästen zurück. Ein Estertransformator mit Durchführungen aus ölimprägniertem Papier (OIP) enthält in jeder dieser Durchführungen weiterhin Mineralöl – genau an der häufigsten Fehlerstelle. Trockene Durchführungen und geeignete Kabelanschlüsse festzulegen, ist nach der Flüssigkeitswahl oft die wirksamste Maßnahme. Mehr dazu: Durchführungen, Stufenschalter und Kabelanschlusskästen.

Die Bow-Tie-Sicht

Ein Bow-Tie-Diagramm stellt diese Risiken übersichtlich dar. Das zentrale Ereignis ist der Verlust des Einschlusses der Isolierflüssigkeit.

Bedrohungen (links): innerer Lichtbogen, Versagen einer Durchführung, Versagen des Stufenschalters, mechanische Beschädigung, Fremdbrand.
Vorbeugende Barrieren: Konstruktion und Prüfung, Überwachung (Analyse gelöster Gase, Durchführungsüberwachung), schneller Schutz, Kesselfestigkeit und Druckentlastung.
Begrenzende Barrieren (rechts): K-Klasse-Flüssigkeit, Auffangwanne und Kiesschicht, feuerbeständige Trennung, Branderkennung und Löschanlage, Rauchabzug.
Folgen: Brand, Rauch, Schäden an benachbarten Anlagen, Versorgungsunterbrechung, Umweltfreisetzung.

Daten, die Sie vom Flüssigkeitslieferanten anfordern sollten

Flamm- und Brennpunkt mit Prüfverfahren (ISO 2592 / ASTM D92, offener Tiegel nach Cleveland)
Klasse nach IEC 61039 mit Heizwertziffer (z. B. K2, K3)
Zertifizierung oder Listung, falls gefordert (FM Approvals Class 6933, Listung für NEC 450.23)
Sicherheitsdatenblatt mit Verbrennungsprodukten und Löschmitteln
Einfluss einer Mineralölverunreinigung auf den Brennpunkt
Dichte für Brandlast- und Rückhalteberechnungen

Nachweis, dass das Restrisiko so gering wie vernünftigerweise machbar ist

Im Vereinigten Königreich müssen Risiken „so gering wie vernünftigerweise machbar“ (ALARP) reduziert werden. Für Transformatoren folgt die Argumentation der Maßnahmenhierarchie: Gefahr vermeiden (Standort), substituieren (K-Klasse-Flüssigkeit oder Trockentransformator), technisch beherrschen (Schutz, Kessel, trockene Durchführungen, Auffangwanne, feuerbeständige Trennung) und den Rest organisatorisch managen (Überwachung, Instandhaltung, Notfallverfahren). Eine Maßnahme darf nur verworfen werden, wenn ihre Kosten in grobem Missverhältnis zur Risikominderung stehen. Mehr dazu: Brandrisikobewertung.

Häufige Fragen

Was ist das wichtigste Brand-Restrisiko eines Estertransformators?

Ein energiereicher innerer Lichtbogen, der den Kessel aufreißt und Flüssigkeit als Sprühnebel freisetzt, während der Lichtbogen noch brennt. Die wichtigsten Maßnahmen sind schneller Schutz, Druckentlastung und Kesselfestigkeit.

Kann sich Esternebel entzünden?

Ja. Feine Nebel von Flüssigkeiten mit hohem Flammpunkt können sich bei vorhandener Zündquelle entzünden. In veröffentlichten Versuchen erloschen Esternebel nach Entfernen der Flamme rasch – anders als Mineralöl.

Enthalten die Durchführungen eines Estertransformators Mineralöl?

Durchführungen aus ölimprägniertem Papier (OIP) haben eine eigene, abgeschlossene Mineralölfüllung. Harzimprägnierte Durchführungen (RIP/RIS) sind trockene Alternativen.

Entsteht bei Esterbränden giftiger Rauch?

Jeder brennende organische Stoff erzeugt Rauch, Kohlenmonoxid und Ruß. Ester bestehen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff; halogenhaltige saure Gase entstehen daher nicht.

Quellen und weiterführende Literatur

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