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Einrichtung zur Verhütung der Bildung von explosiven Gasgemischen in einem von einem Isoliermittel umgebenen elektrischen Apparat.
Durch das Patent 104671 ist ein Verfahren zur Verhütung der Bildung von explosiven Gasgemischen in elektrischen Apparaten bekannt geworden, bei dem eine stetige (ununterbrochene) Belüftung oder Entlüftung in dem Behälter, in dem der elektrische Apparat untergebracht ist, hervorgerufen wird.
Einrichtungen nach diesem Verfahren können erfindungsgemäss dahin abgeändert werden, dass man die in beliebiger Weise hervorgerufene Belüftung oder Entlüftung durch Ruheintervalle unterbrochen wirken lässt. Diese Ruheintervalle können nach einem bestimmten Zeitgesetz festgelegt sein, oder es ist auch möglich, den Belüftungs-oder Entlüftungsvorgang so zu gestalten, dass immer nur dann eine Belüftung oder Entlüftung hervorgerufen wird, wenn Dämpfe oder gasartige Zersetzungsprodukte der festen, flüssigen oder gasförmigen Isoliermittel entstehen, d. h. z. B. in elektrischen Schaltern bei Ein-und Aussehaltungen, sowie bei Störungen. Auf diese Weise sind Ruheintervalle immer dann vorgesehen, wenn keine Dämpfe oder gasartige Zersetzungsprodukte entstehen.
Einrichtungen, die nach diesem letzteren Verfahren arbeiten, haben gegenüber Einrichtungen nach dem Belüftungs-oder Entlüftungsverfahren mit nach einem bestimmten Zeitgesetz festgelegten Ruheintervallen den Nachteil, dass, wenn der Zeitraum zwischen zwei zeitlich festgelegten Belüftungsoder Entlüftungsvorgängen zu gross ist, gerade während dieses Ruheintervalles eine Störung eintreten kann, die zur Bildung von explosiven Gasgemischen führt.
Wendet man das Verfahren an, nach dem die Belüftung oder Entlüftung immer dann eingeleitet wird, wenn Dämpfe oder gasartige Zersetzungsprodukte entstehen, so können diese Dämpfe und Zersetzungsgase erfindungsgemäss in beliebiger Weise dazu benutzt werden, elektrische oder mechanische Kontakteinrichtungen zu betätigen, die ihrerseits die Belüftungs-oder Entlüftungseinrichtungen in Tätigkeit setzen, u. zw. in entsprechender Weise, wie es durch das Patent Nr. 94896 und die dazu gehörigen Patente bekannt geworden ist, d. h. durch Ausnutzung der physikalischen und chemischen Folgeerscheinungen der Gasblasenbildung, wie Auftrieb der Gasblasen, Verdrängung der Isolierflüssigkeit, Druckschwankungen, Strömungen, Volumenänderungen, katalytische Wirkung, Diffusion, Widerstandsänderungen durch Selen usw.
Hiebei ist es zweckmässig, die bei Ein-und Ausschaltungen, z. B. von elektrischen Schaltern entstehenden Gase durch kleine Motorventilatoren zu beseitigen. Diese können durch Kontakteinrichtungen gesteuert werden, die zwangläufig vom Schaltergestänge betätigt werden und solange geschlossen bleiben, bis der Raum oberhalb des Isolierflüssigkeitsspiegels vollständig gereinigt ist.
Die für die Belüftung und Entlüftung bei Störungen verwendeten Kontakteinrichtungen lassen sich gleichzeitig dazu benutzen, den elektrischen Apparat abzuschalten, ein akustisches oder optisches Signal auszulösen oder eine andere geeignete Funktion auszuüben.
Eine nach dem letzten Verfahren arbeitende Schutzeinrichtung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
In der Zeichnung bedeutet h die Kastenwandung eines Oltransformators oder eines elektrischen Schalters und o das Isoliermittel, z. B. Öl.
Auf der einen Seite des Deckels à befindet sich ein Rohr r mit einer Schutzhaube x. In diesem Rohr r sind Drähte a und b angeordnet, von denen der Draht a mit katalytischen Körpern e versehen und zum Teil mit einem die Wärmeableitung möglichst verhindernden Rohr y umgeben ist. Die beiden durch
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erreicht, dass Aussentemperaturschwankungen zwar die Kontakteinrichtung in ihrer Lage, aber nicht die Zeiger z in ihrer Entfernung voneinander beeinflussen.
Beim Entstehen von Gasen und Dämpfen infolge nicht normaler Betriebsverhältnisse (Kriechwege, Überschläge, Überlastungen u. dgl.) tritt durch die Anwesenheit der katalytischen Körper e eine Erwärmung der an diesen vorbeistreichenden Gase und Dämpfe bzw. der katalytischen Körper selbst ein (vgl. hiezu das Patent Nr. 106389), der Draht a wird wärmer als der Draht b, dehnt sich daher mehr aus als dieser und bewirkt Kontaktschluss an der Kontaktvorrichtung k. Dieser Kontaktschluss kann zur Alarmgebung, zur Ausschaltung, zum Antrieb der Belüftungs-oder Entlüftungseinrichtung oder zur Betätigung irgendeines andern gewünschten Vorganges benutzt werden.
Unterhalb der Drähte a und b liegt ein Filter f zur Aufnahme der festen Teile der Gase und Dämpfe und zur Verhütung von Zündungsrückschlägen. Die Platten s verhüten, dass Öl durch Ölwallungen infolge grosser Gasbildung an die Drähte a und b und die Kontaktvorrichtung herankommt.
Entstehen im normalen Betrieb (beispielsweise in einem elektrischen Schalter beim Einund Ausschalten) Gase oder Dämpfe, so werden diese durch den Ventilator v abgesaugt, dessen Motor m durch den Kontakt kl eingeschaltet wird. Dieser Kontakt kl wird durch die Schalterantriebsachse gesteuert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Kippschalter k2 vorgesehen, der beispielsweise durch ein Vorgelege von der Schalterachse beim Ein-und Ausschalten um etwa 1800 gedreht wird. Er ist zum Teil mit Quecksilber gefüllt und in seinen Raumverhältnissen derart bemessen, dass er den Motor m des Ventilators solange. eingeschaltet lässt,'als erfahrungsgemäss zur vollständigen Durchlüftung des Raumes über dem Öl und damit zur Beseitigung der schädlichen Gase und Dämpfe nötig ist.
Der Betrieb der Schutzeinrichtung gestaltet sich nun folgendermassen :
Beim Schliessen des elektrischen Schalters wird der Kontakt kl geschlossen und der Motor m läuft an. Hiedurch wird der Ventilator und der Zentrifugalapparat q angetrieben ; dieser Zentrifugalapparat bringt die im normalen Zustand senkrecht herabhängende Klappe g in die Lage gl und verhütet dadurch, dass Sehaltergase und-dämpfe zu den Drähten a und b, sowie zur Kontakteinrichtung k gelangen und diese betätigen. Der Ventilator saugt die Gase und Dämpfe oberhalb des Ölspiegels in Pfeilrichtung ab und zieht durch die leicht bewegliche Klappe 1 frische Luft nach.
Beim Öffnen des elektrischen Schalters vollzieht sich das gleiche Spiel, während bei dem Auftreten von Gasen und Dämpfen infolge nicht normaler Betriebsverhältnisse, d. h. von Störungen, die Kontakteinrichtung, wie oben beschrieben, anspricht.
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Filter f.
Um die katalytischen Körper e stets in höchster Betriebsbereitschaft zu erhalten, d. h. um ihr möglichst schnelles Ansprechen zu gewährleisten, sind die Drähte a und b dauernd elektrisch erwärmt. Durch diese Erwärmung wird die Feuchtigkeit und jeder andere störende Einfluss beseitigt und gleichzeitig eine dauernde Luftströmung oberhalb des Ölspiegels hervorgerufen, die die Bildung von Kondenswasser verhütet. Beim Fortbleiben des Heizstromes ziehen sich die Drähte a und b etwas zusammen, die Zeiger drehen sich und schliessen die beiden Kontakte i. Dieser Kontaktschluss kann zur Alarmgebung für das Ausbleiben des Heizstroms benutzt werden.
An Stelle der durch die Beheizung der Drähte a und b hervorgerufenen Dauerbelüftung kann erfindungsgemäss auch eine besondere stetig (ununterbrochen) wirkende Be-oder Entlüftungseinrichtung nach dem Patent Nr. 104671 gewählt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Verhütung der Bildung von explosiven Gasgemischen in einem von einem Isoliermittel umgebenen elektrischen Apparat, dadurch gekennzeichnet, dass eine Belüftung oder Entlüftung in dem Behälter, in dem der elektrische Apparat untergebracht ist, immer dann hervorgerufen wird, wenn Dämpfe oder gasartige Zersetzungsprodukte der Isoliermittel entstehen.
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Device for preventing the formation of explosive gas mixtures in electrical apparatus surrounded by an insulating medium.
Patent 104671 discloses a method for preventing the formation of explosive gas mixtures in electrical apparatus, in which continuous (uninterrupted) ventilation or venting is produced in the container in which the electrical apparatus is accommodated.
Devices according to this method can be modified according to the invention in such a way that the ventilation or venting caused in any way is allowed to act interrupted by rest intervals. These rest intervals can be determined according to a certain time law, or it is also possible to design the ventilation or venting process in such a way that ventilation or venting is only triggered when vapors or gaseous decomposition products of the solid, liquid or gaseous insulating agent arise, d. H. z. B. in electrical switches for on and off circuits, and in the event of faults. In this way, rest intervals are always provided when no vapors or gaseous decomposition products are produced.
Facilities that work according to this latter method have the disadvantage compared to facilities based on the ventilation or venting process with rest intervals determined according to a certain time law that if the period between two fixed ventilation or venting processes is too long, a disturbance occurs precisely during this rest interval which leads to the formation of explosive gas mixtures.
If the method is used, according to which ventilation or venting is initiated whenever vapors or gaseous decomposition products are formed, these vapors and decomposition gases can be used according to the invention in any way to actuate electrical or mechanical contact devices which in turn control the ventilation or activate ventilation devices, u. between in a corresponding manner as it has become known through patent no. 94896 and the associated patents, d. H. by utilizing the physical and chemical consequences of gas bubble formation, such as the uplift of the gas bubbles, displacement of the insulating liquid, pressure fluctuations, currents, volume changes, catalytic effect, diffusion, changes in resistance due to selenium, etc.
In this case, it is expedient to switch on and off, e.g. B. to eliminate gases generated by electrical switches with small motor fans. These can be controlled by contact devices that are inevitably actuated by the switch linkage and remain closed until the space above the insulating liquid level is completely cleaned.
The contact devices used for ventilation and venting in the event of malfunctions can also be used to switch off the electrical apparatus, trigger an acoustic or optical signal or perform some other suitable function.
A protective device operating according to the last method is illustrated in an exemplary embodiment in the drawing.
In the drawing, h means the box wall of an oil transformer or an electrical switch and o the insulating means, e.g. B. Oil.
On one side of the cover à there is a tube r with a protective hood x. In this tube r, wires a and b are arranged, of which the wire a is provided with catalytic bodies e and partially surrounded by a tube y that prevents heat dissipation as much as possible. The two through
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achieves that outside temperature fluctuations affect the contact device in their position, but not the pointer z in their distance from one another.
If gases and vapors arise as a result of abnormal operating conditions (creepage distances, flashovers, overloads, etc.), the presence of the catalytic bodies e causes the gases and vapors passing by them to heat up or the catalytic bodies themselves (cf. Patent No. 106389), the wire a becomes warmer than the wire b, therefore expands more than this and causes contact closure on the contact device k. This contact closure can be used for alarming, for switching off, for driving the ventilation or venting device or for actuating any other desired process.
Below the wires a and b there is a filter f to absorb the solid parts of the gases and vapors and to prevent flashbacks. The plates s prevent oil from reaching the wires a and b and the contact device due to the build-up of gas due to the build-up of gas.
If gases or vapors arise during normal operation (for example in an electrical switch when switching on and off), then these are sucked out by the fan v, the motor m of which is switched on by the contact kl. This contact kl is controlled by the switch drive shaft. In the present exemplary embodiment, a toggle switch k2 is provided which, for example, is rotated by about 1800 from the switch axis when it is switched on and off. It is partly filled with mercury and its space is dimensioned in such a way that it can run the motor of the fan for as long. can be switched on, 'as experience has shown is necessary for complete ventilation of the space above the oil and thus for the elimination of harmful gases and vapors.
The operation of the protective device is now as follows:
When the electrical switch is closed, the contact kl is closed and the motor m starts up. This drives the fan and the centrifugal apparatus q; This centrifugal device brings the normally hanging flap g into position gl and thereby prevents Sehalter gases and vapors from reaching the wires a and b and the contact device k and actuating them. The fan sucks the gases and vapors above the oil level in the direction of the arrow and draws in fresh air through the easily movable flap 1.
When the electrical switch is opened, the same game takes place, while when gases and vapors occur due to abnormal operating conditions, i. H. of faults, the contact device, as described above, responds.
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Filter f.
In order to keep the catalytic bodies e always in the highest operational readiness, d. H. In order to ensure that they respond as quickly as possible, wires a and b are continuously heated electrically. This heating removes moisture and any other disruptive influence and at the same time creates a permanent air flow above the oil level, which prevents the formation of condensation. If the heating current continues, wires a and b contract a little, the pointers turn and close the two contacts i. This contact closure can be used to generate an alarm in the event that the heating current is missing.
Instead of the permanent ventilation brought about by the heating of the wires a and b, a special continuously (uninterrupted) ventilation device according to patent no. 104671 can also be selected according to the invention.
PATENT CLAIMS:
1. Device for preventing the formation of explosive gas mixtures in an electrical apparatus surrounded by an insulating means, characterized in that ventilation or venting in the container in which the electrical apparatus is housed is always produced when vapors or gaseous decomposition products of the Isolating agents arise.