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Schutzvorrichtung für ölgefüllte elektrische Apparate, die auf Ölströmung und Gasentwicklung anspricht.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für ölgefüllte elektrische Apparate, z. B. für Transformatoren, Kondensatoren, Schalter und Kabelanlagen. Sie besteht aus Steuerorganen, z. B. Schwimmern oder Stauklappenanordnungen, die elektrische Steuer-oder Signalstromkreise bei auftretenden Betriebsstörungen betätigen. Diese ergeben sich meistens aus Kurzschlüssen oder
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dehnungsgefäss zum Kessel strömen. Bei auftretenden Kurzschlüssen und der hiedurch verursachten Gasentwicklung wird hingegen das Öl in umgekehrter Richtung in das Ausdehnungsgefäss hineingedrückt.
Diese Erscheinung nutzt die Erfindung aus. Es werden daher die Steuerorgane erfindungsgemäss für das Ansprechen in beiden Ölströmungsrichtungen ausgebildet und an den Stellen der zu überwachenden Anlage eingebaut, an denen betriebsmässig eine Umkehr der Ölströmungsrichtung stattfindet. Die Ansprechgrenze der Steuerorgane wird so eingestellt, dass sie auf die sich im normalen Betrieb aus den Wärmedehnungen des Öles ergebenden geringen Strömungsgeschwindigkeiten nicht anspricht.
Wenn hingegen die Strömungsgeschwindigkeit die Ansprechgrenze der Steuerorgane überschreitet, erfolgt ein augenblickliches Ansprechen, und da es sich in diesem Falle meist um schwere Kurzschlüsse oder Überschläge oder um grosse Ölverluste handelt, wird durch das Steuerorgan vorteilhaft der schadhafte elektrische Apparat vom Netz abgeschaltet.
Es können ein oder mehrere Steuerorgane, die auf Ölströmung ansprechen, zum Schutze des elektrischen Apparates vorgesehen werden. Bei nur einem Steuerorgan empfiehlt es sich, einen Schwimmer zu verwenden, der auf Ölströmung in beiden Richtungen anspricht. Der Schwimmer kann z. B. in der einen Olströmungsrichtung unmittelbar liegen, während der entgegengesetzt gerichtete Ölstrom auf ein mit dem Schwimmer fest verbundenes Staublech trifft.
Ausser dieser Ausführungsform ist natürlich auch die Anordnung mehrerer getrennt voneinander angeordneter bzw. miteinander gekuppelter Steuerorgane denkbar. Jedem Steuerorgan ist dann eine bestimmte Ölströmungsrichtung zugeordnet.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schutzvorrichtung. Das den Schwimmer 1 enthaltende Gehäuse 2 ist in die Verbindungsleitung zwischen den elektrischen Apparatekessel und einem Ölausdehnungsgefäss eingesetzt. Hiebei führt die Rohrleitung 3 zum Kessel, während die Rohrleitung 4 mit dem Ölausdehnungsgefäss verbunden ist. Die Mündungsstellen der Rohrleitungen 3 und 4 sind in den Wänden des Gehäuses 2 gegeneinander versetzt bzw. haben verschiedene Höhenlage gegeneinander. In den aus dem Rohr 3 in das Gefäss 2 eintretenden Ölstrom ist der Schwimmer 1 angeordnet, der gegebenenfalls zur Verstärkung der Wirkung mit einem Staubleeh oder Schirm 5 versehen sein kann. Vor der Mündung der Rohrleitung 4 ist ein am Schwimmer befestigtes Staublech 6
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vorgesehen. Staublech 6 und Schwimmer können z.
B. mit ihrer Drehachse 7 fest verbunden sein.
Die Ruhelage des Schwimmers ist durch Anschlag 9 gegeben. Da der Schwimmer 1 lediglich durch die von schweren Schäden herrührenden Strömungen ausgelöst wird, lässt man durch ihn vorteilhaft den schadhafte Apparat abschalten. Langsame Gasentwicklung oder langsame Ölverluste, die auf geringe Schäden zurückzuführen sind, können durch einen weiteren im Gehäuse 2 angeordneten Warnschwimmer 8 angezeigt werden, der lediglich Signaleinrichtungen betätigt.
Wenn das Gehäuse 2 Warnschwimmer enthält, kann man die Anordnung vereinfachen und für die Auslösung auf Ölströmung Stauklappen vorsehen, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Hiebei empfiehlt es sich, nur eine einzige Stauklappe 10 zu verwenden, deren Achse 11 etwa in der Mitte der Stauklappe angeordnet ist. Die Rohrleitungen 3,4 münden hier ebenfalls in verschiedener Höhe ein. Ablenkschirme 12 lenken gegebenenfalls den Ölstrom auf den jeder Strömungsrichtung zugeordneten Teil des Staubleche. Die zu beiden Seiten der Achse 11 vorhandenen Flächen des Staubleche können je nach der zu erwartenden Geschwindigkeit der Ölströmung für beide Seiten verschieden gross ausgeführt werden. Bei starker Druckerhöhung strömt das Öl in Pfeilrichtung 13 und bei Ölverlust in der Richtung des Pfeiles 14.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei der die Steuerorgane nur aus Schwimmern bestehen. Die Ölzuleitungen können in gleicher Höhe in das Ausdehnungsgefäss eingeführt werden, wenn für die ordnungsgemässe Führung im Gehäuseinneren Ablenkblech vorgesehen sind. So ist z. B. zwischen die beiden Schwimmer 16 und 17 ein Ablenkblech 15 gesetzt, das jeden Schwimmer gegen eine Öl- strömungsrichtung abschirmt.
Unter Umständen kann man auch von Ablenksehirmen 15 im Inneren des Gehäuses 2 absehen, wenn man gemäss Fig. 4 die Zuleitungsrohre so in das Gefäss 2 einmünden lässt, dass der aus jedem Rohr in das Gefäss eintretende Ölstrom nur den der Mündung unmittelbar gegenüberliegenden Schwimmer trifft, hingegen am zweiten dieser Strömungsrichtung nicht zugeordneten Schwimmer vorübergeführt wird. Dieses Ziel kann z. B. durch verschiedene Winkelstellung der Rohrmündungen gegeneinander erreicht werden. In Fig. 4 sind die Rohrleitungen z. B. um 900 gegeneinander versetzt. 18 und 19 sind die Achsen der beiden in der Ansicht von oben dargestellten Schwimmer.
Fig. 5 zeigt die Anordnung zweier Stauklappen 20 und 21 mit zwei getrennten oder einer gemeinsamen Drehachse, von denen jede Stauklappe nur in einer Richtung durch den Ölstrom betätigt wird.
Um auch bei leichteren Schäden die Störungsursache erkennbar zu machen, d. h. die Schutzvorrichtung für getrenntes Ansprechen auf geringe Gasentwicklung und geringen Ölverlust auszubilden, empfiehlt es sich, den oberen Teil des Gehäuses 2 durch eine Zwischenwand 30 in zwei Kammern zu unterteilen und in jeder Kammer einen besonderen Schwimmer mit getrennten Steuer-oder Signalstromkreisen anzuordnen. Wenn bei langsamem Ölverlust nach Entleeren des an die Rohrleitung 4 angeschlossenen Ausdehnungsgefässes der Ölstand bis zum Niveau der Rohrleitung 4 abgesunken ist, treten Luftblasen 33 in die Kammer des Schwimmers 32 ein und bringen diesen nach einiger Zeit zum Ansprechen. Wenn im elektrischen Apparatekessel Gase entstehen, strömen diese durch die Rohrleitung 3 zuerst in die Kammer des Schwimmers 31 und bringen diesen Schwimmer zum Auslösen.
Ist die Gasentwicklung mit starker Ölströmung verbunden, spricht ausserdem die Stauklappe 20 an, und wenn der Ölverlust so gross ist, dass eine nennenswerte Strömung in umgekehrter Richtung auftritt, spricht die Stauklappe 21 an. Mit diesem Gerät können also sämtliche Störungsursachen getrennt angezeigt werden.
Es ergeben sich also folgende Ansprechmöglichkeiten der Schutzvorrichtung :
Langsame Gasentwicklung-Gasansammlung im Relais-Warnung,
Langsamer Ölverlust-Luftansammlung im Relais-Warnung,
Schnelle Gasentwicklung-Ölströmung vom Transformator zum Ausdehnungsgefäss-Auslösung,
Schneller Ölverlust-Ölströmung vom Ausdehnungsgefäss zum Transformator-Auslösung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schutzvorrichtung für ölgefüllte elektrische Apparate, bestehend aus auf die Ölströmung und gegebenenfalls auch auf die Höhe des Ölstandes ansprechenden Steuerorganen, wie Schwimmer und Stauklappenanordnungen, die Signal-oder Steuerstromkreise betätigen, dadurch gekennzeichnet, dass die an jenen Stellen eingebauten Steuerorgane, an denen eine Umkehr der Ölströmungsrichtung betriebsmässig auftritt, für das Ansprechen in beiden Ölströmungsrichtungen ausgebildet sind.