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Von der Aussenluft völlig abgeschlossener, umschaltbarer Stromwandler
Elektrische Messwandler, die von der Aussenluft völlig abgeschlossen und mit einem Isoliermittel gefüllt sind, müssen bekanntlich eine Ausdehnungsmöglichkeit besitzen, durch die das infolge von Temperaturänderungen während des Betriebes schwankende Isoliermittelvolumen ausgeglichen werden kann. Eine solche Möglichkeit ist beispielsweise durch einen Ausdehnungskörper, meistens in der Form eines Metallbalges, oder durch ein Gaspolster im Wandlerkopf gegeben. Der Vorzug solcher völlig geschlossener Wandler ist insbesondere in der Wartungsfreiheit und in der geringen Störanfälligkeit, infolge Verunreinigung des Isoliermittels durch atmosphärische Einflusse zu sehen.
Will man nun einen solchen Wandler für verschiedene Messbereiche umschaltbar einrichten, so stösst dies infolge des im Wandlerkopf angebrachten Ausdehnungsgefässes für das Isoliermittel, in den meisten Fällen Öl, auf erhebliche Schwierigkeiten.
Da diese Umschalteinrichtung Hochspannungspotential besitzt, wird sie zweckmässigerweise ebenfalls im Kopf des Wandlers untergebracht und durch die Abdeckhaube des Wandlers verschlossen. Dadurch wird die Umschalteinrichtung atmosphärischen Einwirkungen, die erheblich genauigkeitsstörend sind, entzogen.
Wird bei den völlig geschlossenen Wandlern der obere Abschluss des ölgefüllten Gefässes durch einen Metallbalg gebildet, soistdieHerausfÜhrungderAusleitungenaus dem Wandlerinnern nicht einfach,. weil der Balg selbst, der im Betrieb bei schwankenden Temperaturen seine Lage stets verändert, aus Sicherheitsgründen natürlich nicht durchb-ochen werden kann. Man ist deshalb gezwungen, die Ausleitungen seitlich am Metallbalg vorbeizuführen, was eine erhebliche Querschnittserweiterung im Kopfteil des Wandlers mit sich bringt und eine aufwendige und im Hinblick auf die Abschlussdichtung gegenüber der Aussenluft unsichere Ausführung bedingt.
Ausserdem erfordert die Vorbeiführung der Hochspannungsausleitungen am Metallbalg, infolge der engen räumlichen Verhältnisse, einenmöglichst kleinen Balgdurchmesser. Da aber das auszugleichende Volumen feststeht, so wird dadurch der Balg länger und durch die höhere Lamellenzahl teurer. Der sich bei dieser Balgkonstruktion einstellende gross Hub vermindert die Betriebssicherheit infolge der grossen auszuführenden Bewegungen und vergrössert die Bauhöhe des Wandlers.
Wegen des hohen Stromes werden die Anschlussbolzen des Wandlers häufig in doppelter Ausführung vor- gesehen, so dass zwei galvanisch parallelliegende Bolzen einenAnschlusspol bilden. Durch die um den Ausdehnungsbalg herumliegende Umschalteinrichtung, bei der oben genannten Ausführungsart, ergeben sich aber für diesen Fall ungleich lange Zuführungswege zu den Doppelbolzen und damit verschieden grosse Strombelastu ! 1gen der einzelnen Bolzen. Dadurch ist entweder eine erhöhte Erwärmung eines der beiden Bolzen gegeben oder ein erhöhter Materialaufwand für die Zuleitungen und die Bolzen erforderlich.
Häufig werden auch vollständig geschlossene Wandler verwendet, die keinen Ausdehnungskörper besitzen, sondern bei denen über dem Ölspiegel im Kopfteil ein Gaspolster vorgesehen ist. Die auftretenden Volumschwankungen des Isoliermittels werden infolge der Kompressibilität des Gases von diesem Polster aufgefangen. Bei dieser Wandlerbauart ist die Bedienung einer Umschalteinrichtung mit grossen Schwierigkeiten verbunden, ebenso wie das Einbringen des Gases in den Kopfteil, da man meistens den Ölspiegel über die letzte Trennfuge des abnehmbaren Kopfteiles ansteigen lässt, weil eine Flilssigkeitsdich- tung wesentlich einfacher und betriebssicherer ist wie eine Gasdichtung.
Eine austretende Müssigkeit kann wesentlich leichter an den hinterlassenen Spuren erkannt werden, im Gegensatz zu einer ausgetretenen Gasmenge. Es wurden daher für die Einbringung des Öles in den Wandlerkopf schon verschiedene umständ-
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aussen geführt ist. Durch dieses Rohr kann nach erfolgter Fertigmontage die Ölfüllung oder auch die Gas- füllung für den Wandlerkopf nachträglich eingebracht werden. Es liegt auf der Hand, dass solche Kunst- griffe fertigungstechnisch schwierig auszuführen sind und eine ständige Gefahr für den Wandler selbst dar- stellen, zumal auch eine Bedienung der UmsLhalteinrichtung nach wie vor problematisch ist.
Diese Nachteile werden bei einem von der Aussenluft völlig abgeschlossenen, auf verschiedene Mess- bereiche umschaltbaren Stromwandler mit einer Isoliermittelfüllung und einem im Wandlerkopf untere- brachten Ausdehnungsraum für das Isoliermittel erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass der Deckel2 des die Umschalteinrichtung 6 auf verschiedene Messbereiche enthaltenden Wandlerkopfes als von der
Aussenluft völlig abgeschlossener Ausdehnungsraum und aufklappbar ausgebildet ist, wobei das Wandler- gehäuse 5 mit dem Ausdehnungsraum durch einen Schlauch 4 verbunden ist.
Nach der deutschen Patent- schrift Nr. 876726 ist zwar bereits einölausdehnungsgefäss für Messwandler mit einer Umschalteinrichtung im Wandlerkopt bekannt, wobei das Ölausdehnungsgefäss nach oben durch einen aufklappbaren Deckel ab- geschlossen ist. Dieser Wandler ist jedoch nicht völlig von der Aussenluft abgeschlossen, so dass bei ihm die Probleme der Erfindung, nämlich die schwierigen Leitungsdurchführungen zur Umschalteinrichtung und die Anbringung der Umschalteinrichtung selbst im Wandlerkopf, nicht auftreten.
Damit ist es nunmehr möglich, die Umschalteinrichtung unterhalb des Ausdehnungskörpers bzw. Aus- dehnungsraumes anzubringen, wobei die letzteren in keiner Weise mehr hinderlich für die Anordnung und
Bedienung der Umschalteinrichtung und für die Leitungsführung zu den verschiedenen Anschlüssen sind.
Konstruktiv sind also keinerlei Schwierigkeiten mehr zu überwinden, da das Wandlergehäuse selbst durch eine Platte abgeschloss ; : : Ird, auf die die Umschalteinrichtung angebracht ist. Der obere Teil des Wand- lerkopfes wird bei ss : ätigung der Umschalteinrichtung aufgeklappt, so dass die Umschalteinrichtung völ- lig freiliegt und ohne Schwierigkeit zugänglich ist. Die Montage der einzelnen Teile des Wandlerkopfes gestaltet sich ebenfalls leicht und unkompliziert. Die Anschlussstellen der Umschalteinrichtung selbst kön- nen nun ohne weiteres so ausgebildet werden, dass sie in jeder Schaltstellung bei einer Verbindung mit galvanisch parallelliegenden Doppelanschlussbolzen stets eine symmetrische Stromaufteilung auf die bei- den Bolzen ergeben.
In den Verbindungsschlauch kann ähnlich wie bei Leistungstransformatoren ein Ge- fahrmelder eingebaut werden, der bei aufsteigenden Glasblasen oder schneller Ölströmung ein Warnsignal oder eine Abschalteinrichtung betätigt. Um bei plötzlich auftretenden hohen Überdrücken innerhalb des
Wandlers die Gefahr eines Explodierens des Wandlers zu vermeiden, was im Hinblick auf den engen Durch- trittsquerschnitt zum Ölausdehnungskörper unter Umständen gegeben ist, wird zweckmässig an der Unter- seite des Wandlers eine Membrane angebracht, die in einem solchen Fall zerspringt und dadurch den Über- druck abführt.
Zweckmässigerweise wird bei Verwendung eines Ausdehnungskörpers dieser als Metallbalg ausgebildet.
In diesem Fall erhält er nach einem weiteren Gedanken der Erfindung eine zentrale Führung, damit der
Membrankörper beim Aufklappen stabil in dem klappbaren Kopfteil liegt. Diese zentrale Führung kann nach oben oder unten wirken und gleichzeitig zur Anzeige des Isoliermittelstandes dienen.
Mit Hilfe dieser Massnahme gelingt es, einen umschaltbaren Wandler mit einem Ausdehnungskörper oder Ausdehnungsraum für das Isoliermittel zu schaffen, der sowohl fertigungstechnisch als auch betriebs- technisch einfach und sicher zu handhaben ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.
In Fig. l ist ein Wandlerkopf nach der Erfindung im Schnitt dargestellt. In diesem Beispiel ist durch einen Gaspolster 1 die Ausdehnungsmöglichkeit für die Isolierflüssigkeit gegeben. Das flüssige Isoliermittel selbst füllt einen Teil des aufklappbaren Kopfteiles 2 des Wandlers. Dieser Kopfteil ist durch eine Platte 3 flüssigkeitsdicht abgeschlossen und mit einem flexiblen Metallschlauch 4 mit dem Wandlergehäuse 5 ver- bunden. Dieses Wandlergehäuse 5 ist seinerseits ebenfalls flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Die Umschalten- richtung 6 ist auf der Platte 7 angeordnet. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann der Kopfteil 2 des Wandlers auf- geklappt werden, wodurch die Umschalteinrichtung 6 freiliegt und für den Bedienenden leicht zugänglich ist. Die Verbindung für die Flüssigkeit ist durch den flexiblen Schlauch 4 gewährleistet.
In diesem aufge- klappten Zustand können auch leicht das Isoliermiltel und die Gasfüllung in den aufklappbarenKopfteil ein- gebracht werden. Zu diesem Zweck sind im Boden 3 dieses Kopfteiles 2 verschliessbare Löcher 8 vorgese- hen, so dass ohne jede zusätzliche Hilfsmittel die Isolierflüssigkeit und der Gaspolster eingefüllt werden können.
Eine Draufsicht auf die Umschalteinrichtung 6 bei geöffnetem Kopf ist in Fig. 3 gezeigt. Die einfache
Umschaltmöglichkeit, die ausserdem eine einfache Leitungsführung im Wandlerinnem ermöglicht, wird
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dabei besonders deutlich. Die Stromführung selbst erfolgt durch die beiden Anschlussbolzen 9, bei denen infolge der günstigen Ausgestaltung der Umschalteinrichtung eine symmetrische Belastung gewährleistet ist.
Eine weitere Ausführungsart ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Dabei wurden entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern wie in den Fig. 1-3 versehen. In diesen Figuren ist die Ausdehnungsmöglichkeit durch einen Metallbalg 10 gegeben, der mit dem Wandlergehäuse wieder durch einen flexiblen Metallschlauch 4 in Verbindung steht, wie dies in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Der Metallbalg selbst ist vollständig mit dem flüssigen Isoliermittel gefüllt und nimmt die Volumänderungen des Isoliermittels infolge von Temperaturschwankungen vollständig auf. Zur sicheren Führung des Balges, namentlich beim Öffnen des klappbaren Kopfteiles 2, dient eine Führung 11, die in einen zumindest teilweise durchsichtigen Behälter 12 mündet und somit gleichzeitig zur Anzeige des Isoliermittelstandes dient.
Der Balg selbst kann im aufklappbaren Zustand bequem und sicher vollständig gefüllt werden. Zu diesem Zweck sind an seiner Unterseite 2 verschliessbare Öffnungen 13 vorgesehen. Die Umschalteinrichtung 6 selbst ist in derselben Weise wie in dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1-3 angeordnet.
Mit Hilfe der Erfindung gelingt es also, einen völlig betriebssicheren, von der Aussenluft abgeschlossenen umschaltbaren Wandler herzustellen, der sowohl herstellungstechnisch als auch elektrisch einfach und zweckmässig ist. Die Bedienung der Umschalteinrichtung ist in keiner Weise mehr erschwert, und auch das Einbringen des Isoliermittels bietet keinerlei Schwierigkeiten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Von der Aussenluft völlig abgeschlossener, auf verschiedene Messbereiche umschaltbarer Stromwandler mit einer Isoliermittelfüllung und einem im Wandlerkopf untergebrachten Ausdehnungsraum für das Isoliermittel, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (2) des die Umschalteinrichtung (6) auf verschiedene Messbereiche enthaltenden Wandlerkopfes als von der Aussenluft völlig abgeschlossener Ausdehnungsraum und aufklappbar ausgebildet ist, wobei das Wandlergehäuse (5) mit dem Ausdehnungsraum durch einen Schlauch (4) verbunden ist.