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Schutzvorrichtung für mit Isolierflüssigkeit gefüllte elektrische Apparate
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für mit Isolierflüssigkeit gefüllte elektrische Apparate, z. B. Oltransformatoren, bei denen sie in die Verbindungsrohrleitung zwischen Transforma-
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Schwimmern und/oder Stauklappen, wobei meist ein Schwimmer auf Gasbildung anspricht und ein Warnsignal auslost, während ein anderer Schwimmer auf verlust und eine Stauklappe auf Clströmung anspricht und signalisiert bzw. das Gerät abschaltet. Bisher hat man an den Schwimmern und Stauklappen derartiger Schutzvorrichtungen Quecksilberschaltröhren angebracht, die beim Verschwenken der Schwimmer bzw. Stauklappen, d. h. bei Betriebsstörungen, z. B.
Kurzschlüssen oder am Apparat auftretenden Überschlägen bzw. Öl verlust im Apparatekessel einen Signal-oder Steuerkreis betätigen. Derartige Schutzvorrichtungen arbeiten im allgemeinen recht zufriedenstellend, solange sie nicht grösseren Erschütterungen, z. B. bei Erdbeben u. dgl. ausgesetzt werden. Die bei Erschütterungen auftretenden Stö- sse, insbesonderes die hier einsetzenden Horizontalschwingungen bringen das Quecksilber in den Schaltrohren zum Überlaufen, so dass diese Falschauslösungen verursachen. Es wurde schon vorgeschlagen, eine Signalgabe auf andere Weise, z. B. mit Hilfe eines im Ansprechfall durch einen Spiegel abgelenkten Lichtstrahls und einer Photozelle zu erreichen.
Nachteilig hiebei war, dass keine dauernde zuverlässige Anzeige möglich war, weil der Lichtstrahl bei einer Verschlechterung, insbesondere Trübung des Öles nicht mehr mit genügender Intensität das Öl durchsetzte und ausserdem der Spiegel auch leicht zum Verschmutzen neigte.
Auch eine weiterhin bekanntgewordene Schutzeinrichtung, bei der mit der Stauklappe mit Hilfe eines Gestänges ein Magnet verbunden war, der auf einen ausserhalb des Gerätegehäuses schwenkbar angebrachten Anker einwirkte, der bei Freigabe durch Verschwenken des Magneten einen damit verbundenen Schalter für die Signaleinrichtung betätigte, konnte in der Praxis gleichfalls nicht befriedigen, weil auch solche, mit Kontakten arbeitende Einrichtungen gegen Erschütterungen recht empfindlich waren und zu Fehlsignalisierungen Anlass gaben und ausserdem der Aufbau recht kompliziert, raumaufwendig und auch teuer war.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzvorrichtung zu schaffen, die sämtliche vorgenannten Nachteil vermeidet und die praktisch über unbegrenzte Zeit voll wirksam bleibt und die vor allem ohne gro- ssen Aufwand an Material und Raum erhältlich ist.
Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Signalgabe kontaktlos mit Hilfe von an den Schwimmern und/oder Stauklappen angebrachten und mit diesen verschwenkbaren, als Sender dienenden Dauermagneten und einem ortsfest angeordneten, mit einem Verstärker zusammenarbei- tenden Hallspannungserzeuger, der auf die Signa1- oderSteuerstromkre ; se einwirkt, erfolgt. Der hiezu benötigte Dauermagnet ist ebenso wie der Hallspannungserzeuger praktisch, vor allem auch im heissen Öl unbegrenzt haltbar und, da beide Teile bekanntlich sehr klein sind, wird nur äusserst wenig Raum für ihre Unterbringung benötigt. Infolge des geringen Gewichtes des kleinen Dauermagneten sind die Schwimmer und Stauklappen durch kein zusätzliches Gewicht belastet und somit in ihrer Arbeitsweise in keiner Weise beeinträchtigt.
Vorteilhaft ist ferner noch, dass im Gegensatz zu den bisher gebräuchlichen Quecksilberschaltröhren
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an den Schwimmern selbst keine elektrischen Leitungen angeschlossen werden müssen, die ebenfalls die Schwimmerbewegung beeinträchtigen könnten und dass nunmehr die zum Hallgenerator führenden elektri- schenLeitungenfest verlegbar sind. Erwähnt soll noch werden, dass auch bereits vorhandene, mit Schwim- mern und Stauklappen ausgerüstete Schutzvorrichtungen durch Austausch der Quecksilberschaltröhre durch i einen Dauermagneten und Zuordnung eines Hallgenerators sich zu einer Schutzvorrichtung nach der Erfin- dung umrüsten lassen.
Der wichtigste Vorteil ist aber, dass die erfindungsgemässe Schutzvorrichtung kontaktlos arbeitet und absolut erschütterungsfest ist, denn, wie durchgeführte Versuche zeigten, ist die erreichbare Schwingfe- stigkeit zwanzigmal höher als bei den bisherigen Schutzvorrichtungen, die mit Quecksilberschaltröhren arbeiten. Die erfindungsgemässe Schutzvorrichtung ist auch insofern noch von Vorteil, als bei ihrer Her- stellung keine zeitraubende Justierung von Magnet und Hallgenerator nötig wird, sondern dass sie auch bei grossen Toleranzen noch absolut präzise arbeitet, wobei es gänzlich gleichgültig ist, ob die Schwimmer- bewegung schnell oder ganz langsam erfolgt.
Dies bedeutet, dass die Herstellung verbilligt und die Betriebssicherheit in allen Fällen gewährleistet ist. Die erfindungsgemässe Schutzvorrichtung ist ohne weiteres mit Gleichspannung betreibbar, so wie dies bei Überwachungseinrichtungengefordert wird. Dies ist vor allem gegenüber Schutzeinrichtungen von Be- deutung, die mit Spulen arbeiten und die die Induktivifäisänderung ausnutzen, da bei diesen Einrichtun- gen zusätzlich noch ein Zerhacker erforderlich ist, wenn man mit Gleichspannung arbeiten will.
Obwohl die kontaktlose Signalgabe mit Hilfe eines Magneten als Empfangskopf und damit zusammenarbeitendem
Hallgenerator für sich schlechthin vorbekannt war, wurde überraschenderweise trotz des in der Praxis be- stehenden grossen Bedürfnisses nach einer erschütterungsfesten Schutzeinrichtung ihre Brauchbarkeit für diesen Zweck nicht erkannt, ebensowenig wie der damit erreichbare überraschende Fortschritt.
An Hand der Zeichnung, die in stark vereinfachter schematischer Schnittdarstellung ein Ausfüh- rungsbeispiel zeigt, soll die Erfindung näher erläutert werden :
Mit 1 ist das die Schutzvorrichtung enthaltende Gehäuse bezeichnet, das mittels der Flanschen 2 und
3 in die das Transformatorgehäuse mit dem Ölausdehnungsgefäss verbindende Rohrleitung eingebaut ist. 4 ist ein mit seinem Schwenkhebel 5 bei 6 drehbar gelagerter Schwimmer bekannter Bauweise, der auf Gas- bildung anspricht und 7 ist ein auf Ölverlust ansprechender Schwimmer, der mit seinem Schwenkhebel 8 bei 9 drehbar gelagert ist, wo auch zweckmässig die Stauklappe 10 drehbar gelagert ist, die auf Ölströ- mung anspricht.
11 ist ein an der Stauklappe angebrachter Anschlag, der in die Schwenkebene des Hebels
8 hineinragt und der beim Verschwenken der Stauklappe auf dem Hebel 8 zur Anlage kommt und damit diesen nach unten drückt. 12 ist ein kleiner Dauermagnet, der mittels einer geeigneten Fassung seitlich am Schwenkhebel 5 des Schwimmers 4 befestigt ist und 13 ist ein mittels einer geeigneten Halterung icht dargestellt) fest am Gehäuse 1 angebrachter Hallspannungserzeuger, der mittels an ihm angeschlossener
Leitungen 14 mit einem weiter nicht dargestellten, ausserhalb des Gehäuses 1 an beliebiger Stelle, z. B. der Schaltwarte untergebrachter Kippverstärker, z. B. Transistorverstärker, Simatic u. dgl., der wieder ein einen Steuerstromkreis, z. B.
Signal-oder Abschaltstromkreis betätigendes Relais beeinflusst. 15 ist ein am Hebel 8 des Schwimmers 7 befestigter Dauermagnet, der ebenfalls mit einem fest angeordneten Hall- spannungserzeuger 16 beim Verschwenken des Schwimmers 7 zusammenarbeitet.
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Protective device for electrical apparatus filled with insulating liquid
The invention relates to a protective device for electrical apparatus filled with insulating liquid, e.g. B. Oil transformers, in which they are in the connecting pipeline between transformers
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Floats and / or baffle flaps, whereby one swimmer usually responds to gas formation and triggers a warning signal, while another swimmer responds to loss and a baffle flap responds to fluid flow and signals or switches off the device. So far one has attached to the floats and baffle flaps of such protective devices mercury interrupter tubes, which when pivoting the float or baffle flaps, d. H. in the event of malfunctions, e.g. B.
Short circuits or flashovers occurring on the apparatus or oil loss in the apparatus boiler actuate a signal or control circuit. Such protective devices generally work quite satisfactorily as long as they do not cause major shocks, e.g. B. earthquakes u. Like. Be exposed. The shocks that occur during vibrations, in particular the horizontal vibrations that occur here, cause the mercury in the switching tubes to overflow, so that they cause false tripping. It has already been proposed to give a signal in another way, e.g. B. with the help of a light beam deflected by a mirror in response and a photocell.
The disadvantage here was that no permanent reliable display was possible because the light beam no longer penetrated the oil with sufficient intensity in the event of deterioration, in particular clouding of the oil, and the mirror also tended to become soiled.
A protective device that has also become known, in which a magnet was connected to the flap with the help of a linkage, which acted on an armature pivotably attached outside the device housing, which, when released by pivoting the magnet, actuated a switch connected to the signaling device, could in the The practice was also unsatisfactory because such devices working with contacts were also quite sensitive to vibrations and gave rise to incorrect signaling and, moreover, the construction was quite complicated, space-consuming and also expensive.
The object of the invention is to create a protective device which avoids all of the aforementioned disadvantages and which remains fully effective for practically an unlimited period of time and which, above all, can be obtained without a great deal of material and space.
This goal is achieved according to the invention in that the signaling is contactless with the help of permanent magnets attached to the floats and / or baffle flaps and pivotable with them, serving as transmitters and a stationary Hall voltage generator that works with an amplifier and that reacts to the Signa1 - orcontrol circuits; se acts, takes place. The permanent magnet required for this, like the Hall voltage generator, is practical, can be kept indefinitely, especially in hot oil, and, since both parts are known to be very small, very little space is required for their accommodation. As a result of the low weight of the small permanent magnet, the floats and storage flaps are not burdened by any additional weight and thus in no way impaired in their operation.
Another advantage is that, in contrast to the mercury interrupter tubes that have hitherto been used
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No electrical lines have to be connected to the floats themselves, which could also impair the swimmer's movement and that the electrical lines leading to the Hall generator can now be permanently laid. It should also be mentioned that already existing protective devices equipped with floats and storage flaps can be converted into a protective device according to the invention by replacing the mercury interrupter with a permanent magnet and assigning a Hall generator.
The most important advantage, however, is that the protective device according to the invention works without contact and is absolutely vibration-proof, because, as tests carried out have shown, the achievable vibration strength is twenty times higher than with previous protective devices that work with mercury interrupter tubes. The protective device according to the invention is also advantageous in that its manufacture does not require any time-consuming adjustment of the magnet and Hall generator, but that it still works absolutely precisely even with large tolerances, it being completely irrelevant whether the swimmer is moving quickly or very slowly.
This means that production is cheaper and operational safety is guaranteed in all cases. The protective device according to the invention can easily be operated with direct voltage, as is required for monitoring devices. This is particularly important in relation to protective devices that work with coils and that use the change in inductivity, since these devices also require a chopper if you want to work with direct voltage.
Although the contactless signaling with the help of a magnet as a receiving head and thus cooperating
Hall generator was already known per se, surprisingly, despite the great need in practice for a shock-resistant protective device, its usefulness for this purpose was not recognized, just as little as the surprising progress that could be achieved with it.
The invention is to be explained in more detail using the drawing, which shows an exemplary embodiment in a highly simplified schematic sectional illustration:
1 with the housing containing the protective device is referred to, which by means of the flanges 2 and
3 in which the pipe connecting the transformer housing with the oil conservator is installed. 4 is a known construction with its pivot lever 5 rotatably mounted at 6, which responds to gas formation and 7 is a float responsive to oil loss, which is rotatably mounted with its pivot lever 8 at 9, where the flap 10 is also appropriately rotatably mounted that responds to oil flow.
11 is a stop attached to the storage flap that moves into the pivot plane of the lever
8 protrudes and when the flap is pivoted it comes to rest on lever 8 and thus pushes it downwards. 12 is a small permanent magnet which is attached to the side of the swivel lever 5 of the float 4 by means of a suitable socket and 13 is a Hall voltage generator which is fixedly attached to the housing 1 by means of a suitable holder and which is connected to it by means of a
Lines 14 with a further not shown, outside the housing 1 at any point, for. B. the control room housed trigger amplifier, z. B. transistor amplifier, Simatic u. Like., the again a control circuit, z. B.
Signal or shutdown circuit actuating relay influenced. 15 is a permanent magnet fastened to the lever 8 of the float 7, which also works together with a fixed Hall voltage generator 16 when the float 7 is pivoted.