CH101708A - Sicherheitsvorrichtung für in einer Isolierflüssigkeit arbeitende elektrische Apparate. - Google Patents

Description

  Sicherheitsvorrichtung für in einer     Isolierflüssigkeit    arbeitende elektrische Apparate.    Die Erfindung soll eine Sicherheitsvor  richtung für in einer Isolationsflüssigkeit ar  beitende elektrische Apparate, beispielsweise       Oltransformatoren,    Ölschalter,     Erdungsdrossel-          spulen,    Widerstände schaffen. Die neue Vor  richtung soll möglichst einfach sein und in  jedem Falle . zuverlässig wirken, ehe beim       Auftreten    von Überschlägen, Überlastungen  oder sonstigen Störungen umfangreiche Be  schädigungen der zu schützendem Apparate  eintreten.  



  Sie beruht darauf, dass bei     Kurzschlüssen     Beschädigungen der Isolation oder ähnliche  Störungen sich in der     Isolierflüssigkeit    Blasen  entwickeln, die erfindungsgemäss eine Vor  richtung zum Ansprechen bringen, welche  eine Abschaltung des zu schützenden Appa  rates veranlasst. Die sich bildenden Dämpfe  der Isolationsflüssigkeit, z. B.     Öldämpfe        bezw.          Zersetzungs-    oder sonstige Gase, können in  der verschiedensten Weise auf die Kontakt  vorrichtung einwirken.

   Man kann beispiels  weise ihren Auftrieb benutzen, oder die bei  ihrer Entstehung in der Isolierflüssigkeit ent  stehenden     Druckschwankungen    oder die bei  ihrem     Auftreten    entstehenden     Erschütterungen       innerhalb der Isolierflüssigkeit,     ferner    die in  folge ihrer Entstehung auftretende Flüssig  keitsverdrängung, oder die elektrischen Ver  änderungen, die sie an den     Polen.    an der       Überschlagsstrecke    hervorrufen.

   Die Kontakt  vorrichtung     kann    an den verschiedensten  Stellen angeordnet werden, entweder inner  halb des     Hauptölgefässes,    das die zu schützen  den Apparate umgibt; oder auch bei Appa  raten, bei denen das     Hauptölgefäss    mit einem  Ausdehnungsgefäss verbunden ist, wie dies  beispielsweise bei Transformatoren der Fall  ist, in dem letzteren. Es können auch be  sondere Räume, Rohre oder ähnliche Ein  richtungen vorgesehen werden, welche zur  Aufnahme der     Kontaktvorrichtungen    dienen.  Der     Stromschluss    selbst kann sowohl inner  halb als auch ausserhalb der Flüssigkeit her  gestellt werden.  



  Der durch die     Kontakte    zu steuernde  Stromkreis     kann    entweder     direkt    oder unter  Vermittlung eines Zwischenrelais die Aus  lösespule eines Ölschalters, der den gefähr  deten Stromkreis unterbricht, erregen. Bei  Apparaten, in deren Stromkreis ein     Ölschalter     nicht     vorgesehen    ist, wie diese     beispielsweise         bei auf weiten Landstrecken aufgestellten  Transformatoren     häufig    der Fall ist, müssen  zu diesem Zwecke andere Einrichtungen ge  troffen werden.

   Beispielsweise kann durch  den     Kontaktschlüss    ein Schalter, eine Klinke  oder sonst eine Einrichtung betätigt werden,  die einen künstlichen, aber ungefährlichen  Kurzschluss ausserhalb des Apparates herbei  führen, so dass in Reihe mit dein zu schützen  den Apparat eingebaute Schmelzsicherungen  auslösen.  



  Die zur Auslösung der Sicherheitsvorrich  tung zu benutzenden Blasen sind     entweder     Flüssigkeitsdämpfe oder Zersetzungsgase, die  sich beispielsweise bei einem Überschlag,  ferner beim     Auftreten    von Koch oder Gärungs  prozessen innerhalb des Öls von selbst bilden.  Oder es sind in der Flüssigkeit hochsteigende  Luftblasen, die aus besonderen, im Ölbade  untergebrachten     Stoffen    oder Hohlkörpern sich  bei bestimmten Temperaturen entwickeln.

    Diese Temperatur kann so gewählt werden,  dass die Sicherheitsvorrichtung     schon    vor dem  Eintreten eines Überschlages     inTätigkeit    tritt,  sobald ein solcher bei steigender     Wärmeent-          wicklung    zu befürchten ist.  



  Zur Erläuterung der Erfindung sind auf  der Zeichnung     Ausführungsbeispiele    darge  stellt. In allen Figuren bezeichnet a ein Trans  formatorgehäuse und b den Kern des Transfor  mators mit den Wicklungen c.  



  In der     Fig.    1 ist eine Einrichtung darge  stellt, welche entweder durch den Auftrieb  der sich entwickelnden Gase betätigt werden  kann, oder welche auf die hierdurch ent  stehenden Flüssigkeitsstösse anspricht. Auf  dem Ölspiegel ist schwimmend eine     Haube        )a     mit dem Halse     in    angeordnet. Die etwa auf  steigenden Gase sammeln sich in diesem  Halse und werfen die Klappe i so weit nach  oben, dass sie den fest an der Haube ange  brachten Kontakt<B>1.</B> berührt und auf diese  Weise den Stromkreis für die Sicherheitsvor  richtung auslöst.  



       Fig.    2 stellt einen Transformator mit Aus  dehnungsgefäss     ra    dar. Auf dem     Transforma-          tordeckel    ist ein bis über den höchsten     Öl-          spiegel    hochgeführtes Rohr o angebracht.

   In    diesem Rohr ist ein durch Federn     Z)    gehalte  ner Schwimmer     q    angeordnet, der durch die  dynamische     Wirkung    der hochsteigenden Gas  blasen oder bei durch letztere verursachten  plötzlichen Stössen der     Flüssigkeit    nach oben  geworfen wird und über dein fest im Rohre an  geordneten     Kontakt        k    den     Sicherheitsstromkreis     betätigt,     während        langsame    Schwankungen  des gesamten Flüssigkeitsinhaltes die Lage  des Schwimmers nicht berühren, sondern durch  die Federn aufgenommen werden.  



  Bei der Anordnung nach     Fig.    3 ist oben       auf    dem     Transformatorgefäss    ein Ansatz s an  geordnet, derart, dar bei normalem Betrieb  der Schwimmer     r-    bis zu einer bestimmten  Tiefe im<B>01</B>     eintaucht.        Sammeln    sich in     dein     Ansatz s Dämpfe oder Grase, so wird, solange  die Blasen die Oberfläche noch nicht erreicht  haben, das spezifische Gewicht des dort be  findlichen Öles abnehmen, der Schwimmer  wird tiefer eintauchen und wiederum über  den Kontakt     k    die Sicherheitsvorrichtung zum  Ansprechen bringen.  



  Bei der Anordnung nach     Fig.    4 ist eben  falls ein Ausdehnungsgefäss n und ein über  den höchsten Ölspiegel hinausgehendes Rohr o  vorgesehen. Die Kontaktvorrichtung ist ausser  halb des Transformators angebracht und  beispielsweise als     Ruhekontakt    gezeichnet.

    Steigen bei dieser Anordnung Gas-     bezw.     Dampfblasen in dein Rohr o hoch, so werden       Ölmengen    verdrängt und zum Teil     ausge-          sto)cii.    Diese     strömen    in eine unter der     Rohr-          inündung    angeordneten     Mulde        -t#,    die an einer  Seite des uni den     Punkt        lo    drehbaren     doppel-          armigen    Hebels     u    befestigt ist.

   Durch das  Austreten der Ölmenge wird das Gleichge  wicht des Hebels gestört und der Kontakt     le     betätigt. Das Ausdehnungsgefäss muss hierbei  so angeschlossen werden, dass die Gase nicht  in dasselbe hineinströmen können. . Sobald  durch das austretende Öl der Kontakt     7e        ge-          öffnet    wird, zieht die Feder x den Anker der       nun    stromlosen Spule f nach links, so dass  das     Kurzschlussstück        -u    nach unten fällt. In  folge des hierbei auftretenden     Kurzschlusses     schmelzen die Sicherungen t durch und  schalten den Transformator ab.  



  2      Zur Ausnutzung der im     Gefahrfalle    auf  tretenden Druckschwankungen oder perio  dischen Vibrationen der Flüssigkeit kann auch  entweder eine beliebig angeordnete     Membrane     oder ähnliche Einrichtung benutzt werden,  die an beliebiger Stelle, beispielsweise in der  Gehäusewand, angeordnet ist und die den  Kontakt betätigt, sobald sie in Schwingungen  versetzt wird, was fast augenblicklich mit  der Blasenbildung eintritt; oder man kann  einen Schwimmer     benutzen,    der beispielsweise  so, wie es die     Fig.    5 im Aufriss und     Fig.    6  im Grundriss zeigt.

   Derselbe besteht aus einem  Teile von verhältnismässig grosser Masse C,  der an Scharnieren     E    an der Wand des Öl  kastens oder des     Ausdehnungsgefässes    ange  ordnet ist, und aus einem zweiten Teile D  von möglichst kleiner Masse. Bei langsamen,  im normalen Betriebe auftretenden Schwan  kungen des     Ölspiegels    werden die beiden  Teile relativ zueinander in Ruhe bleiben.  Bei den Flüssigkeitsstössen jedoch, die bei  Betriebsstörungen durch die aufsteigenden  Blasen     hervorgerufen    werden, wird der Teil C  nur verhältnismässig geringe Bewegungen  machen, der Teil D aber stark nach oben  ausschlagen und den an dem Teil C ange  brachten Kontakt     1c    betätigen.

   Schliesslich  können als Kontaktträger auch zwei an der  Oberfläche schwimmende Ringe, die nach  Art eines Kardangelenkes miteinander ver  bunden sind, oder ein in der Flüssigkeit  schwebender, ausbalancierter Hebel, dessen  Gleichgewicht durch .die     Flüssigkeitsströme     gestört wird, verwendet werden.  



  Zur Ausnutzung der Veränderungen an  den Polen einer     Überschlagsstrecke    kann im  Innern des Ölbades an geeigneter Stelle eine  au     Hochspannung;    angeschlossene Funken  strecke angeordnet sein, die so eingestellt ist,  dass ein Überschlag nicht stattfinden kann,  solange sie unter 01 liegt. Sobald jedoch  die     Öldämpfe    und Zersetzungsgase die Fun  kenstrecke berühren und das 01 zwischen den  Polen verdrängen, tritt der Strom über und  setzt die     Auslösevorrichtung    des     Transforma-          torenschalters    oder eine Signaleinrichtung  oder beides in Tätigkeit.

      Um die Blasen, welche die Sicherheits  vorrichtung zum Ansprechen bringen sollen,  zu erzeugen, kann man auch im Innern des  Apparates einen Hohlkörper     aus.    Metall, Glas  oder einem sonstigen Stoff, gegebenenfalls  dicht an den Wicklungen des Transformators  unterbringen, der eine oder mehrere durch  leicht schmelzbare Metalle, Harze oder sonstige       Stoffe    dicht verschlossene Öffnungen besitzt.  Dieser Hohlkörper kann auch als hohlförmiger  Draht ausgebildet und dann direkt als Leiter  verwendet werden.  



  Beim Schmelzen dieser Stoffe verlässt ein  Teil der im Innern eingeschlossenen, unter  Druck stehenden oder durch die Wärme aus  gedehnten Gase die     Offnung-und    steigt nach  oben. Zur Erhöhung der Wirkung kann der  Körper mit festen     Stoffen    oder Flüssigkeiten  mit niedrigem Siedepunkt ganz oder teilweise  gefüllt werden. Es ist unter Umständen auch  zweckmässig; mehrere derartige Hohlkörper  anzuordnen, so dass dann die Temperatur der       Isolierflüssigkeit    an beliebig vielen Stellen  überwacht werden kann.

   An Stelle der Hohl  körper können auch in der Technik bekannte  Körper gewählt werden, die sich bei be  stimmten Temperaturen verflüchtigen bezie  hungsweise Gase oder Dämpfe abgeben, und  die sich entweder frei im 01 oder auch in  der Isolation der Drähte oder direkt an diesen  befinden können.  



  Ausser den beschriebenen Anordnungen  sind noch eine ganze Reihe anderer denkbar,  die auf demselben Prinzip beruhen und in  gleicher Weise wirken. Insbesondere ist die  Art der Beeinflussung zwischen der auf eine  Störung ansprechenden- Vorrichtung und der       Abschaltvorrichtung    für den     zii    schützenden  Apparat für das Wesen der     Anfindung    völlig  belanglos. Die Vorrichtung kann eine elek  trische Kontaktvorrichtung sein, bei welcher       eire        Arbeits-    oder Ruhekontakt verwendet wird.

    Es ist ferner gleichgültig, ob die Sicherheits  vorrichtung den zu schützenden Apparat ver  mittelst eines     Auslösestromkreises    selbsttätig  auslöst oder ob die Sicherheitsvorrichtung  lediglich eine optische oder akustische Alarm  vorrichtung oder eine     Fehlermeldevorrichtung         irr Tätigkeit setzt, die dann den     Maschinen-          wzirter    veranlasst, den beschädigten Apparat  von Hand abzuschalten,     gegebenenfalls    kann  auch die selbsttätige     Abschaltvorrichtung    mit  der     Fehlermeldevorrichtung    gleichzeitig Ver  wendung finden. .

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Sicherheitsvorrichtung für in einer Isolier- flüssigkeit arbeitende elektrische Apparate, dadurch gekennzeichnet, dass au den zu schützenden Apparaten eine Vorrichtung an gebracht ist, die bei Kurzschlüssen, Be schädigungen der Isolation oder ähnlichen Störungen durch sich in der Isolierflüssigkeit entwickelnde Blasen zum Ansprechen ge bracht wird, zum Zwecke, eine Abschaltung des zu schützenden Apparates zu veranlassen. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die an den zu schützenden Apparaten ange brachte und durch die sich entwickelnden Blasen betätigte Vorrichtung eine selbst tätige Abschaltvorrichtung für die zu schützenden Apparate auslöst. 2.

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, welche das Abschalten der zu schützenden, in<B>01</B> getauchten Apparate v eranlasst, aus zwei gegeneinander be weglichen Teilen besteht, von denen der eine eine ziemlich grosse Masse besitzt und der andere von verhältnismässig kleiner Masse derart angeordnet ist, dass er bei den- normalen Schwankungen des Ölspiegels seine Lage gegenüber dem andern Teil nicht ändert, sondern nur bei Betriebsstörungen infolge des Auftriebes der aufsteigenden Blasen eine Relativ bewegung gegenüber diesem Teil ausführt und hierdurch die Abschaltung veranlasst. 3.

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Körper von geringerer Masse so gegen einen Körper von grösserer Masse ange- ordnet ist, dass die Auslösung durch Flüssigkeitsstösse erfolgt, welche durch in der Flüssigkeit hochsteigende Blasen erzeugt werden. 4. Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Körper von geringerer Masse derart gegen einen Körper von grösserer Masse gehrgert ist, dass die Auslösung durch Vibration der Flüssigkeit erfolgt, die bei Betriebs störungen durch das Entstehen der Blasen erzeugt wird.

   ä. Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bahn der aufsteigenden Blasen eine an die Hochspannung angeschlossene Überschlagsstrecke angeordnet ist, die so eingestellt ist, dass ein Überschlag beim Auftreffen der Blasen auf die Überschlags stelle eintritt, während bei normalem Be triebe ein Strom die Ü berschlagsstrecke nicht überbrücken kann. 6.

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösevorrichtung ausserhalb des Öl- gefässes eines elektrischen Apparates der art angeordnet ist, dass sie durch die Flüssigkeit, welche durch die sich ent wickelnden Gase aus dem Ölgefäss aus getrieben wird und auf die Auslösevor- richtung auftrifft, betätigt wird. 7.

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Ölspiegel eines in ein Ölgefäss ein geschlossenen elektrischen Apparates ein Schwimmer angeordnet ist, dessen Ein tauchtiefe durch Veränderung des spezi fischen Gewichtes derisolierflüssigkeit ver ändert wird und der beim Untertauchen die Auslösevorrichtung betätigt. B. Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf Druckschwankungen ansprechende Vorrichtung auf dem Ölspiegel angeordnet ist und bei auftretenden Vibrationen die Abschaltvorrichtung steuert. 0 9.

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf Druckschwankungen ansprechende Vorrichtung in der Gefässwand angeordnet ist, welche bei auftretenden Vibrationen die Abschaltvorrichtung steuert. 10. Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Gefäss, welches den zu schützenden Apparat enthält, ein besonderes, über den höchsten Flüssigkeitsspiegel hinausragen des Rohr angeordnet ist, in welchem die Abschaltvorrichtung befestigt ist. 11.

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in der Isolierflüssigkeit ein besonderer Hohl körper angeordnet ist, aus dem sich bei einer bestimmten Grenztemperatur Luft blasen bereits vor dem Auftreten einer Betriebsstörung entwickeln und die Ab schaltung betätigen. 12. Sicherheitsvorrichtung nach Unteran spruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper Öffnungen besitzt, welche durch leicht schmelzbare Stoffe dicht ver schlossen sind. 13.

   Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass in der Isolierflüssigkeit ein besonderer Stoff angeordnet ist; aus dein sich bei einer bestimmten Grenztemperatur Luftblasen bereits vor dem Auftreten einer Betriebs störung entwickeln und die Abschaltung betätigen. 14. Sicherheitsvorrichtung nach Pn,tentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die Blasen betätigtes Organ eine Alarmvorrichtung betätigt, um ein Ab schalten des zu schützenden Apparates von Hand zu veranlassen.

   15. Sicherheitsvorrichtung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Blasen betätigte Einrichtung eine selbsttätige Abschaltvorrichtung für den zu schützenden Apparat und gleichzeitig eine die -Veranlassung des Abschaltens bezweckende Alarmvorrichtung betätigt.