Verfahren und Einrichtung zum Schutz von elektrischen Apparaten und Maschinen wie Transformatoren, Schaltern, Motoren, Generatoren usw. Es ist bekannt, dass .sich in elektrischen A.pparaten und Maschinen, wie in Transfor matoren, Schaltern, Motoren, Generatoren, mit festen oder flüssigen Isoliermitteln bei nichtnormalen Betriebszuständen Dämpfe und gasartige Zersetzungsprodukte der festen und flüssigen Isoliermittel bilden und dass diese gemäss dem Patent 101.708 und den dazugehörigen Patenten dazu benutzt wer den können, ein optisches oder akustisches Signal auszulösen oder den zu schützenden elektrischen Apparat bezw. Maschine abzu schalten oder eine ändere geeignete Funktion auszuüben.
Die Betätigung eines Signals, der Ab schaltvorrichtung oder dergleichen durch die Dämpfe und Zersetzungsgase lässt sich, wie die Einrichtungen nach dem Patent 101.708 und den dazugehörigen Patenten zeigen, auf verschiedenem Wege erreichen.
Der vorliegenden Erfindung gemäss be einflussen die Dämpfe und gasartigen Zer setzungsprodukte eine in einem elektrischen Stromkreis liegende Selen- oder Fotozelle in der Weise, dass eine Widerstandsänderung in der Zelle und damit eine Änderung des Stromzustandes (Stromfluss, Stromunterbre chung oder Stromschwankung) in dem Stromkreis entsteht, die dazu benutzt wer den, die zum Schutze des elektrischen Ap parates oder der elektrischen Maschine ge wünschte und geeignete Funktion auszu üben.
Bei der Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist gemäss der Erfindung eine in einem elektrischen .Stromkreis liegende Se len- oder Fotozelle mit Bezug auf den zu schützenden Apparat oder die zu schützende elektrische Maschine so angeordnet, dass sie durch die sich bildenden Dämpfe und gas artigen Zersetzungsprodukte derart beein flussbar ist, dass eine Widerstandsänderung in der Zelle entsteht, und es sind Mittel vor gesehen, welche geeignet sind, durch die in folge der Widerstandsänderung im Strom kreis entstehende Änderung des Stromzu standes eine zum Schutze des elektrischen Apparates oder der elektrischen Maschine gewünschte und geeignete Funktion auszu üben.
In der Zeichnung ist die Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäss der Erfindung durch sechs Ausführungsbei spiele schematisch veranschaulicht.
In Fig. 1 und 2 (Längs- und Quer schnitt) bedeutet o den Deckel eines ein flüs siges Isoliermittel enthaltenden Behälters eines elektrischen Apparates, zum Beispiel eines Transformators. An den Deckel ist ein Standrohr mit den Wänden , G, <I>c</I> und<I>d</I> an geschlossen. In der Wand b befindet sich eine Spiegelscheibe g; die Wand d besteht aus durchsichtigem Material. In einer ge wissen Entfernung von der Scheibe g ist ein Linsensystem s so angeordnet, dass das Bild von g auf eine Selen- oder Fotozelle z fällt.
Diese Zelle z liegt in einem Stromkreis mit der Stromquelle k und dem Magneten m, der auf eine Kontaktvorrichtung i, 7a wirkt.
Eine beliebige Lichtquelle l mit einem Reflektor p wirft Lichtstrahlen durch die Wand d, ohne dabei die Innenseite der Wand a, die zweckmässig mattschwarz ist. aufzuhellen. Die Linse s wirft daher auf die Zelle z ein tiefschwarzes Bild, so dass der Magnet-Stromkreis geschwächt beziehungs weise unterbrochen ist. Entstehen nun in der Isolierungsflüssig- keit beziehungsweise im Gehäuse Dämpfe oder Gase, so steigen sie hoch und ziehen durch das ,Standrohr. Hier werden sie von der Lichtquelle l beleuchtet, und die Linse s wirft ein helles Bild auf die Zelle r, die nunmehr Strom durchlässt.
Dieser bewirkt durch den Magneten an, eine Berührung des Kontaldes <I>i</I> mit dem Kontakt -n und somit in :den an die Kontakte herangeführten Stromkreis einen Stromfluss, der dazu be nutzt werden kann, beispielsweise eine Sig- naleinrichtung oder die Absehaltvorrichtung des Transformators zu betätigen.
An Stelle einer Lichtquelle l kann man auch eine Lichtquelle q hinter der Wand a, die dann auch durchsichtig sein muss, vorsehen. Das Licht dieser Lichtquelle rq scheint, wenn Dämpfe nicht vorhanden sind, wenig geschwächt durch die Wände a und g hindurch und erhellt die Selenzelle, die dann Strom durchlässt. Treten aber Dämpfe auf, so werden die Lichtstrahlen mehr und mehr abgeschwächt und sogar völ lig verdunkelt, wenn die Dämpfe dicht ge nug und der Abstand der Wand a von der Wand g gross genug ist.
Dasselbe Er#Tebnis lässt sich erreichen, wenn man die Innenseite der Wand a. die dann un durchsichtig angenommen wird, auf irgend eine Weise beleuchtet, oder wenn an der Innenseite der Wand a eine Lichtquelle an gebracht ist.
Fig. 33 und 4 (Längsschnitt und Grund ri.ss) zeigen ein weiteres Ausführungsbei spiel, bei dem die Einrichtung nicht in das r@bzugrohr eingebaut, sondern ausserhalb angeordnet ist. In einem rechteckigen, nach unten offenen Kasten e, der beispielsweise auf dem Deckel eines Schaltergehäuses auf ruht, sind die Wände a und g. durchsichtig, so dass die mit dem Reflektor p versehene T ichtquelle l ihre .Strahlen durch die Wände n und g zur Linse s und von hier zur :Selen zelle wirft.
Die Wirkungsweise ist hier die gleiche wie bei der Einrichtung nach Fig. 1 und 2.
Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 dargestellt.
Das im Grundriss gezeichnete Standrohr besitzt, zwei durchsichtige Wände a und g, die prismenartig zueinander angeordnet sind. Bei l befindet sich eine Lichtquelle. Der Gang der von der Lichtquelle ausgehen den Lichtstrahlen durch die Wände a und g ist durch eine strichpunktierte Linie ange deutet. Bei a werden die Lichtstrahlen durch einen .Spiegel abgelenkt und gegen einen Schirm t geworfen.
Treten nun Dämpfe und Gase in das Rohr, so wird der Strahlenwe\- infolge des von dem Brechungskoeffizienten der Luft verschiedenen Brechungskoeffizien ten dieser Dämpfe und! Gase geändert, und die Lichtstrahlen fallen durch die Öffnung io im Schirm t auf die Linse s und die Selenzelle r. Die Dämpfe und Gase werden hierbei zweckmässig vor Eintritt in das Standrohr durch einen eingebauten Filter von ihren chemischen Bestandteilen gerei- ni--,t, damit der Lichtstrahl möglichst wenig aesehwä,cht wird.
Fig. G zeigt ein viertes Ausführungsbei spiel, bei dem die Lichtquelle l ihre Strahlen durch eine Linse s auf ein mit<B>01</B> gefülltes Schauglas f wirft. Hinter dem Schauglas ist die Selen- oder Fotozelle z angeordnet, die, solange sich Öl im Schauglas befindet, un- beleuchtet beziehungsweise sehr schwach be leuchtet ist, so dass die mit der Zelle ver bundene Kontakteinrichtung nicht anspricht. Entstehen Dämpfe oder Zersetzungsgase in dem Transformator, so steigen diese im<B>01</B> auf und sammeln sich im Schauglas f, aus dem sie das Öl verdrängen.
Den Lichtstrah len wird dadurch der Weg durch das Schau- mIas freigegeben, und sie gelangen zur Zelle z, die in der oben angegebenen Weise be- tätiat wird.
Um im Ruhezustand die Zelle z mit Sicherheit völlig abzudunkeln, kann man ge mäss Füg. 7 auch so vorgehen, dass man im Schaumlax <I>f</I> einen Schwimmer h anordnet, der beim Entstehen der Zersetzungsaase und deren Ansammeln im Schauglas absinkt und den Lichtstrahlen den Weg zur Zelle z frei gibt.
Die Ausführung nach Fi,g. 7 hat noch den Nachteil, dass die sich im Schauglas an sammelnden, mehr oder weniger lichtdurch lässigen Gase den Lichtstrahlen ein Hinder nis in den Weg setzen.
Dieser Nachteil kann behoben werden, wenn man die Schutzeinrichtung gemäss Fig. 8 ausbildet. In dieser bedeutet r einen Schwimmer, der sich in Öl befindet und durch seinen Auftrieb nach oben gepresst wird.
In dieser Lage stellt er eine mit ihm durch einen doppelarmigen. um den Punkt u drehbaren Hebel x verbundene Blende y so ein, dass der Lichtstrahl abgefangen wird. Beim Auftrieb von Blasen wird der Schwim- mer r absinken, die Blende y hebt sich etwas, und der Lichtstrahl trifft dann un gehindert auf die Zelle z. Wesentlich ist bei dieser Anordnung, dass die Blende y sich dauernd in der Luft befindet und dadurch entweder die Zelle völlig verdunkelt oder völlig hell beleuchtet wird. Eine Minderung der Lichtstärke durch Rauchgase oder Öl tritt in diesem Falle nicht ein.
Zur Beleuchtung der Selen- oder Foto zelle kann man eine beliebige Lichtquelle verwenden, unter anderem auch eine nicht leuchtende Bunsenflamme, die durch die an ihr vorbeistreichenden Gase oder Dämpfe hell aufleuchtet.
Der Stromfluss beziehungsweise die Stromschwankungen in dem Stromkreis der Selenzelle können beispielsweise dazu be nutzt werden, Einrichtungen zu betätigen, durch die Kohlensäure oder andere neutrale Gase aus besonderen Behältern beziehungs weise Flaschen in die zu schützenden Appa rate oder Räume hineingelassen werden, um den Ausbruch von Bränden zu verhüten oder einen bereits begonnenen Brand zu ersticken.
Es ist aber auch möglich, eine Umschaltung (Ausschaltung des gefährdeten und Ein schaltung eines neuen Transformators oder dergleichen) zu bewirken oder beispielsweise bei Generatoren die Erregung fortzunehmen.
Method and device for the protection of electrical apparatus and machines such as transformers, switches, motors, generators, etc. It is known that .sich in electrical A.pparaten and machines, such as in transformers, switches, motors, generators, with solid or liquid Insulating means in abnormal operating conditions form vapors and gaseous decomposition products of the solid and liquid insulating means and that these can be used according to patent 101,708 and the associated patents to who can trigger an optical or acoustic signal or the electrical apparatus to be protected. Switch off the machine or perform another suitable function.
The actuation of a signal, the shutdown device or the like by the vapors and decomposition gases can be achieved in different ways, as shown by the devices according to patent 101,708 and the associated patents.
According to the present invention, the vapors and gaseous decomposition products influence a selenium or photocell lying in an electrical circuit in such a way that a change in resistance in the cell and thus a change in the current state (current flow, current interruption or current fluctuation) occurs in the circuit that are used to who to exercise the desired and appropriate function to protect the electrical Ap parates or the electrical machine.
In the device for performing the method, according to the invention, a selenium or photocell lying in an electrical circuit is arranged with respect to the apparatus to be protected or the electrical machine to be protected so that it is affected by the vapors and gaseous decomposition products that are formed can be influenced in such a way that a change in resistance occurs in the cell, and means are provided which are suitable for a desired and desired protection of the electrical apparatus or machine through the change in the current state resulting from the change in resistance in the circuit exercise suitable function.
In the drawing, the device for performing the method according to the invention is illustrated schematically by six games Ausführungsbei.
In Fig. 1 and 2 (longitudinal and cross-section) o means the lid of a container of an electrical apparatus, for example a transformer, containing a liquid insulating agent. A standpipe with the walls, G, <I> c </I> and <I> d </I> is attached to the lid. In the wall b there is a mirror pane g; the wall d is made of transparent material. At a certain distance from the pane g, a lens system s is arranged so that the image of g falls on a selenium or photocell z.
This cell z is in a circuit with the current source k and the magnet m, which acts on a contact device i, 7a.
Any light source l with a reflector p throws light rays through the wall d without the inside of the wall a, which is expediently matt black. lighten. The lens s therefore throws a deep black image on the cell z, so that the magnetic circuit is weakened or interrupted. If vapors or gases arise in the insulating liquid or in the housing, they rise up and pull through the standpipe. Here they are illuminated by the light source l, and the lens s casts a bright image on the cell r, which now lets current through.
This causes the magnet to touch the contact with the contact and thus a current flow in the circuit brought up to the contacts, which can be used for this purpose, for example a signal device or to operate the shut-off device of the transformer.
Instead of a light source l, a light source q can also be provided behind the wall a, which must then also be transparent. If vapors are not present, the light from this light source rq shines through the walls a and g, slightly weakened, and illuminates the selenium cell, which then lets electricity through. If, however, vapors appear, the rays of light are weakened more and more and even completely darkened if the vapors are close enough and the distance between wall a and wall g is large enough.
The same result can be achieved if the inside of the wall a. which is then assumed to be untransparent, illuminated in some way, or if a light source is placed on the inside of the wall a.
33 and 4 (longitudinal section and bottom ri.ss) show a further Ausführungsbei game in which the device is not built into the pull tube, but is arranged outside. The walls a and g are in a rectangular box e, which is open at the bottom and rests, for example, on the cover of a switch housing. transparent, so that the light source l provided with the reflector p throws its rays through the walls n and g to the lens s and from here to the selenium cell.
The mode of operation here is the same as with the device according to FIGS. 1 and 2.
A third exemplary embodiment is shown in FIG.
The standpipe drawn in the plan has two transparent walls a and g, which are arranged in a prism-like manner to one another. At l there is a light source. The course of the light rays emanating from the light source through the walls a and g is indicated by a dot-dash line. At a, the light rays are deflected by a mirror and thrown against a screen t.
If vapors and gases enter the pipe, the path of the radiation - as a result of the refraction coefficient of these vapors, which differs from the refractive index of the air, and! Gases changed, and the light rays fall through the opening io in the screen t on the lens s and the selenium cell r. The vapors and gases are expediently cleaned of their chemical constituents by a built-in filter before they enter the standpipe, so that the light beam is as little as possible.
Fig. G shows a fourth Ausführungsbei, game in which the light source l throws its rays through a lens s onto a sight glass f filled with 01. The selenium or photocell z is arranged behind the sight glass, which, as long as there is oil in the sight glass, is unlit or very weakly lit so that the contact device connected to the cell does not respond. If vapors or decomposition gases arise in the transformer, they rise in <B> 01 </B> and collect in the sight glass f, from which they displace the oil.
The way through the show is released for the light beams and they reach cell z, which is activated in the manner indicated above.
In order to completely darken the cell z when it is idle, one can according to Füg. 7 also proceed in such a way that a float h is placed in the foam lax <I> f </I>, which sinks when the decomposition oases develop and accumulate in the sight glass and allows the light rays to pass through to cell z.
The execution according to Fi, g. 7 still has the disadvantage that the more or less translucent gases that collect in the sight glass put an obstacle in the way of the light beams.
This disadvantage can be eliminated by designing the protective device according to FIG. In this, r means a float that is in oil and is pressed upwards by its buoyancy.
In this position he puts one with him through a double-armed. around the point u rotatable lever x an aperture y connected so that the light beam is intercepted. When bubbles are buoyant, the swimmer r will sink, the diaphragm y will rise slightly, and the light beam will then strike the cell z unhindered. It is essential in this arrangement that the diaphragm y is permanently in the air and thereby either the cell is completely darkened or completely illuminated. In this case, the light intensity is not reduced by smoke gases or oil.
Any light source can be used to illuminate the selenium or photo cell, including a non-luminous Bunsen flame that is brightly lit by the gases or vapors passing by it.
The current flow or the current fluctuations in the circuit of the selenium cell can be used, for example, to operate devices through which carbon dioxide or other neutral gases from special containers or bottles are let into the apparatus or rooms to be protected in order to prevent fires to prevent or to smother an already started fire.
But it is also possible to switch over (switching off the endangered transformer and switching on a new transformer or the like) or, for example, to remove the excitation in the case of generators.