Verfahren und Vorrichtung zum Schutz elektrischer Naschinen und Apparate. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz elektrischer Maschi nen und elektrischer Apparate und besteht. darin, dass die bei nicht normalen Betriebs zuständen sich bildenden Dämpfe, Rauch und gasartigen Zersetzungsprodukte der festen und flüssigen Isoliermittel durch den Weg der Wärmestrahlen einer Wärmequelle geführt werden, so dass sich der physikalische Zustand eines die Wärmestrahlen auffangen den Wärmeempfängers beim Eintreten der Gase, Dämpfe oder des Rauches in den Strahlenweg der Wärmequelle verändert,
wodurch ein zum Schutz der Maschine oder fies Apparates dienender Vorgang eingeleitet wird.
Auf der Zeichnung sind drei Ausfüh rungsbeispiele der Vorrichtung zur Ausfüh rung des Verfahrens schematisch dargestellt.
In Fig. 1 bedeutet a eine Wärmequelle, die beispielsweise aus einem elektrisch ge heizten Silitstab, einem Widerstandsdraht, dem iSystem einer Glühlampe, der Flamme eines Bunsenbrenners bestehen kann. Als Wärmeempfänger, der für Wärmestrahlung empfindlich ist, und dessen physikalischer Zustand sich bei Änderung der Wärmestrah lung verändert, dient ein Thermoelement b. In dem Stromkreis des Thermoelementes b befindet sich ein Messinstrument h, das mit einem Kontaktsystem i versehen ist.
Zur besseren Ausnutzung der iStrahlung ist hin ter der Wärmequelle a ein Reflektor c an geordnet. Zwischen .der Wärmequelle a und .dem Thermoelement b liegt im Weg der Wärmestrahlen ein Rohr d mit Ansatz stutzen e und f, .die für die Zu- und Abfüh rung der Gase, Dämpfe oder des Rauches dienen. Die Enden des Rohres sind mit. für Wärmestrahlen ;durchlässigen Platten g und g' .abgeschlossen.
Entstehen nun in der zu schützenden elektrischen Maschine oder Apparat, zum Beispiel in einem Generator, infolge nicht normaler Betriebszustände Dämpfe, gas artige :Zersetzungsprodukte oder Rauch, so gelangen diese durch ein nicht dargestelltes Verbindungsrohr, das am Einlassstutzen e des Rohres<I>d</I> endet, in ,das Rohr<I>d</I> und durch ziehen es zum Beispiel in der Richtung der eingezeichneten Pfeile. Da das Wärmeab- sorptionsvermö.gen ,dieser Gase, Dämpfe oder des Rauches von dem des sonst im Rohr vor handenen Stoffes abweicht, so gelangt eine geringere oder grössere Wärmemenge an das Thermoelement b, dessen elektrische Eigen schaften sich damit ändern,
das heisst es än dert sich die vom Element erzeugte elektro motorische Kraft und damit die Stellung des Kontaktzeigers des in den Stromkreis des Thermoelementes eingebauten Instrumen tes h.
Das Kontaktinstrument h, .das auch .durch eine andere mit einer Kontaktvorrich tung versehene Einrichtung beliebiger Art ersetzt sein kann, dient dazu, beim Eintreten der Dämpfe, .des Rauches oder des gasartigen Zersetzungsproduktes in das Rohr d den ,dem Schutze dienenden Vorgang einzuleiten, zum Beispiel ein akustisches oder optisches Signal ein- oder auszuschalten, den gefährde ten elektrischen- Apparat direkt oder indirekt abzuschalten oder eine andere geeignete Funktion auszuüben.
An Stelle des Thermoelementes b könnte auch ein anderer geeigneter Wärmeemp fänger verwendet werden, dessen elektrische Eigenschaften sich bei Änderung der Wär mebestrahlung verändern, zum Beispiel auch ein elektrischer Widerstand. In diesem Falle müsste in seinen Stromkreis eine .Stromquelle eingebaut sein. Bei Veränderung der Wärmestrahlung des Widerstandes ändert sich dessen Temperatur, also auch sein Widerstandswert und damit der Stromdurch gang, sowie damit wiederum die Stellung des Kontaktzeigers des Instrumentes h.
Ferner könnte auch ein Wärmeempfänger verwendet werden, der so ausgebildet ist, dass bei sich ändernder Bestrahlungsintensi tät desselben nicht dessen elektrische Eigen schaften geändert werden, sondern dass die Änderung seines physikalischen Zustandes zum Beispiel in einer Längen- oder Dicken änderung besteht.
An .Stelle des Reflektors c könnte auch vor ,der Wärmequelle a eine Linse zur Sammlung -der Wärmestrahlen vorgesehen sein.
Anstatt. durch Platten g und g' abge schlossen zu sein, könnten die Enden des Rohres d auch offen sein. In diesem Falle treten die Gase, Dämpfe oder der Rauch statt durch den ,Stutzen e an der iStelle, an der die Platte<I>g</I> sass, in das Rohr<I>d</I> ein, und an der Stelle, an der die Platte g' sass, aus dem Rohr wieder aus, so $ass die Stutzen e und f fortfallen.
Der Umstand, dass sowohl die Wärme quelle a als auch der Wärmeempfänger b ihre Temperatur mit ändernder Aussentem peratur ändern, ist für die Wirkungsweise .der ganzen Einrichtung störend, falls man nicht eine so grobe Einstellung vornimmt, dass die in den Räumen vorkommenden Tem peraturschwankungen von der niedrigsten bis zur höchsten Grenze von der Einrichtung nicht erfasst werden. Durch Änderungen der Aussentemperatur würde sich normalerweise die Einstellung des Instrumentes verändern, da infolge dieser Änderungen der Gesamt widerstand des Empfängers, sowie auch die Gesamttemperatur der Wärmequelle verän dert wird.
Um diese infolge der @Schwan- kungen der Aussentemperatur bewirkten Veränderungen in den Temperaturen der Wärmequelle oder des Wärmeempfängers zu verringern, kann man zum Beispiel bei Anordnungen mit elektrisch geheizter Wär mequelle so vorgehen, dass man die der Wärmequelle und dem Wärmeempfänger durch den sie durchfliessenden Strom zu geführten Wärmemengen in Abhängigkeit der Veränderungen der Aussentemperatur verändert. Das geschieht durch Änderung ,des Stromes.
Schaltet man in die elek trischen Stromkreise des Wärmeempfängers bezw. der Wärmequelle einen veränder lichen Widerstand, dessen Einstellung zum Beispiel durch einen Bimetallstreifen kon tinuierlich verändert wird, so kann man bei passender Wahl der Organe eine solche Ver änderung der Stromstärken bei einer Ver änderung der Aussentemperatur erreichen, dass praktisch die Unabhängigkeit der Wärmequelle oder des Wärmeempfängers von der Aussentemperatur erreicht wird.
Soll also !die Einrichtung im Bedarfsfalle ohne Verzögerung in jedem Augenblick, un bekümmert um die Höhe der Aussentempera tur, ansprechen, so kann sowohl in den Stromkreis der Wärmequelle allein, als auch des Wärmeempfängers allein, oder aber in beide Stromkreise ein Widerstand ein geschaltet werden, der durch eine auf Wärme reagierende Vorrichtung, die zum Beispiel ein Organ aufweist, das sich bei zu nehmender Temperatur ausdehnt und bei sinkender Temperatur zusammenzieht, selbst tätig bedient wird. Auf diese Weise kann leicht erreicht werden, dass trotz der schwan kenden Aussentemperatur für gleichbleibende Verhältnisse im Rohr d .der Zeiger der Kon taktvorrichtung immer eine bestimmte Stel lung einnimmt.
Er verlässt seine Lage erst dann, wenn der tStrah,lenweg zwischen der Wärmequelle und: dem Wärmeempfänger zum Beispiel durch Dämpfe beeinflusst wird.
Man kann auch die Mittel zur Er reichung der Unabhängigkeit in das Kon taktsystem verlegen, indem den entsprechend den Schwankungen der Aussentemperatur eintretenden Verstellbewegungen des beweg lichen Kontaktes des Anzeigeinstrumentes dadurch begegnet wird, dass in gleichem Masse der feste Gegenkontakt durch ein auf Veränderungen der Aussentemperatur an sprechendes Organ verstellt wird. Trotz der Veränderung der Stellungen der Kontakt teile am Instrument h hat dann unabhängig von der Aussentemperatur der bewegliche Kontakt zum .Schliessen des Kontaktsystems beim Eintreten der festzustellenden Gase, Dämpfe oder Rauch stets den gleichen Kon taktweg zurückzulegen, so dass die Empfind lichkeit der Kontakteinrichtung unabhängig von der Aussentemperatur ist.
iSehr vorteilhaft kann man die Unab hängigkeit von der Aussentemperatur auch dadurch erreichen, dass nach Art der in Fig. 2 dargestellten Anordnung zwei Wider stände benutzt werden, die in Brückenschal tung .liegen und von denen nur der eine als Wärmeempfänger b von der Wärmequelle in der Weise beeinflusst wird, dass die in .den Weg der Wärmestrahlen zwischen der Wärmequelle und diesem Widerstand gelan genden Gase, Dämpfe oder Rauch den elek trischen Widerstand in seinem Werte ver ändern.
Der Wärmeempfänger b, sowie der genau gleiche Widerstand 1c und zwei wei tere unter sich gleiche Widerstände l und l' sind je in den einen Ast einer Wheatstone- schen Brücke eingeschaltet, die von der Stromquelle m gespeist wird. Im Brücken zweig befindet sich eine Kontakteinrichtung n, die, unabhängig von der Aussentempera tur und auch von der Spannung .der Strom quelle m, stets stromlos ist, solange sich zwi schen der Wärmequelle a und dem Wärme empfänger b nicht die nachzuweisenden Stoffe befinden.
Treten jedoch in das Rohr d Gase, Dämpfe oder Rauch ein, so wird durch die Änderung ,des Widerstandes b das Brückengleichgewicht gestört. Das Instru ment n kann zur Einleitung eines dem Schutze dienendenaVorganges benutzt werden.
Die Ausführungsart der Einrichtung ge mäss Fig. 3 kann dazu dienen, das Verfahren auch nach unabhängig von den Intensitäts schwankungen der Wärmequelle zu machen. Die Wärmequelle a sendet ihre Strahlen hier nicht nur durch das Rohr d zur Wärme empfangseinrichtung b, sondern gleichzeitig auch durch ein mit dem Rohr d nicht in Ver bindung stehendes Rohr o. zum zweiten Wi derstand 7c. Die Gase, Dämpfe oder der Rauch können durch die Stutzen e und f in das Rohr d ein- und austreten, jedoch nicht in das Rohr o eindringen. Es ist klar, dass, solange sich im Rohr d kein Gas, Rauch oder Dampf befindet, .das Brückengleich gewicht nie gestört wird, auch wenn sich die Intensität der Wärmequelle ändert.
Beim Vorhandensein der betreffenden nach zuweisenden Stoffe dagegen wird der ,Strom im Instrument -n sich einstellen. Selbstverständlich lässt sich bei allen dargestellten Ausführungsformen der Ein richtung die Wirkung durch Verlängerung des Weges im Rohr d steigern. Ist aus irgendwelchen Gründen die gradlinige Fort führungder Wärmestrahlung nicht möglich, so kann man Spiegel oder Prismen zur Um lenkung der Wärmestrahlen in eine andere Richtung verwenden.
Die Widerstände l und l' können genau so wie,die Widerstände b und 1c rausgebildet und zur Verstärkung der Wirkungsweise ebenfalls der Einwirkung :der Wärmestrah len ausgesetzt werden. Es werden dann die Widerstände l mit lc zusammen der aus dem Rohr o kommenden, der Widerstand Z' da gegen mit dem Widerstand b zusammen -der aus dem Rohr d kommenden Wärmestrah lung ausgesetzt.
In manchen Fällen ist es möglich, .das Rohr d oder .das Rohr o fortzulassen und die Wärmestrahlung direkt .auf .die Widerstände <I>b</I> bezw. 1e einwirken zu lassen. In diesem Fall könnte die Einrichtung in einem ab geschlossenen Raum zum Beispiel derart eingebaut sein, dass,die Wärmequelle sich an der einen Seite des Raumes und der Wärme empfänger ün,der gegenüberliegenden Wand des Raumes befindet, ohne @dass zwischen der Wärmequelle und dem Wärmeempfänger ein Führungsrohr für die Dämpfe,
Rauch und gasartigen Zersetzungsprodukte ein gebaut ist. Die Gase, Dämpfe oder der Rauch würden dann den Weg .der Wärme strahlen nicht in Längslichtung durch streichen, sondern quer zu diesem Weg durch ,den Raum hindurchtreten.