CH409133A - Lecküberwachung für flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschinen - Google Patents

Description

      Lecküberwachung    für     flüssigkeitsgekühlte    elektrische     Maschinen       Es ist bekannt, bei elektrischen Maschinen mit  direkter Leiterkühlung durch Wasser, welches durch  die hohlen Leiterstäbe oder Teilleiter der letzteren  geführt wird, innerhalb der Hohlräume des Maschi  nengehäuses das im übrigen zur Kühlung des Läufers  und gegebenenfalls     Ständereisenpaketes    dienende  Gas unter einem höheren Druck zu halten, als in den  von Wasser oder einem anderen flüssigen Kühlmittel  durchströmten Kühlkanälen vorhanden ist.

   Im Falle  etwaiger     Undichtigkeiten    in den     Wicklungskühlkanä-          len    ergibt sich bei einer derartigen Anordnung, dass  ein Ausströmen des Wassers oder flüssigen     Kühlmit-          tels    aus der Wicklung nicht möglich ist und das unter  einem höheren Druck stehende gasförmige Medium  in die Kühlkanäle der     flüssigkeitsgekühlten    Maschi  nenteile, insbesondere     Ständerwicklung    eindringen  kann. Da nun hierdurch unter Umständen die Küh  lung z.

   B. infolge Blasenbildung sehr     ungünstig    be  einflusst und unter Umständen in Frage gestellt wird,  ist es dringend     erwünscht,    Vorrichtungen vorzusehen,  die das Übertreten von Gas aus der Gasfüllung der  Maschine in das mit Kühlflüssigkeit, insbesondere  Wasser angefüllte Kühlsystem erkennen lassen.  



  Wie bereits vorgeschlagen wurde, kann man die  Feststellung von Gas in dem mit Flüssigkeit insbe  sondere Wasser arbeitenden Kühlsystem durch Gas  analysegeräte vornehmen oder durch Druckmessein  richtungen, da beim übertritt von Gas in den     Kühl-          mittelkreis    Drucksteigerungen eintreten. In der Regel  benötigen diese bekannten Anordnungen grössere  Vorratsräume, in denen die Gasanalyse oder Druck  messungen vorgenommen werden, deren Genauigkeit  zu     wünschen    übrig lässt.  



  Die Erfindung bezieht sich auf die Aufgabe, eine    auf anderen Überlegungen beruhende     Lecküberwa-          chungseinrichtung    für flüssigkeitsgekühlte Maschinen  zu schaffen, die die Nachteile der     vorerwähnten    An  ordnungen vermeidet und sich durch eine besonders  hohe     Ansprechempfindlichkeit    bereits beim Vorhan  densein kleinster Gasmengen in dem     Kühlmittelkreis     auszeichnet.

   Gemäss der Erfindung wird dies dadurch  erreicht, dass in dem Kreis des flüssigen Kühlmittels  ein Kondensator     eingeschaltet    ist, dessen     Dielektri-          kum    durch das hindurchströmende Kühlmittel gebil  det wird, und dass dem Kondensator eine     Messvor-          richtung    zugeordnet ist, die beim     Eindringen    von Gas  in das flüssige     Kühlmittel    eintretende Kapazitätsän  derungen     anzeigt.     



  Die Erfindung geht davon aus, dass beispiels  weise bei Anwendung von destilliertem Wasser für  die Kühlung die relative     Dielektrizitätskonstante    des       Kühlmittels    etwa 80 beträgt; demgegenüber ist die       Dielektrizitätskonstante    von den bei geschlossenen  elektrischen Maschinen üblichen Kühlgasen, wie  Wasserstoff etwa 1. Beim Durchströmen des flüssigen       Kühlmittels    zwischen den Belägen des in den Kühl  mittelkreis eingeschalteten Kondensators     ergibt    sich  infolgedessen schon beim Vorhandensein verhältnis  mässig kleiner Gasvolumina oder Gasblasen, dass  merkliche Kapazitätsänderungen in dem Kondensator  auftreten, die mit hoher Genauigkeit erfasst werden  können.  



  Vorzugsweise kann die Erfindung in der Weise  verwirklicht werden, dass die in dem     Kühlmittelkreis     eingeschaltete Kapazität mit einer vorzugsweise  regelbaren     Induktivität    einer nach dem Resonanz  prinzip arbeitenden Messvorrichtung zu einem elek  trischen     Schwingungskreis    zusammengeschaltet ist,      der im     Normalbetriebe    entsprechend seiner     Reso-          nanzfrequenz    von einer     Wechselstromquelle    erregt  wird und beim     übertreten    von Gas in den Flüssig  keitskühlkreis in seiner Resonanz     gestört    wird.  



       im    folgenden soll die     Erfindung    näher anhand  der     Zeichnung        erläutert    werden, die ein Ausfüh  rungsbeispiel der Erfindung wiedergibt.     Fig.    1 zeigt  schematisch einen Wechselstromgenerator z. B. Tur  bogenerator, dessen     Ständerwicklungssystem    2 mit  Wasser gekühlt wird, das der Maschine über Leitung  3 von einem Rückkühlsystem 4 mittels der Pumpe 5       zugeführt    wird. Die     Maschine    ist mit einem Kühlgas  z.

   B.     Wasserstoff    gefüllt, das durch Lüfter 6     umge-          wälzt    wird und sowohl den Läufer 7, wie das Eisen  blechpaket 8 der Maschine durchströmt.     Unmittelbar     hinter der     flüssigkeitsgekühlten    Wicklung ist in dem  Leitungszweig 10 ein Kondensator 11 angeordnet,  zwischen dessen     isoliert    angeordneten Belägen 12 das  zur Kühlung     verwendete    Mittel z. B. Wasser hin  durchgeführt wird.

   Da das Kühlwasser     destilliert    ist  und einen     Nichtleiter        darstellt,    bildet     bei    dieser     An-          ordnung    das zwischen den Belägen des Kondensators       hindurchgeführte    Kühlwasser das     Dielektrikum.          Destilliertes        Wasser,    wie es für derartige Kühlanlagen  in Betracht kommt, hat eine ausserordentlich hohe  relative     Dielektrizitätskonstante    von 80.

   Sind nun       Undichtigkeiten    in der von der     Kühlflüssigkeit     durchflossenen Wicklung vorhanden, so gelangt das  in dem Maschinengehäuse befindliche Kühlgas, wenn       es    einen höheren Druck als der     Kreis    der     Kühlflüs-          sigkeit        aufweist,    in das Flüssigkeitskühlsystem.

   Es       werden    sich     innerhalb    desselben kleine     Gasein-          schlüsse    oder -blasen     bilden.        Gelangen        diese    Gasein  schlüsse oder -blasen     zwischen    die     Kondensatorbeläge     12, so ergibt sich, da die     Dielektrikumkonstante    des  Gases sehr klein ist und nur etwa 1 beträgt, dass die  Kapazität des Kondensators 11 sich ändert.

   Wie Ver  suche gezeigt haben, reichen schon kleine Gasblä  schen aus, eine messbare     Kapazitätsänderung    herbei  zuführen.     Erfindungsgemäss    ist nun das in der     Kühl-          mittelabströmleitung    hinter der     Maschine    angeord  nete     Kondensatorsystem    11 so mit einer regelbaren       Induktivität    15 parallel geschaltet,

       dass    der Konden  sator und die     Induktivität    einen elektrischen Schwin  gungskreis     bilden.    Diesem     Schwingungskreis    wird  nun von einem Schwingungserzeuger 16 Wechsel  strom insbesondere von Hochfrequenz     zugeführt,     dass die zugeführte     Wechselstromfrequenz    und die  Eigenfrequenz des     Schwingungskreises    (11, 15)     über-          einstimmen,    also Resonanz vorhanden ist.

   Treten  nun Störungen durch Umdichtigkeit     in    dem mit Kühl  flüssigkeit     beschickten    Kühlsystem (Wicklung 2) auf,  so     wird        diese.    Resonanz     gestört.    Der Resonanzkreis  ist nun über Leitungen 20 an eine geeignete     Verstär-          kergruppe    21 und über diese an eine Relaisvorrich  tung 22 angeschlossen,

   welche bei     Störungen    in dem  Resonanzkreis zum Ansprechen gebracht wird und   abgesehen von     einer        Anzeige    - auch zur     Herbeifüh-          rung    von Schaltvorgängen verwendet werden kann.  



  Von wesentlicher     Bedeutung    ist für die Erfin-         dungsgemässe    Anordnung die Ausbildung des in den       Flüssigkeitskreislauf        eingeschalteten        Kondensatorsy-          stems.    Dieses     kann,    wie in     Fig.    2 wiedergegeben ist,  als Plattenkondensator ausgebildet werden, wobei ein  rechteckiger     Störungsquerschnitt    30 für das     flüssige          Kühlmittel        zwischen,

      den     beiden    die     Kondensatorbe-          läge        bildenden        Elektroden    31 vorhanden ist. Es ist  aber auch ohne weiteres möglich, wie dies schema  tisch in     Fig.    3 angedeutet     ist,    die     Elektroden    32 kon  zentrisch anzuordnen und das flüssige     Kühlmittel     durch einen Ringspalt 33 zwischen den Elektroden       hindurchtreten    zu lassen.

   Die Elektroden des von  dem flüssigen Kühlmittel durchströmten     Kondensa-          tors    sind sowohl gegenüber dem Leitungssystem wie  auch gegenüber dem     Dielektrikum    beispielsweise  durch eine isolierende     Kunststoffschicht    34 isoliert,  um auf jeden Fall sicherzustellen,     dass    nur Verschie  bungsströme im     Dielektrikum    von Einfluss auf die  Messung sind.  



  In Einzelheiten kann die beschriebene Anord  nung     selbstverständlich        abgeändert    werden. Dies     gilt     sowohl bezüglich der Ausbildung des in dem Kühl  mittelkreis eingeschalteten     Kondensatorsystems,    wie  auch     bezüglich    der Schaltung und Ausbildung der  Stromkreise der elektrischen     Anzeigevorrichtung.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Lecküberwachung für flüssig- keitsgekühlte elektrische Maschinen, bei denen ein flüssiges Kühlmittel zur Kühlung einzelner Maschi nenteile dient und ein zweites in dem Maschinenge häuse befindliches unter einem höheren Druck ste hendes gasförmiges Kühlmittel vorhanden ist, da durch gekennzeichnet, dass in dem Kreis des flüssi gen Kühlmittels ein Kondensator eingeschaltet ist,

   dessen Dielektrikum durch das hindurchströmende Kühlmittel gebildet wird, und dass dem Kondensator eine Messvorrichtung zugeordnet ist, die beim Ein dringen von Gas in das flüssige Kühlmittel eintre tende Kapazitätsänderungen anzeigt. UNTERANSPRüCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die in dem Kühlmittelkreis einge schaltete Kapazität mit einer vorzugsweise regelbaren Induktivität einer nach dem Resonanzprinzip arbei tenden Messvorrichtung zu einem elektrischen Schwingungskreis zusammengeschaltet ist,

   der im Normalbetriebe entsprechend seiner Resonanzfre quenz von einer Wechselstromquelle erregt wird und beim Übertreten von Gas in den Flüssigkeitskühl- kreis in seiner Resonanz gestört wird. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung ein Kon taktsystem zum Herbeiführen von Schaltvorgängen aufweist. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Elektroden des in den Kühl- mittelkreis eingeschalteten Kondensators sowohl ge genüber dem Leitungssystem wie gegenüber dem durch das Kühlmittel gebildeten Dielektrikum isoliert sind.