DD257720A1

DD257720A1 - OVERPRESSURE PROTECTION FOR LOAD SWITCHES OF STAGE SWITCHES

Info

Publication number: DD257720A1
Application number: DD29979987A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Zuerich; Gerhard Broedner; Bernhard Land; Guenter Grzywotz
Original assignee: Liebknecht Transformat
Priority date: 1987-02-09
Filing date: 1987-02-09
Publication date: 1988-06-22

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ueberdruckschutz fuer Lastumschaltergefaesse fuer Stufenschalter fuer den versenkten Einbau in Transformatoren. Ziel und Aufgabe bestehen darin, einen Ueberdruckschutz fuer Lastumschaltergefaesse vorzuschlagen, mit dem bei Entstehen einer starken Druckwelle eine Zerstoerung der Gefaesswand sicher vermieden werden kann und so groessere Schaeden fuer Stufenschalter und Transformator abgewendet werden koennen. Das wird dadurch erreicht, dass die Gefaesswand des Lastumschalters aus einem inneren mit Durchbruechen versehenen mechanisch stabilen Isolierzylinder, der eine Umhuellung aus elastischem Material traegt und einem in einen bestimmten Abstand um diesen herum angeordneten aeusseren Isolierzylinder besteht. Bei Auftreten einer Druckwelle dehnt sich die elastische Umhuellung aus und uebertraegt die Volumenvergroesserung auf den kleinen zwischen den Isolierzylindern entstandenen Zwischenraum, wobei ein der Wirkungsweise einer hydraulischen Presse entsprechender Effekt entsteht, der fuer die zusaetzliche Betaetigung von Schutzeinrichtungen genutzt wird. FigurThe invention relates to an overpressure protection for diverter switch vessels for tap changers for recessed installation in transformers. The aim and task are to propose an overpressure protection for diverter switch vessels, with which the occurrence of a strong pressure wave destruction of the Gefaesswand can be safely avoided and so major damage to tap changer and transformer can be averted. This is achieved in that the Gefaesswand of the diverter switch from an inner with breakthrough mechanically stable insulating cylinder, which carries a wrapping of elastic material and a spaced around this outer outer insulating cylinder consists. When a pressure wave occurs, the elastic envelope expands and translates the increase in volume on the small resulting between the Isolierzylindern gap, creating the effect of a hydraulic press corresponding effect, which is used for the additional actuation of protective devices. figure

Description

— Ζ.—- Ζ.-

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung einen Überdruckschutz für Lastumschaltergefäße vorzuschlagen, mit dem eine Zerstörung der Gefäßwand sicher vermieden werden kann und so größere Folgeschäden für Stufenschalter und Transformator abgewendet werden können.It is the object of the invention to propose an overpressure protection for diverter switch vessels, with which a destruction of the vessel wall can be safely avoided and thus greater consequential damage for tap changer and transformer can be averted.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde^bei Auftreten einer starken Druckwelle im Inneren eines Lastumschaltergefäßes durch entsprechende Ausführung desselben im Zusammenwirken mit bekannten Überdruckschutz- und -meldeeinrichtungen ein Bersten der Gefäßwand des Lastumschalters zu verhindern/Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Gefäßwand des Lastumschalters aus einem inneren mit Durchbrüchen versehenen mechanisch stabilen Isolierzylinder, der eine Umhüllung aus elastischem Material trägt und einem in einen bestimmten Abstand um diesen herum angeordneten äußeren fejsten Isolierzylinder besteht, wobei dazwischen ein mit Isolieröl gefüller Zwischenraum entsteht, der über Rohrleitungen und Schutzeinrichtungen mit einem Auffanggefäß in Verbindung steht. Bei Auftreten einer Druckwelle dehnt sich die elastische Umhüllung aus und federt nach deren Abklingen wieder in ihre Ausgangslage zurück. Die elastische Umhüllung ist aus einem Material hergestellt, z. B. aus einem Nylongewebe mit beidseitiger vollständiger Nitril-Kautschukbeschichtung, das sich im Langzeitverhalten gegenüber dem Isolieröl weder in unzulässiger Weise verändert noch die Qualität des Isolieröls beeinträchtigt. Die mit dem Entstehen einer Druckwelle verbundene Volumenvergrößerung des Isolierölraumes des Lastumschalters wird über die elastische Umhüllung direkt und sofort auf den kleineren Zwischenraum übertragen, wobei ein der Wirkungsweise einer hydraulischen Presse entsprechender Effekt entsteht. Der auf den kleinen Zwischenraum übertragende Druck erzeugt, bedingt durch dessen kleineres Volumen im Ausgangsrohr eine sehr schnelle Isolierölströmung, durch die die Schutzeinrichtungen, die in diesem Ausgangsrohr angebracht sind, schnell und mit sehr kurzen Auslösezeiten betätigt werden. Damit zugleich die druckentlastende Wirkung der elastischen Umhüllung erhalten bleibt, kann es erforderlich sein, daß bei stärkerer Druckentwicklung ein zusätzlicher Austrittsquerschnitt aus dem Zwischenraum freigegeben werden muß, der so bemessen ist, daß einerseits die sichere und schnelle Funktion der angeschlossenen Schutzgeräte nicht geschmälert wird, andererseits aber die druckentlastende Wirkung der elastischen Umhüllung ebenfalls erhalten bleibt. Hierzu ist ein Auffanggefäß vorgesehen, das als separate Kammer im Ausdehnungsgefäß des Transformators angeordnet ist, in das das Isolieröl aus dem Zwischenraum zeitweilig gedruckt werden und auch wieder zurückfließen kann. In einer weiteren Ausführungsform können im Boden des Stufenschalterbehälters oder/und im äußeren Isolierzylinder Ventile vorgesehen sein, die bei höheren Überdrücken öffnen, jedoch vor dem Schließen erst einen Rückfluß des in den Isolierölraum des Transformators gedrückten Isolieröls in den Zwischenraum zulassen. Eine Verschmutzung des Trafoöls durch unsauberes Isolieröl ist dabei ausgeschlossen, da der Zwischenraum selbst sauberes Isolieröl enthält. Anstelle des die elastische Umhüllung tragenden mit Durchbrüchen versehenen inneren Isolierzylinders kann auch ein Gestell aus Isolierstäben zur Anwendung kommen.The invention is based on the object when a strong pressure wave in the interior of a diverter switch vessel by appropriate execution of the same in conjunction with known Überdruckschutz- and -meldeeinrichtungen to prevent bursting of the vessel wall of the diverter switch / This is inventively achieved in that the vessel wall of the diverter switch from an inner breakthrough mechanically stable insulating cylinder which carries a sheath of elastic material and a spaced apart around this outer fejsten insulating cylinder is made, with an intermediate filled with insulating oil gap, which via pipes and protective devices with a collecting vessel in combination stands. When a pressure wave occurs, the elastic sheath expands and springs back after their decay back to its original position. The elastic wrapper is made of a material, e.g. Example of a nylon fabric with double-sided complete nitrile rubber coating that changes in long-term behavior against the insulating neither in an inadmissible manner nor affects the quality of the insulating. The associated with the emergence of a pressure wave increase in volume of the insulating oil space of the diverter switch is transmitted via the elastic sheath directly and immediately to the smaller space, with one of the operation of a hydraulic press corresponding effect arises. The transmitted to the small gap pressure generated due to its smaller volume in the output tube a very fast Isolierölströmung through which the protective devices which are mounted in this output tube, are operated quickly and with very short trip times. Thus, at the same time the pressure-relieving effect of the elastic casing is maintained, it may be necessary that at greater pressure development, an additional outlet section must be released from the gap, which is such that on the one hand, the safe and fast operation of the connected protective equipment is not diminished, on the other but the depressurizing effect of the elastic sheath is also maintained. For this purpose, a collecting vessel is provided, which is arranged as a separate chamber in the expansion vessel of the transformer, in which the insulating oil from the intermediate space can be temporarily printed and can also flow back again. In a further embodiment, valves may be provided in the bottom of the tap changer container and / or in the outer insulating cylinder, which open at higher pressures, but allow a reflux of the pressed into the insulating oil space of the transformer insulating oil in the space before closing. Contamination of the transformer oil by unclean insulating oil is excluded, since the intermediate space itself contains clean insulating oil. Instead of the elastic casing bearing provided with openings inner insulating cylinder can also be a frame of Isolierstäben be used.

embodiment

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt einen in einen Transformatorenkessel versenkten Stufenschalter mit einem am Boden 2 des Lastumschaltergefäßes hängend befestigten Stufenwähler 3 und einen im Inneren des Lastumschaltergefäßes angeordneten Lastumschalter 1. Der Stufenschalter ist über den Flansch 4 mit dem Deckel 5 des Transformatorenkessels verbunden. Der Abschlußdeckel 6 des Lastumschaltergefäßes ist mit einer Membran versehen. Die Wand des Lastumschaltergefäßes besteht aus einem inneren tragenden Isolierzylinder 8, der mit Durchbrüchen 9 versehen und mit einer elastischen Umhüllung 7 umgeben ist. In einem bestimmten Abstand ist diese Gefäßwand von einem sowohl mit dem Flansch 4 als auch mit dem Boden 2 öldicht verbundenen festen äußeren Isolierzylinder. 10 umgeben. Dadurch entsteht zwischen dem Isolierölraum 11 des Lastumschaltergefäßes und dem Isolierölraum 12 des Transformators ein kleiner ebenfalls mit Isolieröl gefüllter Zwischenraum 13, der über ein oder mehrere Ausgangsrohre 14; 18 mit einem Auffanggefäß 17 in Verbindung steht, das einen höheren Ölstand aufweist als das Ausdehnungsgefäß 21 des Lastumschaltergefäßes, damit sich der kleine Zwischenraum 13 nach Rückgang des Überdrucks im Lastumschaltergefäß und Zurückfedern der elastischen Umhüllung 7 in Ausgangslage wieder mit Isolieröl auffüllen kann. Das Ausgangsrohr 14 durchläuft eine Schutzeinrichtung 15, die bei entsprechend starker Strömung des Isolieröls aus dem Zwischenraum 13 einen Hebel 16 betätigt, dereine beschleunigte Zerstörung der im Abschlußdeckel 6 angeordneten Membran herbeiführt. In dem festen äußeren Isolierzylinder 10 oder/und im Boden 2 sind Ventile 19; 20 angeordnet, um den Zwischenraum 13 bei zu hohem Überdruck zeitweilig zum Transformatorenkessel hin zu öffnen. Der Druck des Isolieröls im Transformatorenkessel, der durch eine entsprechende Ölstandshöhe im Ausdehnungsgefäß 22 bestimmt wird, sollte ebenfalls zwecks ausreichender Wiederfüllung des Zwischenraumes 13 mit Isolieröl nach Rückgang des Überdruckes stets etwas höher als der Druck im Lastumschaltergefäß sein.With reference to an embodiment, the invention will be explained in more detail. The drawing shows a recessed into a transformer tank tap changer with a bottom 2 of the diverter switch vessel attached fixed tap selector 3 and arranged in the interior of the diverter switch vessel diverter switch 1. The tap changer is connected via the flange 4 with the cover 5 of the transformer boiler. The end cover 6 of the diverter switch vessel is provided with a membrane. The wall of the diverter switch vessel consists of an inner bearing insulating cylinder 8, which is provided with openings 9 and surrounded by an elastic sheath 7. At a certain distance, this vessel wall is of a solid external insulating cylinder connected to both the flange 4 and the bottom 2 in an oil-tight manner. 10 surrounded. As a result, between the insulating oil chamber 11 of the diverter switch vessel and the insulating oil chamber 12 of the transformer, a small intermediate space 13, likewise filled with insulating oil, which flows via one or more outlet pipes 14; 18 with a collecting vessel 17 is in communication, which has a higher oil level than the expansion vessel 21 of the diverter switch vessel, so that the small gap 13 can fill up again with insulating oil after dropping the pressure in the diverter switch container and spring back of the elastic sheath 7 in the starting position. The output pipe 14 passes through a protective device 15 which actuates a lever 16 at a correspondingly strong flow of the insulating oil from the intermediate space 13, which causes an accelerated destruction of the arranged in the end cap 6 membrane. In the fixed outer insulating cylinder 10 and / or in the bottom 2 are valves 19; 20 arranged to temporarily open the gap 13 at too high pressure to the transformer boiler out. The pressure of the insulating oil in the transformer tank, which is determined by a corresponding oil level in the expansion tank 22 should also be slightly higher than the pressure in the diverter switch vessel for adequate re-filling of the gap 13 with insulating oil after the pressure drop.

Claims

-1- Zb / / ZV Claims:

1. Overpressure protection for diverter switch vessels of tap changers for recessed installation in transformer tank, characterized in that the vessel wall consists of a breakthroughs (9) provided mechanically stable insulating cylinder (8) with a sheath (7) made of elastic material to those in a certain A solid insulating cylinder (10) is arranged around, such that between the with the elastic sheath (7) surrounded by the insulating cylinder (8) and the insulating cylinder (10) is filled with an insulating oil gap (13), which via connecting pipes (14; ) and protective devices (15) with a collecting vessel (17) is connected.

2. overpressure protection, according to claim 1, characterized in that in the bottom (2) and / or in the wall of the insulating cylinder (10) valves (19; 20) are arranged, via which the intermediate space (13) with the insulating oil space (12) of the transformer for additional pressure relief at very high pressure can be associated.

3. overpressure protection according to claim 1 and 2, characterized in that instead of the perforations (9) provided with the insulating cylinder (8) carries a frame of insulating the elastic sheath (7).

4. overpressure protection according to claim 1 and 3, characterized in that the elastic sheath (7) consists of nylon fabric with oil-resistant nitrile rubber coating on both sides.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention relates to overpressure protection for diverter switch vessels of on-load tap-changers installed recessed in the boiler of the respective transformer and in which the oil chamber of the on-load tap-changer is separated from the insulating oil of the transformer.

Characteristic of the known state of the art

In the case of the tap changers, which are predominantly used for switching purposes, switching arcs occur due to the function, as a result of which switching gases are produced within the diverter switch vessel and the insulating oil filling loses insulating properties as a result of the resulting combustion products. For normal operation, d. H. a mechanically undisturbed tap changer operates within its permissible electrical working capacity, there are no significant disadvantages. The insulating oil filling of the diverter switch vessel is connected via a pipeline to an expansion vessel, which is usually designed as a sub-chamber of the expansion vessel of the transformer, in conjunction, via which the switching gases can flow. In switching arcs high intensity and long burning time, which have their cause in excessive switching currents or mechanical disturbances on the tap changer, however, creates a large switching gas volume, which generates a pressure wave inside the diverter switch vessel in the insulating oil, which claimed the vessel considerably and bring in unfavorable cases to burst can. The contaminated insulating oil of the load switch then mixes with the insulating oil of the transformer and reduces its insulating capability to the point of uselessness. In addition, when breaking the diverter switch vessel, considerable damage may be caused by ζ. B. the selector falls to the bottom of the diverter switch vessel in the interior of the transformer. Various solutions are known which are intended to reduce the risk of bursting caused by the occurrence of large amounts of switching gas of the diverter switch vessel, the particular result of the switching being to be signaled at the same time via corresponding signaling and display devices. Thus, from DE-GM 1989489 an explosion protection device is known, in which the tap-changer vessel is provided with a disposable closure lid, which is connected via a rigid arm with a contact device in connection. With rapid increase of the gas pressure in the diverter switch vessel, the closure lid is dropped, the gas can escape unhindered and be switched off via the contact device of the transformer from the mains. In DE-PS 2049972 or 2057037 protective devices for monitoring gas formation and fluid level change are proposed, which are arranged in the pipeline between the tap changer head and the Ölausdehnungsgefäß either via floats or stoppers respond to an increased oil flow velocity and trigger audible and visual warning signals or a Switch off the device to be protected. Another in DE-PS 2452040 published overpressure protection device for diverter switch vessels is to arrange under the cover of the diverter switch vessel a partially evacuated hollow body with Solldurchbruchstellen that collapses at a defined compressive stress in itself, so a pressure relief causes and thus prevents bursting of the vessel. Also, a pressure relief with appropriate signaling in the occurrence of internal overpressures to be achieved by special design and execution of the cap, as described in DE-PS 2516672 or 2624882. All overpressure protection devices described, however, has the disadvantage that the pressure wave resulting from a camber arc in the diverter switch vessel is not detected quickly enough due to the long distance and thus the respectively provided protective devices respond too late. The consequence of this is that the closer the place of origin of the pressure wave vessel wall is destroyed, which was found in practice that the overpressure protection devices have addressed simultaneously, but could not prevent destruction of the vessel wall of the diverter switch.