DE10158746A1 - Vorrichtung insbesondere zum Schutz gegen einen Öleinbruch in eine gasgefüllte Messkammer, die an einer mit Trafoöl gefüllten Transformatorkammer angeordnet ist sowie Heizeinrichtung - Google Patents

Abstract

Ölgekühlte Transformatoren werden häufig mit einer Messkammer (1) für auftretenden Wasserstoff überwacht, da der Wasserstoff ein Indikator für in dem Trafoöl gelöste Crackprodukte ist. Der Wasserstoff kann dabei über eine gasdurchlässige Membran von der Transformatorkammer (2) in die Messkammer (1) diffundieren. Bei einer Leckage kann jedoch auch Trafoöl (11) einbrechen, was unter anderem zu Fehlmessungen führen kann. Erfindungsgemäß wird daher der Gassensor (10) der Messkammer (1) derart angeordnet, dass er bei einem Öleinbruch wenigstens teilweise in das Öl eintaucht und dadurch den Öleinbruch detektieren kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Messgenauigkeit durch eine Heizeinrichtung (7) im Bereich der Membran (3) verbessert. Auch ist ein Verschlusskörper (82) für austretendes Trafoöl vorsehbar.

Description

• Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung insbesondere zum Schutz gegen einen Öleinbruch in eine gasgefüllte Messkammer, wobei die gasgefüllte Messkammer über eine gasdurchlässige Membran mit einer Transformatorkammer verbunden ist, nach der Gattung der nebengeordneten Ansprüche 1 und 18. Ölgekühlte Transformatoren werden häufig mit einer Messkammer für auftretenden Wasserstoff überwacht, da der Wasserstoff ein Indikator für in dem Trafoöl gelösten Crackprodukte ist. Zwischen der Messkammer und der Transformatorkammer ist eine gasdurchlässige Membran angeordnet, durch die der Wasserstoff in die Messkammer diffundieren kann. In der Messkammer befindet sich ein Gassensor, der den Wasserstoff detektiert und quantitativ erfasst, so dass eine Aussage über den Zustand des Trafoöls möglich ist. Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung der Messkammer an die Transformatorkammer mit der zwischengeschalteten Membran besteht die Möglichkeit, dass die Membran eine Leckageöffnung bekommt, so dass unerwünscht das Trafoöl in die Messkammer eintreten kann. Hat die Messkammer weiterhin noch eine Einlassöffnung für Luft, die nach außen geführt ist, dann besteht die auch Gefahr, dass das Trafoöl auslaufen und somit Umweltschäden verursachen kann sowie Betriebsschäden durch Überhitzung des Transformators entstehen können.
• Ein weiteres Problem besteht auch darin, dass der Gassensor in der Messkammer mehr oder weniger stark vom einbrechenden Trafoöl benetzt werden kann und dadurch falsche Messergebnisse liefert. In der Praxis hat sich ebenfalls als gravierendes Problem herausgestellt, dass die Diffusionsrate des Wasserstoffs durch die gasdurchlässige Membran sehr stark von den Umgebungsbedingungen abhängt. Insbesondere wird bei kaltem Trafoöl der Wasserstoff langsamer transportiert als bei warmem Trafoöl. Des weiteren besitzt er bei kaltem Trafoöl eine geringere Löslichkeit. Problematisch ist weiterhin, dass die Diffusionsgeschwindigkeit der Wasserstoffmoleküle relativ stark von der Temperatur des Trafoöles in der Nähe der gasdurchlässigen Membran abhängt.
• Soweit bekannt ist, wurde das Leckageproblem bisher in der Praxis nicht gelöst. Zur Verhinderung dagegen, dass Trafoöl in die Umwelt gelangen kann, wurde von der Firma Syprotec eine Messkammer entwickelt, die öldicht ausgebildet ist. Ein Öleinbruch in die Messkammer selbst durch einen Defekt an der gasdurchlässigen Membran mit der möglichen Folge von Fehlmessungen kann mit dieser Maßnahme jedoch nicht verhindert werden.
• Aus der DE 195 03 802 C1 ist weiterhin eine Vorrichtung zur Bestimmung des Wasserstoffgehalts in Trafoöl bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird eine Messkammer verwendet, die eine gasdurchlässige Membran sowie einen Gassensor aufweist, wie er zuvor beschrieben wurde. Mit dieser Messkammer können zwar gewisse Fehlfunktionen des Transformators, wie beispielsweise Teilentladungen erkannt werden. Durch dieses Gasmonitoring- System können aber auch neue Fehlerquellen hervorgerufen werden, die insbesondere Fehlmessungen aufweisen, wenn Trafoöl ausgelaufen ist.
• Aus der US 5,773,709 ist des weiteren eine Heizung bekannt, die als Ersatz für eine Ölpumpe eingesetzt wird. Die in der Patentschrift beschriebenen Heizzonen werden zyklisch betrieben, nicht jedoch in einem konstanten Heizbetrieb. Durch diese Betriebsart entsteht eine Konvektion des Trafoöls. Ein Hinweis auf die Beeinflussung der Diffusionsgeschwindigkeit des Wasserstoffs in der Gasmembran durch die erzielte Konvektion des Trafoöls ist jedoch nicht erkennbar.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zum Schutz gegen einen Öleinbruch in eine gasgefüllte Messkammer mit den kennzeichnenden Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 18 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Öleinbruch in die Messkammer sofort erkannt wird, so dass geeignete Schritte gegen mögliche Schäden sowohl in der Messkammer als auch bezüglich der Umwelt kurzfristig eingeleitet werden können. Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass eine derartige Fehlermeldung unabhängig beispielsweise von der Außentemperatur, der Temperatur des Trafoöls, der Messgenauigkeit des Gassensors oder der Diffusionsgeschwindigkeit erreicht wird.
• Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den nebengeordneten Ansprüchen 1 und 18 genannten Vorrichtung beziehungsweise Heizeinrichtung gegeben. Als besonders vorteilhaft wird dabei angesehen, dass im Bereich der Membran der Messkammer eine Heizeinrichtung angeordnet ist. Durch die Heizeinrichtung wird das in der Nähe der Membran befindliche Trafoöl auf eine vorgegebene Temperatur gebracht, so dass mit einer konstanten Diffusionsgeschwindigkeit des Wasserstoffs - oder eines entsprechenden anderen Gases - gerechnet werden kann. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Messung des Gassensors verbessert, da der Wasserstoffanteil unabhängig von der tatsächlichen Temperatur sowohl des Trafoöls als auch der Außentemperatur gemessen werden kann.
• Eine besonders günstige Lösung wird in der Ausbildung eines Adapters gesehen, der zwischen der Transformatorkammer und der Membran der Messkammer angeordnet ist. In diesem Adapter, der im wesentlichen als kleine Vorratskammer für das Trafoöl ausgebildet ist, wird durch die Heizung das hierin befindliche Trafoöl vortemperiert, ohne dass das restliche Trafoöl die gleiche Temperatur annehmen muss. Dadurch kann vorteilhaft das Trafoöl mit einer relativ geringen Heizleistung temperiert werden.
• Eine besonders günstige Lösung wird auch darin gesehen, wenn die Heizeinrichtung eine Widerstandsheizung aufweist. Diese Widerstandsheizung lässt sich beispielsweise auch nachträglich an einen vorhandenen Adapter anordnen, wodurch eine Nachrüstung besonders kostengünstig wird.
• Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Heizeinrichtung ein Kühlelement aufweist, wie es beispielsweise durch ein Peltier- Element realisiert werden kann. Auf diese Weise kann das Trafoöl auch heruntergekühlt werden, wenn das in dem Transformator befindliche restliche Trafoöl eine sehr viel höhere Temperatur hat als die gewünschte Temperatur in dem Adapter.
• Besonders günstig ist auch, die Heizeinrichtung mit einer Temperaturregelung zu versehen, so dass die Temperatur des Trafoöls im Bereich der Membran auf eine vorgebbare Mindesttemperatur geregelt werden kann. Eine einfache Steuer- oder Regeleinrichtung kann mit einem Kaltleiter erzielt werden, da dieser mit zunehmender Temperatur seinen Widerstand erhöht, so dass der durch ihn fließende Strom reduziert und somit weniger Wärmeenergie erzeugt wird. Die Temperatur kann dabei unabhängig von der vorherrschenden Außentemperatur auf einfache Weise geregelt werden.
• Um einen Öleinbruch in die Messkammer möglichst frühzeitig erkennen zu können, wird der Gassensor vorteilhaft im unteren Bereich der Messkammer und unterhalb einer untersten Abflussmöglichkeit für das eingebrochene Trafoöl angeordnet.
• Insbesondere, wenn an der Messkammer eine nach außen führende Diffusionsöffnung vorgesehen ist, wird der Gassensor derart angeordnet, dass er zunächst in das ausgelaufene Trafoöl eintaucht, bevor das Trafoöl über die Diffusionsöffnung nach außen abfließen kann.
• Ein Öleinbruch in die Messkammer kann besonders einfach durch die Änderung des Sensorwiderstandes und/oder des Heizwiderstandes des Gassensors erkannt werden. Der Gassensor wird in der Regel von einem separaten Heizelement auf eine vorgegebene hohe Temperatur geregelt, damit er den Wasserstoff detektieren kann. Wenn der Gassensor oder das Heizelement durch das austretende Trafoöl benetzt wird, ändern in der Regel beide Elemente ihren Widerstand. Diese Änderung kann mit einer entsprechenden Messeinrichtung registriert werden.
• Zum Schutz der Messkammer ist vorgesehen, dass ein Rohr in der Messkammer angeordnet ist, durch das das eingebrochene Trafoöl nach außen abfließen kann. Dadurch ist auch äußerlich erkennbar, dass eine Leckage vorliegen muss, die die Funktion des Transformators gefährden kann.
• Um zu verhindern, dass eingebrochenes Trafoöl nach außen auslaufen kann, wird vorgeschlagen, in das Rohr eine für Gase durchlässige Diffusionsöffnung vorzusehen. Diese Diffusionsöffnung ist so klein, dass das eingebrochene Trafoöl nicht nach außen gelangen kann.
• Vorteilhaft ist auch, das Rohr an seiner ersten Öffnung mit einem Verschlusskörper auszubilden. Dieser Verschlusskörper ist als Schwimmer ausgebildet und an der Öffnung angeordnet, so dass er durch das austretende Trafoöl die Öffnung verschließt.
• Eine alternativ günstige Lösung wird auch darin gesehen, den Verschlusskörper über einen separaten, gesteuerten Schwimmer zu schließen, der über einen Hebel eine entsprechend große Schließkraft aufbringen kann.
• Eine weitere alternative günstige Lösung kann durch mehrere Schwimmer gebildet werden, die einen unterschiedlichen Auftrieb und/oder Dichte aufweisen. Mit derartigen Schwimmkörpern kann auf einfache Weise ein sicheres Verschließen erreicht werden, wenn beispielsweise Trafoöl mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in die Messkammer einbricht.
• Günstig ist auch die Lösung, wenn an einer Außenwand der Messkammer ein zweites gasdurchlässiges Membransystem mit oleophoben Eigenschaften angeordnet ist. Dieses Membransystem lässt zwar eine Gasdiffusion zu, weist das Öl jedoch ab. Dadurch wird verhindert, dass bei Undichtigkeiten des ersten Membransystems Öl in die Umwelt austreten kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung insbesondere zum Schutz gegen einen Öleinbruch in eine gasgefüllte Messkammer auszubilden, wobei die Messkammer an einer mit Öl gefüllten Transformatorkammer angeordnet ist. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche 1 und 18 gelöst.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt eine per se bekannte Messkammer für Wasserstoff,
• Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Heizeinrichtung und einem Adapter,
• Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• Fig. 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• Fig. 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• Fig. 8 bis 14 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen in der Messkammer ein Rohr angeordnet ist, das mit unterschiedlichen Verschlusseinrichtungen für austretendes Trafoöl ausgebildet ist und
• Fig. 15 zeigt eine Messkammer mit einem zweiten Membransystem.
• Gemäß Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine per se bekannte Messkammer 1 erkennbar, die über eine gasdurchlässige Membran 3 (ein erstes Membransystem) mit einer Transformatorkammer 2 eines in der Zeichnung aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Transformators verbunden ist. Die gasdurchlässige Membran 3 ist ausgebildet, beispielsweise den im Trafoöl enthaltenen Wasserstoff H2 in die Messkammer 1 durchzulassen, nicht jedoch das Trafoöl. Zur mechanischen Stützung der Membran 3 und Regulierung der Strömungsgeschwindigkeiten an der Membran 3 ist zur Messkammer 1 hin gerichtet eine Metallschicht aus Sintermetall 4 angeordnet. Des weiteren weist die Messkammer 1 einen beheizten und temperaturgeregelten Gassensor 10 zur Detektion des Wasserstoffs auf.
• Nach außen ist an einer geeigneten Stelle der Messkammer 1 eine Diffusionsöffnung 12 angeordnet, um einen Gasaustausch und Druckausgleich zwischen der Messkammer 1 und der Außenluft zu gewährleisten. Dadurch ist sichergestellt, dass sich in der Messkammer 1 nur Luft und der diffundierte Wasserstoff befinden, aber kein Trafoöl.
• Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der Patenschrift DE 195 03 802 C2 bekannt, so dass deren Funktion nicht näher erläutert werden muss.
• Das Auftreten eines Öllecks (Leckage) in der Membran 3 zur Messkammer 1 hin ist relativ schwierig zu erfassen, da dieses im wesentlichen von einer genauen Messwerterfassung des Gassensors 10 abhängt. Eine genaue Messwerterfassung setzt u. a. jedoch voraus, dass der Wasserstoffe auch mit einer möglichst konstanten Diffusionsgeschwindigkeit durch die Membran 3sowie das Sintermetall in die Messkammer 1 diffundiert. Auch müssen im Fall eines Öleinbruchs Schutzmaßnahmen ergriffen werden, damit aus der Transformatorkammer 2 wegen der Betriebsgefährdung möglichst kein Trafoöl austreten oder auch in die Umwelt gelangen kann.
• Fig. 2 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe. Zwischen einer Transformatorkammer 2 und der Messkammer 1 ist ein als Ölkammer ausgebildeter Adapter 6 angeordnet, in dem sich ein relativ kleiner Teil des Trafoöls 11 befindet. Die Messkammer 1 mit der Membran 3 und das Sintermetall 4 ist im wesentlichen so ausgebildet, wie sie zuvor beschrieben wurde.
• Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, an dem Adapter 6 eine Heizeinrichtung 7 anzuordnen, die beispielsweise als Widerstandsheizung ausgebildet sein kann. Die Heizeinrichtung ist temperaturgeregelt und wird auf eine vorgegebene, konstante Temperatur, beispielsweise mindestens 25-30°C geregelt. Die Genauigkeit der Temperaturregelung wird auf den speziellen Anwendungsfall abgestimmt. Im Einzelfall kann die Temperatur auf 5°C genau geregelt werden. Eine derartige Temperaturschwankung ist akzeptabel, da das Trafoöl 11 auf jede Temperaturänderung relativ träge reagiert. Die Temperatur der Heizeinrichtung 7, des Adapters 6, des darin befindlichen Trafoöls 11 und/oder der Membran 3 kann mit einem oder mehreren Temperatursensoren 8 erfasst werden. Des weiteren sind auch die per se bekannten Heizungsregelungen verwendbar. Die Stromzuführung sowie der Abgriff der Messwerte erfolgt über einen entsprechenden Stecker 9.
• Wie in Fig. 3 an einem zweiten Ausführungsbeispiel erkennbar ist, kann an Stelle des Temperatursensors 8 die Heizeinrichtung 7 alternativ mit einer Kaltleiterwicklung (Kaltleiterelement) ausgeführt sein, so dass sich bei zunehmender Temperatur die Heizleistung verringert und umgekehrt erhöht. Auch kann ein Kühlelement wie ein Peltierelement oder ähnliches vorgesehen sein, um eine eventuell zu hohe Temperatur herunterzukühlen.
• Durch die vorgeschlagenen Lösungen ist vor der konstant temperierten Membran 3 und dem Ölvolumen im Adapter 6 der im Trafoöl 11 gelöste Wasserstoff proportional zu der restlichen Ölmenge im der Transformatorkammer 2, unabhängig davon, wie warm oder kalt dieses Trafoöl ist. Dadurch wird die Detektionssicherheit und die Zuverlässigkeit der Messung in allen Betriebszuständen erheblich verbessert, da die Löslichkeit des Wasserstoffs im Trafoöl vor der Membran 3 nicht mehr von der Temperatur, sondern nur noch vom tatsächlichen Wasserstoffgehalt im restlichen Trafoöl abhängig ist.
• Von besonderem Vorteil ist, die Heizeinrichtung 7 vorzugsweise als kompakte Einheit auszubilden, damit sie auch nachträglich an einen Adapter 6 montiert werden kann.
• Die Fig. 4 bis 15 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, um zunächst eine Leckage zu erkennen und auch, um eine Betriebsgefährdung oder Umweltschaden durch austretendes Trafoöl zu vermeiden.
• Gemäß der Fig. 4 wird in einem dritten Ausführungsbeispiel angenommen, dass in der Membran 3 eine ungewollte Leckageöffnung 13 entstanden ist und dass durch diese Leckageöffnung 13 Trafoöl 11 zunächst in die Messkammer 1 mehr oder weniger schnell eintritt. Die Figuren zeigen schematisch einzelne Ausschnitte der Messkammer 1 mit der Membran 3, dem Sintermetall 4 und dem angrenzenden Adapter 6, wie er zuvor beschrieben wurde. Die Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung.
• Über einen Ölzulauf 14 und einen Ölrücklauf 15 fließt das Trafoöl ordnungsgemäß in den Adapter 6 (vgl. dunkle Fläche). Durch die Leckageöffnung 13 fließt jedoch nun ein Teil des Trafoöls 11 in die Messkammer 1 und steigt dort bis zur Diffusionsöffnung 12 an der rechten Seite der Messkammer 1 an.
• Der Gassensor 10 ist jedoch derart angeordnet, dass seine aktive Sensorfläche wenigstens teilweise in das eingebrochene Trafoöl 11 eingetaucht ist. Bezüglich der Diffusionsöffnung 12 ist der Gassensor 10 unterhalb einer untersten Austrittsöffnung angeordnet. Dadurch ist sichergestellt, dass bei einem Öleinbruch zunächst der Gassensor 10 vom Trafoöl benetzt wird.
• Der Gassensor 10 weist üblicherweise für die Wasserstoffdetektion halbleitende Metalloxide auf, die an ihren Oberflächen die Reaktion des Wasserstoffs mit Sauerstoff erfassen. Die Diffusionsöffnung 12 ermöglich bei fallender Wasserstoffkonzentration die Einstellung des Ausgangszustandes, in dem Sauerstoff in die Messkammer 1 hinein- und Wasser hinausdiffundiert. Der Gassensor 10 wird mit einer weiteren Heizeinrichtung (in Fig. 4 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt) auf eine hohe, konstante Temperatur beispielsweise 650°C erhitzt, damit diese Reaktion ablaufen kann. Diese Temperatur wird in der Gasphase, dem Normalzustand, mit einer geringen Heizleistung von beispielsweise 900 mW erreicht.
• Im Fall des Öleinbruchs wird jedoch sowohl das Sensorelement als auch dessen Heizeinrichtung sehr stark abgekühlt und erreicht etwa die Temperatur des Trafoöls 11, die nur bis etwa 90°C hoch sein kann. Die mit dem Temperaturabfall verbundene Signaländerungen des Gassensors 10 selbst und/oder seiner Heizeinrichtung dienen als Signale für einen Öleinbruch.
• Für den oben beschriebenen Gassensor 10 stehen somit zwei von einander unabhängige Signalgrößen zur Verfügung. Zum einen ist bei dem Sensorelement des Gassensors 10 der elektrische Widerstand von eineigen MΩ auf einige GΩ angestiegen. Zum Anderen hat sich beispielsweise der Widerstand der Heizeinrichtung, bei der beispielsweise Platinelemente verwendet werden, stark verringert. Beide Signale können auch dazu verwendet werden, beispielsweise einen Bruch der Heizungsleitung von einem Öleinbruch zu unterscheiden. Mit beiden Signalen können somit mehrere Funktionen überprüft werden. Diese Signale werden von einer entsprechenden Steuereinheit ausgewertet, so dass Alarmmeldungen ausgesandt und Abhilfemaßnahmen eingeleitet werden können.
• Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier wurde die Messkammer 1 seitlich an die Transformatorkammer 2 angeordnet, im Gegensatz zur Anordnung in der Fig. 4. Die Ausbildung der Messkammer 1 ist die gleiche, wie sie zuvor zur Fig. 4 beschrieben wurde. Wichtig ist auch hier, dass der Gassensor 10 unterhalb der Diffusionsöffnung 12 so tief angeordnet ist, dass er bei einem Öleinbruch auf jeden Fall in das eingebrochene Trafoöl 11 eintaucht und nicht in dem verbliebenen Restgas verbleibt. Damit ist gewährleistet, dass der Gassensor 10 auf jeden Fall das eingebrochene Trafoöl 11 detektieren kann.
• Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei weitere, modifizierte Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen in der Messkammer 1 jedoch keine Diffusionsöffnung 12 vorgesehen ist. Durch den Öleinbruch wird das Restgas (Luft/Gas 16) komprimiert. Der Gassensor 10 wurde auch hier so tief angeordnet, dass er trotzdem sicher in das eingebrochene Trafoöl 11 eintauchen kann. Die weiteren Anordnungen entsprechen denen der Fig. 4 und 5.
• Die Fig. 8 bis 14 zeigen nun unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung, die ein Austreten von eingebrochenem Trafoöl in die Umwelt verhindern können.
• In Fig. 8 wurde ein gebogenes Rohr 81 in der Messkammer 1 angeordnet, dessen erste Öffnung 86 im Innern der Messkammer 1 mit einem Verschlusskörper 82 verschlossen werden kann, wenn der Pegel des eingebrochenen Trafoöls 11 bis zu der ersten Öffnung 86 ansteigen sollte. Die erste Öffnung kann bezüglich seiner Größe beispielsweise auch als Diffusionsöffnung ausgebildet sein. Der Verschlusskörper 82 ist beispielsweise als im Öl schwimmfähige Kugel ausgebildet, die durch einen entsprechend ausgebildeten Käfig 85 in der richtige Position und hier frei beweglich gehalten wird. Im Normalbetrieb ist die erste Öffnung 86 geöffnet, so dass über eine zweite Öffnung 87 des Rohres 81 der normale Gas- und Luftaustausch nach außen erfolgen kann. Der Gassensor 10 ist auch hier unterhalb der ersten Öffnung 86 des Rohres 81 angeordnet. Mit dieser Vorrichtung wird somit ein Austritt von Trafoöl 11 in die Umwelt verhindert.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 9. Hier wurde lediglich das gebogene Rohr 81 ohne schwimmenden Verschlusskörper 82 vorgesehen. Statt dessen ist die erste Öffnung 86 als Diffusionsöffnung ausgebildet, so dass nur ein Gasaustausch stattfinden, aber kein Trafoöl 11 auslaufen kann. Der Gassensor 10 ist wiederum unterhalb der ersten Öffnung 86 angeordnet.
• Fig. 10 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei der das Rohr 81 gerade ausgeführt und stehend in der Messkammer 1 angeordnet ist. Die Länge des Rohres 81 bestimmt dabei den maximal möglichen Ölstand. Die erste Öffnung 86 ist ebenfalls als Diffusionsöffnung ausgebildet.
• Die Messkammer 1 gemäß des Ausführungsbeispiels der Fig. 11 ist ähnlich aufgebaut wie die der Fig. 10. Allerdings wird hier die erste Öffnung 86 mit einem Verschlusskörper 82 verschlossen, der von einem Schwimmer 83 über einen Hebel 84 gesteuert werden kann. Über die Hebelübersetzung kann eine größere Kraft vorgegeben werden, mit der der Verschlusskörper 82 in die erste Öffnung 86 gedrückt werden kann. Die Form des Verschlusskörpers 82 und die des Schwimmers 84 kann beliebig gewählt und an die verfügbare Platzverhältnisse der Messkammer 1 angepasst werden.
• Vier weitere Varianten der Erfindung, mit denen ein Ölaustritt in die Umwelt verhindert werden kann, zeigen die Fig. 12 bis 15. In Fig. 12 ist innerhalb des Rohres 81 eine Diffusionsöffnung 12 für den Gasaustausch angeordnet. Des weiteren sind innerhalb der Messkammer 1 vorzugsweise kugelförmige Schwimmkörper 122 vorgesehen. Die Schwimmkörper 122 sind frei beweglich. Erreicht das eingebrochene Trafoöl die erste Öffnung 86 des Rohres 81, dann bildet sich - bedingt durch den Ölabfluss - eine Strömung aus. Diese Strömung führt dazu, dass ein oder mehrere Schwimmkörper 122 zu dieser Öffnung 86 getrieben werden, bis schließlich ein Schwimmkörper die Öffnung verschließt. Dieser Schwimmkörper wird durch die entstehende Druckdifferenz zwischen der Messkammer 1 und der Umgebungsatmosphäre an die erste Öffnung 86 gepresst und verschließt diese dichtend. Um für unterschiedliche Öleinbruchsgeschwindigkeiten einen sicheren Verschluss zu gewährleisten, kann es zweckmäßig sein, Schwimmkörper 122 mit unterschiedlicher Größe und/oder Auftrieb zu verwenden. Fig. 12 zeigt beispielhaft kugelförmige Schwimmkörper mit unterschiedlichem Durchmesser. Zum Schutz gegen eine Beschädigung der Schwimmkörper 122 aber auch des heizen Gassensors 10 ist ein Schutzgitter 121 um den Gassensor 10 herum angeordnet.
• Fig. 13 zeigt eine weitere Variante der Erfindung, bei dem die frei beweglichen Schwimmkörper 122 mit gleichem Durchmesser ausgebildet sind. An dem Rohr 81 ist seitliche eine Diffusionsöffnung 12 angeordnet, die bei steigendem Ölspiegel von dem Schwimmkörpern 122 verschlossen werden kann.
• Das Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß der Fig. 14 unterscheidet sich von den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass das Rohr 81 mit einer einfachen ersten Öffnung 86 ausgebildet ist. Die Verschlusskörper 122 sind wiederum frei beweglich und können die Öffnung 86 verschließen, wenn der Ölspiegel ansteigen sollte. Da die Transformatoren ohnehin mit einer Ölauffangwanne ausgerüstet sind, kann eventuell austretendes Trafoöl in geringen Mengen problemlos aufgefangen werden, ohne Umweltschäden anzurichten.
• Das Ausführungsbeispiel der Fig. 15 zeigt eine Messkammer 1, bei der auf Schwimmköper verzichtet werden kann. Sie weist im Boden der Messkammer 1 eine Öffnung 12 auf, die durch ein zweites gasdurchlässiges Membransystem 151 verschlossen ist. Das zweite gasdurchlässige Membransystem 151 ist ähnlich wie das erste Membransystem (Fig. 2) mit einer Membran und einem Sintermetall ausgebildet. Es hat vorzugsweise einen oleophoben Charakter, so dass dieses System 151 nicht vom Trafoöl getränkt werden kann. Dadurch wird ebenfalls verhindert, dass Trafoöl nach außen an die Umwelt gelangen kann. Auch werden Ölverluste vermieden, die eventuell zu einem Betriebsschaden führen könnten.

Claims (18)

1. Vorrichtung insbesondere zum Schutz gegen einen Öleinbruch in eine gasgefüllte Messkammer (1), wobei die gasgefüllte Messkammer (1) über eine gasdurchlässige Membran (3) mit einer Transformatorkammer (2) verbunden ist und wobei in der Messkammer (1) ein Gassensor (10) zur Erfassung eines im Trafoöl befindlichen Gases, vorzugsweise von Wasserstoff angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (10) in der Messkammer (1) derart angeordnet ist, dass er bei einem Öleinbruch in die Messkammer (1) wenigstens teilweise in das eingebrochene Trafoöl eintaucht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Membran (3) eine Heizeinrichtung (7) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) an einem Adapter (6) zwischen der Transformatorkammer (2) und der Membran (3) der Messkammer (1) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) eine Widerstandsheizung aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) eine Kühlelement, vorzugsweise ein Peltier-Element, aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) eine Temperaturregelung aufweist, die vorzugsweise mit einem Kaltleiter ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) ausgebildet ist, die Temperatur des Trafoöls im Bereich des Adapters (6) und/oder der Membran (3) unabhängig von der Außentemperatur auf eine vorgebbare Mindesttemperatur zu regeln.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (10) im unteren Bereich der Messkammer (1) unterhalb einer Abflussmöglichkeit für eingebrochenes Trafoöl (11) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (10) unterhalb einer Diffusionsöffnung (12) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (10) ausgebildet ist, einen Öleinbruch durch Änderung seiner Temperatur zu detektieren.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gassensor (10) ausgebildet ist, einen Öleinbruch durch Änderung seines Sensorwiderstandes und/oder seines Heizwiderstandes zu erfassen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr (81) in der Messkammer (1) angeordnet ist, in dessen erste Öffnung (86) eingebrochenes Trafoöl (11) eintreten kann, und dass die zweite Öffnung (87) des Rohres (81) eine Abflussöffnung nach außen aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (81) eine für Gase durchlässige Diffusionsöffnung (12) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (81) an seiner ersten Öffnung (86) einen Verschlusskörper (82) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (82) ausgebildet ist, die erste Öffnung (86) des Rohres (81) mittels eines Schwimmers (83) zu schließen, der von einem Hebel (84) gesteuert wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Messkammer (1) mehrere als Verschlusskörper ausgebildete Schwimmer (122) mit unterschiedlichem Auftrieb und/oder Dichte angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Messkammer (1) an einer Außenwand ein zweites gasdurchlässiges Membransystem (151) mit oleophoben Eigenschaften angeordnet ist.

18. Heizeinrichtung für eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) zur nachträglichen Anordnung an dem Adapter (6) ausgebildet ist.