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Vorrichtung zum Reinigen des Schalteröles von in geschlossenen Behältern
untergebrachten Lastschaltern für Transformatoren Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Reinigen des Schalteröles von in geschlossenen Behältern untergebrachten Lastschaltern
von Transformatoren. Bekanntlich wird das im Lastschaltergehäuse befindliche Öl
in verhältnismäßig kurzer Zeit durch den bei der Lichtbogenbildung entstehenden
Ruß stark verunreinigt. Die Folge ist, daß das Schalteröl im allgemeinen bereits
nach etwa 30 000 bis 50 000 Schaltungen erneuert werden muß. Während bei Netztransformatoren
diese Schaltzahl erst in einigen Jahren erreicht wird, ist dies dagegen bei Ofentransformatoren
schon nach einigen Monaten der Fall. Das Ablassen des Schmutzöles und Einbringen
eines neuen Öles bedeutet eine Betriebsunterbrechung, die recht unerwünscht ist.
Sind die Lastschaltergehäuse z. B. für Sprungschaltung nicht, wie dies bisher üblich
war, auf besonderen Tragporzellanen aufgesetzt, sondern, wie dies neuerdings vielfach
geschieht, zusammen mit dem Stufenwähler in den Kessel des Transformators eingesenkt,
dann kommt noch erschwerend hinzu, daß durch die Verrußung des Schalteröles auch
noch die Isolation gegen den Transformatorkessel verschlechtert wird. Besonders
bedenklich ist diese Erscheinung, wenn der Sternpunkt isoliert ist oder der Stufenschalter
im Leitungszug liegt, also dauernd Spannung gegen Erde hat.
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Um das Lastschalteröl von den beim Schalten sich bildenden Verunreinigungen
zu befreien, ist es bereits bekannt, von Zeit zu Zeit das Lastschalteröl über von
außen her in den Lastschalterbehälter, insbesondere über dessen Tragporzellan oder
gegebenenfalls Transformatorkessel eingeführte Kühlrohrleitungen zu erneuern. Dabei
ist es auch bekannt, das verunreinigte Schalteröl im Kreislauf stetig zu reinigen,
indem das Schalteröl über ein in einer Spülrohrleitung eingebautes und von außen
zugängiges Filter geleitet wird. Ölreinigungseinrichtungen der vorgenannten Art
sind wegen der von außen her in den Schalterbehälter einzuführenden Rohrleitungen
und der außerhalb des Transformatorkessels anbringbaren Einrichtungen zum Hindurchdrücken
des Öles durch das Schaltergehäuse sehr raumaufwendig und auch teuer.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für eine laufende betriebsmäßige
Reinigung des Schalteröles anzugeben, bei der das Öl gleichfalls nach Durchlaufen
eines Filters dem Schalterbehälter wieder zugeführt wird, die aber gegenüber den
bekannten Einrichtungen billig in der Herstellung, zuverlässig im Betrieb und doch
sehr wirksam hinsichtlich Ausscheidung bzw. Abfiltern des durch Lichtbogenbildung
entstehenden Schmutzes ist und bei der auch das Ablagern des eventuell nicht abgefilterten
Schmutzes an den Behälterwänden des Lastschaltergehäuses, wo diese die erforderliche
Isolierstrecke bilden, vermieden werden kann und dieser Schmutz an einen demgegenüber
ungefährlichen Ort transportiert wird.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Reinigungskreislauf
völlig im Sehalterbehälter angeordnet ist derart, daß eine mit dem Filter versehene
Ölpumpe im Schalterbehälter in der Nähe des Lastschalterantriebes angeordnet ist
und von diesem bei jeder Schalterumlegung betätigt wird und daß die Ansaugöffnung
für das verschmutzte Öl im unteren Teil des Lastschalterbehälters und die Ausstoßöffnung
für das gereinigte Öl in der Höhe des Lastschalterkopfes in der Nähe der Behälterwand.
liegt und eine vorzugsweise horizontale Ausstoßrichtung aufweist.
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An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt durch einen in
den Transformatorkessel eingesenkten Lastschalterbehälter samt Sprunglastschalter
und erfindungsgemäßer Pumpeinrichtung; F i g. 2 gibt im Schema eine mögliche Ausführungsform
einer zu verwendenden Membranpumpe wieder. In beiden Figuren sind gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In F i g. 1 ist mit 1 der Deckel des weiter nicht wiedergegebenen
Transformatorkessels angedeutet, der ein durch einen Deckel 2 verschließbares Loch
3 aufweist, durch das der Lastschalter in das Kesselinnere einbringbar ist. In einem
am Deckel 1 befestigten Flanschteil, insbesondere Ringflansch 4, ist ein Rohrkörper
5 aus Isolierstoff, z. B. Hartpapier, befestigt, der unten durch einen dicht sitzenden
Boden
6 abgeschlossen ist, durch dessen Öffnung 7 die Antriebswelle
8 des Lastschalterantriebs 9 dicht hindurchgeführt ist. Die Welle 8 betätigt im
Innern des Rohrkörpers 5 in bekannter Weise einen Schlitten mit längsverschiebbarem
Gleitstück 10, das in das gabelförmige Ende 11 eines Schwenkhebels 12 eingreift,
der bei seinem Verschwenkvorgang den in der Zeichnung bei 13 angedeuteten Sprunglastschalter
umlegt. über dem Lastschalter sind dessen überschaltwiderstände 14 auf Stützen 15
sitzend zu sehen. Unterhalb des Lastschaltertragrahmens 16 ist eine Ölpumpe 17 angeordnet,
die im Ausführungsbeispiel eine Membranpumpe sein kann und die an Hand der F i g.
2 noch näher erläutert wird. Auf diese Membranpumpe 17 wirkt ein in gleicher Weise
wie der Hebel 12 betätigter Nocken 30 ein. Selbstverständlich können auch andere
Pumpen als Membranpumpen Verwendung finden, insbesondere einfache und doppeltwirkende
Kolbenpumpen.
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Die Pumpe 17 hat die Aufgabe, das im Innenraum des Rohrkörpers 5 eingebrachte
Schalteröl betriebsmäßig umzuwälzen. Zu diesem Zweck hat die Pumpe 17 ein kurzes,
in Bodennähe endigendes Ansaugrohr 18, in dem ein geeignetes Filter
19, z. B. ein Glasfilter, eingesetzt ist, das die Aufgabe hat, die im Ansaugöl
befindlichen Schmutz- und Rußteile abzufiltern, so daß in die Pumpe nur schmutzfreies,
gereinigtes Öl gelangt. über die angeschlossene Rohrleitung 20 wird das gereinigte
Öl aus der Pumpe 17 in den Innenraum des Rohrkörpers 5 in der Nähe des Lastschalterkopfes,
z. B. in Höhe der überschaltwiderstände 14, ausgestoßen. Auf diese Weise
wird nicht nur das Öl umgepumpt, sondern es wird vor allem das gereinigte Öl in
die Nähe der Stelle gebracht, wo das verschmutzte Öl entsteht. Dadurch wird der
entstehende Schmutz von dort weggedrückt, so daß an dieser am meisten gefährdeten
Stelle ständig möglichst hochwertiges Schalteröl vorhanden ist. Damit an der Wand
des Hohlkörpers 5, insbesondere in dessen oberem Bereich zwischen Lastschalterkopf
und Kesseldeckel 1 mit größter Wahrscheinlichkeit sich kein Schmutz ansetzen kann
und dadurch die Isolierstrecke vermindert, ist es besonders zweckmäßig, das aus
der Rohrleitung 20 austretende Öl, die wie die Leitung 18 und eventuell die
Pumpe selbst aus isolierenden Kunststoffen hergestellt sein kann, nicht vertikal,
sondern möglichst horizontal aus der Rohrleitung 20 austreten zu lassen,
weil man auf diese Weise einen tangential geführten Ölstrom um den Schalterkopf
erreichen kann. Unter Umständen empfiehlt es sich, die Rohrleitung 20 in ihrem Oberteil
so auszubilden, daß sie mehrere Austrittsstellen für das austretende Öl am Umfang
hat. Auf diese Weise wird der Schmutz, soweit er nicht vom Ansaugrohr
18 erfaßt wird, mit Sicherheit am Außenrand des Bodens 6 abgelagert, wo er
nicht mehr gefährlich werden kann und wo er gelegentlich einer Schalterrevision
leicht entfernbar ist. Wenn man dafür sorgt, daß durch die Pumpe immer etwa genauso
viel Schmutz aus dem Öl abgefiltert wird, wie an der Schmutzentstehungsstelle sich
neu bildet, hat man dauernd einwandfreies Schalteröl zur Verfügung. Die Auswechselung
und Reinigung des Glasfilters braucht nur in größeren Zeitabständen durchgeführt
zu werden und kann ebenfalls bei der Schalterrevision geschehen.
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Die in der F i g. 2 wiedergegebene Membranpumpe 17 besteht aus einem
Membrankörper 23, der oben durch den Deckel 21 und unten durch den mit öffnungen
25 und 250 versehenen Boden 22 abgeschlossen ist. Auf den Deckel 21 wirkt ein vom
Lastschalterantrieb bei der Schalterumlegung sich verschwenkender Stößel 30 ein,
d. h., er drückt auf seinem jeweiligen Bewegungsgang den Deckel 21 entgegen einer
zwischen dem Boden 22 und dem Deckel 21 eingebrachten Druckfeder 24 nieder. Dabei
wird das im Hohlraum des Membrankörpers eingeschlossene Öl über die an der Bodenöffnung
25 angeschlossene Rohrleitung 20, die in dem Hohlraum des Rohrkörpers 5 (s. F i
g. 1) in Schalterkopfhöhe endet, ausgestoßen, da das in dieser Leitung vorgesehene
Ventil, z. B. Kugelventil 26, den Durchtritt des Öles gestattet, während hingegen
während dieses Arbeitshubes des Deckels 21 das im Ausgangsstutzen 18 befindliche
Kugelventil, das zwischen dem Filter 19 und dem Boden 22 vorgesehen ist, schließt.
Wenn der Nockenstößel 30 in seine Endstellung geschwenkt ist, hebt sich der Deckel
21 durch den Druck der Feder 24 wieder, vergrößert dabei den Innenraum des
Membrankörpers 23 und saugt dadurch über das sich nunmehr öffnende Kugelventil 27
Öl über das Ansaugrohr 18 und das Filter 19 an, während das Kugelventil
26 in dieser Zeitspanne geschlossen bleibt. Bei der nächsten Schalterumlegung,
d. h. bei der nächsten Bewegung des Nockenstößels 30, wiederholt sich der gleiche
Pumpvorgang wie beschrieben.
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Die ölreinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung hat verschiedene Vorteile.
Vor allem wird durch den bei jeder Schalterumlegung erfolgenden Pumpvorgang bei
richtiger Auslegung der Pumpe jeweils so viel gereinigtes Öl dem Lastschalterbehälter
zugeführt, wie neu verschmutztes Öl entsteht. Dadurch ist ständig einwandfreies
Schalteröl an der wichtigsten Stelle des Schalters vorhanden, vor allem dann, wenn
man das gereinigte Öl etwa in Nähe des Schalterkopfes austreten läßt. Eine Schmutzablagerung
an den Schalterwänden, die die Isolierstrecke bilden, also im oberen Bereich gegen
den Transformatorkesseldeckel zu, ist wirksam vermieden, wenn man das gereinigte
Öl möglichst parallel zu Behälterwand austreten läßt und somit eine Kreisbewegung
des Öles bewirkt. Eventuell nicht abgefilterter Schmutz kann sich nicht an unerwünschten
Stellen absetzen, sondern er wird vorzugsweise auf dem Schalterbehälterboden, wo
er nicht mehr gefährlich werden kann, abgelagert. Die Pumpvorrichtung selbst ist
denkbar einfach im Aufbau und sichert so eine lange Lebensdauer. Wegen ihrer Kleinheit
kann die Pumpe unschwer unterhalb des Schaltertraggestells angebracht werden, ohne
daß dort zusätzlicher Raum benötigt wird. Der Antrieb der Pumpe erfordert beim Einbau
an dieser Stelle keine teuren zusätzlichen und vor allem keine über die Isolierstrecke
zwischen Schalter und geerdetem Kessel hinausführenden Antriebsteile sowie keinerlei
Rohrleitungen, die in diesen Bereich führen. Damit ist eine ölreinigungseinrichtung
geschaffen, die praktisch eine kompakte Baueinheit bildet, die sich einerseits ganz
im Lastschaltergehäuse unterbringen läßt und andererseits unmittelbar vom Lastschalter
selbst betätigt wird.