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Ausdehnungsbehälter für Öltransformatoren Die Erfindung bezieht sich
auf einen Ausdehnungsbehälter für Öltransformatoren, der eine ausdehnbare öl- und
gasdichte, mit dem Innern des Transformators über eine Öffnung in Verbindung stehende
und mit Transformatoröl gefüllte ölausgleichszelle enthält, deren unterer, die Öffnung
enthaltender Teil am Boden des Behälters befestigt ist.
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Ein bekannter Ausdehnungsbehälter für Öltransformatoren ist mit einem
öldichten, gasdichten und biegsamen Beutel beispielsweise aus synthetischem Gummi
versehen, der innerhalb des Ausdehnungsbehältergehäuses eingebaut ist. Das Gehäuse
des Ausdehnungsbehälters steht mit dem Innern des Transformatortanks in Verbindung.
Der Hals des Beutels schwimmt hierbei auf der Öloberfläche im Ausdehnungsbehältergehäuse,
so daß das Innere dieses Beutels mit der umgebenden Luft in Verbindung steht. Hierbei
atmet der Beutel entsprechend der Ausdehnung oder Zusammenziehung des Transformatoröles.
Dadurch wird ein Anstieg des Druckes im Beutel vermieden, während das Transformatoröl
von der umgebenden Luft abgeschlossen ist. Jedoch können hierbei fremde Stoffe,
insbesondere Wasser, im Laufe der Zeit durch den Werkstöff des Beutels in das Transformatoröl
eindringen, so daß dessen elektrische Eigenschaften empfindlichen Veränderungen
unterliegen.
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Man kennt weiterhin eine mit Schutzgas gefüllte, dehnbare Metallzelle,
die aus einer Mehrzahl von rechteckigen und dreieckigen Metallplatten besteht, deren
aneinanderstoßende Kanten in der Weise mittels eines gasdichten und biegsamen Werkstoffes
aneinander geklebt sind, daß sie eine ausdehnbare Metallzelle bilden, die sich falten
und entfalten läßt. Dabei ist das Innere der Zelle mit dem oberen Raum innerhalb
des Ausdehnungsbehälters mit Schutzgas gefüllt, so daß die Zelle sich entsprechend
der Ausdehnung oder Zusammenziehung des Transformatoröles ausweitet oder zusammenzieht,
um einen gleichbleibenden Gasdruck aufrechtzuerhalten. Hierbei handelt es sich aber
um eine verhältnismäßig komplizierte und aufwendige Vorrichtung, deren Funktionsfähigkeit
in erheblichem Maß von der Sicherheit der Verbindung zwischen dem biegsamen Werkstoff
und den Metallplatten abhängt.
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Bekannt ist weiterhin ein Ausdehnungsbehälter, der mit einem im Transformatorgehäuse
angeordneten, elastischen ölausdehnungssack verbunden ist, wobei ein ölfreier Raum
oberhalb des Spiegels des Druckausgleichsöles innerhalb des Ausdehnungsbehälters
verbleibt, der durch eine Luftleitung am oberen Teil des Ausdehnungsbehälters mit
der umgebenden Luft verbunden ist. Der ölausdehnungssack hat dabei einen erheblichen
Platzbedarf, dem beim Bau des Transformatorgehäuses von vornherein Rechnung getragen
werden muß. Da im Laufe der Zeit Verunreinigungen, insbesondere Wasser, in den Ausdehnungsbehälter
eintreten können, gelangen diese auch in den ölausdehnungssack, so daß dieser auf
seiner Innenseite dem Angriff von Wasser, auf seiner Außenseite hingegen dem Angriff
von Öl ausgesetzt ist. Obgleich er gasundurchlässig sein soll, ist es hierbei nicht
zu vermeiden, daß gleichfalls nach längerer Zeit infolge Diffusion die Verunreinigungen
auch in das Transformatoröl gelangen.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ausdehnungsbehälter
der einleitend genannten Art so zu gestalten, daß die umgebende Luft bzw. das umgebende
Wasser wirksam daran gehindert werden, durch den Werkstoff der Zelle in das Transformatoröl
gelangen können. Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß
das Gehäuse des Ausdehnungsbehälters mit einem von der Ölfüllung des Transformators
unabhängigen, die ölausgleichszelle stets bedeckenden Druckausgleichsöl teilweise
gefüllt ist und daß über dem Ölspiegel im Gehäuse ein mit der Außenluft in Verbindung
stehender luftgefüllter Raum verbleibt
und am Boden des Behälters
ein Ablaufschacht mit Ablaßhahn vorgesehen ist. Vorteilhaft ist dabei die ®lausgleichszelle
als ein aus Vinylkunststoff oder synthetischem Gummi bestehender Beutel ausgebildet.
Bei dieser Anordnung erreicht man, daß aus der Luft in das Ausgleichsöl eindringende
Verunreinigungen schnell wieder ausgeschieden werden, ohne in die ölausgleichszelle
eindringen zu können. Diese Ölausgleichszelle wird gegen unerwünschte äußere oder
innere Belastungen dadurch in einfachster Weise geschützt, daß sie in dem ölausgleichsbad
eingetaucht ist, welches keinerlei Verbindung mit dem Transformatoröl besitzt. Sie
beansprucht verhältnismäßig wenig Platz, so daß man den erfindungsgemäßen Ausdehnungsbehälter
ohne weiteres an Öltransformatoren beliebiger Ausführung anbauen kann. Ihre Herstellung
aus Polyvinylkunststoff oder synthetischem Gummi gestaltet sich besonders einfach
und wenig aufwendig. Bezüglich der Durchlässigkeit von Luft oder Wasser ist sie
zwar gegenüber den bekannten Ausführungsformen etwas unterlegen, doch ist sie dank
der Abscheidemöglichkeit für Verunreinigungen andererseits praktisch vollständig
von den bei den bekannten Ausführungsformen auftretenden Belastungen befreit, so
daß der vorgeschlagenen, weniger aufwendigen Herstellung der Vorzug gegeben werden
kann.
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Die Erfindung sei weiterhin an Hand der sich auf zwei Ausführungsbeispiele
beziehenden Zeichnungen veranschaulicht. Darin zeigt F i g.1 eine Seitenansicht
eines Öltransformators, der mit einem Ausdehnungsbehälter gemäß der Erfindung versehen
ist, F i g. 2 einen Schnitt durch den in F i g.1 dargestellten Ausdehnungsbehälter
in vergrößertem Maßstab, F i g. 3 einen Längsschnitt durch den in F i g. 2 dargestellten
Ausdehnungsbehälter und F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführung
des Ausdehnungsbehälters gemäß der Erfindung.
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In F i g.1, 2 und 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
dargestellt, bei dem eine ausdehnbare Zelle, die aus Metallplatten besteht, als
ölausgleichszelle verwendet wird.
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Der in F i g. 1 dargestellte Öltransformator ist mit einem Ausdehnungsbehälter
41 gemäß der Erfindung versehen, der oben am Transformator 40 angebracht ist.
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Der Ausdehnungsbehälter 41 ist ausführlich in F i g. 2 und 3 dargestellt.
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Im Gehäuse 42 des Ausdehnungsbehälters 41 ist eine ölausgleichszelle
43 eingebaut. Die Metallplatte, die eine große Fläche der ölausgleichszelle 43 bildet,
ist am Boden des Gehäuses 42 mittels eines elastischen Teiles 44 befestigt, das
aus synthetischem Gummi oder einem beliebigen gleichwertigen Werkstoff besteht und
an der genannten Metallplatte und einem Befestigungsteil derselben angebracht ist.
Das Befestigungsteil 44 ist mit einer Bohrung 45 versehen, um das Transformatorenöl
hindurchfließen zu lassen. Das Innere der ölausgleichszelle 43 steht, wie
aus F i g. 1 zu ersehen ist, mit dem Innern des Transformators 40 mittels eines
Rohres 46 in Verbindung und ist mit einem Teil des im Transformator 40 befindlichen
Öles angefüllt. Das Gehäuse 42 enthält Druckausgleichsö147, das unabhängig von dem
Öl innerhalb des Transformators 40 und in der ölausgleichszelle 43 ist. Das Druckausgleichsöl
47 steht bis zu einer solchen Höhe, daß die obere Fläche der ölausgleichszelle 43
bei der Ausdehnung oder Zusammenziehung derselben unterhalb des Spiegels des Öles
47 gehalten wird. Ein Hohlraum 48, der oberhalb des Spiegels des Öles 47 innerhalb
des Gehäuses 42 bleibt, steht mit der umgebenden Luft durch ein Rohr 50 in Verbindung,
das an der oberen Platte 49 des Gehäuses 42 angebracht ist. Ferner ist am Boden
des Gehäuses 42 ein Ablaufschacht 51 mit einem Ablaßhahn 52 vorgesehen, so daß Wasser,
das mit der Luft durch das Rohr 50 in das Gehäuse 42 eindringt und sich am Boden
desselben absetzt, in dem Ablaufschacht 51 gesammelt und aus diesem abgelassen wird.
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An einem oberen Teil der ölausgleichszelle 43 ist eine Austrittsöffnung
53 vorgesehen, die sich luftdicht abschließen läßt. Somit kann die Luft innerhalb
der Ölausgleichszelle 43, wenn ein Teil des Transformatoröles in die ölausgleichszelle
43 steigt und diese füllt, durch die Austrittsöffnung 53 entweichen. Beim Betrieb
des Öltransformators dehnt sich die ausdehnbare ölausgleichszelle 43, die in das
Druck ausgleichsö147 eingetaucht ist, aus oder zieht sich zusammen, entsprechend
der Volumenänderung des Isolieröles im Transformator, wobei sie den Raum 48 veranlaßt,
eine Atmungstätigkeit entsprechend der Volumenänderung des Isolieröles im Transformator
durchzuführen.
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Da die ausdehnbare Ölausgleichszelle 43 sowohl außen wie innen von
der umgebenden Luft abgeschlossen ist und im Druckausgleichsöl47 unabhängig vom
Transformatoröl im Transformator betätigt wird, werden die außerhalb und innerhalb
der Ölausgleichszelle 43 wirksamen Drücke ausgeglichen, so daß keine Druckspannungen
auf irgendwelche Teile der ölausgleichszelle 43 ausgeübt werden. Ferner dringen
Außenluft oder darin enthaltenes Wasser, die in das öl 47 gelangen, kaum in die
ölausgleichszelle 43 ein, und das am Boden des Gehäuses 42
abgesetzte Wasser
wird in dem Ablaufschacht 51 gesammelt. Somit ist die ausdehnbare ölausgleichszelle
43 gemäß der Erfindung, die in das Druckausgleichsöl 47 eingetaucht ist,
frei von Beanspruchungen von außen, wodurch ein ungestörter Betrieb derselben gewährleistet
ist und verhindert wird, daß das Öl des Transformators mit der umgebenden Luft und
dem darin enthaltenen Wasser vermischt wird. Dies geschieht mittels des Druckausgleichsöles
47 und der ausdehnbaren ölausgleichszelle 43, so daß der Ausdehnungsbehälter 41
die erwünschte Arbeitsweise über eine lange Zeitdauer durchführt.
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Einige oder alle Metallplatten, die die ölausgleichszelle 43 bilden,
können auch durch Platten gleicher Größe aus synthetischem Gummi oder Vinylharz
ersetzt werden.
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In F i g. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
dargestellt, bei dem ein Beutel aus synthetischem Gummi, Vinylharz oder einem anderen
Kunststoff als ölausgleichszelle verwendet wird. Die Ausbildung ist bei dieser Ausführung
ähnlich wie bei der ersten Ausführung, ausgenommen, daß der ausdehnbare Beutel 54,
der beispielsweise aus synthetischem Gummi besteht, an Stelle der Ölausgleichszelle
43 verwendet wird, so daß gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Die Arbeitsweise bei der zweiten Ausführung entspricht gleichfalls derjenigen der
ersten Ausführung. Der aus
synthetischem Gummi oder einem anderen
Kunstwerkstoff bestehende Beute154 ist bezüglich der Durchlässigkeit von Luft oder
Wasser der Ölausgleichszelle aus Metallplatten etwas unterlegen, jedoch bezüglich
der Einfachheit der Ausführung und der Leichtigkeit der Herstellung und des Zusammenbaues
überlegen. Die zweite Ausführung hat gleichfalls den Vorteil, daß sich die Drücke
an der Innen-und Außenseite ausgleichen, so daß keine Beanspruchungen auf irgendwelche
Teile des Beutels stattfinden.
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Die erfindungsgemäß erzielten Vorteile seien nachstehend zusammengefaßt:
1. Auf die Innen- und Außenseite der Ölausgleichszelle wirkende Drücke werden ausgeglichen,
so daß hierauf keine Beanspruchungen ausgeübt werden.
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2. Die Wirkungsweise der ölausgleichszelle ist gleichmäßig, ohne daß
sie an der Oberwandung des Gehäuses anklebt.
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3. Die Nutzbarkeit des Volumens im Ausdehnungsbehälter wird erhöht,
und 4. die Menge der in die Ölausgleichszelle eindringenden Luft bzw. des Wassers
wird äußerst klein.