DE2049972A1 - Schutzgerät für flüssigkeitsgekühlte elektrische Apparate - Google Patents

Schutzgerät für flüssigkeitsgekühlte elektrische Apparate

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DE2049972A1 DE19702049972 DE2049972A DE2049972A1 DE 2049972 A1 DE2049972 A1 DE 2049972A1 DE 19702049972 DE19702049972 DE 19702049972 DE 2049972 A DE2049972 A DE 2049972A DE 2049972 A1 DE2049972 A1 DE 2049972A1
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Description

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TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, Deckerstr. 5
Erf.Nr. TU/FN 70/005
Kollrodt/ma. 5- 10. 1970
Schutzgerät für flüssigkeitsgekühlte elektrische Apparate
Die Erfindung betrifft ein Schutzgerät für flüssigkeitsgekühlte elektrische Apparate, insbesondere Transformatoren und Drosselspulen, mit schwimmerbetätigter Kontakteinrichtung zur Überwachung von Gasbildung und Flüssigkeit sstandsäiiderungen.
Bei überlastung oder beim Auftreten von Fehlern in derartigen elektrischen Apparaten kommt es zu einer mehr oder weniger kräftigen Gasentwicklung oder zu Flüssigkeitsstandsänderungen. Letztere können einerseits durch Verlust von Kühlflüssigkeit verbunden mit einem Absinken der Flüssigkeitsoberfläche oder auch scheinbar bei einer stürmischen Gasentwicklung verbunden mit einem Ansteigen der Flüssigkeitsoberfläche entstehen.
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Zur Überwachung der Gasbildung und von Flüssigkeitsstandsänderungen werden sogenannte Buchholzrelais verwendet. Diese sind üblicherweise mit Schwimmern ausgerüstet, die am freien Ende von Schwenkarmen befestigt sind und direkt oder über weitere mechanische Glieder Quecksilberschaltröhren betätigen. Diese Anordnung ist jedoch erschütterungsempfindlich und erfordert außerdem infolge der Vielzahl von benötigten P Einzelteilen eine sehr zeitraubende und aufwendige Montage.
Zur Verbesserung der Erschütterungsempfindlichkeit wurde auch schon vorgeschlagen, die Quecksilberschaltrohren durch Schutzgasschalter zu ersetzen, deren Schaltkontakte über von den Schwimmerarmen getragene Dauermagnete beeinflußt werden. Auch diese Anordnung ist im Hinblick auf ihre Erschütterungsempfindlichkeit noch nicht voll befriedigend und erfordert ebenso wie die erst genannte Einrichtung eine große Anzahl von Einzelteilen und zeitraubende Montagearbeiten. Darüberhinaus erfordern beide Einrichtungen sehr umfangreiche Einstell- und Prüfarbeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Überwachung von flussigkeitsgekühlten elektrischen Apparaten ein Schutzgerät zu entwickeln, das nahezu erschütterungsunempfindlich ist, wartungsfrei arbeitet und mit geringem Material-und Zeitaufwand aus wenig Einzelteilen hergestellt ist. .,
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwimmer auf einer sie durchsetzenden, senkrechten . Führungsstange frei verschiebbar sind und daß als Kontakteinrichtung von Dauermagneten betätigte Schutzgasschalter dienen.
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Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schutzgasschalter in der Führungsstange und die Dauermagnete um eine zentrale Bohrung in den Schwimmern untergebracht sind, die zur Sicherung gegen Verdrehen mit Zapfen in Schlitze eines gehäusefesten Bügels eingreifen. Dabei sind die Magnete in den Schwimmern in axialer Richtung einseitig so angeordnet, daß bei einer 180 ° Drehung des Schwimmers um seine Achse ein Wechsel von "Öffner"- auf "Schließer-Kontakt" bzw. umgekehrt erfolgt. Die in den Schwimmern eingeformten Dauermagnete weisen zur Betätigung der Schutzgasschalter jeweils 2 verschiedene axiale Einbaulagen auf, die gewährleisten, daß bei Schließerstellung bzw. Schließerschaltung die Kontaktbetätigung sofort bei Öffnerschaltung die Kontaktbetätigung erst nach einem bestimmten, vom Ölspiegel abhängigem Weg erfolgt.
Zweckmäßig erreicht man die Zeitverzögerung der Kontaktbewegung dadurch, daß bei Schließerschaltung ein Magnet und bei der Öffnerschaltung zwei gleichgroße Magnete axial übereinander eingesetzt sind und wirksam werden, wobei alle eingeformten Einzelmagnete gleiche Abmessungen und gleiche magnetische Eigenschaften haben.
Nach zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führungsstange und die Führungsbohrung der Schwimmer anstelle von in Schlitze eingreifenden Zapfen einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt haben, sodaß die Schwimmer unverdrehbar geführt sind. Dabei können die Schwimmer aus Kunstharz gegossen
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und die Magnete mit eingeformt sein, oder die Schwimmer bestehen aus aufgeschäumten Kunststoff und die Dauermagnete sind mit eingeschäumt. Eine weitere Schwimmerausbildung besteht darin, daß die Schwimmer aus zwei Halbschalen zusammengefügt und als Hohlschwimmer ausgebildet sind, wobei die Magnete an den Innenseiten der Halbschalen eingeklebt sind. Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Führungsstange der Schwimmer aus Kunststoff be- ψ steht und die mit den Magneten in den Schwimmern korrespondierenden Schutzgasschalter in die Piihrungs stange eingegossen sind. Außerdem wirkt eine ölströmungsbetätigte Stauklappenanordnung auf mindestens einen Schwimmer entgegen dessen Auftriebskraft ein.
Diese Anordnungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind sehr vorteilhaft, denn sie ermöglichen den Bau eines Schutzgerätes, aus sehr wenigen Einzelteilen, wobei insbesondere die zentrale Führung und Lagerung der Schwimmer sowie deren äußerst geringes Gewicht praktisch zur völligen Erschütterungsunempfindlichkeit führen. Darüberhinaus . werden auch die im Hinblick auf eine wirtschaftliche Herstellung gestellten Forderungen erfüllt, weil nur sehr wenige und dazu noch einfache Einzelteile benötigt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
In die obere Abschlußwand eines Gehäuses 1 ist ein Führungsrohr 2 fest eingepreßt. Der Innenrauin des Führungsrohres 2 ist mit einem Schaumstoff 3 ausgefüllt, in den Schutzgaskontaktschalter 4 mit ihren Anschlüssen
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eingebettet sind. Aus Schaumstoff mit geschlossenen Poren bestehende Schwimmer haben eine senkrechte1 zentrale Bohrung, die von dem Führungsrohr 2 durchsetzt ist. Die Schwimmer 6 tragen an ihren Stirnleisten je einen Dauermagneten 7, die bezogen auf die Schwimmerachse gegeneinander um 180 ° versetzt sind. In den Mantelflächen der Schwimmer 6 sind Bohrungen 8 vorgesehen, von denen je eine einen Bolzen 9 aufnimmt. Ein Bügel 10 ist fest mit dem Gehäuse 1 verbunden und ragt mit einem freien Schenkel parallel zum Führungsrohr 2 in den Baum des Schutzgerätes. Die von den Schwimmern 6 getragenen Bolzen 9 greifen in Schlitze 11 dieses freien Schenkels des Bügels 10 ein, so daß die Schwimmer 6 gegen Verdrehen gesichert sind.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei übereinander angeordnete Schwimmer 6 vorgesehen. Auf einer Achse 12 ist ein Winkelhebel 13 gelagert, dessen kurzer senkrechter Schenkel aus einer sich senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckenden Stauklappe besteht, und dessen waagerechter, etwas längerer Schenkel von oben entgegen dem Auftrieb auf den unteren der beiden Schwimmer drückt.
Gegenüber der Stauklappenanordnung ragt eine vom Gehäuse 1 geführte Stange 15 parallel zum Führungsrohr 2 in den Raum des Schutzgerätes. Die Stange 15 ist von außen von Hand in Achsrichtung verschiebbar und trägt oberhalb vom oberen Schwimmer 6 einen das Führungsrohr 2 umfassenden Bügel 16 und darunter eine in Achs-
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richtung fsdernd gelagerte Scheibe 17· Die Stange 15, mit den von ihr getragenen Bauteilen dient zur Überwachung der Punktionstüchtigkeit des Schutzgerätes. Hierzu wird die Stange 15 in Richtung des Pfeiles 18 nach unten gedrückt, wobei der Bügel 16 den oberen Schwimmer 6 und etwas später die federnd gelagerte Scheibe 17 über den längeren Schenkel 14 des Stauklappenwinkelhebels den tmteren Schwimmer 6 nach unten drücken. fc Da das Gehäuse 1 in nicht dargestellter Weise mit einem ™ Schauglas versehen ist, kann von außen erkannt werden, ob die Schutzgaskontaktschalter 4 bei den vorgesehenen Schwimmerlagen betätigt werden.
Beim Auftreten einer langsamen Gasentwicklung in dem zu schützenden elektrischen Gerät werden die Gasbläschen langsam in das Schutzgerät eintreten, da letzteres in dem Verbindungsrohr zu dem erhöht angebrachten Ausgleichsgefäß für die Kühlflüssigkeit vorgesehen ist. Dabei bildet sich im Dom des Gehäuses 1 eine langsam wachsende Gasblase. Diese drückt den Flüssigkeitsspiegel nach unten und der obere Schwimmer 6 sinkt ab, so ) daß der ihm zugeordnete Schutzgasschalter 4 betätigt wird. Bei einer spontanen Gasentwicklung als Folge eines schwerwiegenderen Wicklungsfehlers strömt die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 19 gegen die Stauklappe 13 und bewegt über den längeren Schenkel 14 der Stauklappenanordnung den unteren Schwimmer 6 gegen seine Auftriebskraft nach unten, so daßc/or diesem zugeordnete Schutzgasschalter 4 seine Schaltstellung ändert und weitere Schalthandlungen einleitet. Bei einem Verlust von Kühlflüssigkeit beispiels-
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weise durch ein Leck, werden entsprechend dem Absinken der Oberfläche der Kühlflüssigkeit nacheinander beide Schwimmer die ihnen zugeordneten Schutzgassehalter 4 betätigen.
Der obere Schutzgasschalter 4 schaltet vorzugsweise akustische und/oder optische Warnsignale an Spannung. "Dagegen ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß der untere Schutgasschalter, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Relais und Schützen, das zu überwachende Gerät abschaltet.
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Claims (12)

  1. TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt Deckerstraße 5
    Erf.Nr. TU/FN 70/005
    Kollrodt/ma. 5- 10. 1970
    Patent an Sprüche
    Schutzgerät für flüssigkeitsgekühlte elektrische Apparate, insbesondere Transformatoren und Drossel-Spulen, mit schwimmerbetätigter Kontakteinrichtung zur Überwachung von Gasbildung und Flüssigkeitsstandsänderungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer (6) auf einer sie durchsetzenden, senkrechten Führungsstange (2) frei verschiebbar sind und daß als Kontakteinrichtung von Dauermagneten (7) betätigte Schutzgasschalter (4) dienen.
  2. 2. Schutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzgasschalter (4) in der Führungsstange (2) und die Dauermagnete (7) um eine zentrale Bohrung in den Schwimmern (6) untergebracht sind, die zur Sicherung gegen Verdrehen mit Bolzen (9) in Schlitze (11) eines gehäusefesten Bügels (10) eingreifen.
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  3. 3· Schutzgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (7) in den Schwimmern (6) in axialer Richtung einseitig so angeordnet sind, daß bei einer 180 -Drehung des Schwimmers um seine Achse ein Wechsel von "Öffner-" auf "Schließer-Kontakt" bzw. umgekehrt erfolgt.
  4. 4· Schutzgerät nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die in den Schwimmern (6) eingeformten Dauermagnete (7) zur Betätigung der Schutzgasschalter (4) jeweils zwei verschiedene axiale Einbaulängen aufweisen, die gewährleisten, daß bei Schließerstellung bzw. Schließerschaltung die Kontaktbetätigung sofort,dagegen bei Öffnerschaltung die Kontaktbetätigung erst nach einem bestimmten, vom Ölspiegel abhängigem Weg erfolgt.
  5. 5. Schutzgerät nach Anspruch 1 bis Aj dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der Kontaktbewegung dadurch erfolgt, daß bei der Schließerschaltung 1 Dauermagnet (7) und bei der Öffnerschaltung 2 gleichgroße Dauermagnete (7) axial übereinander eingesetzt und wirksam sind.
  6. 6. Schutzgerät nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß alle eingeformten Dauermagnete (7) gleiche Abmessungen und gleiche magnetische Eigenschaften haben.
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  7. 7· Schutzgerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (2) und die Pührungsbohrungen der Schwimmer (6) anstelle von in Schlitze (11) eingreifenden Bolzen (9) einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt haben, so daß die Schwimmer (6) unverdrehbar geführt sind.
  8. 8. Schutzgerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer (6) aus Kunststoff gegossen und die Dauermagnete (7) mit eingeformt sind.
  9. 9. Schutzgerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer (6) aus Schaumstoff ( aufgeschäumter Kunststoff) bestehen und die Dauermagnete (7) mit eingeschäumt sind.
  10. 10. Schutzgerät nach Anspruch 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer (6) aus zwei Halbschalen zusammengefügt und als Hohlschwimmer ausgebildet sind, wobei die Dauermagnete (7) an den Innenseiten der Halbschalen eingeklebt sind.
  11. 11. Schutzgerät nach Anspruch 1 bis 7 und einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (2) der Schwimmer (6) aus Kunststoff besteht und die mit den Dauermagneten (7) in den Schwimmern (6) korrespondierenden Schutzgasschaltern (4) in die Führungsstange (2) eingegossen sind.
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  12. 12. Schutzgerät nach Anspruch 1 bis 7. und 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine ölströmungsbetätigte Stauklappenanordnung gegen mindestens einen Schwimmer (6) entgegen dessen Auftriebskraft einwirkt.
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