DE2204052A1

DE2204052A1 - Method and device for continuous monitoring of faults occurring in electrical systems

Info

Publication number: DE2204052A1
Application number: DE19722204052
Authority: DE
Inventors: Jean Patrick Milwaukee Wis. Manion (V.StA.)
Original assignee: Allis Chalmers Corp
Current assignee: Allis Chalmers Corp
Priority date: 1971-01-29
Filing date: 1972-01-28
Publication date: 1972-08-10
Also published as: JPS4716917A; FR2124939A5; CA961665A

Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL.-PHYS. DR. iVlANiTZ Di^L-CHEM. OR. OFUFELDR. MÜLLER-BORE DIPL.-PHYS. DR. IVlANiTZ Di ^ L-CHEM. OR. OFUFEL

DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW O ^ Π Λ Π R ? PATENTANWÄLTE DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRÄMKOW O ^ Π Λ Π R? PATENT LAWYERS

28. JAM. 137228. JAM. 1372

125 3UlPx¹Ii 70th 313332, UI3G01T3in, U.S.A.125 3UlPx ¹ Ii 70th 313332, UI3G01T3in, USA

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung von in elektrischen Anlagen entstehenden l'ohlern -Method and device for continuous monitoring of l'oils arising in electrical systems -

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und e:..ne Vorrichtung zur i-ontinuierliciieii Überwachung des Vorhandenseins von Wasserstoffes, welche insbesondere dann nützlich ist, wenn iu Entstehen begriffene elektrische .Fehler in elektrischen Einrichtungen derjenigen Art au ermitteln sind, die durcix Isolatxonsnaterialien mit Wasserstoff_£elialt wie Ölpapier als Isoliersjstem für einen elektrischen Transforma-The invention "relates to a method and a device for i-ontinuliciieii monitoring of the presence of Hydrogen, which is particularly useful when electrical faults are emerging Establishments of the kind that are used to identify isolate materials with hydrogen, such as oil paper as an insulating system for an electrical transformer

K> tor ausgestattet sind, und sie betrifft weiterhin dieK> tor are equipped, and it continues to affect the

<q kombination oiner solchen 'Überwachungsvorricirbung nit<q combination of such a monitoring device is not possible

^ einem solcnen elektrischen Gerät. Die Erfindung ist ins- <*> besondere nützlich bei der "Überwachung elektrischer Eino richtungen derjenigen Art, Vielehe in eine dielektrische ^j !''lüsBxgkeit v/ie Öl eingetaucht sind, wobei normalerweise *** ein aus einem tragen Gas gebildetes Polster über dem Pegel der dielektrischen Flüssigkeit vorhanden ist.^ such an electrical device. The invention is <*> particularly useful for "monitoring electrical input directions of the kind, polygamy are immersed in a dielectric ^ j! '' liquid v / ie oil, whereby normally *** a cushion formed from a wear gas above the level the dielectric fluid is present.

Dr. MQIIar-Bor« Dr. MmIIz · Dr. Daufal -Otpl.-Ing. Finsterwald Dlpl.-Ing. GrtmkowDr. MQIIar-Bor «Dr. MmIIz Dr. Daufal -Otpl.-Ing. Finsterwald Dlpl.-Ing. Grtmkow NMdHMIg, Am Mrgerpark· · München 22, Robert-Koch-eir··· 1 7 8IuIlg«rt-B«d Cannttatt, MarktitrtB« 3NMdHMIg, Am Mrgerpark · · Munich 22, Robert-Koch-eir ··· 1 7 8IuIlg «rt-B« d Cannttatt, MarktitrtB «3 T#Won(oe«)7*f7 TtWon (OtII) 2·Μ4·, Telex 1-22010 mbpal T«l«fon (0711) β·72·1T # Won (oe «) 7 * f7 TtWon (OtII) 2 · Μ4 ·, Telex 1-22010 mbpal T« l «fon (0711) β · 72 · 1 Bank: ZMtralkMMlaytr.Vollabankwi, MOndwn, Kto.-Nr.Nlt Poittcheck: München 8β«βBank: ZMtralkMMlaytr.Vollabankwi, MOndwn, Account No.Nlt Poittcheck: Munich 8β «β

Die Erfindung ist ,jedoch auch, in Verbindung mit solchen elektrischen Einrichtungen vorteilhaft anwendbar, de in *■ ein gasförmiges Isolationsraediuni eingetaucht sind undThe invention is, however, in connection with such electrical devices advantageously applicable, de in * ■ a gaseous Isolationsraediuni are immersed and

^m m welchen feste Isolationslcomponenten und flüssige Isolierniedien derjenigen Art vorhanden sind und so miteinander in Beziehung stehen, daß während der Phase des Entstehens eines Fohlers freier gasförmiger Wasserstoff entwickelt wird. ^m m which solid and liquid Isolationslcomponenten Isolierniedien of the kind are present and are so related to each other that a Fohlers free gaseous hydrogen is evolved during the phase of occurrence.

Die Erfindung ist insbesondere geeignet zur Anwendung in Verbindung mit einer staionären elektrischen Induktionseinrichtung wie elektrischen Transformatoren und Hoaktoren und wird nachfolgend besenrieben in Verbindung mit einer elektrischen Induktionseinrichtung wie einem Transformator, bei welchem Öl als dielektrisches flüssiges Isolationsmedium verwendet wird und über dem Ölpegel ein aus einem tragen Gas gebildetes Polster vorhanden ist. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Erfindung auch zur Überwachung entstehender elektrischer Fehler in anderen elektrischen Geräten anwendbar ist, beispielsweise bei Durchführungen, Kondensatoren, Schaltern usw., welche Isolationsmaterialien mit einem Wasserstoffgehalt der oben beschriebenen Art auf-The invention is particularly suitable for use in connection with a stationary electrical induction device such as electrical transformers and hoactors and is described below in connection with an electrical induction device such as a transformer, in which oil is used as a dielectric liquid insulation medium and above the oil level one from one wear gas-formed cushion is present. However, it is obvious that the invention can also be used for monitoring resulting electrical faults can be used in other electrical devices, for example in bushings, Capacitors, switches, etc., which contain insulation materials with a hydrogen content of the type described above.

weisen, die beim Auftreten von üblichen elektrischen Fehlern der Einrichtung Wasserstoffgas als Produkt entwickeln.that develop hydrogen gas as a product when common electrical faults occur in the facility.

Es ist offensichtlich, daß es wünschenswert ist, elektrische Fehler in einer elektrischen Einrichtung in einem frühen oder anfänglichen Stadium zu entdecken, bevor der Fehler ausreichend ernsthaft wird, um einen ernsthaften Ausfall der Einrichtung hervorzurufen. Es ist daher vom Standpunkt der vorbeugenden Wartung aus äußerst wichtig, daß eine Firma für elektrische Ausrüstungen in der Lage ist, solche Fehler in ihrem anfänglichen Stadium zu ermitteln und genau festzustellen.It is evident that it is desirable to be electrical Detecting faults in an electrical installation at an early or early stage before the fault becomes serious enough to cause serious facility failure. It is therefore from the standpoint preventive maintenance is extremely important for an electrical equipment company to be able to provide Identify and pinpoint errors in their initial stages.

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Es ist hinreichend begannt, daß Betriebsfehler bei in Ol getauchten el eietri seilen Einrichtungen wie Transformatoren, Heaictoren oder ähnlichen Geräten fast durchweg Gase als Ergebnis des im Entstehen begriffenen Fehlers entwickeln. " % Insbesondere ist es bekannt, daß Wasserstoffgas das übliche hauptsächliche Gasprodukt ist, welches im Stickstoffpolster bei allen bekannten elektrischen Fehlern von ölgefüllten Transformatoren oder anderen stationären elektrischen Inductionseinrichtungen auftritt.It is well known that operational failures in electrical equipment immersed in oil, such as transformers, heaters, or similar devices, almost invariably develop gases as a result of the failure that is developing. " % In particular, it is known that hydrogen gas is the usual main gas product which occurs in the nitrogen cushion in all known electrical faults in oil-filled transformers or other stationary electrical induction devices.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Eigenschaften des ötickstoffgaspolsters und der gasförmigen Verunreinigungen, Vielehe darin bei in Ol getauchten elektrischen Einrichtungen derjenigen Art vorhanden sind, welche ein S'cickstoffpolster aufweisen, nur Ermittlung anfänglicher elektrischer Fehler analysiert und überprüft werden können, sind verschiedene Vorrichtung/ und Verfahren entwickelt worden, um das otici.stoffpolstergas zu prüfen, und zwar als Verfahren der Ermittlung anfänglicher Fehler. Beispielsweise ist es bekannt, daß die massenspektrometrische Analyse des Transformator-Stickstoffpolstergases eine empfindliche Hethode der Ermittlung anfänglicher Fehler darstellt. Die massenspektrometrische Analysentechnik ist durch Erfahrung und Studium derart verfeinert worden, daß gegenwärtig bekannte Transiorr.iatorenfehler in einzigartiger Weise identifiziert werden können und sogar das Ausmaß des Fehlers abgeschätzt werden kann. Die Entscheidung darüber, ob ein bestimmtes Gerät in Betrieb bleiben kann oder nicht, wird häufig auf die <*Taking into account the fact that the properties the nitrogen gas cushion and gaseous impurities, Many electrical devices immersed in oil are found in it, which have a nitrogen cushion have only initial electrical detection Errors can be analyzed and checked, various devices / and methods have been developed to deal with the otici.stoffpolstergas to examine, namely as a method of Identification of initial errors. For example, it is known that the mass spectrometric analysis of the transformer nitrogen cushion gas is a delicate method of identifying initial errors. The mass spectrometric Analytical engineering is through experience and study has been refined in such a way that currently known transiorator errors can be uniquely identified and even the extent of the error can be estimated can. The decision as to whether or not a particular device can remain in operation is often based on the <*

luassenspektrometrische Analyse begründet. Doch besteht ein Wachteil der oben beschriebenen massenspektrometrischen ■? Analyse darin, daß eine Probe des Gases von dem Transformatorluass spectrometric analysis justified. But there is a wake-up part of the mass spectrometric ■? Analysis in that a sample of the gas from the transformer

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entnommen we., den muß und daß darüber ünaus ein erheblicher Zeitvex^lust zwischen der Entnahme der Probe des Stickstoffpolsters und dem Zeitpunkt besteht, zu welchem die Analysenuaten vorhanden sind, die auf der massenspektrometrischen Analyse beruhen.we., which must and that above all a considerable one Time delay between taking the sample of the nitrogen cushion and the point in time at which the analyzes are available, which are based on the mass spectrometric Analysis based.

Verschiedene andere Abtast- und Prüfeinrichtungen sind kommerziell erhältlich, um das Polstergas abzutasten, und swar als Mittel zur Feststellung Anfänglicher elektrischer Fehlei¹ in einer elektrischen Einrichtung . Einige dieser bekannten kommerziellen Vorrichtungen und Systeme zur Feststellung entstehender Fehl ei* sind voei diskontinuierlichen Typ. Dies bedeutet, daß sie das Gas zu periodischen Intervallen abtasten derart, daß einmal in acht Stunden oder einmal innerhalb von 24- Stunden abgetastet wird, obwohl bei einer bekannten kommerziell erhältlichen Abtasteinrichtung für entstehende Fehler eine kontinuierliche Analyse durchgeführt wird. Alle der gegenwärtig kommerziell erhältlichen Einrichtungen für diesen Zweck erfordern jedoch eine periodische Wartung oder Kalibrierung, und darüber hinaus sind alle bekannten Einrichtungen des Wasserstoff- oder des Verbrennungsgas-Abtasttyps sehr teuer. Darüber hinaus beruhen bekannte kommerziell erhältliche Abtasteinrichtungen zur Ermittlung entstehender Fehler derjenigen Art, welche das Vorhandensein von brennbaren Gasen wie Wasserstoff feststellen, auf der Hessung einer Po1stergasprobe, in welcher der Wasserstoff durch das Vorhandensein des trägen Gases Stickstoff verunreinigt ist, so daß bei der Feststellung eine geringe Empfindlichkeit vorliegt, und zwar im Gegensatz zu dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher eine Probe Von reinem Wasserstoffgas errebht wird, welche dem Partialdruck des Wasserstoffes im Gaspolster entspricht. WieVarious other scanning and testing devices are commercially available to scan the cushion gas and have been used as a means of detecting initial electrical faults ¹ in an electrical device. Some of these known commercial devices and systems for detecting emerging defects are of the discontinuous type. This means that they sample the gas at periodic intervals such that it is sampled once every eight hours or once every 24 hours, although a known, commercially available sampling device performs continuous analysis for faults that arise. However, all of the devices currently commercially available for this purpose require periodic maintenance or calibration and, moreover, all known devices of the hydrogen or combustion gas sensing type are very expensive. In addition, known commercially available scanning devices for the determination of occurring errors of the kind that determine the presence of flammable gases such as hydrogen, based on the measurement of a Po1stergasprobe in which the hydrogen is contaminated by the presence of the inert gas nitrogen, so that when a low sensitivity is present, in contrast to the method and the device according to the invention, in which a sample of pure hydrogen gas is obtained which corresponds to the partial pressure of the hydrogen in the gas cushion. As

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hinreichend bekannt ist, ist der Partialdruck derjenige Druck, den jedes Gas in einem Gemisch getrennt ausübt. V/eitere Nachteile einiger, der bekannten Ermittlungssysteme für entstehende Fehler bestehen darin, daß sie während der Anwendung zusätzliches Stickstoffgas erfordern, und bei wenigstens einem System ist es erforderlich, daß zusätzlicher Stickstoff dem Gaspolster zugefügt wird.As is well known, the partial pressure is the pressure that each gas in a mixture exerts separately. Other disadvantages of some of the known detection systems faults that arise are that they require additional nitrogen gas during use, and at least one system requires that additional nitrogen be added to the gas cushion.

Weiterhin ist es bei den meisten bekannten System zur Ermittlung anfänglicher Fehler derjenigen Art, Vielehe auf das Vorhandensein von Wasserstoff oder brennbarem Gas in dem Gaspolster ansprechen, erforderlich, daß ein sorgfältig thermostatisierter auf konstanter Temperatur befindlicher Prüfraum vorhanden ist.Furthermore, most known systems for identifying initial errors of the type are polygamous To address the presence of hydrogen or flammable gas in the gas cushion, that a careful response thermostated test room at constant temperature is available.

Demgemäß besteht ein Bedürfnis nach einer preiswerten' kontinuierlichen Überwachungseinrichtung, die robust, empfindlich und genau ist und welche die Nachteile der oben beschriebenen bekannten Einrichtungen nicht aufweist.Accordingly, there is a need for an inexpensive ' continuous monitoring device that is robust, sensitive and accurate and what the disadvantages of the does not have known devices described above.

Demgemäß besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung des Vorhandenseins von Wasserstoffgas zu schaffen.Accordingly, it is an object of the invention to provide an improved apparatus and method for monitoring the Creation of the presence of hydrogen gas.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine verbesserte Überwachungsvorrichtung für anfängliche elektrische Fehler geschaffen werden, welche bei einer elektrischen Einrichtung derjenigen Art anwendbar ist, die durch Isolationsmaterialien isoliert ist, beispielsweise durch ein Ölpapierisolationssystem, welche Wasserstoff enthalten.Another object of the invention is to provide an improved monitoring device for initial electrical faults that occur in an electrical device of the kind that is insulated by insulation materials, for example by an oil paper insulation system, is applicable, which contain hydrogen.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Überwachungseinrichtung für anfängliche elektrische Fehler in einer elektrischen Furthermore, according to the invention, a monitoring device for initial electrical faults in an electrical

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Anordnung geschaffen werden, die eine kontinuierliche Überwachung liefert, die empfindlicher ist als in bekannten Überwachungseinrichtungen für anfängliche Fenler.Arrangement can be created which provides continuous monitoring which is more sensitive than in known ones Monitoring devices for beginning fenlers.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine kontinuierliche überwachungseinrichtung für anfängliche elektrische Fehler in einer elektrischen Einrichtung geschaffen werden, die weniger teuer und weniger kompliziert ist als die meisten kommerziell erhältlichen Einrichtungen und Systeme zur Überwachung anfänglicher Fehler und welche darüber hinaus im wesentlichen wartungsfrei ist.Furthermore, according to the invention, a continuous monitoring device for initial electrical faults is intended can be created in an electrical device that is less expensive and less complicated than most commercially available devices and systems for monitoring initial failures and what beyond is essentially maintenance free.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Einrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung des Vorhandenseins von Wasserstoffgas als ein Anzeichen eines entstehenden elektrischen Fehlers in einer elektrischen Einrichtung geschaffen werden, bei welcher eine Probe von reinem Wasserstoffgas in wirksamer Weise von dem übrigen Gas im Gaspolster der elektrischen Einrichtung für Überwachungszwecke abgesondert wird, und zwar proportional zum Partialdruck des Wasserstoffgases im Gaspolster.Furthermore, according to the invention, a device and a method for determining the presence of hydrogen gas are intended as an indication of a developing electrical fault in an electrical device which a sample of pure hydrogen gas in effective Manner is secreted from the remaining gas in the gas cushion of the electrical device for monitoring purposes, and although proportional to the partial pressure of the hydrogen gas in the gas cushion.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung des Vorhandenseins von Wasserstoffgas als ein Anzeichen eines entstehenden elektrischen Fehlers in einer elektrischen Einrichtung geschaffen werden, wobei der Partialdruck des Wasserstoffgases im Gaspolster oberhalb des ölpegels kontinuierlich überwacht wird.Furthermore, according to the invention, a device and a method for determining the presence of hydrogen gas are intended as an indication of an emerging electrical fault in an electrical device, wherein the partial pressure of the hydrogen gas in the gas cushion above the oil level is continuously monitored.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zur Ermittlung des Vorhandenseins von Wasserstoffgas als ein Anzeichen eines entstehenden elektrischen Fehlers geschaffen werden, welche sich automatisch zurückstellt, nachdem der Fehler beseitigt wurde.Furthermore, according to the invention, a device for determining the presence of hydrogen gas as an indication of a developing electrical fault which is automatically reset after the error has been eliminated.

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Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung eines anfänglichen elektrischen Fehlers in einer elektrischen Einrichtung derjenigen Art geschaffen werden, welche durch wasserstoffhaltige Isolationsmaterialien wie ein Ölpapier-Isolationssystem isoliert ist, wobei beim Auftreten eines anfänglichen elektrischen Fehlers Wasserstoff geliefert wird und wobei die elektrische Einrichtung ein aus einem trägen Gas bestehendes Polster über der dielektrischen Flüssigkeit wie Öl auf v/eist.Another object of the invention is to provide an improved method for determining an initial electrical fault be created in an electrical device of the type, which by hydrogen-containing insulation materials is insulated like an oil paper insulation system, with the When an initial electrical fault occurs, hydrogen is being supplied and the electrical device is on An inert gas cushion over the dielectric Liquid like oil on v / iced.

Zur Erreichung der obigen Ziele werden gemäß dex> Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Überwachung des Voriiandenseins von Wasser stoff gas geschaffen, und zwar insbesondere in Verbindung mit der Ermittlung von anfänglichen elektrischen Fehlern in einer elektrischen Einrichtung derjenigen Art, welche durch wasserstoffhaltige Isolationsmaterialien isoliert ist, wobei auch die kombination einer solchen überwachungseinrichtung mit einer solchen elektrischen Einrichtung eingeschlossen ist. Die "überwachungsvorrichtung laui'aßt ein geschlossenes hohles Elenent, bei welcliem wenigstens ein Teil der Wand desselben aus Paladium oder aus einer Paladiumlegierung besteht und in dem Gaspolster oberhalb des dielektrischen Fluids angeordnet ist, in welches die elektrische Einrichtung eingetaucht ist, wodurch vorzugsweise Wasserstoi'fgas durch den Bereich der aus Paladium oder einer Paladiumlegierung bestehenden Wand in das Innere des hohlen Elementes hindurchgeht, um auf diese Weise den Partialdruck des Wasserstoffgases im Gaspolster zu überwachen. Der Druck des Wasserstoffgases im Inneren des hohlen Elementes kann durch eine beliebige geeignete Druckanzeigeeinrichtung mit geeigneter Empfindlichkeit ermittelt werden, beispielsweise mit einer mechanischen Druckmeßeinrichtung, einem Pirani-Druckmeßgerät oder einer Thermoelementen-Meßeinrichtung. Ein vorgegebener Druck des Wasserstoffgases im Inneren desTo achieve the above goals, according to dex> Invention a method and a device for continuous monitoring of the presence of hydrogen gas created, in particular in connection with the detection of initial electrical faults in an electrical device of the kind which are caused by hydrogenous Isolation materials is insulated, including the combination of such a monitoring device with such electrical device is included. The "monitoring device laui 'adds a closed, hollow element which at least part of the wall thereof is made of palladium or a palladium alloy and in the gas cushion is arranged above the dielectric fluid in which the electrical device is immersed, whereby preferably Hydrogen gas through the area of the wall consisting of palladium or a palladium alloy into the interior of the Hollow element passes through in order to monitor in this way the partial pressure of the hydrogen gas in the gas cushion. Of the Pressure of the hydrogen gas inside the hollow member can be determined by any suitable pressure indicating device be determined with suitable sensitivity, for example with a mechanical pressure measuring device, a Pirani pressure measuring device or a thermocouple measuring device. A predetermined pressure of the hydrogen gas inside the

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hohlen. Elementes kann dazu verwendet werden, uia einen Alaru oder ein Signal auszulösen, welches den Zustand des beginnenden i'ehlers anzeigt. Die erfindungsgemäBe Vorrichtung stellt sicli automatisch zurück, da der Wasserstoffdruck im. Inneren der Hülle iu. Gleichgewicht mit dem reduzierten Partialöruci: des k'asserstofxes im Gaspolster ist, nachdem der Dehler behoben i/urde.caves. Element can be used to create a Alaru or trigger a signal that indicates the status of the beginning i'error. The device according to the invention resets itself automatically because the hydrogen pressure in the. Inside the case iu. Balance with the reduced Partialöruci: the k'asserstofxes is in the gas cushion, after the dehler fixed i / urde.

Lie Erfindung schafft somit eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung des Vorhandenseins von Wasserstoffgas, und sie ist insbesondere vorteilhaft anwendbarlui Verbindung nit der Ermittlung von anfänglichen elektrischen i'eiilern in einer elektrischen Einrichtung derjenigen Art, die durch wasserstoffhaltig^ Isolationsmaterialien isoliert ist sowie bei der kombination solcher Überwachungseinrichtungen mit solchen elektrischen Einrichtung en. Die Überwachungseinrichtung umfaßt ein geschlossenes hohles Element oder eine Hülle, welche wenigstens einen Bereich der Wand derselben aus laladium gebildet hat oder aas einer Pa la diimle gierung und in dem Gaspolster oberhalb des dielektrischen i'luids angeordnet ict, in welcneii die elektrische Einrichtung eingetaucht ist, so daß dadurch vorzugsweise Wasserstoffgas durch den laladiun- oder den Paladiumlegierungs-Wandbereich hindurchgeht, und zwar in das evakuierte Innere des hohlen Elementes, um dadurch den Partialdruck des Wasserstoffgases in Gaspolster zu überwachen. Der Druck des Wasserstoi'fgases im Inneren des hohlen Elementes kann durch eine beliebige geeignete Druckenzeigeeinrichtung angezeigt werden, beispielsweise durch eine mechanische Druckmeßeinrichtung, durca eine Pirani-Widerstandsmeßeinrichtung oder durch eine Therrnoelementenheßeinrichtung. Ein vorgegebener Druck des WasserstoffgasesThe invention thus creates an apparatus and a method for continuously monitoring the presence of hydrogen gas, and it is particularly advantageous applicable connection with the identification of initial electrical cables in an electrical installation of the kind caused by hydrogenated ^ insulation materials is isolated as well as when combining such monitoring devices with such electrical devices en. The monitoring device comprises a closed hollow element or a shell, which at least one Area of the wall of the same formed from laladium or aas a Pa la diim alloy and in the gas cushion above of the dielectric fluid is arranged in which the electrical device is immersed, so that thereby preferably hydrogen gas through the laladiund or the Palladium alloy wall portion passes into the evacuated interior of the hollow member to thereby the partial pressure of the hydrogen gas in gas cushions monitor. The pressure of the hydrogen gas inside the hollow element can be displayed by any suitable print indicating device, for example by a mechanical pressure measuring device, durca one Pirani resistance measuring device or by a thermal element measuring device. A predetermined pressure of the hydrogen gas

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im Inneren des hohlen Elementes kann dazu verwendet werden, um einen Alarm oder ein Signal auszulösen, welches den Zustand des "beginnenden Fehlers anzeigt. Aufgrund der lEatsache, daß der Paladium- oder der Paladiumlegierungs-Wandbereich Wasserstoff in beiden Eichtungen gleich gut durchläßt, stellt sich die erfindungsgemäße Torrichtung automatisch zurück, da der Wasserstoffdruck innerhalb der Mülle mit dem reduzierten Partialdruck des Wasserstoffes im Gaspolster ins Gleichgewicht kommt, nachdem der Fehler behoben vnirde.inside the hollow element can be used to to trigger an alarm or a signal, which indicates the state of the "beginning error. Due to the fact, that the palladium or the palladium alloy wall area If hydrogen passes equally well in both directions, the gate direction according to the invention arises automatically back because the hydrogen pressure is within the waste comes into equilibrium with the reduced partial pressure of the hydrogen in the gas cushion after the fault fixed vnirde.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:The invention is described below, for example, with reference to the drawing; in this shows:

Hg. 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Transformators, auf welchem eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Ermittlung eines beginnenden Fehlers angeordnet ist,Hg. 1 is a schematic representation of an electrical transformer on which an inventive Device for the determination of an incipient error is arranged,

Fig. 2 eine Detailansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Ermittlung eines beginnenden Sehlers, welche eine mechanisch betätigte Druckmeßeinrichtung aufweist, die den Partialdruck des.Wasserstoffgases anzeigt, welches in dem Gaspolster über der dielektrischen Fluidisolation vorhanden ist sowie einen mechanisch betätigten Druckschalter, um einen Alarm zu geben, wenn ein vorgegebener Partialdruck des Wasserstoffs im Gaspolster erreicht ist,Fig. 2 is a detailed view of an embodiment of the invention Device for the determination of an incipient error, which mechanically operated Having pressure measuring device which indicates the partial pressure of the hydrogen gas which is in the gas cushion is present over the fluid dielectric isolation and a mechanically operated pressure switch to give an alarm when a predetermined partial pressure of the hydrogen in the gas cushion is reached,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Einrichtung gemäß Fig. 2, welche die Vorderseite der Druckanzeigeeinrichtung darstellt,Fig. 3 is a partially sectioned side view of the device according to Fig. 2, which shows the front of the pressure display device,

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4- eine detailierte scheciatische Ansicht der inneren Konstruktion des Schalters gemäß Pig. 2 für den absoluten Druck,4- a detailed scheciatical view of the interior Construction of the switch according to Pig. 2 for absolute pressure,

j?ig. 5 ein schematisches Verdrahtungsdiagramm der elektrischen Schaltung, welche im erfindungsgemäßen Wasserstoff üb erwachungs sy st em verwendet werden kann,j? y. 5 is a schematic wiring diagram of the electrical Circuit which can be used in the hydrogen monitoring system according to the invention,

Mg. 6 eine grafische Darstellung, welche die lineare Beziehung zwischen dem Druck innerhalb des Paladiumrohres über dem Prozentsatz an Hp im Stickstoffpolster bei atmosphärischem Druck wiedergibt,Mg. 6 is a graph showing the linear relationship between the pressure within the palladium tube represents the percentage of Hp in the nitrogen cushion at atmospheric pressure,

j?ig. 7 einen Schnitt einer bevorzugten doppelwandig en Wasserstoff-Überwachungssonde mit dem zugehörigen Heizelement,j? y. 7 shows a section of a preferred double-walled en Hydrogen monitoring probe with the associated heating element,

i'ig. 8 eine schematische Darstellung, welche die Verbindung eines Pirani-Heßinstrumentes in einer modifizierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems darstellt, i'ig. 8 is a schematic diagram showing the connection of a Pirani measuring instrument in a modified one Represents embodiment of the system according to the invention,

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Wheatstone-Brückenschaltung, in welche das Pirani-Keßgerät gemäß Fig. eingeschaltet sein kann, und9 shows a schematic representation of a Wheatstone bridge circuit, in which the Pirani Keßgerät can be switched on according to FIG., and

Fig. 10 eine teilweise im Aufriß und teilweise im Schnitt gezeichnete Darstellung, welche den Anschluß eines Thermoelementen-Iießgerätes in einer v/eiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Überwachung eines beginnenden Fehlers darstellt.Fig. 10 is an illustration partly in elevation and partly in section showing the connection of a Thermocouple flow device in a further embodiment represents the system according to the invention for monitoring an incipient error.

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Die Vorrichtung, das System und das Verfahren gemäß der Erfindung beruhen auf der hinreichend bekannten einzigartigen Fähigkeit von Paladiummetall, Wasserstoffgas vorzugsweise bei verhältnismäßig niedrigen Paladiummetalltemperaturen durchzulassen und weiterhin auf der Tatsache, daß bekanntlich Wasserstoff das vorwiegend verbreitet auftretende Gasprodukt ist, welches im Stickstoffpolster für alle bekannten Transformatorenfehler auftritt. Die Fähigkeit, Wasserstoffgas vorzugsweise durchzulassen, ist auch in geringerem haß bei jtiisen und Hiekel vorhanden, jedoch bei höheren Temperaturen für eine vorgegebene Diffusionsrate des Gases durch das l'ietall, als es bei Faladium der Fall ist. Die Ergebnisse der anfänglichen Untersuchungen von Graham und anderen Forschern, welche ihm gefolgt sind, haben gezeigt, daß dennoch, obwohl Wasserstoff in der Lage ist, die meisten Hetallgitter zu durchdringen, reines Paladium und bestimmte Legierungen des Paladiums die einzigen Metalle sind, in welchen eine rasche Diffusion des Wasserstoffes bei mäßigen Drücken und Temperaturen erfolgt. Hierzu wird auf folgende Literaturstellen hingewiesen: Graham, T.: "Collected Chemical and Physical üesearches", Verlag E. Angus Smith, EdenburgL, 1oV6; "UltrajTure Hydrogen by Diffusion Through Palladiuu Alloys" von J.B. Hunter, vorgetragen anläßlich des Produktionssymposiums der American Chemical Society, Petroleum Division heeting, Hew York, Herbst 1963» J. B. Hunteri Platinum Ketals üeview, 4- 13O₅ 1960. Einige der Hauptergebnisse der obigen Untersuchungen, welche für die Erfindung wesentlich sind, sollen nachfolgend zusammengefaßt werden:The apparatus, the system and the method according to the invention are based on the well-known unique ability of palladium metal to pass hydrogen gas preferably at relatively low palladium metal temperatures and further on the fact that hydrogen is known to be the predominantly occurring gas product, which in the nitrogen cushion for all known Transformer failure occurs. The ability to preferentially pass hydrogen gas is also present to a lesser extent in the case of Jtiisen and Hiekel, but at higher temperatures for a given diffusion rate of the gas through the metal than is the case with faladium. The results of the initial investigations by Graham and other researchers who followed him have shown that although hydrogen is able to penetrate most metal lattices, pure palladium and certain alloys of paladium are the only metals in which one is rapid diffusion of hydrogen takes place at moderate pressures and temperatures. In this regard, reference is made to the following literature: Graham, T .: "Collected Chemical and Physical Researches", Verlag E. Angus Smith, EdenburgL, 10V6; "UltrajTure hydrogen by diffusion through Palladiuu Alloys" by JB Hunter, presented on the occasion of the production symposium of the American Chemical Society, Petroleum Division heeting, Hew York, Fall 1963 »JB Hunteri Platinum ketal üeview, 4- 13O _5, 1960. Some of the main results of the above tests which are essential for the invention are to be summarized below:

(1) Die Wasserstoff-Diffusionsrate ändert sich direkt mit der Oberfläche der Faladiummembran, wie aus der nachfolgenden Gleichung hervorgeht:(1) The hydrogen diffusion rate changes directly with the surface of the faladium membrane as shown in the following Equation shows:

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BAD ORlQSNAtBAD ORlQSNAt

dVdV

= -D dc , wobei:= -D dc, where:

V « Volumen des pro Zeiteinheit diffundierten Wasserstoffes, A = Fläche des DiffusionsbereicliesV «volume of hydrogen diffused per unit of time, A = area of the diffusion area

dede

^ = Wasserstoff-Konzentrationsgradient^ = Hydrogen concentration gradient

über die Paladiumwand = Diffusionskonstante für Paladiumacross the palladium wall = diffusion constant for palladium

(2) Me Wasserstoff-Diffusionsrate ändert sich exponentiell mit der Temperatur der Paladiummeiobran. Die Aktivierungsenergie für die Wasserstoffdiffusion wird angegeben mit etwa 5>5 kcal/gmol bei 400 ⁰C und mit 17,8 kcal/gmol bei 145 ⁰C(2) Me hydrogen diffusion rate changes exponentially with the temperature of the palladium meiobran. The activation energy for hydrogen diffusion is estimated at about 5> 5 kcal / gmol kcal at 400 ⁰ C and 17.8 / gmol at 145 ⁰ C

(3) Bei hohem Wasserstoffdruck (größer als 7 kp/cm absolut (100 psig)), ändert sich die Wasserstoff-Diffusionsrate durch das Paladium direkt mit der Quadratwurzel der Partialdrücke von Wasserstoff auf den zwei Seiten der Paladiummembran. Bei dem verhältnismäßig niedrigem Druck des Wasserstoffes, wie er in der Erfindung in der vorliegenden Anwendung verwendet wird (0 bis 0,105 kp/cm absolut (0 bis 1.5 pounds per square inch absolute)), hat sich durch experimentelle Untersuchungen im Rahmen der Entwicklungsarbeit im Zusammenhang mit der Erfindung sowie auch von anderen Seiten gezeigt, daß die Wasserstoff-Diffusion fast linear mit dem Wasserstoffdruckunterschied über das Paladium verläuft.(3) At high hydrogen pressure (greater than 7 kp / cm absolute (100 psig)), the rate of hydrogen diffusion through the palladium changes directly with the square root of the partial pressures of hydrogen on the two sides of the palladium membrane. At the relatively low pressure of hydrogen, as used in the invention in the present application (0 to 0.105 kgf / cm absolute (0 to 1.5 pounds per square inch absolute)), has been related to experimental investigations in the context of development work shown with the invention as well as from other sides that the hydrogen diffusion almost linearly with the hydrogen pressure difference runs across the Paladium.

(4) Die Wasserstoff-Diffusionsrate ändert sich umgekehrt zu der Stärke der Paladiummembran.(4) The hydrogen diffusion rate changes inversely to the strength of the palladium membrane.

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In der J?ig. 1 ist ein elektrischer Transformator dargestellt, welcher in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist, der einen Tank 12 aufweist, in welchem ein elektrischer Transformator angeordnet ist, der in seiner Gesamtheit mit 14 bezeichnet ist, welcher einen magnetischen Kern 16 undIn the year. 1 shows an electrical transformer, which is designated in its entirety by 10, which has a tank 12 in which an electrical transformer is arranged, which is designated in its entirety with 14, which has a magnetic core 16 and

Hp cli- und
elektrische/tTiederspannungswicklungen aufweist, die m ihrer Gesamtheit mit 18 bezeichnet sind. Die elektrischen Wicklungen sind in geeigneter Weise mit Durchführungen 20 verbunden, welche sich durch den Deckel 22 des Transformatortanks hindurch erstrecken.Hp cli- and
electrical / t low-voltage windings, which are designated by 18 m in their entirety. The electrical windings are suitably connected to bushings 20 which extend through the cover 22 of the transformer tank.

Der Transformator 14 ist in dem Tank in eine dielektrische isolierende Flüssigkeit wie öl eingetaucht, die insgesamt bei 24 dargestellt ist, in deren molekularer Zusammensetzung Wasserstoff enthalten ist. Der Pegel des Öls 24 im Tank ist derart gewählt, daß über dem oberen Pegel des Öls 24 noch ein freier Raum für ein Polster 26 eines tragen Gases wie Stickstoff verbleibt. Das Gaspolster 26 kann ein Volumen aufweisen, welches beispielsweise etwa 13 °/o des Volumens des Öls 24 ausmacht. Der Transformator 14 enthält auch andere wasserstoffhaltige Isolationsmaterialien wie eine Papierisolation. Das Öl-Papier-Isolationssystem liefert Wasserstoffgas als Produkt beim Auftreten verschiedener üblicher elektrischer Fehler im Transformator.The transformer 14 is immersed in the tank in a dielectric insulating liquid such as oil, shown as a whole at 24, in the molecular composition of which hydrogen is included. The level of the oil 24 in the tank is selected such that a free space for a cushion 26 of a carried gas such as nitrogen still remains above the upper level of the oil 24. The gas cushion 26 can have a volume which, for example, makes up approximately 13% of the volume of the oil 24. The transformer 14 also contains other hydrogen-containing insulation materials such as paper insulation. The oil-paper insulation system provides hydrogen gas as a product when various common electrical faults occur in the transformer.

Die Überwachungseinrichtung gemäß der Erfindung ist allgemein bei 2o dargestellt und ist auf dem Deckel 22 des Transforlaatortanks in der Weise angebracht, daß das Gasdiffusionselement 32 der überwachungseinrichtung sich in das Gaspolster 26 hinein erstreckt.The monitoring device according to the invention is shown generally at 20 and is on the cover 22 of the transformer tank attached in such a way that the gas diffusion element 32 of the monitoring device is in the gas cushion 26 extends into it.

Wie αι.· besten aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist eine Befesti^m.n^splatte 30 stax'r an der Oberfläche des Deckels 22As can be seen best from FIGS. 2 and 3, there is one Attach ^ m.n ^ plate 30 stax'r to the surface of the lid 22

209833/0773 ^BAD ORIGINAL209833/0773 ^BAD ORIGINAL

des Transformatortanks "befestigt, und das Gasdiffusionsroiir 32 und die Schutzbefestigungsanoronung sowie die allgemein bei 34 dargestellte Halterung derselben erstrecken sich durch eine geeignete Durchführung 3& iai 'I'ransformatortankdeckel 22 sowie durch eine in geeigneter Weise mit Gewinde versehenen Durchführung 38 in der Befestigungsplatte 30. Die Halterungsanordnung 34 umfaßt ein mit Außengewinde versehenes Steckerelement 40, welches an der Verlängerung 44 des Rohres 32 befestigt ist, wobei das Steckereiement 40 in die Gewindedurchführung 38 in der Befestigungsplatte 30 eingeschraubt ist. Der mit Gewinde versehene Stecker 40 ist mit einem Sechskantkopf 42 ausgestattet, um die Drehung des Steckers mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges zu erleichtern.of the transformer tank "attached, and the gas diffusion opening 32 and the protective fastening anoronung as well as the bracket generally shown at 34 extend the same through a suitable bushing 3 & iai '' transformer tank cover 22 and through a suitably threaded passage 38 in the mounting plate 30. The support assembly 34 includes an externally threaded connector element 40 which is attached to the Extension 44 of the tube 32 is attached, the plug-in element 40 in the threaded passage 38 in the Mounting plate 30 is screwed in. The one with the thread provided plug 40 is equipped with a hexagonal head 42 to the rotation of the plug with the help of a suitable tool to facilitate.

Das 'Gasdiffusionselement 32 ist in der veranschaulichten Ausführungsform ein dünnwandiges Hohr, welches an einem Ende offen und an seinem gegenüberliegenden Ende geschlossen ist und vorzugsweise aus Paladium oder einer geeigneten Paladiumlegierung wie einer Paladium-Silber-Legierung oder einer Paladium-Platin-Legierung besteht und beispielsweise einen Außendurchmesser von 1,25 cm (0,5 inch) aufweist, etwa 5 cm (two inches) lang ist und eine Wandstärke von etwa 0,125 mm (0.005 inch) aufweist. In der veranschaulichten Ausführungsform ist das Hohr oder die Sonde 32 am unteren Ende geschlossen und am oberen Ende offen, und zwar zum Anschluß an ein Druckmeß- und Anzeigegerät. In einer hergestellten und erfolgreich eingesetzten Ausführungsform wurde ein Paladiumlegierungsrohr verwendet, welches aus etwa 75 Gew.% Paladium und 25 Gew.% Silber bestand. Die Gasdiffusionssonde oder das Gasdiffusionsrohr 32 kann auch aus reinem Paladium hergestellt sein. Ein aus einer Paladiumlegierung hergestelltesThe gas diffusion member 32 is illustrated in FIG Embodiment a thin-walled Hohr, which is open at one end and closed at its opposite end and is preferably made of palladium or a suitable palladium alloy such as a palladium-silver alloy or is made of a palladium-platinum alloy and has, for example, an outer diameter of 1.25 cm (0.5 inch), is about 5 cm (two inches) long and has a wall thickness of about 0.125 mm (0.005 inches). In the illustrated Embodiment is the Hohr or the probe 32 at the bottom Closed at the end and open at the top, for connection to a pressure measuring and display device. In a manufactured and successfully used embodiment, a palladium alloy tube was used, which consists of about 75 wt. Paladium and 25% by weight silver. The gas diffusion probe or the gas diffusion tube 32 can also be made of pure palladium be made. One made from a palladium alloy

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Rohr 32, wie beispielsweise die obige Paladium-Silber-Legierung, hat gegenüber einem aus reinem Paladium hergestellten Hohr 32 verbesserte Lebensdauereigenschaften.Tube 32, such as the above palladium-silver alloy, Compared to a Hohr 32 made from pure palladium, it has improved service life properties.

Während das hier beschriebene und dargestellte Gasdiffusionselement die Form eines Hohlrohres oder einer Sonde 32 aufweist, die an einem Ende geschlossen und an dem gegenüberliegende Ende geöffnet ist, um eine hohle Kammer festzulegen, könnte offensichtlich das Gasdiffusionselement andere geometrische Formen annehmen, die einen hohlen Innenraum oder eine hohle Kammer aufweisen, in welche Wasserstoff hineindiffundieren kann, bis der Druck des Wasserstoffgases in dem Eohr 32 gleich dem Partialdruck des Wasserstoffgases in dem Gaspolster oberhalb des ölpegels in dem Transformatorgehäuse ist.While the gas diffusion element described and illustrated here has the shape of a hollow tube or a probe 32, which is closed at one end and open at the opposite end to define a hollow chamber, the gas diffusion element could obviously be other assume geometric shapes that have a hollow interior or chamber into which hydrogen can diffuse in until the pressure of the hydrogen gas in the Eohr 32 equals the partial pressure of the hydrogen gas in the gas cushion above the oil level in the transformer housing is.

Obwohl auch bei der veranschaulichten Ausführungsform der gesamte Körper oder die gesamte Wand des Hohlrohres oder der Sonde 32 aus Paladium oder einer Paladiumlegierung hergestellt ist, liegt es dennoch im Bereich der Erfindung, nur einen vorgegebenen Wandbereich des hohlen Gasdiffusionselementes aus Paladium oder einer Paladiumlegierungsmembran herzustellen, während der übrige Teil des hohlen Körpers aus einem anderen Haterial besteht.Although in the illustrated embodiment, the entire body or the entire wall of the hollow tube or the probe 32 is made of palladium or a palladium alloy, it is nevertheless within the scope of the invention only a given wall area of the hollow gas diffusion element made of palladium or a palladium alloy membrane while the remainder of the hollow body is made of a different material.

Um schließlich die Länge des Rohres oder der Sonde 32 auszudehnen, und zwar zum Anschluß an ein Druckmeßgerät und einen nachfolgend zu beschreibenden Druckschalter, ist das Verlängerungsrohr 44 aus einem geeigneten Metall wie Hickel oder Kupfer und mit einem Außendurchmesser, welcher dem des Rohres 32 entspricht, jedoch mit einer größeren Wandstärke, beispielsweise etwa 0,75 nun (0.03 inch) mit dem oberen Ende des Rohres 32 gemäß der Darstellung bei 45 durch Lötung oder eine andere geeignete leckdichte Verbindung vereinigt.Finally, to extend the length of the tube or probe 32 for connection to a pressure gauge and a pressure switch to be described below, the extension tube 44 is made of a suitable metal such as Hickel or copper and with an outer diameter which corresponds to that of the tube 32, but with a larger one Wall thickness, for example about 0.75 now (0.03 inch) with the upper end of the tube 32 as shown at 45 through Solder or other suitable leak-proof connection combined.

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Um das dünnwandige Rohr 52 gegen Beschädigungen zu schützen, wobei Jedoch zugleich der freie und unbehinderte Zugang des Gaspolsters zu der äußeren Oberfläche des Rohres 32 ermöglicht wird, umfaßt die allgemein bei 34 dargestellte Halterungsanordnung eine Vielzahl von Stäben 46, welche in Umfangsrichtung auf Abstand zueinander um den Außenumfang des Rohres 32 herum und in radialem Abstand zu demselben angeordnet sind, um eine käfigähnliche Schutzhülle um das Rohr 32 herum zu bilden. Als größerer Schutz kann ein perforiertes Hetallsieb ebenfalls käfigähnlich um die Stäbe herum gelegt sein.To protect the thin-walled tube 52 from damage, At the same time, however, free and unimpeded access of the gas cushion to the outer surface of the tube 32 includes that shown generally at 34 Mounting arrangement a plurality of rods 46, which in the circumferential direction at a distance from one another around the outer circumference of the tube 32 around and at a radial distance from the same are arranged to form a cage-like protective cover around the tube 32. As greater protection can a perforated metal screen can also be placed around the bars in a cage-like manner.

Um das Paladiumrohr 32 auf eine geeignete Betriebstemperatur im Hinblick auf eine rasche Wasserstoffdiffusion durch die Wand des Rohres aufzuheizen, ist eine geeignete interne Heizeinrichtung 48 vorgesehen (siehe Fig. 3)· Die interne Heizeinrichtung 48 kann beispielsweise, hergestellt sein, indem ein Standardheizlegierungsdraht um einen Porzellanoder Keramikisolator herum gewickelt wird. Beispielsweise liefert ein Chromel-Draht (B & S gauged20) mit einer Länge von etwa 25 cm (10 inch) Paladiumrohrtemperaturen von 100 bis 300 ⁰O. Dazu waren jeweils elektrische Leistungen von 7 und 22 Watt erforderlich. Die Heizdrahtleitung/fö können durch eine in geeigneter Weise abgedichtete Armatur 52 hindurchgefiüirt sein, welche mit dem oberen Bereich der aus Wickel oder Kupfer bestehenden Hohlrohr__yerlängerung verbunden sind.In order to heat the palladium tube 32 to a suitable operating temperature with a view to rapid hydrogen diffusion through the wall of the tube, a suitable internal heater 48 is provided (see FIG Porcelain or ceramic insulator is wrapped around it. For example, provides a chromel wire (B & S gauged20) having a length of about 25 cm (10 inch) Paladiumrohrtemperaturen of 100 to 300 ⁰ O. These electric powers of 7 and 22 watts each were required. The heating wire line / fö can be passed through a suitably sealed fitting 52, which is connected to the upper region of the hollow tube extension made of winding or copper.

JEe hat sich gezeigt, daß bei Verwendung eines Paladiumrohres oder eines Paladiumlegierungsrohres 32 annehmbare Gleichgewichtszeiten resultieren, wenn das Rohr 32 bei einer Temperatur von nicht höher als 115 ⁰C betrieben wird, undIt has been found that when using a palladium tube or a palladium alloy tube 32, acceptable equilibrium times result when the tube 32 is operated at a temperature not higher than 115 ^° C., and

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es wurden keine schädlichen Umgebungsergebnisse beobachtet, wenn das Rohr bei einer Temperatur von 300 ⁰O betrieben wurde. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein bevorzugter Temperaturbereich im Betrieb des Rohres 32 etwa 125 ⁰O bis 200 ⁰O einschließlich umfaßt. Die "Gleichgewichtszeit" ist diejenige Zeit, welche erforderlich ist, daß der Wasserstoff aus dem Gaspolster 26 durch die Wand des Rohres oder der Sonde 32 diffundiert, bis der Druck des Wasserstoffgases im Inneren des Rohres 32 gleich dem Partialdruck des Wasserstoffgases im Gaspolster 26 ist (siehe Fig. 1).no detrimental environmental results were observed when the tube was operated at a temperature of 300 ^° C. It has, however, been shown that a preferred temperature range during operation of the tube 32 including comprising about 125 to 200 ⁰ O ⁰ O. The "equilibrium time" is the time required for the hydrogen from the gas cushion 26 to diffuse through the wall of the tube or probe 32 until the pressure of the hydrogen gas inside the tube 32 is equal to the partial pressure of the hydrogen gas in the gas cushion 26 ( see Fig. 1).

Unter solchen Umständen, unter denen erheblich erhöhte Gleichgewichtszeiten akzeptabel sind, wäre es möglich, das Paladiumrohr oder das Paladiumlegierungsrohr 32 ohne Verwendung eines Heizelementes wie 48 zu verwenden. In diesem Falle würde das Rohr 32 durch das Stickstoffkissen des Transformators geheizt. Normalerweise ist diese Betriebsart jedoch nicht zu empfehlen, und zwar vom Standpunkt der Qualitätsüberwachung aus.In such circumstances, under which significantly increased Equilibrium times are acceptable, it would be possible to use the palladium tube or the palladium alloy tube 32 without Use a heating element like 48 to use. In this case, the tube 32 would by the nitrogen cushion of the Transformer heated. Normally, however, this mode of operation is not recommended, from the standpoint of the Quality monitoring off.

Ein allgemein bei 54 dargestelltes mechanisches Druckmeßgerät ist auf einer Wand der Hülle oder des Gehäuses 28 angebracht, wobei die Skala 56 der Druckmeßeinrichtung derart angebracht ist, daß sie in der Wand des Gehäuses liegt, auf welchem die Druckmeßeinrichtung angebracht ist. Die Druckmeßeinrichtung 54- ist durch ein Metallrohr 57 mit dem Inneren des Rohres 44· durch eine geeignete Armatur verbunden. Somit ist die Druckmeßeinrichtung 54 dem Innendruck des Paladiumrohrs 32 und des Rohrs 44 ausgesetzt, welches mit demselben in Verbindung steht. Die Druckmeßeinrichtung 54 kann einen Keßbereich von beispielsweise Null bis 50 mm Hg absolut (oder Torr absolut) aufweisen. In alternativer Weise kann die Druckeinrichtung in Prozent Wasserstoffgas imA mechanical pressure gauge, shown generally at 54, is on a wall of the shell or housing 28 attached, the scale 56 of the pressure measuring device such is mounted so that it lies in the wall of the housing on which the pressure measuring device is mounted. the Pressure measuring device 54- is through a metal tube 57 with the Inside the tube 44 · connected by a suitable fitting. Thus, the pressure measuring device 54 is the internal pressure of the Palladium tube 32 and the tube 44 exposed, which with is related to the same. The pressure measuring device 54 may have a Keß range of, for example, zero to 50 mm Hg absolute (or Torr absolute). In an alternative way can the pressure device in percent hydrogen gas in

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Gaspolster kalibriert sein. Es kann eine beliebige Druckmeßeinrichtung 54 verwendet werden. Mn Beispiel für eine verwendbare Druckraeßeinrichtung ist die mit einer Skala versehene und barometrisch unabhängige Meßeinrichtung "Speedivac", hodell CG3, hergestellt von Edwards Instruments Limited, Manor Koyal, Crawley, Sussex, England. Diese Einrichtung ist beschrieben in der Betriebsanleitung K07662/1 vom September 1964. Diese obige Druckmeßeinrichtung unifaßt ein evakuiertes und abgedichtetes Aneroid, welches mechanisch mit einem Zeiger verbunden ist und in einem fretallkörper eingekapselt ist. Die Kammer , welche das Aneroid enthält, steht mit dem Innendruck des Rohres 32 in Verbindung und ist gegen die Atmosphäre abgedichtet, so daß das Aneroid von atmosphärischen Druckschwankungen nicht beeinflußt wird.Gas cushion must be calibrated. Any pressure measuring device can be used 54 can be used. Mn example of a usable Druckraeßeinrichtung is the one with a scale equipped and barometrically independent measuring device "Speedivac", model CG3, manufactured by Edwards Instruments Limited, Manor Koyal, Crawley, Sussex, England. This facility is described in the operating instructions K07662 / 1 from September 1964. This above pressure measuring device is unifold an evacuated and sealed aneroid, which is mechanically connected to a pointer and in a metal body is encapsulated. The chamber containing the aneroid is in communication with the internal pressure of the tube 32 and is sealed against the atmosphere so that the aneroid is not influenced by fluctuations in atmospheric pressure.

Die Gleichgewichtszeit, welche erforderlich ist, damit sich der Wasserstoffdruck in dem Paladiumrohr-Druckmeßsystem mit dem Partialdruck im Stickstoffkissen ausgleicht, wird durch die Verwendung eines Meßgerätes mit niedrigem Volumen auf ein Minimum gebracht, wie es beispielsweise das oben erwähnte Meßgerät "Speedivac" darstellt. Wenn beispielsweise ein Paladiumrohr mit 0,61 cm (0,24 inch) Durchmesser und einer Länge von 7 »5 cm (3 inches) an eine Druckmeßeinrichtung mit einem Volumen von 240 Kubikzentimetern angeschlossen wird, waren die folgenden Zeiten erforderlich, um eine 1 %ige Wasserstoffkonzentration im Stickstoffgas bei einer Atmosphäre Druck zu erreichen, und zwar bei 2 verschiedenen Paladiumrohrtemperaturen: The equilibrium time required for the hydrogen pressure in the palladium tube pressure measurement system to rise with the partial pressure in the nitrogen cushion is balanced by the use of a low volume meter brought to a minimum, as shown, for example, by the "Speedivac" measuring device mentioned above. For example, if a palladium tube 0.61 cm (0.24 inch) in diameter and 7 »5 cm (3 inches) long to a pressure gauge with a volume of 240 cubic centimeters connected, the following times were required to make a 1% To achieve hydrogen concentration in nitrogen gas at one atmosphere pressure, namely at 2 different palladium tube temperatures:

Paladiumrohrtemperatur Erforderliche Gleichgewichts-Palladium tube temperature Required equilibrium

zeit (Sekunden)time (seconds)

200 ⁰C 150200 ⁰ C 150

130 ⁰C 700130 ⁰ C 700

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Wie aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, ist das obere Ende des Rohres 44 in geeignet abgedichteter Weise mit einem evakuierten und hermetisch abgedichteten Balg 64 eines einstellbaren Druckschalters verbunden, der allgemein bei 58 dargestellt ist, welcher im Gehäuse 60 angebracht ist, das seinerseits innerhalb der Hülle 2o untergebracht ist. Das untere Ende des Balges 64 ist an der unteren Seitenwand 67 des Gehäuses 60 befestigt. Das Innere des Gehäuses 60 steht unter atmosphärischem Druck.2 and 4, the upper end of tube 44 is suitably sealed connected to an evacuated and hermetically sealed bellows 64 of an adjustable pressure switch, shown generally at 58 , which is mounted in housing 60, which in turn is housed within the shell 2o. The lower end of the bellows 64 is attached to the lower side wall 67 of the housing 60. The interior of the housing 60 is under atmospheric pressure.

Weiterhin ist ee in dem Gehäuse 60 in vertikaler Ausrichtung zu dem unteren Balg 64 ein zweiter oder oberer Balg 66 angeordnet, dessen oberes Ende an der oberen Wand 68 des Gehäuses angebracht ist. Der Balg 66 ist hermetisch abgedichtet und enthält im Inneren einen vorgegebenen Besugsgasdruck derart, daß er beispielsweise einer Atmosphäre entspricht. Das untere Ende des oberen Balges 66 ist mechanisch mit dem oberen Ende des unteren Balges 64 verbunden, und zwar über einen Gewindestift 70 derart, daß die zwei Bälge 64 und gegeneinander arbeiten und die Bewegung von einem der Balge automatisch dem anderen Balg mitgeteilt wird. Ein Arm 74 ist an dem Stift 70 befestigt und erstreckt sich seitlich von demselben weg. Ein vertikal einstellbares Schalterbetätigungselement 76 ist auf dem Arm 74 befestigt.Furthermore, ee in the housing 60 is in a vertical orientation to the lower bellows 64, a second or upper bellows 66 is arranged, the upper end of which is attached to the upper wall 68 of the Housing is attached. The bellows 66 is hermetically sealed and contains a predetermined suction gas pressure inside such that it corresponds, for example, to an atmosphere. The lower end of the upper bellows 66 is mechanically with connected to the upper end of the lower bellows 64, via a threaded pin 70 such that the two bellows 64 and work against each other and the movement of one of the bellows is automatically communicated to the other bellows. One arm 74 is attached to pin 70 and extends laterally therefrom. A vertically adjustable switch actuator 76 is attached to the arm 74.

Ein allgemein bei 72 dargestellter Hikroschalter ist auf der Rückwand 75 ctes Gehäuses 60 angeordnet, wobei der Mikroschalter 72 einen Kontakt 72a umfaßt, der in dem Weg der vertikalen Bewegung des einstellbaren Schalterbetätigungselementes 76 liegt. Das Schalterbetätigungselement 76 ist ein Gewindeelement, welches mit einem Gewindedurchgang imA microswitch, shown generally at 72, is on the rear wall 75 ctes housing 60 arranged, the microswitch 72 includes a contact 72a which is in the path of vertical movement of the adjustable switch actuator 76 lies. The switch actuator 76 is a threaded element, which with a thread passage in the

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Arm 74 derart im Eingriff stellt, daß das mit Schraubengewinde versehene Element 76 i& "bezug auf den Arm 74 relativ einstellbar ist, so daß auf diese Weise eine Einstellung in bezug auf den Xontakt 72a auf dem Mikroschalter 72 gegeben ist.Arm 74 is engaged so that the screw thread provided element 76 i & ″ with respect to arm 74 is relatively adjustable, so that in this way an adjustment with respect to the Xontakt 72a on the microswitch 72 is given.

Unter normalen Betriebsbedingungen der überwachten Einrichtung ist sowohl das Innere der Bälge 64 als auch das Innere der Rohre 32 und 44 unter im wesentlichen Vakuumbedingungen· Unter dieser Betriebsbedingung verursacht der Druck im Bezugsbalg 66, daß der Balg 66 sich gegen den evakuierten Balg 64 ausreichend abwärts bewegt, um das Schalterbetätigungselement 76 dazuzubringen, um mit dem Kontakt 72a des Hikroschalters 72 in Eingriff zu gelangen, um den Mikroschalter 72 in eine Stellung zu betätigen, in welcher ein Warnlicht oder ein Alarmsignal 110 (siehe Fig. 5) nicht erregt wird. Wenn jedoch der Wasserstoffdruck im Inneren des Paladiumrohres oder des Paladiumlegierungsrohres 52 und somit im Bohr 44 einen Wert annimmt, der einen Fehler der Einrichtung anzeigt, welche überwacht wird, ist der Druck im unteren Balg 64 ausreichend, um den Balg 64 g^e6^en den Bezugsbalg 66 auereichend aufwärts zu bewegen, um das Schalterbetätigungselement 76 außer Kontakt mit dem Mikroschalterkontakt 72a zu bringen, so daß dadurch der Ilikro schalt er 72 die Möglichkeit hat, in eine Stellung überzugehen, in welcher ein Warnlicht oder ein Alarmsignal 110 erregt wird (siehe Fig. 5)· Under normal operating conditions of the monitored device, both the interior of the bellows 64 and the interior of the tubes 32 and 44 are under substantially vacuum conditions. Under this operating condition, the pressure in the reference bellows 66 causes the bellows 66 to move sufficiently downward against the evacuated bellows 64 to cause switch actuator 76 to engage contact 72a of microswitch 72 to actuate microswitch 72 to a position in which a warning light or alarm signal 110 (see FIG. 5) is not energized. However, when the hydrogen pressure inside the Paladiumrohres or Paladiumlegierungsrohres 52 and thus takes a value in the drilling 44, which indicates a failure of the device which is being monitored, the pressure in the lower bellows 64 is sufficient, g about the bellows 64 ^s 6 ^s to To move the reference bellows 66 upward enough to bring the switch actuating element 76 out of contact with the microswitch contact 72a, so that the Ilikro switch 72 has the opportunity to move into a position in which a warning light or an alarm signal 110 is excited (see Fig . 5) ·

Durch. Einstellen der vertikalen Lage des mit Schraubengewinde versehenen ßchalterbetätigungselementes 76 läßt sich die zur Bewegung des ßchalterbetätigungselementes 76 außer Kontakt mit dem Ilikro schalterkontakt 72a erforderliche Bewegung des Balges 64 so einstellen, daß auf diese Weise derjenige By. Adjusting the vertical position of the screw-threaded switch actuating element 76, the movement of the bellows 64 required to move the switch actuating element 76 out of contact with the Ilikro switch contact 72a can be adjusted so that in this way the bellows 64 can be adjusted

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Wasserstoffdruck "bestimmt werden kann, bei welchem das Alarmlicht oder das Signal ΊΊΟ ausgelöst wird.Hydrogen pressure "can be determined at which the Alarm light or the signal ΊΊΟ is triggered.

Aus der Darstellung der 2?ig. 5 ist ersichtlich, daß das Heizelement 48 für das Paladiumrohr 32 in Reihe mit dem Widerstand 96 liegt, der parallel zu den Ausgangsklemmen 82 und 84 einer mit 12 V und 3 A betriebenen Gleichrichterbrücke geschaltet ist, die bei 80 dargestellt ist. Die Eingangsklemmen 86 und 88 der Gleicherichterbrücke- 80 liegen parallel zur Sekundärwicklung 94 eines Abwärtstransformators, der allgemein bei 90 dargestellt ist. Die'Primärwicklung 92 des Transformators 90 ist an eine Wechselstromversargungsquelle mit 110 V und 60 Hz angeschaltet. Die Betätigungsspule 100 eines allgemein bei 98 dargestellten Zungenachalters liegt parallel zu den Klemmen 104 und 106 des Widerstandes 96 und somit ist die Spule 100 nicht erregt, wenn kein Spannungsabfall am Widerstand 96 auftritt. Wenn die Spule 100 des Zungenschalters 98 erregt ist, bewegt sich der Kontakt 102 des Zungenschalters 98 in die geschlossene Stellung, um das Iiicht 108 einzuschalten, welches mit dem Kontakt 102 in Reihe liegt, der parallel zu den Leitungen 109 und 111 der Stromversorgung mit 110 V und 60 Hz liegt. Das Alarmlicht 110 liegt parallel zu der Stromversorgung mit 110 V in Reihe mit dem Hikr ο schalterkontakt 72 des Absolutdruckschalters 58 (siehe Pig. 4). Der Kontakt 72 bewegt sich in die geschlossene Stellung, wie es oben bereits erklärt wurde, um dadurch das Alarmlicht 110 auszulösen, wenn der Wassaretoffdruck in dem hermetisch abgedichteten Balg 64 des Schalters 58 auf einen vorgegebenen Wert ansteigt.From the representation of the 2? 5 it can be seen that the Heating element 48 for palladium tube 32 is in series with resistor 96 which is parallel to the output terminals 82 and 84 of a rectifier bridge operated with 12 V and 3 A which is shown at 80. The input terminals 86 and 88 of the rectifier bridge 80 are parallel to the secondary winding 94 of a step-down transformer, shown generally at 90. The primary winding 92 of the transformer 90 is connected to an AC power supply source switched on with 110 V and 60 Hz. Actuator coil 100 is one shown generally at 98 The tongue follower is parallel to the terminals 104 and 106 of the resistor 96 and thus the coil is 100 not energized if there is no voltage drop across resistor 96 occurs. When the coil 100 of the reed switch 98 energizes is, the contact 102 of the reed switch 98 moves in the closed position to turn on the light 108, which is in series with contact 102, which is parallel to lines 109 and 111 of the 110V power supply and 60 Hz. The alarm light 110 is parallel to the 110 V power supply in series with the Hikr ο switch contact 72 of the absolute pressure switch 58 (see Pig. 4). Contact 72 moves to the closed position, as explained above, thereby activating the alarm light 110 to trigger when the Wassaretoffdruck in the Hermetically sealed bellows 64 of switch 58 increases a predetermined value.

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In der Darstellung der Fig. 7 ist eine bevorzugte gerätetechnische Beziehung zwischen der Heizeinheit und der Paladiumsonde dargestellt. Diese "bevorzugte Anordnung umfaßt eine äußere Sonde 132, welche aus Paladiuni oder einer geeigneten Paladiumlegierung hergestellt ist, und zwar ähnlich zu der oben in der Ausführung der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Paladium- oder Paladiumlegierungssonde. Die Paladiumsonde 132 ist durch Löten oder eine andere geeignete Verbindungseinrichtung am oberen Ende derselbenIn the illustration of FIG. 7, a preferred device-related one is shown Relationship between the heating unit and the paladium probe shown. This "preferred arrangement comprises an outer probe 132 made of paladiuni or a suitable palladium alloy, and although similar to the palladium or palladium alloy probe described above in the embodiment of FIGS. The paladium probe 132 is by soldering or another suitable connecting means at the top of the same

Außen— mit einem Verlängerungsrohr 140 mit demselben/Durcnmesser wie das Hohr 132, jedoch mit größerer Wandstärke, in derselben Weise verbunden, wie es in Verbindung mit der Ausxührungflform gemäß Fig. 1 bis 3 beschrieben ist. Das obere Ende des Rohres 140 ist in geeigneter Weise mit dem Hals 139 des allgemein bei 134 dargestellten hohlen Elementes derart verbunden, daß der Wasserstoffdruck im Inneren der Paladiumsonde 132 durch das Verlängerungsrohr 140, den Halsteil 139i den rohrförmigen Arm 136 und die Leitung 137 mit einer der vorhergehenden Ausführungsform ähnlichen Druckmeßeinrichtung in Verbindung steht. Ein getrenntes Hohlrohr 142 mit einem geringeren Außendurchmesser als das Paladiumrohr 132 und ein Verlängerungsrohr 140 ist innerhalb des hohlen Innenraumes der Paladiumsonde 132 und der Verlängerung 140 aufgenommen. Das innere Hohlrohr 142 ist an seinem unteren Ende geschlossen und an seinem oberen Ende ÄMte geöffnet und nimmt im Inneren desselben ein Heizelement 148 auf, welches ähnlich, ausgebildet sein kann wie das Heizelement' 48, das oben in Verbindung mit der Ausführungsfora gemäß Pig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Der Außendurchmesser des inneren rohrförmigen Elementes 142 ist hinreichend kleiner als der Innendurchmesser der äußerenOutside - with an extension tube 140 of the same / diameter like the Hohr 132, but with a greater wall thickness, connected in the same way as it was in connection with the Embodiment according to FIGS. 1 to 3 is described. That The upper end of the tube 140 is suitably connected to the neck 139 of the hollow member shown generally at 134 connected in such a way that the hydrogen pressure inside the paladium probe 132 through the extension tube 140, neck portion 139i, tubular arm 136 and conduit 137 with one of the previous embodiment similar Pressure measuring device is in connection. A separate hollow tube 142 with a smaller outer diameter than the palladium tube 132 and an extension tube 140 are within the hollow interior of the paladium probe 132 and extension 140 added. The inner hollow tube 142 is closed at its lower end and at its upper end ÄMte open and take inside the same a heating element 148, which may be configured similarly to the heating element '48 described above in connection with FIG Execution fora according to Pig. 1 to 3 has been described. The outside diameter of the inner tubular member 142 is sufficiently smaller than the inner diameter of the outer

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rohrförmigen Elemente 132 - 140, so daß ein ausreichender Αΐ>standsraum für die Aufnahme von Wasserstoffgas zwischen der inneren Wandoberfläche der Rohre 132 - 140 und der äußeren Wandoberfläche der inneren Sonde oder des inneren rohrförmigen Elementes 142 besteht. Das obere Ende des inneren rohrförmigen Elementes 142 ist in leckdichter Besiehung mit der inneren Oberfläche des Halsbereiches der hohlen Armatur 134 in der Weise verbunden, daß Wasserstoff gas innerhalb der Bohre 132 bis 140 daran gehindert wird, an der Verbindung des inneren rohrförmigen Elementes 142 und des Halsbereiches 144 nach außen zu dringen.tubular elements 132-140, so that a sufficient Αΐ> stand space for the intake of hydrogen gas between the inner wall surface of the tubes 132-140 and the outer wall surface of the inner probe or inner tubular member 142. The top of the inner tubular member 142 is in leak tight relationship with the inner surface of the neck region the hollow armature 134 connected in such a way that hydrogen gas within the bore 132-140 is prevented to penetrate outwardly at the junction of the inner tubular member 142 and the neck portion 144.

Das rechte Ende des hohlen Armes 138 in bezug auf die in der I?ig. 7 gegebenen Darstellung, welches während des Evakuierens vor der Inbetriebnahme der Einrichtung verwendet wird, ist nach Abschluß des Evakuiervorganges durch eine allgemein bei 146 dargestellte Abtrennkonstruktion in geeigneter Weise leckdicht verschlossen. Die Anschlußdrähte 149 des Heizelementes 148 sind durch das obere Ende des Halsbereiches 144 der Armatur 134 sram Anschluß an eine elektrische Energieversorgung nie die in der Pig· 5 dargestellte Gleichrichterbrücke 80 herausgeführt·The right end of the hollow arm 138 with respect to the in the i? ig. 7 given representation, which during the Used for evacuation prior to commissioning the facility is, after completion of the evacuation process by a The partition structure shown generally at 146 is suitably closed in a leak-tight manner. The connecting wires 149 of the heating element 148 are through the upper end of the neck region 144 of the fitting 134 sram connection to a electrical power supply never that shown in Pig · 5 Rectifier bridge 80 led out

Die doppelwandige Konstruktion gemäß S¹Xg. 7, in welcher das Heizelement 148 innerhalb eines getrennten inneren rohrförmigen Elementes 14-2 angeordnet ist, besitzt den Vorteil, daß das Heizelement 148 und das innere Auskleidungselement 142 leicht ersetzbar sind, und zwar bei minimaler Auswirkung auf das Paladiumrohr 132·The double-walled construction according to S ¹ Xg. 7, in which the heating element 148 is disposed within a separate inner tubular element 14-2, has the advantage that the heating element 148 and inner liner element 142 are easily replaceable with minimal impact on the palladium tube 132.

In den Fig. 8 und 9 ist schematiech eine Anordnung dargestellt, in welcher der Druck des Wasserstoff gases innerhalbAn arrangement is shown schematically in FIGS. 8 and 9, in which the pressure of the hydrogen gas within

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des Paladiumrohres oder des Paladiumlegierungsrohres 32 durch eine Widerstandsmeßeinrichtung vom Pirani-Typ ermittelt wird. Die Druckmessung durch ein Pirani-Gerät basiert auf der thermischen Leitfähigkeit von Gasen im Vakuum. Somit erstreckt sich gemäß Pig. O das Paladiuiarohr 32* in das Gaspolster 26' oberhalb des Pegels des üls 24' eines in Öl getauchten Gerätes 10' in derselben Weise, wie es oben bei den vorhergehenden Ausführungsformen bereits erläutert wurde. Das Rohr 32' ist bei 4-5' mit der rohrförmigen Verlängerung 44' verlötet oder in anderer geeigneter Weise befestigt, wobei die Verlängerung aus einem anderen Metall wie Nickel oder Kupfer besteht und sich über den Deckel 22' des Gerätes 1O¹ hinaus erstreckt. Das obere Ende des Rohres 44' ist leckdicht mit dem Inneren der evakuierten Hülle 162 verbunden. Somit ist das Innere der evakuierten Hülle 162 in ITuidverbindung mit dem Inneren des Paladiumrohres 32' und der rohrförmigen Verlängerung 44' und somit dem Druck des Wasserstoffgases unterworfen, welches durch die Wand des Paladiumrohres 32' hindurchdiffundiert ist. Das Paladiumrohr 32' wird durch eine Heizeinrichtung 48* auf eine geeignete Betriebstemperatur aufgeheizt, und zwar in derselben Weise, wie es oben bei den anderen itusführungsformen bereits erläutert wurde. Nachdem das Gleichgewicht erreicht ist, ist der Wasserstoffgasdruck innerhalb des Paladiumrohres 32' gleich dem Partialdruck des Wasserstoffgases im Gaspolster 26' oberhalb des ölpegels. Im Inneren der evakuierten Hülle 162 sind zwei Widerstände angeordnet, die mit H-3 und fi-4· bezeichnet sind und zwei Arme einer Wheatetone-Brücke bilden, die allgemein bei in der Fig. 9 dargestellt ist. Der Widerstand R-3 ist ein iemperaturkompensationswiderstand, welcher denselben Temperaturbedingungen unterworfen ist wie der Widerstand R-4.of the palladium pipe or the palladium alloy pipe 32 is determined by a Pirani-type resistance measuring device. The pressure measurement by a Pirani device is based on the thermal conductivity of gases in a vacuum. Thus, according to Pig. O the Paladiuiarrohr 32 * in the gas cushion 26 'above the level of the oil 24' of a device 10 'immersed in oil in the same way as has already been explained above in the case of the previous embodiments. The tube 32 'is soldered or otherwise suitably attached to the tubular extension 44' at 4-5 ', the extension being made of another metal such as nickel or copper and extending beyond the cover 22' of the device 10 ¹ . The upper end of the tube 44 'is connected to the interior of the evacuated envelope 162 in a leak-tight manner. Thus, the interior of the evacuated envelope 162 is in fluid communication with the interior of the palladium tube 32 'and the tubular extension 44' and is thus subject to the pressure of the hydrogen gas which has diffused through the wall of the palladium tube 32 '. The palladium tube 32 'is heated to a suitable operating temperature by a heating device 48 *, specifically in the same way as has already been explained above for the other forms of implementation. After equilibrium has been reached, the hydrogen gas pressure within the palladium tube 32 'is equal to the partial pressure of the hydrogen gas in the gas cushion 26' above the oil level. Inside the evacuated envelope 162 are two resistors, labeled H-3 and fi-4 *, which form two arms of a Wheatetone bridge, shown generally at in FIG. The resistor R-3 is a temperature compensation resistor which is subjected to the same temperature conditions as the resistor R-4.

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Der Widerstand R-3 ist in einer permanent evakuierten Hülle 166 derart angeordnet, daß der Widerstand R-3 dem Druck des Wasserstoffgases im Rohr 32' nicht ausgesetzt ist. Der Widerstand R-4- ·, der aus einer Wolframwicklung bestehen kann , die bei einer Temperatur wie 100 ⁰C arbeitet, ist den Druckveränderungen des Wasserstoffgases in der Hülle 162 ausgesetzt, und nach dem hinreichend bekannten thermischen Leitfähigkeitsprinzip der Arbeitsweise eines Pirani-Meßgerätes ändert sich der Widerstandswert des Widerstandes R-4 als Funktion des Druckes des Wasserstoffgases im Rohr 32' und somit als Funktion des Partialdruckes des Wasserstoffgases im Gaspolster 26'. Die Wheatstonebrücke in der Fig. 9 umfaßt auch die Widerstandszweige R-1 und R-2. Eine Gleichspannung wird an die Klemmen 168 und 1?Ό der Wheatstonebrücke gelegt, und zwar über die Leiter .178 und 180. Die Klemme 168 liegt an der Verbindung der Widerstände R-3 und R-4·, während die Klemme 170 sich an der Verbindungsstelle der Widerstände R-1 und R-2 befindet. Ein in Druckwerten geeichtes Heßgerät 175 ist an die Klemmen 172 und 174· angeschlossen. Die Klemme 172 ist mit der Verbindung zwischen den Widerständen R-1 und R-3 verbunden, und die Klemme:. 17^ ist mit derVerbindung zwischen der Verbindung R-2 und R-4 verbunden.Resistor R-3 is placed in a permanently evacuated envelope 166 such that resistor R-3 is not exposed to the pressure of the hydrogen gas in tube 32 '. The resistor R-4 ·, which can consist of a tungsten winding that ^{operates at a temperature such as 100 °} C., is exposed to the pressure changes of the hydrogen gas in the envelope 162, and changes the operation of a Pirani measuring device according to the well-known thermal conductivity principle the resistance value of the resistor R-4 as a function of the pressure of the hydrogen gas in the tube 32 'and thus as a function of the partial pressure of the hydrogen gas in the gas cushion 26'. The Wheatstone bridge in FIG. 9 also includes resistor branches R-1 and R-2. A DC voltage is applied to terminals 168 and 1? Ό of the Wheatstone bridge via conductors .178 and 180. Terminal 168 is connected to the connection of resistors R-3 and R-4 ·, while terminal 170 is connected to Junction of resistors R-1 and R-2 is located. A heating device 175 calibrated in terms of pressure values is connected to terminals 172 and 174. Terminal 172 is connected to the junction between resistors R-1 and R-3, and terminal :. 17 ^ is connected to the link between link R-2 and R-4.

Gemäß Fig. 8 sind die Leitungen der jeweiligen Widerstände R-3 und R-4 mit den entsprechenden Klemmen auf einer Steuereinrichtung verbunden, die allgemein bei 176 dargestellt ist. Die Widerstände R-1 und R-2 sowie die Gleichspannungsquelle in Form eines Gleichrichters, der durch einen Wechselspannungseingang gespeist wird, der innerhalb des Gehäuses 176 angeordnet ist, sowie auch die verschiedenen Anschlüsse der Wneatstonebrücke gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 9 sind im Inneren des Gehäuses 176 verdrahtet. Das inAccording to Fig. 8, the lines of the respective resistors R-3 and R-4 are connected to the corresponding terminals on a control device connected, shown generally at 176. The resistors R-1 and R-2 and the DC voltage source in the form of a rectifier which is fed by an AC voltage input which is located within the housing 176 is arranged, as well as the various connections of the Wneatstone bridge according to the schematic representation in 9 are wired inside the housing 176. This in

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den Fig. 8 und 9 dargestellte System wird nach den hinreichend bekannten Ileßprinzipien der Wheatstonebrücke betrieben, um ein elektrisches Ausgangssignal auf dem Meßgerät 175 zu erzeugen, welches als Haß des Druckes des Wasserstoffgases innerhalb des hohlen Innenraumes des Paladiumrohres oder der Sonde 32' dient. Das ließgerät 175 kann so kalibriert sein, daß es den Wasserstoffdruck in Torr angibt. Das elektrische Ausgangssignal der Wheatstonebrücke kann über entsprechende Leiter 184 und 186 mit einer geeigneten Alarmeinrichtung oder einer anderen Steuereinrichtung 187 verbunden sein, die in Reaktion auf ein vorgegebenes Ausgangssignal von der Wheatstonebrücke 165 anspricht, welches einem Wasserstoffgasdruck entspricht, der einen entstehenden Fehler in der überwachten Einrichtung anzeigt.8 and 9 shown system is sufficient after the known Ileßprinzipien the Wheatstone Bridge operated to provide an electrical output signal on the Meter 175 to produce, which as hatred of the pressure of the hydrogen gas within the hollow interior of the palladium tube or the probe 32 'is used. The let device 175 can be calibrated to match the hydrogen pressure in Torr. The electrical output signal of the Wheatstone bridge can be via corresponding conductors 184 and 186 be connected to an appropriate alarm or other control device 187 which is responsive to a predetermined output signal from the Wheatstone Bridge 165 responds, which corresponds to a hydrogen gas pressure, which indicates an emerging error in the monitored facility.

Eine Vakuummeß- und tiberwachungseinrichtung nach dem Piraniprinzip, welche den gewünschten Druckbereich aufweist und welche im System der Pig. 8 verwendbar ist, wird hergestellt und vertrieben von der Firma Heraeus Engelhard Vacuum, Inc., Seco Boad, Monroeville, Pennsylvania und zwar unter der Bezeichnung "Piravac S Gauge" und ist erläutert in dem Bulletin 4-61 mit dem Titel "Operating Instructions Piravac S Vaccum Gauge and Controller".A vacuum measuring and monitoring device based on the Pirani principle, which has the desired pressure range and which in the system of the Pig. 8 is usable is manufactured and distributed by Heraeus Engelhard Vacuum, Inc., Seco Boad, Monroeville, Pennsylvania under the Called "Piravac S Gauge" and is explained in Bulletin 4-61 entitled "Operating Instructions Piravac S Vaccum Gauge and Controller ".

Vakuummeßeinrichtungen vom Piranityp und verschiedene Abwandlungen desselben sind an sich bekannt und sind beispielsweise erläutert in der Veröffentlichung mit dem Titel "Scientific Foundations of Vacuum Technique" von Saul Dushman, John Wiley & Sons, Inc., New York; Chapman & Hall Limited, London (copyright 194-9), 3. Aufl. 1955, von S. 318 bis S. 321.Piran-type vacuum gauges and various modifications the same are known per se and are explained, for example, in the publication with the title "Scientific Foundations of Vacuum Technique" by Saul Dushman, John Wiley & Sons, Inc., New York; Chapman & Hall Limited, London (copyright 194-9), 3rd ed. 1955, from p. 318 to p. 321.

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In der Fig. 10 ist eine weitere Form einer gerätetechnischen Anordnung dargestellt, welche zur Messung des Druckes des Wasserstoffgases im Paladiumrohr verwendet werden kann, nämlich eine Shermoelementenmeßeinrichtung, welche in ähnlicher Weise wie die ließ einrichtung vom Piranityp ebenfalls auf der thermiscnen Leitfähigkeit von Gasen iia Vakuum beruht. In der Fig. 10 ist ein Paladiumrohr oder ein PaIadiumlegierungsrohr 52" dargestellt, welches in geeigneter Weise bei 45" mit einem Verlängerungsrohr 44" verlötet oder in anderer Weise verbunden ist, und zwar in derselben Art, wie es oben im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen bereits erläutert wurde. Ein Heizelement 48" ist dazu vorgesehen, um das Rohr 32" auf eine geeignete Betriebstemperatur aufzuheizen, wie es im Zusammenhang mit vorhergehenden Ausführungsformen ebenfalls bereits erläutert wurde. Das Palraiumrohr 52" erstreckt sich in das Gaspolster 26" oberhalb des ülpegels 24" einer in öl getauchten Einrichtung 10" wie eines Transformators. Das obere Ende des Verlängerungsrohres 44" ist in geeigneter Weise leckdicht mit dem Inneren einer evakuierten Hülle 202 verbunden, so daß das Innere der evakuierten Hülle 202 in Fluidverbindung mit den Druckbedingungen innerhalb des Paladiumrohres 32" steht.In Fig. 10, a further form of a technical device arrangement is shown, which is used to measure the pressure of the Hydrogen gas can be used in the palladium tube, namely a Shermo elements measuring device, which in similar Way like the facility of the Piranityp also on the thermal conductivity of gases iia vacuum based. In the Fig. 10 is a palladium pipe or a palladium alloy pipe 52 ", which is appropriately shown at 45" soldered to an extension tube 44 "or in another Way is connected, in the same way as it is already above in connection with other embodiments was explained. A heating element 48 "is provided to heat the tube 32" to a suitable operating temperature, as has also already been explained in connection with previous embodiments. The palraium pipe 52 "extends into the gas cushion 26" above of the oil level 24 "of a device immersed in oil 10" like a transformer. The upper end of the extension tube 44 ″ is suitably leak tight with the interior an evacuated envelope 202 so that the interior of the evacuated envelope 202 is in fluid communication with the pressure conditions is inside the palladium tube 32 ".

Innerhalb der evakuierten Hülle 202 ist ein iDhermo element 206 angeordnet und den dort herrschenden Wasserstoffdruckbedingungen ausgesetzt, welches über Leiter 208 mit den Klemmen einer Potential*-: Heßeinrichtung verbunden ist, die allgemein bei 210 dargestellt ist. Ein konstanter Strom von beispielsweise 0,030 bis 0,050 A, was von dem Bereich der zu messenden Drücke abhängt, fließt über die Heizwicklung 212, die in der Hülle 202 zu dem QSiermoelement 206 benachbart angeordnet ist. Die Heizwicklung 212 ist über Leiter 209Inside the evacuated envelope 202 is an iDhermo element 206 arranged and the prevailing hydrogen pressure conditions there exposed, which is connected to the terminals of a potential * -: heating device via conductor 208, shown generally at 210. A constant current of, for example, 0.030 to 0.050 A, which is from the range depends on the pressures to be measured, flows via the heating coil 212, which is adjacent to the QSiermoelement 206 in the shell 202 is arranged. The heating coil 212 is via conductor 209

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einer Gleichstromquelle verbunden, welche in Reihe mit einem Milliamperemeter 214 und in Reihe mit einem einstellbaren Widerstand 216 liegt. Wenn die Heizwicklung 212 auf einer geeigneten Betriebstemperatur gehalten wird, beispielsweise auf einer temperatur im Bereich von 100 ⁰C bis 200 ⁰C, erzeugt das Thermoelement 206 eine Spannung, welche eine Funktion der Wasserstoffdruckbedingungen im Inneren der evakuierten Hülle 202 ist. Die vom Thermoelement 206 erzeugte Spannung kann aui" dem Voltmeter abgeben werden. Das Voltmeter 210 kann in hillimeterquecksilbersäule kalibriert sein, wobei die Kalibrierung auf die Tatsache gegründet ist, daß Wasserstoff das Gas ist, dessen Druck gemessen wird, da' die Veränderung in der Temperatur mit dem Druck von dem Molekulargewicht des Gases abhängt, dessen Druck ermittelt wird. Die durch das Thermoelement 206 erzeugte Spannung kann auch über eine geeignete Verstärkereinrichtung dazu verwendet werden, den Betrieb einer Alarmeinrichtung oder einer anderen Signaleinrichtung zu steuern, welche einen übermäßigen Druck des Wasserstoffgases anzeigt, was seinerseits ein Ana eichen für einen beginnenden Fehler einer in öl getauchten elektrischen Einrichtung ist. Es können Anschlußkontakte 208A , 208B und 209A, 209B vorgesehen sein, um einen Anschluß zum Voltmeter 210 herzustellen, sowie zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Gleichstromversorgung und der Heizwicklung 212, wie es in der Pig. 10 dargestellt ist.connected to a DC power source in series with a milliammeter 214 and in series with an adjustable resistor 216. When the heating coil 212 is maintained at a suitable operating temperature, for example at a temperature in the range from 100 ^° C. to 200 ^° C., the thermocouple 206 generates a voltage which is a function of the hydrogen pressure conditions inside the evacuated envelope 202. The voltage generated by thermocouple 206 can be output to the voltmeter. Voltmeter 210 can be calibrated in hillimeter mercury, the calibration being based on the fact that hydrogen is the gas whose pressure is being measured because the change in temperature with the pressure depends on the molecular weight of the gas whose pressure is being determined. The voltage generated by the thermocouple 206 can also be used via a suitable amplifier device to control the operation of an alarm or other signaling device which indicates excessive pressure of the hydrogen gas Terminal contacts 208A, 208B and 209A, 209B may be provided to connect to voltmeter 210 and to connect the DC power supply to the heater coil 212, like e s in the Pig. 10 is shown.

Die Thermoelementenmeßeinrichtungen der Art, wie sie allgemein in der Pig. 1 dargestellt sind, welche oben beschrieben wurden, sind an sich bekannt und sind beispielsweise näher erläutert in der bereits erwähnten Druckschrift "Scientific Foundations of Vacuum Technique" von Saul Dushman,The thermocouple gauges of the kind generally used in the Pig. 1, which have been described above, are known per se and are for example explained in more detail in the already mentioned publication "Scientific Foundations of Vacuum Technique" by Saul Dushman,

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Hew York, John Wiley & Sons, Inc., London, Chapman & Hall, Ltd; copyright W9, 3- Aufl. 1955, auf Seite 515 - 518 einschließlich. Hew York, John Wiley & Sons, Inc., London, Chapman & Hall, Ltd; copyright W9, 3rd ed. 1955, on pages 515-518 inclusive.

Eine Thermoelementenmeßeinrichtung, welche dazu in der Lage ist, Wasserstoffgasdruck von O bis 20 Torr zu messen, wird hergestellt als Modell TG-27 von/veeco Instruments, Inc., Terminal Drive, Plainview, New York.A thermocouple measuring device capable of this is to measure hydrogen gas pressure from 0 to 20 Torr manufactured as Model TG-27 by / veeco Instruments, Inc., Terminal Drive, Plainview, New York.

Bei allen verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist es wesentlich, daß das Gasdiffusionselement wie das Paladiumrohr oder das Paladiumlegierungsrohr 32 und die zugehörigen Fluiddurchgänge, welche damit in Verbindung stehen, beispielsweise dieöBnigen, welche zu der Druckanzeigeeinrichtung führen und einen Teil desselben bilden, beispielsweise der Pirani-Meßeinrichtung oder der Thermoelementenmeßeinrichtung, alle vollständig evakuiert und luftdicht gegen den Eintritt von atmosphärischer Luft abgedichtet sind, indem eine Abtrennung verwendet wird, welche der bei 146 in der lig. 7 dargestellten ähnlich ist, bevor das Gerät in Betrieb gesetzt wird, so daß dann, wenn das Überwachungssystem im Betrieb ist, der einzige Gasdruck im System des Rohres 52 derjenige ist, welcher dem Wasserstoffgas entspricht, das durch die Wand des Rohres 32 hindurchdiffundieirfc ist.In all different embodiments of the invention, it is essential that the gas diffusion element such as the palladium tube or the palladium alloy tube 32 and associated Fluid passages associated therewith, for example those which lead to the pressure display device and form part of it, for example the Pirani measuring device or the thermocouple measuring device, all completely evacuated and hermetically sealed against the entry of atmospheric air by a partition similar to that shown at 146 in FIG lig. 7 is similar before the device is put into operation is set so that when the monitoring system is in operation, the only gas pressure in the system is pipe 52 is the one that corresponds to the hydrogen gas that diffundieirfc through the wall of the tube 32.

Aus der obigen Beschreibung wird ersichtlich, daß gemäß der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Überwachung des Vorhandenseins von Wasserstoff geschaffen werden, insbesondere in Verbindung mit der Ermittlung von beginnenden elektrischen !Fehlern in elektrischen Geräten sowie zur Kombination einer solchen Überwachungseinrichtung mit einem elektrischen Gerät, womit viele Vorteile gegenüber dem Stand der Technik verbunden sind·From the above description it will be seen that according to the invention an apparatus and a method for continuous Monitoring of the presence of hydrogen was created especially in connection with the determination of electrical faults in electrical devices as well as for combining such a monitoring device with an electrical device, which has many advantages over this are connected to the state of the art

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Aus der obigen Beschreibung dürfte die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung deutlich geworden sein. Wenn das Gasdiffusionsrohr 32 in der in iⁿig. 1 dargestellten Lage angeordnet ist und durch das Heizelement 48 auf einen geeigneten Temperaturbereich aufgeheizt ist, wird aufgrund eines beginnenden elektrischen Fehlers in der elektrischen Anordnung vorhandener Wasserstoff im Gaspolster 25 durch den Teil oder die Membran des Rohres 32, welche aus dünnem Paladium. oder einer Paf*diumlegierung hergestellt ist, hindurch und in den hohlen Innenraum des Rohres oder der Sonde 32 hineindiffundieren, bis der Druck des Wasserstoffgases innerhalb des Rohres 32 mit dem Partialdruck des Wasserstoffes im Gaspolster 26 im Gleichgewicht steht. Bei einer geeigneten Betriebstemperatur des Paladiumrohres oder des Paladiumlegierungsrohres, beispielsweise bei 200 ⁰C, kannFrom the above description, the operation of the device described and the method according to the invention should have become clear. When the gas diffusion tube 32 in the in i ⁿ ig. 1 is arranged and is heated to a suitable temperature range by the heating element 48, due to an incipient electrical fault in the electrical arrangement, hydrogen present in the gas cushion 25 is passed through the part or the membrane of the tube 32, which is made of thin palladium. or a podium alloy, through and diffuse into the hollow interior of the tube or probe 32 until the pressure of the hydrogen gas within the tube 32 is in equilibrium with the partial pressure of the hydrogen in the gas cushion 26. At a suitable operating temperature of the palladium tube or the palladium alloy tube, for example at 200 ⁰ C, can

inin

in
das Gleichgewicht u.e& verhältnismäßig kurzer Zeit erreicht werden, beispielsweise in zwei bis drei Minuten. Der Druck des Wasserstoffgases im Rohr 32 nach Erreichung des Gleichgewichtes ist somit ein Anzeichen für die Konzentration des Wasserstoffgases im Gaspolster 26. Der Druck des Wasserstoff gases im Rohr *2 kann zu einer mechanischen Druckmeßg einrichtung 54· übertragen werden, welche den Wasserstoffdruck im Rohr 32 mißt (siehe Fig. 2 und 3)» und es kann weiterhin eine Übertragung zu einem Druckschalter 58 erfolgen, welcher ein Signal oder einen Alarm 110 auslöst (siehe Fig. 2, 4 und 5).in
the balance ue short time to achieve and proportionate, for example, in two to three minutes. The pressure of the hydrogen gas in the pipe 32 after equilibrium has been reached is therefore an indication of the concentration of the hydrogen gas in the gas cushion 26. The pressure of the hydrogen gas in the pipe * 2 can be transmitted to a mechanical pressure measuring device 54, which measures the hydrogen pressure in the pipe 32 measures (see FIGS. 2 and 3) and there can also be a transmission to a pressure switch 58, which triggers a signal or an alarm 110 (see FIGS. 2, 4 and 5).

In alternativer Weise kann der Wasserstoffdruck im Rohr 32 durch eine Pirani-Meßeinrichtung ermittelt werden, wie sie in Fig. 8 und 9 dargestellt ist ader auch durch eine Thermoelementenmeßeinrichtung gemäß der Darstellung in Fig. 10.Alternatively, the hydrogen pressure in tube 32 be determined by a Pirani measuring device, as shown in FIGS. 8 and 9 or also by a thermocouple measuring device as shown in FIG. 10.

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In allen verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung stellt sich der Wasserstoffdruck im Paladiumrohr oder im Paladiumlegierungsrohr 32 automatisch zurück und gleicht sich in der Veise aus, daß er einer beliebigen Veränderung im Partialdruck des Wasserstoffgases im Gaspolster 26 folgt. Dies beruht auf der Tatsache, daß Wasserstoffgas in beiden Eichtungen durch die dünne Wand oder die Hembran des Rohres 32 in gleicher Weise hindurchdiffundiert. Somit diffundiert nach dem Beheben eines elektrischen Fehlers mit der nachfolgenden Verminderung des Partialdruckes an Wasserstoifgas im Gaspolster das Wasserstoffgas im Rohr 32 durch die Wand oder die Hembran des Paladiumrohres oder des Paladiumlegxerungsrohres hindurch in das Gaspolster 26 zurück, bis ein neues Gleichgewicht erreicht ist, bei vzelchem der Wasserstoff gasdruck im Rohr 32 gleich dei.i neuen Partialdruck des Wasserstoxfgases im Gaspolster ist. Aufgrund des geringen Volumens des Rohres 32 und der zugehörigen Meßeinrichtung im Vergleich zum Volumen des Gaspolsters hat die Iienge an Wasserstoifgas, welche vom Rohr 32 in das Gaspolster zurückdiffundiert, keine bedeü.tende Auswirkung auf die Wasser stoff konzentration im Gaspolster.In all of the various embodiments of the invention, the hydrogen pressure in the palladium tube or in the palladium alloy tube 32 automatically resets and balances out in the way that it follows any change in the partial pressure of the hydrogen gas in the gas cushion 26. This is due to the fact that hydrogen gas diffuses in both directions through the thin wall or membrane of the tube 32 in the same way. Thus, after the elimination of an electrical fault with the subsequent reduction in the partial pressure of hydrogen gas in the gas cushion, the hydrogen gas in the tube 32 diffuses through the wall or the membrane of the palladium tube or the palladium alloy tube back into the gas cushion 26 until a new equilibrium is reached, at vzelchem the hydrogen gas pressure in the pipe 32 is equal to the new partial pressure of the hydrogen gas in the gas cushion. Due to the small volume of the tube 32 and the associated measuring device compared to the volume of the gas cushion, the amount of hydrogen gas which diffuses back from the tube 32 into the gas cushion has no significant effect on the hydrogen concentration in the gas cushion.

Wo im Laufe der Beschreibung auf ein Paladiumrohr Bezug genommen wurde, sollte stets auch ein Rohr eingeschlossen sein, welches einen Wandbereich aufweist, der entweder aus reinem Paladium oder einer Paladiumlegierung besteht oder anderweitig einen wesentlichen Gehalt an Paladium aufweist. · Where reference has been made to a palladium tube in the course of the description, a tube should also always be included which has a wall area which consists either of pure palladium or a palladium alloy or which otherwise has a substantial content of palladium . ·

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Die Erfindung bezieht sich "bevorzugt auf eine Uberwachungseinrichtung für einen anfänglichen Fehlerschutz in einer elektrischen Einrichtung, beispielsweise in einem Leistungstransformator . The invention relates “preferably to a monitoring device for initial fault protection in an electrical device such as a power transformer.

Die Erfindung liegt in einer Vorrichtung und einem Verfahren zur !kontinuierlichen Überwachung für das Vorhandensein von Wasserstoffgas, insbesondere in Verbindung mit der Ermittlung von auftretenden elektrischen Fehlern in elektrischen Einrichtungen in einem sehr frühen Stadium, wobei insbesondere Einrichtungen geeignet sind, welche durch Isoliermaterialien mit einem Wasserstoffgehalt isoliert sind. Die Überwachungseinrichtung umfaßt ein geschlossenes hohles Element oder eine Hülle 32, welche zumindest einen Teil der Wand desselben aus Paladiuu oder aus einer Paladiumlegierung aufweist und in dem Gaspolster 26 oberhalb des dielektrischen Fluids 24-angeordnet ist, in welches das elektrische Gerät 14 eingetaucht ist, wodurch vorzugsweise Wasserstoffgas durch den Wandabschnitt des Paladiumrohres oder des Paladiumlegierungsrohres in das evakuierte Innere des hohlen Elementes 32 diffundiert. Der Druck des Wasserstoffgases im Inneren des hehlen Elementes kann durch eine geeignete Druckmeß- und -Anzeigeeinrichtung ermittelt werden, beispielsweise durch eine mechanische Druckmeßeinrichtung 54» ein Pirani-Widerstandsmeßgerät (siehe Fig. 6 und 9) oder ein Thermoelement (Fig. 10).The invention resides in an apparatus and a method for continuously monitoring for the presence of Hydrogen gas, especially in connection with the investigation of occurring electrical faults in electrical equipment at a very early stage, in particular Facilities are suitable, which are insulated by insulating materials with a hydrogen content. The monitoring device comprises a closed hollow member or shell 32 covering at least a portion of the wall thereof from Paladiuu or from a palladium alloy and is arranged in the gas cushion 26 above the dielectric fluid 24 in which the electrical device 14 is immersed is, whereby preferably hydrogen gas through the wall portion of the palladium pipe or the palladium alloy pipe diffuses into the evacuated interior of the hollow member 32. Of the Pressure of the hydrogen gas inside the hollow element can be determined by a suitable pressure measuring and display device, for example by a mechanical pressure measuring device 54 »a Pirani resistance meter (see 6 and 9) or a thermocouple (Fig. 10).

Es kann ein vorgegebener Druck des Wasserstoffgases im Inneren des hohlen Elementes dazu verwendet werden, um einen Alarm oder ein Signal 110 auszulösen, welcher den Zustand eines anfänglichen Fehlers anzeigt. Aufgrund der Tatsache, daß ein Bereich desA predetermined pressure of the hydrogen gas inside the hollow element can be used to set off an alarm or trigger a signal 110 indicating the condition of an initial failure. Due to the fact that one area of the

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Paladiumrohres oder des Paladiumlegierungsrohres Wasserstoff in beiden Richtungen gleich gut durchläßt, stellt sich die Einrichtung automatisch wieder zurück, da der Wasserstoffdruck in der Hülle mit dem reduzierten Partialdruck des Wasserstoffes im Gaspolster nach Beseitigung des Fehlers wieder ins Gleichgewicht kommt.The palladium tube or the palladium alloy tube allows hydrogen to pass through equally well in both directions Facility automatically back because of the hydrogen pressure in the shell with the reduced partial pressure of the hydrogen in the gas cushion after the fault has been eliminated comes back into balance.

-Patentanaprüche--Patentana claims-

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Claims

Λ apparatus for monitoring the presence of - 'hydrogen gas in an atmosphere, characterized in that an element (32) is provided, which comprises a hollow evacuated chamber, that the element (32) further comprises a wall having one side to the hollow Chamber is directed and the opposite side of which is directed to the atmosphere to be monitored and is in contact with the same, that at least a part of the wall which extends from one side to the other opposite side consists of a material which has a substantial palladium content and that there is means (5 ² J- or 176 »or 110 or 210) in fluid communication with the interior of the hollow chamber around the

material
To determine and display water gas pressure within this chamber.

2. Device according to claim 1, characterized in that g e k e η η, that the material is a palladium-silver alloy is.

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the palladium-silver alloy has a composition of 75% by weight of palladium and 25% by weight of silver.

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4. Apparatus according to claim 1, characterized geke η η - • δ eic h net that the material is a palladium-Jrlatin alloy.

5. Apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized marked that in one area the wall is provided with a thin hot strip.

6. Apparatus according to claim 1, 2, 3j 4- or 5 »thereby gekennz eichnet that the element has a hollow hood-like shape, which on a End is open and is open at its opposite end for connection to the scanning device.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that means for heating the area in the hollow chamber the wall is provided.

3. Apparatus according to claim 7ϊ, characterized in that the heating device is a heating element (48) which is encapsulated in a separate container located in the chamber.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning and display device is a mechanical pressure measuring device includes.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning and display means a Pirani type measuring device having.

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11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning and display means a thermocouple measuring device having.

12. A method for using the device according to any one of the preceding claims for monitoring the presence of hydrogen gas, marked thereby e t that an element is immersed in the atmosphere to be monitored, which evacuated a hollow one Has chamber comprising a wall portion which is made of a material having a / mb essential Content of palladium has that any hydrogen gas present passes through the wall area to an equilibrium between the pressure of hydrogen gas in the canister and the partial pressure of the hydrogen gas build up in the atmosphere to be monitored and that the pressure of the hydrogen gas in the chamber is measured.

13. The method according to claim 12, characterized in that the element is heated to a temperature in the range of about 115 to about 300 ⁰ C.

14. The method according to claim 12, characterized et eichn gekennz that the element is heated to a temperature in Bereicn between about 125 and about 200 ⁰ C.

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