DE2512145A1

DE2512145A1 - Isolierfluessigkeits-aufbereitungseinrichtung fuer lastumschalter

Info

Publication number: DE2512145A1
Application number: DE19752512145
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bendel; Werner Widmann
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1976-10-07
Also published as: JPS5631741B2; DE2512145C3; DE2512145B2; JPS51116931A

Description

Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung für Lastumschalter Die Erfindung betrifft eine Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung vorzugsweise für Lastumschalter von Stufenschaltern. Stufenschalter dienen zum unterbrechungsfreien Umschalten von einer Anzapfung auf die benachbarte Anzapfiing der Wicklung von Transformatoren unter Spannung und unter Last. Sie bestehen aus einem Wähler und einem Lastumschalter. Der Lastumschalter ist in einem mit Isolierflüssigkeit gefüllten Gefäß untergebracht. Die Kontakte des Lastumschalters bewegen sich in der Isolierflüssigkeit auf die feststehenden Gegenkontakte zu bzw. von diesen weg. Beim Umschaltvorgang trsten zwischen den Kontakten Lichtbögen auf, welche die Isolierflüssigkeit zersetzen, die Kontaktbeläge abbrennen und neben kleinen Gasbläschen, die durch verdampfendes Isoliermittel entstehen, bildet sich außerdem sehr feiner Ruß, welcher die Isolierflüssigkeit verunreinigt. Bei heutigen Lastumschalterkonstruktionen wird die Anzahl der Schaltungen, nach denen eine Wartung durchgeführt werden muß, hauptsächlich durch die Isolierflüssigkeitsverschmutzung bestimmt. Um die Wartungszyklen zu verlängern, werden daher schon seit Jahren Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtungen bei Lastumschaltern verwendet. Bisher bekannte Ausführungen dieser Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtungen sind außerhalb des Lastumschaltergefäßes am Transformator angebaut und über zwei Rohrleitungen mit dem Lastumschaltergefäß verbunden.
Sie bestehen aus einer Pumpe, einem Filter und der zugehörigen Steuereinrichtung. Als Filter werden Filterpapiere bzw.
feinporige Filterblöcke verwendet, durch welche die Isolierflüssigkeit mittels der Pumpe hindurchgepreßt wird. Durch diese Aufbereitungseinrichtungen kann eine laufende Regenerierung der Isolierflüssigkeit von Lastumschaltern durchgeführt werden, jedoch werden Lastumschalter wegen des relativ hohen Preises dieser Einrichtungen nur selten mit diesen ausgestattet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung für Lastumschalter von Stufenschaltern zu entwickeln, welche auf einfache und wirtschaftliche Weise die laufende Regenerierung der Isolierflüssigkeit vornimmt.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß im Lastumschaltergefäß eine Filtereinrichtung, bestehend aus einer Vielzahl von in geringem Abstand (ca. 0,2 bis 2 mm) übereinander angeordneter iblagerungsflächen z. B. aus dünnen Stahl- oder Nichteisenmetail-Blechen, Hartpapier-oder Pre3span.efelll oder Papier, 'faservlies und dergleichen einbaut ist. Es sind auch Ablagerungsflächen aus porösen Spanplatten, Wellpapierplatten oder Kunststoffschaumplatten denkbar. Die Funktion dieser Filtereinrichtung geht von der Voraussetzung aus, daß die Rußpartikel, welche beim Umschaltvorgang durch den Lichtbogen erzeugt und in der Isolierflüssigkeit im Lastumschaltergefäß nach oben gewirbelt werden, nach Beruhigung der Isolierflüssigkeitsoberfläche wieder absinken und sich auf den Ablagerungsflächen der Filtereinrichtung absetzen. Versuche haben ergeben, daß in ruhig stehender Isolierflüssigkeit (Ö1) die mittlere Sinkgeschwindigkeit der Rußpartikel etwa 5 mm je 24 Stunden beträgt. Auf die Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung übertragen wird bei Anordnung der Ablagerungsflächen in einem Abstand von 5 mm die dazwischen befindliche Isolierflüssigkeit in etwa 1 Tag weitgehend gereinigt. Vermindert man den Abstand auf 1 mm, so erfolgt die Reinigung schon in etwa 5 Stunden. Im Lastumschaltergefäß sind neben der beim Umschaltvorgang durch den Lichtbogen erzeugten Strömung außerdem laufend zirkulierende Strömungen der Isolierflüssigkeit verbunden mit einer Aufwirbelung der Rußpartikel durch Temperaturunterschiede zwischen Gefäßaußen- und -innenseite sowie durch die Erwärmung der Uberschaltwiderstände, welche seitlich am Lastumschalter angebaut sind, vorhanden. Bei entsprechender Anordnung eines sich nach oben verjüngenden Leitkörpers unterhalb der Filtereinrichtung mit den Ablagerungsflächen wird die Isolierflüssigkeit dementsprechend umgelenkt, so daß sie durch die Zwischenräume der Ablagerungsflächen hindurchströmt, wodurch sich ein großer Teil der Rußpartikel an den Ablagerungsflächen absetzen kann, sofern die Strömungsgeschwindigkeit der Isolierflüssigkeit nicht zu hoch ist. Da der Strömungswiderstand einer derartigen Anordnung im Gegensatz zu den bisher verwendeten Einrichtungen sehr gering ist, kann man die dort notwendige Pumpe, welche -lie IselieILWlLissikeit; umwälzt und durch das Filter preßt, einsparen, wenn an die innerhall) les ba.stumschaitergefäßes durch Temperaturunterschiede zwischer GefaBaußen-und -innenseite sowie durch die Erwarmung der Überschaltwiderstände im Lastumschalter selbst entstehenden Isolierflüssigkeitsströmungen ausnützt.
Eine weitere, erfindungsgemäße, in ihrer Funktion noch wirksamere Aufbereitungseinrichtung erhält man dadurch, daß man die Ablagerungsflächen als Metallelektroden ausbildet und zwischen jeweils benachbarten Flächen eine Gleichspannung anlegt, so daß ein elektrisches Feld entsteht, durch welches die Isolierflüssigkeit hindurchströmt.
Durch diese Maßnahme wird die Ablagerungsgeschwindigkeit der Rußpartikel und damit der Wirkungsgrad der Aufbereitungseinrichtung wesentlich erhöht (etwa um den Faktor 100).
Eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades der Aufbereitungseinrichtung wird durch Isolierung jeweils einer von zwei benachbarten Metallelektroden z. B. mit Papier erreicht. Der Isolationswiderstand der Isolierschicht sollte nicht zu hoch sein, damit zumindest ein Teil der Gleichspannung auch in der darüber befindlichen Isolierflüssigkeit abfällt. Die zufällig an die blanke Gegenelektrode anstoßenden Rußpartikel werden dort aufgeladen und durch das elektrische Feld zur Nachbarelektrode gezogen, wo sie sich auf der Isolierschicht ablagern. Der Effekt ist bereits bei Gleichspannungen von einigen hundert Volt stark ausgeprägt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur 1 dargestellt: Im Lastumschaltergefäß 1, in welchem der Lastumschalter 2 untergebracht ist, wird oben eine Filtereinrichtung besteigend aus einer Vielzahl von in geringem Abstand übereinander angeordneter Ablagerungsflächen X eingebaut.
Unterhalb dieser Filtereinrichtung ist ein Leitkörper 4 angeordnet, lurch welchen die von den Oberschaltwiderständen 5 aufsteigende erwärmte Isolierflüssigkeit 6 nach innen umgelenkt wird und dann radial nach außen durch die Ablagerungsflächen 3 hindurchströmt. Die Öffnung 7 innerhalb der Ablagerungsflächen 3 ist oben durch eine Kappe 8 verschlossen, so daß die Isolierflüssigkeit 6 normalerweise nur zwischen den Ablagerungsflächen 3 nach außen weiterströmen kann. Unter der Kappe 8 sammeln sich die vom Lastumschalter 2 beim Schaltvorgang erzeugten, aufsteigenden Schaltgase. Hat sich eine genügende Menge dieses Schaltgases angesammelt, so wird die Kappe 8 nach oben angehoben und das Schaltgas kann entweichen.
Mit dieser erfindungssemäßen Aufbereitungseinrichtung kann die laufende Regenerierung der Isolierflüssigkeit im Lastumschaltergefäß auf einfache und wirtschaftliche Weise vorgenommen werden, da aufwendige und kostenverursachende Zusatz einrichtungen wie Pumpe, Rohrleitungen und Rohrleltungsanschlüsse am Lastumschaltergefäß eingespart werden können.
- Paten msprüche -

Claims

P a t e n t a ii 5 p r ü c h e 1.! Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung für Lastumschalter von Stufenschaltern, dadurch gekennzeichnet, daß im Lasbumschaltergefäß eine Filtereinrichtung, bestehend aus einer Vielzahl von in geringem Abstand übereinander angeordneter Ablagerungsflächen eingebaut ist.
2. Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerungsflächen aus Stahl- oder Nichteisenmetall-Blechen bestehen.
3. Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Ablagerungsflächen Well- oder Hartpapier, Faservlies, Preßspan, Holz, Kunststoff oder Kunststoffschaum verwendet ist.
4. Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der übereinander angeordneten Ablagerungsflächen ca.

0,2 - 2 mm beträgt.
5. Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerungsflächen als Elektroden ausgebildet sind, an welche eine Gleichspannung von t 100 Volt angelegt ist.
6. Isolierflüssigkeits-Aufbereitungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von benachbarten Ablagerungsflächen jeweils eine als blanke, die andere als mit Papier isolierte Elektrode ausgebildet ist und diese derart übereinander angeordnet sind, daß in der Reihenfolge immer auf eine blanke eine isolierte Elektrode folgt.

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