DE2516991C2

DE2516991C2 - Behälter zur Aufnahme von auf elektrische Durchschlagsfestigkeit zu prüfende Isolier- und/oder Kühlmedien

Info

Publication number: DE2516991C2
Application number: DE2516991A
Authority: DE
Inventors: Josef 6832 Sulz Vorarlberg Baur
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-04-19
Filing date: 1975-04-17
Publication date: 1983-12-29
Also published as: DE2516991A1; ATA328474A; AT333379B; US3996512A; GB1502664A; DE7512309U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter zur Aufnahme von auf elektrische Durchschlagsfestigkeit zu prüfende Isolier- und/oder Kühlmedien für elektrische Einrichtungen, wobei in dem mindestens zum Teil aus durchsichtigem Material gebildeten Behälter eine ί Funkenstrecke bildende Elektroden vorgesehen sind und der Behälter mindestens zwei absperrbare Öffnungen aufweist, ferner der Behälter «us einem Rohrstück und dessen Stirnseiten dicht verschließenden, deckelartigen Abschlußorgan gebildet ist, und die Längsachse

ίο der Funkenstrecke parallel zu oder in der Längsachse des Rohrstückes liegt.

Nach bestehenden Vorschriften für die Prüfung der Spannungsfestigkeit oder Durchschlagsfestigkeit von Isoliermedien, vorwiegend von Isolier- und Kühlölen, ist vorgeschrieben, daß die Isolierflüssigkeit beispielsweise eines Transformators über einen Abflußhahn in Bodennähe des Transformatorengehäuses in eine sogenannte Weithals-Transportflasche abzufüllen ist Das Öl wird über einen Ablaßhahn im freien Fluß in diese Flasche gefüllt, wobei sich der Ölstrahl frei durch die umgebende Atmosphäre bewegt. Mit dieser Weithals-Transportflasche von durchschnittlich 1 bis 2 Liter Inhalt wird das zu prüfende Öl in das Öllabor — oft über große Entfernungen — gebracht, wo es

-'"' wiederum in offenem Fluß in die Prüftasse des Ölprüfgerätes umgefüllt wird. Es wird dabei vorgeschrieben, daß sowohl das Transport- wie auch das Prüfgefäß nur in vällig trockenem Zustand verwendet werden soll. Weiter wird verlangt, daß zur Eliminierung

H) eventuell noch vorhandener Feuchtigkeit an den Wänden dieser Gefäße diese mit dem zu prüfenden öl gespült werden muß, um die eventuell vorhandene Feuchtigkeit und eine eventuelle Verschmutzung auf ein Minimum zu reduzieren. Dies deswegen, da solche öle

i> überaus hygroskopisch sind, also Feuchtigkeit aus der umgebenden Luft aufnehmen und bereits ein geringer Feuchtigkeitsgehalt die Durchschlagsfestigkeit dieses Isoliermediums erheblich herabsetzt. Da die Füllung sowohl des Transportgefäßes wie auch des Prüfgefäßes in offener Atmosphäre erfolgt, ?^:-nd Einschlüsse von Gasteilen aus der Luft, besonders durch den freien Fall des Mediums beim Umgießen praktisch nicht zu vermeiden.

Es ist bereits eine Einrichtung zur Messung der

⁴"> Durchschlagsfestigkeit des Isolieröls von Transformatoren, Ölschaltern und anderen elektrischen Apparaten unter öl mit Hilfe von Meßfunkenstrecken und unter Verwendung einer fremden unabhängigen regelbaren Prüfspannung bekannt, bei der di·: Funkenstrecke im

>" Behälter des zu überwachenden Apparates selbst oder in einem daran ortsfest angebauten und vom Betriebsöl durchflossenen geschlossenen Gerät derart angeordnet ist, daß die Zuführu;igsklemmen für die Prüfspannung von außen unmittelbar zugänglich sind. Um verbrannte

"'"' ölteile aus dem Elektrodenraum entfernen zu können, ist an diesem Behälter eine Ölabflußvorrichtung mit einem Ölsperrhahn angeordnet. Diese Behälter mit den erwähnten Funkenstrecken bilden einen festen Bestandteil des zu überwachenden Apparates.

⁽⁾ Es ist ferner eine ölprüfeinnchtung bekanntgeworden (US-Patentschrift 18 70 282), welche aus einer aus Plattenelcktroden gebildeten Meßfunkenstrecke besteht. Diese Plattenelektrodcn sind auf Scheiben befestigt, welche in einem Glaszylinder gelagert sind. > Dei Glaszylinder ist stirnseitig durch Flansche abgeschlossen, welche von einer außenlie^cnden Armatur getragen werden, wobei diese Flansche zentrale Öffnungen besitzen, durch welche das zu prüfende

Medium ein- bzw. ausströmen kann. Parallel zur Glaszylinderachse und nahe der Innenwand des Zylinders sind in Umfangsrichturig des Zylinders versetzt Stäbe angeordnet, an welchen die die Elektroden tragenden Scheiben verschiebbar geführt sind. Die Scheiben tragen ferner Kontaktfahnen, die mit Anschlußklemmen in elektrisch leitender Verbindung stehen, an welche die Prüfspannung angeschlossen wird. Die Anschlußklemmen sind diametral gegeneinander versetzt in der Zylinderwandung befestigt. Der Aufbau dieser bekannten Einrichtung erfordert eine doppelte Passung, da die Länge des Glaszylinders und die Lange der Stäbe für die Halter der Elektroden aufeinander abgestimmt sein müssen, wenn diese Stäbe innerhalb des Glaszylinders festsitzen sollen, was wohl unabding- ' bar notwendig ist, um vergleichbare Meßwerte zu erhalten. Die plattenartigen Halter für die Elektroden erschweren den Öldurchfluß durch den Glaszylinder, bzw. werden durch sie tote Zonen innerhalb des Glaszylinders begrenzt, weiche von dem zu prüfendem ■ Medium nicht verläßlich durchströmt werden, so daß sich hier Rückstände ansammeln können, die ebenfalls Prüfungsergebnisse verfälschen.

Eine Einrichtung dieser Art ist aus mehreren Gründen

nicht zweckmäßig. Um die Meßfunkenstrecke zu ■

.;■ justieren, muß die Apparatur zerlegt werden. Die :'; eingestellte Meßfunkenstrecke kann, wenn das Gerät

ί wiederum zusammengebaut worden ist, nicht mehr

£ kontrolliert werden. Um den durch den Glaszylinder .? und die Flanschen gebildeten Behälter verschlossen * halten zu können, sind außenliegende schwerfällige

^: Armaturen erforderlich. Da die Anschlußklemmen für die Prüfspannung diametral am Glaszylinder befestigt sind, können nicht beliebig hohe Prüfspannungen an das Prüfgerät angelegt werden.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, einen Meßbehälter zu schaffen, der transportierbar ist, so daß mit einer Funkenstrecke verschiedene Geräte überwacht werden können, wobei die Füllung des Behälters jeweils unter Luftabschluß erfolgen soll. Der Behälter soll so ausgebildet \< erden, daß das zu prüfende Medium beim Durchfluß ständig ausgetauscht wird, und nicht Teile desselben in toten Zonen verbleiben und dadurch das Meßergebnis fälschen; ferner soll die Funkenstrecke ohne Zerlegung des Behälters justierbar sein, und auch die Anschlußstellen für die Meßspannung sollen möglichst weit auseinander liegen, um hohe Prüfspannungen anlegen zu können. Auch soll der Behälter einen einfachen und zweckmäßigen Aufbau besitzen, so daß er rasch und zuverlässig im Bedarfsfalle gereinigt werden kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die deckelartigen, aus Isolierwerkstoff gefertigten Abschlußoigane als Halter für die Elektroden dienen, indem die die Elektroden tragenden Schäfte durch die Abschlußorgane hindurch nach außen geführt sind und jene der Zuleitung der Prüfspannung dienen.

Die Vorschriften für die Prüfung der Isoliermedien verlangen, daß eine zwei- bis fünffache Menge des Mediums dem zu prüfenden Behälter zu entnehmen ist, um mit dieser ölmenge Spülungen der Gefäße vorzunehmen. Durch die Ausgestaltung des Behälters ist es möglich, zum Beispiel mittels eines Schlauches unter Luftabschluß das zu prüfende Medium abzuzapfen, und zwar bei offener Austrittsöffnung des Behälters. Man kann dabei eine mehrfache Prüfmenge durch den Behälter fließen bssen. um so den Spülvorschriften gerecht zu werden, lsi auf diese Weise eine mehrfache Prüfmenge durch den F üfbehältcr geflossen, so wird zuerst das der Austrittsöffnung zugeordnete Ventil verschlossen und darauf dasjenige der Eintrittsöffnung. Durch die erwähnte Verwendung des Behälters wird vermieden, daß bei einer Abnahme des zu prüfenden Mediums letzteres mit der Atmosphäre in Verbindung kommt, so daß gewährleistet ist, daß das zum Prüfen abgefüllte Medium tatsächlich demjenigen entspricht, das beispielsweise in einem Transformator oder einem anderen elektrischen Gerät vorhanden war. Dank des erfindungsgemäßen Vorschlages ist der Behälter sehr leicht in seine Bestandteile zu zerlegen und kann einfach gereinigt werden. Ein besonderer Vorteil wird auch darin gesehen, daß mit dieser Einrichtung beliebig hohe Prüfspannungen beherrscht werden können, ohne daß es einer wesentlichen Änderung des Gerätes bedarf, es müssen nur verschieden lange Zylinder oder Rohrstücke verwendet werden ohne daß deswegen die Halterungen für die Elektroden bzw. die AbschluPorgane verändert werden müßten, da die Abschlußorgane ja selbst als Halterungen für die Elektroden dienen und ihre Verbindungsmöglichkeit mit dem 'iohrstück völlig unabhängig von dessen Länge ist.

Anhand der Zeichnung wird der Behälter näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch den Behälter;

Fig. 2ein Detail.

Der Behälter besteht aus einem kreiszylindrischen Rohrstück 1 aus durchsichtigem vorzugsweise glasklarem Isolierwerkstoff. Die beiden stirrseitigen Enden sind durch deckelartige Abschlußorgane 2 "erschlossen, die als Halter für die Elektroden 3 dienen. Nahe den beiden Stirnseiten des Rohrstückes 1 sind in der Rohrstückwand Bohrungen vorgesehen für die Aufnahme eines Einlaßventiles und eines Auslaßventiles 5 und 6. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die beiden Ventile auf der gleichen Seite des Rohrstückes 1; es wäre jedoch auch möglich, diese auf die diametral liegenden Seiten anzuordnen.

In einer dritten, vorzugsweise im Mittelbereich des Rohrstückes 1 liegenden Öffnung 7 ist ein motorbetrieben~s Rührwerk 8 angeordnet. Stirnseitig besitzt das Rohrstück 1 kurze Gewinde 9, auf welche die Abschlußorgane 2 mit dazu korrespondierenden Gewinden dichtend aufgeschraubt werden. Die Abschlußorgane 2 besitzen einen gegen das Innere des Rohnitückes 1 gerichteten kreisringzylindrischen Schaft 10, der das erwähnte Gewinde trägt. Der Mittelachse des Abschlußorganes 2 zugewandt ist ein stufenförmiger Absatz 11 mit einem weiteren Gewinde, auf welches ein Gewindering 12 aufschraubbar ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiei sind die Achse 13 der Funktnstrekke und die Achse des zylindrischen Rohrstückes 1 koaxial angeordnet. Die Abschlußorgane 2 dienen als Halter für die Elektroden 3 der Funkenstrecke. Jede dieser Elektroden ist mit einem Schaft 14 ?usgesti.ttet, der eine im Abschlußorgan 2 befestigte Spannhülse 15 durchsetzt. Diese Spannhülse 15 besitzt behälterseitig einen Kragen 16 und eine nach außen gerichtete hohlzylindrische B'ichse 17, die über einen Teil ihrer Länge, und zwar benachbart dem Kragen 16, ein Außengewinde 18 trägt, auf weiches eine Spannmutter 19 aufgedreht ist. so daß zwischen Kragen 16 und Spannmutter 19 das Abschlußorgan 2 fixiert ist bzw. die Spannhülse durch die Mutter 19 am Abschlußorgan 2 befestigt ist. Auf jen.n Teil der Büchse 17. der über das Gewinde 18 hinausragt, ist ein vorliegendenfnlis zylindrisch ausgebildetes Kontaktglied 20 aufgesteckt

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und mit einer auf die Büchse 17 der Spannhülse 15 einwirkende Madensehraubc 21 festgehalten. Nahe dem äußeren Ende des Kontaktgliedes 20 ist eine (Juerbohrung 22 vorgesehen, mittels welcher der Behälter auf die Prüfelek (roden 23 des nicht näher dargestellten ~. Spannungsprüfgerätes aufgesteckt ist. Das linde des Schaftes 14 der Elektroden 3. das in der Spannhülse 15 verschiebbar gelagert ist, besitzt eine axial verlaufende Gewindebohrung 24, in welche der Gewindeschaft 25 einer mit ihrem Kopf 26 am Kontaktglied 20 i< abgestützten Schraube ragt. Dieser Gewindeschaft 25 durchsetzt eine Schraubenfeder 27. die sich mit einem Ende einerseits am Kontaktglied 20 und mit ihrem anderen Ende andererseits an der Stirnseite des Schaftes 14 der Elektrode 3 abstützt. Die Gewindcboh- ι rung 24 kann auch mit einer Mikrometerschraiibe verbunden werden, mittels welcher der Elektrodenabstand e genauestens eingestellt werden kann, wobei gleichzeitig die Einstellung an der Mikrometerschraube abzulesen ist. '·>

Die zur Achse 13 des Rohrstückes 1 normale Ebene 28 des stufenförmigen Absatzes 11 ist gegenüber der dem Anschlußorgan 2 benachbarten Fläche des Kragens 16 der Spannhülse 15 in axialer Richtung versetzt. Zwischen dem Kragen 16 und dem stufenför- -. migen Absatz 11 ist eine kreisringförmige Membran 29 eingespannt, welche mit der Innenseite 30 des Abschlußorgans 2 einen Hohlraum 31 begrenzt.

Der Behälter, wie aus F i g. I ersichtlich, wird über die Ein- und Auslaßventile 5 und 6 in der eingangs m beschriebenen Weise mit dem zu überprüfenden öl gefüllt. Durch Drehen des Schraubenkopfes 26 oder einer hier vorgesehenen, jedoch nicht dargestellten Mikrometerschraube wird der Abstand e der Elektroden eingestellt. Die von der Membran 29 begrenzte u Kammer dient zum Volumenausgleich, wenn sich die eingefüllte ölmenge infolge Temperaturschwankungen dehnt oder zusammenzieht. Diese Kammer ist jedoch für die ordnungsgemäße Funktion der Einrichtung nicht unbedingt erforderlich, so daß auf die hier gezeigte w Membran 29 ohne weiteres verzichtet werden kann. Der Elektrodenabstand kann mittels einer Lehre überprüft werden, welche nach dem Abschrauben des Rührwerkes 8 durch die öffnung 7 seitlich eingeführt wird, falls keine Mikrometerschraube für die Verstel- -r> lung dos Elckirodcnabsiandes vorgesehen sein sollie. Da auf die durch die Membran 29 begrenzten Ausgleichskammern verzichtet werden kann, wie bereits erwähnt wurde, können die Ein- und AußlaUvenlile 5 und 6 auch unmittelbar in den Abschlußorganen 2 vorgesehen werden. Vorliegendenfalls ist das Rohrstück 1 als Kreiszylinder beschrieben. Grundsätzlich wäre es möglich, den Querschnitt dieses Rohrstückes beispielsweise eckig zu gestalten. In diesem Falle könnten jedoch die Abschliißorganc nicht mehr über ein Gewinde dichtend aufgeschraubt werden, sondern müßten mit andersartigen Verschlußeinrichturigen mit dem Rohrstück 1 verspannt werden.

Die vorstehende Zeichnung und Erläuterung m;uhi anschaulich, daß das beschriebene Behältnis in denkbar einfacher Weise /erlegt werden kann, indem die beiden Abschlußorgane von Hand abgeschraubt werden, worauf die einzelnen vorliegenden Tcilstückc. die den Behälter in seiner Gesamtheit bilden, einfach gereinigt worden können Oie Verstellung des Elektrodenabstandes ist auf einfache Weise gelöst. Volumenänderiingen des eingefüllten und /u überprüfenden Öles infolge herrschender Temperaturschwankungen können vom Behälter aufgenommen werden, ohne daß dieser dadurch extremen Beanspruchungen ausgesetzt wird. Das Rohrstück 1. die Abschlußorgane 2 und die Ventile 5 und 6 können aus einem entsprechenden widerstandsfähigen Kunststoffmaterial gefertigt sein. Die Bohrungen W> die Ventile 5 und 6 bzw. für die Aufnahme des Umwälzorganes 8 sind vorliegendenfalls in Umfangsrichtung des Rohrstückes 1 gesehen um 180 Grad gegeneinander versetzt. Es ist natürlich auch denkbar, den Versetzungswir.'xel zwischen diesen Bohrungen kleiner zu wählen. Mit dieser Einrichtung können auch verschieden hohe Prüfspannungen ohne weiteres beherrscht werden. Es brauchen zu diesem Zweck ausschließlich und allein Rohrstücke 1 unterschiedlicher Länge vorgesehen werden. Die Abschlußorgane 2 und die von ihnen getragenen Elektroden können in allen Fällen die gleichen sein. Die inneren Begrenzungswände der Abschiußorgane 2 können schalenförmig gewölbt ausgebildet sein, um auf diese Weise strömungstechnisch günstige Voraussetzungen in der durch den Behälter gebildeten Kammer zu schaffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Behälter zur Aufnahme von auf elektrische Durchschlagsfestigkeit zu prüfende Isolier- und/ oder Kühlmedien für elektrische Einrichtungen, wobei in dem mindestens zum Teil aus durchsichtigem Material gebildeten Behälter eine Funkenstrekke bildende Elektroden vorgesehen sind und der Behälter mindestens zwei absperrbare Öffnungen aufweist, ferner der Behälter aus einem Rohrstück und dessen Stirnseiten dicht verschließenden, dekkelartigen Abschlußorganen gebildet ist und die Längsachse der Funkenstrecke parallel zu oder in der Längsachse des Rohrstückes liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die deckelartigen, aus Isolierwerkstoff gefertigten Abschlußorgane (2) als Halter für die Elektroden (3) dienen, indem die die Elektroden (3) tragenden Schäfte (14) durch die Abschlußorgane (2) hindurch nach außen geführt sind und jene der Zuleitung der Prüfspannung dienen.

2. Beniner nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußorgane (2) auf die Stirnseiten des Rohrstückes (1) aufgeschraubt sind.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Elektrode (3) der Funkenstrecke tragende Schaft (14) mittig das Abschlußorgan (2) und eine von diesem getragene Spannhülse (15) durchsetzt, wobei diese Spannhülse (15) einen Kragen (16) und eine Büchse (17) mit einem dem Kragen benachbarten Gewinde (18) zur Aufnahme einer Spannmutter (19) aufweist.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die "3uch.se\ i 7) der Spannhülse (15) ein metallisches Kontaktglied {20} aufgeschoben und mit der Büchse (17) beispielswi se durch ein quer zu dessen Achse liegenden Madenschraube (21) verspannt ist.

5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktglied (20) eine quer zu seiner Längserstreckung verlaufende Bohrung (22) aufweist, in welche die spannungsführenden Elektroden (23) eines Prüfgerätes einsetzbar sind.

6. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schaft (14) der Elektroden (3) auf der der Funkenstrecke abgewandten Seite eine axiale Gewindebohrung (24) besitzt zur Aufnahme einer mit ihrem Kopf (26) am Kontaktglied (20) abgestützten Stellschraube, mit welcher genau gegen die Kraft einer auf das Schaftende einwirkenden und von der Stellschraube durchsetzten Feder (27) der Abstand der Elektroden (3) veränderbar ist.

7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (26) der Stellschraube näher am Abschlußorgan (2) liegt als die Bohrung (22) zur Aufnahme der spannungsführenden Elektroden (23) des Prüfgerätes.

8. Behälter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (1), vorzugsweise seinen Stirnseiten benachbart, je eine Öffnung für die Aufnahme eines Veniiles (5, 6) als Abscnlußorgan besitzt.