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Dichteüberwachungseinrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichteüberwachungseinrichtung
mit Temperaturkompensation, insbesondere für metallgekapselte druckgasisolierte
Schaltanlagen, mit einem an die zu iberwacllende Anlage angeschlossenen Druckwächter
mit Hikro -sc9lalter .
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Bei metallgekapselten druckgasisolierten Schaltanlagen ist es im Betrieb
wichtig, die Dichte des eingeschlossenen Isoliergases, meist Schwefelhexafluorid
(SF6), zu überwachen, da hiervon die Spannungsfestigkeit der gesamten Anlage sowie
auch die Schaltleistung der in der Anlage enthaltenen Leistungsschalter wesentlich
abhängt. Zur Überwachung der Gasräume ist bereits bekannt, einen oder mehrere Druckwächter
an die Anlage anzuschließen. Durch die Druckwächter wird bei einem Druckabfall infolge
einer Undichtigkeit in der Anlage mittels eines Mikroschalters z.B. eine Warnhupe
betätigt. Bei einem stärkeren Druckabfall kann durch einen zweiten Druckwächter
eine Schaltsperre für die Leistungsschalter betätigt werden, so daß ein Auslösen
der Schalter bei zu geringem Druck verhindert wird.
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Die Dichteüberwachung einer Schaltanlage bereitet nun insofern Schwierigkeiten,
als Dichte bzw. Druck des Isoliergases in starkem Ila3 von der Umgehbungstemperatur
abhängig sind. Dabei ist die Temperatur des Isolierrases in der Schaltanlage infolge
der Stromerwärmung ca. 100 böher als die Außentemperatur. 'ür eine in einem Innenraum
aufgestellte Schaltanlage kann die Umgebungstemperatur z.3. in den Grenzen von-50
bis +20° schwanken, bei Breiluftanlagen ist die Temperaturschwankung noch erheblich
größer. Hierdurch können besonders bei tieferen Demneraturen durch die dadurch bedingte
Druckabnahme die Druckwächter ansprechen und einen Störungsfall melden bzw. die
Leistungsschalter sperren, obwohl in Wirklichkeit die Anlage gasdicht ist und keine
Störung vorlegt.
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Um diese Schwierigkeiten zu umgehen, sind bereits temperaturkompensierte
Druckwächter hergestellt worden. Bei diesen Geräten wird die Auslenkung der Membran
durch einen zwischen Membran und Mikro schalter befindlichen Bimetallstreifen entsprechend
der Umgebungstemperatur kompensiert. Hierdurch wird der Druclwächter äedoch erheblich
verteuert. Außerdem ist es nicht möglich, die Charakteristiken der Membran und des
Bimetallstreifens so aufeinander abzustimmen, daß im gesamten Druck-und Temperaturbereich
eine exakte Kompensation gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur
Dichteüberwachung anzugeben, die preisgünstig zu fertigen ist und im gesamten Temperatur-
und Druckbereich temperaturkompensiert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der nichttemperaturkompensierte
Druckwächter in einem mit dem Isoliergas gefüllten, gasdicht abgeschlossenen Vergleichsbehälter
eingebaut ist, daß die Anschlüsse des Mikroschalters über gasdichte Durchführungen
nach außen geführt sind und daß der Vergleichsbehälter über eine Druckleitung und
ein Ventil mit dem zu überwachenden Anlagenteil verbunden ist.
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Als kompensierendes Mittel wird also kein Bimetall, sondern ein Teil
des zu überwachenden Gases selbst verwendet. Die erfindung wird im folgenden anhand
der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert.
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Es sind it 7 und 3 zwei Teile der Metallkapselung einer druckgasisolierten
Schaltanlage dargestellt. Dabei ist mit 7 der zu überwachende Teil der Anlage bezeichnet,
wahrend der Saum 8 ein anderer, vom Raum 7 gasdicht abgeschlossener Teil der Anlage
ist.
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er zu überwachende Anlagenteil 7 ist mittels einer Druckleitung 9
an den Druckwächter 1 angeschlossen. Dieser befindet sich innerhalb des gasdicht
abgeschlossenen Verg1eichsbehalters 2. Die Anschlüsse des von der Membran 10 des
Druckwächters -l betätigten Mikroschalters 3 sind über gasdichte Durchführungen
4 nach außen irefiihrt und in an sich bekannter Weise an eine nicht dargestellte
T;arnanlage angeschlossen.
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An die Druckleitung 9 ist eine weitere Leitung 5 angeschlossen, die
in den Gasraum des Vergleichsbehsilters 2 führt und mittels eines Ventils 6 verschließbar
ist. Ferner ist noch ein Anzeigemanometer 11 zur kontrolle des Gasdrucks im Vergleichsbehälter
2 vorgesehen.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise der i)ichteüberwachungseinrichtung
beschrieben. Nach der Montage der Schaltanlage 7,8 wird die Rohrleitung 9 an den
zu überwachenden Gasraum 7 angeschlossen. Dieser kann z.B. das Gehäuse eines Leistungsschalters
sein. Dabei ist das Ventil 6 geöffnet, so daß auf beiden Seiten der Membran 10 der
gleiche Gasdruck auftritt. Anschließend wird das Ventil 6 geschlossen. Im ungestörten
Betrieb ergibt sich somit keine Auslenkung der Membran 10 des Druckwächters 1, und
der Mikroschalter 3 bleibt in der gezeichneten Ruhestellung.
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Auch bei starken Druckschwankungen infolge Temperaturänderungen erfolgt
keine ßtörungsmeldung, da sich die Gase im überwachten Teil 7 und im Vergleichsbehälter
2 gleich verhalten.
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Erst im Fall einer echten Undichtheit des überwachten Gasraums 7
wird
die Membran eingedrückt, der Schalthebel des Mikroschalters 3 berührt den unteren
Kontakt und der Druckabfall wird dadurch gemeldet. Dabei ist durch eine sorgfältige
Abdichtung des Vergleichsbehälters 2 gewährleistet, daß dieser vollkommen gasdicht
abschließt.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, da diese
mit hilfe der Leitung 5 und des Ventils 6 am Sinbauort der Schaltanlage auf jeden
beliebigen Gasdruck eingestellt werden kann. Ferner kann bei einer geringen Undichtheit
des Vergleichsbehälters 2 dieser über das Ventil 6 sofort wieder aufgefüllt werden.
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Nan kann das Ventil 6 auch zweckmäßig als Rückschlagventil ausbilden.
Dabei wird das Rückschlagventil so eingesetzt, daß ner in dientung zum Vergleichsbohälter
2 Gas durchgelassen werden kann. Falls bei dieserAnordnung eine Undichtheit des
Vergleichabehälters 2 auftritt, wird der Gasverlust automatisco von der Anlage 7
ersetzt. balls jedoch die Anlage 7 undicht wird, bleibt der Vergleichadruck erhalten,
und es kann, wie oben beschrieben, ein arnsignal ausgelöst werden.
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Zur Kontrolle der Dichtheit des @ergleichsbenälters 2 kann zweckmäßig
noch ein Anzeigemanometer 11 benutzt werden, das mit einer Korrekturtabelle zur
Berücksichtigung der Außentemperatur versehen ist. Das Nanometer 11 kann jedoch
auch entfallen, falls eine ausreichende Dichtheit des Ausgleichsbehälters 9 gewährleistet
ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Mikroschalter
3 zweckmäßig als Umschalter mit einer mittleren Ruhestellung ausgebildet. Diese
Ruhestellung wird im ungestörten Betrieb, d.h., bei gleichem Drucks auf beiden Seiten
der Membran 10, eingenommen. Bei Druckabfall im Behälter 7 wird, wie oben beschrieben,
durch das Schließen des unteren Kontaktes eine Störungsmeldung ausgelöst. Bei einem
Druckabfall im Vergleichsbehälter 2 bewegt sich der Schalthebel des
Hihroschalters
nach oben und berührt dadurch einen (nicht dargestellten) oberen kontakt. iiierdurch
ist es inöglich, bohne ilehraufwand auch die Dichtheit des Vergleichsbehälters zu
überwachen.
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Um für eine noch genauere dichteüberwachung auch die Stromerwärmung
des Anlagenteiles 7 zu berücksichtigen, kann zweckmäßig der Vergleichsbehälter 2
auch direkt an das Anlagenteil 7 augeflanscht werden (nicht dargestellt), falls
der hierzu notwendige Raum in der Schaltanlage vorhanden ist. Dadurch wird das rTas
im vergleichsbehälter auf die Temperatur des Anlagenteils, die im allgemeinen etwas
über der Raumtemperatur liegt, aufgeheizt.
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mine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß zweckmäßig
die Druckleitung 5 des Vergleichsbehälters 2 an einen von dem zu überwachenden Anlagenteil
7 getrennten Gaaraum 8 der Schaltanlage angeschlossen ist. Die beiden Gasräume 7
und 8 müssen dabei den gleichen Betriebsdruck aufweisen. Als überwachter Gasraum
7 kann ein Anlagenteil gewählt werden, in dem ein Druckabfall besonders kritisch
ist, während als Vergleichsbehälter 3 ein anderer Anlagenteil benutzt wird, der
als druckdicht gilt, z.B. ein geschotteter Abschnitt einer Sammelschiene. Dieser
Teil kann in oben beschriebener Weise zusätzlich mit einem Anzeigemanometer überwacht
werden. In diesem Fall kann auf das Ventil 6 verzichtet werden.
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1)1 e erfindungsgemäß e Dicht eüb erwachnngs einrichtting hat den
Vorteil, daß sie für alle Druck- und Temperaturbereiche einsetzbar ist ind eine
exakte Temperaturkompensation ermöglicht.
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Da sie weiterhin aus einfachen, handelsüblichen Bauteilen zusammengesetzt
ist, läßt sie sich preisgünstig fertigen.
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5 Seiten Beschreibung 6 Patentansprüche