DE3206368C2

DE3206368C2 - Ausdehnungsgefäß für die Kühl- und Isolierflüssigkeit eines Großtransformators

Info

Publication number: DE3206368C2
Application number: DE19823206368
Authority: DE
Inventors: Werner 8500 Nürnberg Pail
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-02-22
Filing date: 1982-02-22
Publication date: 1985-03-14
Also published as: DE3206368A1; BR8300817A

Abstract

Um Langzeitbeeinträchtigungen der Flüssigkeit durch die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit und den Sauerstoff zu vermeiden, ist die Flüssigkeitsoberfläche häufig durch eine, beispielsweise sackförmige, Membran (9) gasdicht vollständig abgedeckt. Erfindungsgemäß besteht diese sackförmige Membran (9) aus an den Rändern aufeinandervulkanisierten, im unbelasteten Zustand ebenen Gummimatten und entspricht die räumliche Gestalt des Mantels (6) des aus Blechen zusammengesetzten Ausdehnungsgefäßes der Form der mit geringem Überdruck von innen belasteten Membran (9). Die erfindungsgemäße aneinander angepaßte Gestaltung des Ausdehnungsgefäßes und der zugehörigen sackförmigen Membran (9) ist zweckmäßig anwendbar, wenn eine absolute Trennung der Flüssigkeit von der atmosphärischen Luft erforderlich ist, sofern zusätzlich besondere Anforderungen an die Langzeitbeständigkeit der Flüssigkeit gestellt sind.

Description

— daß die Membran (9) aus an den Rändern aufeinandervulkanisierten, im unbelasteten Zustand ebenen Gummimatten besteht und

— daß die räumliche Gestalt des Mantels (6) des Ausdehnungsgefäßes gleich der Form der mit geringem Überdruck von innen belasteten Membran (9) ist

2. Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oben liegende Wand der Membran (9) eine Öffnung mit verstärktem Rand (12) aufweist, der an einen Flansch (16) eines luftgefüllten Domes auf dem Ausdehnungsgefäß angeflanscht ist

3. Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dit mit geringem Überdruck von innen belastete Membran (9) die Form von zwei flachen mit ihren rechteckigen Grundflächen aufeinanderstellenden Pyramiden hat

4. Ausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der luftgefüllte Dom einen ovalen Querschnitt in der Größe eines Mannloches (2) hat.

5. Ausdehnungsgefäß nach eis. -τη der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Luftfüllung des Domes über einen Luftentfeuchter (19) mit der Außenluft in Verbindung steht

6. Verfahren zur Montage eines Ausdehnungsgefäßes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der umlaufenden Seitennaht der Membran (9) in nach außen vorstehenden Ansätzen ösen (10) vorgesehen sind, an denen die Membran (9) über Montageseile in ihre Einbaulage gezogen ist, und daß die Montageseile durch im Betriebszustand durch Blindflansche (11) verschlossene Öffnungen gehandhabt und danach entfernt sind.

7. Verfahren zur Montage eines Ausdehnungsgefäßes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage der Membran (9) bei teilweise mit Kühl- und Isolierflüssigkeit gefülltem Ausdehnungsgefäß erfolgt, und daß der Raum über der Flüssigkeitsoberfläche zwischen der Gefäßwand (6) und der Membran (9) nach deren Anflanschen durch ein Ventil (1) in der Gefäßwand (6) gasfrei gepumpt ist.

Die Erfindung betrifft ein Ausdehnungsgefäß für die Kühl- und Isolierflüssigkeit eines Großtransformators mit unter atmosphärischem Druck stehender Flüssigkeitsoberfläche, die gegen Luft durch eine sackförmige Membran in einem aus Blechen zusammengesetzten Ausdehnungsgefäß gasdicht vollständig abgedeckt ist.

In Transformatoren als Kühl- und Isolierflüssigkeit verwendete Isolieröle sind einem Temperaturbereich von etwa —40⁰C bis +9O⁰C ausgesetzt und verändern dabei aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften entsprechend der Temperaturschwankung ihr Volumen. Die Volumenschwankung wird in einem Ausdehnungsgefäß aufgefangen. Hierbei ist in herkömmlichen Anlagen üblicherweise die öloberfläche mit der Luft in Verbindung, so daß Beeinträchtigungen der Isoliereigenschaften des Öles durch die Luft nicht ganz ausgeschlossen sind.

ίο Um die Öloberfläche in dem Ausdehnungsgefäß nicht mit Luft in Berührung kommen zu lassen, ist es beispielsweise durch die DE-OS 23 08 955 bekannt, den Ölraum vollständig von der Umgebungsluft abzuschließen und über der Flüssigkeitsoberfläche ein Polster aus gegenüber der Isolierflüssigkeit neutralem Gas vorzusehen.

In der DE-OS 28 11 935 und in der DE-OS 30 36 705 wird auch schon vorgeschlagen zur Trennung der Kühl- und Isolierflüssigkeit von der über ihr befindlichen Luft eine Membran in Form einer Gummidecke oder eines Gummisackes vorzusehen. Diese Gummidecke bzw. dieser Gummisack folgen aufgrund ihrer Flexibilität den Bewegungen der Flüssigkeitsoberfläche. Der hierbei vorgesehene Gummisack ist von der Seite in das Ausdehnungsgefäß eingelegt und hat im aufgeblasenen Zustand die Form eines langgestreckten Ballons. Diese Form weicht von der zylindrischen Gestalt des Ausdehnungsgefäßes ab, so daß bei häufig auftretenden Volumenschwankungen durch örtliche Überlastung der Wandung des Gummisackes für diesen eine nicht unerhebliche Bruchgefahr besteht

Durch die CH-PS 4 36 468 ist für Transformatoren ein Ausdehnungsgefäß bekannt, in dem wiederum eine Membran die Isolier- und Kühlflüssigkeit von der über ihr befindlichen Luft trennt Das Ausdehnungsgefäß besteht bei dieser Anordnung aus zwei schalenförmigen Hälften, die mittels Flanschen miteinander verschraubt sind. Zwischen den Flanschen ist der Rand der Membran eingeklemmt und übernimmt dadurch gleichzeitig die Funktion einer Dichtung. Die Membran ist mehrschichtig aus einer Metallfolie und mindestens einer mit dieser verbundenen elastischen Kunststoffolie aufgebaut und hat im entspannten Zustand eine gewölbte Form. Im Normalbetrieb liegt diese Membran im wesentlichen ohne Deformation gegenüber ihrer in der Herstellung erzeugten Gestalt auf der Isolier- und Kühlflüssigkeit und schnappt bei einem stärkeren Absinken von deren Oberfläche in eine entgegengesetzte Wölbung. Auch hierbei Gesteht infolge starker Verformung

5C- durch örtliche Überlastung der Wandung der Membran für diese eine nicht unerhebliche Bruchgefahr.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Trennung der Flüssigkeitsoberfläche in Ausdehnungsgefäßen von Transformatoren eine Membran zu schaffen, die wirtschaftlich herstellbar und einbaubar ist und dabei gleichzeitig ein Höchstmaß an Funktionssicherheit, insbesondere hinsichtlich ihrer Lebensdauer, gewährleistet
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Ausdehnungsgefäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Membran aus an den Rändern aufeinandervulkanisierten, im unbelasteten Zustand ebenen Gummimatten besteht und daß die räumliche Gestalt des Ausdehnungsgefäßes gleich der Form der mit geringem Überdruck von innen belasteten Membran ist

Nach zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung weist die obenliegende Wand der Membran eine öffnung mit verstärktem Rand auf, der an den unteren

Rand eines luftgefüllten Domes auf dem Ausdehnungsgefäß angeflanscht ist und hat die mit geringem Oberdruck von innen belastete Membran die Form von zwei flachen mit ihren rechteckigen Grundflächen aufeinanderstellenden Pyramiden.

Nach zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung hat der luftgefüllte Dom einen ovalen Querschnitt in der Größe eines Mannloches und sind an der umlaufenden Seitennaht der Membran in nach außen vorstehenden Ansätzen Ösen vorgesehen, an denen die Membran über Montageseile in ihre Einbaulage gezogen wird, wobei die Montageseile durch im Betriebszustand durch Blindflansche verschlossene öffnungen gehandhabt und danach entfernt werden.

Die Erfindung ist sehr vorteilhaft, denn durch die gegenseitige Angleichung der Gestalt des eigentlichen Ausdehnungsgefäßes und der Membran wird für letztere eine minimale Formänderung bei der Anpassung an unterschiedliche Volumina der Kühl- und Isolierflüssigkeit gewährleistet Außerdem besteht die Möglichkeit im Falle eines auftretenden Defektes, die Membran auszuwechsein ohne das Ausdehnungsgefäß gänziich entleeren zu müssen, so daß nach dem Entnehii.-en des Gummisackes und dem Verschließen des Domes über dem Ausdehnungsgefäß der Transformator vorübergehend auch ohne Membran betriebsfähig ist Im Zusammenhang mit dem Ausdehnungsgefäß stehende Stillstandzeiten des Transformators sind daher durch die erfindungsgemäße Anordnung auf ein Mindestmaß reduziert

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt und

F i g. 2 eine Draufsicht auf eine Membran,

F i g. 3,4 und 5 sind Vorder-, Drauf- und Seitenansicht eines Ausdehnungsgefäßes,

F i g. 6 isi die Darstellung einer Einzelheit aus F i g. 5 in größerem Maßstab.

Ein Ausdehnungsgefäß mit einem äußeren Mantel 6 ist über eine Rohrleitung 14 in üblicher Weise mit einem Transformatorkessel verbunden. Der Mantel 6 stützt sich dabei mit Füßen 8 in nicht näher dargestellter Art und Weise auf dem Transformatorkessel ab.

Der Mantel 6 ist aus ebenen bzw. höchstens um eine Achse gebogenen Blechen zu einem muschelförmigen Gefäß zusammengesetzt Dabei ist zwischen den Füßen 8 in den Boden des Mantels 6 ein kastanähnlicher ÖI-sumpf 13 eingesetzt, in den auch die vom Transformatorkessel herangeführte Rohrleitung 14 mündet. Außerdem ist in der unteren Hälfte des Mantels 6 in Höhe der + 20°C-Sollmarke des ölspiegels ein sogenanntes ölauge 7 eingesetzt, das durch seine Anordnung an einem Ende des Mantels 6, insbesondere von unten, sehr gut beobachtbar ist.

In den oberen Teil des Mantels 6 ist ein luftgefüllter Dom mit einem ovalen Rahmen 3 eingesetzt, der nach oben durch einen Mannlochdeckel 2 verschlossen ist. In eine von dem Rahmen 3 umfaßte öffnung im Mantel 6 ist ein Flansch 16 eingesetzt, der eine sackförmige Membran 9 trägt Die Membran 9 wird mit einem verstärkten eo Rand 12 durch einen Befestigungsflansch 5 von innen gegen den Flansch 16 gepreßt. Die hierzu erforderliche Preßkraft wird über auf den Befestigungsflansch 5 aufgeschweißte Schraubenbolzen 17 und von diesen getragenen Muttern 18 aufgebracht.

Die sackförmige Membran 9 ist aus zwei im unbelasteten Zustand ebenen rechteckigen Gummimatten hergestellt. Die Ecken dieser rechteckigen Gummimatten sind leicht abgerundet, und die äußeren Ränder der beiden Gummimatten sind gas- und öldicht aufeinandervulkanisiert Die obere der beiden Matten der Membran S enthält eine ovale Öffnung, die den von den Flanschen 16 und 5 umfaßten, ebenfalls ovalen öffnungen entspricht Die obere Gummimatte umfaßt diese Öffnung mit einem verstärkten Rand 12, der außerdem Durchgangslöcher zur Aufnahme der Schraubenbolzen 17 aufweist In die vulkanisierten Nähte der Membran 9 sind an deren Schmalseiten je zwei Ösen 10 eingelassen.

Als Montage- und Betriebshilfen sind auf dem oberen Teil des Mantels 6 ein Anschlußventil 1 zur Entlüftung des Ausdehnungsgefäßes und Blindflansches 11 vorgesehen. Aus dem gleichen Grund ist an dem öisumpf 13 an dessen tiefster Stelle ein Ölablaßventil 15 angebracht.

Die Einbringung der sackähnlichen Membran 9 in den Mantel 6 des Ausdehnungsgefäßes e.-folgt erst nach vollständiger Montage des Transformators und nachdem dieser soweit mit Öl gefüllt ist daß die Öloberfläche im Bereich des Ölsumpfes 13 lieg;. Die Membran 9 wird dann nach Abnehmen des mani/iochdeckeis 2 durch den Rahmen 3 eingeführt. Vorher sind nicht dargestellte Montageseile in den Ösen 10 der Membran 9 befestigt und mit ihren freien Enden durch die im Betriebszustand durch die Blindflansche 11 geschlossenen Öffnungen aus dem Mantel 6 herausgeführt.

Im Anschluß an die Einbringung der Membran 9 in den Mantel 6 wird der Befestigungsflansch 5 mit den auf ihn aufgeschweißten Schraubenbolzen 37 durch die ovale öffnung in dem Flansch 16 und der Membran 9 in letztere eingeführt und werden die Schraubenbolzen 17 in die Löcher in dem Rand 12 und in dem Flansch 16 eingeführt und durch Aufschrauben der Muttern 18 in dieser Lage festgehalten. Durch entsprechend starkes Anziehen der Muttern 18 wird der Rand 12 öl- und gasdicht von unten gegen den Flansch 16 gepreßt.

Im Anschluß an die Befestigung der Membran 9 unter dem luftgefüllten Dom aus dem Rahmen 3 Herder die seitlichen Enden der Membran 9 unter Zuhilfenahme der in den ösen 10 befestigten Montageseile in die Ekken djs Mantels 6 gezogen, so daß die die Membran 9 bildenden Gummimatten faltenfrei in dem Mantel 6 liegen. Nach dem Entfernen der Montageseile wsrden die Blindflansche 11 sowie der Mannlochdeckel 2 gas- und öldicht in an sich bekannter, nicht näher dargestellter Art und Weise befestigt

Der luftgefüllte Innenraum des von dem Rahmen 3 umschlossenen und nach oben durch den Mannlochdekkel 2 abgedeckten Domes ist über eine Rohrleitung 4 und einen Luftentfeuchter 19 mit der atmosphärischen Luft verbunden. Während der Raum zwischen der öloberfläche, dem Mantel 6 und der Außenseite der Membran 9 durch das Entlüftungsventil 1 evakuiert wird, dringt über den Luftentfeuchter 19 durch die Rohrleitung 4 getrocknete I.-i^ft in den Dom und von dort in die Membran 9 ein, deren Wände sich nach und nach von innen an den Mantel 6 und an die Flüssigkeitsoberfläche anlegen und dadurch abgestützt sind.

Durch die gegenseitige Anpassung der räumlichen Form des Mantels 6 des Ausdehnungsgefäßes einerseits und der Membran 9 aus Gummimatten andererseits treten in den Wandungen der Membran 9 praktisch keinerlei Zugbeanspruchungen auf, so daß Leckagen praktisch ausgeschlossen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ausdehnungsgefäß für die Kühl- und Isolierflüssigkeit eines Großtransformaton, mit unter atmosphärischem Druck stehender Flüssigkeitoberfläche, die gegen Luft durch eine sackförmige Membran in einem aus Blechen zusammengesetzten Ausdehnungsgefäß gasdicht vollständig abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet,